(57)【要約】【目的】被測定体上に格子パターンを投影するための基準格子をバイナリ格子で構成するとともに、基準格子の不透光領域と透光領域との線幅比を可変に構成することによって、投影光の波長に対して半透過性を有するような被測定体を測定する場合においても、縞コントラストを調整して高い測定精度を得ることができるようにする。【解決手段】投影格子４０は２枚の要素格子４１，４３が、互いの不透光格子線４５，４７が重ね合わされてなる。２枚の要素格子４１，４３は、１軸移動ステージ４９によって、格子線４５，４７と直角な方向に相対的に横ずらしできるように構成されている。この横ずらしにより投影格子４０は、不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅比を変えることが可能になっている。【選択図】          図３
2005172459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接する不透光格子線および透光格子線を一対として、該一対の双方がそれぞれ全長に亘って少なくとも一方向においては略一定の線幅を持つようにして、前記方向に隙間無く平行に複数対並べてなる第１の基準格子の格子パターンを被測定体に投影し、該格子パターンが該被測定体の形状に応じた変形を受けることにより生じる縞パターンに基づき、前記被測定体の形状を測定する格子パターン投影形状測定装置において、
前記第１の基準格子は、前記不透光格子線と前記透光格子線との間で投影光の透過率が略２値的に変化するバイナリ格子であり、
前記一対のピッチは不変で該ピッチを構成する前記不透光格子線と前記透光格子線の前記線幅の割合が前記方向において可変に構成されていることを特徴とする格子パターン投影形状測定装置。
【請求項２】
前記第１の基準格子は、前記一対のピッチが互いに等しい２枚の要素格子を互いの格子線が平行な状態となるように重ね合わせて構成されており、前記２枚の要素格子を前記方向に相対的に横ずらしすることにより前記線幅の割合を変えるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の格子パターン投影形状測定装置。
【請求項３】
前記２枚の要素格子の前記格子線が直線状格子線であることを特徴とする請求項２記載の格子パターン投影形状測定装置。
【請求項４】
前記第１の基準格子の像を前記被測定体上に投影する投影光学系と、
この投影により前記被測定体上に形成された前記縞パターンの像を第２の基準格子上に結像させ、この結像により形成されたモアレ縞を観測する観測光学系とを備えてなることを特徴とする請求項１〜３までのうちいずれか１項記載の格子パターン投影形状測定装置。
【請求項５】
前記第２の基準格子は、前記不透光格子線と前記透光格子線とで構成される前記一対の間で光の透過率分布が正弦波状となるものであることを特徴とする請求項１〜４までのうちいずれか１項記載の格子パターン投影形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の格子パターンを被測定体上に投影し、この格子パターンが被測定体の形状に応じた変形を受けることにより生じる縞のパターンに基づき、被測定体の形状を測定する格子パターン投影形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の格子パターン投影形状測定装置として、モアレトポグラフィにより形状測定を行なうモアレ装置が知られている。このモアレ装置には、基準となる格子（基準格子）を照射して被測定体上にその影を作り、この影により形成される変形格子を、基準格子を通して見ることにより発生するモアレ縞を観察する格子照射型（実体格子型）のもの（下記特許文献１参照）と、投影用の第１の基準格子（投影格子）の像を被測定体上に投影し、この像により形成された変形格子像を観測用の第２の基準格子（撮影格子）上に結像させることにより生じるモアレ縞を観測する格子投影型のもの（下記特許文献２参照）とがある。
【０００３】
また、その他の格子パターン投影形状測定装置として、変形格子の縞パターンから直接的に被測定体の形状を解析するもの（下記特許文献３参照）や、複数枚の格子を互いの格子線の方向を傾けて重ね合わせることにより生じるモアレ縞のパターンを被測定体上に投影し、このモアレ縞パターンの変形に基づき被測定体の形状を解析するもの（下記特許文献４参照）などが知られている。
【０００４】
このような格子パターン投影形状測定装置において測定精度を向上させるためには、被測定体上に投影される格子パターンの光強度分布が正弦波状に変化するものであることが望ましいとされている。従来、基準格子の光透過率分布が正弦波状に変化するように構成された格子（正弦波格子，擬似正弦波格子，補正正弦波格子）を形成し、より高精度な形状測定を実現しようとする技術が提案されている（下記特許文献３，５参照）が、このような正弦波格子は光透過率分布が２値的に変化するいわゆるバイナリ格子（二値格子）に比べ高価となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４７００１号公報
【特許文献２】実開昭５５−９７４０８号公報
【特許文献３】特開平１１−８３４５４号公報
【特許文献４】特開２００２−８１９２３号公報
【特許文献５】特開２０００−１０５１０９号公報
【非特許文献１】「モアレ・トポグラフィの医歯学への応用」  MEDICAL  IMAGING  TECHNOLOGY  Vol.5  No.1(1987)  5:1〜5:2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば人体やセラミックス等をモアレ装置により測定する場合、モアレ縞が全体的に明るく見えて明暗（白黒）の違いがはっきりしないなど、モアレ縞のコントラストが大きく低下する現象が見られる（上記非特許文献１参照）。これは使用する光源の波長に対して被測定体が半透過性を有していると、光が被測定体において内部散乱を生じ、この内部散乱（特にそのうち後方散乱）によって、被測定体に投影された格子パターンの光強度分布が崩れ、正弦波状のものを得ようとしても得られなくなることが大きな要因と考えられる。
【０００７】
人体等を測定する場合に縞のコントラストが低下する現象は、モアレ装置以外にも格子パターン投影を利用する他の形状測定装置においても見られ、測定精度を低下させる大きな要因となる。従来、被測定体の形状に応じて正弦波格子における格子線のピッチや幅を変えることにより、被測定体上に投影された正弦波状の格子パターンの振幅やバイアス強度を変える技術は提案されている（上記特許文献３参照）。
【０００８】
しかし、被測定体の内部散乱が主因と考えられる縞コントラストの低下問題を、内部散乱の程度が相異なる複数の被測定体に対応できるような形で光学的に解決し得る技術は提案されていなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、使用する光源の波長に対して半透過性を有するような被測定体を測定する場合においても、縞コントラストを調整して高い測定精度を得ることが可能な格子パターン投影形状測定装置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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明に係る格子パターン投影形状測定装置は、
互いに隣接する不透光格子線および透光格子線を一対として、該一対の双方がそれぞれ全長に亘って少なくとも一方向においては略一定の線幅を持つようにして、前記方向に隙間無く平行に複数対並べてなる第１の基準格子の格子パターンを被測定体に投影し、該格子パターンが該被測定体の形状に応じた変形を受けることにより生じる縞パターンに基づき、前記被測定体の形状を測定する格子パターン投影形状測定装置において、
前記第１の基準格子は、前記不透光格子線と前記透光格子線との間で投影光の透過率が略２値的に変化するバイナリ格子であり、
前記一対のピッチは不変で該ピッチを構成する前記不透光格子線と前記透光格子線の前記線幅の割合が前記方向において可変に構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明において、前記第１の基準格子は、前記一対のピッチが互いに等しい２枚の要素格子を互いの格子線が平行な状態となるように重ね合わせて構成されており、前記２枚の要素格子を前記方向に相対的に横ずらしすることにより前記線幅の割合を変えるように構成されているものとすることができる。
この場合、前記２枚の要素格子の前記格子線は直線状格子線とすることができる。
【００１２】
また、前記第１の基準格子の像を前記被測定体上に投影する投影光学系と、この投影により前記被測定体上に形成された前記縞パターンの像を第２の基準格子上に結像させ、この結像により形成されたモアレ縞を観測する観測光学系とを備えてなるものとしてもよい。
この場合、前記第２の基準格子は、前記不透光格子線と前記透光格子線とで構成される前記一対の間で光の透過率分布が正弦波状となるように構成することが好ましい。
【００１３】
なお、上記「平行な状態」とは、１つの格子線を横ずらしの方向（格子線が直線の場合は一般に格子線と直角な方向）に平行移動させると他の格子線と略完全に重なる状態、すなわち当該移動方向に延びる直線群を設定した場合、この直線群の各直線と交わる各格子線の境界部分の傾きが各格子線間で互いに等しくなる状態を意味する。
【００１４】
また、上記「横ずらし」の方向は、このような直線群の延びる方向、すなわち当該方向に２つの要素格子を横ずらしすると、各直線が各不透光格子線および各透光格子線とそれぞれ交わる部分の長さが各直線間で略等しく変化する方向を意味する。
【００１５】
なお、上記「横ずらし方向」は一方向に限定されるものではない。例えば、格子線が直線である場合、格子線と斜めに交わる任意の方向に横ずらし方向をとることできる。
【００１６】
また、上記「バイナリ格子」は、ガラス板上に形成された金属薄膜をエッチングすることによって格子線を作り、金属薄膜が除去された透光格子線と金属薄膜が残っている不透光格子線の境界で光の透過が厳密にオン・オフされるもの以外に、例えば写真乳剤により透光格子線と不透光格子線とを形成したもののように、透光格子線と不透光格子線の境界で僅かな滲みが生じるため、境界における光のオン・オフが厳密にはなされないものも含む。
【００１７】
また、上記第１および第２の基準格子は格子線が直線となる直線格子に限定されない。上述したように各格子線が平行な状態に並ぶもの（いわゆる平行格子）であれば、格子線が曲線となる曲線格子であってもよい。なお、このような曲線格子の各格子線は、数学の分野で定義される「平行曲線」とは異なる。
【００１８】
また一般的に、使用する投影光が白色光である場合には、透光格子線を無色透明とした基準格子が用いられるが、上記第１および第２の基準格子は、使用する投影光の波長に対して透光格子線が透明、不透光格子線が不透明であればよく、透光格子線が無色透明である必要はない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る格子パターン投影形状測定装置によれば、使用する光源の波長に対して半透過性を有するような被測定体を測定する場合においても、第１の基準格子の格子ピッチは変化させずに透光格子線と不透光格子線との線幅の割合を変えることによって、投影された被測定体上の縞コントラストを高めることが可能であり、これにより測定感度を変化させることなく測定誤差の少ない高精度な測定結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る格子パターン投影形状測定装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る格子パターン投影形状測定装置１０（以下、単に「測定装置１０」と称することがある）は、測定ヘッド１２，電源機器駆動部１４，制御部１６，およびモニタ１８を備えてなり、測定ヘッド１２において被測定体２の立体形状情報および模様（テクスチャ）情報を取り込み、これら立体形状情報および模様情報を、電源機器駆動部１４を介して制御部１６へ出力し、制御部１６において立体形状情報と模様情報とを合成処理して被測定体２の３次元イメージを生成し、これをモニタ１８に表示するようになっている。制御部１６には、キーボード２０およびマウス２２が接続されており、これらを操作することにより、モニタ１８における３次元イメージの表示角度の変更等その表示内容の切換え操作を行なうことができるようになっている。
【００２１】
また、上記測定ヘッド１２における立体形状情報の取り込みは、格子投影型モアレトポグラフィを利用して行なうようになっている。図１において、測定ヘッド１２の前方に２点鎖線で示す格子面Ｐｇが、格子投影型モアレトポグラフィにおける仮想基準格子面である。この測定ヘッド１２の格子投影型モアレ装置としての基本構成および機能を、図２を用いて説明する。図２は、測定ヘッド１２の格子投影型モアレ装置としての基本構成および機能を示す平面図である。
【００２２】
図２に示すように測定ヘッド１２は、投影光学系２６および観測光学系２８を備えてなる。投影光学系２６は、投影用ランプ，熱線カットフィルタおよびコンデンサレンズからなる格子照明系（不図示）と、第１の基準格子としての投影格子４０と、投影レンズ４２とを備えてなり、一方、観測光学系２８は、撮影レンズ４４と、第２の基準格子としての観測用基準格子（撮影格子）４６と、フィールドレンズ，折り返しミラーおよびＣＣＤカメラからなるテレビ光学系（不図示）とを備えてなる。
【００２３】
また、上記投影レンズ４２および撮影レンズ４４は、その各光軸Ａｘ１およびＡｘ２が互いに平行になるようにして取り付けられており、図示せぬ上記格子照明系は、光軸Ａｘ１に対して左斜め後方から投影格子４０を照射するように配置されており、その投影用ランプの像は、投影レンズ４２の入射瞳位置に略結像されるようになっている。
【００２４】
一方、上記観測用基準格子４６は、図示せぬ上記テレビ光学系のフィールドレンズおよび折り返しミラーと共に光軸Ａｘ２上に配置されており、上記ＣＣＤカメラは、光軸Ａｘ２に対して折り返しミラーにより直角に折り返された光軸上に配置されている。
【００２５】
投影格子４０および観測用基準格子４６は、いずれも互いに等しいピッチで上下方向（紙面に垂直な方向）に延びる格子線を有しており、光軸Ａｘ１およびＡｘ２と直交する同一平面内に設けられている。そして、投影格子４０は、該投影格子４０の像が仮想基準格子面Ｐｇに結像されるように仮想基準格子面Ｐｇと共役の位置関係で配置されており、一方、観測用基準格子４６も、仮想基準格子面Ｐｇの像が観測用基準格子４６に結像されるように仮想基準格子面Ｐｇと共役の位置関係で配置されている。
【００２６】
そして測定ヘッド１２は、投影光学系２６により投影格子４０の像を被測定体２上に投影するとともに、この投影により被測定体２上に形成された変形格子像を観測光学系２８により観測用基準格子４６上に結像させ、この結像により生じるモアレ縞を観測するように構成されている。
【００２７】
図２において１点鎖線で示す仮想基準格子面Ｐｇおよび仮想基準格子面Ｐｇと平行な実線で示す複数の面が次数の異なる等次数モアレ面（以下「モアレ面」と称する）を形成しており、これら各モアレ面と被測定体２が交差する曲線に沿ってモアレ縞が形成されることとなる。図２には、仮想基準格子面Ｐｇの手前側（図中下側）にのみ実線でモアレ面を示しているが、仮想基準格子面Ｐｇの奥側（図中上側）にも複数のモアレ面が形成される。したがって、被測定体２が仮想基準格子面Ｐｇを前後にまたがるように配置された場合においてもモアレ縞は形成される。
【００２８】
図２に示す被測定体２は、人体（顔面部）を模式的に表したものである。上述したように、人体等の生体やアルミナ等の細かい粒子からなるセラミックス、あるいは発泡スチロール等の発泡プラスチック、発泡ガラスやオパールガラス等の拡散ガラスなど、投影光の波長に対して半透過性を有しているため内部散乱が生じ易いものをモアレ装置により測定する場合には、そのような特性を持たないものを測定した際には良好なコントラストが得られるにもかかわらず、モアレ縞のコントラストが大きく低下する現象が見られる。
【００２９】
本実施形態に係る格子パターン投影形状測定装置１０は、被測定体２が投影光の波長に対して半透過性を有するような場合においても、縞コントラストを調整して高い測定精度を得ることができるようにするため、以下の特徴を備えている。
【００３０】
すなわち、図２に示す投影格子４０は、不透光格子線と透光格子線との間で投影光の透過率が略２値的に変化するバイナリ格子であり、不透光格子線と透光格子線との線幅の割合を連続的に変化させることができるように構成されている。
【００３１】
また、投影格子４０は、互いの格子線ピッチが略等しい複数の要素格子が、互いの格子線が平行な状態となるように重ね合わされてなり、これら各要素格子を格子線と直角な方向に互いに横ずらしすることにより上記線幅の割合を変えるように構成されている。
【００３２】
以下、これらの特徴点について、図３〜図５を参照しながらより詳細に説明する。
まず図３を用いて、投影格子４０の概略構成およびその移動機構について説明する。図３は投影格子４０の構成およびその移動機構を概略的に示す図で、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）は投影格子４０の一部を拡大して示す断面図、同図（ｃ）は投影格子４０の一部を拡大して示す正面図である。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように投影格子４０は、不図示の投影用ランプ側に配置された要素格子４１と被測定体２（図２参照）側に配置された要素格子４３とが、互いの格子線（共に直線状）が平行な状態となるように重ね合わされてなる。２枚の要素格子４１，４３はそれぞれ、不透光格子線４５，４７を形成する不透光領域Ｂと透光格子線６１，６３を形成する透光領域Ｗとの間で投影光の透過率が略２値的に変化するバイナリ格子であり、格子線幅、格子ピッチＰ、および不透光領域Ｂすなわち不透光格子線４５，４７と透光領域Ｗすなわち透光格子線６１，６３との線幅の割合（１：１）がそれぞれ互いに略等しくなるように構成されている。
【００３４】
また投影格子４０は、２枚の要素格子４１，４３を格子線と直角な移動方向（図中矢線で示す）に互いに横ずらしできるようになっている。詳しくは、この横ずらしは図３（ａ）に示す１軸移動ステージ４９によってなされる。すなわち、この１軸移動ステージ４９は、支持フレーム４８に取り付けられた一方の要素格子４３を支持する上板５１と、この上板５１を上記移動方向に移動可能に支持するともに他方の要素格子４１を固定的に支持する中板５３と、調整ネジ５４とからなり、オペレータがこの調整ネジ５４を操作することによって、一方の要素格子４３を支持した上板５１を他方の要素格子４１を支持した上記中板５３に対して相対的に上記移動方向に移動させ、これにより上記横ずらしの調整を行なえるように構成されている。
【００３５】
この横ずらし調整により投影格子４０は、不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅の割合を、２枚の要素格子４１，４３の各不透光格子線４５，４７が完全に重なり合った状態（線幅比１：１）から各不透光格子線４５，４７の一部が重なり合った状態（例えば線幅比１．８：１，図３（ｃ）参照）まで任意に変えることが可能になっている。なお、上記調整ネジ５４に代えて電動のアクチュエータを設け、図１に示すキーボード２０からの入力操作により電源機器駆動部１４を介して制御部１６から制御信号を出力し、この制御信号に基づき上記アクチュエータを駆動して上記横ずらしの調整を行なうようにしてもよい。
【００３６】
また、図３（ａ）に示すように、投影格子４０はパルスステージ５５に支持されている。このパルスステージ５５は、上記中板５３とこの中板５３を上記移動方向に移動可能に支持する下板５７とパルスモータ５９とからなり、このパルスモータ５９の駆動によって、２枚の要素格子４１，４３と共に中板５３を下板５７に対して上記移動方向に沿って移動させることにより、投影格子４０を１位相分の長さにわたって往復微動（フリンジスキャン）させるようになっている。なお、パルスステージに代えて圧電素子等を用いてフリンジスキャンを行なうようにしてもよい。
【００３７】
この投影格子４０の移動により、投影格子４０と観測用基準格子４６との間の位相が変化し、これに伴ってモアレ縞が移動する。図１に示す測定装置１０では、このモアレ縞の像を１／４位相毎に取得することにより、制御部１６において被測定体２（図２参照）の高精度な形状測定および凹凸判定を行なうようになっている。
【００３８】
次に図４を用いて、投影格子４０における上記線幅比調整の作用について説明する。図４は投影格子４０における線幅比調整の作用を示す図で、同図（ａ）〜（ｅ）は線幅比調整前、同図（ａ´）〜（ｅ´）は線幅比調整後を示している。また、同図（ａ），（ａ´）は投影格子４０の一部を拡大して示す断面図、同図（ｂ），（ｂ´）は投影格子４０の一部を拡大して示す正面図、同図（ｃ），（ｃ´）は投影光に対する投影格子４０の透過率分布を示す図、同図（ｄ），（ｄ´）は被測定体２に形成された縞パターンの一部を示す図、同図（ｅ），（ｅ´）はその光強度分布を示す図である。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、投影格子４０を構成する２枚の要素格子４１，４３の各格子線４５，４７が互いに略重なり合うようにすると、同図（ｂ）に示すように投影格子４０の不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅比は１：１となる。投影格子４０は投影光に対してバイナリ格子として機能するので、投影光の透過率分布は同図（ｃ）に示すように、不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの境界部分において略２値的（０，１）に変化する。
【００４０】
このように線幅比を１：１とした投影格子４０を図２に示す被測定体２すなわち人体の顔面部に投影すると、この投影により被測定体２上に形成された縞パターンは図４（ｄ）に示すように、被測定体２の内部散乱の影響を受けることによって、本来暗く見える部分が全体的に薄明るく見えるとともに暗く見える部分の幅が減少する。すなわち、このとき縞パターンの光強度分布は、図４（ｅ）に示すように、バイアス強度βが大きくなるとともに、正弦波形状とはかけ離れたものとなる。縞パターンの光強度分布において、バイアス強度βが大きくなるために投影された縞パターンのコントラストが低下し、これにより図１に示す観測光学系２８において観察されるモアレ縞のコントラストも低下する。また縞パターンの光強度分布が正弦波状とならなくなるため、観察されるモアレ縞の光強度分布も正弦波状とはならなくなり、フリンジスキャン測定を実施する際の測定精度に悪影響を及ぼす。
【００４１】
一方、図４（ａ´）に示すように、投影格子４０を構成する２枚の要素格子４１，４３を横ずらしして、各々の格子線４５，４７が互いに一部分のみ重なり合うようにすると、同図（ｂ´）に示すように投影格子４０の不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅比が変化する（例えば１．３：１）。なお、横ずらししても投影格子４０の格子ピッチＰは変化せず、また投影格子４０は投影光に対してバイナリ格子として機能するので、投影光の透過率分布は同図（ｃ´）に示すような、不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの境界部分において略２値的（０，１）に変化する形状とされる。
【００４２】
このように線幅比を変えた投影格子４０の像を図２に示す被測定体２に投影すると、この投影により被測定体２上に形成された縞パターンは図４（ｄ´）に示すように、被測定体２の内部散乱の影響を受けることによって、本来暗く見える部分の幅が減少するもののコントラストは良くなる。すなわち、このときの縞パターンの光強度分布を見ると、図４（ｅ´）に示すように、バイアス強度β´があまり大きくならず、全体的には正弦波形状に近いものとなる。このとき、図２に示す観測光学系２８において観察されるモアレ縞のコントラストも向上し、その光強度分布も正弦波状となる。
【００４３】
なお、本実施形態における上記線幅比の調整は、図１に示すモニタ１８に表示されたモアレ縞を観察しながら、そのコントラストが良くなるように図３に示す調整ネジ５４を操作することによって行なわれる。また、投影格子４０の像を図２に示す被測定体２に投影することによって被測定体２上に形成される縞パターンは、被測定体２の凹凸形状を反映して変形を受けたものとなるが、図４（ｄ），（ｄ´）では、縞パターンが変形を受けることについては便宜上無視している。
【００４４】
次に図５を用いて、観測用基準格子４６について説明する。図５は観測用基準格子４６の構成および機能を示す図で、同図（ａ）は観測用基準格子４６をその支持フレーム４８と共に示す正面図、同図（ｂ）はその一部を拡大して示す正面図、同図（ｃ）は投影光に対する観測用基準格子４６の透過率分布を示す図である。
【００４５】
図５（ａ）に示すように観測用基準格子４６は、巨視的には不透光領域Ｂと透光領域Ｗとが等間隔で縦縞状に形成されているように見えるが、同図（ｂ）に示すように微視的には、不透光領域Ｂと透光領域Ｗの左右の幅および間隔が徐変する繰り返しパターンで構成されている。不透光領域Ｂおよび透光領域Ｗの左右の幅および間隔は、同図（ｃ）に示すように投影光の透過率分布が略正弦波状となるように、また巨視的な格子ピッチＰが投影格子４０の格子ピッチＰと等しくなるように設定されている。
【００４６】
なお、図５に示す観測用基準格子４６は、上記特許文献５に記載された技術に基づくものであるが、上記特許文献３に記載された技術に基づく正弦波格子を観測用基準格子４６として用いることもできる。
【００４７】
以上のように構成された測定装置１０によれば、使用する光源の波長に対して半透過性を有するような人体等の被測定体２を測定する場合においても、バイナリ格子である投影格子４０の不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅比を変えることによって、モアレ縞のコントラストを良好として高精度なフリンジスキャン測定を行なうことが可能となり、投影格子４０に正弦波格子を用いた場合には得られない良好な測定結果を得ることができる。
【００４８】
また、投影格子４０を２枚の要素格子４１，４３により構成し、これら２枚の要素格子４１，４３の相対的な横ずらし移動により不透光領域Ｂと透光領域Ｗとの線幅比を変えるようにしているので、線幅比の調整を手動操作により容易に行なうことが可能である。
【００４９】
なお、上記特許文献３に記載されているような、液晶素子により基準格子を作成する技術を用いて、投影光の透過率分布が２値的に変化するバイナリ格子を作成するとともに、その不透光領域と透光領域との線幅比を変えられるように構成したものを本発明の第１の基準格子として用いることも可能である。
【００５０】
また、上記実施形態は本発明を格子投影型モアレ装置に適用した例を示しているが、本発明は上記特許文献１に記載されているような格子照射型モアレ装置や、上記特許文献３，４に記載されているような他の格子パターン投影形状測定装置に対しても同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る格子パターン投影形状測定装置の全体構成図
【図２】格子投影型モアレ装置としての基本構成および機能を示す図
【図３】投影格子の構成およびその移動機構を概略的に示す図
【図４】投影格子における線幅比調整の作用を示す図
【図５】観測用基準格子の構成および機能を示す図
【符号の説明】
【００５２】
２      被測定体
１０      格子パターン投影形状測定装置
１２      測定ヘッド
１４      電源機器駆動部
１６      制御部
１８      モニタ
２６      投影光学系
２８      観測光学系
４０      投影格子（第１の基準格子）
４１，４３      要素格子
４２      投影レンズ
４４      撮影レンズ
４５，４７      不透光格子線
４６      観測用基準格子（第２の基準格子）
４８      支持フレーム
４９      １軸移動ステージ
５１      上板
５３      中板
５４      調整ネジ
５５      パルスステージ
５７      下板
５９      パルスモータ
６１，６３      透光格子線
Ｐ        格子ピッチ
Ｂ        不透光領域
Ｗ        透光領域
Ａｘ１、Ａｘ２      光軸
Ｐｇ      仮想基準格子面
【図１】
2005172459.tif 000003
【図２】
2005172459.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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