JP2021089193A - 形状測定装置および形状測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物体の輪郭を算出し、物体の形状を正確に測定できる技術を提供する。【解決手段】物体を支持する支持部と、物体の輪郭の一部を撮像する撮像部と、撮像部の撮像方向と交差する方向を回転軸として、支持部を回転させる回転部と、物体の輪郭に沿って、撮像部と支持部との相対位置を移動させる移動部と、撮像部が撮像した画像を合成し、物体の輪郭を算出する処理部と、を有する形状測定装置。【選択図】図１

Description

本発明は、形状測定装置および形状測定方法に関する。

物体の三次元形状を測定する装置としては、例えば、三次元スキャナが知られている。特許文献１には、レーザ光を用いた三次元スキャナが提案されている。

特開２０１２−５８２２６号公報

本発明の目的は、物体の輪郭を算出し、物体の形状を正確に測定できる技術を提供することである。

本発明の一態様によれば、
物体を支持する支持部と、
前記物体の輪郭の一部を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像方向と交差する方向を回転軸として、前記支持部を回転させる回転部と、
前記物体の輪郭に沿って、前記撮像部と前記支持部との相対位置を移動させる移動部と、
前記撮像部が撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する処理部と、を有する形状測定装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、
物体の輪郭の一部を撮像する工程と、
前記物体を回転させる工程と、
前記物体の輪郭に沿って撮像領域を移動する工程と、
前記物体を撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する工程と、を有する形状測定方法が提供される。

本発明によれば、物体の輪郭を算出し、物体の形状を正確に測定できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る形状測定装置１０を示す概略構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る形状測定方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像工程Ｓ１０２において得られる画像の一例を模式的に示した図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る移動工程Ｓ１０６を行う前の撮像領域Ｚ３と、移動工程Ｓ１０６を行った後の撮像領域Ｚ４との一例を模式的に示した図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る画像処理工程Ｓ１０７にて、処理部１５が合成した画像の一例を模式的に示した図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の第１実施形態の変形例１に係る物体２０の輪郭を算出する手順の一例を模式的に示した図である。

＜発明者の得た知見＞
まず、発明者が得た知見について説明する。

物体の三次元形状を測定する装置としては、例えば、レーザ光を用いた三次元スキャナが知られている。しかしながら、単結晶インゴットのような、光沢のある物体においては、レーザ光がほとんど反射してしまい、形状を正確に測定することが困難であった。

タンタル酸リチウム等の単結晶インゴットの育成において、育成された結晶の形状は、育成条件の結果が反映され、次回の育成条件を決める重要な情報源になり得る。そのため、光沢のある物体の形状を正確に測定できる技術が望まれていた。

本願発明者は、上述のような事象に対して鋭意研究を行った。その結果、物体の輪郭を撮像し、撮像した画像から物体の輪郭を算出することによって、物体の形状を正確に測定できることを見出した。本発明は、単結晶インゴットのような、光沢のある物体においても、その形状を正確に測定することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜本発明の第１実施形態＞
（１）形状測定装置１０の構成
まず、本実施形態の形状測定装置１０の構成について説明する。

図１は、本実施形態の形状測定装置１０を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の形状測定装置１０は、例えば、支持部１１と、撮像部１２と、回転部１３と、移動部１４と、処理部１５と、光源１６とを有している。形状測定装置１０は、例えば、物体２０の形状を測定するように構成されている。

物体２０は、例えば、タンタル酸リチウムの単結晶インゴットである。物体２０は、例えば、円筒状であり、その径は４インチ以上８インチ以下である。物体２０の表面は、凹凸が少なく、光沢を有している。

支持部１１は、例えば、物体２０の底面に接触して、物体２０を支持するように構成されている。支持部１１は、撮像部１２による物体２０の輪郭の撮像を妨げないように構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、支持部１１と物体２０との接触面積ができるだけ小さくなるように、支持部１１を構成することが好ましい。これにより、支持部１１の輪郭と物体２０の輪郭との判別が容易となり、物体２０の形状を正確に測定することが可能となる。

撮像部１２は、物体２０の輪郭の一部を撮像するように構成されている。光源１６が照射する光が撮像部１２に入射すると、例えば、撮像部１２が有するイメージセンサによって、物体２０の輪郭を示す画像が得られる。ここで、物体２０の輪郭全体を一度に撮像した場合、物体２０の外周面で散乱された光の影響が大きくなるため、物体２０の輪郭が不明瞭となる。そのため、物体２０の形状を正確に測定することが困難となってしまう。これに対し、本実施形態の撮像部１２は、物体２０の輪郭を一部分ずつ複数回に分けて撮像するように構成されている。この場合、撮像部１２の光軸を、物体２０の外周面の位置に合わせることができる。つまり、物体２０の輪郭を形成する外周面が、撮像部１２の光軸に近い位置に存在するため、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。その結果、物体２０の形状を正確に測定することが可能となる。

また、撮像部１２は、散乱光を除去する除去部を有することが好ましい。本明細書において、「散乱光」とは、回折光、屈折光、反射光等の、撮像方向に平行な光以外の光を意味する。物体２０が光沢を有している場合、物体２０の外周面で散乱された光等の散乱光の影響により、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することが困難となる。これに対し、撮像部１２が除去部を有することで、散乱光の影響を抑制し、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。なお、本明細書において、撮像方向とは、撮像部１２が物体２０を撮像する方向であり、撮像部１２の光軸方向と言い換えることができる。

具体的には、撮像部１２は、除去部として、光源１６が照射する撮像方向に平行な光（平行に極めて近い光を含む）のみを通過させるレンズを有することが好ましい。このようなレンズとしては、両側テレセントリックレンズや物体側テレセントリックレンズが例示される。撮像部１２がこのようなレンズを有することで、物体２０が光沢を有している場合でも、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。また、撮像部１２が両側テレセントリックレンズまたは物体側テレセントリックレンズの少なくとも一方を有する場合、撮像部１２と物体２０との距離が変化した場合でも、イメージセンサによって得られる物体２０の画像の大きさが変化することはない。そのため、物体２０の形状を正確に測定することが可能となる。

回転部１３は、例えば、支持部１１の下部に設けられ、撮像方向と交差（または直交）する方向を回転軸Ａとして、支持部１１を回転させるように構成されている。回転軸Ａは、物体２０の中心を通ることが好ましい。回転部１３が支持部１１を回転させることで、撮像部１２が複数の角度から見た物体２０を撮像することが可能となる。これにより、複数の角度から見た物体２０の形状を測定することができる。また、タンタル酸リチウム等の単結晶インゴットの育成において、育成条件によって特定の結晶方位の成長が影響を受ける場合があるが、そのような場合にも複数の角度から見た物体２０の形状を測定し、育成条件を評価することができる。そのため、本実施形態の形状測定装置１０は、例えば、タンタル酸リチウム等の単結晶インゴットの形状測定に好適に用いることができる。

移動部１４は、物体２０の輪郭に沿って、撮像部１２と支持部１１との相対位置を移動させるように構成されている。本実施形態では、移動部１４は、撮像部１２を移動させるように構成されている。なお、移動部１４は、支持部１１を移動させるように構成されていてもよい。上述のように、撮像部１２は物体２０の輪郭の一部を撮像する。しかしながら、物体２０の輪郭に沿って、例えば、撮像部１２が移動することで、物体２０の輪郭のすべてを複数回に分けて撮像することができる。また、物体２０の形状や大きさが異なる場合であっても、物体２０の輪郭のすべてを撮像し、物体２０の形状を正確に測定することができる。

処理部１５は、撮像部１２が撮像した画像を合成し、物体２０の輪郭を算出するように構成されている。処理部１５は、例えば、撮像部１２と、回転部１３と、移動部１４と、光源１６と、データを送受信可能なように構成されている。処理部１５としては、例えば、所定のプログラムを必要に応じて実行するコンピュータを用いることができる。処理部１５が物体２０の輪郭を算出することで、物体２０の形状を正確に測定することができる。

光源１６は、例えば、物体２０を挟んで撮像部１２と向かい合う位置に設けられ、撮像方向に平行な光を照射するように構成されている。光源１６が照射した光は、物体２０越しに撮像部１２に入射する。光源１６としては、例えば、狭指向角タイプのＬＥＤを用いることができる。また、光源１６は、光源１６が照射する光を平行光化するコリメータレンズを有していてもよい。光源１６が撮像方向に平行な光を照射することで、撮像部１２は物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。

本実施形態の形状測定装置１０は、上述の構成を有することで、物体２０の輪郭を算出し、物体２０の形状を正確に測定することができる。特に、物体２０が光沢を有している場合でも、その形状を正確に測定することができる。

（２）形状測定装置１０を用いた形状測定方法
次に、本実施形態の形状測定装置１０を用いた形状測定方法について説明する。

図２は、本実施形態の形状測定方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の形状測定方法は、例えば、初期設定工程Ｓ１０１と、撮像工程Ｓ１０２と、回転工程Ｓ１０３と、撮像角度判断工程Ｓ１０４と、輪郭判断工程Ｓ１０５と、移動工程Ｓ１０６と、画像処理工程Ｓ１０７と、を有する。

（初期設定工程Ｓ１０１）
まず、初期設定工程Ｓ１０１では、支持部１１を用いて物体２０を支持する。この際、支持部１１が撮像部１２による物体２０の輪郭の撮像を妨げないように、物体２０を支持することが好ましい。次に、例えば、撮像部１２を移動し、撮像領域を初期位置に移動する。撮像領域の初期位置は、撮像領域内に物体２０の輪郭の一部が存在するように設定する。好ましくは、撮像領域の初期位置は、撮像領域内に物体２０の下部（つまり、支持部１１が物体２０と接触している面側）の輪郭の一部が存在するように設定する。これにより、支持部１１の位置を基準として、物体２０の輪郭を容易に見つけることができる。

（撮像工程Ｓ１０２）
撮像工程Ｓ１０２では、例えば、光源１６を用いて物体２０に対して撮像方向に平行な光を照射し、撮像部１２を用いて物体２０の輪郭の一部を撮像する。撮像部１２が撮像した画像は、例えば、処理部１５に送信される。

図３は、撮像工程Ｓ１０２において得られる画像の一例を模式的に示した図である。図３に示すように、撮像領域において、物体２０が存在しない領域は、光源１６から照射された光が物体２０に遮られることなく撮像部１２に入射するため、光強度の高い領域Ｚ１となる。一方、撮像領域において、物体２０が存在する領域は、光源１６から照射された光が物体２０に遮られ、光強度の低い領域Ｚ２となる。すなわち、領域Ｚ１と領域Ｚ２との境界が物体２０の輪郭を示している。なお、光源１６から照射された光のうち、物体２０の外周面で散乱された光等の散乱光は、例えば、撮像部１２が有するレンズによって除去される。これにより、物体２０が光沢を有する場合であっても、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。

（回転工程Ｓ１０３）
回転工程Ｓ１０３では、例えば、回転部１３を用いて、支持部１１と共に物体２０を所定の角度φだけ回転させ、撮像角度θを角度φだけ増加させる。本明細書において、撮像角度θとは、物体２０を撮像する角度を示し、その初期値は０°とする。また、撮像角度θは、例えば、初期設定工程Ｓ１０１における物体２０の位置から、物体２０が回転した角度と言い換えることができる。物体２０の回転は、撮像方向と交差（または直交）する方向を回転軸Ａとして行う。角度φは、例えば、０°超３６０°以下の範囲内で任意に設定することができる。

（撮像角度判断工程Ｓ１０４）
撮像角度判断工程Ｓ１０４では、物体２０の撮像が１回転分完了したかどうかを判断する。具体的には、例えば、撮像角度θが３６０°以上かどうかを判断する。撮像角度θが３６０°以上の場合、物体２０の撮像が１回転分完了したと判断し、次の工程は輪郭判断工程Ｓ１０５を行う。なお、輪郭判断工程Ｓ１０５を行う前に、撮像角度θを０°にリセットする。また、撮像角度θが３６０°を超えている場合は、例えば、回転部１３を用いて物体２０を初期位置（つまり、撮像角度θが０°の位置）に戻す。一方、撮像角度θが３６０°未満の場合、撮像角度θにおける物体２０の輪郭を撮像するために、次の工程は撮像工程Ｓ１０２を再び行う。

すなわち、本実施形態では、物体２０の撮像が１回転分完了するまで（撮像角度θが３６０°以上となるまで）、撮像工程Ｓ１０２と、回転工程Ｓ１０３と、撮像角度判断工程Ｓ１０４とを繰り返し行う。これにより、複数の角度から見た物体２０の輪郭を撮像することができる。なお、例えば、回転工程Ｓ１０３において、角度φを６０°に設定した場合、撮像角度θが３６０°以上となるまでに撮像工程Ｓ１０２を６回繰り返し行うことになるため、６方向から見た物体２０の輪郭を撮像することができる。

（輪郭判断工程Ｓ１０５）
撮像角度判断工程Ｓ１０４にて、撮像角度θが３６０°以上の場合、輪郭判断工程Ｓ１０５を行う。輪郭判断工程Ｓ１０５では、例えば、物体２０の輪郭をすべて撮像したかどうかを判断する。具体的には、撮像部１２が撮像した画像を合成した際に、物体２０の輪郭がすべて示されているかどうかを判断する。物体２０の輪郭がすべて示されているとは、例えば、合成した画像において物体２０の輪郭線が閉じている場合等をいう。物体２０の輪郭がすべて撮像されている場合、次の工程は画像処理工程Ｓ１０７を行う。一方、物体２０の輪郭に撮像していない部分が残っている場合、まだ撮像していない部分の輪郭を撮像するため、次の工程は移動工程Ｓ１０６を行う。

（移動工程Ｓ１０６）
輪郭判断工程Ｓ１０５にて、物体２０の輪郭に撮像していない部分が残っていると判断した場合、移動工程Ｓ１０６を行う。移動工程Ｓ１０６では、例えば、移動部１４を用いて、物体２０の輪郭に沿って、所定の距離だけ撮像領域を移動する。

移動工程Ｓ１０６にて、撮像領域を移動する方向は、例えば、撮像角度θが０°の際に、物体２０の輪郭の一部が撮像された画像から決定する。図３を例にすると、物体２０の輪郭（領域Ｚ１と領域Ｚ２との境界）が撮像領域の端部において伸びる方向（図３の矢印の方向）を、撮像領域を移動する方向の候補とする。つまり、少なくとも２方向の候補が存在する。複数の候補のうち、いずれの方向に撮像領域を移動するかは、前回の移動工程Ｓ１０６における撮像領域の移動方向を参照して決定することが好ましい。具体的には、前回の移動工程Ｓ１０６における撮像領域の移動方向に近い方向に、撮像領域を移動することが好ましい。これにより、既に撮像された領域に撮像領域が移動することを抑制し、効率的に物体２０の輪郭を撮像することができる。なお、１回目の移動工程Ｓ１０６においては、予め設定された方向に近い方向に撮像領域を移動してもよいし、ランダムに決定してもよい。

図４は、移動工程Ｓ１０６を行う前の撮像領域Ｚ３と、移動工程Ｓ１０６を行った後の撮像領域Ｚ４との一例を模式的に示した図である。図４に示すように、移動工程Ｓ１０６では、撮像領域Ｚ３と撮像領域Ｚ４とが共通領域を有するように、撮像領域を移動することが好ましい。これにより、後述する画像処理工程Ｓ１０７にて、撮像した画像の合成を容易に行うことができる。なお、共通領域の大きさは、予め設定することができる。

移動工程Ｓ１０６を行った後は、撮像工程Ｓ１０２を再び行う。すなわち、物体２０の輪郭をすべて撮像するまで、撮像工程Ｓ１０２と、回転工程Ｓ１０３と、撮像角度判断工程Ｓ１０４と、輪郭判断工程Ｓ１０５と、移動工程Ｓ１０６とを繰り返し行う。これにより、物体２０の形状や大きさが異なる場合であっても、物体２０の輪郭のすべてを撮像し、物体２０の形状を正確に測定することができる。

（画像処理工程Ｓ１０７）
輪郭判断工程Ｓ１０５にて、物体２０の輪郭をすべて撮像したと判断した場合、画像処理工程Ｓ１０７を行う。画像処理工程Ｓ１０７では、例えば、処理部１５を用いて、物体２０を撮像した画像を合成し、物体２０の輪郭を算出する。処理部１５は、算出した物体２０の輪郭情報から、例えば、物体２０の最大幅、最小幅、高さ等の特徴量を算出する。これにより、物体２０の形状を正確に測定することができる。

図５は、画像処理工程Ｓ１０７にて、処理部１５が合成した画像の一例を模式的に示した図である。画像処理工程Ｓ１０７では、撮像角度θごとに画像を合成するため、図５に示すような、物体２０の輪郭を示す画像が複数得られる。回転工程Ｓ１０３において、回転部１３が支持部１１と共に物体２０を回転させる角度φを、例えば、６０°に設定した場合、図５に示すような、物体２０の輪郭を示す画像が６種類得られる。このように、本実施形態では、複数の角度から見た物体２０の形状を測定することができる。

また、図５に示すように、本実施形態では、物体２０の輪郭に沿って撮像領域を移動するため、合成した画像の内側に非撮像領域Ｚ５が存在する場合がある。この場合、例えば、非撮像領域Ｚ５内には物体２０が存在するとみなすことで、物体２０の形状を正確に測定することができる。また、物体２０が存在する全領域を撮像する場合と比べて、より短い時間で物体２０の形状を測定することができる。

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態の撮像部１２は、物体２０の輪郭の一部を撮像するように構成されている。すなわち、本実施形態の撮像部１２は、物体２０の輪郭を一部分ずつ複数回に分けて撮像するように構成されている。この場合、撮像部１２の光軸を、物体２０の外周面の位置に合わせることができる。つまり、物体２０の輪郭を形成する外周面が、撮像部１２の光軸に近い位置に存在するため、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。その結果、物体２０の形状を正確に測定することが可能となる。

（ｂ）本実施形態の回転部１３は、例えば、撮像方向と交差（または直交）する方向を回転軸Ａとして、支持部１１を回転させるように構成されている。回転部１３が支持部１１を回転させることで、撮像部１２が複数の角度から見た物体２０を撮像することが可能となる。これにより、複数の角度から見た物体２０の形状を測定することができる。そのため、本実施形態の形状測定装置１０は、例えば、タンタル酸リチウム等の単結晶インゴットの形状測定に好適に用いることができる。

（ｃ）本実施形態の移動部１４は、物体２０の輪郭に沿って、撮像部１２と支持部１１との相対位置を移動させるように構成されている。物体２０の輪郭に沿って、例えば、撮像部１２が移動することで、物体２０の輪郭のすべてを複数回に分けて撮像することができる。また、物体２０の形状や大きさが異なる場合であっても、物体２０の輪郭のすべてを撮像し、物体２０の形状を正確に測定することができる。

（ｄ）本実施形態の撮像部１２は、散乱光を除去する除去部を有することが好ましい。撮像部１２が除去部を有することで、散乱光の影響を抑制し、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。

（ｅ）本実施形態の撮像部１２は、除去部として、光源１６が照射する撮像方向に平行な光（平行に極めて近い光を含む）のみを通過させるレンズを有することが好ましい。撮像部１２がこのようなレンズを有することで、物体２０が光沢を有している場合でも、物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。また、撮像部１２が両側テレセントリックレンズまたは物体側テレセントリックレンズの少なくとも一方を有する場合、撮像部１２と物体２０との距離が変化した場合でも、イメージセンサによって得られる物体２０の画像の大きさが変化することはない。そのため、物体２０の形状を正確に測定することが可能となる。

（ｆ）本実施形態の光源１６は、例えば、撮像方向に平行な光を照射するように構成されている。光源１６が撮像方向に平行な光を照射することで、撮像部１２は物体２０の輪郭を明瞭に撮像することができる。

（４）第１実施形態の変形例
上述の実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

（４−１）第１実施形態の変形例１
第１実施形態では、移動部１４によって撮像部１２が移動し、物体２０の輪郭のすべてを複数回に分けて撮像していた。これに対し、本変形例の撮像部１２は、物体２０を撮像方向から見た際に、回転軸Ａを境に物体２０を２つの部分に分けたうちのいずれか一方の輪郭を撮像するように構成されている。本変形例の輪郭判断工程Ｓ１０５では、回転軸Ａを境に物体２０を２つの部分に分けたうちのいずれか一方の輪郭をすべて撮像したかどうかを判断する。また、本変形例の処理部１５は、撮像部１２が撮像した画像から、物体２０の全体の輪郭を算出するように構成されている。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本変形例における、物体２０の輪郭を算出する手順の一例を模式的に示した図である。まず、本変形例の処理部１５は、例えば、図６（ａ）に示すように、撮像角度θが０°の際に撮像部１２が撮像した画像を合成し、物体２０の輪郭の片側半分（左半分）を算出する。次に、本変形例の処理部１５は、例えば、図６（ｂ）に示すように、撮像角度θが１８０°の際に撮像部１２が撮像した画像を合成し、物体２０の輪郭の片側半分（左半分）を算出する。そして、本変形例の処理部１５は、例えば、図６（ｂ）に示す物体２０の輪郭を示す画像を左右反転し、図６（ａ）に示す物体２０の輪郭を示す画像と合成する。以上により、例えば、図６（ｃ）に示すような物体２０の全体の輪郭を算出することができる。処理部１５は、算出した物体２０の全体の輪郭情報から、例えば、物体２０の最大幅、最小幅、高さ等の特徴量を算出する。これにより、物体２０の形状を正確に測定することができる。

本変形例の回転工程Ｓ１０３において、回転部１３が支持部１１と共に物体２０を回転させる角度φは、例えば、３０°、６０°、９０°のような、１８０°の約数となる角度に設定することが好ましい。これにより、例えば、撮像角度θがθ_１の際の画像と、撮像角度θがθ_１＋１８０°の際の画像とをペアとして、上述したような画像合成を行い、物体２０の全体の輪郭を算出することができる。例えば、角度φを６０°に設定した場合、撮像角度θが０°と１８０°、６０°と２４０°、１２０°と３００°の画像をそれぞれペアとし、上述したような画像合成を行うことができる。これにより、複数の角度から見た物体２０の形状を測定することができる。

以上のように、本変形例においても、複数の角度から見た物体２０の形状を測定することができる。また、本変形例では、物体２０を２つの部分に分けたうちのいずれか一方の輪郭のみを撮像するため、第１実施形態と比べて、より短い時間で物体２０の形状を正確に測定することができる。さらに、本変形例では、第１実施形態と比べて、移動部１４による移動ストロークを約半分とすることができる。そのため、本変形例の形状測定装置１０は、小型化が容易である。

＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、例えば、光沢を有する単結晶インゴットの形状を測定する場合について説明したが、物体２０は単結晶インゴットに限らない。本発明は、例えば、単結晶インゴットを製造する際に用いる坩堝の形状を測定する際等にも用いることができる。

また、例えば、上述の実施形態では、支持部１１は、物体２０の底面に接触して、物体２０を支持する場合について説明したが、支持部１１が物体２０を支持する態様は種々変更可能である。例えば、支持部１１は、物体２０の側面に接触して、物体２０を支持してもよい。この場合、上述の第１実施形態とは異なる角度から見た物体２０の形状を測定することができる。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
物体を支持する支持部と、
前記物体の輪郭の一部を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像方向と交差する方向を回転軸として、前記支持部を回転させる回転部と、
前記物体の輪郭に沿って、前記撮像部と前記支持部との相対位置を移動させる移動部と、
前記撮像部が撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する処理部と、を有する形状測定装置が提供される。

（付記２）
付記１に記載の形状測定装置であって、
前記撮像部は、散乱光を除去する除去部を有する。

（付記３）
付記１または付記２に記載の形状測定装置であって、
前記物体に対して、前記撮像方向に平行な光を照射する光源をさらに有し、
前記撮像部は、前記光源が照射する前記撮像方向に平行な光のみを通過させるレンズを有する。
好ましくは、前記撮像部は、両側テレセントリックレンズまたは物体側テレセントリックレンズの少なくとも一方を有する。

（付記４）
付記１から付記３のいずれか１つに記載の形状測定装置であって、
前記撮像部は、前記物体を前記撮像方向から見た際に、前記回転軸を境に前記物体を２つの部分に分けたうちのいずれか一方の輪郭を撮像し、
前記処理部は、前記撮像部が撮像した画像から、前記物体の全体の輪郭を算出する。

（付記５）
付記１から付記４のいずれか１つに記載の形状測定装置であって、
前記物体は、単結晶インゴットである。

（付記６）
本発明の他の態様によれば、
物体の輪郭の一部を撮像する工程と、
前記物体を回転させる工程と、
前記物体の輪郭に沿って撮像領域を移動する工程と、
前記物体を撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する工程と、を有する形状測定方法が提供される。

１０ 形状測定装置
１１ 支持部
１２ 撮像部
１３ 回転部
１４ 移動部
１５ 処理部
１６ 光源
２０ 物体
Ｚ１ 領域
Ｚ２ 領域
Ｚ３ 撮像領域
Ｚ４ 撮像領域
Ｚ５ 非撮像領域
Ｓ１０１ 初期設定工程
Ｓ１０２ 撮像工程
Ｓ１０３ 回転工程
Ｓ１０４ 撮像角度判断工程
Ｓ１０５ 輪郭判断工程
Ｓ１０６ 移動工程
Ｓ１０７ 画像処理工程

Claims (6)

1. 物体を支持する支持部と、
   前記物体の輪郭の一部を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の撮像方向と交差する方向を回転軸として、前記支持部を回転させる回転部と、
   前記物体の輪郭に沿って、前記撮像部と前記支持部との相対位置を移動させる移動部と、
   前記撮像部が撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する処理部と、を有する形状測定装置。
2. 前記撮像部は、散乱光を除去する除去部を有する請求項１に記載の形状測定装置。
3. 前記物体に対して、前記撮像方向に平行な光を照射する光源をさらに有し、
   前記撮像部は、前記光源が照射する前記撮像方向に平行な光のみを通過させるレンズを有する請求項１または請求項２に記載の形状測定装置。
4. 前記撮像部は、前記物体を前記撮像方向から見た際に、前記回転軸を境に前記物体を２つの部分に分けたうちのいずれか一方の輪郭を撮像し、
   前記処理部は、前記撮像部が撮像した画像から、前記物体の全体の輪郭を算出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の形状測定装置。
5. 前記物体は、単結晶インゴットである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の形状測定装置。
6. 物体の輪郭の一部を撮像する工程と、
   前記物体を回転させる工程と、
   前記物体の輪郭に沿って撮像領域を移動する工程と、
   前記物体を撮像した画像を合成し、前記物体の輪郭を算出する工程と、を有する形状測定方法。
   

Images