光学形状测定装置、形状测定的方法以及制造具有形状的结构的方法
【专利摘要】本发明提供用于高精度地测定被测定物的形状的形状测定装置。形状测定装置，具备：照射部(20)，配置成借由对被测定物(3)照射来自光源的光以形成点状图案；扫描部(23)，配置成以点状图案相对地扫描被测定物的表面；受光部(25)，包括多个受光像素，其排列成从与光照射至被测定物的照射方向不同方向来检测光照射至被测定物所产生的点状图案的像；变更部(70)，配置成依据光的照射方向，变更取得用于检测点状图案的像的位置的信号的位置；以及控制部(43)，配置成根据来自受光像素的信号，算出被测定物的位置信息。
【专利说明】光学形状测定装置、形状测定的方法以及制造具有形状的
结构的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是关于一种形状测定装置、形状测定方法及制造结构的方法。
【背景技术】[0002]作为以非接触方式测定被测定物的三维形状的方法，已知光切断法(例如，参照专利文献I)。在光切断法，将投影至被测定物时使用于投影点状图案的光束扫描所得的线光照射至被测定物，从与被测定物的剖面形状对应形成的光切断线测定被测定物的三维形状。专利文献I记载的形状测定装置，例如，具备线感测器，使扫描后的点光成像在线感测器上，测定被测定物的三维形状。
[0003]【引用列表】
[0004]【专利文献】
[0005]专利文献1:美国专利第6441908号说明书
【发明内容】
[0006]然而，在专利文献1，为了使扫描后的点状光束成像在线感测器上，例如，调整组合使用多个反射镜等的复杂构成。使用此种复杂构成的情形，由于各构成的误差被累加，视情形误差会变大。因此，会有无法在线感测器上使点状图案正确地成像的情形。如上述，专利文献I记载的形状测定装置，有无法高精度地测定被测定物的形状的问题。
[0007]【问题的解决】
[0008]本发明是为解决上述问题而构成，其目的在于提供一种能高精度地测定被测定物的形状的形状测定装置、形状测定方法及制造结构的方法。
[0009]为了解决上述问题，本发明第I实施例的形状测定装置，是测定被测定物的形状，具备:
[0010]照射部，包括光源且配置成借由对被测定物照射来自光源的光形成点状图案；
[0011]扫描部，随着该点状图案相对地扫描该被测定物的表面；
[0012]受光部，包括多个受光像素，其排列成从与该光照射至该被测定物的照射方向不同方向来检测该光照射至该被测定物所产生的该点状图案的像；
[0013]变更部，依据该光的照射方向变更取得受光部的信号的位置，该信号用于检测该点状图案的像的位置；以及
[0014]控制部，根据来自该受光像素的信号，算出该被测定物的位置信息。
[0015]又，本发明第2实施例的形状测定方法，是测定被测定物的形状，具有:照射步骤，借由对被测定物照射来自光源的光形成点状图案；
[0016]扫描步骤，以该点状图案相对地扫描该被测定物的表面；
[0017]检测步骤，使用包含多个受光像素的受光部，从与该光照射至该被测定物的照射方向不同方向检测该光照射至该被测定物所产生的该点状图案的像；[0018]变更步骤，依据该光的照射方向，变更取得用于检测该点状图案的像的位置的信号的位置；以及
[0019]控制步骤，根据来自该受光部的信号，算出该被测定物的位置信息。
[0020]根据本发明第3实施例，提供一种制造结构的方法，具有:
[0021]设计步骤，制作关于结构的形状的设计信息；
[0022]成形步骤，根据该设计信息制作该结构；
[0023]测定步骤，使用本发明第2实施例的形状测定方法测定制作出的该结构的形状；以及 [0024]检查步骤，比较在该测定步骤获得的形状信息与该设计信息。
[0025]【发明的有利功效】
[0026]根据本发明，能高精度地测定被测定物的形状。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是显示本实施例的形状测定装置的构成的示意图。
[0028]图2 (a)、图2(b)是显示第I实施例中光探针的构成的示意图。
[0029]图3是显示第I实施例中形状测定装置的构成的概略方框图。
[0030]图4是显示第I实施例中点光的扫描印象的图。
[0031 ]图5是显示第I实施例中CMOS感测器的ROI选择的一例的图。
[0032]图6是显示第2实施例中探针部的构成的示意图。
[0033]图7是显示第2实施例中形状测定装置的构成的概略方框图。
[0034]图8(a)、图8(b)是显示第3实施例中点光源部的构成的概略方框图。
[0035]图9是显示第4实施例中控制部及光探针的构成的概略方框图。
[0036]图10是显示第4实施例中滚动光阑摄影机的动作的时序图。
[0037]图11是说明第4实施例中曝光时间的设定例的图。
[0038]图12是显示第5实施例中控制部及光探针的构成的概略方框图。
[0039]图13是显示第6实施例的结构制造系统的构成的概略方框图。
[0040]图14是显示第6实施例的结构制造系统的处理流程的流程图。
[0041]图15是显示本发明的形状测定方法的流程图。
[0042]【主要元件符号说明】
[0043]3:被测定物20，20a:点光源部
[0044]23:扫描部25:受光检测部
[0045]26:照射位置检测部27:圆柱状透镜
[0046]51:表记忆部60:位置运算处理部
[0047]70 =ROI选择处理部 233:角度检测部
[0048]100:形状测定装置
【具体实施方式】
[0049]以下，参照图式说明本发明一实施例的形状测定装置。图1是显示本实施例的形状测定装置100的构成的图。本实施例的形状测定装置100，例如，具有图2(a)所示的构成，为使用光切断法检测被测定物3的三维形状的三维形状测定装置。形状测定装置100，照射被测定物3的表面时照射成为点状图案的光束，从与照射方向不同角度接受照射至被测定物3的光束造成的散射光。点状图案(以下，称为点光)，在CMOS感测器251上成像为点状图案的像(以下，称为点光像)，CMOS感测器251检测在CMOS感测器251上的点光像的位置。形状测定装置100，使光束扫描并照射至被测定物3的表面，检测各点光像的位置。此外，此形状测定装置100，在检测出的点光像的位置使用三角测量的原理等算出被测定物3的表面距离基准平面的高度，求出被测定物3表面的三维形状。此外，使用光切断法的情形，以各点状图案往一方向短周期扫描的方式使点光扫描。以此方式，与线状图案投影至被测定物相同，对某一条线使点光扫描并同时照射以得知高度分布。如上述，以往一方向短周期扫描的光束依序在与该一方向垂直方向移动的方式使被测定物移动。以此方式，在被测定物的测定区域整个区域投影有点状图案。
[0050]此外，图1所示的本实施例的形状测定装置100的构成，在后述各实施例共通。图1中，形状测定装置100具备测定装置本体I及控制装置4。后述控制装置4是通过控制线连接于测定装置本体I，控制测定装置本体I。测定装置本体I具备探针驱动部11、读头部
13、定盘14、光探针2。此外，此处，作为一例，图示球体的被测定物3，配置在定盘14之上。
[0051]定盘14是石制或铸铁制，上面保持水平。探针驱动部11，根据从控制装置4供应的驱动信号，使读头部13往彼此正交的X轴、Y轴、Z轴的正交三轴方向移动。又，同样地，根据从控制装置4供应的驱动信号，使光探针2绕X轴、Y轴、Z轴旋转亦可。探针驱动部11具备X轴移动部111、Y轴移动部112、Z轴移动部113、及旋转机构114。此处，XY平面规定与定盘14的上面平行的面。亦即，X轴方向规定在与定盘14的上面平行的面的一方向，Y轴方向规定在与定盘14的上面平行的面与X轴方向正交方向，Z轴方向规定与定盘14的上面正交方向。
[0052]X轴移动部111具备将读头部13往X轴方向驱动的X轴用马达，在定盘14上的既定范围内使读头部13往X轴方向移动。Y轴移动部112具备将读头部13往Y轴方向驱动的Y轴用马达，在定盘14上的既定范围内使读头部13往Y轴方向移动。又，Z轴移动部113具备将读头部13往Z轴方向驱动的Z轴用马达，在既定范围内使读头部13往Z轴方向移动。又，旋转机构114具备构成为能使光探针2绕X轴、Y轴、Z轴旋转的旋转关节机构、与驱动该旋转关节机构的旋转驱动马达，能使光探针2的姿势绕X轴、Y轴、Z轴位移。此外，读头部13位于光探针2的上部，支承光探针2。亦即，探针驱动部11使光探针2分别在彼此正交的三维坐标系的坐标轴方向移动。
[0053]光探针2对被测定物3照射点光，从与光的照射方向不同方向检测点光像。关于光探针2的详细将于后述。
[0054]<第I实施例>
[0055]接着，说明第I实施例。在第I实施例，依据点光的照射方向，选择使用的CMOS感测器251的区域。图2(a)和图2(b)是显示第I实施例中光探针2的构成的示意图。图2 (a)中，光探针2具备点光源部20、扫描部23、摄影透镜24、及CMOS感测器251。此外，CMOS感测器251是设在后述受光检测部25。
[0056]点光源部20对被测定物3照射具有点状光量分布的光束即点光。亦即，点光源部20对被测定物3照射来自光源21的光，借此形成点状图案。点光源部20具备光源21与聚光透镜22。光源21为例如LED、激光光源、Super Luminescent Diode (SLD)等,透过聚光透镜22及扫描部23对被测定物3照射点光。聚光透镜22为用以从光源21照射的光束获得点光的透镜，配置在光源21与扫描部23之间。
[0057]扫描部23为例如电流镜，配置在点光源部20与被测定物3之间。扫描部23使从点光源部20照射的点光反射，照射至被测定物3。又，扫描部23，根据控制信号，以测定与线状图案投影至被测定物相同区域的方式，变更点光照射至被测定物3的照射方向(照射角度)。此外，以下说明中，亦会将以测定与线状图案投影至被测定物相同区域的方式使点光扫描并同时使光探针I本身依序在与点光的扫描方向正交方向扫描的动作，称为飞点扫描。亦即，扫描部23使点光扫描，借此依序照射线状的测定区域。亦即，扫描部23变更点光的偏向方向，在被测定物3的表面上使点光相对地扫描。例如，扫描部23改变光照射至被测定物3时的照射方向，借此在被测定物3的表面上使点光(点状图案)扫描。扫描部23的详细构成将于后述。此外，若扫描所有电流镜造成的点光的扫描范围，则为了使被测定物3与光探针2在与电流镜造成的点光的扫描方向正交方向相对地移动，驱动探针驱动部
11。此外，使电流镜造成的点光的扫描与探针驱动部11造成的光探针2与被测定物3的相对移动同时进行亦可。
[0058]摄影透镜24是配置在被测定物3与CMOS感测器251之间，使因被测定物3而散射的点光聚光，成像在CMOS感测器251的受光像素面上。
[0059]CMOS感测器251，二维排列有多个受光像素2，检测成像在该受光像素面上的点光像。CMOS感测器251，如图2(b)所示，多个受光像素之中、使点光扫描时排列在与点光像位移方向(点光扫描方向)正交方向(极线方向)的受光像素群是设定为一条检测线。又，CMOS感测器251，在点光像位移方向(点光扫描方向)各自的位置(受光像素)分别设定各自的检测线。此外，多条检测线中的使用在检测的检测线区域是借由后述ROI选择处理部70依据光(点光)的照射方向选择。
[0060]此外，此光探针2的摄影是所谓莎姆光学系，摄影透镜24的主平面呈与透射透镜24的光轴25L正交的平面。又，CMOS感测器251的受光像素面是相对光轴正交平面倾斜配置，与受光像素面处于共轭关系的聚焦面20f相对光轴正交平面倾斜，与摄影透镜24的主平面及受光像素面在同轴上交会。此外，在本实施例的光探针2，聚焦面20f与点光的照射切断面一致。以点光源部20与从扫描部(电流镜)23放射至被测定物3的光束的中心包含在聚焦面20f的面内的方式，定位聚焦面20f。是以，如图2 (a)所示，通过摄影透镜24的透镜中心的主平面上的延伸线24L、与CMOS感测器251的检测线即极线的延伸线251L，在点光的照射光轴20L交会。
[0061]借此，在此光探针2的摄影系，与聚焦面20f —致的照射光轴20L上的点光像，能与被测定物3无关地恒在聚焦状态下拍摄。
[0062]图2 (b)是显示成像在CMOS感测器251的点光像的例。此图显示CMOS感测器251的受光像素面。此处，图2(b)中，CMOS感测器251的纵方向(V(垂直)方向)为借由点光的扫描点光像位移的方向(点光的扫描方向)。CMOS感测器251的横方向(H(水平)方向)为检测点光像的位置位移的方向(点光像的检测方向)。图2(b)所示的点光像SP0，是显示借由使点光的照射方向变化使点状图案扫描并同时成像在于各时序取得的CMOS感测器251的受光像素面上的点光像。各点光像依据被测定物3的高度方向(Z轴方向)的位置，在点光像的检测方向(H方向)位移。是以，借由检测此H方向的点光像的位置，可检测被测定物3在高度方向(Z轴方向)的位置。
[0063]此外，CMOS感测器251的多条检测线中的使用区域(亦称为ROI (Region ofInterest))是借由后述ROI选择部461选择。此外，此处，ROI是CMOS感测器251的使用在点光像的检测的对象区域，为使用在点光像的检测的检测线的范围。
[0064]接着，参照图3详细说明形状测定装置100的构成。图3是显示第I实施例中形状测定装置100的构成的概略方框图。此外，此图中，对与图1及图2(a)和图2(b)相同的构成赋予相同符号以省略其说明。
[0065]图3中，形状测定装置100具备测定装置本体I及控制装置4。又，测定装置本体I具备上述探针驱动部11、探针位置检测部12、及光探针2。探针驱动部11根据从控制装置4供应的驱动信号，使光探针2的位置变更。
[0066]探针位置检测部12具备分别检测探针驱动部11的X轴、Y轴及Z轴方向的位置的X轴用编码器、Y轴用编码器、及Z轴用编码器。探针位置检测部12借由此等编码器检测探针驱动部11的位置，将表示探针驱动部11的位置的信号供应至后述控制部40(位置信息算出部44及驱动控制部43)。
[0067]光探针2，如上述，为了借由光切断方式检测被测定物3的表面形状，具备点光源部20、扫描部23、及受光检测部25。
[0068]受光检测部25 (受光部)具备上述CMOS感测器251、A/D (模拟/数字)转换部252，从与点光照射至被测定物3的照射方向不同方向检测点光照射至被测定物3时的点光像。亦即，借由来自点光源部20的照射光检测形成在被测定物3的表面的点光像(光切断线)，将检测出的检测结果供应至控制部40 (位置信息算出部44)。借此，控制部4取得形状测定数据。A/D转换部252将从CMOS感测器251供应的模拟信号转换成数字信号，供应至控制部40 (位置信息算出部44)。
[0069]扫描部23具备电流镜驱动装置部231、电流镜232、及角度检测部233。电流镜驱动装置部231，借由从控制部40 (点光扫描控制部47)供应的控制信号，变更电流镜232的角度。亦即，电流镜驱动装置部231，为了使点光依序照射至线状的测定区域，变更将点光照射至被测定物3的方向。
[0070]角度检测部233为例如编码器，检测电流镜232的角度。角度检测部233将检测出的角度信息供应至控制部40 (受光控制部46)。
[0071]接着，说明控制装置4。控制装置4具备控制部40、输入装置41、监测器42、记忆部50。
[0072]输入装置41具备使用者输入各种指示信息的键盘或摇杆等。输入装置41检测已输入的指示信息，使检测后的指示信息储存在记忆部50。摇杆等的输入装置41，接受使用者的操作，依据该操作产生驱动探针驱动部11的控制信号并供应至控制部40。监测器42接受从控制部40供应的测定数据(所有测定点的坐标值)等。监测器42显示已接受的测定数据(所有测定点的坐标值)等。又，监测器42显示测定画面、指示画面等。
[0073]记忆部50储存从输入装置42供应的测定条件。又，记忆部50储存从控制部40供应的测定数据。又，记忆部55具备表记忆部51。表记忆部51储存后述选择表。表记忆部51，使点光的照射方向与多条检测线中的使用于检测的检测线区域(ROI)产生关联并储存为此选择表。借由使用此选择表，能根据点光的照射方向选择使用于检测的检测线区域(ROI)。
[0074]控制部40进行在形状定装置100的测定被测定物3的形状的处理的控制，算出被测定物3表面距离基准平面的高度，进行求出被测定物3的三维形状的运算处理。亦即，控制部40 (R0I选择处理部70)选择用于检测成像在CMOS感测器251的受光像素面的点光像的位置的受光像素的信号。亦即，控制部40 (R0I选择处理部70)选择在CMOS感测器251上包含点光像成像的位置且使光束扫描时在与点光像位移方向(点光的扫描方向)不同方向(极线方向或点光像的检测方向)存在的多个受光像素。接着，控制部40 (位置运算处理部60)根据来自选择的受光像素的信号算出被测定物3的位置信息。
[0075]又，控制部40具备驱动控制部43、位置信息算出部44、测定控制部45、受光控制部46、及点光扫描控制部47。此外，控制部40的构成之中，位置信息算出部44及测定控制部45与位置运算处理部60 (控制部)对应，受光控制部46及点光扫描控制部47与ROI选择处理部70(变更部)对应。
[0076]驱动控制部43根据来自输入装置41的操作信号或来自测定控制部45的指令信号，对探针驱动部11供应驱动信号，进行使探针驱动部11移动的控制。此外，驱动控制部43根据从探针位置检测部12供应的探针驱动部11的位置信息，使探针驱动部11移动。
[0077]位置信息算出部44根据来自在ROI选择处理部70选择的受光像素的信号算出被测定物3的位置信息。亦即，位置信息算出部44根据从探针位置检测部12供应的光探针2的位置信息与从受光检测部25供应的点光像的位移信息，使用三角测量的原理等算出被测定物3表面的位置。
[0078]测定控制部45根据储存在记忆部50的测定条件，控制用于被测定物3的形状测定的各种处理。例如，测定控制部45，对探针驱动部11供应使光探针2移动的指令信号。例如，测定控制部45对点光源部20供应控制照射的点光强度的指令信号。又，测定控制部45，透过受光控制部46在受光检测部25，借由选择的检测线区域(ROI)检测点光像。测定控制部45，使借由位置信息算出部44算出的被测定物3的位置信息储存于记忆部50。
[0079]受光控制部46是根据从测定控制部45供应的指令信号控制。受光控制部46进行对受光检测部25的各种控制。又，受光控制部46具备ROI选择部461。
[0080]ROI选择部461依据点光的照射方向选择CMOS感测器251的多条检测线中的使用在检测的检测线区域(R0I)。此外，从CMOS感测器251的多个受光像素之中，ROI选择部461将当以点光扫描时排列在与点光像位移方向正交的方向的受光像素群设定为一条检测线。
[0081]此外，本实施例中，虽说明将在CMOS感测器251的H方向的线设为检测线的形态，但检测线并不限于H方向，为相对H方向倾斜方向的线亦可。亦即，此检测线并非根据CMOS感测器251的方向设定，而是根据点光像的检测方向(极线方向)设定。
[0082]又，此处，使点光的照射方向变化的方向，如上述，为点状图案的扫描方向，为借由电流镜232变更点光照射方向的方向。ROI选择部461根据扫描部23的角度检测部233检测出的角度信息检测点光的照射方向。
[0083]ROI选择部461根据使点光的照射方向与多条检测线中的使用于检测的检测线区域(ROI)产生关联的选择基准，选择检测线区域(ROI)。此处的选择基准，为例如选择表、预定的选择规则、选择函数的运算结果等，本实施例中，作为一例，说明根据选择表选择检测线区域(ROI)的情形。
[0084]ROI选择部461根据预先储存在表记忆部51的选择表，选择检测线区域(ROI)。ROI选择部461，将指定依据点光的照射方向选择的检测线区域(ROI)的信息供应至CMOS感测器251。借此，选择包含照射至点光的照射方向的点光所成像的点光像的检测线。
[0085]点光扫描控制部47，根据从测定控制部45供应的指令信号控制点光的扫描。亦即，点光扫描控制部47，控制扫描部23的电流镜驱动装置部231，变更电流镜232的角度。
[0086]接着，说明本实施例的形状测定装置100的测定动作。此外，说明预先设定测定条件，光探针2往测定开始位置移动的状态后的动作。首先，测定控制部45根据测定条件，对点光扫描控制部47下达点光扫描的指令。点光扫描控制部47根据从测定控制部45供应的指令信号，控制扫描部23的电流镜驱动装置部231，变更电流镜232的角度。借此，从点光源部20照射的点光的照射方向变更，照射至被测定物3。又，角度检测部233检测电流镜232的角度，将检测出的角度信息供应至受光控制部46。
[0087]图4是显示本实施例中点光的扫描印象的图。从点光源部20照射的点光的照射方向变更的情形，成像在被测定物3的点光的位置位移。接着，图4中，例如，点光从点Pl往点P2扫描的情形，成像在CMOS感测器251的点光像的位置从检测线ELl往检测线EL2位移。
[0088]接着，受光控制部46的ROI选择部461，根据扫描部23的角度检测部233检测出的角度信息，检测点光的照射方向。ROI选择部461根据点光的照射方向与储存在表记忆部51的选择表选择检测线区域(ROI)。ROI选择部461将指定选择的检测线区域(ROI)的信息供应至受光检测部25的CMOS感测器251。借此，选择与点光的照射方向对应的检测线区域(ROI)。
[0089]接着，CMOS感测器251读出来自与ROI选择部461所选择的检测线区域(ROI)对应的受光像素的检测信号，并供应至A/D转换部252。A/D转换部252，对从CMOS感测器251输出的模拟信号进行数字转换，将包含点光像在极线方向(H方向)的位移信息的信息供应至位置信息算出部44。
[0090]位置信息算出部44根据从探针位置检测部12供应的光探针2的位置信息、与从受光检测部25供应的点光像的位移信息，使用三角测量的原理等，算出被测定物3表面的位置。位置信息算出部44将算出的被测定物3的位置信息供应至测定控制部45。
[0091]测定控制部45将位置信息算出部44算出的被测定物3的位置信息储存至记忆部50。又，测定控制部45，再次对点光扫描控制部47下达点光扫描的指令，使点光照射至被测定物的位置变更，使受光控制部46、受光检测部25、及位置信息算出部44执行与上述测定相同的测定。又，与点光的扫描完成、对线状的测定区域照射点光、获得其像等一连串测定完成相同的情形，测定控制部45使光探针2的位置变更至驱动控制部43。例如，使被测定物3表面的线状测定区域的位置变更。此外，测定控制部45对变更后的光切断线反复与上述相同的处理。借此，测定被测定物3的形状。
[0092]接着，说明选择表。图5是显示本实施例中CMOS感测器251的ROI选择的一例的图。在此图中，CMOS感测器251具备多条检测线LI?LN。例如，与点光的照射方向为某方向(第I方向)的情形对应的点像SPl成像的检测线区域(ROI)Rl为检测线LI?L3的三条线。又，与点光的照射方向为与第I方向不同方向(第2方向)的情形对应的点像SP2成像的检测线区域(R0I)R2为检测线L4?L5的二条线。又，与点光的照射方向为与第1、第2方向不同的第3方向的情形对应的点像SP3成像的检测线区域(ROI)R3为检测线L6?L8的三条线。
[0093]储存在表记忆部51的选择表，是使上述点光的照射方向与检测线区域(检测线的范围)产生关联的信息。此外，如此图所示，检测线区域依据成像的点光像的位置变更检测线的数亦可。或者，与成像的点光像的位置无关，为固定的检测线数亦可。或者，组合此等亦可。亦即，在一部分检测线区域，依据成像的点光像的位置变更检测线的数，在其余检测线区域，与成像的点光像的位置无关，为固定的检测线数亦可。
[0094]又，选择表是根据测定既定形状的被测定物3时所得的点光的照射方向与使用的检测线预先作成。例如，作为被测定物3，在与图1的XY平面平行的物体，使点光扫描，对各点光的照射方向测定实际成像的点光像的检测线的范围(区域)。根据此测定结果，作成选择表。
[0095]此外，图5中，检测线区域(ROI)Rl及R3的与检测线的长边方向垂直方向的长度是设定成较点光像的直径大。亦即，ROI选择部461将检测线区域(ROI)设定成较点光像的直径大的区域，位置信息算出部44，在此检测线区域(ROI)，根据包含点光像亮度最大的位置的检测线的检测结果，算出被测定物3的位置信息亦可。此情形，借由设定成较点光像的直径大的区域，能确实地取得点光像。此外，不根据包含点光像亮度最大的位置的检测线的检测结果算出被测定物3的位置信息亦可。例如，根据包含点光像的光量分布的重心位置的检测线的检测结果算出被测定物3的位置信息等，视需要能对点光像的测定数据进行所欲的运算处理等，算出被测定物3的位置信息。
[0096]如上述，本实施例的形状测定装置100，点光源部20对被测定物3照射点光，扫描部23在被测定物3的表面上使点光相对地扫描。又，受光检测部25 (受光部)，多个受光像素二维排列，从与点光照射至被测定物3的照射方向不同方向检测点光像。再者，ROI选择处理部70 (变更部)依据点光的照射方向选择(变更)受光检测部25具有的多个受光像素中的用于检测点光像的位置的受光像素的信号。位置运算处理部60 (控制部)根据来自ROI选择处理部70选择的受光像素的信号，算出被测定物3的位置信息。
[0097]借此，使用二维排列的受光像素(CMOS感测器251)中的与点光的照射方向对应的受光像素，检测点光像的位置，因此形状测定装置100能降低极线外的光(环境光或多重反射光)的影响(误检测)。因此，本实施例的形状测定装置100能高精度地测量被测定物3的形状。又，为了使扫描后的点光像成像在一条检测线感测器上，虽需要复杂的机构或高度的调整作业，但本实施例的形状测定装置100，由于使用二维排列的受光像素(CMOS感测器251)，因此无必要。亦即，本实施例的形状测定装置100，无须复杂的机构或高度的调整作业即可高精度地测量被测定物3的形状。
[0098]又，第I实施例中，ROI选择处理部70 (R0I选择部461)选择在受光检测部25 (CMOS感测器251)上包含点光像成像的位置且使点光扫描的情形在与点光像位移方向不同方向存在的多个受光像素。亦即，ROI选择部461，依据点光的照射方向，选择与CMOS感测器251上的点光扫描方向(V方向)不同的极线方向(H方向)的多个受光像素(检测线)。借此，由于在进行点光像成像的位置检测的方向选择多个受光像素，因此能正确地检测点光像成像的位置。因此，实施例的形状测定装置100能高精度地测量被测定物3的形状。
[0099]又，在第I实施例中，在多个受光像素之中，ROI选择处理部70 (R0I选择部461)，将当以点光扫描时排列在与点光像位移方向正交方向的受光像素群设定为一条检测线，且在点光像位移方向各自的位置分别设定各自的检测线。此外，ROI选择处理部70(R0I选择部461)，依据点光的照射方向选择多条检测线中的使用在检测的检测线区域。再者，位置运算处理部60 (测定控制部45)对受光检测部25，借由选择的检测线区域检测点光像。借此，借由检测线单位设定检测区域(ROI)，可借由检测线单位读出点光像的位移位置，因此可缩短测定时间。又，检测线区域(用于测定的检测线的数)可依据点光的照射方向变动，因此即使是依据点光的照射方向检测所需的检测线数变化的情形亦可对应。
[0100]又，第I实施例中，ROI选择处理部70(R0I选择部461)，根据使点光的照射方向与多条检测线中的使用于检测的检测线区域产生关联的选择基准选择检测线区域。亦即，ROI选择处理部70 (R0I选择部461)，根据例如选择表、预定的选择规则、选择函数的运算结果等选择基准选择检测线区域。借此，借由简单方法，可选择最适当的检测线区域，因此本实施例的形状测定装置100能高精度地测量被测定物3的形状。
[0101]又，第I实施例中，使点光的照射方向与使用的检测线区域产生关联的选择表为上述选择基准。又，形状测定装置100具备储存选择表的表记忆部51 (记忆部)，选择表是根据测定既定形状的被测定物3时所得的点光的照射方向与使用的检测线预先作成。借此，借由使用作成的选择表，可对制造的形状测定装置100进行校正。例如，就制造的多个形状测定装置100，可认为CMOS感测器251的位置多少有偏差。然而，根据本实施例，就各形状测定装置100，根据测定既定形状的被测定物3时所得的点光的照射方向与使用的检测线，可作成上述选择表。此外，借由使用此选择表，在任意的形状测定装置100，ROI选择处理部70(R0I选择部461)可选择最适当的检测线区域。因此，无须过度严格地进行CMOS感测器251的对准，因此能不增加用于CMOS感测器251的对准的调整步骤数来组装形状测定装置100。因此，本实施例的形状测定装置100能高精度地测量被测定物3的形状。
[0102]〈第2实施例〉
[0103]接着，说明第2实施例。在第2实施例，替代角度检测部233检测出的角度信息，借由实际检测点光照射位置，检测点光的照射方向。图6是显示第2实施例中光探针2a的构成的示意图。图6中，光探针2a具备点光源部20、扫描部23、摄影透镜24、CMOS感测器251、及照射位置检测部26。在此图中，对与图1及图2(a)和图2(b)相同的构成赋予相同符号，以省略其说明。
[0104]照射位置检测部26具有使点光分岐的光路分岐部261、使点光分岐后的分岐点光照射的分岐光受光部262 (受光元件)，检测照射至分岐光受光部262的分岐点光的照射位置。光路分岐部261为例如半反射镜,使点光的一部分(分岐点光)分岐，照射至分岐光受光部262。分岐光受光部262为例如CMOS感测器等受光元件，检测分岐点光的位置。
[0105]图7是显示第2实施例中形状测定装置100的构成的概略方框图。此外，此图中，对与图1至图3相同(或对应)的构成赋予相同符号，以省略其说明。
[0106]图7中，本实施例的形状测定装置100，除了光探针2置换成图6所示的光探针2a的点外，与图3相同。
[0107]第2实施例中，光探针2a具备照射位置检测部26，将检测出的检测信息(分岐点光的位置信息)供应至受光控制部46。受光控制部46的ROI选择部461，根据照射位置检测部26 (分岐光受光部262)检测出的检测信息，检测点光的照射方向。亦即，ROI选择部461并非根据电流镜232的角度信息，而是根据实际照射的分歧点光的位置，检测点光的照射方向。
[0108]如上述，第2实施例中，从实际照射的分歧点光的位置检测点光的照射方向，因此能检测正确的点光的照射方向。又，本实施例的形状测定装置100，与第I实施例同样地，不需要复杂的机构或高度的调整作业，能高精度地测量被测定物3的形状。
[0109]此外，检测点光的照射方向的方法，为根据点光扫描控制部47控制扫描部23的控制信号检测的方法亦可。此情形，无须具备角度检测部233及照射位置检测部26，因此借由简单的构成可检测点光的照射方向。
[0110]又，ROI选择处理部70 (R0I选择部461)，根据控制扫描部23的控制信号、在扫描部23检测照射点光的角度的角度检测部233的检测信息、及照射位置检测部26的检测信息中的任一者或组合检测点光的照射方向亦可，该照射位置检测部26具有使点光分岐后的分岐点光照射的分歧光受光部262 (受光元件)，检测照射至分歧光受光部262的分歧点光的照射位置。此外，根据组合检测点光的照射方向的情形，由于可借由多个系统检测点光的照射方向，因此能检测正确的点光的照射方向。
[0111]〈第3实施例〉
[0112]接着，说明第3实施例。第3实施例为显示点光源部20的另一形态的实施例。本实施例的形状测定装置100，除了替代点光源部20而具备点光源部20a的点外，与上述各实施例相同。
[0113]图8(a)和图8(b)是显示第3实施例中点光源部20a的构成的概略方框图。图8(a)中，本实施例的点光源部20a具备光源21、聚光透镜22、及圆柱状透镜27。圆柱状透镜27 (光学部)是配置在聚光透镜22之后，使与检测线垂直的点光像的直径较与检测线平行的点光像的直径狭窄的点光像成像在受光检测部25(CM0S感测器251)。亦即，圆柱状透镜27使与检测线垂直的直径较与检测线平行的直径狭窄的点光(点状图案)投影至被测定物3。
[0114]图8(b)是显示借由点光源部20a在CMOS感测器251上成像的点光像SP4。如此图所示，点光源部20a使用圆柱状透镜27，以检测线EL3的点光扫描方向进入宽度D2内的方式使点光像SP4成像。又，点光源部20a使点光像SP4的极线方向的宽度Dl成像在可测定点光像SP4的位移的宽度。是以，点光源部20a，以使点光像SP4成像为与检测线垂直的直径D2较与检测线平行的直径Dl狭窄的方式照射点光。
[0115]借此，由于能使在点光扫描方向狭窄的椭圆形点光像成像在CMOS感测器251上，因此能降低误检测极线外的光(环境光或多重反射光)的可能性。是以，本实施例的形状测定装置100，能高精度地测量被测定物3的形状。又，由于能使检测线区域狭窄，因此能降低测定时间(检测线区域的检测结果的读出时间)。
[0116]〈第4实施例〉
[0117]接着，说明第4实施例。在上述各实施例，虽说明与扫描部23造成的点光的扫描方向变更同步地变更CMOS感测器251上的检测线区域(ROI)的形态，但本实施例借由另一方式使点光的照射方向与检测线区域(ROI)对应。本实施例中，在受光检测部25使用滚动光阑摄影机25a，与滚动光阑摄影机25a的曝光区域同步地，在扫描部23使点光的照射方向变更。
[0118]图9是显示第4实施例中控制部40及光探针2b的构成的概略方框图。此外，图9仅记载说明本实施例所需的构成，其他构成，与上述各图中的构成相同。
[0119]图9中,光探针2b具备滚动光阑摄影机25a(受光检测部)与扫描部23。滚动光阑摄影机25a，借由触发信号开始曝光(检测)，与时钟信号CKl同步地，在CMOS感测器251上的点光扫描方向(V方向)依序使检测线变更并曝光。
[0120]扫描部23的角度检测部233，作为角度信息的一部分，将表示在电流镜232的扫描起点即原点有电流镜232的原点信号供应至点光扫描控制部47a。亦即，此原点信号是在点光的照射方向位于扫描开始位置的情形被供应。
[0121 ] ROI选择处理部70依据多条检测线中的使用在检测的检测线区域，对扫描部23使点光的照射方向变更。ROI选择处理部70具备受光控制部46a及点光扫描控制部47a。
[0122]受光控制部46a具备CMOS感测器控制部462。CMOS感测器控制部462进行滚动光阑摄影机25a的控制，对滚动光阑摄影机25a供应触发信号及时钟信号CKl。CMOS感测器控制部462对点光扫描控制部47a的相位比较部471供应触发信号。又，CMOS感测器控制部462依据点光的扫描速度与成像在CMOS感测器251的点光像的直径设定曝光时间(内部曝光时间)，以使点光像能在滚动光阑摄影机25a的检测线区域(ROI)曝光。
[0123]点光扫描控制部47a具备相位比较部471。相位比较部471根据从角度检测部233供应的原点信号与从CMOS感测器控制部462供应的触发信号，产生使电流镜232的角度变更的控制信号。亦即，相位比较部471比较此原点信号的相位与触发信号的相位，以使此二个相位一致的方式产生使电流镜232的角度变更的控制信号。亦即，相位比较部471使原点信号的输出时序与触发信号的输出时序同步。
[0124]借此，点光的扫描开始时序与滚动光阑摄影机25a的曝光开始时序一致，再者，点光的扫描期间与滚动光阑摄影机25a的一画面曝光所需期间相等。其结果，点光扫描控制部47a，以与滚动光阑摄影机25a的检测线区域(曝光区域)对应的方式变更电流镜232的角度。
[0125]图10是显示本实施例中滚动光阑摄影机25a的动作的时序图。此图中，横轴表示时间，纵轴从上依序表示(a)外部触发(此处的触发信号)、(b)内部曝光时间设定、(C)感测器读出开始信号、(d)曝光(曝光区域)、(e)摄影机数据输出、(f)总体曝光时序输出、及(g)触发准备输出。此外，此处的曝光时间为曝光时间的长度或时间宽。
[0126]在此例，(b)曝光时间(内部曝光时间)是设定成ST1。在时刻Tl，CMOS感测器控制部462输出(a)外部触发后，滚动光阑摄影机25a在内部产生(C)感测器读出开始信号，开始(d)曝光。滚动光阑摄影机25a，如(d)曝光所示，借由曝光时间STl的间隔，使各检测线的曝光时序(tl至tn)依序曝光。又，另一方面，依据(a)外部触发，滚动光阑摄影机25a使(g)触发准备输出迁移至L(1w)状态。此表示滚动光阑摄影机25a无法接收(a)外部触发的状态(busy)。
[0127]在时刻T2，滚动光阑摄影机25a完成(d)曝光，控制部40借由在(f)总体曝光时序输出后输出的(e)摄影机数据输出取得点光像的检测信息。
[0128]在时刻T3，滚动光阑摄影机25a完成(e)摄影机数据输出，在时刻T4至时刻T5再次反复(d)曝光。此外，如上述，相位比较器471使点光的扫描期间一致于时刻Tl至时刻T4的期间。
[0129]图11是说明本实施例中曝光时间的设定例的图。此图中，CMOS感测器251的各检测线是借由曝光时序(tl至tn)曝光。此处，点光像的扫描方向的直径D3为收纳于检测线(此处亦称为扫描线)EL4至EL5的三条检测线的大小。因此，CMOS感测器控制部462将此三条检测线扫描的时间(时间宽)设定为曝光时间(图10的STl)。
[0130]亦即，此曝光时间是根据检测线扫描的周期与点光像的扫描方向的直径D3设定。此外，检测线扫描的周期与点光的扫描周期对应。又，点光的扫描周期与点光的扫描速度对应。因此，此曝光时间是根据点光的扫描速度与点光像的直径设定。此外，点光是借由扫描部23变更照射的角度。因此，此处所谓据点光的扫描速度是表示每单位时间的角度变更量(亦即，角速度)。
[0131]如上述，本实施例中，ROI选择处理部70 (选择部)是依据多条检测线中的使用在检测的检测线区域(ROI)对扫描部23使点光的照射方向变更。借此，借由与点光的照射方向对应的检测线区域(ROI)，可检测点光像，因此本实施例的形状测定装置100，与上述各实施例同样地，无须复杂的机构或高度的调整作业即可高精度地测量被测定物3的形状。
[0132]又，本实施例中，受光检测部为二维的滚动光阑摄影机25a，ROI选择处理部70 (CMOS感测器控制部462)依据点光的扫描速度与成像在滚动光阑摄影机25a的CMOS感测器251的点光像的直径设定曝光时间，以使点光像能曝光于滚动光阑摄影机25a的检测线区域(ROI)。借此，滚动光阑摄影机25a能确实地检测点光像。
[0133]〈第5实施例〉
[0134]接着，说明第5实施例。第5实施例为第4实施例的变形例，依据点光的扫描速度变更滚动光阑摄影机25a的曝光时序。
[0135]图12是显示第5实施例中控制部40及光探针2b的构成的概略方框图。此外，图12仅记载说明实施例的必要构成，其他构成与上述各图中的构成相同。此图中，点光扫描控制部47b，为在图9的构成追加电压控制振荡器(VC0)472的构成。
[0136]VC0472根据相位比较器471的比较结果(电压)，以原点信号的相位与触发信号的相位一致的方式变更时钟信号CK2的频率。又，VC0472将频率变更后的时钟信号CK2供应至CMOS感测器控制部462。
[0137]CMOS感测器控制部462根据从VC0472供应的时钟信号CK2产生时钟信号CKl，将产生的时钟信号CKl供应至CMOS感测器251。亦即，依据扫描部23的点光的扫描速度变更时钟信号CKl的频率，变更滚动光阑摄影机25a的曝光时序。亦即，ROI选择处理部70 (点光扫描控制部47b)依据点光的扫描速度变更滚动光阑摄影机25a的曝光时序。
[0138]借此，原点信号的输出时序与触发信号的输出时序同步，点光的扫描开始时序与滚动光阑摄影机25a的曝光开始时序一致。再者，点光的扫描期间与滚动光阑摄影机25a的一画面曝光所需期间(时间宽)相等。其结果，点光扫描控制部47b，以与滚动光阑摄影机25a的检测线区域(曝光区域)对应的方式变更电流镜232的角度。
[0139]如上述，本实施例中，借由与点光的照射方向对应的检测线区域(ROI)，可检测点光像，因此形状测定装置100，与上述各实施例同样地，无须复杂的机构或高度的调整作业即可高精度地测量被测定物3的形状。此外，时钟信号CKl的频率变更的情形，测定控制部45依据时钟信号CKl的频率变更点光源部20的照射强度亦可。亦即，例如，频率大的情形，由于曝光时间变短，因此测定控制部45对点光源部20以补足该曝光时间缩短量的方式使照射强度变强。
[0140]〈第6实施例〉
[0141]接着，说明具备上述形状测定装置100的结构制造系统。图13是结构制造系统200的方框构成图。结构制造系统200具备上述形状测定装置100、设计装置110、成形装置120、控制装置(检查装置)130、修补装置140。
[0142]设计装置110制作关于结构的形状的设计信息，将作成的设计信息传送至成形装置120。又，设计装置110将作成的设计信息储存在控制装置130的后述坐标记忆部131。此处，设计信息为表示结构的各位置的坐标的信息。成形装置120根据从设计装置110输入的设计信息制作上述结构。成形装置120的成形步骤包含铸造、锻造、或切削等。形状测定装置100测定制作出的结构(被测定物)的坐标，将表示测定的坐标的信息(形状信息)传送至控制装置130。
[0143]控制装置130具备坐标记忆部131、检查部132。在坐标记忆部131，如上述，借由设计装置110储存设计信息。检查部132从坐标记忆部131读出设计信息。检查部132比较表示从形状测定装置100接收的坐标的信息(形状信息)与从坐标记忆部131读出的设计信息。
[0144]检查部132根据比较结果判定结构是否依造设计信息成形。亦即，检查部132判定作成的结构是否为合格品。检查部132，在结构未依造设计信息成形的情形，判定是否可修复。可修复的情形，检查部132根据比较结果算出不良部位与修复量，对修补装置140传送表示不良部位的信息与表示修复量的信息。
[0145]修补装置140根据从控制装置130接收的表示不良部位的信息与表示修复量的信息对结构的不良部位进行加工。
[0146]图14是显示结构制造系统200的处理流程的流程图。首先，设计装置110制作关于结构的形状的设计信息(步骤S101)。接着，成形装置120根据设计信息制作上述结构(步骤S102)。接着，形状测定装置100以上述方法测定制作出的上述结构的形状(步骤S103)。之后，控制装置130的检查部132比较形状测定装置100所得的形状信息与上述设计信息，借此检查结构是否依照设计信息作成(步骤S104)。
[0147]接着，控制装置130的检查部132判定作成的结构是否为合格品(步骤S105)。作成的结构为合格品的情形(步骤S105、是)，结构制造系统200完成其处理。另一方面，作成的结构不是合格品的情形(步骤S105、否)，控制装置130的检查部132判定作成的结构是否能修复(步骤S106)。
[0148]作成的结构能修复的情形(步骤S106、是)，修补装置140实施结构的再加工(步骤S107)，返回步骤S103的处理。另一方面，作成的结构无法修复的情形(步骤S106、否)，结构制造系统200完成其处理。以上，完成本流程图的处理。
[0149]借由上述说明，由于上述实施例的形状测定装置100能正确地测定结构的坐标(结构的三维形状)，因此结构制造系统200能判定制作的结构是否为合格品。又，结构制造系统200，在结构不是合格品的情形，可实施结构的再加工并修复。
[0150]此外，本实施例的修补装置140执行的修补步骤，置换成成形装置120再执行成形步骤的步骤亦可。此时，控制装置130的检查部132判定能修复的情形，成形装置120再执行成形步骤(锻造、切削等)。具体而言，例如，成形装置120将在结构原本应切削但未切削的部位切削。借此，结构制造系统200，能正确地作成结构。
[0151]此外，根据上述实施例，如图15所示，本发明的形状测定方法，是形状测定装置100执行的形状测定方法，其特征在于，具有:点光照射步骤(S201)，对被测定物3照射点光；扫描步骤(S202)，在被测定物3的表面上使点光相对地扫描；检测步骤(S203)，使用多个受光像素，从与点光照射至被测定物3的照射方向不同方向检测点光照射至被测定物3时的点光像；变更步骤(S204)，依据点光的照射方向，变更取得用于检测点光像的位置的信号的受光像素的位置；以及控制步骤(S205)，根据来自该受光像素的信号，算出被测定物3的位置信息。此外，该多个受光元件二维排列亦可，在该变更步骤(S204)，选择该多个受光像素中的取得用于检测该点状图案的像的位置的信号的受光像素亦可。借此，无须复杂的机构或高度调整作业，能高精度地测量被测定物3的形状。此外，上述步骤，不限于以此顺序实施，当然可视需要适当地变更顺序。
[0152]此外，本发明并不限于上述各实施例，在不脱离本发明精神的范围内可进行各种变更。例如，上述各实施例中，位置运算处理部60(控制部)依据点光的直径的最大值，根据将相对检测线在垂直方向连续的多个受光像素累加后的检测结果，算出被测定物3的位置信息亦可。亦即，位置运算处理部60从受光检测部25或滚动光阑摄影机25a读出将多个受光像素累加后的检测结果，根据此检测结果，算出被测定物3的位置信息亦可。此情形，由于可缩短读出时间，因此形状测定装置100可缩短测定处理时间。又，位置运算处理部60，在读出多个受光像素的检测结果后，将检测结果累加，算出被测定物3的位置信息亦可。此外，位置运算处理部60依据测定范围(分解能)选择性使用此等方法亦可。
[0153]又，上述各实施例中，ROI选择部461将检测线区域(ROI)设定成较点光像的直径大的区域，位置信息算出部44，在此检测线区域(ROI)，根据包含点光像亮度最大的位置的检测线的检测结果，算出被测定物3的位置信息亦可。例如，如图5所示，检测线区域(ROI)Rl及R3，是设定成较点光像的直径大的区域。此情形，借由设定成较点光像的直径大的区域，能确实地取得点光像。
[0154]又，上述各实施例中，虽说明扫描部23使用电流镜的形态，但不变更点光的扫描方向，使被测定物3相对光探针2移动以使点光像扫描亦可。此情形，由于点光的照射方向(角度)一定，因此检测线区域亦不变。另一方面，借由变更点光的照射方向(角度)，使点光像对被测定物3扫描的情形，只要为可变更点光的照射方向(角度)的构成则其他形态亦可。例如，使用多面镜、DMD (Digital Micromirror Device)等 MEMS (Micro ElectroMechanical Systems)反射镜的形态亦可，使用 A0M(Acousto_0ptic Modulator)等利用绕射现象的光学元件等的形态亦可。
[0155]又，上述各实施例中，虽说明与点光的照射方向变更同步地变更检测线区域(ROI)的形态、及与检测线区域(ROI)变更同步地在扫描部23变更点光的照射方向的形态，但并不限于此。例如，形状测定装置100，在读出受光检测部25的所有受光像素的检测结果后，选择与点光的照射方向对应的区域的检测结果来使用的形态亦可。
[0156]上述各实施例中，虽说明选择表使用预先作成者的形态，但定期地重新测定并更新的形态亦可。又，形状测定装置100具备在内部产生此选择表的功能亦可。又，表记忆部51依据测定范围(分解能)或测定条件储存多个选择表的形态亦可。又，上述各实施例中，受光像素非二维排列亦可。
[0157]【工业应用】
[0158]本发明能适 用于可判定制作出的结构是否为合格品的结构制造系统。
【权利要求】
1.一种形状测定装置，是测定被测定物的形状，其特征在于具备: 照射部，包括光源并且配制成借由对该被测定物照射来自该光源的光以形成点状图案； 扫描部，以该点状图案相对地扫描该被测定物的表面； 受光部，包括多个受光像素，其排列成从与该光照射至该被测定物的照射方向不同方向来检测该光照射至该被测定物所产生的该点状图案的像； 变更部，是依据该光的照射方向变更取得该受光部的信号的位置，该信号用于检测该点状图案的像的位置；以及 控制部，根据来自该受光部的信号算出该被测定物的位置信息。
2.根据权利要求1所述的形状测定装置，其中，该受光部具有二维排列的该多个受光像素； 该变更部，是在该受光部的该多个受光像素中，选择取得用于检测该点状图案的像的位置的信号的部分的受光像素。
3.根据权利要求2所述的形状测定装置，其中，该扫描部是借由改变该光照射至该被测定物时的照射方向，以该点状图案扫描该被测定物的表面。
4.根据权利要求2或3所述的形状测定装置，其中，该变更部从该多个受光像素中选择该多个受光像素的部分，该多个受光像素配置在该受光部上所形成的该点状图案的像的位置，且在使该光扫描的情况下排列于沿着与该点状图案的像位移的位移方向不同的方向。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的形状测定装置，其中，该变更部在使该光扫描的情况下排列于沿着与该点状图案的像位移的方向正交的方向的受光像素群设定为一条检测线，且设定配置在该点状图案的像的位移方向中的分别不同位置的多个检测线，以及依据该光的照射方向从该多个检测线中选择使用于检测的检测线区域； 该控制部，是使该受光部借由已选择的该检测线区域来检测该点状图案的像。
6.根据权利要求5所述的形状测定装置，其中，该变更部根据使该光的照射方向与在该多个检测线中的使用于检测的该检测线区域产生关联的选择基准，选择该检测线区域。
7.根据权利要求6所述的形状测定装置，进一步具备安装成储存选择表的记忆部， 其中该选择基准是借由使该光的照射方向与所使用的该检测线区域产生关联的该选择表所构成；以及 该选择表是根据在测定既定形状之物所得的该光的照射方向与所使用的该检测线预先作成。
8.根据权利要求5所述的形状测定装置，其中，该变更部依据该多个检测线中的使用于检测的该检测线区域，使该扫描部变更该光的照射方向。
9.根据权利要求8所述的形状测定装置，其中，该受光部为二维的滚动光阑摄影机；以及 该变更部依据该光的扫描速度与已成像在该受光部的该点状图案的直径决定曝光时间，以使该点状图案的像能曝光于在该滚动光阑摄影机的该检测线区域。
10.根据权利要求8所述的形状测定装置，其中，该受光部为二维的滚动光阑摄影机；以及 该变更部依据该光的扫描速度变更该滚动光阑摄影机的曝光时序。
11.根据权利要求2至10中任一权利要求所述的形状测定装置，其中，该变更部根据控制该扫描部的控制信号、角度检测部的检测信息、及照射位置检测部的检测信息之一来检测该光的照射方向，该角度检测部由于该扫描部而检测照射该光的角度，该照射位置检测部具有从该光分岐的光照射的受光元件，检测照射至该受光元件的已分岐的光的照射位置。
12.根据权利要求5至11中任一权利要求所述的形状测定装置，其中，该光源具备光学部，其使与该检测线垂直的直径较与该检测线平行的直径狭窄的该点状图案投影于该被测定物。
13.根据权利要求5至12中任一权利要求所述的形状测定装置，其中，该控制部依据由于该光的该点状图案的直径的最大值，选择正交该检测线的垂直方向中彼此邻接的多个受光元件，根据来自在该垂直方向中彼此邻接的该多个受光元件的输出值累加后的检测结果，算出该被测定物的位置信息。
14.根据权利要求5至13中任一权利要求所述的形状测定装置，其中，该变更部将该检测线区域决定成较该点状图案的直径大；以及 该控制部，根据包含在该检测线区域中该点状图案的像的中亮度最高的位置处配置的受光像素的该检测线的检测结果，算出该被测定物的位置信息。
15.一种形状测定方法，是测定被测定物的形状，其特征在于具有: 照射步骤，借由对该被测定物照射来自光源的光以形成点状图案； 扫描步骤，以该点状图案相对地扫描该被测定物的表面； 检测步骤，使用包含多个受光像素的受光部，从与该光照射至该被测定物的照射方向不同方向检测该光照射至该被测`定物所产生的该点状图案的像； 变更步骤，依据该光的照射方向，变更取得用于检测该点状图案的像的位置的该受光部的信号的位置；以及 控制步骤，根据来自该受光部的信号，算出该被测定物的位置信息。
16.根据权利要求15所述的形状测定方法，其中，该多个受光像素是二维排列； 在该变更步骤，选择该多个受光像素中的取得用于检测该点状图案的像的位置的信号的部分的受光像素。
17.据权利要求16所述的形状测定方法，其中，该扫描步骤，借由改变该光照射至该被测定物的照射方向，以该点状图案扫描该被测定物的表面。
18.一种制造结构的方法，其特征在于具有: 设计步骤，制作关于该结构的形状的设计信息； 成形步骤，根据该设计信息制作该结构； 测定步骤，使用权利要求15至17中任一权利要求所述的形状测定方法测定制作出的该结构的形状；以及 检查步骤，比较在该测定步骤获得的形状信息与该设计信息。
19.根据权利要求18所述的制造结构的方法，其具有根据该检查步骤的比较结果执行再加工该结构的修补步骤。
20.根据权利要求19所述的结构的制造方法，其中，该修补步骤是再执行该成形步骤的步骤。
【文档编号】G01B11/25GK103562674SQ201280015980
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年4月1日
【发明者】山田智明, 种村隆 申请人:株式会社尼康