JP2018077251A - 多重波長を用いた3次元形状の測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
11 X/Yステージ
12 ステージ移送器
20 第1プロジェクター
21、31 照明部
23、33 集光レンズ
22 第1格子部
30 第2プロジェクター
32 第2格子部
40 カメラ部
50 制御部
Claims (17)
- 検査対象物を測定位置に移送させる移送ステージと、
前記検査対象物に対して第1等価波長を有する第1パターン光を第1方向に照射する第1プロジェクターと、
前記検査対象物に対して前記第1等価波長と波長が異なる第2等価波長を有する第2パターン光を第2方向に照射する第2プロジェクターと、
前記移送ステージの前記検査対象物から反射される前記第1パターン光による第1パターンイメージと前記第2パターン光による第2パターンイメージとを撮影するカメラ部と、
前記第1プロジェクターと前記第2プロジェクターとを制御し、前記第1パターンイメージと前記第2パターンイメージとが前記カメラ部で撮影されると、前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージを受信して前記検査対象物の3次元形状を算出する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージから第1位相及び第2位相をそれぞれ取得し、
前記第1位相と前記第2位相との相対的な値を用いて第3位相を算出し、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第1位相及び前記第1等価波長を用いて前記第1位相の第1次数を算出し(前記第1次数は整数)、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第2位相及び前記第2等価波長を用いて前記第2位相の第2次数を算出し(前記第2次数は整数)、
前記第1位相と前記第1次数を用いて最大測定高さが増加された前記第1方向による第1高さ情報を算出し且つ前記第2位相と前記第2次数を用いて最大測定高さが増加された前記第2方向による第2高さ情報を算出し、
前記第1次数及び前記第2次数と、前記第1高さ情報及び前記第2高さ情報とを用いて前記検査対象物の統合された高さ情報を前記検査対象物の各点について算出し、前記統合された高さ情報から前記検査対象物の3次元形状を取得する
ことを特徴とする3次元形状の測定装置。 - 前記第1プロジェクターは、
光を発生させる照明部と、
前記照明部の一側に設置され、光を、前記第1等価波長を有する前記第1パターン光に変換させる第1格子部と、を含み、
前記第1格子部は、第1ピッチを有する複数の第1パターンが配列されて形成され、光を、前記第1等価波長を有する前記第1パターン光に変換させる第1格子と、前記第1格子に連結され、前記第1格子を一定の間隔に移送させる格子移送器と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の3次元形状の測定装置。 - 前記第2プロジェクターは、
光を発生させる照明部と、
前記照明部の一側に設置され、光を、前記第2等価波長を有する前記第2パターン光に変換させる第2格子部と、を含み、
前記第2格子部は、第2ピッチを有する複数の第2パターンが配列されて形成され、光を、前記第2等価波長を有する前記第2パターン光に変換させる第2格子と、前記第2格子に連結され、前記第2格子を一定の間隔に移送させる格子移送器と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の3次元形状の測定装置。 - 前記第1プロジェクターは、前記照明部から入射された光を集める集光レンズを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の3次元形状の測定装置。
- 前記第1格子部は、格子プレートモジュール、液晶ディスプレイ、及びデジタルミラーのいずれか一つが適用されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状の測定装置。
- 前記カメラ部は、前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージを受信して結像させる結像レンズと、
前記結像レンズの一側に設置され、前記結像レンズにより結像された前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージを撮影するカメラと、で構成され、
前記カメラは、CCDカメラまたはCMOSカメラが適用されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状の測定装置。 - 前記カメラ部は、前記検査対象物の2次元検査のための光を発生させる2次元検査照明部を更に含み、前記2次元検査照明部は、複数の発光ダイオードまたは円形ランプを含むことを特徴とする請求項1に記載の3次元形状の測定装置。
- 検査対象物を測定位置に移送させる移送ステージと、
第1等価波長を有する第1パターン光を発生させて、前記検査対象物に対してそれぞれ照射する複数の第1プロジェクターと、
前記第1等価波長と波長が異なる第2等価波長を有する第2パターン光を前記検査対象物に対してそれぞれ照射する複数の第2プロジェクターと、
前記検査対象物によって反射される前記第1パターン光による第1パターンイメージと前記第2パターン光による第2パターンイメージとを撮影するカメラ部と、
前記複数の第1プロジェクターと前記複数の第2プロジェクターとをそれぞれ制御して前記検査対象物の第1方向及び第2方向に前記複数の第1パターン光及び前記複数の第2パターン光を照射し、それぞれ前記第1パターン光及び前記第2パターン光により前記第1パターンイメージと前記第2パターンイメージとが前記カメラ部で撮影されると、前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージを受信して前記検査対象物の3次元形状を算出する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記第1パターンイメージ及び前記第2パターンイメージから第1位相及び第2位相をそれぞれ取得し、
前記第1位相と前記第2位相との相対的な値を用いて第3位相を算出し、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第1位相及び前記第1等価波長を用いて前記第1位相の第1次数を算出し(前記第1次数は整数)、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第2位相及び前記第2等価波長を用いて前記第2位相の第2次数を算出し(前記第2次数は整数)、
前記第1位相と前記第1次数を用いて最大測定高さが増加された前記第1方向による第1高さ情報を算出し且つ前記第2位相と前記第2次数を用いて最大測定高さが増加された前記第2方向による第2高さ情報を算出し、
前記第1次数及び前記第2次数と、前記第1高さ情報及び前記第2高さ情報とを用いて前記検査対象物の統合された高さ情報を前記検査対象物の各点について算出し、前記統合された高さ情報から前記検査対象物の3次元形状を取得する
ことを特徴とする3次元形状の測定装置。 - 前記複数の第1プロジェクターは互いに隣接するように設置されることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状の測定装置。
- 前記複数の第1プロジェクターと前記複数の第2プロジェクターとは互いに対向するように設置されることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状の測定装置。
- 第1プロジェクターの第1格子を移送しながら第1等価波長を有する第1パターン光を、検査対象物に対して第1方向に照射し、反射される複数の第1パターンイメージを取得し、取得された複数の第1パターンイメージを用いて第1位相を算出し、
第2プロジェクターの第2格子を移送しながら前記第1等価波長とは異なる波長の第2等価波長を有する第2パターン光を、前記検査対象物に対して第2方向に照射し、反射される複数の第2パターンイメージを取得し、取得された複数の第2パターンイメージを用いて第2位相を算出し、
前記第1位相と前記第2位相との相対的な値を用いて第3位相を算出し、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第1位相及び前記第1等価波長を用いて前記第1位相の第1次数を算出し(前記第1次数は整数)、
算出された前記第3位相から予測高さを取得し、前記予測高さ、前記第2位相及び前記第2等価波長を用いて前記第2位相の第2次数を算出し(前記第2次数は整数)、
前記第1位相と前記第1次数を用いて最大測定高さが増加された前記第1方向による第1高さ情報を算出し且つ前記第2位相と前記第2次数を用いて最大測定高さが増加された前記第2方向による第2高さ情報を算出し、
前記第1次数及び前記第2次数と、前記第1高さ情報及び前記第2高さ情報とを用いて前記検査対象物の統合された高さ情報を前記検査対象物の各点について算出し、前記統合された高さ情報から前記検査対象物の3次元形状を取得する
ことを含むことを特徴とする3次元形状の測定方法。 - 前記第3位相を用いて、前記第1位相の第1次数と前記第2位相の第2次数とを算出することを含むことを特徴とする請求項11に記載の3次元形状の測定方法。
- 前記第1次数及び前記第2次数と、前記第1位相及び前記第2位相とを用いて、前記第1高さ情報及び前記第2高さ情報を算出することを含むことを特徴とする請求項12に記載の3次元形状の測定方法。
- 前記第1位相を算出することは、
前記第1プロジェクターをオンし、
前記第1プロジェクターの前記第1格子を移送しながら前記第1等価波長を有する前記第1パターン光を、前記検査対象物に対して前記第1方向に照射し、反射される前記複数の第1パターンイメージを取得し、
前記複数の第1パターンイメージからN−バケットアルゴリズムを用いて前記第1位相を算出することを含むことを特徴とする請求項11に記載の3次元形状の測定方法。 - 前記第2位相を算出することは、
前記第2プロジェクターをオンし、
前記第2プロジェクターの前記第2格子を移送しながら前記第1等価波長と異なる波長の前記第2等価波長を有する前記第2パターン光を、前記検査対象物に対して前記第2方向に照射し、反射される前記複数の第2パターンイメージを取得し、
前記複数の第2パターンイメージからN−バケットアルゴリズムを用いて前記第2位相を算出することを含むことを特徴とする請求項11に記載の3次元形状の測定方法。 - 前記第2プロジェクターは、前記照明部から入射された光を集める集光レンズを更に含むことを特徴とする請求項3に記載の3次元形状の測定装置。
- 前記第2格子部は、格子プレートモジュール、液晶ディスプレイ、及びデジタルミラーのいずれか一つが適用されることを特徴とする請求項3に記載の3次元形状の測定装置。
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