(57)【要約】物体の表面形状又は物体までの距離は、スリット形状の断面と、該スリットの幅方向（＝走査方向）の強度分布とを持つ照明ビーム（２）で表面（３）を走査し、多数の画素（５１）を有するイメージセンサ（５）上に前記表面を映すことによって正確に決定され得る。センサ画素がいつ極大放射線強度を受け取るかを決定することによって、前記センサ画素と関連する照明される表面領域（３１、３２）の前記走査方向（ｘ）における位置が、決められることができ、この領域の高さが三角測量計算によって測定され得る。
2006513417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査方向において照明放射線ビームと物体表面とを互いに対して走査し、多数の画素を有するイメージセンサによって該物体表面により反射された放射線の強度を決定することによって該物体表面の少なくとも局所的な高さを決定する方法であって、
−１つの主極大を示す強度分布を持つ照明ビームによって前記表面を走査するステップと、
−センサ画素がいつ極大放射線強度を受け取るかを決定し、それによって、前記センサ画素と関連する照明される表面領域の前記走査方向における位置を決めるステップと、
−実質的に前記走査方向の方向における、前記表面領域と前記イメージセンサとの間の距離を測定するステップとの組み合わせを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記走査方向に幅方向を持つスリット形状の断面を持ち、前記幅方向に前記強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ガウス強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記主極大と異なる少なくとも１つの副極大を示す強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記照明ビーム及び前記表面を該表面と平行な方向に動かすことによって走査が行なわれることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記照明ビームを供給する放射線源ユニットを前記表面に対して動かすことによって走査が行なわれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２表面領域に対する第１表面領域の高さが、極大強度が実際に検出される時点と、極大強度が現れると期待される時点との間の差から決定されることを特徴する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
表面領域が極大強度で照明される時点が、他の領域の照明中に得られたデータから推定されることを特徴する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記表面に対して実質的に垂直な方向に反射される乱反射放射線の使用がなされることを特徴する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項１０】
正反射放射線の使用がなされることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項１１】
請求項１の方法に基づいて測定して物体表面の少なくとも局所的な高さを決定する装置であって、
−放射線源を有する放射線源ユニットであって、スリット形状の断面を持ち、前記スリットの幅方向に１つの主極大を示す強度分布を持つ照明ビームを供給するための透明なスリットを備える部材及び放射線源を有する放射線源ユニットと、
−前記表面の平面と平行な平面内で前記放射線源ユニットと該表面とを互いに対して動かす手段と、
−前記照明ビームによって照明された表面領域から反射された放射線を受け取る多数の画素を有するイメージセンサと、
−前記イメージセンサに結合されるデータ処理装置であって、センサ画素がいつ極大強度を受け取るかを決定し、それによって、前記センサ画素と関連する前記表面領域の位置を決め、前記表面領域の高さを決定するデータ処理装置とを有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記イメージセンサ上に前記表面を映す光学系が、前記表面と該イメージセンサとの間に配設されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記イメージセンサが、前記表面に対して実質的に垂直な方向に反射される乱反射放射線の経路内に配設されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。 
【請求項１４】
前記イメージセンサが、前記表面に対する垂線に対して該表面における前記照明ビームの入射角と実質的に等しい角度で反射される正反射放射線の経路内に配設されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記放射線源ユニットがハロゲンランプを有し、前記スリットが0.1mm未満の幅を持つことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記表面における前記照明ビームの入射角が３０°と６０°との間であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記イメージセンサ及び前記データ処理装置のうちの少なくとも１つが少なくとも１つのプログラム可能なユニットを有することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の装置。  
【請求項１８】
請求項１の方法で使用するためのコンピュータプログラムであって、プログラム可能な装置上で走る場合に該プログラム可能な装置が前記方法のステップを実行することを可能にするプログラムコード部を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査方向において照明放射線ビームと物体表面とを互いに対して走査し、多数の画素を有するイメージセンサによって該物体表面により反射された放射線の強度を決定することによって該物体表面の少なくとも局所的な高さを決定する方法に関する。  
【０００２】
本発明は、前記方法を実行する装置、及び前記方法で使用するためのコンピュータプログラム製品にも関する。
【背景技術】
【０００３】
物体表面の少なくとも局所的な高さを決定することは、物体表面上の或る場所と検出器との間の距離を決定することと、物体表面の形状(profile)を決定すること、即ち、物体表面上の多くの場所における高さを決定することとの両方をカバーすることを理解されたい。  
【０００４】
米国特許公報第US-A 5,570,186号は、レーザービームで表面を照明し、正反射表面によって反射されたレーザー光を検出することによって形状の曲率を調べる方法を開示している。照明ビームは、多数のサブビームに分割され、前記サブビームの強度は変調される。反射面によって様々な方向に反射されたレーザー光の強度を決定することによって、表面の形状が決定される。主にナイフの刃のような鋭いエッジを測定するのに適しているこの方法は、多数の放射線検出器を必要とする。更に、反射レーザー光を受け取るのに用いられる検出装置の位置が、正確に知られていなければならず、さもなければ、反射光の方向は決定され得ない。
【０００５】
米国特許公報第US-A 2002/0039187号は、表面形状を決定する方法であって、可動面上の地点に、照射方向から何度も光学的放射線が照射される方法を開示している。光学的放射線は、別の位置においては別の強度を持つ強度プロファイル（intensity profile）を持ち、表面の地点は、前記強度プロファイルの様々な位置からの放射線が表面の地点に連続的に入射するように照射される。表面によって反射された放射線は、可動面に対して様々な位置において何度もイメージング装置によって検出される。それに従って、第１照射ステップと他の照射ステップとの間の強度プロファイルに対する可動面上の前記地点の動き、及び表面の高さが決定される。強度プロファイルは、少なくとも２つの異なる強度を持ち、周期的であってもよく、例えば、多数の同一の極大を備える方形波形状又はシヌソイド形状を持つ。
【０００６】
この方法は、反射放射線が検出されるたびに、例えば、イメージング装置によって画像が取得されるたびに、可動面に対するイメージング装置の位置及び放射線の位置が決定されることを必要とする。斯くして、光学的放射線、イメージング装置及び表面の互いに対する位置を毎度決定するために測定装置が設けられなければならない。更に、極大の別の極大に対する距離しか決定され得ないことから、強度プロファイルの周期、即ち、極大間の距離が、検出され得る最大限の高さの差を制限する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、物体表面の形状又は高さを決定するより簡単で正確な方法であって、取得される各画像に対して、可動面に対するイメージング装置の位置及び放射線の位置が決定されることを必要としない方法を提供することにある。この方法は、
−１つの主極大(main maximum)(MI)を示す強度分布を持つ照明ビームによって前記表面を走査するステップと、
−センサ画素がいつ極大放射線強度を受け取るかを決定し、それによって、前記センサ画素と関連する照明される表面領域の走査方向における位置を決めるステップと、
−実質的に前記走査方向の方向における、前記表面領域と前記イメージセンサとの間の距離を測定するステップとの組み合わせによって特徴付けられる。
【０００８】
イメージセンサは、多数の個別の検出画像素子（画素）を有する放射線感知検出器であり、現在電子カメラにおいて用いられている。
【０００９】
前記方法によれば、前記イメージセンサは静止しており、このセンサの各画素は、測定されるべき表面の１つの点の大きさ(point sized)の領域を「見る」。測定されるべき表面の平面において、前記照明ビームは、スリットのような形状の断面を持ち、前記スリットの幅方向において１つの極大値を持つ強度分布を示す。このビームが前記表面を走査する。これは、それが前記表面の所与の領域（以下では測定領域）をアドレスするであろうことを意味する。前記測定領域、従って関連センサ画素は、まず、極大値まで増大し、次いで、減少するエネルギ量を受け取るであろう。前記測定領域が極大強度を受け取る時点であって、前記表面及び前記照明ビームの互いに対する特定の走査位置と関連付けられる時点に、前記測定領域の位置が知られる。前記表面の平面における前記測定領域のX-位置及びY-位置は、極大強度を受け取る前記センサ画素のX-位置及びY-位置から導き出されることができ、前記測定領域のZ-位置は、前記放射線源の位置、該測定領域の前記X-位置及び前記表面における前記照明ビームの入射角から導き出され得る。このようにして、前記表面の各点形状領域のX-値、Y-値及びZ-値が決定されることができ、斯くして、前記表面の三次元形状が決められ得る。
【００１０】
所謂「Lichtschnitt」法のような他の方法と対比して、本願の方法は、前記表面の状態によってほとんど影響を及ぼされない測定結果を供給する。例えば、スリットのような断面を持つ照明ビームが前記表面上に投射される前記Lichtschnitt法においては、光スリットの重力線(line of gravity)が用いられる。前記重力線の位置の推定には周囲の表面領域の反射における変化が影響を及ぼす。新規の前記方法においては、センサ画素が、同一表面領域を見続け、この領域からの反射光の極大しか検出しないことから、隣接する領域の表面状態の変化は、前記測定結果に影響を及ぼさない。
【００１１】
更に、前記光スリットの幅、形状及び鮮明度は重要ではない。重要なのは、前記スリットが、該スリットの幅方向の強度において極大を持つことだけである。前記測定結果は、前記表面の表面状態の変化によっても影響を及ぼされず、センサ画素の感度の変化によっても影響を及ぼされない。 
【００１２】
前記新規の方法のこの性質は、物体表面と、基準となるもの、例えば前記イメージセンサとの間の距離を決定するのに該方法を用いることを可能にする。前記方法の利点は、該方法が表面形状を測定するのに用いられる場合に最も有利に用いられる。  
【００１３】
好ましくは、前記方法は、更に、前記走査方向(x)に幅方向を持つスリット形状の断面を持ち、前記幅方向に前記強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とする。
【００１４】
前記方法の好ましい実施例は、ガウス強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とする。
【００１５】
更に、前記方法は、前記主極大と異なる少なくとも１つの副極大を示す強度分布を持つ照明ビームの使用がなされることを特徴とし得る。
【００１６】
前記方法はまた、前記照明ビーム（２）及び前記表面（３）を該表面と平行な方向に動かすことによって走査が行なわれることを特徴とし得る。 
【００１７】
本発明はまた、前記方法に基づいて測定して物体表面の少なくとも局所的な高さを決定する装置にも関する。前記装置は、
−放射線源を有する放射線源ユニットであって、スリット形状の断面を持ち、前記スリットの幅方向に１つの主極大を示す強度分布を持つ照明ビームを供給するための、透明なスリットを備える部材及び放射線源を有する放射線源ユニットと、
−前記表面の平面と平行な平面内で前記放射線源ユニットと該表面とを互いに対して動かす手段と、
−前記照明ビームによって照明された表面領域から反射された放射線を受け取る多数の画素を有するイメージセンサとを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、プログラム可能な装置上で走る場合に該プログラム可能な装置が前記方法のステップを実行することを可能にするプログラムコード部を有する上記の方法で使用するためのコンピュータプログラム製品にも組み込まれる。 
【００１９】
前記方法及び前記装置の特定の実施例は従属項に記載されている。 
【００２０】
これに限定されない一例として下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の特徴を、説明し、明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明による方法を用いる測定装置の第１実施例を示している。この装置は、放射線源ユニット１を有し、放射線源ユニット１は、非常に概略的に表わされている。この放射線源ユニットは、透明なスリットを有する不透明な平板を含んでもよく、前記透明なスリットの後ろに放射線源が配設される。放射線源と平板との間には、光学素子、例えばレンズが、放射線源からのビームを形成するよう配設されてもよい。放射線源ユニット１は、物体（図示せず）の表面３の一部を照明するために照明ビーム２を供給する。照明ビーム２は、表面３を横切って移動できる。前記装置は、光学結像系(optical imaging system)４を更に有し、前記光学結像系４は、光検出装置５、例えばイメージセンサ上に前記表面の一部を映す(image)ために多数のレンズを有するかもしれない。検出装置は、受け取った放射線を電気信号に変換する。この信号は、データ処理装置６に供給され、前記データ処理装置６において、照明された表面部の高さ、即ち、この部分のZ-位置が、供給された信号から取り出され得る。図１の実施例においては、照明ビーム２は鋭角に表面３に入射する。 
【００２２】
ビーム２は、表面３のスリット形状をした一部を照明し、スリット幅方向、即ち図１におけるＸ方向に強度分布を持ち、前記分布は、１つの主極大を有する。x0及びx1は照明スリットの境界を示している。  
【００２３】
図２は、スリット内の強度Iを位置xの関数として示している。この実施例においては、主極大、即ち絶対最大(absolute maximum)MIが唯一の極大である。好ましくは、極大MIは、ビーム幅の中央にあり、斯くして、境界x0及びx1から等距離のところにある。照明ビームの強度分布は、図２に示されている分布ようなガウス分布であってもよく、又は三角形分布若しくは半正弦波分布のような１つの主極大を持つ任意の他の分布であってもよい。
【００２４】
表面の測定を行なうため、放射線源ユニット１が作動させられ、ビーム２と測定されるべき表面とが互いに対してx-方向に動かされ、故に、表面の小さなx部分が連続的に照明される。このような動きは、走査方向、この実施例においてはX-方向に表面に対して放射線源ユニット１を動かすことによって実現され得る。画素の大きさを結像系４の倍率倍に拡大した大きさを持つ照明される表面領域Pを見るセンサ画素は、時間依存性の強度変動を示す放射線を受け取る。即ち、この強度は、まず、極大まで増大し（スリットビームにおける極大MIが、領域Pへ移動し、これに到達し）、次いで、減少する（極大MIが領域Pを離れる）。検出器、即ちイメージセンサは、高い頻度でサンプリングされ、例えば、各アドレスされた表面領域Pに対して、センサ画素は50乃至100回サンプリングされる。関連表面領域Pに入射する極大強度、従って、関連センサ画素に入射する極大強度は、正確且つ確実に決定され得る。このような極大強度は、表面３に対する放射線源ユニット１の特定の位置と関連付けられる。どの時点で表面領域Pにおける強度が極大値にあるかを決定することによって、この領域の位置は決定され得る。関連画素のX-位置及びY-位置が、領域PのX-位置及びY-位置を与える。この領域のZ-位置、従って高さは、測定されたX位置、放射線源ユニットの瞬間的な位置(momentarily position)、及び表面３における照明ビーム２の入射角から計算され得る。これらの３つのパラメータによる高さの測定それ自体は、三角測量法という名前で知られている。入射角は、照明ビームの主光線と、表面３に対する垂線との間の角度として規定される。
【００２５】
表面３を横切って照明ビーム２を走査し、走査方向において連続するセンサ画素への入射強度を連続的に測定することによって、この方向における表面形状が決定され得る。走査は、X-方向に放射線源ユニット１を動かすことによって行なわれ得る。その場合、イメージセンサ及び表面３は両方とも静止している。イメージセンサ及び放射線源ユニットが静止し、表面３が走査方向に動かされることも可能である。走査のために、市販されている、干渉計によって制御され得る非常に正確且つ信頼性の高いステージ(stage)が、各々、放射線源ユニット又は物体のために用いられ得る。 
【００２６】
二次元表面形状を決定するため、x方向における表面全体を横切る第１の走査及び強度測定が済まされた後、表面はy方向に短い距離にわたって動かされる（進められる）ことができ、第２の走査及び強度測定が実行され得る。これは、y方向においても表面全体が走査及び測定されるまで繰り返され得る。測定されるべき表面が長方形又は正方形の表面である場合には、照明ビームがY-方向に所与の長さを持ち、イメージセンサがこの方向に多数の画素を有するという事実の効果的利用がなされ得る。別々のY位置にあるセンサ画素の信号を並列処理することによって、測定プロセスはスピードアップされ得る。物体が円又は円の一部の形状をしている場合には、表面全体が走査及び測定されるまで、半径方向の線に沿って位置している表面領域を走査及び測定した後、物体は回転させられることができ、次の半径方向の線の表面領域が走査及び測定などをされ得る。
【００２７】
本願の方法によれば、例えば、図４及び５に図示されているように、表面の各部について、測定されるべき表面に対する照明ビームの実際の位置と期待位置との間の差を測定することによって、表面のトポグラフィ(topography)又は形状が決定され得る。照明ビーム２は、９０°引く入射角と等しい角度αで表面３に入射する。照明ビームの放射線は、表面３によって、反射光ビーム、例えば拡散反射光ビーム２１として反射される。光ビームの期待位置は、表面領域から反射される光が極大値に達すると期待される時点から決定され得る。図４に示されているように、表面が平坦である場合には、表面領域３１から反射される照明放射線は、照明２の放射線分布の極大がその特定の表面領域上に投射される時点に極大に達する。極大反射放射線を受け取るセンサ画素の位置は既知であるので、極大照明放射線を受け取る表面領域は決定され得る。
【００２８】
特定の表面領域が照明される時点は、強度プロファイルにおける主極大が該表面領域上に投射されるであろう時点を推定することによっても決定され得る。この推定は、例えば、他の時点に前記領域によって反射され、センサ画素によって検出された強度に基づき得る。照明ビームがガウス強度分布を持つ場合には、表面における極大の位置又は極大が特定の表面領域にある時点は、既知の補間手法を用いて、相対的に簡単な方法で決定され得る。このような補間法は、例えば、イメージセンサをサンプリングする時点に極大強度が２つの画素の間に位置する場合、又は２つの連続したサンプリング時点の間の時点に特定の表面領域における強度が極大に達する場合に用いられ得る。 
【００２９】
単一の絶対極大を持つ形状、例えばガウス形状に対する補間手法は、当業界において一般に知られており、ここに記載される必要はない。
【００３０】
更に、ガウス強度分布を持つ放射線ビームを供給する放射線源の幾つかの実施例が、当業界において一般に知られており、このことは、前記方法を実行する装置の設計において高い自由度を与える。
【００３１】
平坦でない表面の場合、例えば、図５に示されているように表面が隆起部３２を持つ場合は、照明ビーム２の強度プロファイルにおける極大がその凹部上に投射される時点に、この隆起部３２から反射される放射線３３も極大に達する。しかしながら、高さの差のために、これは、平坦な表面の場合にそうであろうような時点t0においては起こらず、より後の時点t1において起こる。時間t0及びt1における表面３に対する照明ビーム２の位置、又は時間t0及びt1の間の位置における変化が知られる場合には、表面の残部に対する隆起部３２の高さが決定され得る。       
【００３２】
高さは、高さ＝ビームの変位量×tanαという等式を用いる三角測量法によって決定され得る。
【００３３】
しかしながら、例えば、照明ビームが表面に対して平行な方向に動かされるだけでなく、入射角も時点t0及びt1の間に変更される場合には、他の計算が同様に高さを決定するのに適用され得る。斯くして、少なくとも１つの表面について、前記領域からの反射光が極大強度を持つ時点を決定することによって、その部分の高さが決定され得る。高さはイメージセンサの平面に対して決定されるので、表面領域とこの平面との間の距離も知られる。イメージセンサは測定装置において定位置にあるので、この装置と物体との間の距離を測定するのにこの装置及び前記方法が用いられ得る。これは、前記方法が高さ測定又は測距装置において用いられることができ、前記装置が高さ測定又は測距装置として用いられ得ることを意味する。吸収性又は反射性などの測定表面の特性は、例えば、反射放射線の極大強度と照明ビーム２の極大強度MIを比較することによって決定され得る。
【００３４】
図３は、新しい測定装置において用いられる信号処理の実施例を概略的に示している。この装置は、放射線源ユニット１を有し、前記放射線源ユニット１は、ここでは、透明なスリット８を有する不透明な平板７によって表わされており、前記透明なスリット８の後ろに放射線源（図示せず）が配設される。スリットのような照明ビーム２が、測定されるべき表面３を照明する。表面の照明される部分は、結像系（図１における４であり、図３には示されていない）によって、処理装置６に結合されるイメージセンサ５上に映される。例えば、センサ５は、表面３の主平面に対して平行な平面内に配設され、表面３に対して垂直な方向に反射される照明放射線を撮像するのに用いられる。好ましくは、装置６は大きな計算能力及び高速な処理速度を持つ電子処理装置である。
【００３５】
イメージセンサは、二次元マトリックス内に配設される多数の画素５１を有し、図３には前記画素５１のほんの一部のみが示されている。各画素は、このような領域の表面マトリックス３４の異なる表面領域３５をモニタし、該画素によって受け取られる放射線強度と比例する出力信号を供給する。これらの信号は、通信接続部５２を介して処理装置６の画像取得ユニット(image retrieval unit)６１に供給される。画像取得ユニット６１は、表面３のモニタされる部分、例えば、図３における表面領域３５のマトリックス３４の画像を得るためにセンサ画素５１からの信号を組み合わせる。この画像は、処理装置６の画像メモリユニット６２内に記憶される。その後、矢印で示されているように表面に沿って光ビーム２が動かされる。
【００３６】
表面３に対する光ビーム２の位置は、表面の画像が取得されるたびに、即ち、センサ画素がサンプリングされるたびに決定される。好ましくは、表面領域３５を横切って照明ビームを動かす間に関連画素が例えば５０乃至１００回サンプリングされるようサンプリング周波数は高い。その場合、この新規な方法は、現在利用可能な処理装置の高い計算能力を最大限活用する。表面に対する照明ビームの瞬間的な位置についての情報を表わすデータは、接続部１１を介して処理装置６の適当な受信装置６３に供給され、データメモリ６４内に記憶される。表面の所望の部分が照明ビーム２によって走査され、所要のデータが取得された後、比較ユニット６５が、メモリ５４内に記憶されたデータと画像メモリ６２内に記憶された画像を比較する。比較ユニットは、どの時点に反射光が極大強度を持ったかを決定する。例えば、図３の実施例においては、比較装置ユニット６５は、各センサ素子について、従って、各表面領域３５について反射光の極大を決定する。次いで、比較ユニット６５は、このような極大が現れる時点における光ビーム２の位置をデータメモリ６４から取得する。比較ユニット６５は、極大が現れると期待された時点における光ビーム２の位置もデータメモリ６４から取得する。次いで、比較装置は、上記のように、照明ビーム２の極大が現れると期待された位置、及び照明ビームの実際の位置から表面領域の高さを決定する。全ての所望の表面領域３５に対して比較を行なうことによって、表面の形状が決定され得る。
【００３７】
比較ユニット６５は、例えば、隣接するマトリックス領域において極大が現れる時点から極大の期待時点を決定し得る。例えば、図５の実施例において、マトリックス領域３１は、時間t0の前の或る時間に、極大強度を受け取る。斯くして、この時間及び時間t0における位置が知られる場合には、マトリックス要素３２が極大強度を受け取るであろう期待時点、例えば時間t0が決定され得る。要素３２はt1において極大強度を受け取り、斯くして、領域３２と領域３１との間の高さの差が、t0とt1との間の差及び照明ビームの位置における変化から決定され得る。
【００３８】
処理装置６は、具体的実施に適した任意の方法で照明ビームの位置又は放射線源ユニットの位置についてのデータを受け取り得る。例えば、前記データは、キーボードなどの適当な入力装置を介して手入力で供給され得る。前記データはまた、例えば、放射線源ユニットが、コンピュータ制御方式で動かされ、該データが、放射線源ユニットの動きを制御するコンピュータを介して供給され得る場合には、自動的に供給され得る。処理装置６に放射線源の動きを制御させることも可能である。
【００３９】
測定装置の実際的な実施例は、２５６×２５６画素を持つ8-bit 1/3"イメージセンサを具備するモノクロカメラを有する。レンズ系４を形成する遠距離顕微鏡(distance microscope)の対物レンズ及びカメラは、１つのフレームの上に取り付けられる。カメラ及びレンズ系と同一線上に、シェービングヘッドの形をした物体が配設される。シェービングヘッドの表面に沿ってガウス強度分布を持つスリット形状の照明ビームは、0.1mm未満の幅、好ましくは0.05mmの幅を持つスリット形状の開口上にハロゲンランプの光を投射することによって生成された。照明ビームは、４０°と５０°との間の角度、好ましくは４５°の角度でシェービングヘッド表面に入射し、このビームは、高精度の位置決めシステム又はステージによって動かされる。表面に対して実質的に垂直な方向に反射される放射線が、イメージセンサ上に表面を映すのに用いられる。このように、イメージセンサは、乱反射放射線を受け取り、それによって、相対的に高い強度の正反射によるセンサ画素の露出過多が防止された。しかしながら、正反射放射線が検出される本発明の方法又は測定装置の実施例も実現され得る。このような実施例においては、測定されるべき表面に対するイメージセンサの位置は、イメージセンサが、光ビームの入射角と同じ角度で表面によって反射される放射線を受け取るように変更される。
【００４０】
本発明による方法又は測定装置において、照明ビームの強度分布は、ガウス分布とは別の分布であってもよい。強度分布は、例えば、１つの主極大を持ち、他の極大を持たない、三角形の形状又は他の形状をしていてもよい。１つの主極大と、強度又は他の点で主極大と異なる１つ以上の局所的極大又は副極大とを有する強度分布を持つ照明ビームを使用することも可能である。例えば、光ビームは、関数I= sin2(x)/x2の形状をしている強度プロファイルを持っていてもよく、例えば、当業界において一般に知られているように、回折によって生成されてもよい。強度プロファイルが１つ以上の副極大を持つ場合、本発明による方法のステップは、主極大だけを用いることによって得られた結果の精度を上げるために副極大にも適用され得る。
【００４１】
本発明による測定装置におけるイメージセンサ又は別の検出器は、プログラム可能なセンサ又は検出器であってもよい。本発明はまた、コンピュータシステム上で走らせるコンピュータプログラムにおいて実施されてもよい。このプログラムは、少なくとも、コンピュータシステム上で走る場合に本発明による方法のステップを実施するコード部、又は汎用コンピュータシステムが本発明によるコンピュータシステムの機能を実行することを可能にするコード部を含む。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステムのメモリ内にロードされ得るデータが記憶されるCD-ROM又はフロッピーディスク（登録商標）などのデータ担体上に設けられてもよく、データがコンピュータプログラムを表わす。更に、データ担体は、本発明によるコンピュータプログラムを表わす信号を伝送する電話線又は無線接続部などのデータ接続部であってもよい。
【００４２】
上記の実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するものであって、当業者は、添付されている特許請求の範囲から外れることなしに多くの変形例を設計することが出来るであろうことに注意されたい。例えば、本発明による方法又は装置は、シェービングヘッド、タービン翼又は他のものの形状などのあらゆるタイプの表面の特性を決定するのに用いられてもよく、本発明は、決して、単一の応用分野に限定されない。図３の例においても、画像取得ユニットは、イメージセンサの一部を形成してもよい。
【００４３】
特許請求の範囲において、括弧内に配置される如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という用語は、特許請求の範囲に列挙されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。ただ単に、或る方策が互いに異なる請求項に列挙されているという事実は、これらの方策の組み合わせが有利には用いられ得ないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による測定装置の実施例の概略図を透視画法で示す。
【図２】この装置において用いられ得る光ビームの強度プロファイルを示す。
【図３】このような装置及び信号処理手段を示す。
【図４】平坦な表面部に入射する照明ビームを示す。
【図５】隆起した表面部に入射する照明ビームを示す。
【図１】
2006513417.tif 000003
【図２】
2006513417.tif 000004
【図３】
2006513417.tif 000005
【図４】
2006513417.tif 000006
【図５】
2006513417.tif 000007
【国際調査報告】
2006513417.tif 000008
2006513417.tif 000009
2006513417.tif 000010