(57)【要約】【課題】撮像素子の撮像面全体に渡って好適にコントラストカーブを取得可能な画像測定装置を安価に提供する。【解決手段】画像測定装置は、ワークを載置する試料台と、ワークを撮像する撮像素子と、ワークの表面に第１照射光を照射する照明部と、第１照射光と異なる周波数帯域を有する第２照射光によって、ワークの表面に所定の空間周波数を有する所定のパターンを投影するパターン投影部と、ワークの表面で反射された第１照射光及び第２照射光を集光する対物レンズと、第１照射光から生成される第１の画像、及び、第２照射光から生成される第２の画像を撮像素子の撮像面に結像させる結像光学系と、対物レンズと結像光学系との間に設けられ、第１の画像の倍率を調整可能な倍率調整光学系と、第２照射光の光路に設けられ、第２の画像における所定のパターンの空間周波数を第１の画像の倍率に関わらず所定の範囲に維持する維持手段と、を備える。【選択図】図２
2020180832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置する試料台と、
前記ワークを撮像する撮像素子と、
前記ワークの表面に第１照射光を照射する照明部と、
前記第１照射光と異なる周波数帯域を有する第２照射光によって、前記ワークの表面に所定の空間周波数を有する所定のパターンを投影するパターン投影部と、
前記ワークの表面で反射された前記第１照射光及び前記第２照射光を集光する対物レンズと、
前記第１照射光から生成される第１の画像、及び、前記第２照射光から生成される第２の画像を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像光学系と、
前記対物レンズと前記結像光学系との間に設けられ、前記第１の画像の倍率を調整可能な倍率調整光学系と、
前記第２照射光の光路に設けられ、前記第２の画像における前記所定のパターンの空間周波数を前記第１の画像の倍率に関わらず所定の範囲に維持する維持手段と、
前記対物レンズを光軸方向に駆動する駆動部と、
前記対物レンズの位置、及び、この位置において取得された前記第２の画像のコントラスト値に基づいて、前記ワークの表面の前記光軸方向における位置を算出する演算部と
を備えることを特徴とする画像測定装置。
【請求項２】
前記維持手段は、前記第２照射光を、前記倍率調整光学系を迂回して前記撮像素子の撮像面に導く
ことを特徴とする請求項１記載の画像測定装置。
【請求項３】
前記維持手段は、
前記第１の画像が拡大された場合に前記所定のパターンを縮小し、
前記第１の画像が縮小された場合に前記所定のパターンを拡大する
ことを特徴とする請求項１記載の画像測定装置。
【請求項４】
前記パターン投影部は、
前記所定のパターンが形成されたパターン部と、
前記パターン部に前記第２照射光を照射する光源と、
前記パターン部を透過し、又は、前記パターン部によって反射された前記第２照射光を前記ワークの表面に導く投影光学系と
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像測定装置。
【請求項５】
前記維持手段は、
空間周波数の大きさが異なる前記所定のパターンが形成された複数の前記パターン部と、
前記複数のパターン部から一のパターン部を選択するパターン選択部と
を備え、
前記投影光学系は、前記一のパターン部を透過し、又は、前記一のパターン部によって反射された前記第２照射光を前記ワークの表面に導く
ことを特徴とする請求項４記載の画像測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを撮像して寸法測定等を行う画像測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを撮像して寸法測定等を行う画像測定装置が知られている。この様な画像測定装置は、ワークを撮像する撮像素子と、ワークの表面に照射光を照射する照明部と、ワークの表面で反射された照射光を集光する対物レンズと、この照射光から生成されるワークの画像を撮像素子の撮像面に結像させる結像光学系と、対物レンズと結像光学系との間に設けられ、ワークの画像の倍率を調整可能な倍率調整光学系と、撮像素子によって取得されたワークの画像に基づいて寸法測定等を行う演算部と、を備える。
【０００３】
この様な画像測定装置は、コントラスト式のオートフォーカス機能を有する場合がある。コントラスト式のオートフォーカスにおいては、対物レンズを光軸方向に駆動しつつ繰り返し撮像を行う。対物レンズの焦点位置がワークの表面に近いタイミングでは、ワーク表面の凹凸や図柄等が表れたコントラスト値の大きい画像が取得される。一方、対物レンズの焦点位置がワークの表面から遠いタイミングでは、ワーク表面の凹凸や図柄等がぼやけたコントラスト値の小さい画像が取得される。従って、撮像が行われたタイミングにおける対物レンズの位置、及び、この位置において取得された画像のコントラスト値の関係を示すコントラストカーブを取得し、このコントラストカーブのピーク位置に合わせて対物レンズを移動させることにより、対物レンズを合焦状態とする。
【０００４】
ここで、例えばワークの表面に凹凸や図柄等が無い場合、合焦状態と非合焦状態とのコントラスト値の差が比較的小さくなってしまい、コントラストカーブのピーク位置を好適に取得出来ない場合がある。そこで、所定の空間周波数を有する所定のパターンをワークの表面に投影することによって合焦状態における画像のコントラスト値を大きくして非合焦状態とのコントラスト値の差を大きくする技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７７２４９４２号明細書
【特許文献２】特開２０１０−００８４５８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高精度な寸法測定を行う場合、上記倍率調整光学系によって、撮像素子の撮像面上に結像されるワークの画像を拡大することが出来る。例えば、この状態でワークの表面に上述の様なパターンを投影してオートフォーカスを行うと、ワーク表面の拡大されたパターンが撮像されることとなる。しかしながら、拡大されたパターンは空間周波数が小さいため、この様なパターンを撮像してもコントラスト値の大きい画像を取得出来ず、合焦状態と非合焦状態とのコントラスト値の差を大きく出来ない場合がある。これを抑制するためには、例えば、予め大きい空間周波数を有するパターンを投影することも考えられるが、この場合、ワークの画像を拡大しない状態におけるパターンの空間周波数が大きくなりすぎてしまい、ピーク位置の取得が難しくなってしまう場合がある。
【０００７】
この様な問題を解決すべく、特許文献２には、パターン部の中心部付近に空間周波数の大きいパターンを、その周辺部に空間周波数の小さいパターンを設けることが開示されている。しかしながら、この様な態様においては、パターンの空間周波数が小さい周辺部において、コントラストカーブを好適に取得することが出来ない。
【０００８】
また、特許文献３には、マイクロミラーデバイスや液晶パネル等を利用して、パターンの空間周波数を可変とすることが記載されている。しかしながら、この様な構成においては、光学系の配置による装置の大型化や、マイクロミラーデバイスや液晶パネル等の搭載による高コスト化を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、この様な点に鑑みなされたもので、撮像素子の撮像面全体に渡って好適にコントラストカーブを取得可能な画像測定装置を安価に提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施形態に係る画像測定装置は、ワークを載置する試料台と、ワークを撮像する撮像素子と、ワークの表面に第１照射光を照射する照明部と、第１照射光と異なる周波数帯域を有する第２照射光によって、ワークの表面に所定の空間周波数所定のパターンを投影するパターン投影部と、ワークの表面で反射された第１照射光及び第２照射光を集光する対物レンズと、第１照射光から生成される第１の画像、及び、第２照射光から生成される第２の画像を撮像素子の撮像面に結像させる結像光学系と、対物レンズと結像光学系との間に設けられ、第１の画像の倍率を調整可能な倍率調整光学系と、第２照射光の光路に設けられ、第２の画像における所定のパターンの空間周波数を第１の画像の倍率に関わらず所定の範囲に維持する維持手段と、対物レンズを光軸方向に駆動する駆動部と、対物レンズの位置、及び、この位置において取得された第２の画像のコントラスト値に基づいて、ワークの表面の光軸方向における位置を算出する演算部と、を備える。
【００１１】
維持手段は、例えば、第２照射光を、倍率調整光学系を迂回して撮像素子の撮像面に導く様に構成することが出来る。
【００１２】
また、維持手段は、例えば、第１の画像が拡大された場合に所定のパターンを縮小し、第１の画像が縮小された場合に所定のパターンを拡大する様に構成することが出来る。
【００１３】
また、パターン投影部には、所定のパターンが形成されたパターン部と、このパターン部に第２照射光を照射する光源と、パターン部を透過し、又は、パターン部によって反射された第２照射光をワークの表面に導く投影光学系と、を設けることが出来る。
【００１４】
また、維持手段には、空間周波数の大きさが異なる所定のパターンが形成された複数のパターン部と、複数のパターン部から一のパターン部を選択するパターン選択部と、を設けることが出来る。また、投影光学系は、一のパターン部を透過し、又は、一のパターン部によって反射された第２照射光をワークの表面に導く様に構成することが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像素子の撮像面全体に渡って好適にコントラストカーブを取得可能な画像測定装置を安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置の構成を示す図である。
【図２】同画像測定装置の撮像ユニット１３０の構成を示す図である。
【図３】ワーク１１０の表面に投影されるパターンＰ１を示す図である。
【図４】第１の画像を示す図である。
【図５】第１の画像を示す図である。
【図６】第２の画像を示す図である。
【図７】第２の画像を示す図である。
【図８】コントラストカーブを示す図である。
【図９】比較例に係る画像を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像ユニット１３０´の構成を示す図である。
【図１１】第２の画像を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る撮像ユニット１３０´´の構成を示す図である。
【図１３】パターン切り換え手段２３５の構成を示す図である。
【図１４】ワーク１１０の表面に投影されるパターンＰ２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
［画像測定装置］
図１に示す通り、本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置１００は、ワーク１１０を載置する試料台１２０と、ワーク１１０を撮像してワーク１１０の画像を取得する撮像ユニット１３０と、試料台１２０及び撮像ユニット１３０をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に相対的に駆動する駆動ユニット１４０と、撮像ユニット１３０で取得された画像に基づいてワーク１１０の寸法測定等を行う演算部１５０と、を備える。駆動ユニット１４０は、試料台１２０をＹ方向に駆動するＹ駆動部１４１と、撮像ユニット１３０を支持すると共にＺ方向に駆動するＺ駆動部１４２と、Ｚ駆動部１４２をＸ方向に駆動するＸ駆動部１４３と、Ｘ駆動部１４３を支持する一対の支持体１４４と、を備える。演算部１５０は、ＰＣ１５１と、ＰＣ１５１の演算による結果等を表示するディスプレイ等の表示装置１５２と、ＰＣ１５１の操作等に使用されるキーボードやマウス等の入力装置１５３と、を備える。
【００１８】
図２に示す通り、撮像ユニット１３０は、ワーク１１０を撮像する撮像素子２１０と、ワーク１１０の表面に第１照射光を照射する照明部２２０と、第２照射光によってワーク１１０の表面に所定の空間周波数を有する所定のパターンＰ１を投影するパターン投影部２３０と、ワーク１１０の表面で反射された第１照射光及び第２照射光を集光して、撮像素子２１０の撮像面にワーク１１０の画像を結像させる撮像光学系２４０と、これらの構成を収容する筐体２０１と、を備える。
【００１９】
撮像素子２１０は、マトリクス状に配設された複数の受光素子を備える撮像素子であり、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等である。撮像素子２１０は、第１照射光から生成される第１の画像及び第２照射光から生成される第２の画像が足し合わされた画像を取得する。この画像は、演算部１５０によって第１の画像及び第２の画像に分離され、それぞれ、異なる処理に用いられる。
【００２０】
照明部２２０は、第１照射光を照射する第１光源２２１と、第１光源２２１から照射された第１照射光を反射するハーフミラー２２２と、を備える。第１光源２２１は第１照射光として、例えば、白色光を照射する。ただし、第１照射光は、白色光以外の光とすることも出来る。ハーフミラー２２２は、対物レンズ２４１と共に、第１照射光をワーク１１０の表面に導く照射光学系を構成する。
【００２１】
パターン投影部２３０は、所定のパターンＰ１が形成されたパターン部２３１を備える。このパターンＰ１は、図３に例示する様な、所定の空間周波数で均一に設けられた所定の図柄からなるパターンである。パターン部２３１は、この所定のパターンＰ１に沿って形成された複数の透光部及び遮光部、又は、複数の反射部及び遮光部を備える。パターンＰ１の空間周波数は、要求される測定精度や撮像素子２１０の解像度等に応じて適宜設定される。
【００２２】
また、パターン投影部２３０は、パターン部２３１に第２照射光を照射する第２光源２３２を備える。第２光源２３２は第２照射光として、例えば、赤外光を照射する。ただし、第２照射光は第１照射光と異なる周波数帯域の光であれば良く、赤外光以外の光とすることも出来る。尚、第２光源２３２は、例えば、パターン部２３１と一体に形成することも出来る。
【００２３】
また、パターン投影部２３０は、パターン部２３１を透過した第２照射光を反射して照射光学系に合流させるダイクロイックミラー２３３を備える。ダイクロイックミラー２３３は、所定の周波数帯域の光を透過させ、所定の周波数帯域の光を反射する光学素子であり、図２に例示する通り、第１照射光を透過させ、第２照射光を反射する。ダイクロイックミラー２３３は、ハーフミラー２２２及び対物レンズ２４１と共に、第２照射光をワーク１１０の表面に導く投影光学系を構成する。この投影光学系において、パターンＰ１は対物レンズ２４１を介してワーク１１０の表面に導かれるため、対物レンズ２４１の焦点位置とパターンＰ１の結像位置は一致する。
【００２４】
撮像光学系２４０は、ワーク１１０の表面で反射された第１照射光及び第２照射光を集光する対物レンズ２４１を備える。対物レンズ２４１は、筐体２０１に着脱可能に装着されている。対物レンズ２４１の光軸方向は、Ｚ方向と一致している。
【００２５】
また、撮像光学系２４０は、結像光学系及び倍率調整光学系として機能するズームチューブレンズ２４２を備える。ズームチューブレンズ２４２は、第１照射光から生成される第１の画像を撮像素子２１０の撮像面に結像させる。第１の画像は、図４に例示する様な、対物レンズ２４１の焦点位置に焦点が合った画像である。また、ズームチューブレンズ２４２は、図５に例示する様に、この第１の画像の倍率を調整可能である。
【００２６】
また、撮像光学系２４０は、結像光学系及び維持手段の一部として機能するズームチューブレンズ２４３を備える。ズームチューブレンズ２４３は、第２照射光から生成される第２の画像を撮像素子２１０の撮像面に結像させる。第２の画像は、図６に例示する通り、対物レンズ２４１の焦点位置に図３に例示したパターンＰ１が現れ、その他の部分はぼやけた画像である。また、ズームチューブレンズ２４３は、第２の画像の倍率を１倍に固定する。ただし、ズームチューブレンズ２４３は、第２の画像の倍率を調整可能に構成されていても良い。
【００２７】
また、撮像光学系２４０は、図２に例示する通り、維持手段の一部として機能するダイクロイックミラー２４４、ミラー２４５、ミラー２４６及びダイクロイックミラー２４７を備える。これらの構成は、第２の照射光を、ズームチューブレンズ２４２を迂回して撮像素子２１０の撮像面に導く。ダイクロイックミラー２４４，２４７は、所定の周波数帯域の光を透過させ、所定の周波数帯域の光を反射する光学素子であり、第１照射光を透過させ、第２照射光を反射する。
【００２８】
筐体２０１は、Ｚ駆動部１４２によってＺ方向に駆動される。Ｚ駆動部１４２は、筐体２０１とＺ方向に摺動可能に嵌合するＺ軸ガイド１４５と、筐体２０１のＺ方向における位置を取得するリニアエンコーダ１４６と、筐体２０１と螺合するボールねじ１４７と、このボールねじ１４７を回転させて筐体２０１をＺ方向に駆動するモータ１４８と、を備える。
【００２９】
［動作］
次に、この様に構成された画像測定装置の動作について説明する。本実施形態に係る画像測定装置は、例えば、寸法測定、オートフォーカス及び三次元測定を行う。
【００３０】
寸法測定は、第１の画像に基づいて行われる。例えば、図５に例示する様な第１の画像に対して、エッジ検出、パターン認識、ナンバリング等の処理を行い、ワーク１１０の輪郭形状を座標データとして取得する。次に、この座標データに基づいて、ワーク１１０の幅ｗ等を算出する。例えば、ズームチューブレンズ２４２によって調整された第１の画像の倍率から第１の画像における１ピクセルあたりの長さを算出し、この長さ及び取得した座標データを利用してワーク１１０の幅ｗ等を算出する。
【００３１】
オートフォーカスは、第１の画像及び第２の画像の少なくとも一方に基づいて行われる。例えば、ワーク１１０の表面に凹凸が無い場合や、ワーク１１０の表面の凹凸が微細である場合等には、第２の画像に基づいてオートフォーカスを行うことが好ましい。以下、第２の画像に基づいてオートフォーカスを行う例を示す。
【００３２】
オートフォーカスにおいては、例えば、Ｚ駆動部１４２によって撮像ユニット１３０をＺ方向に駆動しつつ繰り返し撮像を行い、撮像素子２１０から第２の画像を、リニアエンコーダ１４６から撮像が行われたタイミングにおける撮像ユニット１３０の位置を取得する。例えば、対物レンズ２４１の焦点位置がワーク１１０の表面に近いタイミングでは、図６に例示した様に、ワーク１１０の表面に図３に例示したパターンＰ１が現れたコントラスト値の大きい第２の画像が取得される。一方、対物レンズ２４１の焦点位置がワーク１１０の表面から遠いタイミングでは、図７に例示する様に、全体がぼやけたコントラスト値の低い第２の画像が取得される。この様にして取得された複数の第２の画像からコントラスト値を算出し、撮像ユニット１３０の位置との関係をプロットすることにより、図８の様なコントラストカーブを取得することが出来る。例えば、この様なコントラストカーブに曲線ｃをフィッティングして、そのピーク位置ｐを算出することにより、ワーク１１０の表面のＺ方向における位置が演算される。このピーク位置ｐに合わせて撮像ユニット１３０をＺ方向に移動させることにより、対物レンズ２４１は合焦状態となる。
【００３３】
三次元測定は、第１の画像及び第２の画像の少なくとも一方に基づいて行われる。例えば、ワーク１１０の表面に凹凸が無い場合や、ワーク１１０の表面の凹凸が微細である場合等には、第２の画像に基づいて三次元測定を行うことが好ましい。三次元測定においては、例えば、図８に例示した様なコントラストカーブを画素毎に取得し、ピーク位置ｐに対応する対物レンズ２４１の合焦位置をワーク１１０の高さとして取得することにより、ワーク１１０の三次元形状を取得する。
【００３４】
［効果］
上述の通り、従来、倍率調整光学系によって撮像素子の撮像面上に結像されるワークの画像を拡大すると、ワークの表面に投影されたパターンも拡大されてしまい、図８にｃ１として例示した様に、合焦状態と非合焦状態とのコントラスト値の差を大きく出来ない場合があった。これを抑制するためには、例えば、予め大きい空間周波数を有するパターンを投影することも考えられるが、この場合、ワークの画像を拡大しない状態におけるパターンの空間周波数が大きくなりすぎてしまい、図８にｃ２として例示した様に、コントラスト値が一定以上の大きさとなる様な対物レンズの位置の範囲が狭くなってしまうため、ピーク位置の取得が難しくなってしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る画像測定装置は、図２等を参照して説明した通り、撮像光学系２４０において第１照射光と第２照射光とを別の光路に導いており、第２照射光とは独立した光路に第１の画像を拡大するズームチューブレンズ２４２を配置している。従って、例えば、図５に例示する様に第１の画像を拡大しても、図６に例示する様に第２の画像は拡大されず、第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数は一定の大きさに維持される。この様な構成においては、第１の画像を拡大した状態で好適にオートフォーカス等の処理を行うことが可能であり、例えば同一の形状を有する複数のワークに連続して寸法測定等を行う場合等に効率的に測定を行うことが可能である。
【００３６】
また、この様な構成においては、図３に例示する様な、撮像素子２１０の撮像面全体に均一なパターンＰ１が投影されるため、撮像面全体に渡って好適にコントラストカーブを取得可能である。また、マイクロミラーデバイスや液晶パネル等を利用する方法と比較して安価に実現可能である。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係る画像測定装置について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
第２の実施形態に係る画像測定装置は、図１０に例示する様に、基本的には第１の実施形態に係る画像測定装置と同様に構成されている。ただし、本実施形態に係る撮像光学系２４０´は、第１の実施形態における維持手段として機能していたズームチューブレンズ２４３、ダイクロイックミラー２４４、ミラー２４５、ミラー２４６及びダイクロイックミラー２４７を備えていない。その替わりに、本実施形態に係るパターン投影部２３０´は、第１の実施形態に係るパターン投影部２３０の各構成に加え、本実施形態における維持手段として、ズームレンズ２３４を備える。ズームレンズ２３４は、ズームチューブレンズ２４２と連動しており、図１１に例示する様に、第１の画像が拡大された場合にはパターンＰ１を縮小して、第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数を所定の範囲に維持する。また、第１の画像が縮小された場合にはパターンＰ１を拡大して、第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数を所定の範囲に維持する。尚、この様なズームレンズ２３４によるパターンＰ１の倍率の調整は、第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数をある特定の大きさに維持する様に行うことも出来る。
【００３９】
この様な構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することが出来る。また、本実施形態における撮像光学系２４０´は、第１の実施形態に係る撮像光学系２４０よりも光学素子の数が少ない。従って、部品点数の削減によって製造コストを削減し、また、光学素子における光量の減衰を抑制可能である。
【００４０】
［第３の実施形態］
次に、図１２〜図１４を参照して、本発明の第３の実施形態に係る画像測定装置について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
第３の実施形態に係る画像測定装置は、図１２に例示する通り、基本的には第２の実施形態に係る画像測定装置と同様に構成されている。ただし、本実施形態に係るパターン投影部２３０´´は、第２の実施形態における維持手段として機能していたズームレンズ２３４を有しておらず、その替わりに、パターン切り換え手段２３５を備えている。
【００４２】
パターン切り換え手段２３５は、図１３に例示する通り、第１及び第２の実施形態に係るパターン部２３１と、一以上のパターン部２３１´と、これら複数のパターン部２３１、２３１´から一のパターン部を選択するパターン選択部２３６と、を備える。複数のパターン部２３１、２３１´に形成されたパターンは、全て異なる大きさの空間周波数を有する。例えば図１４に例示する通り、一のパターン部２３１´に形成されたパターンＰ２の空間周波数は、第１の実施形態に係るパターン部２３１に形成されたパターンＰ１（図３）の空間周波数と異なる。尚、パターンＰ２の図柄は、パターンＰ１と同じ図柄とすることも出来るし、パターンＰ１と異なる図柄とすることも出来る。パターン選択部２３６としては、種々の構成を適用可能であるが、図示の例においては、複数のパターン部２３１、２３１´が周方向に配置されるディスク部材２３７と、このディスク部材２３７の中心位置に接続され、ディスク部材２３７を回転させることによって複数のパターン部２３１、２３１´から一のパターン部を選択して第２光源２３２とダイクロイックミラー２３３（投影光学系）との間に配置するモータ２３８と、を備える。
【００４３】
この様な構成において、例えば、第１の画像が拡大された場合には、現在選択されているパターン部２３１又は２３１´に形成されたパターンよりも大きい空間周波数を有するパターンが形成されたパターン部２３１又は２３１´を選択し、これによって第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数を所定の範囲に維持する。また、第１の画像が縮小された場合には、現在選択されているパターン部２３１又は２３１´に形成されたパターンよりも小さい空間周波数を有するパターンが形成されたパターン部２３１又は２３１´を選択し、これによって第２の画像におけるパターンＰ１の空間周波数を所定の範囲に維持する。
【００４４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の第１〜第３の実施形態に係る画像測定装置について説明した。しかしながら、第１〜第３の実施形態は例示にすぎず、各構成の態様等は適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、第１〜第３の実施形態には、第１照射光が白色光であり、第２照射光が赤外光である例を示した。しかしながら、第１照射光と第２照射光とは周波数帯域が異なっていれば良く、可視光の一部を第１照射光として利用し、これと異なる一部を第２照射光として利用することも出来る。また、第１照射光及び第２照射光は、周波数の異なる単色光とすることも出来る。また、第１照射光を白色光とし、第２照射光を紫外光とすることも出来る。
【００４６】
また、例えば、維持手段は、第２照射光の光路のうち、第２照射光が第１照射光から分離された部分、又は、第２照射光が第１照射光と合流する前の部分に設けることが出来る。前者の場合、第１の実施形態に例示した様に、倍率調整光学系を迂回する光路とすることも出来るし、例えば、倍率調整光学系より後の部分で第１照射光と第２照射光とを分離して、第２の実施形態に示した様なズームレンズ等を設けることも出来る。
【００４７】
また、維持手段は、第２の画像における所定のパターンの空間周波数を第１の画像の倍率に関わらず所定の範囲に維持する。ここで言う所定の範囲は、適宜変更可能であるが、少なくとも、倍率調整光学系による倍率調整の影響が抑制される場合には、空間周波数がこの所定の範囲に維持されている、と言える。より好適には、第２の画像から適切なコントラスト値が得られる様に、この様な範囲が設定される。
【符号の説明】
【００４８】
１１０…ワーク、１２０…試料台、１３０…撮像ユニット、１４０…駆動ユニット、１５０…演算部、２１０…撮像素子、２２０…照明部、２３０…パターン投影部、２４０…撮像光学系、２０１…筐体、２４１…対物レンズ、２４２…ズームチューブレンズ、２４３…ズームチューブレンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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