光學(xué)形狀測(cè)定裝置、形狀測(cè)定的方法以及制造具有形狀的結(jié)構(gòu)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供用于高精度地測(cè)定被測(cè)定物的形狀的形狀測(cè)定裝置。形狀測(cè)定裝置，具備：照射部(20)，配置成借由對(duì)被測(cè)定物(3)照射來(lái)自光源的光以形成點(diǎn)狀圖案；掃描部(23)，配置成以點(diǎn)狀圖案相對(duì)地掃描被測(cè)定物的表面；受光部(25)，包括多個(gè)受光像素，其排列成從與光照射至被測(cè)定物的照射方向不同方向來(lái)檢測(cè)光照射至被測(cè)定物所產(chǎn)生的點(diǎn)狀圖案的像；變更部(70)，配置成依據(jù)光的照射方向，變更取得用于檢測(cè)點(diǎn)狀圖案的像的位置的信號(hào)的位置；以及控制部(43)，配置成根據(jù)來(lái)自受光像素的信號(hào)，算出被測(cè)定物的位置信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)形狀測(cè)定裝置、形狀測(cè)定的方法以及制造具有形狀的
結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是關(guān)于一種形狀測(cè)定裝置、形狀測(cè)定方法及制造結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】[0002]作為以非接觸方式測(cè)定被測(cè)定物的三維形狀的方法，已知光切斷法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在光切斷法，將投影至被測(cè)定物時(shí)使用于投影點(diǎn)狀圖案的光束掃描所得的線光照射至被測(cè)定物，從與被測(cè)定物的剖面形狀對(duì)應(yīng)形成的光切斷線測(cè)定被測(cè)定物的三維形狀。專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的形狀測(cè)定裝置，例如，具備線感測(cè)器，使掃描后的點(diǎn)光成像在線感測(cè)器上，測(cè)定被測(cè)定物的三維形狀。
[0003]【引用列表】
[0004]【專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利第6441908號(hào)說(shuō)明書(shū)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1，為了使掃描后的點(diǎn)狀光束成像在線感測(cè)器上，例如，調(diào)整組合使用多個(gè)反射鏡等的復(fù)雜構(gòu)成。使用此種復(fù)雜構(gòu)成的情形，由于各構(gòu)成的誤差被累加，視情形誤差會(huì)變大。因此，會(huì)有無(wú)法在線感測(cè)器上使點(diǎn)狀圖案正確地成像的情形。如上述，專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的形狀測(cè)定裝置，有無(wú)法高精度地測(cè)定被測(cè)定物的形狀的問(wèn)題。
[0007]【問(wèn)題的解決】
[0008]本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而構(gòu)成，其目的在于提供一種能高精度地測(cè)定被測(cè)定物的形狀的形狀測(cè)定裝置、形狀測(cè)定方法及制造結(jié)構(gòu)的方法。
[0009]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第I實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置，是測(cè)定被測(cè)定物的形狀，具備:
[0010]照射部，包括光源且配置成借由對(duì)被測(cè)定物照射來(lái)自光源的光形成點(diǎn)狀圖案；
[0011]掃描部，隨著該點(diǎn)狀圖案相對(duì)地掃描該被測(cè)定物的表面；
[0012]受光部，包括多個(gè)受光像素，其排列成從與該光照射至該被測(cè)定物的照射方向不同方向來(lái)檢測(cè)該光照射至該被測(cè)定物所產(chǎn)生的該點(diǎn)狀圖案的像；
[0013]變更部，依據(jù)該光的照射方向變更取得受光部的信號(hào)的位置，該信號(hào)用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置；以及
[0014]控制部，根據(jù)來(lái)自該受光像素的信號(hào)，算出該被測(cè)定物的位置信息。
[0015]又，本發(fā)明第2實(shí)施例的形狀測(cè)定方法，是測(cè)定被測(cè)定物的形狀，具有:照射步驟，借由對(duì)被測(cè)定物照射來(lái)自光源的光形成點(diǎn)狀圖案；
[0016]掃描步驟，以該點(diǎn)狀圖案相對(duì)地掃描該被測(cè)定物的表面；
[0017]檢測(cè)步驟，使用包含多個(gè)受光像素的受光部，從與該光照射至該被測(cè)定物的照射方向不同方向檢測(cè)該光照射至該被測(cè)定物所產(chǎn)生的該點(diǎn)狀圖案的像；[0018]變更步驟，依據(jù)該光的照射方向，變更取得用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置的信號(hào)的位置；以及
[0019]控制步驟，根據(jù)來(lái)自該受光部的信號(hào)，算出該被測(cè)定物的位置信息。
[0020]根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施例，提供一種制造結(jié)構(gòu)的方法，具有:
[0021]設(shè)計(jì)步驟，制作關(guān)于結(jié)構(gòu)的形狀的設(shè)計(jì)信息；
[0022]成形步驟，根據(jù)該設(shè)計(jì)信息制作該結(jié)構(gòu)；
[0023]測(cè)定步驟，使用本發(fā)明第2實(shí)施例的形狀測(cè)定方法測(cè)定制作出的該結(jié)構(gòu)的形狀；以及 [0024]檢查步驟，比較在該測(cè)定步驟獲得的形狀信息與該設(shè)計(jì)信息。
[0025]【發(fā)明的有利功效】
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能高精度地測(cè)定被測(cè)定物的形狀。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是顯示本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0028]圖2 (a)、圖2(b)是顯示第I實(shí)施例中光探針的構(gòu)成的示意圖。
[0029]圖3是顯示第I實(shí)施例中形狀測(cè)定裝置的構(gòu)成的概略方框圖。
[0030]圖4是顯示第I實(shí)施例中點(diǎn)光的掃描印象的圖。
[0031 ]圖5是顯示第I實(shí)施例中CMOS感測(cè)器的ROI選擇的一例的圖。
[0032]圖6是顯示第2實(shí)施例中探針部的構(gòu)成的示意圖。
[0033]圖7是顯示第2實(shí)施例中形狀測(cè)定裝置的構(gòu)成的概略方框圖。
[0034]圖8(a)、圖8(b)是顯示第3實(shí)施例中點(diǎn)光源部的構(gòu)成的概略方框圖。
[0035]圖9是顯示第4實(shí)施例中控制部及光探針的構(gòu)成的概略方框圖。
[0036]圖10是顯示第4實(shí)施例中滾動(dòng)光闌攝影機(jī)的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0037]圖11是說(shuō)明第4實(shí)施例中曝光時(shí)間的設(shè)定例的圖。
[0038]圖12是顯示第5實(shí)施例中控制部及光探針的構(gòu)成的概略方框圖。
[0039]圖13是顯示第6實(shí)施例的結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)的構(gòu)成的概略方框圖。
[0040]圖14是顯示第6實(shí)施例的結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)的處理流程的流程圖。
[0041]圖15是顯示本發(fā)明的形狀測(cè)定方法的流程圖。
[0042]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0043]3:被測(cè)定物20，20a:點(diǎn)光源部
[0044]23:掃描部25:受光檢測(cè)部
[0045]26:照射位置檢測(cè)部27:圓柱狀透鏡
[0046]51:表記憶部60:位置運(yùn)算處理部
[0047]70 =ROI選擇處理部 233:角度檢測(cè)部
[0048]100:形狀測(cè)定裝置
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下，參照?qǐng)D式說(shuō)明本發(fā)明一實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置。圖1是顯示本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100的構(gòu)成的圖。本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，例如，具有圖2(a)所示的構(gòu)成，為使用光切斷法檢測(cè)被測(cè)定物3的三維形狀的三維形狀測(cè)定裝置。形狀測(cè)定裝置100，照射被測(cè)定物3的表面時(shí)照射成為點(diǎn)狀圖案的光束，從與照射方向不同角度接受照射至被測(cè)定物3的光束造成的散射光。點(diǎn)狀圖案(以下，稱(chēng)為點(diǎn)光)，在CMOS感測(cè)器251上成像為點(diǎn)狀圖案的像(以下，稱(chēng)為點(diǎn)光像)，CMOS感測(cè)器251檢測(cè)在CMOS感測(cè)器251上的點(diǎn)光像的位置。形狀測(cè)定裝置100，使光束掃描并照射至被測(cè)定物3的表面，檢測(cè)各點(diǎn)光像的位置。此外，此形狀測(cè)定裝置100，在檢測(cè)出的點(diǎn)光像的位置使用三角測(cè)量的原理等算出被測(cè)定物3的表面距離基準(zhǔn)平面的高度，求出被測(cè)定物3表面的三維形狀。此外，使用光切斷法的情形，以各點(diǎn)狀圖案往一方向短周期掃描的方式使點(diǎn)光掃描。以此方式，與線狀圖案投影至被測(cè)定物相同，對(duì)某一條線使點(diǎn)光掃描并同時(shí)照射以得知高度分布。如上述，以往一方向短周期掃描的光束依序在與該一方向垂直方向移動(dòng)的方式使被測(cè)定物移動(dòng)。以此方式，在被測(cè)定物的測(cè)定區(qū)域整個(gè)區(qū)域投影有點(diǎn)狀圖案。
[0050]此外，圖1所示的本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100的構(gòu)成，在后述各實(shí)施例共通。圖1中，形狀測(cè)定裝置100具備測(cè)定裝置本體I及控制裝置4。后述控制裝置4是通過(guò)控制線連接于測(cè)定裝置本體I，控制測(cè)定裝置本體I。測(cè)定裝置本體I具備探針驅(qū)動(dòng)部11、讀頭部
13、定盤(pán)14、光探針2。此外，此處，作為一例，圖示球體的被測(cè)定物3，配置在定盤(pán)14之上。
[0051]定盤(pán)14是石制或鑄鐵制，上面保持水平。探針驅(qū)動(dòng)部11，根據(jù)從控制裝置4供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使讀頭部13往彼此正交的X軸、Y軸、Z軸的正交三軸方向移動(dòng)。又，同樣地，根據(jù)從控制裝置4供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使光探針2繞X軸、Y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)亦可。探針驅(qū)動(dòng)部11具備X軸移動(dòng)部111、Y軸移動(dòng)部112、Z軸移動(dòng)部113、及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)114。此處，XY平面規(guī)定與定盤(pán)14的上面平行的面。亦即，X軸方向規(guī)定在與定盤(pán)14的上面平行的面的一方向，Y軸方向規(guī)定在與定盤(pán)14的上面平行的面與X軸方向正交方向，Z軸方向規(guī)定與定盤(pán)14的上面正交方向。
[0052]X軸移動(dòng)部111具備將讀頭部13往X軸方向驅(qū)動(dòng)的X軸用馬達(dá)，在定盤(pán)14上的既定范圍內(nèi)使讀頭部13往X軸方向移動(dòng)。Y軸移動(dòng)部112具備將讀頭部13往Y軸方向驅(qū)動(dòng)的Y軸用馬達(dá)，在定盤(pán)14上的既定范圍內(nèi)使讀頭部13往Y軸方向移動(dòng)。又，Z軸移動(dòng)部113具備將讀頭部13往Z軸方向驅(qū)動(dòng)的Z軸用馬達(dá)，在既定范圍內(nèi)使讀頭部13往Z軸方向移動(dòng)。又，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)114具備構(gòu)成為能使光探針2繞X軸、Y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)、與驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，能使光探針2的姿勢(shì)繞X軸、Y軸、Z軸位移。此外，讀頭部13位于光探針2的上部，支承光探針2。亦即，探針驅(qū)動(dòng)部11使光探針2分別在彼此正交的三維坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向移動(dòng)。
[0053]光探針2對(duì)被測(cè)定物3照射點(diǎn)光，從與光的照射方向不同方向檢測(cè)點(diǎn)光像。關(guān)于光探針2的詳細(xì)將于后述。
[0054]<第I實(shí)施例>
[0055]接著，說(shuō)明第I實(shí)施例。在第I實(shí)施例，依據(jù)點(diǎn)光的照射方向，選擇使用的CMOS感測(cè)器251的區(qū)域。圖2(a)和圖2(b)是顯示第I實(shí)施例中光探針2的構(gòu)成的示意圖。圖2 (a)中，光探針2具備點(diǎn)光源部20、掃描部23、攝影透鏡24、及CMOS感測(cè)器251。此外，CMOS感測(cè)器251是設(shè)在后述受光檢測(cè)部25。
[0056]點(diǎn)光源部20對(duì)被測(cè)定物3照射具有點(diǎn)狀光量分布的光束即點(diǎn)光。亦即，點(diǎn)光源部20對(duì)被測(cè)定物3照射來(lái)自光源21的光，借此形成點(diǎn)狀圖案。點(diǎn)光源部20具備光源21與聚光透鏡22。光源21為例如LED、激光光源、Super Luminescent Diode (SLD)等,透過(guò)聚光透鏡22及掃描部23對(duì)被測(cè)定物3照射點(diǎn)光。聚光透鏡22為用以從光源21照射的光束獲得點(diǎn)光的透鏡，配置在光源21與掃描部23之間。
[0057]掃描部23為例如電流鏡，配置在點(diǎn)光源部20與被測(cè)定物3之間。掃描部23使從點(diǎn)光源部20照射的點(diǎn)光反射，照射至被測(cè)定物3。又，掃描部23，根據(jù)控制信號(hào)，以測(cè)定與線狀圖案投影至被測(cè)定物相同區(qū)域的方式，變更點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3的照射方向(照射角度)。此外，以下說(shuō)明中，亦會(huì)將以測(cè)定與線狀圖案投影至被測(cè)定物相同區(qū)域的方式使點(diǎn)光掃描并同時(shí)使光探針I(yè)本身依序在與點(diǎn)光的掃描方向正交方向掃描的動(dòng)作，稱(chēng)為飛點(diǎn)掃描。亦即，掃描部23使點(diǎn)光掃描，借此依序照射線狀的測(cè)定區(qū)域。亦即，掃描部23變更點(diǎn)光的偏向方向，在被測(cè)定物3的表面上使點(diǎn)光相對(duì)地掃描。例如，掃描部23改變光照射至被測(cè)定物3時(shí)的照射方向，借此在被測(cè)定物3的表面上使點(diǎn)光(點(diǎn)狀圖案)掃描。掃描部23的詳細(xì)構(gòu)成將于后述。此外，若掃描所有電流鏡造成的點(diǎn)光的掃描范圍，則為了使被測(cè)定物3與光探針2在與電流鏡造成的點(diǎn)光的掃描方向正交方向相對(duì)地移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)探針驅(qū)動(dòng)部
11。此外，使電流鏡造成的點(diǎn)光的掃描與探針驅(qū)動(dòng)部11造成的光探針2與被測(cè)定物3的相對(duì)移動(dòng)同時(shí)進(jìn)行亦可。
[0058]攝影透鏡24是配置在被測(cè)定物3與CMOS感測(cè)器251之間，使因被測(cè)定物3而散射的點(diǎn)光聚光，成像在CMOS感測(cè)器251的受光像素面上。
[0059]CMOS感測(cè)器251，二維排列有多個(gè)受光像素2，檢測(cè)成像在該受光像素面上的點(diǎn)光像。CMOS感測(cè)器251，如圖2(b)所示，多個(gè)受光像素之中、使點(diǎn)光掃描時(shí)排列在與點(diǎn)光像位移方向(點(diǎn)光掃描方向)正交方向(極線方向)的受光像素群是設(shè)定為一條檢測(cè)線。又，CMOS感測(cè)器251，在點(diǎn)光像位移方向(點(diǎn)光掃描方向)各自的位置(受光像素)分別設(shè)定各自的檢測(cè)線。此外，多條檢測(cè)線中的使用在檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域是借由后述ROI選擇處理部70依據(jù)光(點(diǎn)光)的照射方向選擇。
[0060]此外，此光探針2的攝影是所謂莎姆光學(xué)系，攝影透鏡24的主平面呈與透射透鏡24的光軸25L正交的平面。又，CMOS感測(cè)器251的受光像素面是相對(duì)光軸正交平面傾斜配置，與受光像素面處于共軛關(guān)系的聚焦面20f相對(duì)光軸正交平面傾斜，與攝影透鏡24的主平面及受光像素面在同軸上交會(huì)。此外，在本實(shí)施例的光探針2，聚焦面20f與點(diǎn)光的照射切斷面一致。以點(diǎn)光源部20與從掃描部(電流鏡)23放射至被測(cè)定物3的光束的中心包含在聚焦面20f的面內(nèi)的方式，定位聚焦面20f。是以，如圖2 (a)所示，通過(guò)攝影透鏡24的透鏡中心的主平面上的延伸線24L、與CMOS感測(cè)器251的檢測(cè)線即極線的延伸線251L，在點(diǎn)光的照射光軸20L交會(huì)。
[0061]借此，在此光探針2的攝影系，與聚焦面20f —致的照射光軸20L上的點(diǎn)光像，能與被測(cè)定物3無(wú)關(guān)地恒在聚焦?fàn)顟B(tài)下拍攝。
[0062]圖2 (b)是顯示成像在CMOS感測(cè)器251的點(diǎn)光像的例。此圖顯示CMOS感測(cè)器251的受光像素面。此處，圖2(b)中，CMOS感測(cè)器251的縱方向(V(垂直)方向)為借由點(diǎn)光的掃描點(diǎn)光像位移的方向(點(diǎn)光的掃描方向)。CMOS感測(cè)器251的橫方向(H(水平)方向)為檢測(cè)點(diǎn)光像的位置位移的方向(點(diǎn)光像的檢測(cè)方向)。圖2(b)所示的點(diǎn)光像SP0，是顯示借由使點(diǎn)光的照射方向變化使點(diǎn)狀圖案掃描并同時(shí)成像在于各時(shí)序取得的CMOS感測(cè)器251的受光像素面上的點(diǎn)光像。各點(diǎn)光像依據(jù)被測(cè)定物3的高度方向(Z軸方向)的位置，在點(diǎn)光像的檢測(cè)方向(H方向)位移。是以，借由檢測(cè)此H方向的點(diǎn)光像的位置，可檢測(cè)被測(cè)定物3在高度方向(Z軸方向)的位置。
[0063]此外，CMOS感測(cè)器251的多條檢測(cè)線中的使用區(qū)域(亦稱(chēng)為ROI (Region ofInterest))是借由后述ROI選擇部461選擇。此外，此處，ROI是CMOS感測(cè)器251的使用在點(diǎn)光像的檢測(cè)的對(duì)象區(qū)域，為使用在點(diǎn)光像的檢測(cè)的檢測(cè)線的范圍。
[0064]接著，參照?qǐng)D3詳細(xì)說(shuō)明形狀測(cè)定裝置100的構(gòu)成。圖3是顯示第I實(shí)施例中形狀測(cè)定裝置100的構(gòu)成的概略方框圖。此外，此圖中，對(duì)與圖1及圖2(a)和圖2(b)相同的構(gòu)成賦予相同符號(hào)以省略其說(shuō)明。
[0065]圖3中，形狀測(cè)定裝置100具備測(cè)定裝置本體I及控制裝置4。又，測(cè)定裝置本體I具備上述探針驅(qū)動(dòng)部11、探針位置檢測(cè)部12、及光探針2。探針驅(qū)動(dòng)部11根據(jù)從控制裝置4供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使光探針2的位置變更。
[0066]探針位置檢測(cè)部12具備分別檢測(cè)探針驅(qū)動(dòng)部11的X軸、Y軸及Z軸方向的位置的X軸用編碼器、Y軸用編碼器、及Z軸用編碼器。探針位置檢測(cè)部12借由此等編碼器檢測(cè)探針驅(qū)動(dòng)部11的位置，將表示探針驅(qū)動(dòng)部11的位置的信號(hào)供應(yīng)至后述控制部40(位置信息算出部44及驅(qū)動(dòng)控制部43)。
[0067]光探針2，如上述，為了借由光切斷方式檢測(cè)被測(cè)定物3的表面形狀，具備點(diǎn)光源部20、掃描部23、及受光檢測(cè)部25。
[0068]受光檢測(cè)部25 (受光部)具備上述CMOS感測(cè)器251、A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換部252，從與點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3的照射方向不同方向檢測(cè)點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3時(shí)的點(diǎn)光像。亦即，借由來(lái)自點(diǎn)光源部20的照射光檢測(cè)形成在被測(cè)定物3的表面的點(diǎn)光像(光切斷線)，將檢測(cè)出的檢測(cè)結(jié)果供應(yīng)至控制部40 (位置信息算出部44)。借此，控制部4取得形狀測(cè)定數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換部252將從CMOS感測(cè)器251供應(yīng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，供應(yīng)至控制部40 (位置信息算出部44)。
[0069]掃描部23具備電流鏡驅(qū)動(dòng)裝置部231、電流鏡232、及角度檢測(cè)部233。電流鏡驅(qū)動(dòng)裝置部231，借由從控制部40 (點(diǎn)光掃描控制部47)供應(yīng)的控制信號(hào)，變更電流鏡232的角度。亦即，電流鏡驅(qū)動(dòng)裝置部231，為了使點(diǎn)光依序照射至線狀的測(cè)定區(qū)域，變更將點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3的方向。
[0070]角度檢測(cè)部233為例如編碼器，檢測(cè)電流鏡232的角度。角度檢測(cè)部233將檢測(cè)出的角度信息供應(yīng)至控制部40 (受光控制部46)。
[0071]接著，說(shuō)明控制裝置4?？刂蒲b置4具備控制部40、輸入裝置41、監(jiān)測(cè)器42、記憶部50。
[0072]輸入裝置41具備使用者輸入各種指示信息的鍵盤(pán)或搖桿等。輸入裝置41檢測(cè)已輸入的指示信息，使檢測(cè)后的指示信息儲(chǔ)存在記憶部50。搖桿等的輸入裝置41，接受使用者的操作，依據(jù)該操作產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)探針驅(qū)動(dòng)部11的控制信號(hào)并供應(yīng)至控制部40。監(jiān)測(cè)器42接受從控制部40供應(yīng)的測(cè)定數(shù)據(jù)(所有測(cè)定點(diǎn)的坐標(biāo)值)等。監(jiān)測(cè)器42顯示已接受的測(cè)定數(shù)據(jù)(所有測(cè)定點(diǎn)的坐標(biāo)值)等。又，監(jiān)測(cè)器42顯示測(cè)定畫(huà)面、指示畫(huà)面等。
[0073]記憶部50儲(chǔ)存從輸入裝置42供應(yīng)的測(cè)定條件。又，記憶部50儲(chǔ)存從控制部40供應(yīng)的測(cè)定數(shù)據(jù)。又，記憶部55具備表記憶部51。表記憶部51儲(chǔ)存后述選擇表。表記憶部51，使點(diǎn)光的照射方向與多條檢測(cè)線中的使用于檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)并儲(chǔ)存為此選擇表。借由使用此選擇表，能根據(jù)點(diǎn)光的照射方向選擇使用于檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。
[0074]控制部40進(jìn)行在形狀定裝置100的測(cè)定被測(cè)定物3的形狀的處理的控制，算出被測(cè)定物3表面距離基準(zhǔn)平面的高度，進(jìn)行求出被測(cè)定物3的三維形狀的運(yùn)算處理。亦即，控制部40 (R0I選擇處理部70)選擇用于檢測(cè)成像在CMOS感測(cè)器251的受光像素面的點(diǎn)光像的位置的受光像素的信號(hào)。亦即，控制部40 (R0I選擇處理部70)選擇在CMOS感測(cè)器251上包含點(diǎn)光像成像的位置且使光束掃描時(shí)在與點(diǎn)光像位移方向(點(diǎn)光的掃描方向)不同方向(極線方向或點(diǎn)光像的檢測(cè)方向)存在的多個(gè)受光像素。接著，控制部40 (位置運(yùn)算處理部60)根據(jù)來(lái)自選擇的受光像素的信號(hào)算出被測(cè)定物3的位置信息。
[0075]又，控制部40具備驅(qū)動(dòng)控制部43、位置信息算出部44、測(cè)定控制部45、受光控制部46、及點(diǎn)光掃描控制部47。此外，控制部40的構(gòu)成之中，位置信息算出部44及測(cè)定控制部45與位置運(yùn)算處理部60 (控制部)對(duì)應(yīng)，受光控制部46及點(diǎn)光掃描控制部47與ROI選擇處理部70(變更部)對(duì)應(yīng)。
[0076]驅(qū)動(dòng)控制部43根據(jù)來(lái)自輸入裝置41的操作信號(hào)或來(lái)自測(cè)定控制部45的指令信號(hào)，對(duì)探針驅(qū)動(dòng)部11供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行使探針驅(qū)動(dòng)部11移動(dòng)的控制。此外，驅(qū)動(dòng)控制部43根據(jù)從探針位置檢測(cè)部12供應(yīng)的探針驅(qū)動(dòng)部11的位置信息，使探針驅(qū)動(dòng)部11移動(dòng)。
[0077]位置信息算出部44根據(jù)來(lái)自在ROI選擇處理部70選擇的受光像素的信號(hào)算出被測(cè)定物3的位置信息。亦即，位置信息算出部44根據(jù)從探針位置檢測(cè)部12供應(yīng)的光探針2的位置信息與從受光檢測(cè)部25供應(yīng)的點(diǎn)光像的位移信息，使用三角測(cè)量的原理等算出被測(cè)定物3表面的位置。
[0078]測(cè)定控制部45根據(jù)儲(chǔ)存在記憶部50的測(cè)定條件，控制用于被測(cè)定物3的形狀測(cè)定的各種處理。例如，測(cè)定控制部45，對(duì)探針驅(qū)動(dòng)部11供應(yīng)使光探針2移動(dòng)的指令信號(hào)。例如，測(cè)定控制部45對(duì)點(diǎn)光源部20供應(yīng)控制照射的點(diǎn)光強(qiáng)度的指令信號(hào)。又，測(cè)定控制部45，透過(guò)受光控制部46在受光檢測(cè)部25，借由選擇的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)檢測(cè)點(diǎn)光像。測(cè)定控制部45，使借由位置信息算出部44算出的被測(cè)定物3的位置信息儲(chǔ)存于記憶部50。
[0079]受光控制部46是根據(jù)從測(cè)定控制部45供應(yīng)的指令信號(hào)控制。受光控制部46進(jìn)行對(duì)受光檢測(cè)部25的各種控制。又，受光控制部46具備ROI選擇部461。
[0080]ROI選擇部461依據(jù)點(diǎn)光的照射方向選擇CMOS感測(cè)器251的多條檢測(cè)線中的使用在檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域(R0I)。此外，從CMOS感測(cè)器251的多個(gè)受光像素之中，ROI選擇部461將當(dāng)以點(diǎn)光掃描時(shí)排列在與點(diǎn)光像位移方向正交的方向的受光像素群設(shè)定為一條檢測(cè)線。
[0081]此外，本實(shí)施例中，雖說(shuō)明將在CMOS感測(cè)器251的H方向的線設(shè)為檢測(cè)線的形態(tài)，但檢測(cè)線并不限于H方向，為相對(duì)H方向傾斜方向的線亦可。亦即，此檢測(cè)線并非根據(jù)CMOS感測(cè)器251的方向設(shè)定，而是根據(jù)點(diǎn)光像的檢測(cè)方向(極線方向)設(shè)定。
[0082]又，此處，使點(diǎn)光的照射方向變化的方向，如上述，為點(diǎn)狀圖案的掃描方向，為借由電流鏡232變更點(diǎn)光照射方向的方向。ROI選擇部461根據(jù)掃描部23的角度檢測(cè)部233檢測(cè)出的角度信息檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。
[0083]ROI選擇部461根據(jù)使點(diǎn)光的照射方向與多條檢測(cè)線中的使用于檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的選擇基準(zhǔn)，選擇檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。此處的選擇基準(zhǔn)，為例如選擇表、預(yù)定的選擇規(guī)則、選擇函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果等，本實(shí)施例中，作為一例，說(shuō)明根據(jù)選擇表選擇檢測(cè)線區(qū)域(ROI)的情形。
[0084]ROI選擇部461根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存在表記憶部51的選擇表，選擇檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。ROI選擇部461，將指定依據(jù)點(diǎn)光的照射方向選擇的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)的信息供應(yīng)至CMOS感測(cè)器251。借此，選擇包含照射至點(diǎn)光的照射方向的點(diǎn)光所成像的點(diǎn)光像的檢測(cè)線。
[0085]點(diǎn)光掃描控制部47，根據(jù)從測(cè)定控制部45供應(yīng)的指令信號(hào)控制點(diǎn)光的掃描。亦即，點(diǎn)光掃描控制部47，控制掃描部23的電流鏡驅(qū)動(dòng)裝置部231，變更電流鏡232的角度。
[0086]接著，說(shuō)明本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100的測(cè)定動(dòng)作。此外，說(shuō)明預(yù)先設(shè)定測(cè)定條件，光探針2往測(cè)定開(kāi)始位置移動(dòng)的狀態(tài)后的動(dòng)作。首先，測(cè)定控制部45根據(jù)測(cè)定條件，對(duì)點(diǎn)光掃描控制部47下達(dá)點(diǎn)光掃描的指令。點(diǎn)光掃描控制部47根據(jù)從測(cè)定控制部45供應(yīng)的指令信號(hào)，控制掃描部23的電流鏡驅(qū)動(dòng)裝置部231，變更電流鏡232的角度。借此，從點(diǎn)光源部20照射的點(diǎn)光的照射方向變更，照射至被測(cè)定物3。又，角度檢測(cè)部233檢測(cè)電流鏡232的角度，將檢測(cè)出的角度信息供應(yīng)至受光控制部46。
[0087]圖4是顯示本實(shí)施例中點(diǎn)光的掃描印象的圖。從點(diǎn)光源部20照射的點(diǎn)光的照射方向變更的情形，成像在被測(cè)定物3的點(diǎn)光的位置位移。接著，圖4中，例如，點(diǎn)光從點(diǎn)Pl往點(diǎn)P2掃描的情形，成像在CMOS感測(cè)器251的點(diǎn)光像的位置從檢測(cè)線ELl往檢測(cè)線EL2位移。
[0088]接著，受光控制部46的ROI選擇部461，根據(jù)掃描部23的角度檢測(cè)部233檢測(cè)出的角度信息，檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。ROI選擇部461根據(jù)點(diǎn)光的照射方向與儲(chǔ)存在表記憶部51的選擇表選擇檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。ROI選擇部461將指定選擇的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)的信息供應(yīng)至受光檢測(cè)部25的CMOS感測(cè)器251。借此，選擇與點(diǎn)光的照射方向?qū)?yīng)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。
[0089]接著，CMOS感測(cè)器251讀出來(lái)自與ROI選擇部461所選擇的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)對(duì)應(yīng)的受光像素的檢測(cè)信號(hào)，并供應(yīng)至A/D轉(zhuǎn)換部252。A/D轉(zhuǎn)換部252，對(duì)從CMOS感測(cè)器251輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，將包含點(diǎn)光像在極線方向(H方向)的位移信息的信息供應(yīng)至位置信息算出部44。
[0090]位置信息算出部44根據(jù)從探針位置檢測(cè)部12供應(yīng)的光探針2的位置信息、與從受光檢測(cè)部25供應(yīng)的點(diǎn)光像的位移信息，使用三角測(cè)量的原理等，算出被測(cè)定物3表面的位置。位置信息算出部44將算出的被測(cè)定物3的位置信息供應(yīng)至測(cè)定控制部45。
[0091]測(cè)定控制部45將位置信息算出部44算出的被測(cè)定物3的位置信息儲(chǔ)存至記憶部50。又，測(cè)定控制部45，再次對(duì)點(diǎn)光掃描控制部47下達(dá)點(diǎn)光掃描的指令，使點(diǎn)光照射至被測(cè)定物的位置變更，使受光控制部46、受光檢測(cè)部25、及位置信息算出部44執(zhí)行與上述測(cè)定相同的測(cè)定。又，與點(diǎn)光的掃描完成、對(duì)線狀的測(cè)定區(qū)域照射點(diǎn)光、獲得其像等一連串測(cè)定完成相同的情形，測(cè)定控制部45使光探針2的位置變更至驅(qū)動(dòng)控制部43。例如，使被測(cè)定物3表面的線狀測(cè)定區(qū)域的位置變更。此外，測(cè)定控制部45對(duì)變更后的光切斷線反復(fù)與上述相同的處理。借此，測(cè)定被測(cè)定物3的形狀。
[0092]接著，說(shuō)明選擇表。圖5是顯示本實(shí)施例中CMOS感測(cè)器251的ROI選擇的一例的圖。在此圖中，CMOS感測(cè)器251具備多條檢測(cè)線LI?LN。例如，與點(diǎn)光的照射方向?yàn)槟撤较?第I方向)的情形對(duì)應(yīng)的點(diǎn)像SPl成像的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)Rl為檢測(cè)線LI?L3的三條線。又，與點(diǎn)光的照射方向?yàn)榕c第I方向不同方向(第2方向)的情形對(duì)應(yīng)的點(diǎn)像SP2成像的檢測(cè)線區(qū)域(R0I)R2為檢測(cè)線L4?L5的二條線。又，與點(diǎn)光的照射方向?yàn)榕c第1、第2方向不同的第3方向的情形對(duì)應(yīng)的點(diǎn)像SP3成像的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)R3為檢測(cè)線L6?L8的三條線。
[0093]儲(chǔ)存在表記憶部51的選擇表，是使上述點(diǎn)光的照射方向與檢測(cè)線區(qū)域(檢測(cè)線的范圍)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的信息。此外，如此圖所示，檢測(cè)線區(qū)域依據(jù)成像的點(diǎn)光像的位置變更檢測(cè)線的數(shù)亦可?；蛘?，與成像的點(diǎn)光像的位置無(wú)關(guān)，為固定的檢測(cè)線數(shù)亦可。或者，組合此等亦可。亦即，在一部分檢測(cè)線區(qū)域，依據(jù)成像的點(diǎn)光像的位置變更檢測(cè)線的數(shù)，在其余檢測(cè)線區(qū)域，與成像的點(diǎn)光像的位置無(wú)關(guān)，為固定的檢測(cè)線數(shù)亦可。
[0094]又，選擇表是根據(jù)測(cè)定既定形狀的被測(cè)定物3時(shí)所得的點(diǎn)光的照射方向與使用的檢測(cè)線預(yù)先作成。例如，作為被測(cè)定物3，在與圖1的XY平面平行的物體，使點(diǎn)光掃描，對(duì)各點(diǎn)光的照射方向測(cè)定實(shí)際成像的點(diǎn)光像的檢測(cè)線的范圍(區(qū)域)。根據(jù)此測(cè)定結(jié)果，作成選擇表。
[0095]此外，圖5中，檢測(cè)線區(qū)域(ROI)Rl及R3的與檢測(cè)線的長(zhǎng)邊方向垂直方向的長(zhǎng)度是設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大。亦即，ROI選擇部461將檢測(cè)線區(qū)域(ROI)設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大的區(qū)域，位置信息算出部44，在此檢測(cè)線區(qū)域(ROI)，根據(jù)包含點(diǎn)光像亮度最大的位置的檢測(cè)線的檢測(cè)結(jié)果，算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。此情形，借由設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大的區(qū)域，能確實(shí)地取得點(diǎn)光像。此外，不根據(jù)包含點(diǎn)光像亮度最大的位置的檢測(cè)線的檢測(cè)結(jié)果算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。例如，根據(jù)包含點(diǎn)光像的光量分布的重心位置的檢測(cè)線的檢測(cè)結(jié)果算出被測(cè)定物3的位置信息等，視需要能對(duì)點(diǎn)光像的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行所欲的運(yùn)算處理等，算出被測(cè)定物3的位置信息。
[0096]如上述，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，點(diǎn)光源部20對(duì)被測(cè)定物3照射點(diǎn)光，掃描部23在被測(cè)定物3的表面上使點(diǎn)光相對(duì)地掃描。又，受光檢測(cè)部25 (受光部)，多個(gè)受光像素二維排列，從與點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3的照射方向不同方向檢測(cè)點(diǎn)光像。再者，ROI選擇處理部70 (變更部)依據(jù)點(diǎn)光的照射方向選擇(變更)受光檢測(cè)部25具有的多個(gè)受光像素中的用于檢測(cè)點(diǎn)光像的位置的受光像素的信號(hào)。位置運(yùn)算處理部60 (控制部)根據(jù)來(lái)自ROI選擇處理部70選擇的受光像素的信號(hào)，算出被測(cè)定物3的位置信息。
[0097]借此，使用二維排列的受光像素(CMOS感測(cè)器251)中的與點(diǎn)光的照射方向?qū)?yīng)的受光像素，檢測(cè)點(diǎn)光像的位置，因此形狀測(cè)定裝置100能降低極線外的光(環(huán)境光或多重反射光)的影響(誤檢測(cè))。因此，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。又，為了使掃描后的點(diǎn)光像成像在一條檢測(cè)線感測(cè)器上，雖需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度的調(diào)整作業(yè)，但本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，由于使用二維排列的受光像素(CMOS感測(cè)器251)，因此無(wú)必要。亦即，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，無(wú)須復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度的調(diào)整作業(yè)即可高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0098]又，第I實(shí)施例中，ROI選擇處理部70 (R0I選擇部461)選擇在受光檢測(cè)部25 (CMOS感測(cè)器251)上包含點(diǎn)光像成像的位置且使點(diǎn)光掃描的情形在與點(diǎn)光像位移方向不同方向存在的多個(gè)受光像素。亦即，ROI選擇部461，依據(jù)點(diǎn)光的照射方向，選擇與CMOS感測(cè)器251上的點(diǎn)光掃描方向(V方向)不同的極線方向(H方向)的多個(gè)受光像素(檢測(cè)線)。借此，由于在進(jìn)行點(diǎn)光像成像的位置檢測(cè)的方向選擇多個(gè)受光像素，因此能正確地檢測(cè)點(diǎn)光像成像的位置。因此，實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0099]又，在第I實(shí)施例中，在多個(gè)受光像素之中，ROI選擇處理部70 (R0I選擇部461)，將當(dāng)以點(diǎn)光掃描時(shí)排列在與點(diǎn)光像位移方向正交方向的受光像素群設(shè)定為一條檢測(cè)線，且在點(diǎn)光像位移方向各自的位置分別設(shè)定各自的檢測(cè)線。此外，ROI選擇處理部70(R0I選擇部461)，依據(jù)點(diǎn)光的照射方向選擇多條檢測(cè)線中的使用在檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域。再者，位置運(yùn)算處理部60 (測(cè)定控制部45)對(duì)受光檢測(cè)部25，借由選擇的檢測(cè)線區(qū)域檢測(cè)點(diǎn)光像。借此，借由檢測(cè)線單位設(shè)定檢測(cè)區(qū)域(ROI)，可借由檢測(cè)線單位讀出點(diǎn)光像的位移位置，因此可縮短測(cè)定時(shí)間。又，檢測(cè)線區(qū)域(用于測(cè)定的檢測(cè)線的數(shù))可依據(jù)點(diǎn)光的照射方向變動(dòng)，因此即使是依據(jù)點(diǎn)光的照射方向檢測(cè)所需的檢測(cè)線數(shù)變化的情形亦可對(duì)應(yīng)。
[0100]又，第I實(shí)施例中，ROI選擇處理部70(R0I選擇部461)，根據(jù)使點(diǎn)光的照射方向與多條檢測(cè)線中的使用于檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的選擇基準(zhǔn)選擇檢測(cè)線區(qū)域。亦即，ROI選擇處理部70 (R0I選擇部461)，根據(jù)例如選擇表、預(yù)定的選擇規(guī)則、選擇函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果等選擇基準(zhǔn)選擇檢測(cè)線區(qū)域。借此，借由簡(jiǎn)單方法，可選擇最適當(dāng)?shù)臋z測(cè)線區(qū)域，因此本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0101]又，第I實(shí)施例中，使點(diǎn)光的照射方向與使用的檢測(cè)線區(qū)域產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的選擇表為上述選擇基準(zhǔn)。又，形狀測(cè)定裝置100具備儲(chǔ)存選擇表的表記憶部51 (記憶部)，選擇表是根據(jù)測(cè)定既定形狀的被測(cè)定物3時(shí)所得的點(diǎn)光的照射方向與使用的檢測(cè)線預(yù)先作成。借此，借由使用作成的選擇表，可對(duì)制造的形狀測(cè)定裝置100進(jìn)行校正。例如，就制造的多個(gè)形狀測(cè)定裝置100，可認(rèn)為CMOS感測(cè)器251的位置多少有偏差。然而，根據(jù)本實(shí)施例，就各形狀測(cè)定裝置100，根據(jù)測(cè)定既定形狀的被測(cè)定物3時(shí)所得的點(diǎn)光的照射方向與使用的檢測(cè)線，可作成上述選擇表。此外，借由使用此選擇表，在任意的形狀測(cè)定裝置100，ROI選擇處理部70(R0I選擇部461)可選擇最適當(dāng)?shù)臋z測(cè)線區(qū)域。因此，無(wú)須過(guò)度嚴(yán)格地進(jìn)行CMOS感測(cè)器251的對(duì)準(zhǔn)，因此能不增加用于CMOS感測(cè)器251的對(duì)準(zhǔn)的調(diào)整步驟數(shù)來(lái)組裝形狀測(cè)定裝置100。因此，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0102]〈第2實(shí)施例〉
[0103]接著，說(shuō)明第2實(shí)施例。在第2實(shí)施例，替代角度檢測(cè)部233檢測(cè)出的角度信息，借由實(shí)際檢測(cè)點(diǎn)光照射位置，檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。圖6是顯示第2實(shí)施例中光探針2a的構(gòu)成的示意圖。圖6中，光探針2a具備點(diǎn)光源部20、掃描部23、攝影透鏡24、CMOS感測(cè)器251、及照射位置檢測(cè)部26。在此圖中，對(duì)與圖1及圖2(a)和圖2(b)相同的構(gòu)成賦予相同符號(hào)，以省略其說(shuō)明。
[0104]照射位置檢測(cè)部26具有使點(diǎn)光分岐的光路分岐部261、使點(diǎn)光分岐后的分岐點(diǎn)光照射的分岐光受光部262 (受光元件)，檢測(cè)照射至分岐光受光部262的分岐點(diǎn)光的照射位置。光路分岐部261為例如半反射鏡,使點(diǎn)光的一部分(分岐點(diǎn)光)分岐，照射至分岐光受光部262。分岐光受光部262為例如CMOS感測(cè)器等受光元件，檢測(cè)分岐點(diǎn)光的位置。
[0105]圖7是顯示第2實(shí)施例中形狀測(cè)定裝置100的構(gòu)成的概略方框圖。此外，此圖中，對(duì)與圖1至圖3相同(或?qū)?yīng))的構(gòu)成賦予相同符號(hào)，以省略其說(shuō)明。
[0106]圖7中，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，除了光探針2置換成圖6所示的光探針2a的點(diǎn)外，與圖3相同。
[0107]第2實(shí)施例中，光探針2a具備照射位置檢測(cè)部26，將檢測(cè)出的檢測(cè)信息(分岐點(diǎn)光的位置信息)供應(yīng)至受光控制部46。受光控制部46的ROI選擇部461，根據(jù)照射位置檢測(cè)部26 (分岐光受光部262)檢測(cè)出的檢測(cè)信息，檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。亦即，ROI選擇部461并非根據(jù)電流鏡232的角度信息，而是根據(jù)實(shí)際照射的分歧點(diǎn)光的位置，檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。
[0108]如上述，第2實(shí)施例中，從實(shí)際照射的分歧點(diǎn)光的位置檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向，因此能檢測(cè)正確的點(diǎn)光的照射方向。又，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，與第I實(shí)施例同樣地，不需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度的調(diào)整作業(yè)，能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0109]此外，檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向的方法，為根據(jù)點(diǎn)光掃描控制部47控制掃描部23的控制信號(hào)檢測(cè)的方法亦可。此情形，無(wú)須具備角度檢測(cè)部233及照射位置檢測(cè)部26，因此借由簡(jiǎn)單的構(gòu)成可檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向。
[0110]又，ROI選擇處理部70 (R0I選擇部461)，根據(jù)控制掃描部23的控制信號(hào)、在掃描部23檢測(cè)照射點(diǎn)光的角度的角度檢測(cè)部233的檢測(cè)信息、及照射位置檢測(cè)部26的檢測(cè)信息中的任一者或組合檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向亦可，該照射位置檢測(cè)部26具有使點(diǎn)光分岐后的分岐點(diǎn)光照射的分歧光受光部262 (受光元件)，檢測(cè)照射至分歧光受光部262的分歧點(diǎn)光的照射位置。此外，根據(jù)組合檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向的情形，由于可借由多個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)點(diǎn)光的照射方向，因此能檢測(cè)正確的點(diǎn)光的照射方向。
[0111]〈第3實(shí)施例〉
[0112]接著，說(shuō)明第3實(shí)施例。第3實(shí)施例為顯示點(diǎn)光源部20的另一形態(tài)的實(shí)施例。本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，除了替代點(diǎn)光源部20而具備點(diǎn)光源部20a的點(diǎn)外，與上述各實(shí)施例相同。
[0113]圖8(a)和圖8(b)是顯示第3實(shí)施例中點(diǎn)光源部20a的構(gòu)成的概略方框圖。圖8(a)中，本實(shí)施例的點(diǎn)光源部20a具備光源21、聚光透鏡22、及圓柱狀透鏡27。圓柱狀透鏡27 (光學(xué)部)是配置在聚光透鏡22之后，使與檢測(cè)線垂直的點(diǎn)光像的直徑較與檢測(cè)線平行的點(diǎn)光像的直徑狹窄的點(diǎn)光像成像在受光檢測(cè)部25(CM0S感測(cè)器251)。亦即，圓柱狀透鏡27使與檢測(cè)線垂直的直徑較與檢測(cè)線平行的直徑狹窄的點(diǎn)光(點(diǎn)狀圖案)投影至被測(cè)定物3。
[0114]圖8(b)是顯示借由點(diǎn)光源部20a在CMOS感測(cè)器251上成像的點(diǎn)光像SP4。如此圖所示，點(diǎn)光源部20a使用圓柱狀透鏡27，以檢測(cè)線EL3的點(diǎn)光掃描方向進(jìn)入寬度D2內(nèi)的方式使點(diǎn)光像SP4成像。又，點(diǎn)光源部20a使點(diǎn)光像SP4的極線方向的寬度Dl成像在可測(cè)定點(diǎn)光像SP4的位移的寬度。是以，點(diǎn)光源部20a，以使點(diǎn)光像SP4成像為與檢測(cè)線垂直的直徑D2較與檢測(cè)線平行的直徑Dl狹窄的方式照射點(diǎn)光。
[0115]借此，由于能使在點(diǎn)光掃描方向狹窄的橢圓形點(diǎn)光像成像在CMOS感測(cè)器251上，因此能降低誤檢測(cè)極線外的光(環(huán)境光或多重反射光)的可能性。是以，本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。又，由于能使檢測(cè)線區(qū)域狹窄，因此能降低測(cè)定時(shí)間(檢測(cè)線區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果的讀出時(shí)間)。
[0116]〈第4實(shí)施例〉
[0117]接著，說(shuō)明第4實(shí)施例。在上述各實(shí)施例，雖說(shuō)明與掃描部23造成的點(diǎn)光的掃描方向變更同步地變更CMOS感測(cè)器251上的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)的形態(tài)，但本實(shí)施例借由另一方式使點(diǎn)光的照射方向與檢測(cè)線區(qū)域(ROI)對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例中，在受光檢測(cè)部25使用滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a，與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光區(qū)域同步地，在掃描部23使點(diǎn)光的照射方向變更。
[0118]圖9是顯示第4實(shí)施例中控制部40及光探針2b的構(gòu)成的概略方框圖。此外，圖9僅記載說(shuō)明本實(shí)施例所需的構(gòu)成，其他構(gòu)成，與上述各圖中的構(gòu)成相同。
[0119]圖9中,光探針2b具備滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a(受光檢測(cè)部)與掃描部23。滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a，借由觸發(fā)信號(hào)開(kāi)始曝光(檢測(cè))，與時(shí)鐘信號(hào)CKl同步地，在CMOS感測(cè)器251上的點(diǎn)光掃描方向(V方向)依序使檢測(cè)線變更并曝光。
[0120]掃描部23的角度檢測(cè)部233，作為角度信息的一部分，將表示在電流鏡232的掃描起點(diǎn)即原點(diǎn)有電流鏡232的原點(diǎn)信號(hào)供應(yīng)至點(diǎn)光掃描控制部47a。亦即，此原點(diǎn)信號(hào)是在點(diǎn)光的照射方向位于掃描開(kāi)始位置的情形被供應(yīng)。
[0121 ] ROI選擇處理部70依據(jù)多條檢測(cè)線中的使用在檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域，對(duì)掃描部23使點(diǎn)光的照射方向變更。ROI選擇處理部70具備受光控制部46a及點(diǎn)光掃描控制部47a。
[0122]受光控制部46a具備CMOS感測(cè)器控制部462。CMOS感測(cè)器控制部462進(jìn)行滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的控制，對(duì)滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a供應(yīng)觸發(fā)信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)CKl。CMOS感測(cè)器控制部462對(duì)點(diǎn)光掃描控制部47a的相位比較部471供應(yīng)觸發(fā)信號(hào)。又，CMOS感測(cè)器控制部462依據(jù)點(diǎn)光的掃描速度與成像在CMOS感測(cè)器251的點(diǎn)光像的直徑設(shè)定曝光時(shí)間(內(nèi)部曝光時(shí)間)，以使點(diǎn)光像能在滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)曝光。
[0123]點(diǎn)光掃描控制部47a具備相位比較部471。相位比較部471根據(jù)從角度檢測(cè)部233供應(yīng)的原點(diǎn)信號(hào)與從CMOS感測(cè)器控制部462供應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生使電流鏡232的角度變更的控制信號(hào)。亦即，相位比較部471比較此原點(diǎn)信號(hào)的相位與觸發(fā)信號(hào)的相位，以使此二個(gè)相位一致的方式產(chǎn)生使電流鏡232的角度變更的控制信號(hào)。亦即，相位比較部471使原點(diǎn)信號(hào)的輸出時(shí)序與觸發(fā)信號(hào)的輸出時(shí)序同步。
[0124]借此，點(diǎn)光的掃描開(kāi)始時(shí)序與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光開(kāi)始時(shí)序一致，再者，點(diǎn)光的掃描期間與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的一畫(huà)面曝光所需期間相等。其結(jié)果，點(diǎn)光掃描控制部47a，以與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的檢測(cè)線區(qū)域(曝光區(qū)域)對(duì)應(yīng)的方式變更電流鏡232的角度。
[0125]圖10是顯示本實(shí)施例中滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的動(dòng)作的時(shí)序圖。此圖中，橫軸表示時(shí)間，縱軸從上依序表示(a)外部觸發(fā)(此處的觸發(fā)信號(hào))、(b)內(nèi)部曝光時(shí)間設(shè)定、(C)感測(cè)器讀出開(kāi)始信號(hào)、(d)曝光(曝光區(qū)域)、(e)攝影機(jī)數(shù)據(jù)輸出、(f)總體曝光時(shí)序輸出、及(g)觸發(fā)準(zhǔn)備輸出。此外，此處的曝光時(shí)間為曝光時(shí)間的長(zhǎng)度或時(shí)間寬。
[0126]在此例，(b)曝光時(shí)間(內(nèi)部曝光時(shí)間)是設(shè)定成ST1。在時(shí)刻Tl，CMOS感測(cè)器控制部462輸出(a)外部觸發(fā)后，滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a在內(nèi)部產(chǎn)生(C)感測(cè)器讀出開(kāi)始信號(hào)，開(kāi)始(d)曝光。滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a，如(d)曝光所示，借由曝光時(shí)間STl的間隔，使各檢測(cè)線的曝光時(shí)序(tl至tn)依序曝光。又，另一方面，依據(jù)(a)外部觸發(fā)，滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a使(g)觸發(fā)準(zhǔn)備輸出遷移至L(1w)狀態(tài)。此表示滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a無(wú)法接收(a)外部觸發(fā)的狀態(tài)(busy)。
[0127]在時(shí)刻T2，滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a完成(d)曝光，控制部40借由在(f)總體曝光時(shí)序輸出后輸出的(e)攝影機(jī)數(shù)據(jù)輸出取得點(diǎn)光像的檢測(cè)信息。
[0128]在時(shí)刻T3，滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a完成(e)攝影機(jī)數(shù)據(jù)輸出，在時(shí)刻T4至?xí)r刻T5再次反復(fù)(d)曝光。此外，如上述，相位比較器471使點(diǎn)光的掃描期間一致于時(shí)刻Tl至?xí)r刻T4的期間。
[0129]圖11是說(shuō)明本實(shí)施例中曝光時(shí)間的設(shè)定例的圖。此圖中，CMOS感測(cè)器251的各檢測(cè)線是借由曝光時(shí)序(tl至tn)曝光。此處，點(diǎn)光像的掃描方向的直徑D3為收納于檢測(cè)線(此處亦稱(chēng)為掃描線)EL4至EL5的三條檢測(cè)線的大小。因此，CMOS感測(cè)器控制部462將此三條檢測(cè)線掃描的時(shí)間(時(shí)間寬)設(shè)定為曝光時(shí)間(圖10的STl)。
[0130]亦即，此曝光時(shí)間是根據(jù)檢測(cè)線掃描的周期與點(diǎn)光像的掃描方向的直徑D3設(shè)定。此外，檢測(cè)線掃描的周期與點(diǎn)光的掃描周期對(duì)應(yīng)。又，點(diǎn)光的掃描周期與點(diǎn)光的掃描速度對(duì)應(yīng)。因此，此曝光時(shí)間是根據(jù)點(diǎn)光的掃描速度與點(diǎn)光像的直徑設(shè)定。此外，點(diǎn)光是借由掃描部23變更照射的角度。因此，此處所謂據(jù)點(diǎn)光的掃描速度是表示每單位時(shí)間的角度變更量(亦即，角速度)。
[0131]如上述，本實(shí)施例中，ROI選擇處理部70 (選擇部)是依據(jù)多條檢測(cè)線中的使用在檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)對(duì)掃描部23使點(diǎn)光的照射方向變更。借此，借由與點(diǎn)光的照射方向?qū)?yīng)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)，可檢測(cè)點(diǎn)光像，因此本實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100，與上述各實(shí)施例同樣地，無(wú)須復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度的調(diào)整作業(yè)即可高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。
[0132]又，本實(shí)施例中，受光檢測(cè)部為二維的滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a，ROI選擇處理部70 (CMOS感測(cè)器控制部462)依據(jù)點(diǎn)光的掃描速度與成像在滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的CMOS感測(cè)器251的點(diǎn)光像的直徑設(shè)定曝光時(shí)間，以使點(diǎn)光像能曝光于滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)。借此，滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a能確實(shí)地檢測(cè)點(diǎn)光像。
[0133]〈第5實(shí)施例〉
[0134]接著，說(shuō)明第5實(shí)施例。第5實(shí)施例為第4實(shí)施例的變形例，依據(jù)點(diǎn)光的掃描速度變更滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光時(shí)序。
[0135]圖12是顯示第5實(shí)施例中控制部40及光探針2b的構(gòu)成的概略方框圖。此外，圖12僅記載說(shuō)明實(shí)施例的必要構(gòu)成，其他構(gòu)成與上述各圖中的構(gòu)成相同。此圖中，點(diǎn)光掃描控制部47b，為在圖9的構(gòu)成追加電壓控制振蕩器(VC0)472的構(gòu)成。
[0136]VC0472根據(jù)相位比較器471的比較結(jié)果(電壓)，以原點(diǎn)信號(hào)的相位與觸發(fā)信號(hào)的相位一致的方式變更時(shí)鐘信號(hào)CK2的頻率。又，VC0472將頻率變更后的時(shí)鐘信號(hào)CK2供應(yīng)至CMOS感測(cè)器控制部462。
[0137]CMOS感測(cè)器控制部462根據(jù)從VC0472供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)CK2產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CKl，將產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CKl供應(yīng)至CMOS感測(cè)器251。亦即，依據(jù)掃描部23的點(diǎn)光的掃描速度變更時(shí)鐘信號(hào)CKl的頻率，變更滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光時(shí)序。亦即，ROI選擇處理部70 (點(diǎn)光掃描控制部47b)依據(jù)點(diǎn)光的掃描速度變更滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光時(shí)序。
[0138]借此，原點(diǎn)信號(hào)的輸出時(shí)序與觸發(fā)信號(hào)的輸出時(shí)序同步，點(diǎn)光的掃描開(kāi)始時(shí)序與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的曝光開(kāi)始時(shí)序一致。再者，點(diǎn)光的掃描期間與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的一畫(huà)面曝光所需期間(時(shí)間寬)相等。其結(jié)果，點(diǎn)光掃描控制部47b，以與滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a的檢測(cè)線區(qū)域(曝光區(qū)域)對(duì)應(yīng)的方式變更電流鏡232的角度。
[0139]如上述，本實(shí)施例中，借由與點(diǎn)光的照射方向?qū)?yīng)的檢測(cè)線區(qū)域(ROI)，可檢測(cè)點(diǎn)光像，因此形狀測(cè)定裝置100，與上述各實(shí)施例同樣地，無(wú)須復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度的調(diào)整作業(yè)即可高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。此外，時(shí)鐘信號(hào)CKl的頻率變更的情形，測(cè)定控制部45依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CKl的頻率變更點(diǎn)光源部20的照射強(qiáng)度亦可。亦即，例如，頻率大的情形，由于曝光時(shí)間變短，因此測(cè)定控制部45對(duì)點(diǎn)光源部20以補(bǔ)足該曝光時(shí)間縮短量的方式使照射強(qiáng)度變強(qiáng)。
[0140]〈第6實(shí)施例〉
[0141]接著，說(shuō)明具備上述形狀測(cè)定裝置100的結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)。圖13是結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200的方框構(gòu)成圖。結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200具備上述形狀測(cè)定裝置100、設(shè)計(jì)裝置110、成形裝置120、控制裝置(檢查裝置)130、修補(bǔ)裝置140。
[0142]設(shè)計(jì)裝置110制作關(guān)于結(jié)構(gòu)的形狀的設(shè)計(jì)信息，將作成的設(shè)計(jì)信息傳送至成形裝置120。又，設(shè)計(jì)裝置110將作成的設(shè)計(jì)信息儲(chǔ)存在控制裝置130的后述坐標(biāo)記憶部131。此處，設(shè)計(jì)信息為表示結(jié)構(gòu)的各位置的坐標(biāo)的信息。成形裝置120根據(jù)從設(shè)計(jì)裝置110輸入的設(shè)計(jì)信息制作上述結(jié)構(gòu)。成形裝置120的成形步驟包含鑄造、鍛造、或切削等。形狀測(cè)定裝置100測(cè)定制作出的結(jié)構(gòu)(被測(cè)定物)的坐標(biāo)，將表示測(cè)定的坐標(biāo)的信息(形狀信息)傳送至控制裝置130。
[0143]控制裝置130具備坐標(biāo)記憶部131、檢查部132。在坐標(biāo)記憶部131，如上述，借由設(shè)計(jì)裝置110儲(chǔ)存設(shè)計(jì)信息。檢查部132從坐標(biāo)記憶部131讀出設(shè)計(jì)信息。檢查部132比較表示從形狀測(cè)定裝置100接收的坐標(biāo)的信息(形狀信息)與從坐標(biāo)記憶部131讀出的設(shè)計(jì)信息。
[0144]檢查部132根據(jù)比較結(jié)果判定結(jié)構(gòu)是否依造設(shè)計(jì)信息成形。亦即，檢查部132判定作成的結(jié)構(gòu)是否為合格品。檢查部132，在結(jié)構(gòu)未依造設(shè)計(jì)信息成形的情形，判定是否可修復(fù)?？尚迯?fù)的情形，檢查部132根據(jù)比較結(jié)果算出不良部位與修復(fù)量，對(duì)修補(bǔ)裝置140傳送表示不良部位的信息與表示修復(fù)量的信息。
[0145]修補(bǔ)裝置140根據(jù)從控制裝置130接收的表示不良部位的信息與表示修復(fù)量的信息對(duì)結(jié)構(gòu)的不良部位進(jìn)行加工。
[0146]圖14是顯示結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200的處理流程的流程圖。首先，設(shè)計(jì)裝置110制作關(guān)于結(jié)構(gòu)的形狀的設(shè)計(jì)信息(步驟S101)。接著，成形裝置120根據(jù)設(shè)計(jì)信息制作上述結(jié)構(gòu)(步驟S102)。接著，形狀測(cè)定裝置100以上述方法測(cè)定制作出的上述結(jié)構(gòu)的形狀(步驟S103)。之后，控制裝置130的檢查部132比較形狀測(cè)定裝置100所得的形狀信息與上述設(shè)計(jì)信息，借此檢查結(jié)構(gòu)是否依照設(shè)計(jì)信息作成(步驟S104)。
[0147]接著，控制裝置130的檢查部132判定作成的結(jié)構(gòu)是否為合格品(步驟S105)。作成的結(jié)構(gòu)為合格品的情形(步驟S105、是)，結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200完成其處理。另一方面，作成的結(jié)構(gòu)不是合格品的情形(步驟S105、否)，控制裝置130的檢查部132判定作成的結(jié)構(gòu)是否能修復(fù)(步驟S106)。
[0148]作成的結(jié)構(gòu)能修復(fù)的情形(步驟S106、是)，修補(bǔ)裝置140實(shí)施結(jié)構(gòu)的再加工(步驟S107)，返回步驟S103的處理。另一方面，作成的結(jié)構(gòu)無(wú)法修復(fù)的情形(步驟S106、否)，結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200完成其處理。以上，完成本流程圖的處理。
[0149]借由上述說(shuō)明，由于上述實(shí)施例的形狀測(cè)定裝置100能正確地測(cè)定結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)(結(jié)構(gòu)的三維形狀)，因此結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200能判定制作的結(jié)構(gòu)是否為合格品。又，結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200，在結(jié)構(gòu)不是合格品的情形，可實(shí)施結(jié)構(gòu)的再加工并修復(fù)。
[0150]此外，本實(shí)施例的修補(bǔ)裝置140執(zhí)行的修補(bǔ)步驟，置換成成形裝置120再執(zhí)行成形步驟的步驟亦可。此時(shí)，控制裝置130的檢查部132判定能修復(fù)的情形，成形裝置120再執(zhí)行成形步驟(鍛造、切削等)。具體而言，例如，成形裝置120將在結(jié)構(gòu)原本應(yīng)切削但未切削的部位切削。借此，結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)200，能正確地作成結(jié)構(gòu)。
[0151]此外，根據(jù)上述實(shí)施例，如圖15所示，本發(fā)明的形狀測(cè)定方法，是形狀測(cè)定裝置100執(zhí)行的形狀測(cè)定方法，其特征在于，具有:點(diǎn)光照射步驟(S201)，對(duì)被測(cè)定物3照射點(diǎn)光；掃描步驟(S202)，在被測(cè)定物3的表面上使點(diǎn)光相對(duì)地掃描；檢測(cè)步驟(S203)，使用多個(gè)受光像素，從與點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3的照射方向不同方向檢測(cè)點(diǎn)光照射至被測(cè)定物3時(shí)的點(diǎn)光像；變更步驟(S204)，依據(jù)點(diǎn)光的照射方向，變更取得用于檢測(cè)點(diǎn)光像的位置的信號(hào)的受光像素的位置；以及控制步驟(S205)，根據(jù)來(lái)自該受光像素的信號(hào)，算出被測(cè)定物3的位置信息。此外，該多個(gè)受光元件二維排列亦可，在該變更步驟(S204)，選擇該多個(gè)受光像素中的取得用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置的信號(hào)的受光像素亦可。借此，無(wú)須復(fù)雜的機(jī)構(gòu)或高度調(diào)整作業(yè)，能高精度地測(cè)量被測(cè)定物3的形狀。此外，上述步驟，不限于以此順序?qū)嵤?，?dāng)然可視需要適當(dāng)?shù)刈兏樞颉?br> [0152]此外，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。例如，上述各實(shí)施例中，位置運(yùn)算處理部60(控制部)依據(jù)點(diǎn)光的直徑的最大值，根據(jù)將相對(duì)檢測(cè)線在垂直方向連續(xù)的多個(gè)受光像素累加后的檢測(cè)結(jié)果，算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。亦即，位置運(yùn)算處理部60從受光檢測(cè)部25或滾動(dòng)光闌攝影機(jī)25a讀出將多個(gè)受光像素累加后的檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)此檢測(cè)結(jié)果，算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。此情形，由于可縮短讀出時(shí)間，因此形狀測(cè)定裝置100可縮短測(cè)定處理時(shí)間。又，位置運(yùn)算處理部60，在讀出多個(gè)受光像素的檢測(cè)結(jié)果后，將檢測(cè)結(jié)果累加，算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。此外，位置運(yùn)算處理部60依據(jù)測(cè)定范圍(分解能)選擇性使用此等方法亦可。
[0153]又，上述各實(shí)施例中，ROI選擇部461將檢測(cè)線區(qū)域(ROI)設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大的區(qū)域，位置信息算出部44，在此檢測(cè)線區(qū)域(ROI)，根據(jù)包含點(diǎn)光像亮度最大的位置的檢測(cè)線的檢測(cè)結(jié)果，算出被測(cè)定物3的位置信息亦可。例如，如圖5所示，檢測(cè)線區(qū)域(ROI)Rl及R3，是設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大的區(qū)域。此情形，借由設(shè)定成較點(diǎn)光像的直徑大的區(qū)域，能確實(shí)地取得點(diǎn)光像。
[0154]又，上述各實(shí)施例中，雖說(shuō)明掃描部23使用電流鏡的形態(tài)，但不變更點(diǎn)光的掃描方向，使被測(cè)定物3相對(duì)光探針2移動(dòng)以使點(diǎn)光像掃描亦可。此情形，由于點(diǎn)光的照射方向(角度)一定，因此檢測(cè)線區(qū)域亦不變。另一方面，借由變更點(diǎn)光的照射方向(角度)，使點(diǎn)光像對(duì)被測(cè)定物3掃描的情形，只要為可變更點(diǎn)光的照射方向(角度)的構(gòu)成則其他形態(tài)亦可。例如，使用多面鏡、DMD (Digital Micromirror Device)等 MEMS (Micro ElectroMechanical Systems)反射鏡的形態(tài)亦可，使用 A0M(Acousto_0ptic Modulator)等利用繞射現(xiàn)象的光學(xué)元件等的形態(tài)亦可。
[0155]又，上述各實(shí)施例中，雖說(shuō)明與點(diǎn)光的照射方向變更同步地變更檢測(cè)線區(qū)域(ROI)的形態(tài)、及與檢測(cè)線區(qū)域(ROI)變更同步地在掃描部23變更點(diǎn)光的照射方向的形態(tài)，但并不限于此。例如，形狀測(cè)定裝置100，在讀出受光檢測(cè)部25的所有受光像素的檢測(cè)結(jié)果后，選擇與點(diǎn)光的照射方向?qū)?yīng)的區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果來(lái)使用的形態(tài)亦可。
[0156]上述各實(shí)施例中，雖說(shuō)明選擇表使用預(yù)先作成者的形態(tài)，但定期地重新測(cè)定并更新的形態(tài)亦可。又，形狀測(cè)定裝置100具備在內(nèi)部產(chǎn)生此選擇表的功能亦可。又，表記憶部51依據(jù)測(cè)定范圍(分解能)或測(cè)定條件儲(chǔ)存多個(gè)選擇表的形態(tài)亦可。又，上述各實(shí)施例中，受光像素非二維排列亦可。
[0157]【工業(yè)應(yīng)用】
[0158]本發(fā)明能適 用于可判定制作出的結(jié)構(gòu)是否為合格品的結(jié)構(gòu)制造系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種形狀測(cè)定裝置，是測(cè)定被測(cè)定物的形狀，其特征在于具備: 照射部，包括光源并且配制成借由對(duì)該被測(cè)定物照射來(lái)自該光源的光以形成點(diǎn)狀圖案； 掃描部，以該點(diǎn)狀圖案相對(duì)地掃描該被測(cè)定物的表面； 受光部，包括多個(gè)受光像素，其排列成從與該光照射至該被測(cè)定物的照射方向不同方向來(lái)檢測(cè)該光照射至該被測(cè)定物所產(chǎn)生的該點(diǎn)狀圖案的像； 變更部，是依據(jù)該光的照射方向變更取得該受光部的信號(hào)的位置，該信號(hào)用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置；以及 控制部，根據(jù)來(lái)自該受光部的信號(hào)算出該被測(cè)定物的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該受光部具有二維排列的該多個(gè)受光像素； 該變更部，是在該受光部的該多個(gè)受光像素中，選擇取得用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置的信號(hào)的部分的受光像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該掃描部是借由改變?cè)摴庹丈渲猎摫粶y(cè)定物時(shí)的照射方向，以該點(diǎn)狀圖案掃描該被測(cè)定物的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部從該多個(gè)受光像素中選擇該多個(gè)受光像素的部分，該多個(gè)受光像素配置在該受光部上所形成的該點(diǎn)狀圖案的像的位置，且在使該光掃描的情況下排列于沿著與該點(diǎn)狀圖案的像位移的位移方向不同的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部在使該光掃描的情況下排列于沿著與該點(diǎn)狀圖案的像位移的方向正交的方向的受光像素群設(shè)定為一條檢測(cè)線，且設(shè)定配置在該點(diǎn)狀圖案的像的位移方向中的分別不同位置的多個(gè)檢測(cè)線，以及依據(jù)該光的照射方向從該多個(gè)檢測(cè)線中選擇使用于檢測(cè)的檢測(cè)線區(qū)域； 該控制部，是使該受光部借由已選擇的該檢測(cè)線區(qū)域來(lái)檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部根據(jù)使該光的照射方向與在該多個(gè)檢測(cè)線中的使用于檢測(cè)的該檢測(cè)線區(qū)域產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的選擇基準(zhǔn)，選擇該檢測(cè)線區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形狀測(cè)定裝置，進(jìn)一步具備安裝成儲(chǔ)存選擇表的記憶部， 其中該選擇基準(zhǔn)是借由使該光的照射方向與所使用的該檢測(cè)線區(qū)域產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的該選擇表所構(gòu)成；以及 該選擇表是根據(jù)在測(cè)定既定形狀之物所得的該光的照射方向與所使用的該檢測(cè)線預(yù)先作成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部依據(jù)該多個(gè)檢測(cè)線中的使用于檢測(cè)的該檢測(cè)線區(qū)域，使該掃描部變更該光的照射方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該受光部為二維的滾動(dòng)光闌攝影機(jī)；以及 該變更部依據(jù)該光的掃描速度與已成像在該受光部的該點(diǎn)狀圖案的直徑?jīng)Q定曝光時(shí)間，以使該點(diǎn)狀圖案的像能曝光于在該滾動(dòng)光闌攝影機(jī)的該檢測(cè)線區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該受光部為二維的滾動(dòng)光闌攝影機(jī)；以及 該變更部依據(jù)該光的掃描速度變更該滾動(dòng)光闌攝影機(jī)的曝光時(shí)序。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部根據(jù)控制該掃描部的控制信號(hào)、角度檢測(cè)部的檢測(cè)信息、及照射位置檢測(cè)部的檢測(cè)信息之一來(lái)檢測(cè)該光的照射方向，該角度檢測(cè)部由于該掃描部而檢測(cè)照射該光的角度，該照射位置檢測(cè)部具有從該光分岐的光照射的受光元件，檢測(cè)照射至該受光元件的已分岐的光的照射位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該光源具備光學(xué)部，其使與該檢測(cè)線垂直的直徑較與該檢測(cè)線平行的直徑狹窄的該點(diǎn)狀圖案投影于該被測(cè)定物。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該控制部依據(jù)由于該光的該點(diǎn)狀圖案的直徑的最大值，選擇正交該檢測(cè)線的垂直方向中彼此鄰接的多個(gè)受光元件，根據(jù)來(lái)自在該垂直方向中彼此鄰接的該多個(gè)受光元件的輸出值累加后的檢測(cè)結(jié)果，算出該被測(cè)定物的位置信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定裝置，其中，該變更部將該檢測(cè)線區(qū)域決定成較該點(diǎn)狀圖案的直徑大；以及 該控制部，根據(jù)包含在該檢測(cè)線區(qū)域中該點(diǎn)狀圖案的像的中亮度最高的位置處配置的受光像素的該檢測(cè)線的檢測(cè)結(jié)果，算出該被測(cè)定物的位置信息。
15.一種形狀測(cè)定方法，是測(cè)定被測(cè)定物的形狀，其特征在于具有: 照射步驟，借由對(duì)該被測(cè)定物照射來(lái)自光源的光以形成點(diǎn)狀圖案； 掃描步驟，以該點(diǎn)狀圖案相對(duì)地掃描該被測(cè)定物的表面； 檢測(cè)步驟，使用包含多個(gè)受光像素的受光部，從與該光照射至該被測(cè)定物的照射方向不同方向檢測(cè)該光照射至該被測(cè)`定物所產(chǎn)生的該點(diǎn)狀圖案的像； 變更步驟，依據(jù)該光的照射方向，變更取得用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置的該受光部的信號(hào)的位置；以及 控制步驟，根據(jù)來(lái)自該受光部的信號(hào)，算出該被測(cè)定物的位置信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的形狀測(cè)定方法，其中，該多個(gè)受光像素是二維排列； 在該變更步驟，選擇該多個(gè)受光像素中的取得用于檢測(cè)該點(diǎn)狀圖案的像的位置的信號(hào)的部分的受光像素。
17.據(jù)權(quán)利要求16所述的形狀測(cè)定方法，其中，該掃描步驟，借由改變?cè)摴庹丈渲猎摫粶y(cè)定物的照射方向，以該點(diǎn)狀圖案掃描該被測(cè)定物的表面。
18.一種制造結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于具有: 設(shè)計(jì)步驟，制作關(guān)于該結(jié)構(gòu)的形狀的設(shè)計(jì)信息； 成形步驟，根據(jù)該設(shè)計(jì)信息制作該結(jié)構(gòu)； 測(cè)定步驟，使用權(quán)利要求15至17中任一權(quán)利要求所述的形狀測(cè)定方法測(cè)定制作出的該結(jié)構(gòu)的形狀；以及 檢查步驟，比較在該測(cè)定步驟獲得的形狀信息與該設(shè)計(jì)信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造結(jié)構(gòu)的方法，其具有根據(jù)該檢查步驟的比較結(jié)果執(zhí)行再加工該結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該修補(bǔ)步驟是再執(zhí)行該成形步驟的步驟。
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK103562674SQ201280015980
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】山田智明, 種村隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康