JPH0157285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平行線又は格子状パターンを明瞭に投
影又は撮像する方法に関するものである。

平行線パターン、格子状パターンなど方向性を
有するパターンを投影又は撮像することにより、
被検体の平担度を計測したり、或いは被検体の形
状、変形等を計測する（モアレトポグラフイ）こ
とが、各種の工業分野において広く利用されてい
る。このような計測においては、方向性を有する
パターンを被検体上にできるだけ明瞭に（明る
く、鋭く）投影すること、又該パターンをできる
だけ明瞭に撮像することが望ましい。そのために
は輝度の高い光源と明るいレンズ（Ｆ−ナンバの
小さい）を使用することが望ましい。しかし、被
検体に奥行がある場合には、明るいレンズを用い
ると（つまり投影又は撮像レンズに設ける絞りを
開いて用いると）、焦点深度が浅くなつて、明瞭
なパターンが得られる範囲が狭くなり、測定する
範囲をカバーできなくなる。これを避けるために
は絞りを小さく絞つて焦点深度を深くすることが
必要となる。ところが、方向性をもたない従来方
式の絞りを絞つて使用すると、焦点深度が深くな
る反面、パターンの明るさが著しく減少し、撮像
時間が長くなるなど特別の投影、撮像技術を要す
るのみでなく、雑音が多くなり（Ｓ／Ｎ比が低下
し）、計測に支障を来たすことがしばしば生ずる。

本発明は上記に鑑みなされたものであつて、明
るさ及び分解能を低下させずに平行線又は格子状
パターンを投影又は撮像する方法を提供すること
を目的とする。

この目的は、平行線パターンもしくは格子状パ
ターンの投影又は撮像の光学系の光路に垂直な面
内で平行線パターンの平行線の方向、又は格子状
パターンのうちの一方の平行線の方向に細長い光
通過域をつくる絞りを投影レンズ又は撮像レンズ
の近くに配置して投影又は撮像を行なうことによ
り達成される。

以下、モアレトポグラフイ装置を例として本発
明を詳しく説明する。第１図は被検体の等高線画
像をモアレ縞として得る投影型モアレトポグラフ
イ装置の一例を示す。プロジエクトＡを用いて投
影格子G₁により方向性を有するパターン例えば
平行線パターンを被検体Ｃ上に投影し、この投影
された平行線パターン像をカメラＢにより投影格
子G₁と同様な観測格子G₂を通してフイルムＦに
記録することによつて被検体の等高線画像を得る
ものである。この装置を用いれば、例えば、被検
体の変形前・後において等高線モアレ縞画像を
得、これを重ね合せることにより２次モアレ縞と
して変形の様子を計測することができる。このよ
うに等高線モアレ縞画像は平行線パターンを被検
体上に投影又は撮像することによつて得られる
が、精度の高い等高線モアレ縞画像を得るには、
前述したように平行線パターンを明瞭に投影又は
撮像することが望ましい。そのためには、投影又
は撮像の光学系に具体的には第１図の投影レンズ
L₁又は撮像レンズL₂に設ける絞りを、第２図の
ように構成すればよい。

第２図Ａは本発明に用いる絞りの状態を、第２
図Ｂは比較のため従来用いられている絞りの状態
をそれぞれ示す。図中、実線内は絞りの開口面積
すなわち光通過域を、点線は絞り開放時の状態を
それぞれ示す。いま、平行線パターンを投影する
場合について考察するに、平行線の方向をｙ、平
行線に対して直角方向をｘとすると、第２図Ａで
は、ｘ方向については第２図Ｂと同じ絞りの開口
巾ｄであるのに対しｙ方向については開放に近い
状態となつている。したがつて、第２図Ａの絞り
を用いる場合には、ｘ方向については方向性をも
たない第２図Ｂの絞りの場合と同じ焦点深度が得
られるので同じ分解能をもつたパターンが投影で
き、しかもパターンの明るさは絞りの開口面積が
大きいので第２図Ｂの絞りの場合よりもはるかに
明るくすることができる。

これは撮像の場合にも全く同じ条件となり、全
体的にｘ方向に対して分解能を減少させることな
く明るいパターン像を得ることができる。

第３図は本発明に用いる絞りの一例であつて、
開口１を有する基板２と移動板３，３′で構成さ
れ、移動板３，３′をｘ方向に移動調節すること
により、基板２の開口が調節でき、光通過域を増
減することができる。

なお、投影又は撮像の光学系の条件が定められ
ている場合には、絞りの開口面積を調節する必要
がなく、パターンの選択された方向に開口巾の決
められた細長い絞りを用いればよい。

第１図のモアレトポグラフイ装置に本発明を適
用する場合には、投影レンズL₁に設ける絞りは
投影格子G₁の格子線方向（すなわち、格子が平
行線の場合は平行線の方向、格子状の場合は一方
の平行線の方向）に細長い形状となるようにし、
又撮像レンズL₂に設ける絞りは同様に観測格子
G₂の格子線方向に細長い形状となるように構成
することにより、格子線と直角方向について明瞭
なパターンの投影又は撮像ができるので、明瞭な
（精度の高い）モアレ縞等高線画像を生成するこ
とができる。したがつて、奥行のかなり深い被検
体であつても明瞭なモアレ縞画像が得られ、計測
精度を向上させることができる。これは平面度検
査における格子の投影あるいは撮像など、方向性
を有するパターンの投影、撮像においても、明瞭
な画像を得ることができ極めて有用である。

以上説明したように、本発明は平行線あるいは
格子状パターンなど方向性を有するパターンを投
影又は撮像するに当つて、その投影又は撮像の光
学系の光路に垂直な面内で選択された一つの方向
に大きな光通過域をつくり他の方向に小さな光通
過域をつくる絞りを、その光学系に配置して投影
又は撮像を行うものであり、選択された方向と直
角方向に対して明瞭なパターンを得ることがで
き、方向性を有するパターンを利用する前述の各
種計測に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はモアレトポグラフイ装置の説明図、第
２図Ａは本発明に用いる絞りの説明図、第２図Ｂ
は通常用いられている絞りの説明図、第３図は本
発明に用いる絞りの一例を示す斜視図。 図中の符号：Ａ……投影プロジエクト、Ｂ……
撮像カメラ、G₁……投影格子、G₂……観測格子、
L₁……投影レンズ、L₂……撮像レンズ、Ｃ……
被検体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平行線パターンもしくは格子状パターンの投
   影又は撮像の光学系の光路に垂直な面内で平行線
   パターンの平行線の方向、又は格子状パターンの
   うちの一方の平行線の方向に細長い光通過域をつ
   くる絞りを投影レンズ又は撮像レンズの近くに配
   置して投影又は撮像を行なうことを特徴とする平
   行線又は格子状パターンの投影又は撮像方法。