[发明专利]三维形状计测方法和三维形状计测装置

说明书

本发明提供三维形状计测方法和三维形状计测装置。在对测定对象物照射测定介质而根据干涉信号计测三维形状的三维形状计测方法中，包括更换了物镜的情况在内，简便且准确地进行干涉信号的摄像元件的焦点位置和干涉条纹的出现位置的调整。对摄像元件的位置进行调整，使得出现有所使用的物镜的干涉条纹的z轴上的位置与摄像元件的焦点位置的相对位置之差处于规定的范围。

技术领域

本发明涉及在使用了用于干涉显微镜的干涉物镜时进行校正以使干涉条纹的焦点位置与摄像元件(以下，代表性地称为照相机)的焦点位置对齐的方法及其装置。

背景技术

现有的干涉显微镜以无限远系的配置为主，在观察干涉条纹时，不是通过调整照相机侧的焦点位置，而是通过调整参照镜的位置来进行。具体来说，在不改变照相机传感器的位置的情况下对每个物镜进行调整，使得在该照相机的焦点位置出现干涉条纹。

在不使照相机移动的情况下，存在横倍率β不发生变化这一优点，但是必须每次都对物镜的干涉条纹的出现位置进行调整，该手动的调整作业会给操作者带来负担。

在低倍率透镜的情况下，物镜的焦点深度较大，所以干涉条纹的出现位置存在于照相机的焦点所匹配的范围内，因此也有不存在参照镜的调整机构的情况。

另一方面，在高倍率透镜中，焦点深度较小，因此基于参照镜的调整是必须的。

这样，干涉物镜通常是干涉物镜自身带有调整机构。例如，已经完成了提高该调整机构的使用方便性的发明(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2000-193891号公报

但是，在使用显微镜的情况下，仅使用1个物镜的情况是很少的，通常都是切换倍率不同的多个物镜来使用。

但是，在多个干涉物镜分别设置参照镜的调整机构的情况下，存在重量增加、并且由于设置复杂的调整机构而导致品质难以稳定、经济性也发生恶化等课题。特别是，重量增加会导致用于附接多个物镜的转换器、作为z驱动机构的电机、压电元件的耐荷重增大，从而导致重量进一步增加。其结果是，产生干涉条纹的模糊或边缘的垂下等，无法计测出准确的三维形状。从装置的重量增加和计测精度的观点来看，这点对包括温度漂移的应对在内的参照镜的调整的自动化也是一个障碍。

发明内容

因此，优选如下的三维形状计测方法以及装置：始终进行干涉物镜的调整以使照相机的焦点位置与干涉条纹的出现位置一致而进行优化，从而解决上述课题，能够通过简单的结构来容易地取得无模糊的三维形状像。

本发明为了解决上述课题，仅在照相机侧设置调整机构来进行调整，以使照相机(摄像元件)的焦点位置与干涉条纹的出现位置一致，由此不会损害结构的简单性，因此能提供如下的用于得到真实的三维形状像的三维形状计测方法及三维形状计测装置：避免了因装置重量增加而引起的品质的降低，并且也不会损害经济性。

根据本发明，作为测定准确的三维形状的方法，在根据对基于干涉信号的干涉条纹进行拍摄的摄像元件的焦点位置与干涉条纹的出现位置之间的距离的差来进行位置调整时，使摄像元件的位置移动而进行位置调整，以使该距离的差为规定的值以下。

另外，针对所配置的多个干涉物镜中的每个干涉物镜，将摄像元件的位置的移动量存储为各自的校正值，在下次之后的测定中，根据与要使用的干涉物镜对应的校正值来进行校正。

另外，针对随着使摄像元件移动而造成的横倍率的变化，进行横倍率校正。

由此，能够提供如下的三维形状计测方法：针对所配置的每个干涉物镜，将摄像元件的位置调整的移动距离确定为校正值，在使用相同的干涉物镜的基础上，仅通过进行使用了相同的校正值的摄像元件的校正，便能够进行准确的三维形状测定。因此，为了得到无模糊等的三维形状，不需要进行每个摄像元件干涉物镜的位置调整，能够简化计测方法及装置结构，还能够减轻操作者负担。