KR101106852B1 - 광학식 3차원 계측 장치 및 필터 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

관찰 시료를 조명하는 관찰 조명광과, 상기 관찰 조명광을 상기 관찰 시료에 집광하는 대물 렌즈와, 그 대물 렌즈를 통해서 얻은 관찰 화상 및 계측 결과를 표시시키는 표시부를 갖는 광학식 3차원 계측 장치로서, 상기 관찰 시료의 3차원 화상을 취득하였을 때의 관찰 조건에 기초하여 제1 필터 처리를 결정하는 필터 처리 결정부와, 상기 필터 처리 결정부가 결정한 상기 제1 필터 처리를 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 실시하는 필터 처리부를 갖는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080116518
관찰 조명광, 촉침, 광학식 3차원 계측 장치, 관찰 시료, 필터 처리부

Description

광학식 3차원 계측 장치 및 필터 처리 방법{OPTICAL THREE-DIMENSIONAL MEASURING APPARATUS AND FILTER PROCESSING METHOD}
본 발명은 비접촉으로의 3차원 형상의 계측이 가능한, 광학식의 3차원 계측 장치에 관한 것이다．
일반적으로 비접촉식의 3차원 계측을 행하는 경우, 공초점 현미경이나 백색 간섭계 등의 광학식 3차원 계측 장치가 널리 알려져 있다.
광학식 3차원 계측 장치의 예를 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2004-184194호 공보)로 든다. 특허 문헌 1의 장치에서는 관찰 시료에 측정광을 조사하고, 반사광으로부터 관찰 시료의 표면 상태를 구하고 있다.
이들 광학식 3차원 계측 장치에서는, 관찰 시료의 높이 방향을 포함하는，2차원 정보, 또는 3차원 정보를 포함한 관찰 시료의 형상 데이터나 관찰 화상을 취득하고, 그 데이터나 관찰 화상에 기초하여 3차원 계측을 행한다.
여기에서 말하는 3차원 계측이란 관찰 시료의 높이 정보를 포함한 계측으로서, 예를 들면 어느 특정 라인의 높이 데이터(XZ 프로파일)로 이루어지는 2차원 정보를 기초로 행하는 계측 행위도 이것에 포함된다.
조작자는 3차원 계측을 행할 때, 취득된 형상 데이터나 관찰 화상을 확인하고, 필요에 따라서 각종 화상 처리를 행하여, 취득된 형상 데이터나 관찰 화상에 표시되는 노이즈 성분을 제거한다. 이 노이즈 제거 작업을 행함으로써, 보다 실제의 관찰 시료의 형상에 가까운 형상 데이터나 관찰 화상이 얻어져서, 3차원 계측의 계측 결과를 보다 정확한 것으로 한다.
여기에서 행하는 3차원 계측으로서는, 관찰 시료 내의 특정 위치의 거리, 단차, 면적, 체적, 거칠기 해석 등을 예로 들 수 있다.
거칠기 해석에 관해서는, 상기한 광학식 3차원 계측 장치와 같은 비접촉형의 계측 장치 외에, 관찰 시료에 접촉하여 계측을 행하는 촉침식 조도계를 이용하는 방법이 일반적으로 알려져 있다.
촉침식 조도계의 원리로서는, 촉침과 관찰 시료를 상대적으로 이동시키면서 촉침으로 관찰 시료 표면을 트레이스함으로써, 관찰 시료의 높이 데이터를 취득할 수 있다.
취득된 높이 데이터에 관해서는, 사용한 촉침의 형상 등에 의해 정해지는 컷오프 필터 처리를 행하고, 소정의 계산 방법으로부터 정의되어 있는, 각종 거칠기 파라미터를 산출할 수 있다.
촉침식 조도계는, 광학식 3차원 계측 장치보다 역사가 깊고 기술이 성숙되어 있으며, 실시되는 컷오프 필터 처리에 대해서도 기술이 확립되어 있다.
이들 컷오프 필터나, 컷오프 필터를 실시하여 얻어지는 거칠기 파라미터는 JIS 등에 정의되어 있다. 따라서 거칠기 해석에 관해서는, 촉침식 조도계에서의 해석 방법은, 널리 인지되어 있다.
촉침식 조도계에서의 거칠기 해석으로서 JIS 등에 정의되어 있는, 컷오프 필터 처리 기능이나 거칠기 해석 기능은, 광학식 3차원 계측 장치에도 탑재되어 있는 것도 있다. 따라서, 이들 기능에 의해 광학식 3차원 계측 장치를 이용하여도, 촉침식 조도계와 마찬가지로，관찰 시료의 거칠기 해석을 행하는 것이 가능하게 된다.
광학식 3차원 계측 장치는, 촉침식 조도계에 비하여 고분해능의 계측을 행할 수 있다고 하는 장점이 있다.
한편，광학식 3차원 계측 장치의 경우, 예를 들면 주사형 공초점 레이저 현미경이면, 서브미크론의 평면 분해능이 얻어지고, 백색 간섭계에서는 수십 나노의 높이 분해능이 가능하게 되기 때문에, 촉침식 조도계보다도 고분해능의 3차원 계측이 가능하게 된다.
본 발명은, 자동적으로 최적의 컷오프 필터 처리를 선택할 수 있는 광학식 3차원 계측 장치 및 필터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한，필요에 따라서 촉침식 조도계의 컷오프 필터 처리를 그대로 선택하는 것이 가능한 광학식 3차원 계측 장치 및 필터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광학식 3차원 계측 장치는, 관찰 시료를 조명하는 관찰 조명광과, 상기 관찰 조명광을 상기 관찰 시료에 집광하는 대물 렌즈와, 그 대물 렌즈를 통해서 얻은 관찰 화상 및 계측 결과를 표시시키는 표시부를 갖는 광학식 3차원 계측 장치로서, 상기 관찰 시료의 3차원 화상을 취득하였을 때의 관찰 조건을 기초로 하여 제1 필터 처리를 결정하는 필터 처리 결정부와, 상기 필터 처리 결정부가 결정한 상기 제1 필터 처리를 상기 계측 결과에 대하여 행하는 필터 처리부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 필터 처리 방법은, 관찰 시료를 조명하는 관찰 조명광과, 상기 관찰 조명광을 상기 관찰 시료에 집광하는 대물 렌즈와, 그 대물 렌즈를 통해서 얻은 관찰 화상 및 계측 결과를 표시시키는 표시부를 갖는 광학식 3차원 계측 장치에 의해 실행되는 필터 처리 방법으로서，상기 관찰 시료의 3차원 화상을 취득하였을 때의 관찰 조건을 기초로 하여 필터 처리를 결정하고, 상기 결정한 상기한 필터 처리를 상기 계측 결과에 대하여 행하는 것을 특징으로 한다.
이하에 도면을 참조하면서 본 발명의 제1 실시 형태를 설명한다.
도 1에 본 실시 형태에서의 광학식 3차원 계측 장치의 구성을 나타낸다.
본 실시 형태에서의 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 대별하여, 현미경 본체(100), 스테이지(200), 컨트롤부(400), 표시부(500) 및 지시부(600)로 구성되어 있으며, 관찰 시료(300)를 스테이지(200) 위에 실어 사용한다.
여기서 스테이지(200)는, 전동식, 수동식 중 어느 것이어도 무방하다. 또한 컨트롤부(400)로서는, 전용의 컨트롤러 유닛이나 PC 등이 이용되고, 지시부(600)로서는 마우스 등의 포인팅 디바이스, 키보드나 터치 패널, 표시부(500)에는 모니터 등이 이용된다.
다음으로 현미경 본체(100)의 광학계의 구성을 나타낸다.
또한，본 실시 형태에서는, 현미경 본체(100)를 구성하는 광학계로서, 주사형 공초점 레이저 현미경의 구성을 기재하고 있지만, 비접촉식으로 관찰 시료(300)의 3차원 형상의 정보를 취득할 수 있는 구성이면, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 광학계에 백생 광원을 사용한 디스크 공초점 현미경이나, 백색 간섭계의 구성을 이용하여도 무방하다.
현미경 본체(100)의 광학계에서는, 우선，레이저 광원부(1)로부터 레이저광(2)이 평행광으로 출사된다. 다음으로，레이저광(2)의 편광 특성에 의해 레이저광(2)을 투과, 반사시키는 편광 빔 스플리터(3)에 의해 레이저광(2)은 투과하고, 2차원 주사 기구(4)에 의해 반사하여, 2차원 방향으로 주사된다. 2차원 주사 기구(4)로서는, 예를 들면, 갈바노 스캐너 미러 등이 고려된다.
2차원 주사된 레이저광(2)은, 눈동자 투영 렌즈(5), 제1 결상 렌즈(6)를 통과후, 1/4 파장판(7)을 통과한다. 그리고 1/4 파장판(7)을 통과한 레이저광(2)은, 원편광으로 변화한다.
1/4 파장판(7)을 통과한 레이저광(2)은, 빔 스플리터(8)에 의해 반사되고, 리볼버(12)에 유지된 대물 렌즈(13)에 의해 관찰 시료(300)의 표면상에 결상된다.
여기서 빔 스플리터(8)는, 광학계의 배치를 바꾸면 반드시 필요하지는 않다. 또한，리볼버(12)에는 도시하고 있지 않지만, 광학 성능이 서로 다른 복수의 대물 렌즈(13)가 유지되어 있으며, 조작자는 관찰하고자 하는 광학 성능을 갖는 대물 렌즈(13)를 광로 위에 배치시킨다.
리볼버(12)에 의한 대물 렌즈(13)의 절환 방법으로서는 전동, 수동 중 어느 것이어도 무방하지만, 이하의 설명에서, 본 실시 형태에서는 전동 구동으로 하여 기재한다.
또한，본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 대물 렌즈(13)와 관찰 시료(300)의 광축 방향의 상대 거리를 변화시키는 구성을 갖는다. 이 구성으로서 본 실시 형태에서는 리볼버(12)를 광축 방향으로 구동시키는 구성으로 되어 있지만, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 관찰 시료(300)를 유지한 스테이지(200)가 광축 방향으로 구동하는 구성으로 하여도 된다.
리볼버(12)의 대물 렌즈(13)의 절환 및 광축 방향의 구동에 관해서는, 후술하는 컨트롤부(400) 내의 제어부(41)에 의해 제어된다.
관찰 시료(300)의 표면상에서 결상된 레이저광(2)은 반사되고, 전술한 광로를 반대로 통과하여, 편광 빔 스플리터(3)에 도달한다.
레이저광(2)은, 이 광로의 도중에서, 다시 1/4 파장판(7)을 통과하고 있기 때문에，레이저 광원(1)으로부터 출사된 레이저광(2)과 비교하면, 편광 방향이 90도 변화하고 있다．
따라서，관찰 시료(300)의 표면으로부터 반사되어 온 레이저광(2)은, 편광 빔 스플리터(3)에 의해 반사되어 제2 결상 렌즈(9)로 유도된다.
레이저광(2)은 제2 결상 렌즈(9)를 통과하고, 대물 렌즈(13)의 초점 위치와 공액의 위치에 배치된 핀홀(10)에 도달한다.
핀홀(10)을 통과한 레이저광(2)은, 레이저용 수광 소자(11)에 의해 수광되고, 레이저용 수광 소자(11)는 수광된 레이저광(2)의 광량에 따른 전기 신호를 출력하여, 휘도 화상을 형성한다.
레이저용 수광 소자(11)로서는, 예를 들면, 광전자 증배관이나 포토디텍터 등이 이용된다.
핀홀(10)은, 레이저광(2)이 대물 렌즈(13)에 의해 관찰 시료(300)의 표면상에 집광되었을 때에 반사한 레이저광(2)만을 통과시키기 때문에, 관찰 시료(300)의 표면상에서 핀트가 맞는 부분만 레이저광(2)이 레이저용 수광 소자(11)에 의해 검출된다.
레이저용 수광 소자(11)로부터는, 수광한 레이저광(2)의 광량에 따른 전기 신호를 출력하고, 이 전기 신호를 후술하는 화상 합성부(42)에서 샘플링함으로써 휘도 데이터가 얻어진다. 이 휘도 데이터를, 대물 렌즈(13)와 관찰 시료(300)의 광축 방향의 상대 거리를 바꾸면서 취득하고, 합성함으로써, 플레어가 적은, 고분해능이고 콘트라스트가 높은 관찰 시료(300)의 표면의 전체 초점 화상(모든 면에 초점이 맞추어져 있는 화상)이 형성됨과 동시에, 관찰 시료(300)의 표면형상의 3차원 데이터가 취득된다.
다음에 본 발명의 시스템계에 대하여 설명한다.
컨트롤부(400)는, 제어부(41), 화상 합성부(42), 필터 처리부(43) 및 해석 연산부(44)로 구성되어 있다.
제어부(41)는, 레이저 광원부(1)의 광량을 조정하거나, 2차원 주사 기구(4)의 흔들림각을 조정하거나, 리볼버(12)를 통해서 대물 렌즈(13)의 절환이나 광축 방향으로의 동작 등을 행한다. 또한 제어부(41)는, 레이저 광원부(1)의 구성에 따라서는, 레이저광(2)의 파장의 선택도 행한다. 화상 합성부(42)는, 특정한 샘플링 주기에서 레이저용 수광 소자(11)로부터의 전기 신호를 취득하고, 취득한 전기 신호를 기초 관찰 시료(300)의 표면 형상의 3차원 데이터, 또는 높이 방향을 포함하는 2차원 데이터(이하, 이들 2개를 포함하여 “화상 데이터'라 함)를 취득한다. 또한，필터 처리부(43)는, 화상 합성부(42)에서 취득한 화상 데이터에, 어떤 특정한 연산 처리를 가함으로써, 필터링을 행한다. 해석 연산부(44)는, 화상 합성부(42)에서 취득된 화상 데이터 및 이 화상 데이터에 필터 처리부(43)에서 필터링된 화상 데이터를 이용하여, 관찰 시료(300)의 표면 형상의 계측을 행한다. 여기에서 행하는 계측에는, 관찰 시료(300) 내의 특정 위치의 거리, 단차, 면적, 체적, 거칠기 해석 등이 포함된다.
조작자는, 지시부(600)를 사용하여, 본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 조정이나 화상 데이터의 취득을 지시하고, 취득된 화상 데이터 및 계측 결과는, 표시부(500)에 표시된다.
다음으로 조작자가 계측 작업을 행하였을 때의, 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 동작 처리를, 도 2의 플로우차트를 사용하여 설명한다.
우선，스텝 S101로 하여, 광학식 3차원 계측 장치(1000)에 대하여 조작자에 게, 통상의 주사형 공초점 레이저 현미경의 조작과 마찬가지로, 대물 렌즈(13), 2차원 주사 기구(4)의 흔들림각과 대물 렌즈(13)의 종류로부터 결정되는 관찰 시야, 레이저용 수광 소자(11)로부터 출력되는 전기 신호를 화상 합성부(42)에서 검출하는 샘플링 주기로부터 결정되는 관찰 화상의 표시 화소 수, 레이저 광원부(1)의 출력 파워나 파장 등의 관찰 조건을 설정시키고, 관찰 시료(300)에 대물 렌즈(13)의 핀트를 맞춘다.
조작자에 의한 조작은, 예를 들면 표시부(500)에 표시되는 GUI를 기초로, 지시부(600)를 이용하여 실행된다. 그리고 지시부(600)로부터 입력된 지시 내용은, 컨트롤부(400) 내의 제어부(41)를 통해서 실행된다.
다음으로 스텝 S102로 하여, 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S101에서 조작자가 설정 입력한 관찰 조건에 기초하여 필터 처리를 자동적으로 결정한다. 또한 이 필터 처리의 결정 방법에 대해서는 후술한다.
다음에 스텝 S103으로 하여, 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 조작자에 대하여 화상 데이터의 취득의 설정을 행하게 한다.
본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치에서는, 관찰 시료(300)의 평면 화상 데이터를 취득하는 것도 가능하지만, 여기에서는 관찰 시료(300)의 거칠기 해석을 행하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에，관찰 시료(300)의 높이 정보가 포함된 화상 데이터를 취득하는 것을 전제로 한다. 구체적으로는 관찰 표면의 어떤 특정 라인 형상의 높이 정보로 이루어지는 2차원 화상 데이터, 또는 관찰 시료(300) 표면의 3차원 화상 데이터를 취득하는 것으로 된다.
어떠한 경우에서도, 화상 데이터의 취득 설정의 조작으로서는, 구체적으로는，취득하는 높이 방향의 상하한 위치를 설정한다. 상하한 위치의 설정은, 조작자가 수동으로 행하여도 되고, 자동으로 행하여도 무방하다. 어쨌든 제어부(41)를 통하여, 리볼버(12)를 구동시키고, 대물 렌즈(13)와 관찰 시료(300)의 상대 거리를 조정하여 행한다.
다음으로 관찰자는, 스텝 S104로 하여, 스텝 S103에서 설정된, 관찰 조건, 화상 데이터의 취득 조건에 기초하여, 광학식 3차원 계측 장치에 화상 데이터의 취득을 행하게 한다.
화상 데이터의 취득은, 설정된 상하한 위치의 범위에서 대물 렌즈(13)와 관찰 시료(300)의 상대 거리를 바꾸면서, 관찰 시료(300)에 대물 렌즈(13)로부터 집광되는 레이저광(2)의 핀트가 맞았을 때에 반사된 레이저광(2)을, 수광 소자(11)에 의해 검출한다. 그리고 수광 소자(11)는, 검출된 레이저광(2)의 광량에 대응한 전기 신호를 화상 합성부(42)에 출력한다. 화상 합성부(42)에서는, 이 전기 신호가 관찰 시야 내의 각 화소에서 최대로 될 때의 대물 렌즈(13)의 광축 방향의 위치를, 관찰 시료(300)의 높이 정보로서 검출하고, 화상 데이터를 취득한다. 또한，이 화상 데이터에는, 스텝 S101에서 설정한 관찰 조건의 정보가 포함되어 있다.
다음으로 스텝 S105로 하여, 취득된 화상 데이터에 대하여, 필터 처리부(43)에 의해 광학식 3차원 계측 장치가 갖는 분해능에 대하여 스텝 S102에서 자동적으로 결정된 최적의 필터(이하, "광학식 고역 컷오프 필터"라 함) 처리가 행해진다．
광학식 고역 컷오프 필터는, 스텝 S101에서 설정한, 화상 데이터에 포함되는 관찰 조건으로부터 스텝 S102에서 필터의 내용이 자동적으로 결정된다. 예를 들면 관찰 조건은, 대물 렌즈(13)의 정보, 레이저광(2)의 파장, 관찰 시야, 표시 화소 수를 기초로 정해진다.
우선，대물 렌즈(13)의 정보로부터 대물 렌즈(13)의 NA(=NA)의 값과, 레이저광(2)의 파장(=λ)으로부터, 수학식 1에 의해, 광학계의 컷오프 주파수(=fc)를 산출하고, 이 역수로부터 광학계의 분해능을 산출한다.
Figure 112008080569303-pat00001
수학식 1에서 α는, 소정의 상수로서, 실험으로 구하여도 된다. 또한 NA에 관해서도, 대물 렌즈(13)의 NA 외에, 대물 렌즈(13)로부터 집광되는 레이저광(2)의 실제의 NA를 이용하여도 된다. 예를 들면, 레이저광(2)이 대물 렌즈(13)의 눈동자를 충족하지 않은 경우, 대물 렌즈(13)로부터 집광되는 레이저광(2)의 실제의 NA는, 대물 렌즈(13)의 NA보다도 작은 값으로 된다. 또한，레이저광(2)의 파장이 1종류만인 경우에는, 파장 λ의 값도 일정하게 되므로, 그 값도 어떤 특정한 상수로 결정된다. 따라서 수학식 1은 수학식 2와 같이 다시 쓰는 것도 가능하다.
Figure 112008080569303-pat00002
수학식 2에서 β는, 어떤 소정의 상수이며, 이것에 관해서도 실험으로 구하여도 된다.
다음으로，관찰 시야와 표시 화소 수로부터, 화상 데이터의 1화소당 분해능(이하, "샘플링 분해능"이라 함)을 구한다.
샘플링 분해능은, 관찰 시야를 화상 데이터의 화소 수로 나눈 값으로 된다. 특히 주사형 공초점 레이저 현미경의 경우, 2차원 주사 기구(4)의 흔들림각에 의해 관찰 시야가 정해진다.
이 관찰 시야상에 레이저광(2)을 주사시켜서, 관찰 시료(300)로부터 반사된 레이저광(2)을 레이저용 수광 소자(11)에 의해 수광하고, 그 광량에 따른 전기 신호를 출력한다. 이 전기 신호를 화상 합성부(42)에서, 특정한 주기로 샘플링하여 화상화하지만, 관찰 시야를 변경하고, 표시부(500)에 변경 전과 동일한 사이즈로 표시시키면, 관찰 화상에 줌을 건 것으로 된다.
따라서，이 줌 기능에 의해 관찰 시야가 변하여, 샘플링 분해능이 변화한다. 또한，표시 화소 수는, 1매의 관찰 화상을 취득하는데 요하는 샘플링 수에 의해 정해지기 때문에, 샘플링 주기를 짧게 하고, 1매의 관찰 화상을 취득하는데 요하는 샘플링 수를 바꿈으로써, 샘플링 분해능도 변화한다. 또한，광학식 3차원 계측 장치(1000)가 줌 기능을 갖지 않은 경우에는, 이 샘플링 분해능도 어떤 소정의 상수로 된다.
다음으로 산출한 광학계의 분해능과, 샘플링 분해능의 각각에 소정의 비율을 건 것을 비교하여, 수치가 큰 쪽(분해능이 나쁜 쪽)을 결정한다. 수치가 큰 쪽의 분해능 요소가, 화상 데이터의 분해능을 결정하고 있는 것으로 되기 때문에, 이 값에 기초하여 광학식 고역 컷오프 필터의 내용을 결정한다.
광학식 고역 컷오프 필터의 내용으로서는, 예를 들면, 여기에서 구한 화상 데이터의 분해능의 값의 역수로부터 화상 데이터의 컷오프 주파수를 산출하고, 이 컷오프 값에서의 진동 전달율이 소정의 값(예를 들면 50％)으로 되는, 가우시안 필터(1996년도판 ISO11562 기재) 등을, 광학식 고역 컷오프 필터로 하여 자동적으로 선택한다.
도 2의 처리에서，스텝 S105에서 실시된 광학식 고역 컷오프 필터에 의해, 화상 데이터의 분해능 이상의 주파수를 갖는 화상 데이터는 노이즈로 간주되고, 필터 처리에 의해 그 진폭을 떨어뜨리게 된다. 그리고 이와 같이 취득된 화상 데이터는, 스텝 S106으로서 표시부(500)에 표시된다.
이 때, 취득된 화상 데이터가 상기의 2차원 화상 데이터인 경우, 표시되는 높이 데이터로서는 도 3a에 도시한 바와 같은, 관찰 시료(300) 상에서의, 어떤 특정 라인 형상에서의 높이 프로파일로서 표시된다.
또한，표시되는 것이 3차원 화상 데이터인 경우에는, 도 3a에 도시한 높이 프로파일의 표시 이외에, 관찰 시료(300)의 전초점 화상, 조감도 화상, 등고선 화상, 높이 방향을 표시 휘도로 치환한 평면 화상 등으로 표시하여도 무방하다.
또한，전술한 표시에는, 그 단계에서 실시된 필터에 대한 정보가 함께 화면상에 표시된다.
스텝 S106의 단계에서는, 필터 처리는 광학식 고역 컷오프 필터밖에 실시되어 있지 않기 때문에, 도 3a에서는 표시되어 있는 화상 데이터의 오른쪽 위에, 광학식 고역 컷오프 필터를 나타내는 기호(여기서는 λop라고 함)가 표시된다.
다음으로 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S107로 하여 조작자에게 해석하는 거칠기 해석의 모드를 선택시킨다. 구체적으로는，조작자는 선 거칠기 해석과, 면 거칠기 해석 중 어느 하나를 선택하게 되지만, 스텝 S103에서 2차원 화상 데이터의 취득을 선택한 경우에는, 면 거칠기 해석은 선택할 수 없다. 이하의 설명에서는 선 거칠기 해석을 선택한 경우를 상정하여 기재한다.
다음으로 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S108로 하여 조작자에게 화상 데이터에 촉침식 조도계의 미소 거칠기 컷오프 필터(이하, "촉침식 고역 컷오프 필터"라 함) 및 촉침식 조도계의 컷오프 필터(이하, "촉침식 저역 컷오프 필터"라 함)를 걸 것인지의 여부를 결정시킨다.
이 촉침식 고역 컷오프 필터 및 촉침식 저역 컷오프 필터를 거는 경우에는, 예를 들면 이전에 촉침식 조도계로 계측한 계측값과 비교를 위해 동일한 필터 조건으로 하기 위해서 행하는 경우 등이 고려된다.
촉침식 고역 컷오프 필터 및 촉침식 저역 컷오프 필터를 거는 경우에는, 조작자에게, 스텝 S109에서 촉침식 고역 컷오프 필터의, 또한，스텝 S110에서 촉침식 저역 컷오프 필터의 종류를 결정시킨다.
또한，스텝 S108에서 촉침식 고역 컷오프 필터 및 촉침식 저역 컷오프 필터를 걸지 않는 경우에는, 처리를 스텝 S111에서 스킵한다.
스텝 S109 및 S110에서 행하는 필터의 선택은 도 4에 도시한, 표시부(500)에 표시되는 드롭 다운 리스트(21) 등으로부터 선택한다. 드롭다운 리스트(21)에는 선택 가능한 모든 필터가 표시되고, 우단에는 그 필터의 약칭이 표시되어 있으며, 희망하는 필터를 지시부(600)에서 조작하는 커서(22)로 선택한다.
또한，도 2의 플로우에서는, 촉침식 고역 컷오프 필터 및 촉침식 저역 컷오프 필터의 양쪽을 선택하거나，양쪽 모두 선택하지 않거나 중 어느 하나를 행하도록 되어 있지만, 촉침식 고역 컷오프 필터만, 혹은 촉침식 저역 컷오프 필터만을 선택하는 처리 플로우로 하여도 된다.
다음으로 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S102에서 설정되거나, 혹은 스텝 S109 및 S110에서 선택한 각종 필터 처리를 화상 데이터에 실시한다. 필터 처리가 실행되면，화상 데이터에 표시되는 필터 정보가 갱신된다.
도 3b에서는, 촉침식 고역 컷오프 필터로서 λs 2.5㎛, 촉침식 저역 컷오프 필터로서 λc 0.8㎜의 필터 처리가 실시되어 있는 것이, 표시부(500)의 표시 화면상에 표시되어 있는 것을 나타내고 있다.
스텝 S109에서 촉침식 고역 컷오프 필터 처리의 선택이 행해지지 않은 경우에는, 도 3b에서 표시되어 있는 λs 2.5㎛ 대신에, S105에서 처리를 행한, 광학식 고역 컷오프 필터의 정보(λop)가 표시된다. 또한，S110에서 촉침식 저역 컷오프 필터를 선택하지 않은 경우에는, 도 3b에서 표시되어 있는 λc 0.8㎜의 부분에는, 특히 아무것도 표시되지 않는다.
광학식 3차원 계측 장치(1000)에서는, 필터 처리가 실시되어 화면상에 표시된 화상 데이터는, 데이터로서 보존할 수 있다.
예를 들면, 화상 데이터로서 높이 프로파일을 표시시키고 있는 경우에는, 텍스트 출력으로서 CSV 파일 등에 출력, 보존이 가능하다. 또한，화상 데이터로서 전초점 화상, 조감도 화상, 등고선 화상, 높이 방향을 표시 휘도로 치환한 평면 화상 등으로 표시시키고 있는 경우에는, bmp 파일, jpeg 파일, tiff 파일 등의 화상 데이터로서, 또는, 광학식 3차원 계측 장치(1000)에서 해석 가능한 독자의 파일 형식 등으로 보존할 수 있다.
다음으로，거칠기 파라미터(예를 들면, JIS 등에 정의되어 있는 산술 평균 높이 Pa, Ra, Wa나, 최대 단면 높이 Pz, Rz, Wa 등)의 해석을 행한다. 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S112로 하여 조작자에게, 해석하고자 하는 거칠기 파라미터를 선택시킨다.
거칠기 파라미터의 선택은, 도 5에 도시한 거칠기 파라미터 리스트(23)를 표시 화면상에 GUI로서 표시시키고, 조작자에게 커서(22)로 해석하고자 하는 파라미터를 모두 선택시킨다. 그리고 선택이 완료되면, 결정 버튼(24)을 선택하면，해석 연산부(44)에서 선택한 파라미터의 계측을 행한다. 또한，보존 버튼(26)을 선택하면 파라미터 리스트(23)의 선택 내용을 보존할 수 있으며, 또한, 열림 버튼(25)을 선택하면 보존한 파라미터 리스트(23)의 선택 내용을 읽어낼 수 있다. 이것에 의해，해석을 행할 때마다, 대부분의 거칠기 파라미터 리스트로부터 해석하고자 하는 파라미터를 선택하는 수고를 줄일 수 있다.
또한，스텝 S112에서 행하는 거칠기 파라미터의 선택 시에 표시되는 파라미터 리스트(23)에 표시되는 파라미터의 내용은, 선 거칠기 해석과 면 거칠기 해석에서는 서로 다르고，조작자가 선택 가능한 거칠기 파라미터 리스트의 내용이 바뀐다.
광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 스텝 S113으로서 스텝 S112에서의 계측 결과를 표시부(500)에, 도 6과 같이 표시한다.
도 6에는, 도 5에서 선택되어 있는 거칠기 파라미터의 해석 결과가 표시되어 있다.
또한，거칠기 파라미터는, 측정 결과가 어느 정도의 기복을 갖거나, 관찰 시료(300)가 어느 정도의 요철을 갖는 등으로부터, 최대값과 최소값을 비교하거나, 모든 값의 평균값을 취하는 등의 해석 방법이 JIS 등에 정의되어 있다.
도 6의 계측 결과에는, 거칠기 파라미터의 수치만이 아니라, 처리를 행한 필터의 정보도 표시된다. 예를 들면 광학식 고역 컷오프 필터 또는 촉침식 고역 컷오프 필터에 관한 정보는 「고역」의 란에, 촉침식 저역 컷오프 필터의 정보는 「저역」의 란에 표시된다.
이들 해석 결과는, 예를 들면 텍스트 출력으로서 CSV 형식의 파일 등으로서 출력, 보존할 수 있다.
여기서 표시되는 필터 정보로서는, 도 6에 도시한 바와 같이 필터의 약칭을 표시하여도 되고, 계측 결과 및 계측 결과를 표시하는 표시 부분의 색을 바꿈으로써, 필터 정보를 표시하여도 된다.
이상에 의해, 본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에 의한, 거칠기 해석의 조작이 완료된다.
다음으로，화상 기록 장치(1000)에서 행하는 3종류의 필터 처리의 관계를, 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7은, 화상 데이터의 형상 변화를 주파수로 치환한 것을 횡축으로 한 1차원 그래프이다.
도 7에서는 우측으로 갈수록 높은 주파수를 의미하며, 높은 주파수의 형상의 3차원 계측을 행하기 위해서는, 장치로서 보다 높은 분해능을 필요로 한다.
도 7a에서는 S109에서 촉침식 고역 컷오프 필터를 걸지 않은 경우를 상정하고 있다.
촉침식 고역 컷오프 필터를 걸고 있지 않으므로, 화상 데이터에는 광학식 고역 컷오프 필터와 촉침식 저역 컷오프 필터가 결려 있다. 따라서 이 2개의 필터의 컷오프 주파수의 사이에 들어가는, 마킹된 대역의 주파수 성분만이 해석 대상으로 되고, 그 이외의 성분은 필터 처리에서 진폭이 낮게 억제되어 있다. 이 경우, 고주파수측의 컷오프 필터는 광학계의 한계 부분에 설정되어 있기 때문에，광학식 3차원 계측 장치(1000)가 갖는 분해능을 살린, 고분해능의 거칠기 해석이 가능하게 된다.
한편，도 7b에서는 S109에서 촉침식 고역 컷오프 필터를 선택한 경우를 상정하고 있다.
촉침식 고역 컷오프 필터의 컷오프 주파수는, 광학 고역 컷오프 필터의 컷오프 주파수보다 낮기 때문에, 촉침식 고역 컷오프 필터와 촉침식 저역 컷오프 필터의 컷오프 주파수의 사이에 들어가는, 마킹된 대역의 주파수 성분만이 필터링되어 해석 대상으로 되고, 그 이외의 성분은 필터 처리에서 진폭이 낮게 억제되어 있다.
이것에 의해 종래의 광학식 3차원 계측 장치나, 촉침식 조도계와 동일한 필 터 조건에서의 해석이 가능하기 때문에, 예를 들면 촉침식 조도계나, 기존의 광학식 3차원 관찰 장치와 공통의 검사 방법으로 관찰 시료의 품질 관리 등을 행할 수 있다.
그러나，광학식 3차원 계측 장치(1000)의 분해능으로서 갖는 촉침식 고역 컷오프 필터와 광학식 고역 컷오프 필터 사이의 주파수대에 관해서는, 촉침식 고역 컷오프 필터에 의해 진폭이 떨어지게 되어, 광학식 3차원 계측 장치(1000)가 갖는 분해능을 떨어뜨려서 거칠기 해석을 행하게 된다.
조작자는 이들의 관계를 이해하고 나서, 스텝 S108에서 촉침식 고역 컷오프 필터의 처리의 유무를 결정한다.
본 예에서는, 선 거칠기 해석을 행하는 수순으로 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 동작을 설명하였지만, 본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 면 거칠기 해석을 행하는 것도 가능하다.
광학식 3차원 계측 장치(1000)에 의해 면 거칠기 해석을 행하는 경우에는, 도 2의 S106에서, 면 거칠기 해석을 선택한다.
이 경우 전술한 바와 같이, 해석하는 화상 데이터는 3차원 화상 데이터일 필요가 있다. 그 이후의 수순은 선 거칠기 해석과 동일하지만, 화상 데이터의 표시 방법으로서는 높이 프로파일 이외에도, 전초점 화상, 조감도 화상, 등고선 화상, 또한 높이 방향을 표시 휘도로 치환한 평면 화상 등의 화상 표시도 가능하게 된다.
본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에 의하면, 조작자는 각종 필터 처리를 조합하여 최적의 필터 설정을 행하지 않아도, 관찰 조건으로부터 최적의 광학식 고역 컷오프 필터 처리를 자동적으로 선택하여 실행하는, 최적의 필터 조건을 찾는 번거로움이 없다.
또한，광학식 고역 컷오프 필터 처리를 행함으로써, 광학식 3차원 관찰 장치의 특징인, 고분해능의 화상 데이터에 의해 거칠기 해석을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한，촉침식 고역 컷오프 필터 처리의 유무를 선택할 수 있기 때문에, 조작자의 용도에 따라서, 필터 처리를 구분하여 사용할 수 있다.
예를 들면, 고분해능의 화상 데이터에 의한 거칠기 해석을 행하고자 하는 경우에는, 촉침식 고역 컷오프 필터 처리를 행하지 않고, 또한，종래의 촉침식 조도계와 동일한 검사 방법, 품질 규격으로, 거칠기 해석의 결과 등으로부터 관찰 시료의 품질 관리 등을 행하고자 하는 경우에는, 촉침식 고역 컷오프 필터 처리를 행하면 된다.
다음으로，광학식 3차원 계측 장치(1000)의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
제2 실시 형태에서는, 동일한 화상 데이터에 복수의 서로 다른 조합의 필터 처리를 실시한 화상 데이터나 해석 결과를 동시에 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다．
광학식 3차원 계측 장치(1000)의 구성은 제1 실시 형태와는, 화상 구성부(42)의 구성이 서로 다를 뿐으로, 다른 구성은 도 1에 도시한 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서 그 상세한 설명은 생략한다.
다음으로，제2 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 동작을, 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 2의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
도 2의 플로우에서 스텝 S111까지는 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
스텝 S111에서, 광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 처음에 선택한 조건의 필터 처리(이하, "제1 필터 조건"이라 함)를 실행한 후, 다른 필터 조건(이하, "제2 필터 조건"이라 함)에 의한 해석도 행하고자 하는 경우에는, 다시, 촉침식 고역 컷오프 필터 처리의 유무를 선택하기 위해서, 도 2의 스텝 S108로 처리를 복귀한다.
따라서 제1 필터 조건을 설정한 수순과 동일한 수순으로, 스텝 S109로서 촉침식 고역 컷오프 필터 처리의 유무를 선택하고, 또한 촉침식 저역 컷오프 필터 처리에 관해서도, 스텝 S110으로 하여 마찬가지로 그 필터의 종류를 선택한다. 또한，각종 필터의 선택 방법은, 도 4에 도시한 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
이상과 같이 제2 필터 조건의 설정을 끝내면, 스텝 S112로 하여 설정한 제2 필터 처리를 실시한다. 그렇게 하면 화상 합성부(42)는, 제1 필터 조건에 의한 필터 처리의 결과와, 제2 필터 조건에 의한 필터 처리의 결과를 합성하여, 표시부(500)에 표시되어 있는 화상 데이터는, 도 3c와 같이 변화한다.
도 3c에서는, 서로 다른 2개의 필터 조건에서 필터 처리를 실시한 2개의 높이 프로파일이 동시에 표시되어 있다. 또한，2개의 높이 프로파일을 분별하기 위해서, 각각의 높이 프로파일의 색을 바꾸어 식별하고, 그에 맞춰서 표시되어 있는 필터 정보의 색을 바꾸고 있다.
또한，복수의 높이 프로파일의 표시 방법으로서는, 예를 들면 도 3d와 같이 각 높이 프로파일마다 선의 종류를 바꾸어 표시하고, 그 선의 종류 예와 맞춰서 필터 조건을 표시시켜도 된다.
조작자는, 또 다른 필터 조건에서 필터를 건 결과를 얻고자 하는 경우에는, 재차, 스텝 S108로 되돌아가서, 동일한 수순을 반복함으로써, 또 다른 파일 조건의 화상 데이터가 추가로 표시되어 간다. 그리고, 이 데이터를 과거 2회의 필터 조건의 데이터와 서로 겹쳐 표시할 수 있다.
덧붙여 말하자면, 예를 들면, 스텝 S107에서 면 거칠기 해석을 선택한 경우에는, 화상 데이터로 하여 전초점 화상, 조감도 화상, 등고선 화상, 또한 높이 방향을 표시 휘도로 치환한 평면 화상 등으로 표시시키는 것도 가능하다. 이 경우 필터 조건이 서로 다른 복수의 화상 데이터를, 레이어마다 색을 바꾸어 겹쳐 표시하여도 된다. 또한，각각의 데이터를 독립적으로 배열하여 표시하여도 무방하다.
또한，표시시킨 화상 데이터는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 화상 파일로서 모두 보존할 수 있다.
광학식 3차원 계측 장치(1000)는, 조작자가 해석시키고자 하는 모든 필터 조건에서의 높이 데이터를 표시시키면, 스텝 S112로서 조작자에게 거칠기 파라미터의 선택을 행하게 하고, 스텝 S113으로서 거칠기 파라미터의 해석 결과를 표시한다.
여기서 거칠기 파라미터의 선택 방법은, 도 5에서 도시한 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
거칠기 파라미터의 해석 결과는, 도 8과 같이 표시된다.
도 8에서는, 표시하고 있는 모든 필터 조건에서의 해석 결과가 표시된다.
제2 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에 의하면, 제1 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)가 갖추는 효과 외에 복수의 서로 다른 필터 처리를 실시한 화상 데이터나, 해석 결과를 동시에 표시할 수 있기 때문에, 서로 다른 필터 조건에서의 화상 데이터나 거칠기 해석의 결과를 비교하기 쉬워진다고 하는 효과를 갖는다. 또한，복수의 필터 처리 기능을 탑재하고 있어도, 표시되는 화상 데이터나 해석 결과에는, 필터의 정보가 포함되어 있기 때문에，화상 데이터나 해석 결과를 잘못 볼 우려도 없다.
다음으로，광학식 3차원 계측 장치(1000)의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
또한，제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 구성도, 화상 합성부(42)의 구성이 서로 다를 뿐으로, 다른 부분은 기본적으로 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)와 동일하다.
제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에서는, 화상 데이터로서 높이 프로파일을 표시시키는 경우가, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 서로 다르다.
제1 실시 형태에서는, 높이 프로파일로서, 필터 처리를 실시한 관찰 시료(300)의 단면 곡선만을 표시하고 있었지만, 제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에서는, 이것 외에 단면 곡선으로부터 고차의 성분을 추출한 거칠기 곡 선, 또한 저차의 성분을 추출한 물결 곡선을 동시에 표시시킬 수 있다.
도 9는, 제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)가, 단면 곡선, 거칠기 곡선, 물결 곡선을 동시에 나타낸 높이 프로파일을 표시한 표시 화면을 나타낸다.
프로파일 윈도우(27)에는, 선의 종류가 서로 다른 3개의 프로파일이 동시에 표시되어 있으며, 각각이 단면 곡선, 거칠기 곡선, 물결 곡선으로 된다. 또한 프로파일 윈도우(27)에는, 도 3a, 도 3b와 마찬가지로，처리되어 있는 필터의 정보가 표시되어 있다.
도 7과 같이 3개의 프로파일을 동시에 표시시키고자 하는 경우에는, 도 9의 표시 화면에 표시된 GUI 상의 믹스 버튼(31)을 누른다. 또한，3개의 프로파일을 별도로 표시시키고자 하는 경우에는, 각각 단면 버튼(28), 거칠기 버튼(29), 물결 버튼(30)을 선택함으로써, 표시되는 프로파일을 절환할 수 있다.
또한，도 9에서는 3개의 프로파일을 선의 종류를 바꿈으로써 식별하고 있지만, 색을 바꾸어 식별하는 구성으로 하여도 된다.
또한 복수의 서로 다른 필터 처리를 실시한, 단면 곡선, 거칠기 곡선, 물결 곡선을 동시에 출력시킬 수도 있다. 이 경우 필터의 정보를 프로파일의 색을 바꾸어 식별하는 경우에는, 프로파일의 종류를 프로파일의 선의 종류를 바꾸어 식별하고, 반대로, 필터의 정보를 프로파일의 선의 종류를 바꾸어 식별하는 경우에는, 프로파일의 종류를 프로파일의 색을 바꾸어 식별시킨다.
또한，단면 버튼(28), 거칠기 버튼(29), 물결 버튼(30) 중 어느 하나를 선택 함으로써, 각 필터 처리를 실시한 모든 프로파일로부터, 선택한 버튼의 종류의 프로파일만을 동시에 표시시키는 것도 가능하다.
제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에 의하면, 관찰 시료(300)의 거칠기 성분이나 물결 성분의 모습을 한눈에 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 거칠기 성분과 물결 성분에 관해서도, 서로 다른 필터 조건에서의 높이 프로파일을 비교하기 쉬워진다고 하는 효과가 얻어진다.
또한，복수의 필터 처리 기능을 탑재하고 있어도, 표시되는 높이 프로파일에는 필터의 정보가 포함되어 있기 때문에，높이 프로파일을 잘못 볼 우려도 없다.
이상, 제1 내지 제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)에서는, 3차원 화상 데이터 취득시의 관찰 조건으로부터, 최적의 노이즈 제거 필터 처리가 가능하게 되기 때문에, 광학식 3차원 계측 장치가 갖는 높은 분해능을 충분히 살린 3차원 계측을 행할 수 있다.
또한，조작자는 복수 탑재되어 있는 화상 처리 필터 기능을 구사하여 최적의 노이즈 제거 필터의 조건을 찾는 번거로움이 없어지기 때문에, 조작자에 의한 해석 결과의 변동을 억제할 수 있다.
또한 주사형 공초점 레이저 현미경 등과 같이 관찰 조건을 변경 가능한 장치에서는，관찰 조건에 따라서 최적의 노이즈 제거 필터의 조건을 설정하는 수고를 생략할 수 있다.
또한，촉침식 조도계의 컷오프 필터 기능을 탑재하고 있기 때문에，종래의 광학식 3차원 계측 장치나 촉침식 조도계에서 컷오프 필터 기능을 실시한 높이 데 이터나 해석 결과도 동시에 얻을 수 있다. 이것에 의해，예를 들면 제조 현장에서 가공한 부품을 종래의 촉침식 조도계에서의 계측 결과를 기초로 품질 관리를 행하고 있는 경우에는, 종래대로의 검사 방법과 품질 규격으로 품질 관리를 행할 수 있어，한편으로 보다 미세한 새로운 부품의 개발에서는，높은 분해능에서의 더 치밀한 거칠기 해석을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한 필터 조건의 차이에 의한 데이터의 비교를 행하고자 하는 경우에는, 서로 다른 필터 조건에서의 높이 데이터나 해석 결과의 표시를 선택적으로 절환하거나, 동시에 표시할 수 있기 때문에, 용이하게 데이터의 비교를 행할 수 있다.
또한，표시된 높이 데이터나 해석 결과에, 실시된 필터의 정보를 부가함으로써, 조작자는 높이 데이터나 해석 결과가 보기 쉬워져서, 데이터의 비교가 더 용이해진다.
또한，주사형 공초점 레이저 현미경 등과 같이 관찰 조건을 변경 가능한 장치에서는，관찰 조건에 따라서 최적의 노이즈 제거 필터의 조건을 설정하는 수고를 생략할 수 있다.
또한，본 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치(1000)의 구성은, 주사형 공초점 레이저 현미경의 경우를 예로 들고 있지만, 백색 간섭계나 디스크 공초점 현미경 등이어도 된다.
도 1은, 본 실시 형태에서의 광학식 3차원 계측 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는, 조작자가 계측 작업을 행하였을 때의, 광학식 3차원 계측 장치의 동작 처리를 나타내는 플로우차트.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는, 표시부에 표시되는 높이 프로파일의 예를 나타내는 도면.
도 4는, 필터의 선택을 행하는 드롭다운 리스트를 나타내는 도면
도 5는, 거칠기 파라미터 리스트를 나타내는 도면.
도 6은, 제1 실시 형태에서의 거칠기 파라미터의 계측 결과의 표시예를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는, 화상 데이터의 형상의 변화를 주파수로 치환한 것을 횡축으로 한 1차원 그래프.
도 8은, 제1 실시 형태에서의 거칠기 파라미터의 계측 결과의 표시예를 나타내는 도면.
도 9는, 제3 실시 형태의 광학식 3차원 계측 장치가, 단면 곡선, 거칠기 곡선, 물결 곡선을 동시에 나타낸 높이 프로파일을 표시한 표시 화면을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2: 레이저광
5: 눈동자 투영 렌즈
6: 제1 결상 렌즈
7: 1/4 파장판
11: 레이저용 수광 소자
13: 대물 렌즈
22: 커서
26: 보존 버튼
27: 프로파일 윈도우
42: 화상 합성부
44: 해석 연산부

Claims (13)

  1. 관찰 시료를 조명하는 관찰 조명광과, 상기 관찰 조명광을 상기 관찰 시료에 집광하는 대물 렌즈와, 그 대물 렌즈를 통해서 얻은 관찰 화상 및 계측 결과를 표시시키는 표시부를 갖는 광학식 3차원 계측 장치로서,
    상기 관찰 시료의 3차원 화상을 취득하였을 때의 관찰 조건에 기초하여 제1 필터 처리를 결정하는 필터 처리 결정부와,
    상기 필터 처리 결정부가 결정한 상기 제1 필터 처리를 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 실시하는 필터 처리부
    를 갖고,
    상기 필터 처리부는, 조작자의 지시에 기초하여, 제1 필터 처리 대신에 촉침식 조도계의 고주파 제거를 위한 컷오프 필터 처리인 제2 필터 처리를 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 실시하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터 처리 및 상기 제2 필터 처리 중，적어도 어느 하나의 필터 처리를 실시하여 얻어진 높이 프로파일로부터 1개 이상을 선택하고, 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터 처리부는, 상기 표시부에 표시된 상기 각 높이 프로파일에 실시된 필터의 종류를, 상기 각 높이 프로파일의 색을 바꿈으로써 표시하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 필터 처리부는, 상기 표시부에 표시된 상기 각 높이 프로파일에 실시된 필터의 종류를, 상기 각 높이 프로파일의 선의 종류를 바꿈으로써 표시하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터 처리부는, 촉침식 조도계의 저주파 제거를 위한 컷오프 필터 처리인 제3 필터 처리를 더 행하고,
    상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 상기 제1 필터 처리 및 제3 필터 처리의 필터 처리 중，적어도 어느 하나의 필터 처리를 실시한 후, 거칠기 파라미터의 해석을 행하고, 그 해석 결과로부터 1개 이상을 선택하고, 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필터 처리부는, 상기 표시부에 표시된 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 실시되는 상기 제1 필터 처리 또는 제2 필터 처리의 필터 처리의 종류를 나타내는 정보를, 상기 표시부에 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과와 함께 표시하는 화상 합성부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 관찰 조건은, 상기 대물 렌즈의 NA, 상기 관찰 조명광의 파장, 상기 관찰 시야, 상기 표시 화소 수 중 적어도 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 관찰 조건은, 상기 대물 렌즈의 NA를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관찰 조명광의 파장을 변경 가능한 파장 변경부를 갖고,
    상기 관찰 조건으로서, 상기 파장 변경부에서 결정되는 상기 관찰 조명광의 파장이 포함되는 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관찰 조명광으로서 레이저광을 이용하고,
    상기 레이저광을 2차원 방향으로 주사시키는 2차원 주사 기구와,
    상기 레이저광의 광량을 검출하는 수광 소자와,
    상기 대물 렌즈의 초점 위치와 공액의 위치에 배치된 공초점 조리개를 갖는,
    주사형 공초점 레이저 현미경인 것을 특징으로 하는 광학식 3차원 계측 장치.
  11. 관찰 시료를 조명하는 관찰 조명광과, 상기 관찰 조명광을 상기 관찰 시료에 집광하는 대물 렌즈와, 그 대물 렌즈를 통해서 얻은 관찰 화상 및 계측 결과를 표시시키는 표시부를 갖는 광학식 3차원 계측 장치에 의해 실행되는 필터 처리 방법으로서,
    상기 관찰 시료의 3차원 화상을 취득하였을 때의 관찰 조건을 기초로 하여 제1 필터 처리를 결정하고,
    상기 결정한 상기 제1 필터 처리를 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 행하고, 조작자의 지시에 기초하여, 제1 필터 처리 대신에 촉침식 조도계의 고주파 제거를 위한 컷오프 필터 처리인 제2 필터 처리를 상기 관찰 화상 또는 상기 계측 결과에 대하여 행하는 것을 특징으로 하는 필터 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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