(57)【要約】【課題】  画像測定装置において、測定時間を短縮する。【解決手段】  画像測定装置１が、光源４から出射した光線を被検物１３面上に投影する２つの共焦点光学系５０，５０´と、被検物１３面からの戻り光を共焦点光学系５０，５０´を介してそれぞれ受光するカメラ１１ａ，１１ｂと、カメラ１１ａ，１１ｂからの画像を取得する画像取得部４１，４２と、取得された画像を合成処理して被検物１３の高さを算出する高さ算出回路４３とを有する。その上で、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野が隣接するか、もしくは撮像視野の間隔が撮像視野の大きさの自然数倍となるように、対物レンズユニット１７ａ，１７ｂが所定の間隔をおいて並んだ状態で、画像取得部４１，４２により複数の画像を取得する。【選択図】  図１
2005195415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが被検物面の異なる位置の画像を取得する複数の画像取得手段と、
前記複数の画像取得手段により取得された複数の画像に基づいて前記被検物の測定を行う測定手段とを有する画像測定装置であって、
前記複数の画像取得手段のそれぞれの撮像視野が隣接するか、もしくは前記撮像視野の間隔が前記撮像視野の大きさの自然数倍となるように、前記複数の画像取得手段を配置することを特徴とする画像測定装置。
【請求項２】
前記複数の画像取得手段のそれぞれの画像の倍率を変更する倍率変更手段と、
前記倍率変更手段による倍率の変更に伴う前記撮像視野の大きさの変化に応じて、前記複数の画像取得手段の撮像視野の位置を、前記撮像視野が隣接するか、もしくは前記撮像視野の間隔が前記撮像視野の大きさの自然数倍となるように移動させる移動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像測定装置。
【請求項３】
前記複数の画像取得手段は、共焦点光学系とその共焦点光学系による像を撮像する撮像手段とを有し、前記共焦点光学系の対物レンズの焦点位置を前記被検物に対して光軸方向に相対移動させ、異なる前記焦点位置毎に前記撮像手段から画像を取得し、取得した複数の画像に基づいて前記被検物の高さを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検物の画像に基づいて被検物の測定を行う画像測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検物に光源からの光を投光することで映し出される画像の画像処理を行い、被検物の高さ測定等をする画像測定装置として、例えば被検物の表面上に光学系の焦点を合わせてそのときの高さの情報を取得する共焦点光学系を利用するものがある。共焦点光学系は、対物レンズ像面にピンホールを配し、このピンホールを通して、例えば、光源から発せられるレーザ光を被検物面に投光し、ピンホールを通過する被検物面からの戻り光をＣＣＤカメラのような撮像素子により検出するものが代表的な構成として知られている。
【０００３】
このような構成による共焦点光学系は、被検物面が対物レンズの被検物側の焦点面にある場合に、ピンホールを通して検出される戻り光の輝度（光量）が最大となり、被検物面が対物レンズの被検物側の焦点面からわずかでも光軸方向にずれると、ピンホールへの戻り光が大部分遮光されるため、撮像素子が検出する戻り光の輝度は急激に減少する性質を持つ。従って、共焦点光学系のこのような性質を利用して被検物面からの戻り光の光量を検出することで、被検物面の高さや特定の領域における表面形状を測定できる。このような共焦点光学系を利用した画像測定装置として、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。
【特許文献１】特開２００２−２３６００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被検物面の測定すべき範囲と比べて、１回の撮像で得られる撮像視野は小さく、ステージ移動等で撮像位置を光軸と垂直な方向に順次移動させて撮像を繰り返すこととなる。したがって、測定に多くの時間を要する、という問題点があった。
【０００５】
以上のような課題に鑑みて、本発明は、測定時間を短縮することができる画像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】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明に係る画像測定装置は、それぞれが被検物面の異なる位置の画像を取得する複数の画像取得手段と、複数の画像取得手段により取得された複数の画像に基づいて被検物の測定を行う測定手段とを有する画像測定装置であって、複数の画像取得手段のそれぞれの撮像視野が隣接するか、もしくは撮像視野の間隔が撮像視野の大きさの自然数倍となるように、複数の画像取得手段を配置する。
【０００７】
また、上記構成の画像測定装置において、複数の画像取得手段のそれぞれの画像の倍率を変更する倍率変更手段と、倍率変更手段による倍率の変更に伴う撮像視野の大きさの変化に応じて、複数の画像取得手段の撮像視野の位置を、撮像視野が隣接するか、もしくは撮像視野の間隔が撮像視野の大きさの自然数倍となるように移動させる移動手段とを有する。
【０００８】
また、上記構成の画像測定装置において、複数の画像取得手段は、共焦点光学系とその共焦点光学系による像を撮像する撮像手段とを有し、共焦点光学系の対物レンズの焦点位置を被検物に対して光軸方向に相対移動させ、異なる焦点位置毎に撮像手段から画像を取得し、取得した複数の画像に基づいて被検物の高さを算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、測定時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像測定装置の好ましい実施の形態について図１から図８を参照して説明する。図１に例として複数の共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂを有して共焦点光学系５０，５０´を利用した画像測定装置の構成図を示す。この画像測定装置１は、被検物１３を載置するためのＸＹステージ１２を有していて、水平面内（ＸＹ面内）で移動可能である。この移動は、コントローラ４０からの制御信号を受けたＸＹステージ駆動部２４によるモータ駆動によって行われる。また、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂは、それぞれコントローラ４０からの制御信号を受けた共焦点ヘッド駆動部２３によるモータ駆動によってＺ方向に移動可能になっている。また、共焦点ヘッド１４ｂ内の対物レンズユニット１７は、共焦点ヘッド駆動部２３によるモータ駆動によって、Ｘ方向に移動可能になっている。
【００１１】
また、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂのＺ方向への移動量および対物レンズユニット１７のＸ方向への移動量は、それらにそれぞれ取り付けた図示しない位置検出器、例えばリニアエンコーダによって検出され、コントローラ４０に読み込まれる。対物レンズユニット１７をＸ方向に移動させることにより、２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の相対位置関係を変更することができる。
【００１２】
画像測定装置１に設けられた２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂは、共焦点光学系５０，５０´とＣＣＤカメラ（カメラＡ１１ａ、カメラＢ１１ｂ）とをそれぞれ内蔵しており、被検物１３の表面（以下、「物体面Ｏ」と呼ぶ）上の異なる領域における共焦点光学系を利用した共焦点画像を得ることが可能である。それぞれの共焦点画像はコントローラ４０内の第１画像取得部４１、および第２画像取得部４２にそれぞれ取り込まれ、２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の相対位置に基いて画像処理されてこれらの画像が合成される。そして、合成処理された画像に基いて、コントローラ４０内の高さ算出回路４３により被検物１３全体の寸法形状（高さ）が求められる。
【００１３】
共焦点光学系５０，５０´は、ズーム光学系であり、倍率を変えることができる。これは、変倍スイッチ３１を操作することにより、共焦点光学系５０，５０´内のレンズが駆動されることにより行われる。
【００１４】
ここで、共焦点ヘッドＡ１４ａを例に共焦点光学系について説明すると、図２に示すように、共焦点光学系５０は、照明光学系２および測定光学系３を有して構成される。照明光学系２は、測定光学系３の側方に位置し、その光軸上に順に、光源４、コレクタレンズ５および照明用ハーフプリズム６が配設されて構成されている。一方、測定光学系３は、その光軸上に順に、対物レンズ７ａからなる第１の結像光学系７と、共焦点ディスク８と、照明用ハーフプリズム６と、リレーレンズからなる第２の結像光学系１０とから構成されている。また、被検物１３はＸＹステージ１２に載置されて、測定光学系３における第１の結像光学系７の下方に配置されている。
【００１５】
光源４から出射した照明光はコレクタレンズ５で平行光に変換され、照明用ハーフプリズム６に照射される。照明用ハーフプリズム６は、透過光と反射光の割合が１：１になるように構成されており、光源４から出射した照明光を測定光学系３の光軸方向下方に直角に反射する。そして、照明用ハーフプリズム６で反射された照明光は、共焦点ディスク８の上面に照射される。
【００１６】
共焦点ディスク８は、円板状で、その中心に板厚方向に貫通する共焦点ピンホール８ａが多数形成され（このような構成の共焦点ディスク８はニッポウディスクとも称される）、測定光学系３を通過する光線（照明光等）を遮るように、測定光学系３の光軸に対して直交するように配置されている。この共焦点ディスク８は、モータ９により所定の回転速度で回転しており、この共焦点ピンホール８ａを通過した照明光は、第１の結像光学系７によりＸＹステージ１２上に載置された被検物１３のある一点に共焦点ピンホール８ａの像として集光されて投影される。なお、図１においては、２つの共焦点ピンホール８ａを図示している。
【００１７】
被検物１３に集光照射された共焦点ピンホール８ａの像は、被検物１３の表面で反射されて、再び第１の結像光学系７に入射し、この第１の結像光学系７で集光されて共焦点ディスク８上に結像され、さらに、共焦点ピンホール８ａを通過する。そして、照明用ハーフプリズム６を透過した後、第２の結像光学系１０で再度結像される。この第２の結像光学系１０で結像される被検物１３のからの戻り光のうち一部が、ＣＣＤカメラ１１の撮像面Ｉにより受光されて光電変換され、ＣＣＤカメラ１１が検出する光の強度（明るさ）に応じた撮像信号が出力される。この撮像信号はデジタル信号に変換された後に第１画像取得部４１に入力され、共焦点画像として蓄えられる。
【００１８】
上記のように、共焦点ピンホール８ａが形成された共焦点ディスク８をモータ９により所定の速度で高速回転させることで、この共焦点ピンホール８ａを通過した照明光がスポット光として被検物１３の物体面Ｏを走査することになり、この共焦点ピンホール８ａ（スポット光）の反射像をＣＣＤカメラ１１で検出して、被検物１３の高さ情報を得ることができる。
【００１９】
また、ＣＣＤカメラ１１の撮像面Ｉに結像される共焦点ピンホール８ａ（スポット光）の反射像は、第１の結像光学系７の焦点面が物体面Ｏに一致しているときだけ明るく写り、物体面Ｏが光軸方向に焦点面からずれているときは暗く写る。このため、本発明に係る画像測定装置１では、共焦点ヘッド１４ａを光軸方向（Ｚ方向）に移動させて反射像の光の強度変化をＣＣＤカメラ１１で検出して高さ情報を求めるように構成されている。以上、共焦点ヘッドＡ１４ａを例に共焦点光学系５０について説明したが、もう１つの共焦点光学系５０´を含む共焦点ヘッドＢ１４ｂについても同様な構成となっている。
【００２０】
図２では、図示を省略しているが、共焦点光学系５０と対物レンズ７ａとの間には、ミラー１５ａ，１６ａが配置されている。このミラー１５ａ，１６ａは、２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野位置を近づけるために、他方の共焦点ヘッド側に光路を曲げるために設けられている。ＸＹステージ１２の載置面に対して垂直方向の光路がミラー１５ａで水平方向に曲げられ、他方の共焦点ヘッド側に向かい、ミラー１６ａにより、垂直方向に曲げられ、対物レンズ７ａを介して被検物１３面へと向かう。
【００２１】
他方の共焦点ヘッド１４ｂに設けられたミラー１５ｂ，１６ｂも同様の役割を果たす。共焦点ヘッド１４ｂにおいては、ミラー１６ｂと対物レンズ７ｂとからなる対物レンズユニット１７ｂは、ステージ１２の載置面に対して、共焦点ヘッド１４全体とは独立して水平方向に移動可能である。この移動は、前述のように共焦点ヘッド駆動部２３によって制御され、この移動により、２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の位置を近づけたり遠ざけたりすることができる。共焦点ヘッド１４ａの対物レンズユニット１７ａは、共焦点ヘッド１４ａ全体に対して独立して移動可能である必要はない。
【００２２】
ここで以下に、高さ情報を求める具体的な方法について説明する。共焦点光学系５０，５０´とＣＣＤカメラ１１ａ（カメラＡ），１１ｂ（カメラＢ）とをそれぞれ含む共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂは、コントローラ４０からの制御信号を受けた共焦点ヘッド駆動部２３により光軸方向に沿って上下に（Ｚ方向に）移動可能なように構成されている。
【００２３】
このため、例えば共焦点ヘッドＡ１４ａを移動させて、第１の結像光学系７の焦点位置を被検物１３の物体面Ｏ付近において上下に移動させると、共焦点ヘッドＡ１４ａの光軸方向位置ＺとＣＣＤカメラ１１で検出される反射像の光の強度Ｉとの関係は、図３に示すように、第１の結像光学系７の焦点面と被検物１３の物体面Ｏとが一致する位置Ｚ０において光の強度Ｉが最も大きくなるような分布を示す（以降、光の強度Ｉの最大値を「ＩＺピーク値」と呼ぶ）。従って、コントローラ４０により共焦点ヘッド駆動部２３の作動を制御して共焦点ヘッドＡ１４ａを光軸方向に移動させ、ＣＣＤカメラ１１で検出された撮像信号のＩＺピーク値を求めることにより、そのときの共焦点ヘッドＡ１４ａの光軸方向の位置Ｚ（Ｚ０）から被検物１３の高さ情報を得ることができる。
【００２４】
また、上記のように共焦点ディスク８を所定の速度で回転させて被検物１３をスキャンしているため、被検物１３（物体面Ｏ）上の多数のポイントに対する高さ情報を同時に測定することができる。このとき、物体面Ｏ上の測定範囲は、ＣＣＤカメラ１１の撮像面Ｉの撮像視野に対応し、被検物１３の高さの測定範囲は、共焦点ヘッド１４の光軸方向への移動範囲に対応する。
【００２５】
さらに、上述したように、被検物１３を載置した状態で保持するＸＹステージ１２は、コントローラ４０からの制御信号を受けるＸＹステージ駆動部２４により測定光学系３の光軸に対して垂直な方向に（ＸＹ方向に）移動可能なように構成されている。このため、ＸＹステージ１２を移動させることで、被検物１３を光軸に対して垂直な方向に所望もしくは任意の位置に移動させて光線を物体面Ｏ上に照射すれば、広範囲に渡って被検物１３の高さ測定が可能である。
【００２６】
画像取得部４１，４２には、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの光軸方向への移動に応じて、それぞれカメラＡ１１ａ、カメラＢ１１ｂで検出されたＩＺピーク値から、様々な共焦点ヘッド１４の位置Ｚで撮影された複数の画素からなる被検物１３の画像を共焦点画像としてそれぞれカメラＡ１１ａ、カメラＢ１１ｂから取得して蓄えられている。コントローラ４０内の高さ算出回路４３は、画像取得部４１，４２に記憶された被検物１３の高さ方向の複数の共焦点画像を読み込んでこれらを合成処理することで、被検物１３の物体面Ｏ上の所定もしくは任意の位置における高さを算出することができる。
【００２７】
以下、本実施形態に係る高さ検出装置を用いた被検物１３の高さ測定の手順について、図４から図７を用いて説明する。共焦点ピンホール８ａを通過した、被検物１３上の測定位置周辺からの戻り光のうち一部が、ＣＣＤカメラ１１の撮像面Ｉによって受光される。従って、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野（カメラＡ１１ａ、カメラＢ１１ｂによりそれぞれ一度に撮像できる被検物１３上の範囲をいう。）は、共焦点ディスク８により走査される被検物１３の物体面Ｏ上のうちのある一部の領域となる。ここでは、図４および図５に示すように、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野が四角形の領域の場合に、被検物１３の物体面Ｏを共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の大きさに一致する領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１、領域Ｂ２、…（図では、被検物１３のＸ方向に並んだ領域をそれぞれ示す）に分ける。
【００２８】
初めに測定準備として、ＸＹステージ駆動部２４を作動させることで、ＸＹステージ１２を物体面Ｏにおける所望の測定位置近傍まで移動させる。また、コントローラ４０に入力される変倍スイッチ３１からの操作信号に基いて、コントローラ４０が撮像視野の大きさを求めて対物レンズユニット１７を配置すべき位置を算出し、コントローラ４０に対物レンズユニット１７の駆動信号を出力する。この駆動信号に基いて、コントローラ４０が、共焦点ヘッド駆動部２３に駆動信号を出力して共焦点ヘッド駆動部２３を作動させる。そして、対物レンズユニット１７が移動して、図４に示すように、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野が領域Ａ１と一致し、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野が領域Ｂ１と一致するような位置（測定開始位置）にする。このとき、対物レンズユニット１７ａと対物レンズユニット１７ｂとの間隔はｄ１になっている。
【００２９】
対物レンズユニット１７が、その測定開始位置に移動すると、共焦点ヘッド１４の光軸方向へ移動して高さ測定を開始する。そして、カメラＡ１１ａおよびカメラＢ１１ｂにより、カメラＡ１１ａおよびカメラＢ１１ｂの光軸方向の位置Ｚにおける複数の画素からなる被検物１３の画像が共焦点画像としてそれぞれ撮影される。その後、第１画像取得部４１が図５における撮像視野の中心位置ａ１を含む領域Ａ１における上記複数の共焦点画像を、第２画像取得部４２が撮像視野の中心位置ｂ１を含む領域Ｂ１における上記複数の共焦点画像を取り込む。
【００３０】
第１画像取得部４１および第２画像取得部４２による領域Ａ１、領域Ｂ１における共焦点画像の取込が終了すると、ＸＹステージ１２のＸ方向への移動に応じて共焦点ヘッドＡ１４ａおよび共焦点ヘッドＢ１４ｂが対物レンズユニット１７ａ，１７ｂの間隔ｄ１を保持したまま被検物１３に対して相対移動して次の測定位置にて共焦点画像の取得を行う。このとき、共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野は、それぞれ領域Ａ２、領域Ｂ２になっている。
【００３１】
図５に測定開始位置からの共焦点ヘッド１４ａおよび共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野の被検物１３に対する相対移動の移動軌跡をそれぞれ示す。共焦点ヘッド１４ａの撮像視野は、撮像視野の中心位置がａ１，ａ２，ａ３，ａ４の順に、共焦点ヘッド１４ａおよび共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野が重複しないように（撮像視野が順次領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３、領域Ａ４になるように）順次移動する。一方、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野は、撮像視野の中心位置がｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４の順に（撮像視野が順次領域Ｂ１、領域Ｂ２、領域Ｂ３、領域Ｂ４になるように）順次移動する。
【００３２】
以上のようにして、第１画像取得部４１および第２画像取得部４２により被検物１３の所定の領域に渡って共焦点ヘッド１４の光軸方向の位置Ｚにおける複数の共焦点画像が取得されると、コントローラ４０がこれら複数の共焦点画像を合成処理して、高さ算出回路４３が被検物１３の所定の領域内の高さ（表面形状）を算出する。そして、合成処理された共焦点画像は、重複や抜けた部分がないものであり、所定の範囲の被検物１３の物体面Ｏの高さ測定を一括して行うことができて、測定時間を短縮して効率よく測定を行うことができる。
【００３３】
次に、図６および図７を用いて、変倍スイッチ３１を操作して共焦点光学系５０，５０´の倍率が変わる場合の（共焦点画像の倍率が変わる場合の）被検物１３の高さ測定について説明する。ここでは、例として、共焦点光学系５０，５０´の倍率を図４および図５に示すような状態から低倍率に変更する場合を示す。
【００３４】
光学系の倍率が低倍率に変更されれば共焦点ヘッド１４ａおよび共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野はそれぞれ大きくなるため、対物レンズユニット１７ａと対物レンズユニット１７ｂとの間隔が小さいと撮像視野が互いに重複する。これを避けるため、変倍スイッチ３１が低倍率の側に操作されると、コントローラ４０に入力される変倍スイッチ３１からの操作信号に基いて、コントローラ４０が撮像視野の重複することがない対物レンズユニット１７ａ，１７ｂの適切な配置位置（間隔）を算出する。そしてコントローラ４０が、共焦点ヘッド駆動部２３に駆動信号を出力して共焦点ヘッド駆動部２３を作動させ、算出された適切な間隔になるように対物レンズユニット１７ｂをＸ方向に移動させる。この結果、図６に示すように、対物レンズユニット１７ｂが移動して、対物レンズユニット１７ａと対物レンズユニット１７ｂとの間隔が広がってｄ２になる。このとき、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野は領域Ａ１と一致し、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野は領域Ｂ１と一致する。
【００３５】
そして、変倍操作を行う前と同様に、カメラＡ１１ａが領域Ａ１を撮影し、カメラＢ１１ｂが領域Ｂ１を撮影して、第１画像取得部４１、第２画像取得部４２がそれぞれ領域Ａ１、領域Ｂ１における共焦点画像を取得する。その後の共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂのそれぞれの撮像視野の移動軌跡は、図７に示すようになっている。すなわち、カメラＡ１１ａはカメラ中心位置ａ１，ａ２，ａ３，ａ４の順に順次移動しながら共焦点画像を取り込み、カメラＢ１１ｂはｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４の順に順次移動しながら共焦点画像を取り込む。
【００３６】
以上のように、変倍操作を行うことで共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の大きさが変化した場合でも、撮像視野が互いに重複することなく画像の取得を行うことができる。なお、高倍率の側に変倍操作が行われた場合には、各々の共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野が小さくなるため、低倍率の側に変倍操作が行われた場合とは逆に、対物レンズユニット１７ａ，１７ｂの間隔が小さくなるように対物レンズユニット１７ｂを移動させる。
【００３７】
なお、これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。上記の実施例においては、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野と共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野の間隔が、１つの撮像視野分の大きさになっているが、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野と共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野とが互いに隣接するように、対物レンズユニット１７ａ，１７ｂの間隔を合わせてもよい。
【００３８】
また、上記の実施例においては、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野が被検物１３の領域Ａ１になり、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野が被検領域Ｂ１になるような位置で測定の開始を行っていたが、撮像視野が互いに重ならなければよいから、例えば共焦点ヘッド１４ａの撮像視野を領域Ａ２に合わせ、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野を領域Ｂ３に合わせた状態から測定を開始してもよい（２つの共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂの撮像視野の間隔が、撮像視野の大きさの自然数倍になるように、対物レンズユニット１７ａ，１７ｂの間隔を合わせればよい。）。この場合には、間に４つの領域を開けた状態で共焦点ヘッド１４ａおよび共焦点ヘッド１４ｂが同時にＸ方向に被検物１３に対して相対移動して各領域における共焦点画像の取得を行う。
【００３９】
また、上記のように、共焦点ヘッド１４の数は２台に限られず、３台以上有していてもよい。例えば、共焦点ヘッド１４が３台設置されている場合には、各々の共焦点ヘッドに設けられた対物レンズユニットによって、撮像視野が重複しないように互いに所定の間隔を保持しながら、被検物１３上を相対移動して共焦点画像の取得を行う。
【００４０】
さらに、図８に示すように、いくつかの領域を有する被検物１３の物体面Ｏ上において、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野を領域Ａ１１に合わせ、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野を領域Ｂ１１に合わせるように各共焦点ヘッド１４ａ，１４ｂを並べて配置させた状態から測定を開始してもよい。この場合には、共焦点ヘッド１４ａは領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３…のように順次移動し、共焦点ヘッド１４ｂは領域Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３…のように順次移動しながら所定もしくは任意の領域の共焦点画像を取り込む。その後、共焦点ヘッド１４ａの撮像視野を領域Ａ２１に合わせ、共焦点ヘッド１４ｂの撮像視野を領域Ｂ２１に合わせて、各共焦点ヘッドを同様に被検物１３に対して相対移動させながらながら共焦点画像を取り込んでいく。このような方法による共焦点画像の取得により、少なくとも図８に示すような領域Ａ１１から領域Ｂ２８までの特定の領域における共焦点画像を一括して合成することができる。
【００４１】
以上のような実施形態によれば、２つの共焦点ヘッドの撮像視野は、互いに重複することがなく、また、撮像視野に無駄な間隔が生じることがなく、画像の合成処理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像測定装置を示す構成図である。
【図２】上記画像測定装置における共焦点光学系を示す構成図である。
【図３】共焦点ヘッドの光軸方向の位置Ｚと撮像手段で検出される光の強度Ｉの関係を示す図である。
【図４】上記画像測定装置による被検物の測定箇所を示す側面図である。
【図５】上記画像測定装置による被検物の測定箇所を示す平面図である。
【図６】上記画像測定装置による１実施例における被検物の測定箇所を示す側面図である。
【図７】上記画像測定装置による１実施例における被検物の測定箇所を示す平面図である。
【図８】上記画像測定装置による１実施例における被検物の測定箇所を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      画像測定装置
４      光源
７ａ    対物レンズ
１１    ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１１ａ  カメラＡ（撮像手段）
１１ｂ  カメラＢ（撮像手段）
１３    被検物
１４    共焦点ヘッド
１４ａ  共焦点ヘッドＡ
１４ｂ  共焦点ヘッドＢ
１７ｂ  対物レンズユニット（移動手段）
２３    共焦点ヘッド駆動部（移動手段）
３１    変倍スイッチ（倍率変更手段）
４１    第１画像取得部（画像取得手段）
４２    第２画像取得部（画像取得手段）
４３    高さ算出回路（測定手段）
５０    共焦点光学系
５０´  共焦点光学系
【図１】
2005195415.tif 000003
【図２】
2005195415.tif 000004
【図３】
2005195415.tif 000005
【図４】
2005195415.tif 000006
【図５】
2005195415.tif 000007
【図６】
2005195415.tif 000008
【図７】
2005195415.tif 000009
【図８】
2005195415.tif 000010