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JP2016095243A - Measuring device, measuring method, and article manufacturing method - Google Patents

Measuring device, measuring method, and article manufacturing method Download PDF

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JP2016095243A
JP2016095243A JP2014231967A JP2014231967A JP2016095243A JP 2016095243 A JP2016095243 A JP 2016095243A JP 2014231967 A JP2014231967 A JP 2014231967A JP 2014231967 A JP2014231967 A JP 2014231967A JP 2016095243 A JP2016095243 A JP 2016095243A
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JP
Japan
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measurement
position information
imaging
location
measurement location
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JP2014231967A
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Japanese (ja)
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裕也 西川
Hironari Nishikawa
裕也 西川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique advantageous to accurately measure the shape of a surface to be inspected.SOLUTION: A measuring device for measuring the shape of a surface to be inspected includes: an imaging unit for imaging a measurement place on the surface to be inspected; and a processing unit for obtaining positional information on the measurement place from an image obtained by the imaging unit. The processing unit obtains multiple pieces of positional information from a plurality of images obtained by making the imaging unit image the measurement place from a plurality of angles, obtains the reliability of the positional information for each of the plurality of angles at which the imaging unit is made to image the measurement place on the basis of information indicating the reliability of positional information for an angle at which the imaging unit images the measurement place, and determines the position of the measurement place from relation between each of the multiple pieces of positional information obtained from the plurality of images and the reliability of the positional information for each of the plurality of angles.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被検面の形状を計測する計測装置、計測方法、および物品の製造方法に関する。   The present invention relates to a measuring device, a measuring method, and an article manufacturing method for measuring the shape of a test surface.

被検面の形状を計測する計測装置として、被検面の計測箇所に光を照射し、当該計測箇所で反射した光を受光する工程を繰り返すことにより非接触で被検面の三次元形状を計測する計測装置が知られている(特許文献1および2参照)。計測装置は、例えば、計測箇所に光を照射する照射部と、光が照射された計測箇所を撮像する撮像部とを含み、撮像部で得られた画像から当該計測箇所の位置を求めることができる。   As a measuring device that measures the shape of the test surface, the process of irradiating the measurement location on the test surface with light and receiving the light reflected at the measurement location is repeated in a non-contact manner to obtain the three-dimensional shape of the test surface. A measuring device for measuring is known (see Patent Documents 1 and 2). The measurement device includes, for example, an irradiation unit that irradiates light to a measurement location and an imaging unit that images the measurement location irradiated with light, and obtains the position of the measurement location from an image obtained by the imaging unit. it can.

このような計測装置では、撮像部で得られた画像から求められる計測箇所の位置の計測結果に誤差が含まれることがある。特許文献1および2では、被検面の計測箇所を含む複数の箇所で反射した光、即ち多重反射した光が撮像部に入射することによって生じる計測誤差を低減する方法が提案されている。   In such a measurement apparatus, an error may be included in the measurement result of the position of the measurement location obtained from the image obtained by the imaging unit. Patent Documents 1 and 2 propose a method for reducing measurement errors caused by light reflected at a plurality of locations including a measurement location on the surface to be examined, that is, multiple reflected light, is incident on an imaging unit.

特開2004−257803号公報JP 2004-257803 A 特開2008−180646号公報JP 2008-180646 A

発明者は、計測結果に含まれる誤差が、撮像部によって被検面の計測箇所を撮像する角度に応じて変化することを見出した。つまり、被検面における複数の計測箇所の各々を撮像部によって撮像する角度が各計測箇所の傾斜に応じて互いに異なってしまうと、計測結果に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なり、被検面の形状を精度よく計測することが困難になりうる。   The inventor has found that the error included in the measurement result changes according to the angle at which the measurement part of the surface to be measured is imaged by the imaging unit. In other words, if the angle at which each of the plurality of measurement points on the surface to be measured is imaged by the imaging unit differs depending on the inclination of each measurement point, the error included in the measurement result differs for each measurement point, It can be difficult to accurately measure the shape of the.

そこで、本発明は、被検面の形状を精度よく計測するために有利な技術を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the technique advantageous in order to measure the shape of a to-be-tested surface accurately.

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、被検面の形状を計測する計測装置であって、前記被検面の計測箇所を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像から前記計測箇所の位置情報を求める処理部と、を含み、前記処理部は、複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより得られた複数の画像から複数の前記位置情報を求め、前記撮像部が前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を取得し、前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a measurement device according to one aspect of the present invention is a measurement device that measures the shape of a test surface, and includes an imaging unit that images a measurement location of the test surface, and the imaging unit A processing unit that obtains position information of the measurement location from the image obtained in step (a), and the processing unit is configured to obtain a plurality of images from a plurality of images obtained by causing the imaging unit to capture the measurement location from a plurality of angles. For each of the plurality of angles obtained by causing the imaging unit to image the measurement location based on information indicating reliability of the position information with respect to an angle at which the imaging unit images the measurement location. The reliability of the position information is acquired, and the position of the measurement location is determined from the relationship between each of the plurality of position information obtained from the plurality of images and the reliability of the position information for each of the plurality of angles. To do And features.

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。   Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、被検面の形状を精度よく計測するために有利な技術を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous technique for accurately measuring the shape of the test surface.

第1実施形態の計測装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the measuring device of 1st Embodiment. 撮像角度と計測箇所の位置の計測結果との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an imaging angle and the measurement result of the position of a measurement location. 第1実施形態の計測ヘッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measurement head of 1st Embodiment. 被検面の形状を計測する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which measures the shape of a to-be-tested surface. 信頼度情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of reliability information. 計測ヘッドの姿勢を変更する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the attitude | position of a measurement head is changed. 従来の計測装置と第1実施形態の計測装置とにおいて、撮像角度と計測箇所の位置の計測結果との関係を比較した図である。It is the figure which compared the relationship between the measurement result of the position of an imaging angle and a measurement location in the conventional measurement apparatus and the measurement apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態の計測ヘッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measurement head of 2nd Embodiment.

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。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member thru | or element, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<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、被検面(被検物の表面)の形状を計測する計測ヘッド1と、計測ヘッド1を駆動する駆動部10と、処理部12とを含みうる。処理部12は、例えばCPUやメモリなどを含み、被検面の形状を計測する処理を行う。
<First Embodiment>
A measuring apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a measurement apparatus 100 according to the first embodiment. The measurement apparatus 100 according to the first embodiment can include, for example, a measurement head 1 that measures the shape of the test surface (the surface of the test object), a drive unit 10 that drives the measurement head 1, and a processing unit 12. . The processing unit 12 includes, for example, a CPU and a memory, and performs processing for measuring the shape of the test surface.

まず、駆動部10の構成について説明する。駆動部10は、例えば、被検物が配置される定盤2と、Yキャリッジ3と、Xスライダ4と、Zスピンドル5と、回転ヘッド11とを含みうる。Yキャリッジ3は、一対の脚部3aとXビーム3bとにより門型に構成され、例えばエアガイドを介して定盤2により支持されている。Yキャリッジ3における一方の脚部3aには、Yキャリッジ3をY方向に沿って駆動するY駆動部8が備えられている。Y駆動部8は、定盤2に設けられたYシャフト8aとYキャリッジ3に設けられたY可動部8bとから成り、Y可動部8bがYシャフト8aに沿って移動することにより、Yキャリッジ3をY方向に沿って駆動することができる。Xスライダ4は、例えばエアガイドを介してYキャリッジ3のXビーム3bにより支持されており、Xスライダ4をX方向に沿って駆動するX駆動部を備える。X駆動部は、Yキャリッジ3に設けられたXシャフト14とXスライダ4に設けられたX可動部とから成り、X可動部がXシャフト14に沿って移動することにより、Xスライダ4をX方向に沿って駆動することができる。   First, the configuration of the drive unit 10 will be described. The drive unit 10 can include, for example, a surface plate 2 on which a test object is arranged, a Y carriage 3, an X slider 4, a Z spindle 5, and a rotary head 11. The Y carriage 3 is formed in a portal shape by a pair of leg portions 3a and an X beam 3b, and is supported by the surface plate 2 through an air guide, for example. One leg 3a of the Y carriage 3 is provided with a Y drive unit 8 that drives the Y carriage 3 along the Y direction. The Y drive unit 8 includes a Y shaft 8a provided on the surface plate 2 and a Y movable unit 8b provided on the Y carriage 3. The Y movable unit 8b moves along the Y shaft 8a, so that the Y carriage 3 can be driven along the Y direction. The X slider 4 is supported by the X beam 3b of the Y carriage 3 through an air guide, for example, and includes an X drive unit that drives the X slider 4 along the X direction. The X drive unit includes an X shaft 14 provided on the Y carriage 3 and an X movable unit provided on the X slider 4. When the X movable unit moves along the X shaft 14, the X slider 4 moves to the X slider 4. It can be driven along the direction.

Zスピンドル5は、例えばエアガイドを介してXスライダ4により支持されており、Zスピンドル5をZ方向に沿って駆動するZ駆動部を備える。Z駆動部は、Xスライダ4に設けられたZシャフトとZスピンドル5に設けられた可動部とから成り、Z可動部がZシャフトに沿って移動することにより、Zスピンドル5をZ方向に沿って駆動することができる。Zスピンドル5の先端には、回転ヘッド11を介して計測ヘッド1が設けられている。回転ヘッド11は、計測ヘッド1をX軸周り、Y軸周りおよびZ軸周りに回転させることができ、それにより計測ヘッド1の姿勢を変更することができる。   The Z spindle 5 is supported by the X slider 4 via an air guide, for example, and includes a Z drive unit that drives the Z spindle 5 along the Z direction. The Z drive unit includes a Z shaft provided on the X slider 4 and a movable unit provided on the Z spindle 5. The Z movable unit moves along the Z shaft so that the Z spindle 5 is moved along the Z direction. Can be driven. A measuring head 1 is provided at the tip of the Z spindle 5 via a rotary head 11. The rotary head 11 can rotate the measurement head 1 around the X axis, the Y axis, and the Z axis, thereby changing the posture of the measurement head 1.

このように駆動部10を構成することにより、第1実施形態の計測装置100は、例えば、被検面の形状の設計データに従って、計測ヘッド1と被検面との距離が一定になるように計測ヘッド1を移動させながら、被検面の形状を計測することができる。ここで、駆動部10は、例えば、Yキャリッジ3のY方向における位置を計測するためのY計測部7と、XスライダのX方向における位置を計測するためのX計測部と、ZスピンドルのZ方向における位置を計測するためのZ計測部とを含みうる。処理部12は、Y計測部7により計測されたYキャリッジ3の位置と、X計測部により計測されたXスライダ4の位置と、Z計測部により計測されたZスピンドル5の位置とに基づいて計測ヘッド1の位置座標を取得することができる。Y計測部7、X計測部およびZ計測部は、例えばエンコーダやレーザ干渉計をそれぞれ含みうる。図1に示す計測装置100では、Y計測部7にエンコーダが含まれている。   By configuring the drive unit 10 in this way, the measurement apparatus 100 according to the first embodiment, for example, according to the design data of the shape of the test surface, makes the distance between the measurement head 1 and the test surface constant. The shape of the test surface can be measured while moving the measuring head 1. Here, the drive unit 10 includes, for example, a Y measurement unit 7 for measuring the position of the Y carriage 3 in the Y direction, an X measurement unit for measuring the position of the X slider in the X direction, and the Z spindle Z And a Z measurement unit for measuring a position in the direction. The processing unit 12 is based on the position of the Y carriage 3 measured by the Y measuring unit 7, the position of the X slider 4 measured by the X measuring unit, and the position of the Z spindle 5 measured by the Z measuring unit. The position coordinates of the measuring head 1 can be acquired. The Y measuring unit 7, the X measuring unit, and the Z measuring unit can each include an encoder and a laser interferometer, for example. In the measurement apparatus 100 illustrated in FIG. 1, the Y measurement unit 7 includes an encoder.

次に、計測ヘッド1の構成について説明する。第1実施形態では、計測ヘッド1が光切断法(ライン光投影型の三角測量)を用いて被検面の形状を計測する例について説明する。光切断法とは、被検面の計測箇所に向けてライン光を照射し、ライン光が照射された計測箇所を撮像して得られた画像から、計測箇所の形状に応じて生じるライン光の歪み量を検出することで、当該計測箇所の位置を求める方法である。このような光切断法において、計測ヘッド1は、被検面の計測箇所に光(ライン光)を照射する照射部17と、照射部17により光が照射された計測箇所を撮像する撮像部18(例えばCCDカメラやCMOSカメラ)とを含みうる。ここで、第1実施形態では、照射部17によって計測箇所にライン光を照射する光切断法を用いて計測箇所の位置を求める例について説明するが、それに限られるものではない。例えば、明部と暗部とが二次元的に配列したパターン光を照射部17によって計測箇所に照射するパターン投影法を用いて計測箇所の位置を求めてもよいし、ポイント光を照射部17によって計測箇所に照射して計測箇所の位置を求めてもよい。   Next, the configuration of the measurement head 1 will be described. In the first embodiment, an example will be described in which the measurement head 1 measures the shape of the test surface using a light cutting method (line light projection type triangulation). The light cutting method is a method for irradiating line light toward a measurement point on the surface to be measured, and for the line light generated according to the shape of the measurement point from an image obtained by imaging the measurement point irradiated with the line light. In this method, the position of the measurement location is obtained by detecting the amount of distortion. In such a light cutting method, the measuring head 1 includes an irradiating unit 17 that irradiates light (line light) to a measurement location on the test surface, and an imaging unit 18 that images the measurement location irradiated with light by the irradiating unit 17. (For example, a CCD camera or a CMOS camera). Here, although 1st Embodiment demonstrates the example which calculates | requires the position of a measurement location using the light cutting method which irradiates a measurement location with line light by the irradiation part 17, it is not restricted to it. For example, the position of the measurement part may be obtained by using a pattern projection method in which the irradiation part 17 irradiates the measurement part with the pattern light in which the bright part and the dark part are two-dimensionally arranged. You may obtain | require the position of a measurement location by irradiating a measurement location.

このように撮像部18で得られた画像から求められる計測箇所の位置の計測結果は、発明者による研究から、図2に示すように、撮像部18が計測箇所を撮像する角度(以下、撮像角度θ)に応じて変化することが明らかとなった。当該計測結果の変化は、図2に示すように、計測箇所で正反射した光が撮像部18に入射するときの撮像角度θ’の周辺において特に大きくなることがわかる。このように計測箇所の位置の計測結果が変化するのは、当該計測結果に含まれる誤差が撮像角度θに応じて変化するためであると考えられる。したがって、被検面における複数の計測箇所の各々を撮像部18によって撮像する角度が各計測箇所の傾きに応じて互いに異なってしまうと、計測結果に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なり、被検面の形状を精度よく計測することが困難になりうる。ここで、計測結果に含まれる誤差は、例えば、被検面で散乱された光が干渉し合い、撮像部18で得られた画像にスペックルパターンと呼ばれる粒状の模様が生じることなどによって生じうる。   The measurement result of the position of the measurement location obtained from the image obtained by the imaging unit 18 as described above is based on the angle by which the imaging unit 18 images the measurement location as shown in FIG. It became clear that it changed according to the angle θ). As shown in FIG. 2, it can be seen that the change in the measurement result is particularly large in the vicinity of the imaging angle θ ′ when the light regularly reflected at the measurement location enters the imaging unit 18. The measurement result of the position of the measurement location changes in this way because the error included in the measurement result changes according to the imaging angle θ. Therefore, if the angle at which each of the plurality of measurement points on the surface to be measured is picked up by the imaging unit 18 differs according to the inclination of each measurement point, the error included in the measurement result differs for each measurement point, It can be difficult to accurately measure the shape of the surface. Here, the error included in the measurement result can be caused by, for example, the fact that the light scattered on the surface to be examined interferes with each other and a granular pattern called a speckle pattern is generated in the image obtained by the imaging unit 18. .

そこで、第1実施形態の計測装置100は、照射部17から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度から撮像部18に計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について計測箇所の位置情報を求める。また、計測装置100は、撮像角度θに対する位置情報の信頼度を示す情報を用いて、撮像部18に計測箇所を撮像させた複数の角度の各々について位置情報の信頼度を求める。そして、計測装置100は、複数の画像から求められた複数の位置情報の各々と、複数の角度の各々についての位置情報の信頼度との関係から計測箇所の位置を決定する。これにより、計測装置100は、複数の計測箇所の各々を撮像部18によって撮像する角度が各計測箇所の傾きに応じて互いに異なる場合であっても、位置情報に含まれる誤差が計測箇所ごとに異なることを低減することができる。第1実施形態の計測装置100は、互いに異なる角度で被検面の計測箇所を撮像する複数の撮像部18を計測ヘッド1に含み、複数の撮像部18の各々に被検面の計測箇所を撮像させることにより複数の画像を得ることができる。このような計測ヘッド1において、複数の撮像部18は、計測箇所で反射された光が複数の撮像部18の各々に入射する方向と、照射部17が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されていることが好ましい。以下に、計測ヘッド1の構成と、被検面の形状を計測する処理について説明する。   Therefore, the measurement apparatus 100 according to the first embodiment causes the imaging unit 18 to image the measurement location from a plurality of angles without changing the incident angle of light incident on the measurement location on the test surface from the irradiation unit 17, The position information of the measurement location is obtained for each of the plurality of images obtained by the above. In addition, the measuring apparatus 100 obtains the reliability of the position information for each of a plurality of angles obtained by causing the imaging unit 18 to image the measurement location, using information indicating the reliability of the position information with respect to the imaging angle θ. Then, the measuring apparatus 100 determines the position of the measurement location from the relationship between each of the plurality of position information obtained from the plurality of images and the reliability of the position information for each of the plurality of angles. As a result, the measurement apparatus 100 has an error included in the position information for each measurement location even when the angle at which each of the plurality of measurement locations is imaged by the imaging unit 18 is different from each other according to the inclination of each measurement location. Differences can be reduced. The measurement apparatus 100 according to the first embodiment includes a plurality of imaging units 18 that image measurement points on a test surface at different angles, and each of the plurality of imaging units 18 has a measurement point on the test surface. A plurality of images can be obtained by imaging. In such a measurement head 1, the plurality of imaging units 18 are angles between the direction in which the light reflected at the measurement location enters each of the plurality of imaging units 18 and the direction in which the irradiation unit 17 emits light. Are preferably arranged to be the same. Below, the structure of the measurement head 1 and the process which measures the shape of a to-be-tested surface are demonstrated.

まず、計測ヘッド1の構成について、図3を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態の計測ヘッド1の構成を示す図である。ここでは、図3に示すように、1つの照射部17と2つの撮像部18aおよび18bとが計測ヘッド1に含まれる例について説明する。照射部17は、半導体レーザなどの光源20とシリンドリカルレンズなどの光学素子21とを含み、光源20から射出した光は、光学素子21を通過することによりライン光として被検面に照射されうる。一方で、撮像部18aおよび18bはそれぞれ、撮像レンズ24とイメージセンサ22とを含み、被検面に照射されたライン光は、撮像レンズ24を介してイメージセンサ22上に結像されうる。ここで、撮像部18aおよび18bは、センサ面と物体面と撮像レンズ24の主平面とが同一直線状で交わるシャインプルーフ光学系の条件を満足する配置となっていることが好ましい。また、撮像部18aおよび18bは、計測箇所で反射された光が撮像部18aおよび18bの各々に入射する方向と、照射部17が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されていることが好ましい。   First, the configuration of the measurement head 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the measurement head 1 according to the first embodiment. Here, as shown in FIG. 3, an example in which one irradiation unit 17 and two imaging units 18 a and 18 b are included in the measurement head 1 will be described. The irradiation unit 17 includes a light source 20 such as a semiconductor laser and an optical element 21 such as a cylindrical lens, and the light emitted from the light source 20 can be irradiated to the test surface as line light by passing through the optical element 21. On the other hand, each of the imaging units 18 a and 18 b includes an imaging lens 24 and an image sensor 22, and the line light irradiated on the test surface can be imaged on the image sensor 22 via the imaging lens 24. Here, the imaging units 18a and 18b are preferably arranged to satisfy the conditions of the Scheimpflug optical system in which the sensor surface, the object surface, and the main plane of the imaging lens 24 intersect in the same straight line. In addition, the imaging units 18a and 18b have the same angle between the direction in which the light reflected at the measurement point enters each of the imaging units 18a and 18b and the direction in which the irradiation unit 17 emits the light. It is preferable to arrange | position.

次に、第1実施形態の計測装置100によって被検面の形状を計測する処理について、図4を参照しながら説明する。図4は、被検面の形状を計測する処理を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートの各動作は、処理部12が計測装置100の各部を制御することによって行われうる。   Next, processing for measuring the shape of the test surface by the measurement apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a process for measuring the shape of the test surface. Each operation of the flowchart illustrated in FIG. 4 can be performed by the processing unit 12 controlling each unit of the measurement apparatus 100.

S101では、処理部12は、図5に示すように、撮像角度θに対する位置情報の信頼度を示す情報(以下、信頼度情報)を取得する。図5は、信頼度情報の一例を示す図である。処理部12は、計測対象の被検面、もしくはそれと同じ表面状態(例えば表面粗さなど)を有する面についての信頼度情報が事前に求められている場合には、事前に求められた信頼度情報を用いる。一方で、信頼度情報が事前に求められていない場合には、処理部12は、信頼度情報を新たに取得する。ここで、信頼度情報を取得する方法についての2通りの例を説明する。   In S101, as illustrated in FIG. 5, the processing unit 12 acquires information indicating the reliability of the position information with respect to the imaging angle θ (hereinafter, reliability information). FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the reliability information. When the reliability information about the surface to be measured or the surface having the same surface condition (for example, surface roughness) is obtained in advance, the processing unit 12 obtains the reliability obtained in advance. Use information. On the other hand, when the reliability information is not obtained in advance, the processing unit 12 newly acquires the reliability information. Here, two examples of the method for acquiring the reliability information will be described.

第1の方法では、処理部12は、被検面の形状の設計データからほぼ平面である被検面の一部を特定し、当該一部を特定箇所として設定する。そして、処理部12は、図6(a)〜(c)に示すように、回転ヘッド11によって計測ヘッド1の姿勢を変更することにより、撮像部18に特定箇所を撮像させる角度を変えながら撮像部18に特定箇所を撮像させて特定箇所の位置情報を求めていく。これにより、処理部12は、特定箇所についての複数の位置情報を得ることができる。撮像部18に特定箇所を撮像させる角度を変えるときには、照射部17により特定箇所に照射されるライン光の位置が一定になるように、かつ照射部17と特定箇所との距離が一定になるように計測ヘッド1の姿勢を変更することが好ましい。そして、処理部12は、特定箇所についての複数の位置情報に対して最小自乗法により平面フィッティングを行い、特定箇所についての複数の位置情報の各々と平面フィッティングした値との偏差を求める。これにより、処理部12は、撮像部18に特定箇所を撮像させた角度と当該偏差との関係を信頼度情報として取得することができる。ここで、処理部12は、1つの角度において複数回にわたって撮像部18に特定箇所の撮像を行わせることにより得られた複数の位置情報の平均値を当該1つの角度についての位置情報として用いてもよい。また、信頼度情報は、撮像部18aおよび18bの各々について作成されることが好ましいが、撮像部18aおよび18bの構成が互いに同じである場合にはそれらで共通の信頼度情報が取得されてもよい。さらに、上述では、被検面の一部を特定箇所とする例について説明したが、被検面と同じ表面状態を有する面の一部を特定箇所としてもよい。   In the first method, the processing unit 12 specifies a part of the test surface that is substantially flat from the design data of the shape of the test surface, and sets the part as a specific location. Then, as shown in FIGS. 6A to 6C, the processing unit 12 changes the posture of the measurement head 1 with the rotary head 11, thereby changing the angle at which the imaging unit 18 images a specific location. The part 18 is caused to capture an image of the specific part, and position information of the specific part is obtained. Thereby, the process part 12 can obtain the several positional information about a specific location. When changing the angle at which the imaging unit 18 captures a specific location, the position of the line light irradiated to the specific location by the irradiation unit 17 is constant, and the distance between the irradiation unit 17 and the specific location is constant. It is preferable to change the posture of the measuring head 1. Then, the processing unit 12 performs plane fitting on the plurality of pieces of position information about the specific place by the least square method, and obtains a deviation between each of the plurality of pieces of position information about the specific place and the value obtained by the plane fitting. Thereby, the process part 12 can acquire the relationship between the angle which made the imaging part 18 image the specific location, and the said deviation as reliability information. Here, the processing unit 12 uses an average value of a plurality of pieces of position information obtained by causing the image pickup unit 18 to pick up an image of a specific location a plurality of times at one angle as position information about the one angle. Also good. In addition, the reliability information is preferably created for each of the imaging units 18a and 18b. However, when the configurations of the imaging units 18a and 18b are the same, even if the common reliability information is acquired by them. Good. Furthermore, in the above description, an example in which a part of the test surface is a specific location has been described, but a part of the surface having the same surface state as the test surface may be the specific location.

第2の方法では、処理部12は、第1の方法と同様に、回転ヘッド11によって計測ヘッド1の姿勢を変更することにより、撮像部18に特定箇所を撮像させる角度を変えながら特定箇所の位置情報を求めていき、特定箇所についての複数の位置情報を得る。そして、処理部12は、特定箇所についての複数の位置情報の各々と、基準角度で撮像部18に特定箇所を撮像させたときに得られる位置情報との差を求める。これにより、処理部12は、撮像部18に特定箇所を撮像させた角度と当該差との関係を信頼度情報として取得することができる。ここで、当該基準角度は、特定箇所で正反射した光が撮像部18に入射するときの撮像角度θ’であってもよいし、位置情報に含まれる誤差が最も小さくなる撮像角度θを算出した(もしくはシミュレーションした)結果であってもよい。   In the second method, similarly to the first method, the processing unit 12 changes the posture of the measurement head 1 with the rotary head 11, thereby changing the angle at which the imaging unit 18 captures the specific location. The position information is obtained, and a plurality of pieces of position information about a specific location are obtained. And the process part 12 calculates | requires the difference of each of several positional information about a specific location, and the positional information obtained when the imaging part 18 images a specific location with a reference angle. Thereby, the process part 12 can acquire the relationship between the angle which made the imaging part 18 image a specific location, and the said difference as reliability information. Here, the reference angle may be the imaging angle θ ′ when light specularly reflected at a specific location enters the imaging unit 18, or the imaging angle θ that minimizes the error included in the position information is calculated. (Or a simulated result).

S102では、処理部12は、計測を行う対象の被検面の計測箇所(対象計測箇所)に照射部17からの光が照射されるように駆動部10に計測ヘッド1を移動させる。S103では、処理部12は、照射部17から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度で撮像部18に対象計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について対象計測箇所の位置情報を求める。これにより、処理部12は、対象計測箇所についての複数の位置情報を得ることができる。第1実施形態の計測装置100では、互いに異なる角度で計測箇所を撮像する複数の撮像部18が設けられているため、計測ヘッド1の姿勢を変更しなくても、当該複数の撮像部18の各々に対象計測箇所を撮像させることにより複数の画像を得ることができる。この場合、処理部12は、複数の撮像部18で得られた複数の画像の各々から対象計測箇所の位置情報を求めることができる。S104では、処理部12は、撮像部18が対象計測箇所を撮像したときの撮像角度θを求める。処理部12は、例えば被検面の形状の設計データと駆動部10により駆動された計測ヘッド1の姿勢とに基づいて、撮像角度θを求めることができる。第1実施形態では、計測ヘッド1に撮像部18aおよび18bが設けられているため、撮像部18aおよび18bの各々について撮像角度θをそれぞれ求めるとよい。   In S <b> 102, the processing unit 12 moves the measurement head 1 to the drive unit 10 so that light from the irradiation unit 17 is irradiated to a measurement location (target measurement location) on a target surface to be measured. In S103, the processing unit 12 causes the imaging unit 18 to image the target measurement location at a plurality of angles without changing the incident angle of the light incident on the measurement location on the test surface from the irradiation unit 17, and is thereby obtained. The position information of the target measurement location is obtained for each of the plurality of images. Thereby, the processing unit 12 can obtain a plurality of pieces of position information about the target measurement location. In the measurement apparatus 100 according to the first embodiment, a plurality of imaging units 18 that capture measurement points at different angles are provided. Therefore, even if the posture of the measurement head 1 is not changed, the plurality of imaging units 18 are configured. A plurality of images can be obtained by causing each of the target measurement locations to be imaged. In this case, the processing unit 12 can obtain the position information of the target measurement location from each of the plurality of images obtained by the plurality of imaging units 18. In S104, the processing unit 12 obtains the imaging angle θ when the imaging unit 18 images the target measurement location. The processing unit 12 can obtain the imaging angle θ based on, for example, the design data of the shape of the test surface and the posture of the measuring head 1 driven by the driving unit 10. In the first embodiment, since the imaging units 18a and 18b are provided in the measurement head 1, the imaging angle θ may be obtained for each of the imaging units 18a and 18b.

S105では、処理部12は、S101で取得した信頼度情報に基づいて、撮像部18に対象計測箇所を撮像させた複数の撮像角度θの各々について位置情報の信頼度を求める。S106では、処理部12は、S103で求めた対象計測箇所についての複数の位置情報の各々と、S105で求めた複数の撮像角度θの各々についての位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。ここで、対象計測箇所の位置を決定する方法についての2通りの例を説明する。   In S105, the processing unit 12 obtains the reliability of the position information for each of a plurality of imaging angles θ obtained by causing the imaging unit 18 to image the target measurement location, based on the reliability information acquired in S101. In S106, the processing unit 12 determines the target measurement location from the relationship between each of the plurality of position information about the target measurement location obtained in S103 and the reliability of the location information about each of the plurality of imaging angles θ obtained in S105. Determine the position. Here, two examples of the method for determining the position of the target measurement location will be described.

第1の方法では、処理部12は、複数の画像から求められた対象計測箇所についての複数(n個)の位置情報Pに対して、信頼度情報における位置情報の信頼度σに応じた重み付け平均化処理を式(1)により行って対象計測箇所の位置Pを決定する。例えば、処理部12は、信頼度情報を用いて、撮像部18aによる対象計測箇所の撮像角度θにおける位置情報の信頼度σと、撮像部18bによる対象計測箇所の撮像角度θにおける位置情報の信頼度σとをそれぞれ求める。撮像角度θおよびθは、S104の工程においてそれぞれ求められうる。そして、処理部12は、対象計測箇所についての2つの位置情報PおよびPに対して、位置情報の信頼度に応じた重み付け平均化処理を式(1)により行い、対象計測箇所の位置Pを決定する。この場合、式(1)における「n」には「2」が入力される。また、位置情報PおよびPは、S103の工程において、撮像部18aおよび18bの各々で得られた画像からそれぞれ求められうる。このように対象計測箇所の位置を決定することにより、図7(a)に示すように、従来の計測装置に比べ、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。 In the first method, the processing unit 12 responds to the reliability σ i of the position information in the reliability information with respect to a plurality (n pieces) of position information P i for the target measurement locations obtained from the plurality of images. The weighted averaging process is performed by equation (1) to determine the position P of the target measurement location. For example, the processing unit 12 uses the reliability information, the reliability σ 1 of the position information at the imaging angle θ 1 of the target measurement location by the imaging unit 18a, and the position at the imaging angle θ 2 of the target measurement location by the imaging unit 18b. An information reliability σ 2 is obtained. The imaging angles θ 1 and θ 2 can be obtained in the process of S104. Then, the processing unit 12, to the two position information P 1 and P 2 for the target measurement point, performs weighting averaging processing corresponding to the reliability of the position information by the equation (1), the position of the target measurement points P is determined. In this case, “2” is input to “n” in Expression (1). The position information P 1 and P 2, in step S103 step, can be respectively determined from an image obtained by each of the imaging unit 18a and 18b. By determining the position of the target measurement point in this way, as shown in FIG. 7A, the measurement result of the position of the measurement point is less changed according to the imaging angle θ as compared with the conventional measurement device. can do.

Figure 2016095243
Figure 2016095243

第2の方法では、処理部12は、信頼度情報に基づいて、複数の画像から求められた対象計測箇所についての複数の位置情報のうち信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報から対象計測箇所の位置を決定する。例えば、処理部12は、信頼度情報に基づいて、撮像部18aによる対象計測箇所の撮像角度θにおける位置情報の信頼度σと、撮像部18bによる対象計測箇所の撮像角度θにおける位置情報の信頼度σとをそれぞれ求める。そして、処理部12は、位置情報の信頼度σおよびσを比較して、対象計測箇所についての2つの位置情報PおよびPのうち信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報を対象計測箇所の位置として決定する。このように対象計測箇所の位置を決定することにより、図7(b)に示すように、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。 In the second method, the processing unit 12 selects, based on the reliability information, position information having the highest reliability among a plurality of pieces of position information about the target measurement location obtained from the plurality of images, and selects the selected position. The position of the target measurement location is determined from the information. For example, the processing unit 12 uses the reliability information σ 1 of position information at the imaging angle θ 1 of the target measurement location by the imaging unit 18 a and the position at the imaging angle θ 2 of the target measurement location by the imaging unit 18 b. An information reliability σ 2 is obtained. Then, the processing unit 12 compares the reliability σ 1 and σ 2 of the position information, selects the position information with the highest reliability from the two pieces of position information P 1 and P 2 for the target measurement location, and selects The determined position information is determined as the position of the target measurement location. By determining the position of the target measurement location in this way, it is possible to reduce the change in the measurement result of the location of the measurement location according to the imaging angle θ as shown in FIG. 7B.

S107では、処理部12は、次に位置の計測を行う計測箇所(次の計測箇所)が被検面にあるか否かの判断を行う。次の計測箇所がある場合はS102に戻り、S102〜S107の工程を繰り返す。一方で、次の計測箇所が無い場合はS108に進む。S108では、処理部12は、被検面における複数の計測箇所の各々についての位置に基づいて被検面の形状を求める。   In S107, the processing unit 12 determines whether or not the measurement location (next measurement location) where the position is measured next is on the test surface. If there is a next measurement location, the process returns to S102, and steps S102 to S107 are repeated. On the other hand, if there is no next measurement location, the process proceeds to S108. In S108, the processing unit 12 obtains the shape of the test surface based on the position of each of the plurality of measurement locations on the test surface.

上述したように、第1実施形態の計測装置100は、複数の撮像部18によって対象計測箇所についての複数の位置情報を求め、信頼度情報に基づいた複数の位置情報の各々と位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。これにより、計測装置100は、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。   As described above, the measurement apparatus 100 according to the first embodiment obtains a plurality of pieces of position information about the target measurement location by using the plurality of imaging units 18, and each of the plurality of pieces of position information based on the reliability information and the reliability of the position information. The position of the target measurement location is determined from the relationship with the degree. Thereby, the measuring apparatus 100 can reduce that the measurement result of the position of a measurement location changes according to imaging angle (theta).

<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と比べて計測ヘッド1の構成が異なる。図8は、第2実施形態の計測ヘッド1の構成を示す図である。第2実施形態の計測ヘッド1は、1つの照射部17と1つの撮像部18とを含み、回転ヘッド11により計測ヘッド1の姿勢を変更することで、照射部17によって光が照射された計測箇所を複数の角度から撮像部18に撮像させることができる。
Second Embodiment
A measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described. The measurement device of the second embodiment is different in the configuration of the measurement head 1 from the measurement device 100 of the first embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the measurement head 1 according to the second embodiment. The measurement head 1 according to the second embodiment includes one irradiating unit 17 and one imaging unit 18, and measuring the light irradiated by the irradiating unit 17 by changing the posture of the measuring head 1 with the rotating head 11. The location can be imaged by the imaging unit 18 from a plurality of angles.

次に、第2実施形態の計測装置によって被検面の形状を計測する処理について説明する。第2実施形態の計測装置は、図4に示すフローチャートに従って被検面の形状を計測する。図4に示すフローチャートにおいてS103の工程が第1実施形態と異なるため、以下ではS103の工程について説明する。   Next, processing for measuring the shape of the surface to be measured by the measurement apparatus according to the second embodiment will be described. The measuring apparatus according to the second embodiment measures the shape of the surface to be measured according to the flowchart shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 4, the process of S103 is different from that of the first embodiment, and therefore, the process of S103 will be described below.

S103では、処理部12は、照射部17から被検面の計測箇所に入射する光の入射角度を変更せずに、複数の角度で撮像部18に対象計測箇所を撮像させ、それにより得られた複数の画像の各々について対象計測箇所の位置情報を求める。これにより、処理部12は、対象計測箇所についての複数の位置情報を得ることができる。第2実施形態の計測装置は、1つの撮像部18しか計測ヘッド1に含まれていないため、回転ヘッド11を駆動して計測ヘッド1の姿勢を変更することにより、複数の角度で撮像部18に対象計測箇所を撮像させる。ここで、処理部12は、対象計測箇所で反射した光が撮像部18に入射する方向と、照射部17が光を射出する方向との間の角度が一定になるように計測ヘッド1の姿勢を変更することが好ましい。第2実施形態では、照射部17と撮像部18とが一体に構成されているため、光が撮像部18に入射する方向と、照射部17が光を射出する方向との間の角度を常に一定にすることができる。また、処理部12は、複数の角度で撮像部18に対象計測箇所を撮像させる場合には、照射部17から射出される光の光軸を中心として計測ヘッド1を回転(例えば180度)させるとよい。   In S103, the processing unit 12 causes the imaging unit 18 to image the target measurement location at a plurality of angles without changing the incident angle of the light incident on the measurement location on the test surface from the irradiation unit 17, and is thereby obtained. The position information of the target measurement location is obtained for each of the plurality of images. Thereby, the processing unit 12 can obtain a plurality of pieces of position information about the target measurement location. Since the measurement apparatus according to the second embodiment includes only one image pickup unit 18 in the measurement head 1, the image pickup unit 18 is driven at a plurality of angles by changing the posture of the measurement head 1 by driving the rotary head 11. The target measurement location is imaged. Here, the processing unit 12 is configured so that the angle between the direction in which the light reflected at the target measurement point enters the imaging unit 18 and the direction in which the irradiation unit 17 emits the light is constant. Is preferably changed. In the second embodiment, since the irradiation unit 17 and the imaging unit 18 are integrally formed, the angle between the direction in which light enters the imaging unit 18 and the direction in which the irradiation unit 17 emits light is always set. Can be constant. Further, the processing unit 12 rotates the measuring head 1 (for example, 180 degrees) around the optical axis of the light emitted from the irradiation unit 17 when the imaging unit 18 images the target measurement location at a plurality of angles. Good.

上述したように、第2実施形態の計測装置は、計測ヘッド1に1つの撮像部18を含み、計測ヘッド1の姿勢を変更することによって1つの撮像部18によって複数の角度から対象計測箇所を撮像する。そして、第2実施形態の計測装置は、複数の角度で撮像した結果から対象計測箇所についての複数の位置情報を求め、信頼度情報に基づいた複数の位置情報の各々と位置情報の信頼度との関係から対象計測箇所の位置を決定する。これにより、第2実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置100と同様に、計測箇所の位置の計測結果が撮像角度θに応じて変化することを低減することができる。   As described above, the measurement apparatus according to the second embodiment includes one imaging unit 18 in the measurement head 1, and changes the posture of the measurement head 1 so that a single measurement unit 18 can target measurement points from a plurality of angles. Take an image. Then, the measurement device of the second embodiment obtains a plurality of pieces of position information about the target measurement location from the results of imaging at a plurality of angles, and each of the plurality of pieces of position information based on the reliability information and the reliability of the position information The position of the target measurement location is determined from the relationship. Thereby, the measuring apparatus of 2nd Embodiment can reduce that the measurement result of the position of a measurement location changes according to imaging angle (theta) similarly to the measuring apparatus 100 of 1st Embodiment.

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、金属部品や光学素子等の物品を製造する際に用いられる。本実施形態の物品の製造方法は、上記の計測装置を用いて被検面(被検物の表面)の形状を計測する工程と、かかる工程における計測結果に基づいて被検面を加工する工程とを含む。例えば、被検面の形状を計測装置を用いて計測し、その計測結果に基づいて、被検面の形状が設計値になるように当該被検物を加工(製造)する。本実施形態の物品の製造方法は、計測装置により高精度に被検面の形状を計測できるため、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of Method for Manufacturing Article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is used, for example, when manufacturing an article such as a metal part or an optical element. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of measuring the shape of the test surface (surface of the test object) using the above-described measurement device, and a step of processing the test surface based on the measurement result in the process. Including. For example, the shape of the test surface is measured using a measuring device, and the test object is processed (manufactured) based on the measurement result so that the shape of the test surface becomes a design value. The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared to the conventional method because the shape of the surface to be measured can be measured with high accuracy by the measuring device. It is.

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。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

計測ヘッド1、定盤2、駆動部10、処理部12、照射部17、撮像部18、計測装置100 Measuring head 1, surface plate 2, driving unit 10, processing unit 12, irradiation unit 17, imaging unit 18, measuring device 100

Claims (15)

被検面の形状を計測する計測装置であって、
前記被検面の計測箇所を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像から前記計測箇所の位置情報を求める処理部と、
を含み、
前記処理部は、
複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより得られた複数の画像から複数の前記位置情報を取得し、
前記撮像部が前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を求め、
前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする計測装置。
A measuring device for measuring the shape of a test surface,
An imaging unit that images the measurement location of the surface to be examined;
A processing unit for obtaining position information of the measurement location from an image obtained by the imaging unit;
Including
The processor is
Obtaining a plurality of the position information from a plurality of images obtained by causing the imaging unit to image the measurement location from a plurality of angles;
Based on the information indicating the reliability of the position information with respect to the angle at which the imaging unit images the measurement location, the reliability of the location information is obtained for each of the plurality of angles at which the measurement location is imaged by the imaging unit. ,
A measurement device that determines the position of the measurement location from the relationship between each of the plurality of position information obtained from the plurality of images and the reliability of the position information for each of the plurality of angles. .
前記処理部は、前記複数の画像から求められた前記複数の位置情報に対して前記位置情報の信頼度に応じた重み付け平均化処理を行って前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。   The processing unit determines the position of the measurement location by performing a weighted averaging process according to the reliability of the position information for the plurality of position information obtained from the plurality of images. The measuring device according to claim 1. 前記処理部は、前記複数の画像から求められた前記複数の位置情報のうち前記位置情報の信頼度が最も高い位置情報を選択し、選択した位置情報から前記計測箇所の位置を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。   The processing unit selects position information having the highest reliability of the position information among the plurality of position information obtained from the plurality of images, and determines the position of the measurement location from the selected position information. The measuring device according to claim 1. 前記計測装置は、互いに異なる角度で前記計測箇所を撮像する複数の前記撮像部を含み、
前記処理部は、前記複数の撮像部の各々に前記計測箇所を撮像させることにより前記複数の画像を得る、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。
The measurement device includes a plurality of the imaging units that image the measurement points at different angles,
The measurement apparatus according to claim 1, wherein the processing unit obtains the plurality of images by causing each of the plurality of imaging units to capture the measurement location.
前記計測箇所に光を照射する照射部を更に含み、
前記複数の撮像部は、前記計測箇所で反射された光が前記複数の撮像部の各々に入射する方向と、前記照射部が光を射出する方向との間の角度が互いに同じになるように配置されている、ことを特徴とする請求項4に記載の計測装置。
It further includes an irradiation unit that irradiates light to the measurement location,
The plurality of imaging units are configured such that angles between a direction in which light reflected at the measurement location is incident on each of the plurality of imaging units and a direction in which the irradiation unit emits light are the same. The measuring device according to claim 4, wherein the measuring device is arranged.
前記処理部は、前記撮像部の姿勢を変更して前記複数の角度から前記撮像部に前記計測箇所を撮像させることにより前記複数の画像を得る、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。   The processing unit obtains the plurality of images by changing the attitude of the imaging unit and causing the imaging unit to capture the measurement location from the plurality of angles. The measuring apparatus of any one of Claims. 前記計測箇所に光を照射する照射部を更に含み、
前記処理部は、前記計測箇所で反射された光が前記撮像部に入射する方向と、前記照射部が光を射出する方向との間の角度が一定になるように前記撮像部の姿勢を変更する、ことを特徴とする請求項6に記載の計測装置。
It further includes an irradiation unit that irradiates light to the measurement location,
The processing unit changes the posture of the imaging unit so that an angle between a direction in which light reflected by the measurement point enters the imaging unit and a direction in which the irradiation unit emits light is constant. The measuring device according to claim 6, wherein:
前記処理部は、前記撮像部に前記計測箇所を撮像させた前記複数の角度の各々を、前記被検面の形状の設計データから求める、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。   The said processing part calculates | requires each of these several angles which made the said imaging part image the said measurement location from the design data of the shape of the said to-be-tested surface, The one of the Claims 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. The measuring device according to item 1. 前記処理部は、前記撮像部に特定箇所を撮像させる角度を変えながら前記撮像部に前記特定箇所を撮像させて前記特定箇所の前記位置情報を求めていくことによって得られた前記特定箇所についての複数の前記位置情報から前記情報を取得し、
前記特定箇所は、前記被検面の一部または前記被検面と表面状態が同じ面の一部であり、かつ平面である、ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の計測装置。
The processing unit is configured to obtain the position information of the specific location by causing the imaging unit to capture the specific location while changing the angle at which the imaging unit captures the specific location. Obtaining the information from a plurality of the position information;
The specific location is a part of the test surface or a part of the same surface as the test surface, and is a flat surface. The measuring device described in 1.
前記処理部は、前記特定箇所についての複数の前記位置情報の各々と、それらに対して最小自乗法により平面フィッティングした値との偏差を求め、前記撮像部に前記特定箇所を撮像させた角度と当該偏差との関係を前記情報として取得する、ことを特徴とする請求項9に記載の計測装置。   The processing unit obtains a deviation between each of the plurality of pieces of positional information about the specific part and a value obtained by plane fitting with respect to them by a least square method, and an angle at which the specific part is imaged by the imaging unit. The measurement apparatus according to claim 9, wherein a relationship with the deviation is acquired as the information. 前記処理部は、前記特定箇所についての複数の前記位置情報の各々と、基準角度で前記撮像部に前記特定箇所を撮像させたときに得られる前記位置情報との差を求め、前記撮像部に前記特定箇所を撮像させる角度と当該差との関係を前記情報として取得する、ことを特徴とする請求項9に記載の計測装置。   The processing unit obtains a difference between each of the plurality of pieces of position information about the specific part and the position information obtained when the specific part is imaged by the imaging unit at a reference angle. The measurement apparatus according to claim 9, wherein a relationship between an angle at which the specific portion is imaged and the difference is acquired as the information. 前記基準角度は、前記特定箇所で正反射した光が前記撮像部に入射するように前記撮像部に前記特定箇所を撮像させる角度である、ことを特徴とする請求項11に記載の計測装置。   The measurement apparatus according to claim 11, wherein the reference angle is an angle that causes the imaging unit to image the specific part so that light regularly reflected at the specific part is incident on the imaging unit. 前記撮像部は、暗部と明部とが二次元的に配列したパターン光、ライン光、およびポイント光のうち少なくとも1つが照射された前記計測箇所を撮像する、ことを特徴とする請求項1乃至12のうちいずれか1項に記載の計測装置。   The image pickup unit picks up an image of the measurement portion irradiated with at least one of pattern light, line light, and point light in which a dark part and a bright part are two-dimensionally arranged. 12. The measuring device according to any one of twelve. 請求項1乃至13のうちいずれか1項に記載の計測装置を用いて被検面の形状を計測する工程と、
前記工程における計測結果に基づいて前記被検面を加工する工程と、
を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。
A step of measuring the shape of the test surface using the measurement device according to any one of claims 1 to 13,
Processing the test surface based on the measurement result in the step;
A method for producing an article comprising:
被検面の計測箇所を撮像することによって得られた画像に基づいて、前記被検面の形状を計測する計測方法であって、
複数の角度から前記計測箇所を撮像することにより得られた複数の画像から複数の位置情報を取得する工程と、
前記計測箇所を撮像する角度に対する位置情報の信頼度を示す情報に基づいて、前記計測箇所を撮像した前記複数の角度の各々について前記位置情報の信頼度を求める工程と、
前記複数の画像から求められた複数の前記位置情報の各々と前記複数の角度の各々についての前記位置情報の信頼度との関係から前記計測箇所の位置を決定する工程と、
を含むことを特徴とする計測方法。
A measurement method for measuring the shape of the test surface based on an image obtained by imaging a measurement location of the test surface,
Obtaining a plurality of position information from a plurality of images obtained by imaging the measurement location from a plurality of angles;
Obtaining the reliability of the position information for each of the plurality of angles at which the measurement location is imaged based on information indicating the reliability of the position information with respect to the angle at which the measurement location is imaged;
Determining the position of the measurement location from the relationship between each of the plurality of position information obtained from the plurality of images and the reliability of the position information for each of the plurality of angles;
A measurement method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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