JPH09273908A - 光学的計測装置 - Google Patents
光学的計測装置Info
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- JPH09273908A JPH09273908A JP8366296A JP8366296A JPH09273908A JP H09273908 A JPH09273908 A JP H09273908A JP 8366296 A JP8366296 A JP 8366296A JP 8366296 A JP8366296 A JP 8366296A JP H09273908 A JPH09273908 A JP H09273908A
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １視野の計測面積が増加して被計測面に対す
る視野数を減少できるようにする。 【解決手段】 計測可能視野が略円形である光学系と、
この光学系の計測可能視野Ａ内に計測視野Ｂを配置し、
被検出面を複数の同形の視野に分割し、この各分割視野
での計測を上記計測視野にて順次行い、この各計測デー
タをつなぎ合わせることで上記分割視野よりも大きな被
計測面を計測する光学的計測装置において、上記計測視
野Ｂを、これの外接円が上記計測可能視野Ａより大きい
矩形にすると共に、この計測視野Ｂを上記計測可能視野
Ａの中心に配置し、この両視野が重畳している部分を有
効視野Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 とし、この有効視野の少なくと
も一方の両側部を重複させて被計測面上に千鳥状に分割
配列する。
る視野数を減少できるようにする。 【解決手段】 計測可能視野が略円形である光学系と、
この光学系の計測可能視野Ａ内に計測視野Ｂを配置し、
被検出面を複数の同形の視野に分割し、この各分割視野
での計測を上記計測視野にて順次行い、この各計測デー
タをつなぎ合わせることで上記分割視野よりも大きな被
計測面を計測する光学的計測装置において、上記計測視
野Ｂを、これの外接円が上記計測可能視野Ａより大きい
矩形にすると共に、この計測視野Ｂを上記計測可能視野
Ａの中心に配置し、この両視野が重畳している部分を有
効視野Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 とし、この有効視野の少なくと
も一方の両側部を重複させて被計測面上に千鳥状に分割
配列する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の広さを有す
る被計測面を、光学系計測器にてこの被計測面より小さ
な視野で分割計測し、この視野分割された計測面をつな
ぎ合わせることで視野より広い上記被計測面を計測する
ようにした光学的計測装置に関するものである。なお、
この発明において計測とは必要に応じて検査と加工も含
むものである。
る被計測面を、光学系計測器にてこの被計測面より小さ
な視野で分割計測し、この視野分割された計測面をつな
ぎ合わせることで視野より広い上記被計測面を計測する
ようにした光学的計測装置に関するものである。なお、
この発明において計測とは必要に応じて検査と加工も含
むものである。
【０００２】
【従来の技術】上記光学的計測器の光学系は一般に、円
形の開口レンズ、鏡等の光学素子の組合わせで構成され
ていることにより、その実用上有効な計測可能視野は円
形である。一方、この光学系による上記円形の計測可能
視野の光を計測する計測器の光検出器アレイは正方形あ
るいは長方形の矩形状となっており、この光検出器アレ
イの大きさ（面積）がこの光学的計測器による計測視野
となる。
形の開口レンズ、鏡等の光学素子の組合わせで構成され
ていることにより、その実用上有効な計測可能視野は円
形である。一方、この光学系による上記円形の計測可能
視野の光を計測する計測器の光検出器アレイは正方形あ
るいは長方形の矩形状となっており、この光検出器アレ
イの大きさ（面積）がこの光学的計測器による計測視野
となる。
【０００３】従来の被計測面を計測する装置では、図１
（ａ）に示すように、光学的計測器の円形の計測可能視
野Ａ内に矩形の計測視野Ｂを位置させてこれにより上記
計測可能視野Ａ内の光束を計測し、この計測可能視野Ａ
を、上記計測視野Ｂの大きさだけ順次平面方向にずらせ
て図１（ｂ）に示すように、隣接する部分を順次格子状
に計測し、計測器の計測可能視野より広い被計測面の全
面にわたる計測を行うようにしている。
（ａ）に示すように、光学的計測器の円形の計測可能視
野Ａ内に矩形の計測視野Ｂを位置させてこれにより上記
計測可能視野Ａ内の光束を計測し、この計測可能視野Ａ
を、上記計測視野Ｂの大きさだけ順次平面方向にずらせ
て図１（ｂ）に示すように、隣接する部分を順次格子状
に計測し、計測器の計測可能視野より広い被計測面の全
面にわたる計測を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の計測装置で
は、図１（ａ）に示すように、計測可能視野Ａの面積Ａ
2 に対して計測視野Ｂの面積Ｂ2 は、計測可能視野Ａ内
に計測視野Ｂが十分収まるような関係のＡ2 ＞Ｂ2 とし
て計測している。このため、計測視野Ｂからはずれた計
測可能視野Ａの部分（Ａ2 −Ｂ2 ）が何ら計測に寄与し
ない無駄となっており、図１（ｂ）に示すように、隣接
する部分を順次格子状に計測したときに、計測可能視野
Ａの重複面積が大きくなり、その分だけ計測器の計測可
能視野が無駄になり、計測視野Ｂより大きな被計測面に
この計測視野Ｂを配置すると上記計測可能視野Ａの無駄
な分だけ視野数（計測回数）が多くなってしまう。
は、図１（ａ）に示すように、計測可能視野Ａの面積Ａ
2 に対して計測視野Ｂの面積Ｂ2 は、計測可能視野Ａ内
に計測視野Ｂが十分収まるような関係のＡ2 ＞Ｂ2 とし
て計測している。このため、計測視野Ｂからはずれた計
測可能視野Ａの部分（Ａ2 −Ｂ2 ）が何ら計測に寄与し
ない無駄となっており、図１（ｂ）に示すように、隣接
する部分を順次格子状に計測したときに、計測可能視野
Ａの重複面積が大きくなり、その分だけ計測器の計測可
能視野が無駄になり、計測視野Ｂより大きな被計測面に
この計測視野Ｂを配置すると上記計測可能視野Ａの無駄
な分だけ視野数（計測回数）が多くなってしまう。
【０００５】ところで、このような計測（及び検査、加
工）を行う装置において、装置のスループットは、 被計測面の計測時間＝１視野計測時間×視野数 で表現される。また計測視野（光検出器アレイの大き
さ）に比較して十分大きな被計測面に対する視野数は近
似的に次式で導出される。 視野数＝被計測面積÷計測視野面積
工）を行う装置において、装置のスループットは、 被計測面の計測時間＝１視野計測時間×視野数 で表現される。また計測視野（光検出器アレイの大き
さ）に比較して十分大きな被計測面に対する視野数は近
似的に次式で導出される。 視野数＝被計測面積÷計測視野面積
【０００６】従って、実用上光学的に有効な計測有効視
野の無駄な部分に起因（１視野面積の減少に起因）する
視野数の増加は被計測面の計測（及び検査、加工）時間
を長くし、装置のスループットの低下を招いていた。
野の無駄な部分に起因（１視野面積の減少に起因）する
視野数の増加は被計測面の計測（及び検査、加工）時間
を長くし、装置のスループットの低下を招いていた。
【０００７】また、市販の光検出器アレイや面状光源を
利用しようとすると、これらは形状、寸法が決まってい
るため、これらを含むような有効範囲を持つように光学
系を製作すると、光学系の開口が直径方向に大きくな
り、それに従って開口面の軸方向にも大きくなってしま
い、これにより、装置の容積及び重量が大きくなると共
に高価になってしまうという問題があった。
利用しようとすると、これらは形状、寸法が決まってい
るため、これらを含むような有効範囲を持つように光学
系を製作すると、光学系の開口が直径方向に大きくな
り、それに従って開口面の軸方向にも大きくなってしま
い、これにより、装置の容積及び重量が大きくなると共
に高価になってしまうという問題があった。
【０００８】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、円形となっている計測可能視野の面積を有効に利
用でき、その分だけ視野数（計測回数）を減らすことが
でき、計測スループットを飛躍的に向上できるようにし
た光学的計測装置を提供することを目的とするものであ
る。
ので、円形となっている計測可能視野の面積を有効に利
用でき、その分だけ視野数（計測回数）を減らすことが
でき、計測スループットを飛躍的に向上できるようにし
た光学的計測装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光学的計測装置は、光学系の計測可能
視野が略円形である光学系と、この光学系の計測可能視
野内に光検出器アレイ等からなる計測視野を配置し、被
検出面を複数の同形の視野に分割し、この各分割視野で
の計測を上記計測視野にて順次行い、この各計測データ
をつなぎ合わせることで上記分割視野よりも大きな被計
測面を計測する光学的計測装置において、上記計測視野
を、これの外接円が上記計測可能視野より大きい矩形に
すると共に、この計測視野を上記計測可能視野の中心に
配置し、この両視野が重畳している部分を有効視野と
し、この有効視野を、これの縦方向あるいは横方向の少
なくとも一方の両側部を重複させて被計測面上に千鳥状
に分割配列した構成となっている。
に、本発明に係る光学的計測装置は、光学系の計測可能
視野が略円形である光学系と、この光学系の計測可能視
野内に光検出器アレイ等からなる計測視野を配置し、被
検出面を複数の同形の視野に分割し、この各分割視野で
の計測を上記計測視野にて順次行い、この各計測データ
をつなぎ合わせることで上記分割視野よりも大きな被計
測面を計測する光学的計測装置において、上記計測視野
を、これの外接円が上記計測可能視野より大きい矩形に
すると共に、この計測視野を上記計測可能視野の中心に
配置し、この両視野が重畳している部分を有効視野と
し、この有効視野を、これの縦方向あるいは横方向の少
なくとも一方の両側部を重複させて被計測面上に千鳥状
に分割配列した構成となっている。
【００１０】そして上記千鳥状に配列される各有効視野
の隣接のもの相互の重複分を、この隣接する有効視野相
互に振り分ける。
の隣接のもの相互の重複分を、この隣接する有効視野相
互に振り分ける。
【００１１】また上記千鳥状に隣接する有効視野相互の
振り分けを直線で２等分して各有効視野を六角形となる
ようにした。
振り分けを直線で２等分して各有効視野を六角形となる
ようにした。
【００１２】
【作 用】被計測面は、光学系の計測可能視野と光検
出器アレイ等からなる計測視野との重畳する有効視野に
て１つの分割視野として計測される。そしてこの各有効
視野が、その一部が重複された状態で千鳥状に配列され
て被計測面の全面が順次計測される。
出器アレイ等からなる計測視野との重畳する有効視野に
て１つの分割視野として計測される。そしてこの各有効
視野が、その一部が重複された状態で千鳥状に配列され
て被計測面の全面が順次計測される。
【００１３】そして上記計測時に隣接する有効視野相互
で重複した部分は相互に振り分けられることにより、こ
の部分が重複計測あるいは評価されることがない。
で重複した部分は相互に振り分けられることにより、こ
の部分が重複計測あるいは評価されることがない。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、光学系の特性から略円
形になっている計測可能視野の面積を有効に利用でき、
従って１視野の計測・検査・加工面積が増加し、その分
だけ被計測面に対する視野数（計測回数）の減少につな
がり、計測スループットを飛躍的に向上することができ
る。
形になっている計測可能視野の面積を有効に利用でき、
従って１視野の計測・検査・加工面積が増加し、その分
だけ被計測面に対する視野数（計測回数）の減少につな
がり、計測スループットを飛躍的に向上することができ
る。
【００１５】また矩形状になっている計測視野の大きさ
に対して光学系の小型・軽量化、ひいては低価格化を実
現できる。
に対して光学系の小型・軽量化、ひいては低価格化を実
現できる。
【００１６】さらに有効視野が、格子状配置で得られる
従来の等価的な矩形視野に対して、千鳥状配列で得られ
る等価的な六角形視野となることにより、この有効視野
は、光学系の中心からの半径に対する処理画素の頻度が
より平坦化され、より光学的な平坦度を実現できる。
従来の等価的な矩形視野に対して、千鳥状配列で得られ
る等価的な六角形視野となることにより、この有効視野
は、光学系の中心からの半径に対する処理画素の頻度が
より平坦化され、より光学的な平坦度を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図２以下に
基づいて説明する。まず、円形の計測可能視野Ａの径を
Ｄ、矩形の計測視野Ｂの横と縦の長さをＷ，Ｈとしたと
きに、計測可能視野Ａと計測視野Ｂの重複関係は図２の
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように３種類となる。こ
れらはいずれも、計測視野Ｂは、これの外接円が計測可
能視野Ａより大きい矩形状になっている。
基づいて説明する。まず、円形の計測可能視野Ａの径を
Ｄ、矩形の計測視野Ｂの横と縦の長さをＷ，Ｈとしたと
きに、計測可能視野Ａと計測視野Ｂの重複関係は図２の
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように３種類となる。こ
れらはいずれも、計測視野Ｂは、これの外接円が計測可
能視野Ａより大きい矩形状になっている。
【００１８】・タイプ１（図２（ａ）） Ｈ≦Ｗ＜Ｄとなっていて、計測視野Ｂの４つの角部が計
測可能視野Ａよりはみ出している。 ・タイプ２（図２（ｂ）） Ｈ＜Ｄ≦Ｗとなっていて、計測視野Ｂの横方向の両側部
が計測可能視野よりはみ出している。 ・タイプ３（図２（ｃ）） Ｄ≦Ｈ≦Ｗとなっていて、計測視野Ｂが計測可能視野Ａ
内に収まっている。
測可能視野Ａよりはみ出している。 ・タイプ２（図２（ｂ）） Ｈ＜Ｄ≦Ｗとなっていて、計測視野Ｂの横方向の両側部
が計測可能視野よりはみ出している。 ・タイプ３（図２（ｃ）） Ｄ≦Ｈ≦Ｗとなっていて、計測視野Ｂが計測可能視野Ａ
内に収まっている。
【００１９】そして上記３タイプにおける計測可能視野
Ａと計測視野Ｂとが重畳して実際に計測される視野であ
るところの有効視野Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 の形状は図３の
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようになる。
Ａと計測視野Ｂとが重畳して実際に計測される視野であ
るところの有効視野Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 の形状は図３の
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようになる。
【００２０】すなわち、上記タイプ１のものは図３
（ａ）に示すように４方の角部が切り欠かれた変形八角
形になり、タイプ２のものは図３（ｂ）に示すように、
横方向の両側が円弧状になった変形矩形になり、タイプ
３のものは図３（ｃ）に示すように計測可能視野Ａと同
形の円形になる。
（ａ）に示すように４方の角部が切り欠かれた変形八角
形になり、タイプ２のものは図３（ｂ）に示すように、
横方向の両側が円弧状になった変形矩形になり、タイプ
３のものは図３（ｃ）に示すように計測可能視野Ａと同
形の円形になる。
【００２１】次に上記各タイプの有効視野を用いた計測
方法を説明する。タイプ１において、図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように、有効視野Ｃ1 の基になる
矩形の直角の２辺をＸＹ方向として定義すると、有効視
野Ｃ1 の並び方を例えばＹ方向（縦方向）に見るとこの
有効視野が従来と同様に直線状に並んでいるが、有効視
野Ｃ1 の並び方をＸ方向（横方向）にみると規則的な千
鳥状になるように配置し、かつ、有効視野Ｃ1 を横方向
の両側部を隣接する有効視野Ｃ1 で同寸法だけ、例えば
切り欠かれた部分、及び円弧部分を重複させて配置させ
る。
方法を説明する。タイプ１において、図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように、有効視野Ｃ1 の基になる
矩形の直角の２辺をＸＹ方向として定義すると、有効視
野Ｃ1 の並び方を例えばＹ方向（縦方向）に見るとこの
有効視野が従来と同様に直線状に並んでいるが、有効視
野Ｃ1 の並び方をＸ方向（横方向）にみると規則的な千
鳥状になるように配置し、かつ、有効視野Ｃ1 を横方向
の両側部を隣接する有効視野Ｃ1 で同寸法だけ、例えば
切り欠かれた部分、及び円弧部分を重複させて配置させ
る。
【００２２】このとき、図４（ａ）に示すように、縦方
向にも少し重複させてもよく、あるいは重複量を最少に
するために、図４（ｂ）に示すように、縦方向には重複
しないで配置する。またこのとき、千鳥状の配列の千鳥
幅を縦方向寸法の１／２にした規則的な配列（図４
（ｂ））、あるいはこれをランダムにした配列（図４
（ａ），（ｃ））がある。
向にも少し重複させてもよく、あるいは重複量を最少に
するために、図４（ｂ）に示すように、縦方向には重複
しないで配置する。またこのとき、千鳥状の配列の千鳥
幅を縦方向寸法の１／２にした規則的な配列（図４
（ｂ））、あるいはこれをランダムにした配列（図４
（ａ），（ｃ））がある。
【００２３】またタイプ２にあっては、図５に示すよう
に、上記タイプ１の場合と同様に有効視野Ｃ2 を横方向
の両側部を隣接する有効視野Ｃ2 で同寸法だけ円弧部分
を重複させて横方向に千鳥状に配置させる。
に、上記タイプ１の場合と同様に有効視野Ｃ2 を横方向
の両側部を隣接する有効視野Ｃ2 で同寸法だけ円弧部分
を重複させて横方向に千鳥状に配置させる。
【００２４】タイプ３にあっては図６に示すように、円
形の有効視野Ｃ3 が円弧部分で互いに重複させて横方向
に千鳥状に配置させる。
形の有効視野Ｃ3 が円弧部分で互いに重複させて横方向
に千鳥状に配置させる。
【００２５】なお上記説明ではそれぞれの有効視野
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を横方向に千鳥状に配置したと説明し
たが、これは結果的には縦方向にも千鳥状になる。
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を横方向に千鳥状に配置したと説明し
たが、これは結果的には縦方向にも千鳥状になる。
【００２６】上記各タイプの実施例、例えばタイプ２に
おいて、隣接する有効視野Ｃ2 の重複部分の処理を図７
（ａ）に示すように直線で２等分して両側の視野に振り
分ければ、計測の等価的な１視野が六角形となり、被計
測面に対し、その等価的な六角形視野を隣接して配置し
て行く、いわゆる六角視野となる。
おいて、隣接する有効視野Ｃ2 の重複部分の処理を図７
（ａ）に示すように直線で２等分して両側の視野に振り
分ければ、計測の等価的な１視野が六角形となり、被計
測面に対し、その等価的な六角形視野を隣接して配置し
て行く、いわゆる六角視野となる。
【００２７】有効視野Ｃ2 の重複部分を光検出器アレイ
及び長方形の計測視野の長辺及び短片に平行な直線の集
合体で処理分割するようにすると、図７（ｂ）に示すよ
うに、信号処理上有利な矩形視野となり、被計測面に対
してその矩形視野を配置していく、いわゆる矩形視野と
なる。
及び長方形の計測視野の長辺及び短片に平行な直線の集
合体で処理分割するようにすると、図７（ｂ）に示すよ
うに、信号処理上有利な矩形視野となり、被計測面に対
してその矩形視野を配置していく、いわゆる矩形視野と
なる。
【００２８】ただし、上記のような有効視野Ｃ2 の千鳥
状配置であれば、重複部分を一様に分割する必要はな
く、図７（ｃ）に示すように、ジグソーパズルのように
有効視野Ｃ2 の重複部分毎で処理の分割状態が変化する
ものでも、いわゆる任意分割形状視野となり、同じ効果
がある。
状配置であれば、重複部分を一様に分割する必要はな
く、図７（ｃ）に示すように、ジグソーパズルのように
有効視野Ｃ2 の重複部分毎で処理の分割状態が変化する
ものでも、いわゆる任意分割形状視野となり、同じ効果
がある。
【００２９】上記実施例によれば、実用上光学的に有効
な円形の計測可能視野Ａの利用率が大幅に向上する。従
って、１視野の計測面積が増加し、これが被計測面に対
する視野数の減少につながり、計測スループットが飛躍
的に向上される。
な円形の計測可能視野Ａの利用率が大幅に向上する。従
って、１視野の計測面積が増加し、これが被計測面に対
する視野数の減少につながり、計測スループットが飛躍
的に向上される。
【００３０】一方、上記のことから、矩形の光検出器ア
レイからなる計測視野及び円形の計測可能視野の大きさ
に対して光学系の小型、軽量化、ひいては低価格化を実
現できる。
レイからなる計測視野及び円形の計測可能視野の大きさ
に対して光学系の小型、軽量化、ひいては低価格化を実
現できる。
【００３１】図８は本発明を適用しようとする計測装置
の光学系の一例である共焦点光学装置であり、光源１の
光は拡大レンズ２ａ，２ｂを介して平行光となってホロ
グラム３に参照光として入射するようになっている。ホ
ログラム３はピンホールアレイ４の各ピンホール位置か
ら出射する点光源と等価な光を上記参照光を回析するこ
とにより再生する。
の光学系の一例である共焦点光学装置であり、光源１の
光は拡大レンズ２ａ，２ｂを介して平行光となってホロ
グラム３に参照光として入射するようになっている。ホ
ログラム３はピンホールアレイ４の各ピンホール位置か
ら出射する点光源と等価な光を上記参照光を回析するこ
とにより再生する。
【００３２】そしてこの再生光は第１対物レンズ５ａに
よって被計測面６に投光され、ここで散乱、反射し、第
１対物レンズ５ａ、ホログラム３を透過して第２対物レ
ンズ５ｂを介してピンホールアレイ４に集光する。そし
てこのピンホールアレイ４のピンホールを通過した光が
第１・第２のリレーレンズ７ａ，７ｂを介して２次元用
の光検出器アレイ８にて計測されるようになっており、
この光検出器アレイ８に入光される光量に基づいて上記
被処理面の高さが計測されるようになっている。９は制
御装置である。
よって被計測面６に投光され、ここで散乱、反射し、第
１対物レンズ５ａ、ホログラム３を透過して第２対物レ
ンズ５ｂを介してピンホールアレイ４に集光する。そし
てこのピンホールアレイ４のピンホールを通過した光が
第１・第２のリレーレンズ７ａ，７ｂを介して２次元用
の光検出器アレイ８にて計測されるようになっており、
この光検出器アレイ８に入光される光量に基づいて上記
被処理面の高さが計測されるようになっている。９は制
御装置である。
【００３３】この装置において、光学系の視野が１つの
計測可能視野であり、光検出器アレイ８の大きさが１つ
の計測視野である。上記視野のつなぎ合わせは被計測面
に対して光学系を移動するか、逆に光学系に対して被計
測面を移動して行う。
計測可能視野であり、光検出器アレイ８の大きさが１つ
の計測視野である。上記視野のつなぎ合わせは被計測面
に対して光学系を移動するか、逆に光学系に対して被計
測面を移動して行う。
【００３４】上記計測可能視野と計測視野の関係を図９
に示す。図中１０はレンズ開口面、１１は収差を考慮し
た有効レンズ範囲である計測可能視野、１２は計測視野
である。計測視野１２にはＣＣＤセンサが用いられ、か
つ上記計測可能視野１１の中心と一致するように配置さ
れる。そしてこの場合の有効視野１３は計測視野１２の
角部だけ計測可能視野１１からはずれる構造寸法（タイ
プ１）となっており、かつ隣接する計測視野１２との重
複部分を直線で２等分するように計測処理を振り分けた
六角視野となっている。
に示す。図中１０はレンズ開口面、１１は収差を考慮し
た有効レンズ範囲である計測可能視野、１２は計測視野
である。計測視野１２にはＣＣＤセンサが用いられ、か
つ上記計測可能視野１１の中心と一致するように配置さ
れる。そしてこの場合の有効視野１３は計測視野１２の
角部だけ計測可能視野１１からはずれる構造寸法（タイ
プ１）となっており、かつ隣接する計測視野１２との重
複部分を直線で２等分するように計測処理を振り分けた
六角視野となっている。
【００３５】上記有効視野１３を等価六角形にする具体
的な手段としては、ＣＣＤセンサのセンシング範囲であ
る長方形の範囲の全ての画素データを３次元高さコント
ローラに取り込み、、各画素において高さ処理を行った
後、計測・検査コントローラへ高さデータとなった全画
素データを転送し、計測・検査コントローラにて計測及
び検査に関するデータを処理を行うときに六角視野に相
当する画素アドレス以外の画素アドレス（幾何学上決定
される既知なもので計測・検査コントローラに与えられ
ている）を処理から除外することで実現している。
的な手段としては、ＣＣＤセンサのセンシング範囲であ
る長方形の範囲の全ての画素データを３次元高さコント
ローラに取り込み、、各画素において高さ処理を行った
後、計測・検査コントローラへ高さデータとなった全画
素データを転送し、計測・検査コントローラにて計測及
び検査に関するデータを処理を行うときに六角視野に相
当する画素アドレス以外の画素アドレス（幾何学上決定
される既知なもので計測・検査コントローラに与えられ
ている）を処理から除外することで実現している。
【００３６】この六角視野以外の画素アドレスのデータ
を処理から除外する方法は、電子回路ハードウェアによ
る方法と処理コントローラのデータ処理ソフトウエェア
による方法の２通りが考えられるが、上記図８に示した
光学系においては、データ処理ソフトウェアによる方法
を採用している。
を処理から除外する方法は、電子回路ハードウェアによ
る方法と処理コントローラのデータ処理ソフトウエェア
による方法の２通りが考えられるが、上記図８に示した
光学系においては、データ処理ソフトウェアによる方法
を採用している。
【００３７】ソフトウェアによる方法は、データ処理か
ら除外するアドレスデータを予め計測・検査コントロー
ラのメモリに与えておき、視野の高さデータを計測・検
査全面のデータメモリに転送するときに、データ処理か
ら除外するアドレスのデータは転送しないようにしてい
る。
ら除外するアドレスデータを予め計測・検査コントロー
ラのメモリに与えておき、視野の高さデータを計測・検
査全面のデータメモリに転送するときに、データ処理か
ら除外するアドレスのデータは転送しないようにしてい
る。
【００３８】また別の方法としては、同様のデータ処理
から除外するアドレスデータを予め計測・検査全面のデ
ータメモリに転送するのは全データ（長方形）に対して
行うが、六角視野の場合斜め上及び斜め下の隣接する視
野とデータを結合するときに視野の重複があるので、同
じアドレスに２つのデータが存在してしまい、先に書か
れているデータに対して先に与えたデータ処理から除外
するアドレス部分のみデータの重ね書き（オーバライ
ト）を許すものが考えられる。
から除外するアドレスデータを予め計測・検査全面のデ
ータメモリに転送するのは全データ（長方形）に対して
行うが、六角視野の場合斜め上及び斜め下の隣接する視
野とデータを結合するときに視野の重複があるので、同
じアドレスに２つのデータが存在してしまい、先に書か
れているデータに対して先に与えたデータ処理から除外
するアドレス部分のみデータの重ね書き（オーバライ
ト）を許すものが考えられる。
【００３９】さらに別の方法としては、３次元高さコン
トローラから計測・検査コントローラへ高さデータを転
送する際に、３次元高さコントローラからは全画素の高
さデータを送るが、データを受け取る計測・検査コント
ローラではデータ処理から除外するアドレスのデータを
メモリに記憶しない方法も考えられる。
トローラから計測・検査コントローラへ高さデータを転
送する際に、３次元高さコントローラからは全画素の高
さデータを送るが、データを受け取る計測・検査コント
ローラではデータ処理から除外するアドレスのデータを
メモリに記憶しない方法も考えられる。
【００４０】以上は計測・検査コントローラがデータ処
理から除外するアドレスを持つ方法であるが、３次元高
さコントローラへ高さデータを転送する際に、データ処
理から除外するアドレスの高さデータを送らない方法、
さらには３次元高さコントローラではデータ処理から除
外するアドレスの画素について高さ処理そのものを行わ
ない方法も考えられる。
理から除外するアドレスを持つ方法であるが、３次元高
さコントローラへ高さデータを転送する際に、データ処
理から除外するアドレスの高さデータを送らない方法、
さらには３次元高さコントローラではデータ処理から除
外するアドレスの画素について高さ処理そのものを行わ
ない方法も考えられる。
【００４１】図１０は上記各データ処理をする際のデー
タの流れを概略的に示すもので、ＣＣＤカメラ系１４で
は、ＣＣＤカメラ１５からの計測視野信号はＡ／Ｄ処理
画像メモリ１６にてアナログ信号に変換され、このＣＣ
Ｄカメラ系１４からアナログ信号化された長方形の画像
データとして３次元高さコントローラ１７に転送され
る。
タの流れを概略的に示すもので、ＣＣＤカメラ系１４で
は、ＣＣＤカメラ１５からの計測視野信号はＡ／Ｄ処理
画像メモリ１６にてアナログ信号に変換され、このＣＣ
Ｄカメラ系１４からアナログ信号化された長方形の画像
データとして３次元高さコントローラ１７に転送され
る。
【００４２】３次元高さコントローラ１７では全画素に
おいて高さ処理を行った後計測・検査コントローラ１８
へ高さデータとなった全画素データを転送し、この計測
・検査コントローラ１８では、視野高さデータ１９及び
計測・検査全面高さデータ２０にて計測及び検査に関す
るデータ処理を行い、このときに、六角視野に相当する
画素アドレス以外の画素アドレスを処理から除外して等
価的六角形の検査視野が得られるようになっている。
おいて高さ処理を行った後計測・検査コントローラ１８
へ高さデータとなった全画素データを転送し、この計測
・検査コントローラ１８では、視野高さデータ１９及び
計測・検査全面高さデータ２０にて計測及び検査に関す
るデータ処理を行い、このときに、六角視野に相当する
画素アドレス以外の画素アドレスを処理から除外して等
価的六角形の検査視野が得られるようになっている。
【図１】（ａ）は従来の装置における計測可能視野と計
測視野を示す説明図である。（ｂ）は従来の装置におけ
る計測視野の配列状態を示す説明図である。
測視野を示す説明図である。（ｂ）は従来の装置におけ
る計測視野の配列状態を示す説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明における計測
可能視野と計測視野との関係を示す説明図である。
可能視野と計測視野との関係を示す説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明における有効
視野の形状を示す説明図である。
視野の形状を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明におけるタイ
プ１の有効視野の配列状態を示す説明図である。
プ１の有効視野の配列状態を示す説明図である。
【図５】本発明におけるタイプ２の有効視野の配列状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】本発明におけるタイプ３の有効視野の配列状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明におけるタイ
プ２の場合の重複部の処理状態を示す説明図である。
プ２の場合の重複部の処理状態を示す説明図である。
【図８】共焦点光学装置を示す構成説明図である。
【図９】図８に示す光焦点光学装置での各視野を示す説
明図である。
明図である。
【図１０】本発明装置における計測データの流れを概略
に示すブロック図である。
に示すブロック図である。
１…光源 ２ａ，２ｂ…拡大レンズ ３…ホログラム ４…ピンホールアレイ ５ａ，５ｂ…対物レンズ ６…被計測面 ７ａ，７ｂ…リレーレンズ ８…光検出器アレイ ９…製造装置 １０…レンズ開口面 １１…計測可能視野 １２…計測視野 １３…有効視野 １４…ＣＣＤカメラ系 １５…ＣＣＤカメラ １６…Ａ／Ｄ処理画像メモリ １７…３次元高さコントローラ １８…計測・検査コントローラ １９…視野高さデータ ２０…計測・検査全面高さデータ Ａ…計測可能視野 Ｂ…計測視野 Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 …有効視野
Claims (3)
- 【請求項１】 光学系の計測可能視野が略円形である光
学系と、この光学系の計測可能視野内に光検出器アレイ
等からなる計測視野を配置し、 被検出面を複数の同形の視野に分割し、この各分割視野
での計測を上記計測視野にて順次行い、この各計測デー
タをつなぎ合わせることで上記分割視野よりも大きな被
計測面を計測する光学的計測装置において、 上記計測視野を、これの外接円が上記計測可能視野より
大きい矩形にすると共に、この計測視野を上記計測可能
視野の中心に配置し、この両視野が重畳している部分を
有効視野とし、この有効視野を、これの縦方向あるいは
横方向の少なくとも一方の両側部を重複させて被計測面
上に千鳥状に分割配列したことを特徴とする光学的計測
装置。 - 【請求項２】 千鳥状に配列される各有効視野の隣接の
もの相互の重複分を、この隣接する有効視野相互に振り
分けることを特徴とする請求項１記載の光学的計測装
置。 - 【請求項３】 千鳥状に隣接する有効視野相互の振り分
けを直線で２等分して各有効視野を六角形となるように
したことを特徴とする請求項２記載の光学的計測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8366296A JPH09273908A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 光学的計測装置 |
| PCT/JP1997/001179 WO1997038283A1 (fr) | 1996-04-05 | 1997-04-04 | Instrument de mesure optique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8366296A JPH09273908A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 光学的計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273908A true JPH09273908A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13808676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8366296A Pending JPH09273908A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 光学的計測装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09273908A (ja) |
| WO (1) | WO1997038283A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6147764A (en) * | 1998-04-03 | 2000-11-14 | Mitutoyo Corporation Of Kamiyokoba | Optical interference profiler having shadow compensation |
| JP2013088315A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Canon Inc | 計測方法 |
| JP2014529062A (ja) * | 2011-07-28 | 2014-10-30 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 内部空間の３次元画像化のためのカメラのコンフィグレーション |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249770A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Toshiba Corp | Pattern inspection device |
| JPH0589224A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-09 | Sony Corp | 広い対象領域に散在する微小対象物を検出する方法 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8366296A patent/JPH09273908A/ja active Pending
-
1997
- 1997-04-04 WO PCT/JP1997/001179 patent/WO1997038283A1/ja active Search and Examination
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6147764A (en) * | 1998-04-03 | 2000-11-14 | Mitutoyo Corporation Of Kamiyokoba | Optical interference profiler having shadow compensation |
| JP2014529062A (ja) * | 2011-07-28 | 2014-10-30 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 内部空間の３次元画像化のためのカメラのコンフィグレーション |
| JP2013088315A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Canon Inc | 計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997038283A1 (fr) | 1997-10-16 |
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