JP3161602B2 - 三次元スキャニングシステム - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、三次元（３−Ｄ）スキャナに関し、特に、
二つの回転ミラーと第三のオーバーヘッドミラーと連動
するカメラに関連する線走査校正装置に関する。
二つの回転ミラーと第三のオーバーヘッドミラーと連動
するカメラに関連する線走査校正装置に関する。
発明の背景 従来技術の３−Ｄラインスキャナは、多重アクセスミ
ラーと複数のカメラを必要とした。スキャナは、プリン
ト基板の集積回路その他の小型部品を調べるのに使用さ
れている。従来技術では、走査機構を構成するために
は、二つのカメラと多数のミラーが必要とされる。従来
技術の走査アルゴリズムでは、二つのミラーを必要とす
る三角測量を使用している。複数のカメラを使用する従
来技術による手法はコスト及び複雑さを増している。
ラーと複数のカメラを必要とした。スキャナは、プリン
ト基板の集積回路その他の小型部品を調べるのに使用さ
れている。従来技術では、走査機構を構成するために
は、二つのカメラと多数のミラーが必要とされる。従来
技術の走査アルゴリズムでは、二つのミラーを必要とす
る三角測量を使用している。複数のカメラを使用する従
来技術による手法はコスト及び複雑さを増している。
従来技術による走査装置は、スキャニング動作の校正
に、“ゴールデン部”を利用してきた。ゴールデン部
は、ある一つの座標系に、例えば、ｘ、ｙ及びｚ座標を
使用した直交座標系で正確に図示された部分である。ゴ
ールデン部は、スキャナを使用して検査する部分の極め
て正確なイメージを提供する。ゴールデン部を作成する
ことは、一般にコストがかかり、ある場合には、極めて
困難である。各固有部品には固有のゴールデン部が作成
される。ときには１インチの１千万分の１より小さいほ
ど厳しい許容度を有するゴールデン部を提供する必要に
伴うコストと難しさがある。この程度の精度が作成する
各異なったゴールデン部に必要とされる。
に、“ゴールデン部”を利用してきた。ゴールデン部
は、ある一つの座標系に、例えば、ｘ、ｙ及びｚ座標を
使用した直交座標系で正確に図示された部分である。ゴ
ールデン部は、スキャナを使用して検査する部分の極め
て正確なイメージを提供する。ゴールデン部を作成する
ことは、一般にコストがかかり、ある場合には、極めて
困難である。各固有部品には固有のゴールデン部が作成
される。ときには１インチの１千万分の１より小さいほ
ど厳しい許容度を有するゴールデン部を提供する必要に
伴うコストと難しさがある。この程度の精度が作成する
各異なったゴールデン部に必要とされる。
ゴールデン部は、従来技術のスキャナにより走査さ
れ、“トレインドイメージ”を形成するのに使用され
る。トレインドイメージは、従来技術のスキャナを校正
するために検査される部品のイメージと突き合わすのを
使用される。従来の方法では、ゴールデン部は、検査さ
れる部品より少なくとも10倍ほどの精度を必要とする。
本発明の動機は、部品スキャニング装置により検査され
る各々、全ての部品の“ゴールデン”部を構成する必要
性を除去することであった。
れ、“トレインドイメージ”を形成するのに使用され
る。トレインドイメージは、従来技術のスキャナを校正
するために検査される部品のイメージと突き合わすのを
使用される。従来の方法では、ゴールデン部は、検査さ
れる部品より少なくとも10倍ほどの精度を必要とする。
本発明の動機は、部品スキャニング装置により検査され
る各々、全ての部品の“ゴールデン”部を構成する必要
性を除去することであった。
発明の要約 本発明は、二つのミラーよりなる組を通して光学入力
を受ける単軸カメラを用いて三次元部品を検査する方法
を提供する。第三のミラーが部品の上面図を提供する。
これらのミラーは、精度よく回転可能で、オペレータ
は、ミラーの正確な位置を認識している。これらのミラ
ーは、新規の三角測量技術を使用した本発明の方法によ
り校正される。校正法は、第一に、二つの回転可能なミ
ラーの位置とカメラの位置を確認することから始まる。
精度のよい自動焦点機構が組み込まれ、焦点対距離の情
報のフィードバックがシステムのコントローラになされ
るようになっている。校正期間中は、レティクルマスク
といった正確に画定したオブジェクトが、システムパラ
メタ上で不変の寸法データを得るのに使用される。レテ
ィクルマスクは、それを特徴付ける寸法が正確にわかっ
ている正確なパターンである。校正法は、第一及び第二
ミラーを通過してレティクルへ向かうカメラからの光線
を完全に記述する状態方程式の作成に進む。光線は、予
め設定された相対距離で自動焦点機構により焦点合わせ
がなされるとする。本発明の校正法は、次に、状態方程
式の第二の組をもたらす第三のオーバーヘッドミラーを
導入する。状態方程式の第一及び第二の組は、未知の状
態値が代数的処理で求められる逐次近似法を利用して解
くことが可能である。
を受ける単軸カメラを用いて三次元部品を検査する方法
を提供する。第三のミラーが部品の上面図を提供する。
これらのミラーは、精度よく回転可能で、オペレータ
は、ミラーの正確な位置を認識している。これらのミラ
ーは、新規の三角測量技術を使用した本発明の方法によ
り校正される。校正法は、第一に、二つの回転可能なミ
ラーの位置とカメラの位置を確認することから始まる。
精度のよい自動焦点機構が組み込まれ、焦点対距離の情
報のフィードバックがシステムのコントローラになされ
るようになっている。校正期間中は、レティクルマスク
といった正確に画定したオブジェクトが、システムパラ
メタ上で不変の寸法データを得るのに使用される。レテ
ィクルマスクは、それを特徴付ける寸法が正確にわかっ
ている正確なパターンである。校正法は、第一及び第二
ミラーを通過してレティクルへ向かうカメラからの光線
を完全に記述する状態方程式の作成に進む。光線は、予
め設定された相対距離で自動焦点機構により焦点合わせ
がなされるとする。本発明の校正法は、次に、状態方程
式の第二の組をもたらす第三のオーバーヘッドミラーを
導入する。状態方程式の第一及び第二の組は、未知の状
態値が代数的処理で求められる逐次近似法を利用して解
くことが可能である。
本発明の一つの目的は、三次元で部品を分析するた
め、単一のカメラを使用する部品検査の改善された方法
を提供することにある。
め、単一のカメラを使用する部品検査の改善された方法
を提供することにある。
本発明の他の目的は、正確に画定したレティクルマス
クを用いて部品を三次元で検査することのできる改良型
ラインスキャナを提供することにある。
クを用いて部品を三次元で検査することのできる改良型
ラインスキャナを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、低コストの改善された部品
スキャニング機構を提供することにある。
スキャニング機構を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、部品の三次元特徴抽出を実
現する改善されたスキャニング機構を提供することにあ
る。
現する改善されたスキャニング機構を提供することにあ
る。
本発明の更に他の目的は、自動焦点が可能で、手動の
介入を必要としない改善された部品スキャニング校正シ
ステムを提供することにある。
介入を必要としない改善された部品スキャニング校正シ
ステムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、二つの正確に位置決めされ
たミラーを有す単一のカメラを備え、マスクレティクル
の焦点の合ったイメージでの変位に対して各ミラーの回
転角を相関させる改善された部品スキャニング機構を提
供することにある。
たミラーを有す単一のカメラを備え、マスクレティクル
の焦点の合ったイメージでの変位に対して各ミラーの回
転角を相関させる改善された部品スキャニング機構を提
供することにある。
本発明の更に他の目的は、第二の三角測量カメラが省
かれている改善されたラインスキャニング機構を提供す
ることにある。
かれている改善されたラインスキャニング機構を提供す
ることにある。
本発明の更に他の目的は、ゴールデン部の使用を必要
としない部分スキャニング校正機構を提供することにあ
る。
としない部分スキャニング校正機構を提供することにあ
る。
本発明の更に他の目的は、高精度で乾板上にフォトデ
ポジットした小さなパターンを有するレティクルマスク
を提供することにある。
ポジットした小さなパターンを有するレティクルマスク
を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、システムの光学検出器とし
て、低コストで低解像度のカメラを使用することにあ
る。
て、低コストで低解像度のカメラを使用することにあ
る。
本発明の更に他の目的は、ドットのエッジがエッジ検
出アルゴリズムを使用して見いだされるような改善され
たドットスキャニングシステムを提供することにある。
出アルゴリズムを使用して見いだされるような改善され
たドットスキャニングシステムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、カメラで走査されるオブジ
ェクトからの逆に向く光線路を求めるために自動焦点カ
メラを使用することにある。
ェクトからの逆に向く光線路を求めるために自動焦点カ
メラを使用することにある。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の装置の概略図である。
図２は、本発明によるリトレーシングの三次元的斜視
図である。
図である。
図３は、本発明の一実施例で使用されるマスクのレテ
ィクルパターンの図である。
ィクルパターンの図である。
図４は、本発明の一実施例で使用される精密レティク
ルマスクの中心ドットのドットパターンの図である。
ルマスクの中心ドットのドットパターンの図である。
図５は、本発明による校正法の高レベルのフロー図で
ある。
ある。
図６は、本発明で使用されているドットの中心を求め
るための方法を示すフロー図である。
るための方法を示すフロー図である。
図７は、本発明の一実施例で使用されているドットの
中心を求める概略フロー図である。
中心を求める概略フロー図である。
図８は、ミラーの角度を計算する方法の概略フロー図
である。
である。
図９は、レティクル上の全ドットの平面を特徴抽出の
方法の一例を示す概略フロー図である。
方法の一例を示す概略フロー図である。
図10は、本発明の動作のモード図である。
図11は、本発明による視野平面計算フローを示す図で
ある。
ある。
図12は、本発明による視点計算フローを示す図であ
る。
る。
図13は、本発明による大きさと光路長計算フローを示
す図である。
す図である。
図14は、本発明によるミラー表面位置計算フローを示
す図である。
す図である。
図15は、本発明による光路を通じて視野平面を跳ね返
す方法のフローを示す図である。
す方法のフローを示す図である。
好適な実施例の詳細な説明 図１は、本発明による三次元スキャニングシステムの
方法及び装置を示す。図１は、自動焦点ズームレンズ24
を有すCCDカメラ22を示す。自動焦点ズームレンズ24
は、ミラーの組を指向する光学系25上でトレーニングさ
れる。ミラーの組は、四つのオバーヘッドミラー14A、1
4B、14C及び14Dの組と、全体に平板形状であるレティク
ル10とを指向するＹ軸ミラー16及びＸ軸ミラー18を含
む。Ｙミラー16は、Ｙサーボモータ36で制御される。Ｘ
ミラー18は、Ｘサーボモータ38で制御される。レティク
ル10は、部品30を走査するための光学的に透過性のサポ
ートとして使用される。ミラーの光学系25及び自動焦点
ズーム24は、部品のイメージ及びレティクル10のイメー
ジを提供する。以上のミラーシステムは、レティクル10
で画定する平面の上下から部品を観測できる装置を提供
している。
方法及び装置を示す。図１は、自動焦点ズームレンズ24
を有すCCDカメラ22を示す。自動焦点ズームレンズ24
は、ミラーの組を指向する光学系25上でトレーニングさ
れる。ミラーの組は、四つのオバーヘッドミラー14A、1
4B、14C及び14Dの組と、全体に平板形状であるレティク
ル10とを指向するＹ軸ミラー16及びＸ軸ミラー18を含
む。Ｙミラー16は、Ｙサーボモータ36で制御される。Ｘ
ミラー18は、Ｘサーボモータ38で制御される。レティク
ル10は、部品30を走査するための光学的に透過性のサポ
ートとして使用される。ミラーの光学系25及び自動焦点
ズーム24は、部品のイメージ及びレティクル10のイメー
ジを提供する。以上のミラーシステムは、レティクル10
で画定する平面の上下から部品を観測できる装置を提供
している。
図２は、光学スキャニングシステムを走査させ、校正
させるのに使用される、本発明による装置の一実施例の
三次元的概略斜視図である。本発明の装置は、自動焦点
ズームレンズ20を通過するイメージを受け取るカメラ22
を含む。自動焦点ズームレンズ20は、カメラレンズ22へ
の入射光線Ｒの組の焦点を合わせる手段を提供する。自
動焦点機構は、オブジェクトが焦点合わせされる距離と
光学自動焦点システムによりなされる焦点調整の量との
間に関係が存在するという意味に於いて、光線の光路長
を決定する相対的手段を提供している。本発明の方法で
は、レティクル10は、パターン12のデポジットを有して
いる。パターン12は、本発明の多数の特徴を構成する。
レティクルパターン12は、光学系でのイメージのサイズ
及び相対位置を正確に得る手段を提供する。本発明の方
法は、目標から画像装置への光線のトレースを解析する
ことである。図２では、光線は、レティクルパターンか
らオバーヘッドミラー14A、Ｙミラー16、Ｘミラー18、
自動焦点システムを通過してカメラへ入射する。R4、R
3、R2及びR1の各光線は、三次元座標XYZと関連付けられ
る。
させるのに使用される、本発明による装置の一実施例の
三次元的概略斜視図である。本発明の装置は、自動焦点
ズームレンズ20を通過するイメージを受け取るカメラ22
を含む。自動焦点ズームレンズ20は、カメラレンズ22へ
の入射光線Ｒの組の焦点を合わせる手段を提供する。自
動焦点機構は、オブジェクトが焦点合わせされる距離と
光学自動焦点システムによりなされる焦点調整の量との
間に関係が存在するという意味に於いて、光線の光路長
を決定する相対的手段を提供している。本発明の方法で
は、レティクル10は、パターン12のデポジットを有して
いる。パターン12は、本発明の多数の特徴を構成する。
レティクルパターン12は、光学系でのイメージのサイズ
及び相対位置を正確に得る手段を提供する。本発明の方
法は、目標から画像装置への光線のトレースを解析する
ことである。図２では、光線は、レティクルパターンか
らオバーヘッドミラー14A、Ｙミラー16、Ｘミラー18、
自動焦点システムを通過してカメラへ入射する。R4、R
3、R2及びR1の各光線は、三次元座標XYZと関連付けられ
る。
本発明の装置が、初めて駆動される場合、校正を必要
とする。本発明による校正法では、Ｘミラー及びＹミラ
ーの位置は、カメラ22の位置と同様に正確に分かってい
る。校正機構は、レティクル上のパターンが、CCDカメ
ラ22に正確なイメージを構成するという事実を利用して
いる。Ｙミラー軸26及びＸミラー軸28の周りでのＸミラ
ー及びＹミラーの角度変位は、校正以前は未知である。
オバーヘッドミラー14Aの位置及びその光線R3に対する
傾斜角もまた未知数である。本発明の方法は、ミラーと
光学系を通過する光線Ｒを特徴抽出し、未知変数を解く
ことが可能な一組のシステム方程式を作成することで手
順を進める。正確に形成されたレティクル12は、オバー
ヘッドミラー14Aの正確な位置、Ｙミラーの光学軸26及
びＸミラーの光学軸28に関するシステムの方程式を解く
のに必要な情報を提供する。本発明の校正法では、レテ
ィクルは、異なった組み合わせで観測され、その第一で
は、回転ミラーを使用して底部から観測される。第二に
は、レティクルは、オバーヘッドを使用して上部から観
測される。二つの観測図は、三次元で部品30を走査する
のに必要である。底面図は、オブジェクトの正確なプロ
フィール図を提供する。レティクル10の底面図または平
面は、光学系では、Ｚ＝０として画定される。
とする。本発明による校正法では、Ｘミラー及びＹミラ
ーの位置は、カメラ22の位置と同様に正確に分かってい
る。校正機構は、レティクル上のパターンが、CCDカメ
ラ22に正確なイメージを構成するという事実を利用して
いる。Ｙミラー軸26及びＸミラー軸28の周りでのＸミラ
ー及びＹミラーの角度変位は、校正以前は未知である。
オバーヘッドミラー14Aの位置及びその光線R3に対する
傾斜角もまた未知数である。本発明の方法は、ミラーと
光学系を通過する光線Ｒを特徴抽出し、未知変数を解く
ことが可能な一組のシステム方程式を作成することで手
順を進める。正確に形成されたレティクル12は、オバー
ヘッドミラー14Aの正確な位置、Ｙミラーの光学軸26及
びＸミラーの光学軸28に関するシステムの方程式を解く
のに必要な情報を提供する。本発明の校正法では、レテ
ィクルは、異なった組み合わせで観測され、その第一で
は、回転ミラーを使用して底部から観測される。第二に
は、レティクルは、オバーヘッドを使用して上部から観
測される。二つの観測図は、三次元で部品30を走査する
のに必要である。底面図は、オブジェクトの正確なプロ
フィール図を提供する。レティクル10の底面図または平
面は、光学系では、Ｚ＝０として画定される。
図３は、正確なレティクルパターン12を示す。正確な
レティクルパターン12は、レティクル10上に作図される
か、または好適にはフォトデポジット付着するかであ
る。パターンは、本発明の方法による光学系を正確に校
正するのに使用可能な精密な形状である。レティクルパ
ターンは、例えば、正確な間隔を置いた、正確なサイズ
の円またはドットを対角線上に配置された組である。レ
ティクルの全体は、既知の形の既知のサイズで構成され
る。サイズ、形及び位置は、本発明の構成以前に予め決
定される。レティクル10の機能を実行するのに他のサイ
ズ及び形状を使用してもよく、ここでの説明は、一例と
してであって、限定することをを意味するものではな
い。パターンの中心は、本発明の装置の初期校正に用い
られる破線中の五個のドットからなるパターン40を含
む。第二ドット44は、中心ドットパターン40に対するレ
ティクル空間の向きを求めるのに使用される。42として
示される他のドットは、レティクル平面を特徴抽出する
のに使用される。ドットの位置は、レティクル10上では
Ｚ＝０として定義され、即ち、レティクルは、三次元空
間での一平面としてであり、そのレティクルが存在する
面がＺ＝０の平面である。
レティクルパターン12は、レティクル10上に作図される
か、または好適にはフォトデポジット付着するかであ
る。パターンは、本発明の方法による光学系を正確に校
正するのに使用可能な精密な形状である。レティクルパ
ターンは、例えば、正確な間隔を置いた、正確なサイズ
の円またはドットを対角線上に配置された組である。レ
ティクルの全体は、既知の形の既知のサイズで構成され
る。サイズ、形及び位置は、本発明の構成以前に予め決
定される。レティクル10の機能を実行するのに他のサイ
ズ及び形状を使用してもよく、ここでの説明は、一例と
してであって、限定することをを意味するものではな
い。パターンの中心は、本発明の装置の初期校正に用い
られる破線中の五個のドットからなるパターン40を含
む。第二ドット44は、中心ドットパターン40に対するレ
ティクル空間の向きを求めるのに使用される。42として
示される他のドットは、レティクル平面を特徴抽出する
のに使用される。ドットの位置は、レティクル10上では
Ｚ＝０として定義され、即ち、レティクルは、三次元空
間での一平面としてであり、そのレティクルが存在する
面がＺ＝０の平面である。
図４は、図３の中心ドットパターン40の詳細拡大図で
ある。ドット中心グループ40は、四つの周囲ドット51、
52、53及び54で囲まれた中心の大きいドット50を示して
いる。大きい中心ドット50は、レティクルの中心を正確
に位置を定め、配置するために、本発明の焦点合わせ、
位置決めシステムにより使用される。このドットは、レ
ティクル10の中心に予め設定される。周囲ドット52及び
54、並びにドット53及び51は対角配置ドットである。こ
れらドットのサイズは、レティクルの回転位置を示すた
めに変化していて、ドット53がドット52とはサイズで異
なっている。ドット54、52及び51は、異なったサイズで
あり、好ましくは、ドット53より小さくなっている。当
業者なら、クロスハッチングまたは交差チックマークの
付いた直線といった他のパターンでも正確な形状を提供
するに使用可能であるという意味で、このマスクパター
ンが三次元の正確な形状を同定する一つの方法をもたら
すことは理解できよう。
ある。ドット中心グループ40は、四つの周囲ドット51、
52、53及び54で囲まれた中心の大きいドット50を示して
いる。大きい中心ドット50は、レティクルの中心を正確
に位置を定め、配置するために、本発明の焦点合わせ、
位置決めシステムにより使用される。このドットは、レ
ティクル10の中心に予め設定される。周囲ドット52及び
54、並びにドット53及び51は対角配置ドットである。こ
れらドットのサイズは、レティクルの回転位置を示すた
めに変化していて、ドット53がドット52とはサイズで異
なっている。ドット54、52及び51は、異なったサイズで
あり、好ましくは、ドット53より小さくなっている。当
業者なら、クロスハッチングまたは交差チックマークの
付いた直線といった他のパターンでも正確な形状を提供
するに使用可能であるという意味で、このマスクパター
ンが三次元の正確な形状を同定する一つの方法をもたら
すことは理解できよう。
図5Bでは、本発明の校正法の高レベルフロー図であ
る。本発明の校正手順は、まず第一に図示の中心ドット
パターン40の中心を求めるブロック100で始まる。手順
は、光学系が中心ドットパターンを求め、パターン40か
ら絶対中心を求めるブロック102に進む。手順は次にブ
ロック104へ進み、表示部及びカメラが、Ｘ及びＹ方向
での倍率を計算するために校正される。手順は、次に図
のブロック106へ進み、カメラのアスペクトレシオがＸ
の大きさをＹの大きさで除したものとして求められる。
手順は、次に108に進み、他のドットが求められる。他
のドットが見いだされ、サイズが決定され、これにより
レティクルパターンの向きを決定し、光学系の残りの特
徴を計算するのに使用される。手順は、次にブロック11
0へ向かい、レティクルパターンの残りを特徴抽出し、
光学系が校正される。各ブロックは、更に図６、７、８
及び９に示すようにその詳細が説明されている。
る。本発明の校正手順は、まず第一に図示の中心ドット
パターン40の中心を求めるブロック100で始まる。手順
は、光学系が中心ドットパターンを求め、パターン40か
ら絶対中心を求めるブロック102に進む。手順は次にブ
ロック104へ進み、表示部及びカメラが、Ｘ及びＹ方向
での倍率を計算するために校正される。手順は、次に図
のブロック106へ進み、カメラのアスペクトレシオがＸ
の大きさをＹの大きさで除したものとして求められる。
手順は、次に108に進み、他のドットが求められる。他
のドットが見いだされ、サイズが決定され、これにより
レティクルパターンの向きを決定し、光学系の残りの特
徴を計算するのに使用される。手順は、次にブロック11
0へ向かい、レティクルパターンの残りを特徴抽出し、
光学系が校正される。各ブロックは、更に図６、７、８
及び９に示すようにその詳細が説明されている。
図１のミラー14A、14B、14C及び14Dとして示される本
発明の上部ミラーを校正する方法を図5Aは示す。上部ミ
ラーを校正する方法は、レティクルパターンを校正する
方法、及び図２に示されるＸミラーの軸28及びＹミラー
の軸16を校正する方法に類似する。レティクルに類似し
て、軸合わせの手順が5Bに示され、図5Aの手順は、CCD
上のイメージの中心を求め、CCDカメラへのイメージか
ら光線を処理することにより始まる。中心ドットを求め
る方法は、図７に示される。本発明の校正法のこの点で
の効果は、ミラーの軸上の変位がこの時点で校正され、
ミラー軸は、図２で、Ｘミラーの28、Ｙミラーの26とし
ている。これにより、本発明の装置及び方法は、図２で
示されるオバーヘッドミラー14Aである第三の未知の光
学平面を校正可能とする。図5Aの手順は、ドットパター
ン102Aの中心を求める。イメージからの光学軸及び焦点
光路長が図16の方法を使用して相関される。手順は次に
ボックス20Aに進み、ドットパターンの絶対中心がエッ
ジ検出により求められる。当業者なら、サブピクセルエ
ッジ検出といったエッジ検出法のあるものをより正確に
ドットの位置を求めるのに使用できることを理解できよ
う。当業者は、また、エッジ検出の代替の方法も使用可
能であることを理解できよう。手順は、104へ進み、オ
バーヘッドミラーの位置が、ミラーの光路を利用し、光
線トレース方程式を状態変数に付いて解くことにより決
定される。光線トレース及びベクトル解析は、従来技術
でよく知られている。優れたベクトル解析の解説は、ハ
ーベイ・エブ・デイビス（Harvey F.Davis）及びアーサ
ー・デビッド・スナイダー（Authur David Snyder）に
よるアリン／ベーコン社（Allyn and Bacon,Inc）発行
のベクトル解析入門（Introduction to Vector Analysi
s）第四版にある。リトレーシングの優れた回折は、199
0年11月バイト（December 1990 Byte）の論文リアリズ
ムにたったリトレーシング（Retracing for Realism）
にあり、リトレーシングの手法が説明されている。両論
文は、参照としてここに編入されている。手順は、次に
106Aに進み、アスペクトレシオを再度計算される。両論
文は、参照用にここに編入されている。手順は、次に10
8Aに進み、レティクルパターンの他のドットが、走査さ
れ、オバーヘッドミラーの特徴抽出がされる。手順は、
次に110Aに進み、レティクルの平面の特徴抽出がされ
る。
発明の上部ミラーを校正する方法を図5Aは示す。上部ミ
ラーを校正する方法は、レティクルパターンを校正する
方法、及び図２に示されるＸミラーの軸28及びＹミラー
の軸16を校正する方法に類似する。レティクルに類似し
て、軸合わせの手順が5Bに示され、図5Aの手順は、CCD
上のイメージの中心を求め、CCDカメラへのイメージか
ら光線を処理することにより始まる。中心ドットを求め
る方法は、図７に示される。本発明の校正法のこの点で
の効果は、ミラーの軸上の変位がこの時点で校正され、
ミラー軸は、図２で、Ｘミラーの28、Ｙミラーの26とし
ている。これにより、本発明の装置及び方法は、図２で
示されるオバーヘッドミラー14Aである第三の未知の光
学平面を校正可能とする。図5Aの手順は、ドットパター
ン102Aの中心を求める。イメージからの光学軸及び焦点
光路長が図16の方法を使用して相関される。手順は次に
ボックス20Aに進み、ドットパターンの絶対中心がエッ
ジ検出により求められる。当業者なら、サブピクセルエ
ッジ検出といったエッジ検出法のあるものをより正確に
ドットの位置を求めるのに使用できることを理解できよ
う。当業者は、また、エッジ検出の代替の方法も使用可
能であることを理解できよう。手順は、104へ進み、オ
バーヘッドミラーの位置が、ミラーの光路を利用し、光
線トレース方程式を状態変数に付いて解くことにより決
定される。光線トレース及びベクトル解析は、従来技術
でよく知られている。優れたベクトル解析の解説は、ハ
ーベイ・エブ・デイビス（Harvey F.Davis）及びアーサ
ー・デビッド・スナイダー（Authur David Snyder）に
よるアリン／ベーコン社（Allyn and Bacon,Inc）発行
のベクトル解析入門（Introduction to Vector Analysi
s）第四版にある。リトレーシングの優れた回折は、199
0年11月バイト（December 1990 Byte）の論文リアリズ
ムにたったリトレーシング（Retracing for Realism）
にあり、リトレーシングの手法が説明されている。両論
文は、参照としてここに編入されている。手順は、次に
106Aに進み、アスペクトレシオを再度計算される。両論
文は、参照用にここに編入されている。手順は、次に10
8Aに進み、レティクルパターンの他のドットが、走査さ
れ、オバーヘッドミラーの特徴抽出がされる。手順は、
次に110Aに進み、レティクルの平面の特徴抽出がされ
る。
図６は、図５でブロック100として示される、中心ド
ットパターン40を求めるためのフロー図である。システ
ムは、まず第一にミラー16、18をブロック200で、それ
らの中心位置に設定する。全ての装置の参照符号につい
ては、図１及び図２に示されている。Ｘミラー18及びＹ
ミラー16は、いずれかの方向に等量回転すると、これら
の傾きは、ほぼ中心となるように、配置される。中心を
求める手順は、ブロック202に進み、ミラー16、18は、
校正パターンの中心の画像を得るように、機械的に位置
合わせされ、従ってこのイメージは、CCDカメラ22のCCD
アレーの中心へ直接納まるようになっている。ミラーの
位置合わせにより、ミラー16及び18を駆動している機構
が、CCDカメラ22とレティクル上のオブジェクトまたは
部品30とを走査する動作範囲を適度に提供することを可
能としている。ミラーを求める手順は、次に、204に進
み、中心ドットは、中心ドットパターン40の五つのドッ
ト全てを実質的に表示するために、CCDカメラの視野に
納まる。手順は、次に図５で402に進み、中心ドットパ
ターンを求める。
ットパターン40を求めるためのフロー図である。システ
ムは、まず第一にミラー16、18をブロック200で、それ
らの中心位置に設定する。全ての装置の参照符号につい
ては、図１及び図２に示されている。Ｘミラー18及びＹ
ミラー16は、いずれかの方向に等量回転すると、これら
の傾きは、ほぼ中心となるように、配置される。中心を
求める手順は、ブロック202に進み、ミラー16、18は、
校正パターンの中心の画像を得るように、機械的に位置
合わせされ、従ってこのイメージは、CCDカメラ22のCCD
アレーの中心へ直接納まるようになっている。ミラーの
位置合わせにより、ミラー16及び18を駆動している機構
が、CCDカメラ22とレティクル上のオブジェクトまたは
部品30とを走査する動作範囲を適度に提供することを可
能としている。ミラーを求める手順は、次に、204に進
み、中心ドットは、中心ドットパターン40の五つのドッ
ト全てを実質的に表示するために、CCDカメラの視野に
納まる。手順は、次に図５で402に進み、中心ドットパ
ターンを求める。
図７では、中心ドット50の位置を求める方法が示され
る。手順は、ブロック250で始まり、パターンの走査
は、大きいドットのほぼ中心にある。手順は、ドットの
最小Ｘ、最小Ｙ、最大Ｘ及び最大Ｙを求める従来のエッ
ジ検出技術を使用する。ミラーは、ドットをCCDカメラ2
2の視野中心の置くように、手順ブロック251で調整され
る。従来技術で知られているエッジ検出法で最小Ｘ、最
小Ｙ、最大Ｘ及び最大Ｙを求めた後、中心の二等分線が
見いだされ、ドットの正確な中心が手順ブロック254で
求められる。
る。手順は、ブロック250で始まり、パターンの走査
は、大きいドットのほぼ中心にある。手順は、ドットの
最小Ｘ、最小Ｙ、最大Ｘ及び最大Ｙを求める従来のエッ
ジ検出技術を使用する。ミラーは、ドットをCCDカメラ2
2の視野中心の置くように、手順ブロック251で調整され
る。従来技術で知られているエッジ検出法で最小Ｘ、最
小Ｙ、最大Ｘ及び最大Ｙを求めた後、中心の二等分線が
見いだされ、ドットの正確な中心が手順ブロック254で
求められる。
図５を参照すると、本発明の装置の倍率は、インチ数
をピクセル数で除して得られる。これは、中心ドットパ
ターン40は、あるサイズであることが割っているので、
例えばこの場合、50ミルであり、中心にあるピクセル数
も分かっているので求めることができる。この場合、例
えば、100ピクセルは、ピクセル当たりのミルは、50/10
0であり、アスペクトレシオは、1/2である。同じ手法が
Ｙの倍率を求めるのに使用できる。手順は、106のＸ対
Ｙのアスペクトレシオの計算に進む。手順は、108に進
み、他のドットが走査され、正確なレティクルパターン
の大きさが光学系を校正するために使用される。
をピクセル数で除して得られる。これは、中心ドットパ
ターン40は、あるサイズであることが割っているので、
例えばこの場合、50ミルであり、中心にあるピクセル数
も分かっているので求めることができる。この場合、例
えば、100ピクセルは、ピクセル当たりのミルは、50/10
0であり、アスペクトレシオは、1/2である。同じ手法が
Ｙの倍率を求めるのに使用できる。手順は、106のＸ対
Ｙのアスペクトレシオの計算に進む。手順は、108に進
み、他のドットが走査され、正確なレティクルパターン
の大きさが光学系を校正するために使用される。
図８は、本発明でのピクセルのサイズと相対的なアス
ペクトレシオが既知である場合のミラーの角度変位を計
算する方法を示す。ブロック260では、他のドットがエ
ッジ検出により見いだされる。本発明のエッジ検出法
は、図７に示される。他のドット位置は、予め設定の既
知の位置にある。これは、第一ドットと第二ドットとの
システムの方程式を求める方法を提供する。二つのドッ
トの絶対位置は、既知であり、CCDスクリーン上のオブ
ジェクトの角度変位対直線変位を求めるに十分な情報を
与える。
ペクトレシオが既知である場合のミラーの角度変位を計
算する方法を示す。ブロック260では、他のドットがエ
ッジ検出により見いだされる。本発明のエッジ検出法
は、図７に示される。他のドット位置は、予め設定の既
知の位置にある。これは、第一ドットと第二ドットとの
システムの方程式を求める方法を提供する。二つのドッ
トの絶対位置は、既知であり、CCDスクリーン上のオブ
ジェクトの角度変位対直線変位を求めるに十分な情報を
与える。
図２を参照すると、Ｙミラー16及びＸミラー18は、光
線Ｒの反射をさせ、ミラーＸ及びミラーＹの各変位につ
きR1、R2及びR3は比較され、関連のイメージがある方向
に動く。スクリーン上の相対ドットの運動を観測し、ミ
ラーの位置及び校正は、実行できる。Ｙミラーの各角度
変位に付き、イメージの関連Ｙ直線変位が発生する。Ｘ
ミラーの各角度変位に付き、Ｘイメージの関連変位が発
生する。
線Ｒの反射をさせ、ミラーＸ及びミラーＹの各変位につ
きR1、R2及びR3は比較され、関連のイメージがある方向
に動く。スクリーン上の相対ドットの運動を観測し、ミ
ラーの位置及び校正は、実行できる。Ｙミラーの各角度
変位に付き、イメージの関連Ｙ直線変位が発生する。Ｘ
ミラーの各角度変位に付き、Ｘイメージの関連変位が発
生する。
図９を参照すると、Ｚ＝０平面の特徴抽出がなされ
る。ステップ230では、ドットの残りがチェックされ、
探索される。各ドットは、図６の手順ステップ232で示
されるようにエッジ検出により見いだされる。手順は、
ステップ234へ進み、各ドットは、視野の中心に置か
れ、ドットの位置が記憶される。手順は、ステップ236
へ進み、焦点に合った平面Ｚ＝０が求められる。光路長
は、この位置にてＺ平面を０と定義することでＺ平面が
決定される距離に関連付けることが可能となる。手順
は、次にブロック230に進み、次のドットが見いださ
れ、同じ手順がステップ232に戻って繰り返される。
る。ステップ230では、ドットの残りがチェックされ、
探索される。各ドットは、図６の手順ステップ232で示
されるようにエッジ検出により見いだされる。手順は、
ステップ234へ進み、各ドットは、視野の中心に置か
れ、ドットの位置が記憶される。手順は、ステップ236
へ進み、焦点に合った平面Ｚ＝０が求められる。光路長
は、この位置にてＺ平面を０と定義することでＺ平面が
決定される距離に関連付けることが可能となる。手順
は、次にブロック230に進み、次のドットが見いださ
れ、同じ手順がステップ232に戻って繰り返される。
図10を参照すると、本発明の二つの動作モードが示さ
れている。本発明は、開始モード60で始まり、すぐにス
キャニングモード62か、校正モード61かに進む。本発明
が校正モード61にあるなら、いかなるときでもスキャニ
ングモード62へ移行できる。本発明が、スキャニングモ
ードにある場合も、いかなるときでも校正モード61へ移
行可能である。このようにして、本発明は、スキャニン
グ動作の動作中に自動的に校正し、動的に走査する方法
を提供する。本発明は、こうして、材料の光学特性に於
ける温度変化、振動による変化、または部品を移動した
り、装置を移動したりすることに起因する単純な変化を
補正する方法を提供する。
れている。本発明は、開始モード60で始まり、すぐにス
キャニングモード62か、校正モード61かに進む。本発明
が校正モード61にあるなら、いかなるときでもスキャニ
ングモード62へ移行できる。本発明が、スキャニングモ
ードにある場合も、いかなるときでも校正モード61へ移
行可能である。このようにして、本発明は、スキャニン
グ動作の動作中に自動的に校正し、動的に走査する方法
を提供する。本発明は、こうして、材料の光学特性に於
ける温度変化、振動による変化、または部品を移動した
り、装置を移動したりすることに起因する単純な変化を
補正する方法を提供する。
表Ａを参照すれば、本発明の方法のモデルのリストが
示されている。本発明は、計算ストラクチャを形成する
本発明の装置のモデルストラクチャを利用する。このモ
デルは、データ表現及びライン番号と共にデータタイプ
のリストとして以下に与えられる。第一のモデルは、本
発明の方法の光学系のモデルである。モデルの要素は、
いかなるモデルタイプかを示すタイプを含む。ライン42
2では、ユニットタイプがいかなるタイプかが示され
る。ライン423では、424でモデルが与えられるモデルラ
ベルが示される。ライン425では、モデルに与えられた
校正時間が示される。ライン426では、モデルに与えら
れた平面数が示される。平面ストラクチャは、ライン42
7へ示される。ライン428には、モデルに存在する異なっ
た光路数が示される。光路ストラクチャは、ライン430
に与えられる。次のラインは、光学原点での視点を定義
する二次元アレーである。次のモデル要素は、ライン43
4で示されている、オリジナル表示と世界座標でのＸ軸
との間の角度を示すカメラロール角である。モデルの次
の要素は、ライン437で示されている。後述の焦点モデ
ルである。モデルの最終要素は、後述のミラーモデルス
トラクチャであるミラーモデルである。
示されている。本発明は、計算ストラクチャを形成する
本発明の装置のモデルストラクチャを利用する。このモ
デルは、データ表現及びライン番号と共にデータタイプ
のリストとして以下に与えられる。第一のモデルは、本
発明の方法の光学系のモデルである。モデルの要素は、
いかなるモデルタイプかを示すタイプを含む。ライン42
2では、ユニットタイプがいかなるタイプかが示され
る。ライン423では、424でモデルが与えられるモデルラ
ベルが示される。ライン425では、モデルに与えられた
校正時間が示される。ライン426では、モデルに与えら
れた平面数が示される。平面ストラクチャは、ライン42
7へ示される。ライン428には、モデルに存在する異なっ
た光路数が示される。光路ストラクチャは、ライン430
に与えられる。次のラインは、光学原点での視点を定義
する二次元アレーである。次のモデル要素は、ライン43
4で示されている、オリジナル表示と世界座標でのＸ軸
との間の角度を示すカメラロール角である。モデルの次
の要素は、ライン437で示されている。後述の焦点モデ
ルである。モデルの最終要素は、後述のミラーモデルス
トラクチャであるミラーモデルである。
表Ｂは、システムの光学素子の表面のストラクチャに
関する。表Ｂは、ライン388で、表面の種類が反射性で
あるか、屈折性であるかを示す。表面は、ライン389で
ラベル、390で表面の屈折率が与えられ、ライン391で世
界表面の位置が与えられる。ライン393で垂直ベクトル
が与えられ、これは、ライン391に与えられる位置ベク
トルに固定された表面の垂直な単位世界ベクトルであ
る。
関する。表Ｂは、ライン388で、表面の種類が反射性で
あるか、屈折性であるかを示す。表面は、ライン389で
ラベル、390で表面の屈折率が与えられ、ライン391で世
界表面の位置が与えられる。ライン393で垂直ベクトル
が与えられ、これは、ライン391に与えられる位置ベク
トルに固定された表面の垂直な単位世界ベクトルであ
る。
表Ｃは、表面の順序付けしたリストに沿った光路を説
明する光路ストラクチャに関する。光路は、ライン407
に種類を含む。408にラベル、ライン409に光スイッチの
バイト、ライン410に他の表面バイト、ライン411に表面
インデックスストラクチャバイト、ライン413に既に説
明済みの表面ストラクチャが含まれる。
明する光路ストラクチャに関する。光路は、ライン407
に種類を含む。408にラベル、ライン409に光スイッチの
バイト、ライン410に他の表面バイト、ライン411に表面
インデックスストラクチャバイト、ライン413に既に説
明済みの表面ストラクチャが含まれる。
表Ｄは、焦点モデルストラクチャを示す。焦点モデル
は、本発明の方法でトレースする光線の焦点を決定する
三つの要素を含む。第一要素は、係数Ｖであり、これ
は、以下に述べるルーチンを使用して焦点位置から表示
次元ベクトルのＶを計算するのに使用される多項係数の
一次元ベクトルである。次の要素は、係数Ｗであり、か
つ一次元ベクトルであり、焦点位置からの表示次元ベク
トルのＷを計算するのに使用される多項係数のベクトル
であり、最後の要素は、ライン358に、光路長の係数と
して定義され、焦点位置からの光路長を計算するのに使
用された多項係数の一次元ベクトルである。
は、本発明の方法でトレースする光線の焦点を決定する
三つの要素を含む。第一要素は、係数Ｖであり、これ
は、以下に述べるルーチンを使用して焦点位置から表示
次元ベクトルのＶを計算するのに使用される多項係数の
一次元ベクトルである。次の要素は、係数Ｗであり、か
つ一次元ベクトルであり、焦点位置からの表示次元ベク
トルのＷを計算するのに使用される多項係数のベクトル
であり、最後の要素は、ライン358に、光路長の係数と
して定義され、焦点位置からの光路長を計算するのに使
用された多項係数の一次元ベクトルである。
表Ｅは、ミラーモデルストラクチャを記述し、これ
は、単に、ミラー位置からミラー角を計算するために多
項係数を含む係数の一次元ベクトルである。
は、単に、ミラー位置からミラー角を計算するために多
項係数を含む係数の一次元ベクトルである。
上述の表は、以上開示した本発明のストラクチャの要
素に付き、かつ付録Ａにリストアップされた本発明の完
全なプログラミングモデルに付き、本発明の方法の光学
系を完全に記述している。表Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥのラ
イン番号は、付録ＡにあるＣプログラミング言語コード
のライン番号に対応する。
素に付き、かつ付録Ａにリストアップされた本発明の完
全なプログラミングモデルに付き、本発明の方法の光学
系を完全に記述している。表Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥのラ
イン番号は、付録ＡにあるＣプログラミング言語コード
のライン番号に対応する。
図11を参照するれば、本発明により考え出された視野
平面を計算する方法のフロー図が示される。この方法
は、大きさ及び光路長（“OPL"）を計算し302、Ｘ、Ｙ
ミラー表面の位置を計算し304、視点を原点に初期化し3
06、光路を通じて視野平面を跳ね返し308、最終視点を
計算する310。ステップ302では、アルゴリズムが大きさ
と光路長を計算する。光路長が既知となれば、手順は、
ステップ304へ進み、ミラー16、18のミラー表面の位置
が求められる。ミラー表面位置を求められると、本方法
は、ステップ306へ進み、視点が座標0,0,0の原点へ初期
化される。次に、ステップ308では、光路を通じて視野
平面が反射、即ち跳ね返される。最終視点がステップ31
0で計算される。
平面を計算する方法のフロー図が示される。この方法
は、大きさ及び光路長（“OPL"）を計算し302、Ｘ、Ｙ
ミラー表面の位置を計算し304、視点を原点に初期化し3
06、光路を通じて視野平面を跳ね返し308、最終視点を
計算する310。ステップ302では、アルゴリズムが大きさ
と光路長を計算する。光路長が既知となれば、手順は、
ステップ304へ進み、ミラー16、18のミラー表面の位置
が求められる。ミラー表面位置を求められると、本方法
は、ステップ306へ進み、視点が座標0,0,0の原点へ初期
化される。次に、ステップ308では、光路を通じて視野
平面が反射、即ち跳ね返される。最終視点がステップ31
0で計算される。
図12を参照すると、本発明で考え出された視点を計算
する方法のフロー図が示されている。この方法は、大き
さ及び光路長（“OPL"）を計算し302、Ｘ、Ｙミラー表
面の位置を計算し304、視点を原点に初期化し306、光路
を通じてベクトルを跳ね返し312、最終視点を計算する3
14。ステップ302では、アルゴリズムが大きさと光路長
を計算する。光路長が既知となれば、手順は、ステップ
304へ進み、ミラー16、18のミラー表面の位置が求めら
れる。ミラー表面位置が求められると、本方法は、ステ
ップ306へ進み、視点が座標0,0,0の原点へ初期化され
る。次に、ステップ312では、光路を通じてベクトルが
反射、即ち跳ね返される。最終視点がステップ314で計
算される。
する方法のフロー図が示されている。この方法は、大き
さ及び光路長（“OPL"）を計算し302、Ｘ、Ｙミラー表
面の位置を計算し304、視点を原点に初期化し306、光路
を通じてベクトルを跳ね返し312、最終視点を計算する3
14。ステップ302では、アルゴリズムが大きさと光路長
を計算する。光路長が既知となれば、手順は、ステップ
304へ進み、ミラー16、18のミラー表面の位置が求めら
れる。ミラー表面位置が求められると、本方法は、ステ
ップ306へ進み、視点が座標0,0,0の原点へ初期化され
る。次に、ステップ312では、光路を通じてベクトルが
反射、即ち跳ね返される。最終視点がステップ314で計
算される。
図13を参照すると、本発明で考え出された大きさと光
路長を計算する方法のフロー図が示されている。この方
法は、ステップ320でパラメタＶを、ステップ322でＵ
を、ステップ324でＷを、ステップ326でOPLを計算する
ステップを含む。ステップ320で以下の式を計算してＶ
が見いだされる。
路長を計算する方法のフロー図が示されている。この方
法は、ステップ320でパラメタＶを、ステップ322でＵ
を、ステップ324でＷを、ステップ326でOPLを計算する
ステップを含む。ステップ320で以下の式を計算してＶ
が見いだされる。
Ｖ＝VV0＋CV1＊焦点 次に、ステップ322で以下の式によりＵが計算され
る。
る。
Ｕ＝Ｖ＊アスペクトレシオ 次に、ステップ324でＷが以下の式により求められ
る。
る。
Ｗ＝CW0 最後に、光路長OPLが以下の式により求められる。
OPL＝COPL0＋COPL1＊焦点 図14を参照すれば、本発明で考え出されたミラー表面
の位置を計算する方法のフロー図が示されている。この
計算のステップは、Ｘミラー角を計算し、。Ｘミラーに
対する垂線を計算し342、Ｙミラー角を計算し344、Ｙミ
ラー表面に対する垂線を計算する346。
の位置を計算する方法のフロー図が示されている。この
計算のステップは、Ｘミラー角を計算し、。Ｘミラーに
対する垂線を計算し342、Ｙミラー角を計算し344、Ｙミ
ラー表面に対する垂線を計算する346。
図15を参照すれば、本発明で考え出された光路を通じ
て視野平面を跳ね返す方法のフロー図が示されている。
この方法は、全表面を走査し360、視点と表面点の間の
距離を計算し、距離を集積し364、光路を反射させ、屈
折させる366。
て視野平面を跳ね返す方法のフロー図が示されている。
この方法は、全表面を走査し360、視点と表面点の間の
距離を計算し、距離を集積し364、光路を反射させ、屈
折させる366。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4738175（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 G01N 21/84 - 21/958
Claims (9)
- 【請求項１】三次元までの空間に配置されたオブジェク
トを走査するためのスキャニングシステムであって、 a.焦点信号と、第一サーボ信号と、第二サーボ信号とを
提供する制御するための手段と、 b.前記焦点信号に応答してオブジェクトに自動的に焦点
を合わすための手段を含む、オブジェクトのイメージを
記録するための手段と、 c.前記記録手段に前記オブジェクトのイメージを反射す
るための第一手段とを含み、前記第一反射手段は、第一
ミラー軸と、前記第一ミラー軸に対して角度変位とを有
し、前記オブジェクトを第一座標軸に関して位置決めを
し、前記スキャニングシステムは、さらに d.前記記録手段に前記オブジェクトのイメージを反射す
るための第二手段を含み、前記第二反射手段は、第二ミ
ラー軸と、前記第二ミラー軸に対して角度変位を有し、
前記オブジェクトを第二座標軸に関して位置決めをし、
前記スキャニングシステムは、さらに e.前記第一サーボ信号に応答して前記第一反射手段をサ
ーボ制御するための、前記第一反射手段へ接続された第
一サーボ手段と、 f.前記第二サーボ信号に応答して前記第二反射手段をサ
ーボ制御するための、前記第二反射手段へ接続された第
二サーボ手段と、 g.複数の位置指標を有するパターンをその上に記録する
ためのレティクル手段を含む校正のための手段とを含
み、前記複数の指標の各々は、前記校正手段上の指標の
パターンにより画定した共通の平面上の他の指標に対し
て正確に配置され、予め設定のシーケンスで指標に焦点
を合わせることにより、前記共通平面の相対位置を第一
及び第二座標軸に関して画定可能となり、前記複数の指
標の部分が予め設定されたサイズの中心校正パターンを
形成することを特徴とするスキャニングシステム。 - 【請求項２】前記記録手段は、CCDカメラを含むことを
特徴とする請求の範囲第１項に記載のスキャニングシス
テム。 - 【請求項３】三次元空間での共通平面を位置決定するの
に十分なように前記校正手段に関する座標情報を提供す
るため、前記共通の平面上に配置された複数の光学反射
手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記
載のスキャニングシステム。 - 【請求項４】前記自動焦点手段は、ズームレンズを含む
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のスキャニン
グシステム。 - 【請求項５】校正のための手段は、 a.イメージ記録手段の位置を位置合わせし、その位置を
記憶し、 b.前記第一反射手段の位置の位置合わせをし、その位置
を記憶し、 c.前記第二反射手段の位置の位置合わせをし、その位置
を記憶し、 d.中心パターン全体を観測できるように中心校正パター
ンをイメージ形成し、パターンのイメージは、ｘ及びｙ
軸に関する第一の相対イメージサイズを有し、 e.x軸での中心校正パターンの予め設定のサイズを、ｘ
倍率を決定するために前記イメージ記録手段上の前記中
心校正パターンに対する前記イメージの第一相対イメー
ジサイズに関係付け、 f.y軸での中心校正パターンの予め設定のサイズを、ｙ
倍率を決定するために前記イメージ記録手段上の前記中
心校正パターンに対する前記イメージの第一相対イメー
ジサイズに関係付け、 g.x軸変位を求める目的で前記第一ミラー軸の角度変位
量を記憶し、ｙ軸変位を求める目的で前記第二ミラー軸
の角度変位量を記憶する間に、他のいかなる指標をもイ
メージ形成するように、前記第一ミラー軸及び前記第二
ミラー軸を回転させ、 h.前記イメージのｘ変位を記憶し、前記ｘ変位は、前記
第一ミラーの回転から得られ、 i.前記イメージのｙ変位を記憶し、前記ｙ変位は、前記
第一ミラーの回転から得られ、 j.前記第一ミラーを校正するため、前記ｘ軸変位を前記
ｘ変位に関連付け、 k.前記第二ミラーを校正するため、前記ｙ軸変位を前記
ｙ変位に関連付けるステップを更に含むことを特徴とす
る請求の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項６】全指標は、イメージ形成され、校正される
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 - 【請求項７】前記イメージの前記ｘ変位及びｘ軸変位を
関連付けるための手段は、多項式の適合を含むことを特
徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 - 【請求項８】前記イメージの前記ｙ変位及びｙ軸変位を
関連付けるための手段は、多項式の適合を含むことを特
徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 - 【請求項９】各指標は、前記第一及び前記第二のミラー
を校正するのに使用されることを特徴とする請求の範囲
第５項に記載の方法。
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