(57)【要約】  少なくとも物体側がテレセントリックである光学系（８）を備え被写体（Ａ）の画像を取得する撮像部（５）と、光学系（８）の光軸に交差する軸線回りに撮像部（５）と被写体（Ａ）とを相対的に回転移動させる回転移動部（６）と、回転移動部（６）による回転角度を検出する角度検出部（７）と、回転移動部（６）による回転移動前後において撮像部（５）により取得された２枚の画像と、角度検出部（７）により検出された回転角度とに基づいて、被写体（Ａ）の高さ寸法を算出する算出部とを備える計測装置（１）である。
2020075213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と、
前記光学系の光軸に交差する軸線回りに前記撮像部と前記被写体とを相対的に回転移動させる回転移動部と、
該回転移動部による回転角度を検出する角度検出部と、
前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する算出部とを備える計測装置。
【請求項２】
前記被写体が前記光軸上に固定され、
前記回転移動部が、前記軸線回りに前記撮像部を回転移動させる請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記撮像部が、前記光軸上に前記被写体を配置する位置に固定され、
前記回転移動部が、前記軸線回りに前記被写体を回転移動させる請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記算出部が、２枚の前記画像上の同一注目点の前記光軸に直交する２方向の座標をマッチング処理により特定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の計測装置。
【請求項５】
前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ高さ寸法を算出し、算出された複数の高さ寸法の統計値を前記被写体の高さ寸法として算出する請求項１から請求項４のいずれかに記載の計測装置。
【請求項６】
前記算出部が、２枚の前記画像上の複数の同一注目点の３次元座標値を算出する請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
前記算出部が、前記３次元座標値を用いて３次元形状情報を生成する請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ前記３次元座標値を算出し、算出された前記３次元座標値を統合する請求項６または請求項７に記載の計測装置。
【請求項９】
前記算出部は、算出された前記３次元座標値を統合する際に、前記角度検出部により検出された前記回転角度を用いて前記３次元座標値間の位置合わせを行う請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記３次元座標値が算出された複数の前記同一注目点を表示する表示部を備え、
前記算出部が、前記撮像部により２枚の前記画像が取得される都度に、前記３次元座標値を算出する請求項８に記載の計測装置。
【請求項１１】
少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と前記被写体とを前記光学系の光軸に交差する軸線回りの第１回転角度に配置して前記撮像部により第１画像を取得し、
前記撮像部と前記被写体とを前記軸線回りの第２回転角度に配置して前記撮像部により第２画像を取得し、
前記撮像部により取得された前記第１画像および前記第２画像と、前記第１回転角度と前記第２回転角度との差分とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する計測方法。
【請求項１２】
被写体を搭載するステージと、
少なくとも物体側がテレセントリックである対物光学系を備え前記被写体の画像を取得する撮像部と、
前記対物光学系の光軸に交差する軸線回りに前記撮像部と前記ステージとを相対的に回転移動させる回転移動部と、
該回転移動部による前記撮像部と前記ステージとの回転角度を検出する角度検出部とを備える顕微鏡と、
前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する画像処理装置とを備える顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、計測方法および顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体と撮像部との光軸方向の距離を変化させて、撮像部により取得された画像上において合焦した位置の高さ寸法を計測する顕微鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７３０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の顕微鏡システムでは、対物光学系が一般にテレセントリック光学系であり、上記方法により３次元形状計測する場合には、特に広視野観察に用いられる低倍率のレンズでは合焦範囲が広いために、高さを精度よく計測することができないという不都合がある。【０００５】
本発明は、テレセントリック光学系を用いて、広視野かつ高精度に高さ寸法を計測することができる計測装置、計測方法および顕微鏡システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と、前記光学系の光軸に交差する軸線回りに前記撮像部と前記被写体とを相対的に回転移動させる回転移動部と、該回転移動部による回転角度を検出する角度検出部と、前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する算出部とを備える計測装置である。【０００７】
本態様によれば、被写体と撮像部とを所定の相対位置に配置して、撮像部により被写体の画像を取得し、その後、回転移動部の作動により、光学系の光軸に交差する軸線回りに、被写体と撮像部とを相対的に回転移動させ、回転角度検出部により回転角度を検出する。そして、回転後の相対位置において、撮像部により被写体の画像を取得する。これにより、算出部によって、回転移動前後に取得された２枚の画像と回転角度とに基づいて、被写体の高さ寸法が算出される。【０００８】
すなわち、撮像部により光軸に直交する２次元方向の被写体の各位置を計測することができるとともに、上記方法によって、被写体の各位置の高さ寸法を算出することができ、テレセントリック光学系を用いて、広視野かつ高精度に高さ寸法を計測することができる。【０００９】
上記態様においては、前記被写体が前記光軸上に固定され、前記回転移動部が、前記軸線回りに前記撮像部を回転移動させてもよい。
この構成により、被写体を光軸上に固定し、回転移動部によって撮像部を回転移動させ、２枚の画像と回転角度とを取得することができる。【００１０】
また、上記態様においては、前記撮像部が、前記光軸上に前記被写体を配置する位置に固定され、前記回転移動部が、前記軸線回りに前記被写体を回転移動させてもよい。
この構成により、固定された撮像部の光軸上に被写体を配置し、回転移動部によって被写体を回転移動させ、２枚の画像と回転角度とを取得することができる。【００１１】
また、上記態様においては、前記算出部が、２枚の前記画像上の同一注目点の前記光軸に直交する２方向の座標をマッチング処理により特定してもよい。
この構成により、算出部がマッチング処理を行うことにより、２枚の画像上に共通する注目点の光軸に直交する２次元座標を特定できる。そして、この２次元座標に基づいて、当該注目点における被写体の高さを算出することができ、結果として、注目点の３次元座標を得ることができる。【００１２】
また、上記態様においては、前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ高さ寸法を算出し、算出された複数の高さ寸法の統計値を前記被写体の高さ寸法として算出してもよい。
この構成により、被写体の高さ寸法の計測精度を向上することができる。画像のマッチング処理により注目点を特定する場合には、回転角度の変化によって画像のテクスチャが変化するためにマッチング処理の誤差の要因となるが、複数の高さ寸法を算出してその統計値を高さ寸法とすることにより、ロバストな計測を行うことができる。【００１３】
また、上記態様においては、前記算出部が、２枚の前記画像上の複数の同一注目点の３次元座標値を算出してもよい。
この構成により、複数の３次元点群を取得することができ、被写体の３次元形状を計測することができる。【００１４】
また、上記態様においては、前記算出部が、前記３次元座標値を用いて３次元形状情報を生成してもよい。
この構成により、取得された３次元座標値を用いて、３次元画像情報を生成し、被写体を種々の方向から観察し、被写体の任意の断面を形状計測することが可能となる。【００１５】
また、上記態様においては、前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ前記３次元座標値を算出し、算出された前記３次元座標値を統合してもよい。
この構成により、３次元被写体に対する撮像部の角度によっては、被写体の詳細な形状を取得できない場合があるが、回転移動部によって撮像部と被写体との回転角度を変更することにより、取得できなかった形状を取得できるようになる。このため、複数対の画像を用いて算出された３次元座標値を統合することにより、欠落の少ない３次元点群を取得することができる。【００１６】
また、上記態様においては、前記算出部は、算出された前記３次元座標値を統合する際に、前記角度検出部により検出された前記回転角度を用いて前記３次元座標値間の位置合わせを行ってもよい。
この構成により、取得された３次元点群の高精度な位置合わせを行うことができる。【００１７】
また、上記態様においては、前記３次元座標値が算出された複数の前記同一注目点を表示する表示部を備え、前記算出部が、前記撮像部により２枚の前記画像が取得される都度に、前記３次元座標値を算出してもよい。
この構成により、算出部により注目点の３次元座標値が算出されると、取得された３次元点群が表示部にリアルタイムに表示される。これにより観察者が、さらに撮影を必要とする光軸方向を迅速に把握することができる。【００１８】
また、本発明の他の態様は、少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と前記被写体とを前記光学系の光軸に交差する軸線回りの第１回転角度に配置して前記撮像部により第１画像を取得し、前記撮像部と前記被写体とを前記軸線回りの第２回転角度に配置して前記撮像部により第２画像を取得し、前記撮像部により取得された前記第１画像および前記第２画像と、前記第１回転角度と前記第２回転角度との差分とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する計測方法である。【００１９】
また、本発明の他の態様は、被写体を搭載するステージと、少なくとも物体側がテレセントリックである対物光学系を備え前記被写体の画像を取得する撮像部と、前記対物光学系の光軸に交差する軸線回りに前記撮像部と前記ステージとを相対的に回転移動させる回転移動部と、該回転移動部による前記撮像部と前記ステージとの回転角度を検出する角度検出部とを備える顕微鏡と、前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、前記被写体の高さ寸法を算出する画像処理装置とを備える顕微鏡システムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、テレセントリック光学系を用いて、広視野かつ高精度に高さ寸法を計測することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の顕微鏡システムにおける顕微鏡のアームをｙ軸回りに回転させた状態を示す模式図である。
【図３】図１の顕微鏡システムに備えられる画像処理装置を示すブロック図である。
【図４】図１の顕微鏡システムを用いた被写体の高さ計測を説明する図である。
【図５】図１の顕微鏡システムを用いた計測方法を説明するフローチャートである。
【図６】図５の計測方法において、顕微鏡をユーセントリックに設定した状態を説明する図である。
【図７】図５の計測方法において撮像部により取得された第１の画像の一例を示す図である。
【図８】図５の計測方法において撮像部により取得された第２の画像の一例を示す図である。
【図９】図４の高さ計測の変形例を説明する図である。
【図１０】図１の顕微鏡システムを用いた計測方法の変形例により取得された３次元点群を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡システム（計測装置）１および計測方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１は、図１に示されるように、顕微鏡２と画像処理装置３とを備えている。
【００２３】
顕微鏡２は、図１に示されるように、被写体Ａを搭載するステージ４と、ステージ４の上方に下向きに配置され被写体Ａの画像を取得する撮像部５と、撮像部５とステージ４とを相対的に回転移動させる回転移動部６と、回転移動部６による回転角度を検出する角度検出部７とを備えている。
【００２４】
撮像部５は、少なくとも物体側がテレセントリックである対物光学系（光学系）８と、対物光学系８により集光された被写体Ａからの光を撮影する図示しない撮像素子を含む撮像光学系９とを備えている。
回転移動部６は、撮像部５を搭載するアーム１０を備え、図２に示されるように、対物光学系８の光軸（ｚ軸）に直交する軸線（ｙ軸）回りにアーム１０を回転させることにより、ステージ４に対して撮像部５を回転移動させる。
角度検出部７は、例えば、エンコーダである。
【００２５】
画像処理装置３は、撮像部５および角度検出部７に接続され、回転移動部６による回転移動前後において撮像部５により取得された２枚の画像と、角度検出部７により検出された回転角度とに基づいて、被写体Ａの高さ寸法を算出する。
さらに具体的には、画像処理装置３は、図３に示されるように、撮像部５から送られてきた画像を取得する画像取得部１１と角度検出部７から送られてきた回転角度を取得する角度取得部１２とを備えるデータ取得部１３と、データ取得部１３により取得された画像および回転角度を対応づけて記憶する記憶部１４と、データ取得部１３により取得された画像および回転角度と、記憶部１４に記憶されている１つ前に取得された画像および回転角度とに基づいて画像処理を行う画像処理部１５と、画像を表示するモニタ（表示部）１６と、モニタ１６上において計測点を指定する計測点指定部１７とを備えている。
【００２６】
記憶部１４はメモリであり、データ取得部１３および画像処理部１５はプロセッサであり、計測点指定部１７は、モニタ１６上においてカーソルを移動させるマウス、キーボード等の入力装置である。
画像処理部１５は、一方の画像において計測点指定部１７により指定された計測点に対応する他方の画像上の計測点の座標を、指定された計測点の周辺画素の情報を用いたテンプレートマッチングに代表される画像間マッチング技術を利用して特定するステレオマッチング処理部１８と、特定された座標と回転角度の差分とに基づいて当該計測点における被写体Ａの高さを算出する算出部１９とを備えている。
【００２７】
本実施形態においては、２つの画像は、図１および図２に示されるように、アーム１０をｙ軸回りに回転させた前後において取得されているため、両画像において対応する画素のｙ座標は同一である。したがって、ステレオマッチング処理部１８は同一のｙ座標のみでマッチング処理を行えばよい。また、変形を伴う画像間のマッチング処理の安定化のために、Ａｆｆｉｎｅ−ＳＩＦＴアルゴリズム等の公知技術を用いてマッチング処理を行ってもよい。
【００２８】
算出部１９は、下式（１）の演算式を用いて、計測点（注目点）における被写体Ａの高さを算出する。
説明を簡単にするために、図４に示されるように、アーム１０の角度（第１回転角度、回転角度）β＝β１＝０°として、対物光学系８の光軸が鉛直方向に配置されている状態で撮像部５により取得された第１の画像（第１画像）における計測点Ｐ１の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、アーム１０の角度（第２回転角度、回転角度）β＝β２として、撮像部５により取得された第２の画像（第２画像）における計測点Ｐ２の座標を（ｘ２，ｙ２）とする。また、測定すべき計測点Ｐ１の高さ寸法をｚ１とする。この場合、角度の差分ΔβはΔβ＝β２−β１である。
【００２９】
ｚ１＝（ｘ１ｃｏｓΔβ−ｘ２）／ｓｉｎΔβ      （１）
【００３０】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡システム１を用いた計測方法について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１を用いて被写体Ａの高さを計測するには、まず、図１に示されるように、ステージ４に被写体Ａを搭載し（ステップＳ１）、図６に示されるように、ステージ４の高さ方向位置をユーセントリックに設定する（ステップＳ２）。
【００３１】
ここで、ユーセントリックとは、テレセントリックな対物光学系８を含む撮像部５が被写体Ａに対して回転しても被写体Ａが画像中央に撮像される状態であり、フォーカスも維持される場合を意味する。
ユーセントリックにするために、ステージ４は、ステージ４のｚ方向位置を被写体Ａの高さに応じて調整する機構を備える。また、被写体Ａ全体が対物光学系８の焦点深度内に含まれるように、撮像部５のｚ方向位置も調節しておく。
【００３２】
次に、カウンタｎを初期値に設定し（ステップＳ３）、回転移動部６を作動させて、アーム１０をｙ軸回りに回転させる（ステップＳ４）。角度検出部７であるエンコーダにより回転角度βを検出し（ステップＳ５）、検出された回転角度βが所定の角度βｎであるか否かが判定される（ステップＳ６）。
【００３３】
所定の角度βｎとなった場合には、撮像部５を作動させて画像を取得する（ステップＳ７）。取得された画像および回転角度βｎが画像処理装置３に送信される（ステップＳ８）。そして、画像処理装置３の画像取得部１１および角度取得部１２によって画像および回転角度βｎを受信し、カウンタｎがインクリメントされる（ステップＳ９）。カウンタｎが２より大きいか否かが判定され（ステップＳ１０）、２以下である場合には、ステップＳ４からの工程が繰り返される。
【００３４】
カウンタｎが２より大きい場合には、画像処理装置３は、送られてきた第１の画像をモニタ１６に表示し（ステップＳ１１）、観察者は、計測点指定部１７を操作して、モニタ１６に表示された第１の画像上においてカーソルを移動させ、高さ寸法ｚ１を計測したい計測点Ｐ１を指定する（ステップＳ１２）。これにより、第１の画像における計測点Ｐ１の座標（ｘ１，ｙ１）が設定される。
【００３５】
計測点Ｐ１が指定されると、ステレオマッチング処理部１８が、第１の画像において指定された計測点Ｐ１に対応する計測点Ｐ２をステレオマッチング処理により第２の画像内において探索して特定する。これにより、第２の画像における計測点Ｐ２の座標（ｘ２，ｙ２）が設定される。
【００３６】
設定された２つの計測点Ｐ１，Ｐ２のｘ座標ｘ１，ｘ２および回転角度β１，β２が算出部１９に送られることにより、式（１）を用いて計測点Ｐ１の高さ寸法ｚ１を精度よく算出することができる（ステップＳ１３）。
このように、本実施形態に係る顕微鏡システム１および計測方法によれば、テレセントリックな対物光学系８を有する撮像部５の光軸を、被写体Ａに対する傾斜角度を異ならせて配置する、チルト操作を行うことにより視差を発生させ、取得された２枚の画像と回転角度β１，β２の差分Δβとからステレオ計測によって計測点Ｐ１の高さ寸法ｚ１を精度よく算出することができるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態においては、計測点に加え基準平面を観察者が定義することが好ましい。例えば、図７および図８において、基板２０上に配置される電子部品（被写体）２１の高さ寸法ｚ１を計測する場合に、基板２０の表面において図示しない少なくとも３点の計測点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を指定し３次元座標値を計測して基板２０が存在する平面を決定した後に、計測点Ｐ１の３次元座標値を計測し、決定された３次元空間上の平面から計測点Ｐ１の距離に基づいて高さ寸法ｚ１を計測することにしてもよい。
【００３８】
また、テレセントリックな対物光学系８は平行投影の像を結ぶことから、撮像光学系９の撮像素子の画素ピッチとレンズ倍率が既知であれば、画像上のｘｙ座標を実空間のスケールに換算することができる。これにより、計測点の３次元座標値および高さ寸法を実空間のスケールで求めることができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、アーム１０の回転角度β１，β２において取得された一対２枚の画像を用いて高さ寸法ｚ１を算出する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、２対以上の画像を用いて算出してもよい。
例えば、図９に示されるように、アーム１０の回転角度β１，β２，β３の３箇所において第１から第３の３枚の画像を取得し、第１の画像と第２の画像とのペア、および第１の画像と第３の画像とのペアの２対の画像を用いて式（１）により、それぞれ高さを算出し、加算平均あるいは中央値等の統計的処理により高さ寸法ｚ１を算出することにしてもよい。この例では、図５のカウンタｎの判定（ステップＳ１０）は、ｎ＞３？の表示である。
【００４０】
さらに具体的には、β１＝０°、β２＝２０°、β３＝４０°としたときに、０°と２０°の画像のペアと、０°と４０°の画像のペアを用いてもよい。
被写体Ａに対する光軸の角度を変化させることで、画像のテクスチャが変化し、ステレオマッチング処理における誤差の要因となるが、複数の高さの統計処理により高さ寸法ｚ１を算出することにより、ロバストな高さ計測を行うことができる。データの数を増やすことによりロバスト性を向上することができる。
【００４１】
また、２０°と４０°の画像のペアを用いることもできる。この場合、β１＝０°からβ２＝２０°だけｙ軸回りに回転したｚ座標方向の高さが求められるため、β１＝０°の場合のｚ座標方向の高さに変換するためにｃｏｓ２０°を乗算すればよい。
【００４２】
また、ステレオマッチング処理により特定された計測点Ｐ１，Ｐ２の画像間の輝度値の相違に基づく重みを加えて統計値を算出してもよい。または公知のマルチベースラインステレオ処理のように、複数のステレオマッチングの評価値を統合して１つの安定した高さ寸法ｚ１を算出してもよい。
【００４３】
また、本実施形態においては、計測点指定部１７により指定した計測点Ｐ１について高さを計測したが、これに代えて、β１＝０°で取得された第１の画像上の全ての画素を計測点Ｐ１として高さを計測することにしてもよい。ただし、ステレオマッチング処理が原理的にできないテクスチャレスの領域は高さ計測ができないため、第１の画像内の局所領域のコントラストを参照し、コントラストが所定の閾値以下の領域については計測対象から除外する。
これにより、図１０に示されるように、撮像部５の視野全体の３次元点群を生成することができる。
【００４４】
ここで、第１の画像では観察できない遮蔽領域（オクルージョン）が存在する。例えば、対物光学系８の光軸に平行な被写体Ａの側面は、第１の画像に含まれない。そこで、図８に示されるように、被写体Ａに対する光軸の角度を異ならせて取得された第２の画像および第３の画像から第２の画像の視点での３次元点群を同様の手順で生成し、第１の画像の視点での３次元点群と統合する。
【００４５】
統合のための３次元点群間の位置合わせには、公知のＩＣＰアルゴリズム等を用いる。
これにより、第１の画像の視点では欠落してしまう３次元点群も得られる。また、複数の３次元点群間で共通する計測点については、統計値により統合することによりロバスト性を向上することができる。
同様にして他の視点でも３次元点群を得ることにより、被写体Ａ全体の欠落の少ない３次元点群を生成することができる。
【００４６】
アーム１０を一方向に傾斜させるだけでは全周囲の視点の撮影ができないので、被写体Ａを搭載するステージ４が、鉛直方向に延びる軸線回りに回転させる機構を備えていてもよい。ステージ４の回転角度も図示しないエンコーダにより別途検出すればよい。また、ステージ４の回転角度とアーム１０の回転角度βおよびユーセントリックの設定で調整したｚ位置をＩＣＰアルゴリズムの初期値等に利用することにより、３次元点群の高精度な位置合わせを行うことができる。
【００４７】
そして、算出部１９は、最後に３次元点群が取得できなかったテクスチャレス領域等も含め３次元点群に対する公知のメッシュ処理等により補間を施し、最終的な３次元画像を生成すればよい。３次元画像を生成することにより、観察者は簡易に被写体Ａ全体の外観を把握し、被写体Ａの任意の断面での形状計測等を行うことが可能となる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、全ての視点での画像および回転角度βを取得した後に３次元形状を測定したが、公知のＳＬＡＭ技術のように、画像および回転角度βの取得の都度、３次元点群を構築し、統合し、モニタ１６に表示することにしてもよい。観察者が、アーム１０を傾斜させたり、ステージ４を回転させたりする操作に合わせて、角度検出部７であるエンコーダにより検出された回転角度βが予め設定された角度に一致した時点で、画像および回転角度βを取得し、３次元点群をリアルタイムに算出してモニタ１６に表示すればよい。
【００４９】
あるいは、観察者が、アーム１０を傾斜させたり、ステージ４を回転させたりする操作に合わせて、所定の時間間隔で画像および回転角度βを取得し、３次元点群を生成してもよい。これにより、観察者は、３次元点群の取得が不十分な視点の位置を容易に把握することができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、観察者がアーム１０を手動で動作させる場合について例示したが、これに代えて、観察者による図示しない操作部の操作に応じて、アーム１０およびステージ４をモータによって駆動する電動式の回転移動部６を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  顕微鏡システム（計測装置）
２  顕微鏡
３  画像処理装置
４  ステージ
５  撮像部
６  回転移動部
７  角度検出部
８  対物光学系（光学系）
１６  モニタ（表示部）
１９  算出部
２１  電子部品（被写体）
Ａ  被写体
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  計測点（注目点）
ｚ１  高さ寸法
β，β３  回転角度
β１  第１回転角度（回転角度）
β２  第２回転角度（回転角度）
Δβ  差分
【図１】
2020075213.tif 000003
【図２】
2020075213.tif 000004
【図３】
2020075213.tif 000005
【図４】
2020075213.tif 000006
【図５】
2020075213.tif 000007
【図６】
2020075213.tif 000008
【図７】
2020075213.tif 000009
【図８】
2020075213.tif 000010
【図９】
2020075213.tif 000011
【図１０】
2020075213.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月26日(2021.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と、
前記光学系の光軸に直交する軸線回りに前記撮像部と前記被写体とを相対的に回転移動させる回転移動部と、
該回転移動部による回転角度を検出する角度検出部と、
前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像のマッチング処理の結果と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、三角測量の原理によって前記被写体の高さ寸法を算出する算出部とを備える計測装置。
【請求項２】
前記被写体が前記光軸上に固定され、
前記回転移動部が、前記軸線回りに前記撮像部を回転移動させる請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記撮像部が、前記光軸上に前記被写体を配置する位置に固定され、
前記回転移動部が、前記軸線回りに前記被写体を回転移動させる請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記算出部が、２枚の前記画像上の同一注目点の前記光軸に直交する２方向の座標を前記マッチング処理により特定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の計測装置。
【請求項５】
前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ高さ寸法を算出し、算出された複数の高さ寸法の統計値を前記被写体の高さ寸法として算出する請求項１から請求項４のいずれかに記載の計測装置。
【請求項６】
前記算出部が、２枚の前記画像上の複数の同一注目点の３次元座標値を算出する請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
前記算出部が、前記３次元座標値を用いて３次元形状情報を生成する請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
前記算出部が、前記回転角度の異なる複数対の前記画像についてそれぞれ前記３次元座標値を算出し、算出された前記３次元座標値を統合する請求項６または請求項７に記載の計測装置。
【請求項９】
前記算出部は、算出された前記３次元座標値を統合する際に、前記角度検出部により検出された前記回転角度を用いて前記３次元座標値間の位置合わせを行う請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記３次元座標値が算出された複数の前記同一注目点を表示する表示部を備え、
前記算出部が、前記撮像部により２枚の前記画像が取得される都度に、前記３次元座標値を算出する請求項８に記載の計測装置。
【請求項１１】
少なくとも物体側がテレセントリックである光学系を備え被写体の画像を取得する撮像部と前記被写体とを前記光学系の光軸に直交する軸線回りの第１回転角度に配置して前記撮像部により第１画像を取得し、
前記撮像部と前記被写体とを前記軸線回りの第２回転角度に配置して前記撮像部により第２画像を取得し、
前記撮像部により取得された前記第１画像および前記第２画像のマッチング処理の結果と、前記第１回転角度と前記第２回転角度との差分とに基づいて、三角測量の原理によって前記被写体の高さ寸法を算出する計測方法。
【請求項１２】
被写体を搭載するステージと、
少なくとも物体側がテレセントリックである対物光学系を備え前記被写体の画像を取得する撮像部と、
前記対物光学系の光軸に直交する軸線回りに前記撮像部と前記ステージとを相対的に回転移動させる回転移動部と、
該回転移動部による前記撮像部と前記ステージとの回転角度を検出する角度検出部とを備える顕微鏡と、
前記回転移動部による回転移動前後において前記撮像部により取得された２枚の前記画像のマッチング処理の結果と、前記角度検出部により検出された前記回転角度とに基づいて、三角測量の原理によって前記被写体の高さ寸法を算出する画像処理装置とを備える顕微鏡システム。
【国際調査報告】
2020075213.tif 000013
2020075213.tif 000014
2020075213.tif 000015
2020075213.tif 000016