(57)【要約】【課題】計測対象の表面の三次元座標を容易に計測できる計測システム、照射装置、演算装置及び計測方法を提供する。【解決手段】  計測システム１は、予め定められた第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線Ｌ１に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射する照射装置１０と、第１照射線Ｌ１及び複数の第２照射線Ｌ２を含む領域Ｒ１の二次元画像を取得する撮像装置２０と、第１照射角度と、第１照射線Ｌ１上の点及び複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射角度を算出し、複数の第２照射角度と、複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出するコントローラ１００と、を備える。【選択図】図１
2015219209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を前記第１照射線に交差する複数の第２照射線にそれぞれ照射する照射装置と、
前記第１照射線及び前記複数の第２照射線を含む領域の二次元画像を取得する撮像装置と、
前記第１照射角度と、前記第１照射線上の点及び前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射角度を算出し、前記複数の第２照射角度と、前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出する演算装置と、を備える計測システム。
【請求項２】
前記照射装置は、複数の前記第１照射線にレーザ光を照射し、
前記演算装置は、前記複数の第２照射線のそれぞれと、少なくとも前記複数の第１照射線のいずれか一本との交点の前記二次元画像内における位置に基づいて、前記複数の第２照射角度を算出する、請求項１記載の計測システム。
【請求項３】
前記照射装置は、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射したレーザ光を反射するように配置されたＭＥＭＳミラーと、
前記ＭＥＭＳミラーで反射したレーザ光を前記複数の第２照射角度にて前記複数の第２照射線にそれぞれ照射するように前記ＭＥＭＳミラーを回動させる照射制御部と、を有する、請求項１又は２記載の計測システム。
【請求項４】
前記光源はスポット状のレーザ光を出射するように構成され、
前記ＭＥＭＳミラーは、互いに交差する２本の軸線まわりに回動するように構成されており、
前記照射制御部は、前記ＭＥＭＳミラーで反射したレーザ光を前記複数の第２照射角度にて前記複数の第２照射線にそれぞれ照射し、当該レーザ光の照射箇所を前記複数の第２照射線に沿ってそれぞれ移動させるように前記ＭＥＭＳミラーを回動させる、請求項３記載の計測システム。
【請求項５】
前記照射制御部は、前記ＭＥＭＳミラーで反射したレーザ光を前記第１照射角度にて前記第１照射線に照射し、当該レーザ光の照射箇所を前記第１照射線に沿って移動させるように前記ＭＥＭＳミラーを回動させる、請求項４記載の計測システム。
【請求項６】
前記第１照射角度は第１軸線まわりの角度であり、
前記第２照射角度は第２軸線まわりの角度であり、
前記撮像装置は撮像素子を有し、
前記撮像素子と前記ＭＥＭＳミラーとは、前記第１軸線及び前記第２軸線に対して傾斜した方向に沿って並んでいる、請求項３〜５のいずれか一項記載の計測システム。
【請求項７】
前記撮像装置は、前記撮像素子を収容する筐体を更に有し、
前記筐体は、前記第１軸線及び前記第２軸線に直交する方向から見て、前記撮像素子と前記ＭＥＭＳミラーとが並ぶ方向に沿った矩形を呈し、
前記撮像素子は、前記第１軸線及び前記第２軸線に直交する方向から見て前記筐体に対して傾斜した矩形を呈している、請求項６記載の計測システム。
【請求項８】
前記照射装置は、スポット状のレーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射したレーザ光を反射するように配置され、互いに交差する２本の軸線まわりに回動するように構成されたミラーと、
前記ミラーで反射したレーザ光を前記複数の第２照射角度にて前記複数の第２照射線にそれぞれ照射し、当該レーザ光の照射箇所を前記複数の第２照射線に沿ってそれぞれ移動させるように前記ミラーを回動させる、請求項１又は２記載の計測システム。
【請求項９】
レーザ光を照射する照射装置と、
レーザ光の照射箇所を含む領域の二次元画像を取得する撮像装置と、
既知の情報及び前記二次元画像から取得した情報のみに基づいて、前記レーザ光の照射箇所の三次元座標を算出する演算装置と、を備える計測システム。
【請求項１０】
前記照射装置は、前記レーザ光を照射すると共に、前記レーザ光の照射角度に関する情報を示すための補助光を照射し、
前記撮像装置は、前記レーザ光及び前記補助光の照射箇所を含む領域の前記二次元画像を取得し、
前記演算装置は、前記二次元画像内における前記補助光の照射箇所に基づいて前記レーザ光の照射角度を取得し、前記照射角度と、前記レーザ光の照射箇所の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記レーザ光の照射箇所の三次元座標を算出する、請求項９記載の計測システム。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項記載の計測システムに用いられる装置であって、
前記第１照射角度にて、レーザ光を前記第１照射線に照射し、前記複数の第２照射角度にて、レーザ光を前記第１照射線に交差する前記複数の第２照射線にそれぞれ照射する、照射装置。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか一項記載の計測システムに用いられる装置であって、
前記第１照射角度と、前記第１照射線上の点及び前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射角度を算出し、前記複数の第２照射角度と、前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出する、演算装置。
【請求項１３】
予め定められた第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を前記第１照射線に交差する複数の第２照射線にそれぞれ照射すること、
前記第１照射線及び前記複数の第２照射線を含む領域の二次元画像を取得すること、
前記第１照射角度と、前記第１照射線上の点及び前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射角度を算出し、前記複数の第２照射角度と、前記複数の第２照射線上の点の前記二次元画像内における位置とに基づいて前記複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出すること、を含む計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、計測システム、照射装置、演算装置及び計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スリット光で照射された計測対象の二次元画像をカメラで取得し、二次元画像内におけるスリット光の照射部の座標に基づいて、当該照射部の三次元座標を算出する三次元座標計測方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６１９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、計測対象の表面の三次元座標を容易に計測できる計測システム、照射装置、演算装置及び計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る計測システムは、予め定められた第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を第１照射線に交差する複数の第２照射線にそれぞれ照射する照射装置と、第１照射線及び複数の第２照射線を含む領域の二次元画像を取得する撮像装置と、第１照射角度と、第１照射線上の点及び複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射角度を算出し、複数の第２照射角度と、複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出する演算装置と、を備える。
【０００６】
本開示に係る照射装置は、上記計測システムに用いられる装置であって、第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を第１照射線に交差する複数の第２照射線にそれぞれ照射する。
【０００７】
本開示に係る演算装置は、上記計測システムに用いられる装置であって、第１照射角度と、第１照射線上の点及び複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射角度を算出し、複数の第２照射角度と、複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出する。
【０００８】
本開示に係る計測方法は、予め定められた第１照射角度にて、レーザ光を第１照射線に照射し、複数の第２照射角度にて、レーザ光を第１照射線に交差する複数の第２照射線にそれぞれ照射すること、第１照射線及び複数の第２照射線を含む領域の二次元画像を取得すること、第１照射角度と、第１照射線上の点及び複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射角度を算出し、複数の第２照射角度と、複数の第２照射線上の点の二次元画像内における位置とに基づいて複数の第２照射線上の点の三次元座標を算出すること、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、計測対象の表面の三次元座標を容易に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】計測システムの模式図である。
【図２】計測システムの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った側面図である。
【図５】照射装置の構成を示す斜視図である。
【図６】コントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】計測方法の実行手順を示すフローチャートである。
【図８】計測方法の実行手順を示すフローチャートである。
【図９】複数の第１照射線へのレーザ光の照射手順を示す平面図である。
【図１０】複数の第２照射線へのレーザ光の照射手順を示す平面図である。
【図１１】照射装置及び撮像装置の配置例を示す模式図である。
【図１２】照射装置及び撮像装置の他の配置例を示す模式図である。
【図１３】照射装置及び撮像装置の更に他の配置例を示す模式図である。
【図１４】計測システムの変形例を示す平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った側面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った側面図である。
【図１７】計測システムの他の変形例を示す平面図である。
【図１８】計測システムの更に他の変形例を示す平面図である。
【図１９】図１８の計測システムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。説明の便宜のために、上方をｚ軸正方向としたｘｙｚ直交座標系を各図に示す。
【００１２】
本実施形態に係る計測システム１は、計測対象にレーザ光を照射し、レーザ光の照射箇所を含む領域の二次元画像を取得し、三角測量の原理を用いて計測対象の表面の三次元計測を行うものである。以下、計測システムの構成の概要、各構成の詳細、制御・演算処理手順、計測システムの効果、及び計測システムの変形例を順に説明する。
【００１３】
１．計測システムの構成の概要
図１に示すように、計測システム１は、計測台２と、照射装置１０と、撮像装置２０と、コントローラ１００とを備える。
【００１４】
計測台２は、水平な載置面を有し、載置面には、計測システム１の計測対象である計測対象Ｗが載置される。照射装置１０は、計測台２の上方に設けられており、レーザ光を照射する。撮像装置２０は、計測台２の上方において照射装置１０から離間した位置に設けられ、二次元画像を取得する。
【００１５】
コントローラ１００は、照射制御部１２１と、照射角度記憶部１２２と、撮像制御部１２３と、第１座標算出部１２４と、照射角度算出部１２５と、第２座標算出部１２６と、座標蓄積部１２７と、画像生成部１２８とを備える。
【００１６】
照射制御部１２１は、予め定められた複数の第１照射角度θ１にて、レーザ光ＬＢ１を複数の第１照射線Ｌ１に照射するように照射装置１０を制御する。照射制御部１２１は、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光ＬＢ２を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射するようにも照射装置１０を制御する。このように、照射制御部１２１は照射装置１０の機能の一部を構成する。すなわち、照射装置１０は照射制御部１２１を含み、予め定められた第１照射角度θ１にてレーザ光ＬＢ１を第１照射線Ｌ１に照射し、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光ＬＢ２を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射する。
【００１７】
照射角度記憶部１２２は、予め定められた複数の第１照射角度θ１を記憶する。
【００１８】
撮像制御部１２３は、第１照射線Ｌ１及び第２照射線Ｌ２を含む領域Ｒ１の二次元画像を取得するように撮像装置２０を制御する。このように、撮像制御部１２３は撮像装置２０の機能の一部を構成する。すなわち、撮像装置２０は撮像制御部１２３を含み、第１照射線Ｌ１及び第２照射線Ｌ２を含む領域Ｒ１の二次元画像を取得する。
【００１９】
第１座標算出部１２４は、複数の第１照射角度θ１と、複数の第１照射線Ｌ１上の点の二次元画像内における位置（以下、「二次元座標」という。）とに基づいて、複数の第１照射線Ｌ１上の点の三次元座標を算出する。
【００２０】
照射角度算出部１２５は、複数の第２照射線Ｌ２のそれぞれと、少なくとも複数の第１照射線Ｌ１のいずれか一本との交点の二次元座標に基づいて当該交点の三次元座標を特定し、当該交点の三次元座標に基づいて複数の第２照射角度θ２を算出する。
【００２１】
第２座標算出部１２６は、複数の第２照射角度θ２と、複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出する。
【００２２】
座標蓄積部１２７は、第２座標算出部１２６によって算出された三次元座標を蓄積する。座標蓄積部１２７に蓄積された三次元座標を、計測対象Ｗの表面形状を示すデータとして利用可能である。
【００２３】
画像生成部１２８は、座標蓄積部１２７に蓄積されたデータに基づいて、計測対象Ｗの表面形状の画像を生成する。
【００２４】
このように構成されたコントローラ１００は、照射装置１０及び撮像装置２０の制御装置として機能し、三次元座標を算出するための演算装置としても機能する。演算装置としてのコントローラ１００は、第１照射角度θ１と、第１照射線Ｌ１上の点及び第２照射線Ｌ２上の点の２次画像内における位置とに基づいて複数の第２照射角度θ２を算出する。なお、図１に示されるコントローラ１００の各部は、コントローラ１００の機能を便宜上複数のブロック（以下、「機能ブロック」という。）に区切ったものに過ぎず、ハードウェアがこのような機能ブロックに分かれていることを意味するものではない。
【００２５】
２．各構成の詳細
続いて、照射装置１０、撮像装置２０及びコントローラ１００の構成をより詳細に説明する。
【００２６】
（１）照射装置
（１−１）第１照射線へのレーザ光の照射機能
図２及び図３に示すように、照射装置１０は、第１平面Ｐ１に沿った光路で計測対象Ｗ側にレーザ光ＬＢ１を出射し、第１平面Ｐ１と計測対象Ｗの表面との交線にレーザ光ＬＢ１を照射する。上述した第１照射角度θ１は、第１平面Ｐ１の傾斜角である。上述した第１照射線Ｌ１は、第１平面Ｐ１と計測対象Ｗの表面との交線である。
【００２７】
なお、第１平面Ｐ１の傾斜角は、第１平面Ｐ１と水平面との交線（以下、「第１軸線Ｌ１１」という。）まわりの角度である。説明の便宜上、第１軸線Ｌ１１はｘ軸に平行であるものとする。第１平面Ｐ１の傾斜角の基準は、例えば水平面であるがこれに限られない。第１平面Ｐ１の傾斜角の基準は、第１軸線Ｌ１１まわりの角度が既知のものであればどのようなものであってもよく、例えば鉛直線であってもよい。
【００２８】
（１−２）第２照射線へのレーザ光の照射機能
図２及び図４に示すように、照射装置１０は、第２平面Ｐ２に沿った光路で計測対象Ｗ側にレーザ光ＬＢ２を出射し、第２平面Ｐ２と計測対象Ｗの表面との交線にレーザ光ＬＢ２を照射する。上述した第２照射角度θ２は、第２平面Ｐ２の傾斜角である。上述した第２照射線Ｌ２は、第２平面Ｐ２と計測対象Ｗの表面との交線である。
【００２９】
なお、第２平面Ｐ２の傾斜角は、第２平面Ｐ２と水平面との交線（以下、「第２軸線Ｌ１２」という。）まわりの角度である。説明の便宜上、第２軸線Ｌ１２はｙ軸に平行であり、第１軸線Ｌ１１に直交しているものとする。第２平面Ｐ２の傾斜角の基準は、例えば水平面であるがこれに限られない。第２平面Ｐ２の傾斜角の基準は、第２軸線Ｌ１２まわりの角度が既知のものであればどのようなものであってもよく、例えば鉛直線であってもよい。なお、第２軸線Ｌ１２及び第１軸線Ｌ１１は必ずしも互いに直交していなくてもよく、互いに交差していればよい。
【００３０】
（１−３）照射装置の具体例
照射装置１０は、様々な構成で実現することが可能である。その一例として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー４１が使用される場合にいて説明する。
【００３１】
図５に示すように、照射装置１０は、光源３０と、ＭＥＭＳミラー４１とを有する。光源３０は例えば半導体レーザであり、スポット状のレーザ光を出射するように構成されている。ＭＥＭＳミラー４１は、光源３０が出射したレーザ光を反射するように配置されている。ＭＥＭＳミラー４１は、軸線Ｌ２１，Ｌ２２まわりに回動するように電子回路基板４０上に構成されている。電子回路基板４０は、例えばシリコン基板又はガラス基板等である。電子回路基板４０上には、ＭＥＭＳミラー４１を軸線Ｌ２１，Ｌ２２まわりに回動させるアクチュエータも設けられている。このように、「ＭＥＭＳミラー」とは、アクチュエータと共に電子回路基板上に組み込まれたミラーを意味する。
【００３２】
照射制御部１２１は、軸線Ｌ２１，Ｌ２２まわりに回動するようにＭＥＭＳミラー４１を制御する。具体的に、照射制御部１２１は、ＭＥＭＳミラー４１で反射したレーザ光ＬＢ１を照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１にて複数の第１照射線Ｌ１に照射し、レーザ光ＬＢ１の照射箇所を複数の第１照射線Ｌ１に沿って移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を回動させる。照射制御部１２１は、ＭＥＭＳミラー４１で反射したレーザ光ＬＢ２を複数の第２照射角度θ２にて複数の第２照射線Ｌ２に照射し、レーザ光ＬＢ２の照射箇所を複数の第２照射線Ｌ２に沿って移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を回動させる。
【００３３】
（２）撮像装置
撮像装置２０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を内蔵している。撮像制御部１２３は、撮像素子の露光及び撮像素子からの二次元画像の読み出しを一定のフレーム周期で繰り返すように撮像装置２０を制御し、フレーム周期ごとに二次元画像を取得する。
【００３４】
（３）コントローラ
図６は、ハードウェア上におけるコントローラ１００の構成を示す。図６に示すように、コントローラ１００は、プロセッサ１１１と、メモリ１１２と、ストレージ１１３と、入出力基板１１４と、フレームグラバー基板１１５と、これらを相互に接続するバス１１６とを有する。入出力基板１１４は、照射装置１０を制御するためのデータの入出力を行う。フレームグラバー基板１１５は、撮像装置２０を制御するためのデータ及び画像データの入出力を行う。プロセッサ１１１は、メモリ１１２及びストレージ１１３の少なくとも一方と協働してプログラムを実行することで、入出力基板１１４及びフレームグラバー基板１１５を介したデータの入出力を行う。これにより、コントローラ１００の様々な機能が実現される。
【００３５】
なお、図６に示した構成は一例である。コントローラ１００は、上述した機能を実現可能であれば、ハードウェア上どのように構成されていてもよい。例えば、コントローラ１００の各機能は、必ずしもプログラムの実行により実現されるものでなくてよく、所定の動作に特化した回路素子（例えば論理ＩＣ）により実現されるものであってもよい。
【００３６】
３．制御・演算処理手順
続いて、コントローラ１００による制御・演算処理手順の一例について説明する。コントローラ１００は、図７及び図８に示す手順にて、照射装置１０及び撮像装置２０の制御と、三次元座標の演算・蓄積と、計測対象Ｗの表面の画像生成とを実行する。これにより、本実施形態に係る計測方法が実行される。
【００３７】
まず、コントローラ１００は、図７に示すステップＳ１１を処理する。ステップＳ１１では、照射制御部１２１が第１照射角度θ１を予め設定された初期値にする。初期値は、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１のいずれであってもよい。一例として、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１の最小値が初期値であるものとする。
【００３８】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ１２〜Ｓ１４を順次処理する。ステップＳ１２では、撮像制御部１２３が撮像素子の露光を開始するように撮像装置２０を制御する。ステップＳ１３では、照射制御部１２１が、レーザ光ＬＢ１を第１照射角度θ１にて第１照射線Ｌ１に照射するようにＭＥＭＳミラー４１を制御し、レーザ光ＬＢ１の照射箇所を第１照射線Ｌ１に沿って移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を制御する。ステップＳ１４では、撮像制御部１２３が、撮像素子の画像を読み出すように撮像装置２０を制御し、二次元画像を取得する。
【００３９】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ１５，Ｓ１６を順次処理する。ステップＳ１５では、第１座標算出部１２４が、二次元画像内における第１照射線Ｌ１上の各点の二次元座標を画像処理によって算出する。ステップＳ１６では、第１座標算出部１２４が、第１照射角度θ１と、第１照射線Ｌ１上の各点の二次元座標とに基づいて、第１照射線Ｌ１上の各点の三次元座標を算出する。
【００４０】
第１座標算出部１２４は、三角測量の原理に基づき、例えば次の式（１）及び（２）に基づいて三次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚを算出する。式（１）において、ｈＡは媒介変数であり、ａ１１〜ａ３４は定数である。ａ１１〜ａ３４は、撮像装置２０の配置及び光学特性等に応じて定まる。式（２）において、ｈＢは媒介変数であり、ｂ１１〜ｂ２４は定数である。ｂ１１〜ｂ２４は、光源３０の配置及びＭＥＭＳミラー４１の配置等に応じて定まる。ａ１１〜ａ３４及びｂ１１〜ｂ２４は、既存の手法（例えば、特公平６−６３７４号公報参照）によりキャリブレーションを行うことで予め設定可能である。三次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚは、式（１）に二次元座標ｕ，ｖを代入して得られる方程式と、式（２）に第１照射角度θ１を代入して得られる方程式とからなる連立方程式を解くことで算出される。
【数１】
2015219209.tif 000003
【数２】
2015219209.tif 000004
【００４１】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ１７を処理する。ステップＳ１７では、第１照射角度θ１が最終値であるかを照射制御部１２１が確認する。最終値は、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１のいずれであってもよい。一例として、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１の最大値が最終値であるものとする。
【００４２】
第１照射角度θ１が最終値でない場合、コントローラ１００はステップＳ１８を処理する。ステップＳ１８では、照射制御部１２１が第１照射角度θ１を次の値に変更する。「次の値」は、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１のうち未使用のものであればよい。一例として、照射角度記憶部１２２に記憶された複数の第１照射角度θ１のうち、現在の第１照射角度θ１の次に大きな値が「次の値」であるものとする。第１照射角度θ１を変更した後、コントローラ１００は処理をステップＳ１１に戻し、第１照射角度θ１が最終値になるまでステップＳ１１〜Ｓ１８を繰り返す。これにより、複数の第１照射角度θ１にて複数の第１照射線Ｌ１にレーザ光が照射され（図９参照）、照射箇所の三次元座標が算出される。コントローラ１００は、ステップＳ１１〜Ｓ１８を上述したフレーム周期で繰り返してもよい。
【００４３】
このように、本実施形態に係る計測方法は、予め定められた複数の第１照射角度θ１にて、レーザ光を複数の第１照射線Ｌ１にそれぞれ照射すること、及び複数の第１照射線Ｌ１上の点の三次元座標を算出することを含む。
【００４４】
ステップＳ１７において、第１照射角度θ１が最終値であることが確認された場合、コントローラ１００は、図８に示すステップＳ２１〜Ｓ２３を処理する。ステップＳ２１では、撮像制御部１２３が撮像素子の露光を開始するように撮像装置２０を制御する。ステップＳ２２では、照射制御部１２１が、レーザ光ＬＢ２を第２照射角度θ２にて第２照射線Ｌ２に照射するようにＭＥＭＳミラー４１を制御し、レーザ光ＬＢ２の照射箇所を第２照射線Ｌ２に沿って移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を制御する。ステップＳ２３では、撮像制御部１２３が、撮像素子の画像を読み出すように撮像装置２０を制御し、二次元画像を取得する。
【００４５】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ２４を処理する。ステップＳ２４では、照射角度算出部１２５が、第２照射線Ｌ２と、少なくとも複数の第１照射線Ｌ１のいずれか一本との交点の二次元座標に基づいて当該交点の三次元座標を特定し、当該交点の三次元座標に基づいて第２照射角度θ２を算出する。なお、二次元画像は有限個の画素により構成されるので、二次元画像における第２照射線Ｌ２及び第１照射線Ｌ１は、厳密には有限個の点の集合となっている。このため、上記交点が、第１照射線Ｌ１を構成する点同士の間に位置する場合があり得る。上記交点が、第２照射線Ｌ２を構成する点同士の間に位置する場合もあり得る。このような場合であっても、第１照射線Ｌ１を構成する点同士の間、及び第２照射線Ｌ２を構成する点同士の間の少なくとも一方を例えば線形補完等により補完することで、上記交点の二次元座標及び三次元座標を算出することが可能である。
【００４６】
照射角度算出部１２５は、例えば次の式（３）に基づいて第２照射角度θ２を算出する。式（３）において、ｈＤは媒介変数であり、ｄ１１〜ｄ２４は定数である。ｄ１１〜ｄ２４は、光源３０の配置及びＭＥＭＳミラー４１の配置等に応じて定まる。ｄ１１〜ｄ２４も、既存の手法によりキャリブレーションを行うことで予め設定可能である。第２照射角度θ２は、例えば上記交点の三次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚを式（３）に代入することで算出される。
【数３】
2015219209.tif 000005
【００４７】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ２５〜Ｓ２７を順次処理する。ステップＳ２５では、第２座標算出部１２６が、二次元画像内における第２照射線Ｌ２上の各点の二次元座標を画像処理によって算出する。ステップＳ２６では、第２座標算出部１２６が、第２照射角度θ２と、第２照射線Ｌ２上の各点の二次元座標とに基づいて、第２照射線Ｌ２上の各点の三次元座標を算出する。ステップＳ２７では、第２座標算出部１２６が、三次元座標の算出結果を座標蓄積部１２７に蓄積する。
【００４８】
第２座標算出部１２６は、三角測量の原理に基づき、例えば既出の式（１）及び（３）に基づいて三次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚを算出する。三次元座標Ｘ，Ｙ，Ｚは、式（１）に二次元座標ｕ，ｖを代入して得られる方程式と、式（３）に第２照射角度θ２を代入して得られる方程式とからなる連立方程式を解くことで算出される。
【００４９】
次に、コントローラ１００は、ステップＳ２８を処理する。ステップＳ２８では、照射制御部１２１が、計測対象範囲の端まで第２照射線Ｌ２を移動し終えたかどうかを確認する。
【００５０】
ステップＳ２８において、第２照射線Ｌ２の移動が完了していないことが確認された場合、コントローラ１００はステップＳ２９を処理する。ステップＳ２９では、照射制御部１２１が、第２照射角度θ２を変更するようにＭＥＭＳミラー４１を制御する。具体的に、照射制御部１２１は、第２照射角度θ２を微増又は微減させるようにＭＥＭＳミラー４１を制御する。第２照射角度θ２を変更した後、コントローラ１００は、処理をステップＳ２１に戻し、第２照射線Ｌ２の移動が完了するまでステップＳ２１〜Ｓ２９を繰り返す。これにより、複数の第２照射角度θ２にて複数の第２照射線Ｌ２にレーザ光が照射され（図１０参照）、照射箇所の三次元座標が算出され、蓄積される。コントローラ１００は、ステップＳ２１〜Ｓ２９を上述したフレーム周期で繰り返してもよい。
【００５１】
このように、本実施形態に係る計測方法は、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光を複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射すること、複数の第２照射線Ｌ２のそれぞれと、少なくとも複数の第１照射線Ｌ１のいずれか一本との交点の二次元座標に基づいて当該交点の三次元座標を特定し、当該交点の三次元座標に基づいて複数の第２照射角度θ２を算出すること、及び複数の第２照射角度θ２と、複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出することを含む。
【００５２】
ステップＳ２８において、第２照射線Ｌ２の移動が完了したことが確認された場合、コントローラ１００は、ステップＳ３１を処理する。ステップＳ３１では、画像生成部１２８が、座標蓄積部１２７に蓄積されたデータに基づいて、計測対象Ｗの表面形状の画像を生成する。
【００５３】
以上でコントローラ１００による制御・演算処理が完了する。なお、ステップＳ１１〜Ｓ３０の順序は適宜変更可能である。例えば、上述した手順では、第１照射線Ｌ１の二次元画像を取得する度に第１照射線Ｌ１上の点の三次元座標を算出しているが、複数の第１照射線Ｌ１の二次元画像を全て取得した後に、第１照射線Ｌ１上の点の三次元座標を算出してもよい。また、上述した手順では、第２照射線Ｌ２の二次元画像を取得する度に第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出しているが、複数の第２照射線Ｌ２の二次元画像を全て取得した後に、第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出してもよい。
【００５４】
４．計測システムによる効果
以上に説明したように、計測システム１は、予め定められた第１照射角度θ１にて、レーザ光ＬＢ１を第１照射線Ｌ１に照射し、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光ＬＢ２を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射する照射装置１０と、第１照射線Ｌ１及び複数の第２照射線Ｌ２を含む領域Ｒ１の二次元画像を取得する撮像装置２０と、第１照射角度θ１と、第１照射線Ｌ１上の点及び複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射角度θ２を算出し、複数の第２照射角度θ２と、複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出する演算装置（コントローラ１００）と、を備える。
【００５５】
また、計測システム１により実行される計測方法は、予め定められた第１照射角度θ１にて、レーザ光ＬＢ１を第１照射線Ｌ１に照射し、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光ＬＢ２を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射すること、第１照射線Ｌ１及び複数の第２照射線Ｌ２を含む領域の二次元画像を取得すること、第１照射角度θ１と、第１照射線Ｌ１上の点及び複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射角度θ２を算出し、複数の第２照射角度θ２と、複数の第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて複数の第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標を算出すること、を含む。
【００５６】
この計測システム及び計測方法によれば、予め定められた第１照射角度θ１と、第１照射線Ｌ１上の点及び第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて第２照射角度θ２が算出され、第２照射角度θ２と、第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とに基づいて、第２照射線Ｌ２上の点の三次元座標が算出される。第２照射角度θ２と第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とはいずれも二次元画像から取得されるので、これらの情報は必然的に同期する。このため、これらの情報を同期させるための調整が不要である。従って、計測対象Ｗの表面の三次元座標を容易に計測できる。
【００５７】
また、第２照射角度θ２に係る情報と、第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標に係る情報とが確実に同期することは、精度向上にも寄与し得る。更に、第２照射角度θ２を二次元画像から取得することで、第２照射角度θ２を角度センサにより計測する必要がない。このため、第２照射角度を二次元画像から取得することは計測システム１の構成の単純化にも寄与し得る。
【００５８】
照射装置１０は、複数の第１照射線Ｌ１にレーザ光ＬＢ１を照射し、コントローラ１００は、複数の第２照射線Ｌ２のそれぞれと、少なくとも複数の第１照射線Ｌ１のいずれか一本との交点の二次元座標に基づいて、複数の第２照射角度θ２を算出する。第１照射線Ｌ１上において、計測対象Ｗに遮られてレーザ光ＬＢ１を照射できない部分が生じ、当該第１照射線Ｌ１と第２照射線Ｌ２との交点の二次元座標を取得できない場合がある。このような場合であっても、他の第１照射線Ｌ１と第２照射線Ｌ２との交点の二次元座標に基づいて第２照射角度θ２を算出できる。従って、三次元座標を算出不能な領域を削減できる。なお、複数の第１照射線Ｌ１にレーザ光ＬＢ１を照射する手法に制限はない。例えば、第１照射角度θ１を変更するのに代えて、レーザ光ＬＢ１の出射位置を変更してもよい。
【００５９】
照射装置１０は、レーザ光を出射する光源３０と、光源３０から出射したレーザ光を反射するように配置されたＭＥＭＳミラー４１と、ＭＥＭＳミラー４１で反射したレーザ光を複数の第２照射角度θ２にて複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射するようにＭＥＭＳミラー４１を回動させる照射制御部１２１と、を有する。回動型ミラーとしてＭＥＭＳミラーを採用する場合、ミラーの回動角度の計測精度を高めることは難しい傾向がある。このため、二次元画像から第２照射角度θ２を取得できることがより有益となる。
【００６０】
光源３０はスポット状のレーザ光を出射するように構成され、ＭＥＭＳミラー４１は、互いに交差する２本の軸線Ｌ２１，Ｌ２２まわりに回動するように構成されており、照射制御部１２１は、ＭＥＭＳミラー４１で反射したレーザ光を複数の第２照射角度θ２にて複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射し、当該レーザ光の照射箇所を複数の第２照射線Ｌ２に沿ってそれぞれ移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を回動させる。これにより、スポット状のレーザ光を用いつつ、第２照射線Ｌ２上の広範囲にレーザ光を照射できるので、レーザ光をスリット状等に広げる光学系が不要である。従って、光源３０の構成を単純化できる。
【００６１】
照射装置１０は、レーザ光の照射箇所を第１照射線Ｌ１又は第２照射線Ｌ２に沿って移動させることを撮像装置２０における撮像素子２２の露光中に行っている。このため、一本の第１照射線Ｌ１に沿って並ぶ複数の照射箇所の画像を１つの二次元画像に集約し、一本の第２照射線Ｌ２に沿って並ぶ複数の照射箇所の画像を１つの二次元画像に集約できる。このことは、計測速度の向上及び二次元画像の記憶容量の削減等に寄与し得る。但し、二次元画像をこのように取得することは必須ではなく、１点の照射箇所つき１つの二次元画像を取得してもよい。
【００６２】
照射制御部１２１は、ＭＥＭＳミラー４１で反射したレーザ光を第１照射角度θ１にて第１照射線Ｌ１に照射し、当該レーザ光の照射箇所を第１照射線Ｌ１に沿って移動させるようにＭＥＭＳミラー４１を回動させる、このため、一組の光源３０及びＭＥＭＳミラー４１により、第１照射線Ｌ１及び第２照射線Ｌ２の両方にレーザ光を照射できる。従って、計測システム１の構成を単純化できる。
【００６３】
第１照射角度θ１は第１軸線Ｌ１１まわりの角度であり、第２照射角度θ２は第２軸線Ｌ１２まわりの角度であり、撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とは、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に対して傾斜した方向に沿って並んでいる（図１１参照）。第１照射角度θ１及び二次元画像を用いた三角測量には、第１照射角度θ１でのレーザ光ＬＢ１の出射位置と二次元画像の撮像位置との距離（以下、この距離を「第１基線長」という。）が必要である。第２照射角度θ２及び二次元画像を用いた三角測量には、第２照射角度θ２でのレーザ光ＬＢ２の出射位置と二次元画像の撮像位置との距離（以下、この距離を「第２基線長」という。）が必要である。第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に対して傾斜した方向に沿って撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とを並べることで、第１基線長及び第２基線長を確保できる。
【００６４】
撮像装置２０は、撮像素子２２を収容する筐体２１を更に有してもよい。図１２に示すように、筐体２１は、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に直交する方向から見て、撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とが並ぶ方向に沿った矩形を呈し、撮像素子２２は、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に直交する方向から見て筐体２１に対して傾斜した矩形を呈していてもよい。この場合、撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とが並ぶ方向に筐体２１を沿わせることにより、撮像装置２０と照射装置１０との間のデッドスペースを削減し、計測システム１の小型化を図ることができる。また、撮像素子２２を筐体２１に対して傾斜させることにより、第１照射線Ｌ１を撮像素子２２の２辺に沿わせ、第２照射線Ｌ２を撮像素子２２の他の２辺に沿わせることができる。このため、第１照射線Ｌ１に交差する第２照射線Ｌ２を二次元画像の広範囲に行き渡らせることができる。これにより、撮像素子２２の広範囲を三次元座標の算出に用い、三次元座標を計測可能な領域を広くすることができる。
【００６５】
照射装置１０は、光源３０及びＭＥＭＳミラー４１を収容する筐体１１を更に有してもよい。筐体１１は、筐体２１と同様に、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に直交する方向から見て、撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とが並ぶ方向に沿った矩形を呈してもよい。この場合も、撮像装置２０と照射装置１０との間のデッドスペースを削減し、計測システム１の小型化を図ることができる。
【００６６】
図１３に示すように、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に直交する方向から見て、筐体２１及び筐体１１は第１軸線Ｌ１１又は第２軸線Ｌ１２に沿って並び、それぞれ第１軸線Ｌ１１又は第２軸線Ｌ１２に沿った矩形を呈し、筐体２１及び筐体１１が並ぶ方向に直交する方向において、撮像素子２２及びＭＥＭＳミラー４１の位置が互いにずれていてもよい。この場合も、筐体２１及び筐体１１の整列により、照射装置１０と撮像装置２０との間のデッドスペースを削減し、計測システム１の小型化を図ることができる。また、撮像素子２２とＭＥＭＳミラー４１とが並ぶ方向は、第１軸線Ｌ１１及び第２軸線Ｌ１２に対して傾斜するので、上記第１基線長及び第２基線長を確保できる。
【００６７】
なお、照射装置１０は、予め定められた第１照射角度θ１にて、レーザ光ＬＢ１を第１照射線Ｌ１に照射し、複数の第２照射角度θ２にて、レーザ光ＬＢ２を第１照射線Ｌ１に交差する複数の第２照射線Ｌ２にそれぞれ照射するものであればどのようなものであってもよく、上述したものに限定されない。
【００６８】
上述したように、照射装置１０としてＭＥＭＳミラー４１を有する構成を採用することは、二次元画像から第２照射角度θ２を取得できることをより有益なものとしているものの、必須ではない。照射装置１０はＭＥＭＳミラーではないミラーを有するものであってもよい。すなわち、照射装置１０は、スポット状のレーザ光を出射する光源３０と、光源３０から出射したレーザ光を反射するように配置され、互いに交差する２本の軸線まわりに回動するように構成されたミラーと、ミラーで反射したレーザ光を前記複数の第２照射角度にて前記複数の第２照射線にそれぞれ照射し、当該レーザ光の照射箇所を前記複数の第２照射線に沿ってそれぞれ移動させるように前記ミラーを回動させる照射制御部１２１とを有するものであってもよい。この場合も、スポット状のレーザ光を用いつつ、第２照射線Ｌ２上の広範囲にレーザ光を照射できるので、レーザ光をスリット状等に広げる光学系が不要である。従って、光源３０の構成を単純化できる。
【００６９】
また、照射装置１０において、同一の光学系により、第１照射線Ｌ１及び第２照射線Ｌ２にスポット状のレーザ光を照射することは、計測システム１の構成の単純化に寄与しているものの、第１照射線Ｌ１及び第２照射線Ｌ２に照射されるレーザ光がスポット状であることは必須ではない。レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の照射に同一の光学系を用いることも必須ではない。図１４〜図１６に示す計測システム１Ａの照射装置１０Ａは、レーザ光ＬＢ１の照射用の第１光源６１、第１ミラー６２及び第１モータ６３と、レーザ光ＬＢ２の照射用の第２光源７１、第２ミラー７２及び第２モータ７３とを有する。
【００７０】
第１光源６１は、スリット状のレーザ光を出射する。第１ミラー６２は、第１光源６１から出射したレーザ光を反射し、第１平面Ｐ１に沿った光路にて第１照射線Ｌ１に到達させるように配置されている。第１モータ６３は、第１ミラー６２で反射したレーザ光を複数の第１照射角度θ１にて複数の第１照射線Ｌ１に照射するように第１ミラー６２を回動させる。
【００７１】
第２光源７１は、スリット状のレーザ光を出射する。第２ミラー７２は、第２光源７１から出射したレーザ光を反射し、第２平面Ｐ２に沿った光路にて第２照射線Ｌ２に到達させるように配置されている。第２モータ７３は、第２ミラー７２で反射したレーザ光を複数の第２照射角度θ２にて複数の第２照射線Ｌ２に照射するように第２ミラー７２を回動させる。
【００７２】
このような構成によっても、第２照射角度θ２と第２照射線Ｌ２上の点の二次元座標とはいずれも二次元画像から取得されるので、これらの情報は必然的に同期する。このため、これらの情報を同期させるための調整が不要である。従って、計測対象Ｗの表面の三次元座標を容易に計測できる。
【００７３】
上述したように、複数の第１照射線Ｌ１にレーザ光を照射することは、三次元座標を算出不能な領域を削減することに寄与しているものの、必須ではない。図１７に示す計測システム１Ｂの照射装置１０Ｂは、照射装置１０Ａの第１光源６１、第１ミラー６２及び第１モータ６３を第１光源６４に置き換えたものである。第１光源６４は、予め設定された１つの第１照射角度θ１にて、スリット状のレーザ光を一本の第１照射線Ｌ１に照射する。第１光源６４は、ミラーを介することなく、レーザ光を第１照射線Ｌ１に直接照射する。
【００７４】
図１７に示すように、光源から第１照射線Ｌ１への光路にミラーを介在させることは必須ではない。図による例示は省略するが、光源から第２照射線Ｌ２への光路にミラーを介在させることも必須ではない。光源から第１照射線Ｌ１又は第２照射線Ｌ２にレーザ光を直接照射する場合であっても、光源を回動させることで照射角度を変更可能である。
【００７５】
５．計測システムの変形例
以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。計測システムは、少なくとも、レーザ光を照射する照射装置と、レーザ光の照射箇所を含む領域の二次元画像を取得する撮像装置と、既知の情報及び二次元画像から取得した情報のみに基づいて、レーザ光の照射箇所の三次元座標を算出する演算装置と、を備えるものであればどのようなものであってもよく、この要旨を変更しない範囲において様々な変更が可能である。
【００７６】
図１８及び図１９に示す計測システム１Ｃの照射装置１０Ｃは、照射装置１０Ｂに角度センサ７４を付加すると共に、第１光源６４を光源６５に置き換えたものである。角度センサ７４は例えばエンコーダであり、第２照射角度θ２を検出する。光源６５は、角度センサ７４により検出された第２照射角度θ２に関する情報を示すための補助光ＳＢ１を照射する。すなわち照射装置１０は、レーザ光ＬＢ２を照射すると共に、第２照射角度θ２に関する情報を示すための補助光ＳＢ１を照射する。
【００７７】
補助光ＳＢ１は、第２照射角度θ２に関する情報を画像処理により認識可能な形態で領域Ｒ１内に投影する光であればどのようなものであってもよい。例えば、補助光ＳＢ１として、第２照射角度θ２に関する情報を文字情報として領域Ｒ１内に投影するもの、第２照射角度θ２に関する情報を色彩情報として領域Ｒ１内に投影するもの、第２照射角度θ２に関する情報を輝度情報として領域Ｒ１内に投影するもの等が挙げられる。なお、上述したレーザ光ＬＢ１も補助光ＳＢ１に相当する。レーザ光ＬＢ１を補助光ＳＢ１として用いる場合には、角度センサ７４が不要である。
【００７８】
撮像装置２０は、レーザ光ＬＢ２及び補助光ＳＢ１の照射箇所を含む領域Ｒ１の二次元画像を取得する。コントローラ１００Ｃは、照射装置１０Ｃ及び撮像装置２０の制御装置として機能する。コントローラ１００Ｃは、三次元座標を算出するための演算装置としても機能する。演算装置としてのコントローラ１００Ｃは、二次元画像内における補助光ＳＢ１の照射箇所に基づいて第２照射角度θ２を取得し、第２照射角度θ２と、レーザ光ＬＢ２の照射箇所の二次元座標とに基づいてレーザ光ＬＢ２の照射箇所の三次元座標を算出する。
【００７９】
このような構成によっても、第２照射角度θ２とレーザ光ＬＢ２の照射箇所の二次元座標とはいずれも二次元画像から取得されるので、これらの情報は必然的に同期する。このため、これらの情報を同期させるための調整が不要である。従って、計測対象Ｗの表面の三次元座標を容易に計測できる。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…計測システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…照射装置、２０…撮像装置、２１…筐体、２２…撮像素子、３０…光源、４１…ＭＥＭＳミラー、６２，７２…ミラー、１００，１００Ｃ…コントローラ（演算装置）、１２１…照射制御部、Ｌ１…第１照射線、Ｌ１１…第１軸線、Ｌ１２…第２軸線、Ｌ２…第２照射線、ＬＢ１，ＬＢ２…レーザ光、Ｒ１…領域、ＳＢ１…補助光、θ１…第１照射角度、θ２…第２照射角度。
【図１】
2015219209.tif 000006
【図２】
2015219209.tif 000007
【図３】
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【図４】
2015219209.tif 000009
【図５】
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【図６】
2015219209.tif 000011
【図７】
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【図８】
2015219209.tif 000013
【図９】
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【図１０】
2015219209.tif 000015
【図１１】
2015219209.tif 000016
【図１２】
2015219209.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
2015219209.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
2015219209.tif 000021
【図１７】
2015219209.tif 000022
【図１８】
2015219209.tif 000023
【図１９】
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