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公開番号2024160005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2024151200,2020047218
出願日2024-09-03,2020-03-18
発明の名称光学装置、情報処理方法、および、プログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01B 11/24 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】被検体の形状情報を高精度に導出する。
【解決手段】光学装置1Aは、光選択部30と、撮像素子40と、導出部と、を備える。光選択部30は、照射された光線Rを互いに異なる波長領域の複数の分光光線Lに分光する。撮像素子40は、複数の分光光線Lを照射された被検体Bを撮像し、分光画像を取得する。導出部は、分光画像に含まれる複数の分光光線Lの各々の受光強度に基づいて、被検体Bにおける複数の分光光線Lの各々の照射領域Eを特定した特定結果から、被検体Bの表面性状または形状情報を導出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
有限サイズの発光面を有する一つの光源を有する照射部と、
前記一つの光源から照射された発散光または準平行光である光線を第１波長領域の第１分光光線および第２波長領域の第２分光光線である２つ以上の互いに異なる波長領域の複数の分光光線に同時期に分光する光選択部と、
複数の前記分光光線を照射された被検体を撮像し、少なくとも前記第１波長領域および前記第２波長領域に分光した分光画像を取得する撮像素子と、
前記分光画像に含まれる複数の前記分光光線の各々の受光強度に基づいて、前記被検体における、前記第１波長領域の第１分光光線のみの第１照射領域、前記第１分光光線の領域と前記第２分光光線の領域とが重複する第２照射領域、および、前記第２分光光線のみの第３照射領域、を特定した特定結果から、前記被検体の表面性状または形状情報を導出する導出部と、
を備える光学装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記導出部は、
前記分光画像に含まれる前記第１波長領域の第１受光強度および前記第２波長領域の第２受光強度に基づいて、前記被検体における、前記第１分光光線および前記第２分光光線の各々の照射領域を特定した前記特定結果から、前記表面性状または前記形状情報を導出する、
請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記導出部は、
暗電流成分を除去した後の、前記第１受光強度および前記第２受光強度に基づいて、前記表面性状または前記形状情報を導出する、
請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光選択部は、
前記第１分光光線を通過させる第１波長選択領域と、前記第２分光光線を通過させる第２波長選択領域と、を有し、
前記第１波長選択領域および前記第２波長選択領域は、互いに異なる位置に配置されてなる、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記照射部は、
前記光源から出射された光線の発散角を縮小させる光学素子を有し、
前記光学素子は、レンズであり、
前記光源は面光源であり、前記レンズの焦点領域に配置され、
前記レンズは、前記光源から出射された前記光線を準平行光とし、
前記準平行光は前記光選択部によって互いに重なる少なくとも２つの前記分光光線となる、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記光学素子は、凹面鏡であり、
前記光源は、前記凹面鏡の焦点領域に配置され、
前記凹面鏡は、前記光源から出射された前記光線を準平行光とする、
請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記光選択部は、回折格子である、
請求項５または請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記照射部は、
前記光源から出射された光線の発散角を縮小させる光学素子を有し、
前記光学素子は、
透明媒質で構成され、
前記透明媒質の外面に放物面状または準放物面状の反射面を備え、
前記光源は、前記反射面の焦点領域に配置されてなる、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記光学素子は、
前記反射面に対向する平面状の入射面を備え、
前記入射面は、前記光源の発光面に対向配置されてなる、
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記照射部は、
前記光源から出射された光線の発散角を縮小させる光学素子を有し、
前記光学素子はレンズであり、
前記光源は面光源であり、
前記光選択部は、前記光源と前記レンズとの間に配置され、
前記レンズは、前記光選択部を通過した光線を前記被検体に結像し、
前記光選択部を通過した前記光線は互いに重なる少なくとも２つの前記分光光線となる、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の光学装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学装置、情報処理方法、および、プログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な産業において、非接触での物体の形状測定が重要となっている。例えば、光を分光して物体に照明し、撮像素子で分光された画像を取得することで、物体の形状を取得する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第５６７５４０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来では、光を分光して被検体に照射した場合の光の広がりによって、被検体の形状の計測精度が低下する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の光学装置は、照射部と、光選択部と、撮像素子と、導出部と、を備える。照射部は、有限サイズの発光面を有する一つの光源と、前記光源から出射された発散光または準平行光である光線の発散角を縮小させる光学素子と、を有する。光選択部は、前記照射部から照射された前記光線を第１波長領域の第１分光光線および第２波長領域の第２分光光線である２つ以上の互いに異なる波長領域の複数の分光光線に分光する。撮像素子は、複数の前記分光光線を照射された被検体を撮像し、少なくとも前記第１波長領域および前記第２波長領域に分光した分光画像を取得する。導出部は、前記分光画像に含まれる複数の前記分光光線の各々の受光強度に基づいて、前記被検体における、前記第１波長領域の第１分光光線のみの第１照射領域、前記第１分光光線の領域と前記第２分光光線の領域とが重複する第２照射領域、および、前記第２分光光線のみの第３照射領域、を特定した特定結果から、前記被検体の表面性状または形状情報を導出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
光学装置の模式図。
情報処理装置の機能的構成のブロック図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
情報処理の流れのフローチャート。
光学装置の模式図。
光学装置の模式図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
光学装置の模式図。
分光光線の強度分布を示す模式図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
照射領域の波長スペクトルを示す図。
光学装置の模式図。
投影像の強度分布を示す図。
投影像の強度分布を示す図。
ハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、本実施形態の光学装置を詳細に説明する。
【０００８】
実施形態で説明に用いる図面は、模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の光学装置１Ａの一例を示す模式図である。
【００１０】
光学装置１Ａは、光学装置の一例である。本実施形態および後述する実施形態の光学装置を総称して説明する場合には、単に、光学装置１と称して説明する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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