JP5331601B2 - 光学的計測装置 - Google Patents
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(1) 請求項1の発明
この発明は、観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、上記観測光と対象光とを干渉させて計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された2次元干渉画像を解析する画像解析手段とを備えるとともに、上記撮像手段を上記計測対象物の計測面に対して相対的に所定の傾斜角を持たせて設置することにより、上記撮像された2次元干渉画像に濃淡表示される干渉縞を生じさせ、該干渉縞の濃淡の変化パターンを観測して、その複数の干渉縞間の明るさの比率、または同明るさの比率の組み合わせを求めることによって、上記計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とするものである。
この発明は、観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、上記観測光と対象光とを干渉させて計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさ比率を記録した明るさ比率−高さテーブルまたは上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさ比率の組み合わせを記録した明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを利用して、上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、該画像解析手段の画像解析プログラムにより上記計測対象物の微小計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とするものである。
この発明は、観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、該光学系における上記観測光または対象光の光路長を可変する光路長可変手段と、上記観測光と対象光とを干渉させて上記計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、あらかじめ上記光路長可変手段により上記観測光または対象光の光路長を変えながら上記各光の明るさ変化の位相を計測して上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、上記画像解析手段の画像解析プログラムにより上記計測対象物の計測面に当たった上記各光の2次元干渉画像を解析し、該複数波長の光の2次元干渉画像間の明るさの比率により、または同明るさ比率の組み合わせにより、上記2次元干渉画像上の各点の微小高さを計測するようにしたことを特徴としている。
この発明は、観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、該光学系における上記観測光または対象光の光路長を可変する光路長可変手段と、上記観測光と対象光とを干渉させて上記計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、あらかじめ上記光路長可変手段により上記観測光または対象光の光路長を変えながら上記各光の明るさ変化を計測し、上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさの比率を記録した明るさ比率−高さテーブルまたは上記各光間の明るさの比率の組み合わせを記録した明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを利用して上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、上記画像解析手段の画像解析プログラムで上記計測対象物の計測面に当たった上記各光の2次元干渉画像を解析し、該2次元干渉画像上の各点の明るさから、上記各波長の光の干渉画像の明るさの比率を求め、上記明るさ比率−高さテーブルまたは明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを参照して、上記2次元干渉画像上の各点の微小高さを計測するようにしたことを特徴としている。
この発明は、請求項1,2,3又は4の発明の構成において、複数の波長の光として、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の光源を用いたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項5の発明の構成において、R(赤)、G(緑)、B(青)の3つの色の光によって得られた2次元干渉画像について、色画像処理におけるRGB画像から色空間への変換を行い、該色空間上の色解析によって、計測対象物の計測面上の微小高さを計測するようにしたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項6の発明の構成において、得られた干渉画像について色空間上の色解析を行う際に、計測対象物の計測面上での明るさ比率と高さとの対応によって起こる色の変化を、予じめ色空間上での色変化軌跡として所定のテーブルに記憶させておき、実際の高さ解析時には、そのテーブル上の類似色を検索することにより、計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴としている。
この発明は、上記請求項6の発明の構成において、得られた干渉画像について色空間上の色解析を行う際に、計測対象物の計測面上での明るさ比率と高さとの対応によって起こる色の変化を、予じめ色空間上での色変化軌跡として所定のテーブルに記憶させておき、実際の高さ解析時には、上記計測対象物の計測面での色変化軌跡を求め、そのテーブル上の類似の色変化軌跡を有する部分を検索することにより、計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴としている。
Y= 0.2220R+0.7067G+0.0713B
Z= 0.0202R+0.1295G+0.9394B
そして、そこで与えられたXYZ値(変換値)に対し、次式によってxy値が求められる。このxy値は、明るさについて正規化された色相と彩度のみを表す値である。
y=Y/(X+Y+Z)
これによって得られるYxy色空間では、Yは明るさを、xyは色相と彩度をあらわす。
Claims (8)
- 観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、上記観測光と対象光とを干渉させて計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された2次元干渉画像を解析する画像解析手段とを備えるとともに、上記撮像手段を上記計測対象物の計測面に対して相対的に所定の傾斜角を持たせて設置することにより、上記撮像された2次元干渉画像に濃淡表示される干渉縞を生じさせ、該干渉縞の濃淡の変化パターンを観測して、その複数の干渉縞間の明るさの比率、または同明るさの比率の組み合わせを求めることによって、上記計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする光学的計測装置。
- 観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、上記観測光と対象光とを干渉させて計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさ比率と高さとを対応させた明るさ比率−高さテーブルまたは上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさ比率の組み合わせと高さとを対応させた明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを利用して、上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、該画像解析手段を用いて上記計測対象物の微小計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする光学的計測装置。
- 観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、該光学系における上記観測光または対象光の光路長を可変する光路長可変手段と、上記観測光と対象光とを干渉させて上記計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、あらかじめ上記光路長可変手段により上記観測光または対象光の光路長を変えながら上記各光の明るさ変化の位相を計測して上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、上記画像解析手段の画像解析プログラムにより上記計測対象物の計測面に当たった上記各光の2次元干渉画像を解析し、該複数波長の光の2次元干渉画像間の明るさの比率により、または同明るさ比率の組み合わせにより、上記2次元干渉画像上の各点の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする光学的計測装置。
- 観測光と対象光を含む複数の波長の光を発生する光発生手段と、該光発生手段からの観測光と対象光を計測対象物の計測面を介して干渉可能な状態で撮像手段に導く光学系と、該光学系における上記観測光または対象光の光路長を可変する光路長可変手段と、上記観測光と対象光とを干渉させて上記計測対象物の計測面の2次元干渉画像を撮像する撮像手段と、あらかじめ上記光路長可変手段により上記観測光または対象光の光路長を変えながら上記各光の明るさ変化を計測し、上記計測対象物の計測面の高さ毎の各光の明るさの比率を記録した明るさ比率−高さテーブルまたは上記各光間の明るさの比率の組み合わせを記録した明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを利用して上記計測対象物の計測面の微小高さを求める画像解析プログラムを有する画像解析手段とを備え、上記画像解析手段の画像解析プログラムで上記計測対象物の計測面に当たった上記各光の2次元干渉画像を解析し、該2次元干渉画像上の各点の明るさから、上記各波長の光の干渉画像の明るさの比率を求め、上記明るさ比率−高さテーブルまたは明るさ比率の組み合わせ−高さテーブルを参照して、上記2次元干渉画像上の各点の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする光学的計測装置。
- 複数の波長の光として、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の光源を用いたことを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の光学的計測装置。
- R(赤)、G(緑)、B(青)の3つの色の光によって得られた2次元干渉画像について、色画像処理におけるRGB画像から色空間への変換を行い、該色空間上の色解析によって、計測対象物の計測面上の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする請求項5記載の光学的計測装置。
- 得られた干渉画像について色空間上の色解析を行う際に、計測対象物の計測面上での明るさ比率と高さとの対応によって起こる色の変化を、予じめ色空間上での色変化軌跡として所定のテーブルに記憶させておき、実際の高さ解析時には、そのテーブル上の類似色を検索することにより、計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする請求項6記載の光学的計測装置。
- 得られた干渉画像について色空間上の色解析を行う際に、計測対象物の計測面上での明るさ比率と高さとの対応によって起こる色の変化を、予じめ色空間上での色の変化軌跡として所定のテーブルに記憶させておき、実際の高さ解析時には、上記計測対象物の計測面での色の変化軌跡を求め、そのテーブル上で類似の色変化軌跡を有する部分を検索することにより、計測対象物の計測面の微小高さを計測するようにしたことを特徴とする請求項6記載の光学的計測装置。
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