(57)【要約】      （修正有）【課題】光を効率的に使用するために有利な計測装置を提供する。【解決手段】パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置１００は、光を放射する発光部１１ａと光を反射する反射部１１ｂとを含む構造を有する光源１１と、光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、パターン光を生成するマスク１３と、光源と前記マスクとの間に配置される光学系１２と、パターン光が照射された被検物４を撮像する撮像部２と、撮像部で得られた画像に基づいて被検物の形状を求める処理部３と、を含み、光源から射出されて光学系を介してマスクの反射領域に入射した光が、反射領域で反射されて光学系を介して光源に戻り、光源の反射部で反射されて光学系を介してマスクの透過領域に入射するように、光源、光学系およびマスクが配置されている。【選択図】図１
2016224044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置であって、
光を放射する発光部と光を反射する反射部とを含む構造を有する光源と、
光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、前記パターン光を生成するマスクと、
前記光源と前記マスクとの間に配置される光学系と、
前記パターン光が照射された前記被検物を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像に基づいて前記被検物の形状を求める処理部と、
を含み、
前記光源から射出されて前記光学系を介して前記マスクの前記反射領域に入射した光が、当該反射領域で反射されて前記光学系を介して前記光源に戻り、前記光源の前記反射部で反射されて前記光学系を介して前記マスクの透過領域に入射するように、前記光源、前記光学系および前記マスクが配置されている、ことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部を含み、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記光源、前記光学系および前記マスクの少なくとも１つの配置が調整される、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記光学系および前記マスクは、前記光学系の光軸と前記マスクとの交点を挟む２つの前記透過領域の各々と、当該交点との距離が互いに異なるように配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記光学系の光軸と垂直な方向に沿って前記光学系と前記マスクとの相対位置を変更する第１変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第１変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記光源と前記マスクとの相対的な傾きを変更する第２変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第２変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
前記光学系の光軸と平行な方向に沿って前記光源と前記マスクとの相対位置を変更する第３変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第３変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記反射領域の面積は、前記透過領域の面積より大きい、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１１】
被検物を計測する、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて前記被検物を保持して移動させるロボットと、
を有するシステム。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の計測装置を用いて被検物を計測する工程と、
該計測結果に基づいて被検物を処理することにより物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の形状を計測する計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検物の三次元形状を計測する計測装置として、パターン投影法を用いた計測装置が知られている（特許文献１および２参照）。パターン投影法とは、マスクのパターンを被検物に投影し、マスクのパターンが投影された被検物を撮像して得られた画像から、被検物の形状に応じて生じる投影パターンの歪みを検出することにより被検物の形状を計測する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５１７０６２号公報
【特許文献２】特表２０１０−５３８２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パターン投影法を用いた計測装置では、マスクに照射される光の多くは、マスクを透過しないため、マスクのパターンを被検物に投影するために使用されずに無駄になっていた。したがって、計測装置では、マスクに照射される光を、マスクのパターンを被検物に投影するために効率よく使用することが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、光を効率的に使用するために有利な計測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】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置であって、光を放射する発光部と光を反射する反射部とを含む構造を有する光源と、光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、前記パターン光を生成するマスクと、前記光源と前記マスクとの間に配置される光学系と、前記パターン光が照射された前記被検物を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像に基づいて前記被検物の形状を求める処理部と、を含み、前記光源から射出されて前記光学系を介して前記マスクの前記反射領域に入射した光が、当該反射領域で反射されて前記光学系を介して前記光源に戻り、前記光源の前記反射部で反射されて前記光学系を介して前記マスクの透過領域に入射するように、前記光源、前記光学系および前記マスクが配置されている、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、光を効率的に使用するために有利な計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の計測装置を示す概略図である。
【図２】光源の構成の一例を示す図である。
【図３】マスクに形成されたパターンの一例を示す図である。
【図４】第１実施形態の照射部の構成を示す図である。
【図５】マスクに入射する光の光軸とマスクの透過領域との位置関係を示す図である。
【図６】第２実施形態の照射部の構成を示す図である。
【図７】マスクに入射する光の光軸とマスクの透過領域との位置関係を示す図である。
【図８】第３実施形態の照射部の構成を示す図である。
【図９】計測装置とロボットアームを含む制御システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の計測装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の計測装置１００を示す概略図である。第１実施形態の計測装置１００は、例えば、照射部１、撮像部２および処理部３を含み、パターン投影法を用いて被検物４の形状を計測する。パターン投影法とは、マスクで生成されたパターンを被検物４に投影し、当該パターンが投影された被検物４を撮像して得られた画像から、被検物４の形状に応じて生じる投影パターンの歪みを検出することで被検物４の形状を計測する方法である。
【００１２】
照射部１は、例えば、光源１１、光学系１２、マスク１３、投影部１４を含みうる。光源１１は、例えば、図２に示すように、光を放射する発光層１１ａ（発光部）と光を反射する反射層１１ｂ（反射部）とを積層させた構造を有するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を含みうる。図２は、第１実施形態の計測装置１００に用いられる光源１１（ＬＥＤ）の構成の一例を示す図である。光源１１は、例えば、支持基板１１ｃの上に、光を反射する反射層１１ｂと光を放射する発光層１１ａとを積層させ、発光層１１ａの表面に電極１１ｄを、および支持基板１１ｃの表面に電極１１ｅを設けた構造を有する。このように発光層１１ａと支持基板１１ｃとの間に反射層１１ｂを設けることにより、発光層１１ａで生じた光を効率よく発光層１１ａの表面から取り出すことができる。ここで、反射層１１ｂは例えば金属材料によって構成され、発光層１１ａは半導体材料によって構成されうる。また、反射層１１ｂは、７０％以上の反射率を有するように構成されるとよい。
【００１３】
マスク１３は、例えば、図３に示すように、光を透過する透過領域１３ａおよび光を反射する反射領域１３ｂが周期的に配列されたパターン領域を有し、透過領域１３ａを透過した光によってパターン光を生成する。図３は、マスク１３に形成されたパターン（パターン領域）の一例を示す図である。第１実施形態のマスク１３には、透過領域１３ａとしての複数のライン要素の各々を認識するために、光を透過しないドット要素１３ｃが各ライン要素に幾つか設けられたパターン、いわゆる「ドットラインパターン」が用いられうる。このように「ドットラインパターン」を用いることにより、マスク上におけるドット要素１３ｃの位置と、被検物４に投影されたパターンにおけるドット要素の位置とを対応付けることができる。そのため、パターン投影法による被検物４の形状計測を精度よく行うことができる。また、マスク１３は、パターン領域における反射領域１３ｂの面積が、透過領域１３ａの面積より大きくなるように構成されうる。
【００１４】
光学系１２は、光源１１とマスク１３との間に配置される。光学系１２は、例えば、複数の光学素子（レンズ）を有し、マスク１３のパターン領域に光が垂直に入射するように構成されうる。また、投影部１４は、例えば複数の光学素子（レンズ）を有し、マスク１３で生成されたパターン光を被検物４に照射することによりマスク１３のパターンを被検物４に投影する。
【００１５】
撮像部２は、例えば、撮像光学系２１および撮像素子２２を含み、パターン光が照射された被検物４を撮像する。撮像光学系２１は、例えば複数の光学素子（レンズ）を含み、被検物４で反射または散乱された光を、撮像素子２２の撮像面に結像させる。撮像素子２２は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳを用いたイメージセンサであり、撮像面に入射した光の強度を画素ごとに検出することにより、パターン光が照射された被検物４の画像を得る。また、処理部３は、撮像部２によって得られた画像に基づいて被検物４の形状を求める処理を行う。第１実施形態の処理部３は、被検物４の形状を求める処理を行う機能に加えて、計測装置１００の各部（照射部１や撮像部２など）を制御する制御部としての機能も有する。第１実施形態の計測装置１００では、処理部３が制御部としての機能を有しているが、それに限られるものではなく、処理部３とは別に制御部が設けられてもよい。
【００１６】
このように構成された計測装置１００では、照射部１において、マスク１３に照射される光の多くは、マスク１３に形成された透過領域１３ａを透過しないため、マスク１３のパターンを被検物４に投影するために使用されずに無駄になっていた。したがって、計測装置１００では、マスク１３に照射される光を、マスク１３のパターンを被検物４に投影するために効率よく使用することが、例えば消費電力の点で望ましい。
【００１７】
例えば、計測装置１００は、移動する被検物４の形状を計測するために用いられることがある。移動する被検物４の形状を精度よく計測するためには、撮像部２で被検物４を撮像する際に発生するモーションブラーによる計測誤差を低減させることが好ましい。このようなモーションブラーによる計測誤差を低減させる１つの方法としては、撮像時間を短くし、当該撮像時間内における被検物４の移動量を少なくする方法が挙げられる。しかしながら、単に撮像時間だけを短くしただけでは、撮像部２（撮像素子２２）に入射する光量が少なくなるため、撮像素子２２に生じるダークノイズやショットノイズなどの影響により、被検物４の形状の計測精度が低下しうる。そして、このような計測精度の低下を抑制するために、照射部１の光源１１から射出される光の強度を増加させることは、消費電力の点で不利になりうる。
【００１８】
また、モーションブラーが発生した場合、撮像部２によって得られた画像において、被検物４に投影されたライン要素同士を分離することができないことにより計測誤差が生じうる。当該画像におけるライン要素同士を分離するためには、マスク１３におけるライン要素（透過領域１３ａ）のピッチを拡げるとよい。しかしながら、マスク１３におけるライン要素のピッチを拡げる、即ち、マスク１３のパターン全体に対する透過領域１３ａの割合を小さくすると、光源１１から射出された光がマスク１３を透過する実質的な効率（以下、透過効率）が低下しうる。
【００１９】
そこで、第１実施形態の計測装置１００（光学系１２）は、マスク１３の反射領域１３ｂに入射した光が、反射領域１３ｂで反射されて光学系１２を介して光源１１に戻る。そして、光源１１の反射層１１ｂで反射されて光学系１２を介してマスク１３の透過領域１３ａに入射するように構成される。このようにマスク１３の反射領域１３ｂで反射された光を光源１１の反射層１１ｂで反射させて再びマスク１３に入射させることで、マスク１３のパターン領域の像をマスク１３（マスク１３が配置された面）に形成することができる。このとき、光学系１２によってマスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク１３の透過領域１３ａに位置するように、光源１１およびマスク１３を配置する。例えば、マスク１３に形成されたパターン領域の像のうち、反射領域１３ｂの像がマスク１３の透過領域１３ａに位置するように、好ましくは反射領域１３ｂの像がマスク１３の透過領域１３ａを覆うように、光源１１およびマスク１３を配置する。このように光源１１およびマスク１３を配置することにより、マスク１３の透過領域１３ａを透過する光の強度を増加させて、透過効率を向上させることができる。
【００２０】
ここで、マスク１３の反射領域１３ｂには、一般に、光を吸収しやすいクロム膜が設けられる。第１実施形態の計測装置１００では、マスク１３の反射領域１３ｂで反射された光を利用するため、当該反射領域１３ｂにおいて、光源１１からの光に対する反射率ができるだけ大きい方が好ましく、例えば反射率が７０％以上であるとよい。そのため、第１実施形態では、マスク１３の反射領域１３ｂには、光源１１からの光に対する反射率が７０％以上となるように、アルミや銀などの膜が設けられうる。
【００２１】
透過効率は、例えば、式（１）で表される等比級数の式によって求められうる。式（１）において、初項ａは、マスク１３のパターン全体に対する透過領域１３ａの割合（Ｄｕｔｙ）、公比ｒは、マスク１３の反射領域１３ｂの反射率と光源１１の反射層１１ｂの反射率との積、Ｓｎは透過効率をそれぞれ表す。例えば、Ｄｕｔｙを０．２５、反射領域１３ｂの反射率を８０％、反射層１１ｂの反射率を８０％とすると、透過効率Ｓｎは０．４８となる。これは、マスク１３で反射した光をマスク１３の照明に用いない従来の構成（Ｓｎ＝０．２５）と比べて、透過効率Ｓｎを１．９２倍も向上可能であることを意味している。
Ｓｎ＝ａ（１−ｒｎ）／（１−ｒ）      ・・・（１）
【００２２】
次に、マスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク１３の透過領域１３ａに位置させるための照射部１の構成について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の照射部１における光源１１、光学系１２、マスク１３および投影部１４の配置を示す図である。また、図５は、光学系１２の光軸１５（マスク１３のパターン領域に入射する光の光軸）とマスク１３の透過領域１３ａとの位置関係を示す図である。図５に示すマスク１３では、ドット要素１３ｃを省略している。
【００２３】
第１実施形態の照射部１では、光学系１２およびマスク１３が、図５に示すように、光学系１２の光軸１５に対してマスク１３のパターン領域が二回回転対称にならないように配置される。即ち、光学系１２およびマスク１３が、下記の式（２）を満たすように、光学系１２の光軸１５とマスク１３との交点１６を挟む２つの透過領域１３ａ１および１３ａ２の各々と、当該交点１６との距離が互いに異なるように配置される。式（１）において、ｐはマスク１３における透過領域１３ａのピッチ、ｔは透過領域１３ａの幅（Ｘ方向）、ｄ１は、交点１６を挟む２つの透過領域１３ａ１および１３ａ２のうち交点１６に近い透過領域１３ａと当該交点１６との距離をそれぞれ示す。
０≦ｄ１＜（ｐ−ｔ）／２      ・・・（２）
【００２４】
このように光学系１２およびマスク１３を配置することで、図４に示すように、例えば、マスク１３の反射領域１３ｂにおける箇所Ｐで反射された光を、光源１１の反射層１１ｂで反射させてマスク１３の透過領域１３ａ（箇所Ｑ）に入射させることができる。つまり、透過効率を向上させることができる。
【００２５】
ここで、第１実施形態の計測装置１００において、光学系１２の光軸１５と垂直な方向（例えばＸ方向）に沿って、光学系１２とマスク１３との相対位置を変更する第１変更部１７ａが設けられてもよい。このように第１変更部１７ａを設けることにより、マスク１３の透過領域１３ａを透過する光の強度を増加させて透過効率を向上させるように、光学系１２とマスク１３との相対位置を調整することができる。また、第１実施形態の計測装置１００において、マスク１３の透過領域１３ａを透過した光の強度、即ち、マスク１３で生成されたパターン光の強度を検出する検出部１８が設けられてもよい。この場合、処理部３は、検出部１８による検出結果に基づいて第１変更部１７ａを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように（例えば、パターン光の強度が最大になるように）光学系１２とマスク１３との相対位置を調整することができる。第１実施形態において、第１変更部１７ａは、光学系１２を駆動することにより、光学系１２とマスク１３との相対位置を変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第１変更部１７ａは、マスク１３を駆動するように構成されてもよいし、光学系１２およびマスク１３の双方を駆動するように構成されてもよい。
【００２６】
上述したように、第１実施形態の計測装置１００では、マスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク１３の透過領域１３ａに位置するように、光学系１２およびマスク１３が配置される。これにより、透過効率を向上させて、マスク１３の透過領域１３ａを透過する光の強度を増加させることができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の計測装置について説明する。第２実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１００と比べて照射部１の構成が異なる。第２実施形態の照射部１は、光源１１と、光学系１２およびマスク１３とを相対的に傾けることにより、マスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク１３の透過領域１３ａに配置する。以下に、第２実施形態の計測装置における照射部１の構成について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態の照射部１における光源１１、光学系１２、マスク１３および投影部１４の配置を示す図である。また、図７は、光学系１２の光軸１５（マスク１３のパターン領域に入射する光の光軸）とマスク１３の透過領域１３ａとの位置関係を示す図である。ここで、第２実施形態の照射部１では、光学系１２およびマスク１３が、図７に示すように、光学系１２の光軸１５とマスク１３との交点１６を挟む２つの透過領域１３ａ１および１３ａ２の各々と、当該交点１６との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図５に示すように、透過領域１３ａ１および１３ａ２の各々と交点１６との距離が互いに異なっていてもよい。
【００２８】
第２実施形態の照射部１では、図６に示すように、マスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク１３の透過領域１３ａに位置するように、光源１１の反射層の面と、光学系１２およびマスク１３とが相対的に傾けられる。これにより、マスク１３の反射領域１３ｂにおける箇所Ｐと、当該箇所Ｐで反射された光が光源１１の反射層１１ｂで反射してマスク１３に入射するマスク１３の箇所Ｑとで、光軸１５からの距離（ｈおよびｈ’）を互いに異ならせることができる。したがって、マスク１３の反射領域１３ｂで反射された光を、光源１１の反射層１１ｂで反射させて、光学系１２を介してマスク１３の透過領域１３ａに入射させることができる。
【００２９】
ここで、第２実施形態の計測装置において、光源１１と、光学系１２およびマスク１３との相対的な傾きを変更する第２変更部１７ｂが設けられてもよい。このように第２変更部１７ｂを設けることにより、透過効率を向上させて、マスク１３の透過領域１３ａを透過する光の強度を増加させるように、光源１１と、光学系１２およびマスク１３との相対的な傾きを調整することができる。また、第２実施形態の計測装置において、マスク１３の透過領域１３ａを透過した光の強度、即ち、マスク１３で生成されたパターン光の強度を検出する検出部１８が設けられてもよい。この場合、処理部３は、検出部１８による検出結果に基づいて第２変更部１７ｂを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように（例えばパターン光の強度が最大になるように）光源１１とマスク１３（光学系１２）との相対的な傾きを調整することができる。第２実施形態において、第２変更部１７ｂは、光源１１を駆動することにより、光源１１の傾きを変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第２変更部１７ｂは、マスク１３を駆動するように構成されてもよいし、光源１１およびマスク１３の双方を駆動するように構成されてもよい。
【００３０】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の計測装置について説明する。第３実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１００と比べて照射部１の構成が異なる。第３実施形態の照射部１では、マスク１３のパターン領域の像がマスク１３にデフォーカスして形成されるように、光軸１５と平行な方向における光源１１とマスク１３との相対位置が調整される。即ち、第３実施形態の照射部１では、マスク１３のパターン領域の像をマスク１３にデフォーカスして形成させることにより、マスク１３に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク１３の透過領域１３ａに配置する。以下に、第３実施形態の計測装置における照射部１の構成について、図８を参照しながら説明する。図８は、第３実施形態の照射部１における光源１１、光学系１２、マスク１３および投影部１４の配置を示す図である。光学系１２は、ケーラー照明光学系を構成し、光源１１の各点からの光でマスク１３のパターン領域を重畳して照明するように構成されている。ここで、第３実施形態の照射部１では、光源１１およびマスク１３が、図７に示すように、光学系１２の光軸１５とマスク１３との交点１６を挟む２つの透過領域１３ａ１および１３ａ２の各々と、当該交点１６との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図５に示すように、透過領域１３ａ１および１３ａ２の各々と交点１６との距離が互いに異なっていてもよい。
【００３１】
図８（ａ）は、マスク１３のパターン領域の像が、等倍でマスク１３に形成される状態を示す図である。この状態では、マスク１３の反射領域１３ｂにおける箇所Ｐと、当該箇所Ｐで反射された光が光源１１の反射層１１ｂで反射してマスク１３に入射するマスク１３の箇所Ｑとで、光軸１５からの距離が同じになる。つまり、マスク１３の反射領域１３ｂで反射された光を、光源１１の反射層１１ｂで反射させてマスク１３の透過領域１３ａに入射させることができない。そのため、第３実施形態の計測装置では、図８（ｂ）に示すように、光源１１およびマスク１３が、マスク１３のパターン領域の像が光学系１２を介して当該マスク１３にデフォーカスして形成するように配置される。これにより、マスク１３の反射領域１３ｂにおける箇所Ｐと当該箇所で反射された光が光源１１の反射層１１ｂで反射して光学系１２を介してマスク１３に入射するマスクの箇所Ｑとで、光軸１５からの距離（ｈおよびｈ’）を互いに異ならせることができる。したがって、マスク１３の反射領域１３ｂで反射された光を、光源１１の反射層１１ｂで反射させて光学系１２を介してマスク１３の透過領域１３ａに入射させることができる。
【００３２】
ここで、第３実施形態の計測装置において、マスク１３に入射する光の光軸１５と平行な方向（例えばＺ方向）に沿って、光源１１とマスク１３との相対位置を変更する第３変更部１７ｃが設けられてもよい。このように第３変更部１７ｃを設けることにより、マスク１３の透過領域１３ａを透過する光の強度を増加させて透過効率を向上させるように、光源１１とマスク１３との相対位置を調整することができる。また、第３実施形態の計測装置において、マスク１３の透過領域１３ａを透過した光の強度、即ち、マスク１３で生成されたパターン光の強度を検出する検出部１８が設けられてもよい。この場合、処理部３は、検出部１８による検出結果に基づいて第３変更部１７ｃを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように（例えば、パターン光の強度が最大になるように）光源１１とマスク１３との相対位置を調整することができる。第３実施形態において、第３変更部１７ｃは、光源１１を駆動することにより、光源１１とマスク１３との相対位置を変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第３変更部１７は、マスク１３を駆動するように構成されてもよいし、光源１１およびマスク１３の双方を駆動するように構成されてもよい。また、光学系１２の焦点距離を変更してもよい。また、本実施形態では、光学系１２をケーラー照明光学系としたが、結像光学系として構成してもよい。
【００３３】
なお、第１〜３実施形態のぞれぞれを組み合わせた実施形態、例えば、第１変更部、第２変更部および第３変更部の何れかを組み合わせた計測装置も構成することができる。
【００３４】
＜第４実施形態＞
上述の計測装置は、ある支持部材に支持された状態で使用されうる。本実施形態では、一例として、図９のようにロボットアーム３００（把持装置）に備え付けられて使用される制御システムについて説明する。計測装置１００は、支持台３５０に置かれた被検物２１０にパターン光を投影して撮像し、画像を取得する。そして、計測装置１００の制御部が、又は、計測装置１００の制御部から画像データを取得した制御部３１０が、被検物２１０の位置および姿勢を求め、求められた位置および姿勢の情報を制御部３１０が取得する。制御部３１０は、その位置および姿勢の情報（計測装置１００による計測結果）に基づいて、ロボットアーム３００に駆動指令を送ってロボットアーム３００を制御する。ロボットアーム３００は先端のロボットハンドなど（把持部）で被検物２１０を保持して、並進や回転などの移動をさせる。さらに、ロボットアーム３００によって被検物２１０を他の部品に組み付けることにより、複数の部品で構成された物品、例えば電子回路基板や機械などを製造することができる。また、移動された被検物２１０を加工することにより、物品を製造することができる。制御部３１０は、ＣＰＵなどの演算装置やメモリなどの記憶装置を有する。なお、ロボットを制御する制御部を制御部３１０の外部に設けても良い。また、計測装置１００により計測された計測データや得られた画像をディスプレイなどの表示部３２０に表示してもよい。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：照射部、２：撮像部、３：処理部、４：被検体、１１：光源、１２：光学系、１３：マスク、１４：投影部、１００：計測装置
【図１】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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