(57)【要約】【課題】本発明は、反射率が高く、かつ凹凸のあるこぎり歯形状などの表面形状にレーザー光を照射して表面形状の高感度のエッジを検出する方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状のエッジを検出する方法であって、前記レーザー光の照射方向が、表面形状のエッジ接線方向と直角でない角度でレーザー光を表面形状に照射することを特徴とする表面形状のエッジ検出方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状のエッジを検出する方法であって、
前記レーザー光の照射方向が、表面形状のエッジ接線方向と直角でない角度でレーザー光を表面形状に照射することを特徴とする表面形状のエッジ検出方法。
【請求項２】
前記レーザー光の波長が５００〜５５０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の表面形状のエッジ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状のエッジを検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、いろいろな原理を用いて３次元測定が行われている。中でも光学原理を使用した計測技術はいろいろな分野で使われている。光学原理による測定は、何らかの光を測定対象に照射し対象物によって反射、散乱などで戻ってきた光を検出し対象物の位置情報を得る方法である（例えば、特許文献１参照）。よく使われるものは顕微鏡を利用した共焦点型とレーザーを使用したレーザー変位計である。どちらも検出方向と光入射方向が同じ方向である。
【特許文献１】特開２００３−３２２５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、図１で示すような測定対象のエッジ検出を考えてみる。対象は断面がのこぎり歯形状で斜面部は反射率が非常に高くかつパターンを有する。このような形状をレーザー変位計で測定しようとしても照射したレーザー光が検出系に戻ってこないため対象の位置情報が取れない。また顕微鏡を用いても斜面パターンとエッジとの区別が付き難くエッジ部の焦点合わせ判定は困難であるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状の高感度のエッジを検出する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】
上記の目的を達成するために、すなわち、請求項１に記載の発明は、反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状のエッジを検出する方法であって、
前記レーザー光の照射方向が、表面形状のエッジ接線方向と直角でない角度でレーザー光を表面形状に照射することを特徴とする表面形状のエッジ検出方法である。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記レーザー光の波長が５００〜５５０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の表面形状のエッジ検出方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、反射率が高く、かつ凹凸のある、例えば、のこぎり歯形状などの表面形状のエッジ部位置情報のみを検出して高感度のエッジ検出方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は反射率が高く、かつ凹凸のある表面形状にレーザー光を照射して表面形状のエッジを検出する方法であって、前記レーザー光の照射方向が、表面形状のエッジ接線方向と直角でない角度でレーザー光を表面形状に照射することを特徴とする表面形状のエッジ検出方法である。この方法は、エッジ付近のわずかな散乱成分を暗視野系で検出することにより高感度なエッジ検出を可能にするものである。この方法であると斜面上のパターンの影響は同方向系に比べて小さくすることができエッジのみの位置情報を得ることができる。
【０００９】
本発明の表面形状のエッジ検出方法の一例として、図２で示すように、対象に平行に近い角度で光を照射しエッジのみ光らせる。エッジでの散乱光を上から観測する暗視野光学系のため入射光の影響は小さくすることができる。
【００１０】
しかし、上記の暗視野系の光学系を用いても完全な平行光を照射することは困難なため照射光の広がりと斜面角度の関係によっては斜面が光る可能性もある。
【００１１】
これを解決するために、本発明の表面形状のエッジ検出方法の他の例として、図３で示すように、エッジ接線と照射光のなす角を９０度よりずらすのが有効である。これにより、斜面での反射光は積極的に反射させて暗視野効果をさらに高くすることができる。斜面の状態によっては入射光のわずかな広がりによる影響も甚大となってしまうことがあり入射光の影響をさらに小さくするため入射光を積極的に他方向に逃がすことが有効である。ただしこの場合エッジでの散乱光も弱くなる傾向にある。
【００１２】
しかし、傾き角をとると散乱光が弱くなる傾向にあり画面上エッジ位置の確認が取れ難くなる。ＣＣＤや人間の目の感度を見ると緑付近に最も感度の高くなるところがあり、実際照射光の波長を変えて見てみたがエッジからの散乱光が見易いのは波長が５００〜５５０ｎｍである。
【００１３】
このように、本発明の表面形状のエッジ検出方法によれば、こぎり歯形状のエッジ部位置情報を得るのに上記のような形態を採用するとエッジからの光のみを得ることができる。
【００１４】
図４に、図１で示した垂直落射照明系によるエッジ検出方法で得られたエッジ画像を、図５に、図２で示した本発明のエッジ検出方法の一例として、平行照射（エッジ接線と垂直方向より）によるエッジ検出方法で得られた斜入射光学系の暗視野によるエッジ画像を、図６に、図３で示した本発明のエッジ検出方法の他の例として、５３２ｎｍレーザー光を平行照射（エッジ接線と非垂直方向より）照射したときエッジ検出方法で得られた斜入射光学系の暗視野によるエッジ画像を各々示してある。図４では、高反射率斜面のため入射光が元に戻らずそのため形状情報がうまく取れず、どこがエッジであるか判別困難である。図５では、エッジ部以外の光が情報を支配しているのに対し、図６では、エッジのみの情報が得られている。
【００１５】
なお、図４〜６の各々のエッジ画像のエッジ方向が異なっているが、撮像した被写体が異なるのではなく、全て同一の被写体を撮像したものである。エッジ方向が異なっているのは、撮像に使用した機材が、撮像位置を再現するのが困難であることに起因したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】表面形状のエッジ検出方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の表面形状のエッジ検出方法の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の表面形状のエッジ検出方法の他の例を示す模式図である。
【図４】図１で示したエッジ検出方法で得られたエッジ画像である。
【図５】図２で示した本発明のエッジ検出方法で得られたエッジ画像である。
【図６】図３で示した本発明のエッジ検出方法で得られたエッジ画像である。
【符号の説明】
【００１７】
１・・・エッジ検出対象物（こぎり歯形状）
２・・・レーザー光
【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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