(57)【要約】【課題】校正処理を容易且つ好適に行うことが可能な校正ユニットを提供する。【解決手段】校正ユニットは、ワークを載置する試料台と、ワークの画像データを取得する撮像ユニットと、対物レンズと、画像データ及び座標変換テーブルに基づいてワークの寸法測定を行う演算部と、を備える画像測定装置に取付可能である。この校正ユニットは、上記座標変換テーブルを校正する校正処理に使用可能な校正ユニットである。この校正ユニットは、校正処理に際して撮像ユニットに撮像される校正用パターンが設けられたパターン部と、このパターン部を所定の位置に保持する筐体と、を備える。この筐体が画像測定装置の所定の位置に取り付けられると、上記校正用パターンは、対物レンズを介して撮像ユニットに撮像される所定の位置に配置され、撮像ユニットの撮像方向と垂直な面内において位置決めされる。【選択図】図３
2019100733.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、
前記ワークを撮像して画像データを取得する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットの取付面に取り付けられた対物レンズと、
前記撮像ユニットによって取得された前記画像データ、並びに、この画像データにおける画像座標系及び前記ワークにおけるワーク座標系の対応関係を保持する座標変換テーブルに基づいて、前記ワークの寸法測定を行う演算部と
を備える画像測定装置に取付可能に構成され、前記座標変換テーブルに保持された前記対応関係を校正する校正処理に使用可能な校正ユニットであって、
前記校正処理に際して前記撮像ユニットに撮像される校正用パターンが設けられたパターン部と、
前記パターン部を所定の位置に保持する筐体と
を備え、
前記筐体は、前記画像測定装置の所定の位置に取り付けられることにより、
前記対物レンズを介して前記撮像ユニットに撮像される所定の位置に前記校正用パターンを配置し、
前記撮像ユニットの撮像方向と垂直な面内において前記校正用パターンを位置決めする
ことを特徴とする校正ユニット。
【請求項２】
前記撮像ユニットの取付面に取付可能に構成され、
前記パターン部は、前記取付面に取り付けられることにより、前記校正用パターンを前記対物レンズの焦点位置に位置決めする
ことを特徴とする請求項１記載の校正ユニット。
【請求項３】
前記試料台の内部に取付可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の校正ユニット。
【請求項４】
前記校正用パターンに光を照射して前記対物レンズに前記校正用パターンを投影するパターン投影光源を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の校正ユニット。
【請求項５】
ミラーと、
前記ミラーを、前記対物レンズの光軸上に設けられる第１の位置、及び、前記対物レンズの光軸を避けて設けられる第２の位置の間で駆動する駆動ユニットと
を更に備え、
前記撮像ユニットは、
前記ミラーが前記第１の位置及び前記第２の位置の一方に位置している場合、前記校正用パターンを撮像し、
前記ミラーが前記第１の位置及び前記第２の位置の他方に位置している場合、前記ワークを撮像する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の校正ユニット。
【請求項６】
第１の周波数帯域の光を透過させ、第２の周波数帯域の光を反射するミラーを更に備え、
前記撮像ユニットは、
前記第１の周波数帯域の光及び前記第２の周波数帯域の光の一方が照射された前記ワークを撮像し、
前記第１の周波数帯域の光及び前記第２の周波数帯域の光の他方が照射された前記校正用パターンを撮像する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の校正ユニット。
【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使用可能な校正ユニットに関する。
【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、例えば、ワークを載置する試料台と、ワークを撮像して画像データを取得する撮像ユニットと、撮像ユニットの取付面に取り付けられた対物レンズと、撮像ユニットによって取得された画像データに基づいてワークの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においては、撮像ユニット内の光学系及び対物レンズにおける球面収差や、加工・組立等に際して生じる製造誤差等の影響により、画像データにおける座標系（以下、「画像座標系」と呼ぶ。）と、ワークにおける座標系（以下、「ワーク座標系」と呼ぶ。）との間で、歪が生じる場合がある。そこで、従来から、上記演算部に、画像座標系及びワーク座標系の対応関係を保持する座標変換テーブルを設け、この座標変換テーブルを用いて画像データに補正を行っている。
【０００４】
ここで、寸法測定等を繰り返し行った場合等、上記画像座標系及びワーク座標系の間の対応関係が変化する場合がある。この様な変化の影響を抑制するためには、定期的に座標変換テーブルに保持された対応関係の校正を行うことが好ましい。校正処理においては、例えば、既知の校正用パターンが形成された校正用チャートを試料台に載置して位置決めを行い、この校正用チャートを撮像して画像データを取得し、この画像データと既知の校正用パターンとを比較して上述の様な対応関係の変化を取得し、これに応じて校正用チャート内の対応関係に補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記校正処理に際して、校正用チャートの試料台上における位置決めはその後の寸法測定等の精度に大きく影響するものであり、精密に行うことが好ましい。しかしながら、試料台上に基準となる目印や突起等を設けることは難しいため、校正用チャートの位置決めには時間がかかってしまい、校正処理を容易に行うことが出来ないと言う問題があった。
【０００７】
そこで、特許文献１には、撮像ユニット内部のズームレンズと対物レンズとの間にビームスプリッタを配置し、このビームスプリッタを介して撮像素子の撮像面に校正用のパターンを投影する技術が記載されている。この技術を用いれば、校正用チャートを試料台上において位置決めする必要が無いため、上述の様な問題は生じない。しかしながら、この技術においては、校正用のパターンから撮像素子までの光路に対物レンズが含まれていないため、対物レンズに起因する歪を検出することが出来ず、校正処理を好適に行うことが出来ないと言う問題があった。
【０００８】
本発明は、この様な点に鑑みなされたもので、校正処理を容易且つ好適に行うことが可能な校正ユニットを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】
【０００９】
かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施形態に係る校正ユニットは、ワークを載置する試料台と、ワークを撮像して画像データを取得する撮像ユニットと、撮像ユニットの取付面に取り付けられた対物レンズと、撮像ユニットによって取得された画像データ、並びに、この画像データにおける画像座標系及びワークにおけるワーク座標系の対応関係を保持する座標変換テーブルに基づいて、ワークの寸法測定を行う演算部と、を備える画像測定装置に取付可能に構成される。また、この校正ユニットは、上記座標変換テーブルに保持された対応関係を校正する校正処理に使用可能な校正ユニットである。また、この校正ユニットは、校正処理に際して撮像ユニットに撮像される校正用パターンが設けられたパターン部と、このパターン部を所定の位置に保持する筐体と、を備える。また、この筐体が画像測定装置の所定の位置に取り付けられると、上記校正用パターンは、対物レンズを介して撮像ユニットに撮像される所定の位置に配置され、撮像ユニットの撮像方向と垂直な面内において位置決めされる。
【００１０】
また、この校正ユニットは、撮像ユニットの取付面に取付可能に構成することが出来る。また、上記パターン部は、上記取付面に取り付けられることにより、校正用パターンを対物レンズの焦点位置に位置決めることが出来る。また、この校正ユニットは、試料台の内部に取付可能に構成することも出来る。
【００１１】
また、この校正ユニットには、校正用パターンに光を照射して対物レンズに校正用パターンを投影するパターン投影光源を更に設けることも出来る。
【００１２】
また、この校正ユニットには、ミラーと、このミラーを、対物レンズの光軸上に設けられる第１の位置、及び、対物レンズの光軸を避けて設けられる第２の位置の間で駆動する駆動ユニットと、を更に設けることも出来る。また、上記撮像ユニットは、ミラーが第１の位置及び第２の位置の一方に位置している場合、校正用パターンを撮像し、ミラーが第１の位置及び第２の位置の他方に位置している場合、ワークを撮像する様にすることも出来る。
【００１３】
また、この校正ユニットには、第１の周波数帯域の光を透過させ、第２の周波数帯域の光を反射するミラーを更に設けても良い。また、上記撮像ユニットは、第１の周波数帯域の光及び第２の周波数帯域の光の一方が照射されたワークを撮像し、第１の周波数帯域の光及び第２の周波数帯域の光の他方が照射された校正用パターンを撮像する様にすることも出来る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、校正処理を容易且つ好適に行うことが可能な校正ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置１００の構成を示す図である。
【図２】同画像測定装置１００の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る校正ユニット２００の構成を示す図である。
【図４】校正ユニット２００のパターン部２０１に設けられた校正用パターンを示す図である。
【図５】校正ユニット２００の、図３における使用状態と異なる使用状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る校正ユニット２１０の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る校正ユニット２２０の構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る校正ユニット２２０´の構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る校正ユニット２３０の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る校正ユニット２３０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施形態］
［画像測定装置１００］
本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置１００は、図１及び図２に示す通り、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の画像データを取得する撮像ユニット１３０と、撮像ユニット１３０の取付面１３５ａに取り付けられた対物レンズ１４０（図２）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１５０と、撮像ユニット１３０で取得された画像データに基づいてワーク１１０の寸法測定等を行う演算部１６０（図１）と、を備える。
【００１７】
試料台１２０の上面は、水平面と一致する平面に沿って設けられる。試料台１２０には、図１に示す通り、校正処理に使用可能な校正ユニット２００を配置しておくことが出来る。また、試料台１２０には、例えば、図示しない透過照明光源を設けることが出来る。
【００１８】
撮像ユニット１３０は、図２に示す通り、ワーク１１０を撮像する撮像素子１３１と、照明光を照射する落射照明光源１３２と、対物レンズ１４０と共にワーク１１０に照明光を導く落射照明光学系を構成するハーフミラー１３３と、ワーク１１０の像を撮像素子１３１の撮像面に結像すると共に、この像の倍率を調整する撮像光学系として機能するズームチューブレンズ１３４と、これらの構成を収容する筐体１３５と、を備える。撮像素子１３１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１３１の撮像面には対物レンズ１４０の焦点位置における画像が結像される。撮像素子１３１はこの画像を受光素子によって画像データに変換して演算部１６０に送信する。尚、撮像ユニット１３０内の構成は適宜変更可能である。
【００１９】
対物レンズ１４０は、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに着脱可能に取り付けられている。対物レンズ１４０の光軸方向は、撮像ユニット１３０の撮像方向及びＺ方向と一致している。尚、筐体１３５の取付面１３５ａには、対物レンズ１４０の周囲を覆うリング照明ユニットを取り付けることも出来る。
【００２０】
駆動ユニット１５０は、図１に示す通り、試料台１２０をＹ方向に駆動するＹ駆動部１５１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１５２と、Ｚ駆動部１５２をＸ方向に駆動するＸ駆動部１５３と、Ｘ駆動部１５３を支持する一対の支持体１５４と、を備える。図２に示す通り、Ｚ駆動部１５２は、撮像ユニット１３０の筐体１３５とＺ方向に摺動可能に嵌合するＺ軸ガイド１５５と、筐体１３５のＺ方向における位置を取得するリニアエンコーダ１５６と、筐体１３５と螺合するボールねじ１５７と、このボールねじ１５７を回転させて筐体１３５をＺ方向に駆動するモータ１５８と、を備える。
【００２１】
演算部１６０は、図１に示す通り、ＰＣ１６１と、ＰＣ１６１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１６２と、ＰＣ１６１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１６３と、を備える。ＰＣ１６１は、撮像ユニット１３０内の撮像素子１３１から画像データを受信し、この画像データに画像処理や座標処理等を行うことにより、寸法測定等を行う。また、ＰＣ１６１は、画像座標系及びワーク座標系の対応関係を保持する座標変換テーブルを備えている。
【００２２】
［校正ユニット２００］
図３に示す通り、校正ユニット２００は、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに取付可能に構成されている。校正ユニット２００は、校正処理に際して撮像ユニット１３０に撮像される校正用パターンが設けられたパターン部２０１と、このパターン部２０１を保持する筐体２０２と、を備える。
【００２３】
パターン部２０１の対物レンズ１４０との対向面２０３には、図４に例示する様な校正用パターンが設けられている。この様な校正用パターンは、例えば、反射率の異なる２つの部分から形成される。校正用パターンは既知のパターンであり、演算部１６０には、このパターンの座標データ等が予め保持されている。
【００２４】
筐体２０２は、図３に例示する様に、対物レンズ１４０を覆う様に撮像ユニット１３０の取付面１３５ａに取り付けられ、パターン部２０１を対物レンズ１４０と対向させて所定の位置に保持する。本実施形態において、パターン部２０１が取り付けられる位置は、対物レンズ１４０の光軸上であり、且つ、撮像ユニット１３０に撮像される位置である。また、筐体２０２は、取付面１３５ａに取り付けられることにより、撮像ユニット１３０の撮像方向と垂直な面内において校正用パターンが位置決めされる様に構成されている。即ち、上記面内における位置及び角度が決まる様に構成されている。また、筐体２０２は、取付面１３５ａに取り付けられることにより、校正用パターンを対物レンズ１４０の焦点位置に位置決めする様に構成されている。
【００２５】
［動作］
次に、画像測定装置１００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１００は、例えば、寸法測定及び校正処理を行う。
【００２６】
寸法測定に際しては、例えば図２に示す様に、試料台１２０にワーク１１０を載置する。次に、落射照明光源１３２からの照明光をワーク１１０に照射し、撮像素子１３１によってワーク１１０を撮像して画像データを取得する。次に、座標変換テーブルを用いて画像データに補正を行い、補正済画像データを取得する。次に、補正済画像データ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の幅等を算出する。例えば、ズームチューブレンズ１３４によって調整された画像データの倍率等から補正済画像データにおける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の幅等を算出する。
【００２７】
校正処理に際しては、例えば、駆動ユニット１５０によって撮像ユニット１３０を駆動して撮像ユニット１３０の取付面１３５ａに校正ユニット２００を取り付ける。次に、落射照明光源１３２からの照明光をパターン部２０１に照射し、撮像素子１３１等によって校正用パターンを撮像して画像データを取得する。次に、例えば座標変換テーブルを用いて画像データに補正を行い、補正済画像データを取得する。次に、補正済画像データ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、校正用パターンの輪郭形状を座標データとして取得する。次に、この座標データと、演算部１６０によって予め保持されている座標データとを比較してその差分を検出し、この差分に基づいて座標変換テーブルに保持された画像座標系及びワーク座標系の対応関係に補正を行う。
【００２８】
［効果］
本実施形態に係る校正ユニット２００は、画像測定装置１００に取付可能に構成されている。また、校正ユニット２００は、校正用パターンが設けられたパターン部２０１と、このパターン部２０１を所定の位置に保持する筐体２０２と、を備える。更に、この筐体２０２が画像測定装置１００の所定の位置に取り付けられると、撮像ユニット１３０の撮像方向と垂直な面内において校正用パターンが位置決めされる。この様な態様においては、校正ユニット２００を画像測定装置１００に取り付けるだけで校正用パターンの位置決めを行うことが出来るため、校正処理を容易に行うことが可能である。
【００２９】
また、本実施形態に係る校正ユニット２００においては、筐体２０２が画像測定装置１００の所定の位置に取り付けられると、校正用パターンが対物レンズ１４０を介して撮像ユニット１３０に撮像される所定の位置に配置される。従って、校正用パターンから撮像素子１３１までの光路に対物レンズ１４０が含まれる。従って、対物レンズ１４０に起因する歪を検出することが出来、校正処理を好適に行うことが可能である。
【００３０】
また、本実施形態に係る校正ユニット２００においては、筐体２０２が校正用パターンを対物レンズ１４０の焦点位置に位置決めする様に構成されている。従って、校正用パターンの撮像方向における位置決めも不要となり、校正処理を迅速に行うことが可能である。
【００３１】
また、例えば、測定の態様によっては、図５に示す様に、対物レンズ１４０を、倍率等の特性が異なる対物レンズ１４０´に交換することが考えられる。この場合、寸法測定等の精度に鑑みると、対物レンズ１４０´が取り付けられた状態でも校正処理を行うことが好ましい。ここで、通常、撮像ユニット１３０の取付面１３５ａ（対物レンズ１４０の胴付面）から対物レンズ１４０の焦点位置までの距離ｄ（図３）は、撮像ユニット１３０の取付面１３５ａ（対物レンズ１４０´の胴付面）から対物レンズ１４０´の焦点位置までの距離ｄ（図５）と一致する場合がある。ここで、本実施形態に係る校正ユニット２００は、撮像ユニット１３０の取付面１３５ａに取付可能に構成されている。従って、取付面１３５ａを基準として校正用パターン及び対物レンズ１４０の位置決めを行うことが可能であり、複数種類の対物レンズ１４０（１４０´）に対応させることが可能となる。尚、上述の様な距離ｄを、「同焦距離」と呼ぶことがある。
【００３２】
［第２の実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る校正ユニット２１０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。
【００３３】
本実施形態に係る校正ユニット２１０は、第１の実施形態に係る校正ユニット２００と同様に、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに取付可能に構成されている。また、校正ユニット２１０は、校正処理に際して撮像ユニット１３０に撮像される校正用パターンが設けられたパターン部２１１と、このパターン部２１１に投影光を照射して対物レンズ１４０に校正用パターンを投影するパターン投影光源２１２と、これらパターン部２１１及びパターン投影光源２１２を保持する筐体２０２と、を備える。
【００３４】
第２の実施形態に係るパターン部２１１は、基本的には第１の実施形態に係るパターン部２０１と同様に構成されている。ただし、パターン部２０１は落射照明光源１３２からの照明光を反射するものであり、反射率の異なる２つの部分によって校正用パターンを形成していた。一方、パターン部２１１はパターン投影光源２１２からの投影光を透過するものであり、透過率の異なる２つの部分によって校正用パターンを形成している。
【００３５】
パターン投影光源２１２は、パターン部２１１に投影光を照射して、パターン部２１１に形成されたパターンを、対物レンズ１４０を介して撮像素子１３１の撮像面に投影する。パターン投影光源２１２としては、例えばＬＥＤ等、種々の光源を使用可能である。また、投影光は、白色光や単色光等の可視光とすることも出来るし、赤外光、紫外光等とすることも出来る。
【００３６】
本実施形態に係る校正ユニット２１０によっても、第１の実施形態に係る校正ユニット２００と同様の効果を奏することが可能である。
【００３７】
また、本実施形態に係る校正ユニット２１０は、パターン投影光源２１２を備えている。従って、落射照明光源１３２（図２）の光量を調整することなく、校正処理に適した光量で校正処理を行うことが可能である。
【００３８】
［第３の実施形態］
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係る校正ユニット２２０について説明する。尚、以下の説明において、第１又は第２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。
【００３９】
本実施形態に係る校正ユニット２２０は、第１の実施形態に係る校正ユニット２００と同様に、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに取付可能に構成されている。また、校正ユニット２２０は、パターン部２０１と、ミラー２２１と、このミラー２２１を第１の位置ｐ１及び第２の位置ｐ２の間で駆動するミラー駆動部２２２と、これらパターン部２０１、ミラー２２１、及び、ミラー駆動部２２２を保持する筐体２２３と、を備える。
【００４０】
第１の位置ｐ１は、対物レンズ１４０の光軸上に設けられる。ミラー２２１が第１の位置ｐ１に位置している場合、パターン部２０１は対物レンズ１４０を介して撮像ユニット１３０に撮像される。従って、対物レンズ１４０を介して照射された照明光はミラー２２１で反射され、パターン部２０１に導かれる。また、パターン部２０１で反射された照明光もミラー２２１で反射され、対物レンズ１４０に導かれる。この場合、撮像ユニット１３０は、校正用パターンを撮像する。
【００４１】
第２の位置ｐ２は、対物レンズ１４０の光軸を避けて設けられる。ミラー２２１が第２の位置ｐ２に位置している場合、対物レンズ１４０を介して照射された照明光は筐体２２３に設けられた開口２２３ａを介して図示しないワーク１１０に導かれる。また、ワーク１１０で反射された照明光は開口２２３ａを介して対物レンズ１４０に導かれる。この場合、撮像ユニット１３０は、図示しないワーク１１０を撮像する。
【００４２】
本実施形態に係る校正ユニット２２０によっても、第１の実施形態に係る校正ユニット２００と同様の効果を奏することが可能である。
【００４３】
また、本実施形態に係る校正ユニット２２０においては、校正処理においてミラー２２１を第１の位置ｐ１に、寸法測定においてミラー２２１を第２の位置ｐ２に駆動することが可能であり、校正ユニット２２０を画像測定装置１００に取り付けたまま測定を行うことが可能である。この様な態様においては、校正処理の直後に寸法測定等を行ったり、寸法測定等の合間に校正処理を行うことが可能であり、校正処理を更に好適に行うことが可能である。
【００４４】
尚、図７に例示された校正ユニット２２０は、第１の実施形態と同様に、落射照明光源１３２（図２）から照射される照明光を反射するパターン部２０１を備えていた。しかしながら、例えば図８に例示する通り、第２の実施形態と同様に、パターン部２１１と、このパターン部２１１に投影光を照射して対物レンズ１４０に校正用パターンを投影するパターン投影光源２１２と、を備える校正ユニット２２０´を使用することも出来る。
【００４５】
また、図７に例示された校正ユニット２２０及び図８に例示された校正ユニット２２０´においては、ミラー２２１によって反射される光が校正処理に用いられ、ミラー２２１によって反射されない光が寸法測定等に用いられる。しかしながら、ミラー２２１によって反射される光を寸法測定に用い、ミラー２２１によって反射されない光を校正処理に用いることも出来る。
【００４６】
［第４の実施形態］
次に、図９を参照して、本発明の第４の実施形態に係る校正ユニット２３０について説明する。尚、以下の説明において、第１〜第３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。
【００４７】
本実施形態に係る校正ユニット２３０は、第１の実施形態に係る校正ユニット２００と同様に、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに取付可能に構成されている。また、校正ユニット２３０は、パターン部２１１と、このパターン部２１１に投影光を照射して対物レンズ１４０に校正用パターンを投影するパターン投影光源２３１と、ミラー２３２と、これらパターン部２１１、パターン投影光源２３１、及び、ミラー２３２を保持する筐体２２３と、を備える。
【００４８】
パターン投影光源２３１は、基本的には第２の実施形態に係るパターン投影光源２１２と同様に構成されている。ただし、パターン投影光源２３１は、落射照明光源１３２から照射される照明光と異なる周波数帯域の投影光を照射する。投影光は、例えば、赤外光である。
【００４９】
ミラー２３２は、落射照明光源１３２から照射される照明光に対応する周波数帯域の光を透過させ、パターン投影光源２３１から照射される投影光に対応する周波数帯域の光を反射する。撮像ユニット１３０は、例えば、透過する周波数帯域の光（照明光）が照射されたワーク１１０を撮像し、反射する周波数帯域の光（投影光）が照射された校正用パターンを撮像する。ミラー２３２は、例えば、ダイクロイックミラーである。
【００５０】
本実施形態に係る校正ユニット２３０によっても、第１〜第３の実施形態に係る校正ユニット２００、２１０、２２０と同様の効果を奏することが可能である。
【００５１】
また、本実施形態に係る校正ユニット２３０においては、第３の実施形態と異なり、ミラー２３２が駆動されない。従って、駆動によるミラー２３２の位置の誤差の影響を考慮する必要が無く、第３の実施形態よりも更に好適に校正処理を行うことが可能である。
【００５２】
尚、図９に例示された校正ユニット２３０は、第２の実施形態と同様に、パターン部２１１と、このパターン部２１１に投影光を照射して対物レンズ１４０に校正用パターンを投影するパターン投影光源２３１と、を備えていた。しかしながら、例えば、第１の実施形態と同様に、落射照明光源１３２から照射される照明光を反射するパターン部２０１を備える校正ユニットを使用することも出来る。この場合、落射照明光源１３２から照射される照明光には、ワーク１１０に照射される周波数帯域の光に加え、ミラー２３２によって反射される周波数帯域の光を含めることが出来る。
【００５３】
また、図９に例示された校正ユニット２３０においては、ミラー２３２によって反射される光が校正処理に用いられ、ミラー２３２によって反射されない光が寸法測定等に用いられる。しかしながら、ミラー２３２によって反射される光を寸法測定に用い、ミラー２３２によって反射されない光を校正処理に用いることも出来る。
【００５４】
［第５の実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第５の実施形態に係る校正ユニット２４０について説明する。尚、以下の説明において、第１〜第４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。
【００５５】
第１〜第４の実施形態には、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに取付可能に構成された校正ユニット２００等を例示した。しかしながら、校正ユニットの取付位置は、撮像ユニット１３０の筐体１３５の取付面１３５ａに限られない。例えば、第５の実施形態に係る校正ユニット２４０は、試料台１２０の内部に取付可能に構成されている。
【００５６】
本実施形態に係る試料台１２０は、ワーク１１０を載置する載置部１２１と、載置部１２１を介してワーク１１０に下方から照明光を照射する透過照明光源１２２と、載置部１２１を支持すると共に、透過照明光源１２２を収容する筐体１２３と、を備える。載置部１２１は、透明又は半透明な材料から構成され、その上面は、水平面と一致する平面に沿って設けられる。
【００５７】
校正ユニット２４０は、筐体１２３に取り付けられている。校正ユニット２４０は、第４の実施形態に係る校正ユニット２３０と同様に、パターン部２１１と、このパターン部２１１に投影光を照射して対物レンズ１４０に校正用パターンを投影するパターン投影光源２３１と、ミラー２３２と、これらパターン部２１１、パターン投影光源２３１、及び、ミラー２３２を保持する筐体２２３と、を備える。尚、ミラー２３２は、透過照明光源１２２から照射される照明光に対応する周波数帯域の光を透過させ、パターン投影光源２３１から照射される投影光に対応する周波数帯域の光を反射する。
【００５８】
載置部１２１が透明な材料から構成される場合には、パターン部２１１に形成されたパターンが撮像素子１３１の撮像面に投影されるため、このパターンを撮像することによって校正処理を行うことが可能である。また、載置部１２１が半透明な材料から構成される場合には、パターン部２１１に形成されたパターンが載置部１２１に投影されるため、このパターンを撮像することによって校正処理を行うことが可能である。
【００５９】
尚、図１０の例においては、第４の実施形態に係る校正ユニット２３０と同様の構成を備える校正ユニット２４０が試料台１２０の内部に設けられている。しかしながら、例えば、第３の実施形態に係る校正ユニット２２０、２２０´と同様の構成を備える校正ユニットを試料台１２０の内部に設けることも出来る。また、例えば、第１の実施形態に係る校正ユニット２００又は第２の実施形態に係る校正ユニット２１０と同様の構成を備える校正ユニットと、この校正ユニットを駆動する駆動機構と、を試料台１２０の内部に設け、校正処理を行う場合と寸法測定を行う場合との間で、校正ユニットの位置を調整することも出来る。
【符号の説明】
【００６０】
１１０…ワーク、１２０…試料台、１３０…撮像ユニット、１３５ａ…取付面、１４０…対物レンズ、１５０…駆動ユニット、１６０…演算部、２００…校正ユニット、２１０…パターン部、２２０…筐体。
【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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