測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、測量顯微鏡裝置操作程序、以及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)?？梢栽诓粚?dǎo)致測量精度降低的情況下拍攝具有寬視野的圖像。提供了：鏡臺，其上放置對象；顯示單元，其用于顯示高度圖像或觀測圖像；測量單元，其用于對高度圖像執(zhí)行測量；圖像連接單元，其配置成通過移動鏡臺并拍攝不同區(qū)域，獲取多個高度圖像，并連接所獲取的多個高度圖像和觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像；測量錯誤區(qū)域顯示單元，其配置成在對象的圖像上疊加并顯示測量錯誤區(qū)域；以及測量-圖像成像條件設(shè)置單元，其用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生高度圖像所需的條紋圖像的成像條件，以減少測量錯誤區(qū)域。
【專利說明】測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配置有測量功能的測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、用于操作該測量顯微鏡裝置的操作程序、以及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)開發(fā)出了采用三角測量的測量裝置作為用于測量對象的測量裝置。如圖84所示，這樣的裝置被預(yù)先設(shè)置為在光投射部分110發(fā)出的測量光的光軸與入射到光接收部分120上的測量光的光軸(光接收部分120的光軸)之間具有角度α。當(dāng)對象S未放置在鏡臺140上時，從光投射部分110發(fā)出的測量光被鏡臺140的放置表面上的點O反射并入射到光接收部分120上。另一方面，當(dāng)對象S被放置在鏡臺140上時，從光投射部分110發(fā)出的測量光被對象S的表面上的點A反射并入射到光接收部分120上。測量出點O與點A在X方向上的距離山并且根據(jù)該距離d來計算對象S的表面上的點A的高度。對對象S的表面上的所有點的高度的計算能夠?qū)崿F(xiàn)對象S的三維形狀的測量。為了用測量光照射對象S的表面上的所有點，根據(jù)預(yù)定結(jié)構(gòu)化測量光圖案從光投射部分110發(fā)出測量光，并且通過采用條紋測量光的條紋投射方法來有效地測量對象S的三維形狀。
[0003]在這樣的能夠拍攝三維形狀的圖像數(shù)據(jù)的測量裝置中，可成像視野范圍受到成像元件的性能等的限制。期望的是，以盡可能寬的視野拍攝三維圖像以便有效地執(zhí)行測量，但是在要拍攝寬視野時，得到的圖像的分辨率下降從而導(dǎo)致測量精度的劣化。同時，在要提高測量精度時，視野變窄。如上所述，視野和精度具有折衷關(guān)系，當(dāng)重視一個的時候，會忽視另一個，因此過去一直很難使得兩者都優(yōu)良。
[0004]另一方面，考慮在以高精度改變成像位置的同時拍攝多個圖像，并且將這些多個圖像連接起來以獲取寬視野的圖像。在這種情況下，需要拍攝大量圖像，因此需要較長時間。為了減少用來拍攝一個圖像的時間，例如，考慮將照射方向限制在一個方向上。在這種情況下，借助于條紋投射方法進(jìn)行測量的測量結(jié)果理論上取決于對象的形狀和材料特性。例如，具有接近平坦形狀的對象可通過一側(cè)照明來進(jìn)行拍攝，而具有不平坦表面的對象則會由于一側(cè)照明而形成陰影，從而不能被測量，由此兩側(cè)照明更合適。同時，當(dāng)對象類似于不透明樹脂時，發(fā)生投射光的穿透，而且，當(dāng)對象是金屬體時，可能發(fā)生多次反射。因此，存在不能夠在標(biāo)準(zhǔn)測量模式下成功執(zhí)行測量的問題。
[0005]而且，在采用條紋投射方法的測量中，通過改變測量方法(測量模式)或照明方向，測量時間在三秒至一分鐘的數(shù)量級內(nèi)大范圍地變化。期望盡可能安全地設(shè)置測量模式和測量方向以便防止測量的失敗，但是在這種情況下，每個圖像的測量都花費較長時間。如上所述，當(dāng)諸如測量方向、測量模式和測量亮度之類的成像條件固定并隨后執(zhí)行測量時，部分圖像中的測量可能由于對象的形狀和材料特性而失敗。然而，當(dāng)在最高等級的測量模式下執(zhí)行測量時，其無謂地耗費時間。如上所述，存在當(dāng)將要連接通過條紋投射方法拍攝的圖像時很難減少測量時間的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]已經(jīng)做出本發(fā)明來解決上述傳統(tǒng)問題。本發(fā)明的目的是提供一種測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、測量顯微鏡裝置操作程序以及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其能夠在不導(dǎo)致測量精度降低的情況下以寬視野拍攝圖像。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量顯微鏡裝置可包括:第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，該單元是用于從傾斜方向向?qū)ο笸渡渥鳛轭A(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元；觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光；成像單元，其用于獲取第一測量光投射單元投射的并被對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像；高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像；鏡臺，其上放置對象；顯示單元，其用于顯示高度圖像或觀測圖像；測量單元，其用于對顯示單元上顯示的高度圖像執(zhí)行測量；圖像連接單元，其配置成通過移動鏡臺并借助成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，獲取多個用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像，并連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像；測量錯誤區(qū)域顯示單元，其配置成在與圖像連接單元將要連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域；以及測量-圖像成像條件設(shè)置單元，其用于在其中顯示測量錯誤區(qū)域被顯示的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)用于產(chǎn)生高度圖像所需的條紋圖像的成像條件，以減小測量錯誤區(qū)域。利用上述配置，每個都具有高精度及窄的可成像視野的多個圖像被拍攝，同時將這些圖像連接，由此可以獲得具有寬視野和高精度的圖像。具體地，通過改變未被用作紋理圖像的測量圖像的(而不是用作紋理圖像的觀測圖像的)成像條件，可以避免其中連接圖像的外觀相對于每個區(qū)域明顯變化的狀態(tài)，同時消除測量錯誤區(qū)域，由此獲得高質(zhì)量的連接圖像。
[0008]而且，在根據(jù)本發(fā)明另一實施例的測量顯微鏡裝置中，連接圖像或用于連接的圖像可以是通過組合利用觀測照明光源拍攝的觀測圖像和利用測量光投射單元拍攝的高度圖像而形成的三維合成圖像。
[0009]而且，在根據(jù)本發(fā)明又另一實施例的測量顯微鏡裝置中，圖像連接單元可以將對象的預(yù)定區(qū)域指定為連接區(qū)域以將連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域，同時借助成像單元針對每個子區(qū)域分別拍攝包括連接邊緣的用于連接的高度圖像及用于連接的觀測圖像，并且可以連接所獲取的多個用于連接的高度圖像及用于連接的觀測圖像，從而產(chǎn)生示出連接區(qū)域的連接圖像。
[0010]而且，根據(jù)本發(fā)明又另一實施例的測量顯微鏡裝置可進(jìn)一步包括第二測量光投射單元，其作為測量光投射單元，被配置成從不同于第一方向的第二方向向?qū)ο笳丈涞诙y量光，其中測量-圖像成像條件設(shè)置單元設(shè)置的成像條件包括指示測量光的方向的測量方向以及測量圖像的亮度。利用上述配置，與觀測圖像分開地調(diào)節(jié)測量光的方向和測量圖像的亮度，由此可以尋求高度信息的高精度而不影響連接圖像的外觀。
[0011]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，測量錯誤區(qū)域顯示單元可以被配置成在其中顯示單元上顯示了通過以預(yù)定圖案投射測量光而形成的用于連接的高度圖像的狀態(tài)下，疊加并顯示其中第一測量光投射單元和第二測量光投射單元中的至少一個的高度測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域。[0012]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，用于多個用于連接的觀測圖像的成像條件可以保持統(tǒng)一。利用上述配置，測量圖像的成像條件適當(dāng)變化，同時觀測圖像的成像條件保持恒定，由此可以獲得具有高精度的包含高度信息的連接圖像，同時減少外觀的變化。
[0013]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，鏡臺可以被配置成可手動地移動。利用上述配置，可以在手動地移動鏡臺的同時單獨地可靠地拍攝用于連接的圖像。而且，可以拍攝用于連接的圖像，同時允許用戶每次都檢查圖像，由此減少拍攝用于連接的圖像時的錯誤。
[0014]而且，根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置可進(jìn)一步包括鏡臺驅(qū)動單元，其用于自動地驅(qū)動鏡臺。利用上述配置，可以獲得避免其中在鏡臺移動操作期間要求用戶待在測量顯微鏡裝置旁邊的狀態(tài)的優(yōu)勢，由此節(jié)省了人力并實現(xiàn)操作的自動化。具體地，為了獲取連接圖像而拍攝的大量用于連接的圖像的操作可顯著減少。
[0015]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，可執(zhí)行自動圖像連接模式，其中圖像連接單元通過鏡臺驅(qū)動單元移動鏡臺，并自動拍攝多個用于連接的高度圖像及用于連接的觀測圖像，以產(chǎn)生連接圖像。利用上述配置，在拍攝多個用于連接的圖像時，可以獲得實現(xiàn)了原本耗費時間的鏡臺移動操作的自動化并避免了其中要求用戶長時間處于測量顯微鏡裝置旁邊的情況的優(yōu)勢，從而顯著地節(jié)省了拍攝連接圖像時的人力。
[0016]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，當(dāng)在自動圖像連接模式下拍攝的用于連接的圖像的任何一個中包含測量錯誤區(qū)域時，可執(zhí)行用于改變測量-圖像成像條件并重新拍攝所有或部分用于連接的圖像的恢復(fù)模式。利用上述配置，在自動圖像連接時，即使用于連接的圖像的測量圖像的拍攝部分地失敗，僅僅對測量錯誤區(qū)域的重新拍攝實現(xiàn)了連接圖像的產(chǎn)生。
[0017]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，圖像連接單元可以被配置成指定連接區(qū)域的起始點和結(jié)束點以便將連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
[0018]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，圖像連接單元可以被配置成指定連接區(qū)域的起始點以及連接區(qū)域的縱向長度和橫向長度以便將連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
[0019]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，圖像連接單元可以被配置成指定連接區(qū)域的起始點以及用于連接的觀測圖像的數(shù)量及用于連接的高度圖像的數(shù)量以便將連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
[0020]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，測量錯誤區(qū)域顯示單元可以被配置成在其中顯示單元上顯示了通過以預(yù)定圖案投射測量光而形成的測量圖像的狀態(tài)下，在不測量高度的情況下顯示測量光不足的區(qū)域。利用上述配置，用戶可在改變成像條件之后執(zhí)行測量以測量關(guān)注位置。
[0021]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，測量錯誤區(qū)域顯示單元可以被配置成在其中顯示單元上顯示了通過以預(yù)定圖案投射測量光而形成的測量圖像的狀態(tài)下，通過實施高度測量來區(qū)分并顯示測量光不足的區(qū)域。利用上述配置，在已經(jīng)實施了高度測量并且已經(jīng)檢查了其測量結(jié)果之后，僅僅在關(guān)注位置還沒有被適當(dāng)測量時，才改變成像條件并且執(zhí)行重新測量。[0022]而且，在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的測量顯微鏡裝置中，可以在其中測量錯誤區(qū)域顯示單元將測量錯誤區(qū)域顯示在顯示單元上顯示的觀測圖像或測量圖像上的狀態(tài)下調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件，以及可以在其中在調(diào)節(jié)后的測量-圖像成像條件下獲取的高度圖像被顯示在顯示單元上的狀態(tài)下，測量錯誤區(qū)域顯示單元在高度圖像上顯示測量錯誤區(qū)域，并且測量-圖像成像條件被重新調(diào)節(jié)，以再次產(chǎn)生高度圖像。
[0023]而且，根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供了一種采用測量顯微鏡裝置的圖像產(chǎn)生方法，該測量顯微鏡裝置包括:第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，該單元是用于從傾斜方向向?qū)ο笸渡渥鳛轭A(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元；觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光；成像單元，其用于獲取第一測量光投射單元投射的并被對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像；高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像；鏡臺，其上放置對象；顯示單元，其用于顯示高度圖像或觀測圖像；以及測量單元，其用于對顯示單元上顯示的高度圖像執(zhí)行測量；所述方法可以包括以下步驟:移動鏡臺并借助成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，以獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像；在與用于將用于連接的高度圖像進(jìn)行相互連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域；在必要時，在其中顯示測量錯誤區(qū)域的狀態(tài)下，提示將成像條件調(diào)節(jié)成減小測量錯誤區(qū)域的成像條件；在所設(shè)置的成像條件下獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像；以及連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像。由此，每個都具有高精度及窄的可成像視野的多個圖像在這些圖像被拍攝，同時將它們連接，從而可以獲得具有寬視野和高精度的圖像。具體地，通過改變未被用作紋理圖像的測量圖像的(而不是用作紋理圖像的觀測圖像的)成像條件，可以避免其中連接圖像的外觀相對于每個區(qū)域明顯變化的狀態(tài)，同時消除測量錯誤區(qū)域，由此獲得高質(zhì)量的連接圖像。
[0024]而且，根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供了一種用于測量顯微鏡裝置的操作程序，該測量顯微鏡裝置包括:第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，該單元是用于從傾斜方向向?qū)ο笸渡渥鳛轭A(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元；觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光；成像單元，其用于獲取第一測量光投射單元投射的并被對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像；高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像；以及鏡臺，其上放置對象，其中該程序使計算機(jī)實現(xiàn):顯示功能，其用于顯示高度圖像或觀測圖像；測量功能，其用于對顯示功能顯示的高度圖像執(zhí)行測量；圖像連接功能，其用于移動鏡臺并借助成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，以獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像，并連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像；測量錯誤區(qū)域顯示功能，其在與用于將用于連接的各高度圖像進(jìn)行相互連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域；以及提示功能，其用于在必要時，在其中測量錯誤區(qū)域顯示功能顯示測量錯誤區(qū)域的狀態(tài)下，提示將成像條件調(diào)節(jié)成減少測量錯誤區(qū)域的成像條件。利用上述配置，對比基準(zhǔn)圖像與對比目標(biāo)圖像的對齊的可操作性得到改進(jìn)，因此可以有助于對齊，同時有助于作為用于在同一位置執(zhí)行基準(zhǔn)測量的基準(zhǔn)的輪廓線的布置，從而改進(jìn)了對比測量的可操作性。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)存儲上述程序。記錄介質(zhì)包括磁盤、光盤、磁光盤、半導(dǎo)體存儲器以及其它能夠存儲程序的介質(zhì)，例如CD-ROM、CD-R、CD-RW、軟盤、磁帶、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、藍(lán)光光碟(Blu-ray,商標(biāo)名)和HD-DVD(AOD)。而且,除了存儲在上述記錄介質(zhì)并被發(fā)布的程序之外，程序還包括經(jīng)由諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)線下載而進(jìn)行發(fā)布的形式的程序。而且，記錄介質(zhì)包括能夠記錄程序的設(shè)備，例如安裝有軟件、固件等形式的處于可執(zhí)行狀態(tài)的程序的通用或?qū)Ｓ迷O(shè)備。并且，程序中包括每個處理和功能可以被計算機(jī)可執(zhí)行的程序軟件執(zhí)行，或者每個部分的處理可以由預(yù)定門陣列(FPGA，ASIC，DSP)實現(xiàn)或者是以諸如程序軟件和實現(xiàn)硬件的一部分的元件的部分硬件模塊之類的硬件的混合形式來實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的測量顯微鏡裝置的框圖；
[0027]圖2是示出了圖1的成像單元的配置的框圖；
[0028]圖3是示出了測量顯微鏡裝置操作程序的⑶I的一個示例的圖像示圖；
[0029]圖4是示出了其中已在測量顯微鏡裝置操作程序的GUI中選擇簡單模式的狀態(tài)的圖像不圖；
[0030]圖5是示出了其中已在圖4的狀態(tài)中按下“測量圖像”按鈕的狀態(tài)的圖像示圖；
[0031]圖6是示出了其中已在圖4的狀態(tài)中選擇了應(yīng)用模式的狀態(tài)的圖像示圖；
[0032]圖7是示出了其中已在圖4的狀態(tài)中按下“測量圖像”按鈕的狀態(tài)的圖像示圖；
[0033]圖8是示出了其中在圖7的狀態(tài)下劃分并顯示圖像顯示區(qū)域的狀態(tài)的圖像示圖；
[0034]圖9是示出了其中已在圖7的狀態(tài)中選擇了 “僅左側(cè)”的測量方向的狀態(tài)的圖像示圖；
[0035]圖10是示出了用于通過使用測量顯微鏡裝置操作程序獲取高度圖像的過程的流程圖；
[0036]圖11是示出了顯示其觀測圖像的比例為100%的合成圖像的示例的圖像示圖；
[0037]圖12是示出了顯示其高度圖像的比例為100%的合成圖像的示例的圖像示圖；
[0038]圖13是示出了其中顯示已經(jīng)從圖11的狀態(tài)切換至高度圖像的狀態(tài)的圖像示圖；
[0039]圖14是示出了其中顯示了圖像改進(jìn)面板的示例的圖像示圖；
[0040]圖15是示出了在“測量模式”選擇欄中選擇高度圖像的圖像質(zhì)量的狀態(tài)的圖像示圖；
[0041]圖16是示出了在“測量方向”選擇欄中選擇測量光的狀態(tài)的圖像示圖；
[0042]圖17是示出了通過觀測-圖像成像條件設(shè)置單元設(shè)置觀測圖像的成像條件的狀態(tài)的圖像示圖；
[0043]圖18是示出了用于通過使用測量顯微鏡裝置執(zhí)行測量的過程的流程圖；
[0044]圖19是示出了用于設(shè)置觀測-圖像成像條件的過程的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0045]圖20是示出了用于設(shè)置測量-圖像成像條件的過程的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0046]圖21是示出了測量顯微鏡裝置操作程序的全自動測量屏幕的⑶I屏幕的圖像示圖；[0047]圖22是示出了其中圖21的全自動功能已取消的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0048]圖23是示出了應(yīng)用模式的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0049]圖24是示出了電子預(yù)覽(e-預(yù)覽)的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0050]圖25是示出了用于通過測量顯微鏡裝置操作程序顯示合成圖像的GUI屏幕的圖像示圖；
[0051]圖26是示出了三維圖像測量程序的輪廓測量功能的GUI屏幕的圖像示圖；
[0052]圖27是示出了平均段差測量功能的Gn屏幕的圖像示圖；
[0053]圖28是示出了體積/面積測量功能的GUI屏幕的圖像示圖；
[0054]圖29是示出了平面測量功能的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0055]圖30是示出了線粗糙度測量功能的Gn屏幕的圖像示圖；
[0056]圖31是示出了表面粗糙度測量功能的GUI屏幕的圖像示圖；
[0057]圖32是示出了對比測量功能的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0058]圖33是示出了用于設(shè)置基準(zhǔn)面的⑶I的圖像示圖；
[0059]圖34是示出了用于在圖33中執(zhí)行區(qū)域設(shè)置的⑶I的圖像示圖；
[0060]圖35是示出了其中輪廓線彼此耦接的對比測量功能的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0061]圖36是示出了其中輪廓線彼此耦接的對比測量功能的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0062]圖37是示出了對比測量的⑶I的圖像示圖；
[0063]圖38是示出了其中圖37的高度圖像已經(jīng)切換成合成圖像的狀態(tài)的圖像示圖；
[0064]圖39是示出了用于執(zhí)行對比測量的過程的流程圖；
[0065]圖40是示出了圖39的對比目標(biāo)圖像的指定和其上的對齊處理的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0066]圖41是示出了用于圖40中的自動對齊的區(qū)域指定處理的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0067]圖42是示出了報告的一個示例的圖像示圖；
[0068]圖43是示出了表示模板調(diào)用單元的一個示例的對話屏幕的圖像示圖；
[0069]圖44是示出了用于通過創(chuàng)建模板進(jìn)行再現(xiàn)的過程的流程圖；
[0070]圖45是示出了表示其中測量數(shù)據(jù)打開的狀態(tài)的GUI屏幕的圖像示圖；
[0071]圖46是示出了功能指導(dǎo)的⑶I屏幕的圖像示圖；
[0072]圖47是示出了輪廓測量屏幕的另一示例的圖像示圖；
[0073]圖48是示出了輪廓測量結(jié)果報告屏幕的GUI屏幕的圖像示圖；
[0074]圖49是示出了模板保存檢查屏幕的GH屏幕的圖像示圖；
[0075]圖50是示出了將連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域的示例的示意圖；
[0076]圖51是示出了用于開啟/關(guān)閉圖像連接模式的⑶I的圖像示圖；
[0077]圖52是示出了用于在全自動模式下執(zhí)行手動圖像連接的過程的流程圖；
[0078]圖53是示出了其中圖像連接模式已經(jīng)從圖51啟動的狀態(tài)的圖像示圖；
[0079]圖54是顯示了作為用于連接的圖像的合成圖像的圖像示圖；
[0080]圖55是顯示了圖54的用于連接的圖像的觀測圖像的圖像示圖；
[0081]圖56是顯不了圖54的用于連接的圖像的聞度圖像的圖像不圖；
[0082]圖57是示出了其中打算疊加用于連接的圖像的狀態(tài)的圖像示圖；
[0083]圖58是不出了其中打算置加用于連接的圖像的另一狀態(tài)的圖像不圖；
[0084]圖59是示出了其中已經(jīng)疊加了用于連接的圖像的狀態(tài)的圖像示圖；[0085]圖60是示出了連接的預(yù)覽屏幕的一個示例的圖像示圖；
[0086]圖61是示出了移動鏡臺以便拍攝用于連接的第四圖像的狀態(tài)的圖像示圖；
[0087]圖62是示出了連接的預(yù)覽屏幕的另一示例的圖像示圖；
[0088]圖63是示出了調(diào)節(jié)用于連接的圖像的位置的狀態(tài)的圖像示圖；
[0089]圖64是示出了從圖63的狀態(tài)執(zhí)行自動位置調(diào)整功能的結(jié)果的圖像示圖；
[0090]圖65是示出了連接結(jié)果檢查屏幕上的觀測圖像的圖像示圖；
[0091]圖66是示出了其中屏幕已經(jīng)從圖65的連接結(jié)果檢查屏幕切換至高度圖像的示例的圖像不圖；
[0092]圖67是示出了分析應(yīng)用是否將要打開連接結(jié)果的對話的圖像示圖；
[0093]圖68是示出了其中連接圖像產(chǎn)生操作作為報告已經(jīng)被打開的狀態(tài)的圖像示圖；
[0094]圖69是示出了用于在半自動模式或應(yīng)用模式下執(zhí)行手動圖像連接的過程的流程圖；
[0095]圖70是示出了半自動圖像連接模式下的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕的示例的圖像不圖；
[0096]圖71是示出了半自動圖像連接模式下的觀測-圖像成像條件設(shè)置屏幕的示例的圖像不圖；
[0097]圖72是示出了應(yīng)用-模式圖像連接模式下的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕的示例的圖像不圖；
[0098]圖73是示出了已經(jīng)在圖72中執(zhí)行了電子預(yù)覽的狀態(tài)的圖像示圖；
[0099]圖74是示出了應(yīng)用-模式圖像連接模式下的觀測-圖像成像條件設(shè)置屏幕的示例的圖像不圖；
[0100]圖75是示出了用于執(zhí)行自動圖像連接的過程的流程圖；
[0101]圖76是示出了自動圖像連接模式下的觀測-圖像成像條件設(shè)置屏幕的示例的圖像示圖；
[0102]圖77是示出了自動圖像連接設(shè)置屏幕的圖像示圖；
[0103]圖78是示出了連接區(qū)域指定屏幕的示例的圖像示圖；
[0104]圖79是示出了其中已經(jīng)在“連接區(qū)域指定方法”欄中選擇了 “起始點和長度”的狀態(tài)的圖像示圖；
[0105]圖80是示出了其中已經(jīng)在“連接區(qū)域指定方法”欄中選擇了“起始點和圖像數(shù)量”的狀態(tài)的圖像示圖；
[0106]圖81是示出了連接結(jié)果檢查屏幕的另一示例的圖像示圖；
[0107]圖82是示出了將圖81切換至高度圖像的示例的圖像示圖；
[0108]圖83是示出了連接區(qū)域指定屏幕的圖像示圖；以及
[0109]圖84是用于解釋三角測量方法的原理的示圖。
【具體實施方式】
[0110]下文中，將基于附圖來描述本發(fā)明的實施例。然而，下面示出的實施例用于說明用于體現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)思想的測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、測量顯微鏡裝置操作程序和計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，本發(fā)明并不將測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、測量顯微鏡裝置操作程序和計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)規(guī)定成下述形式。而且，本說明書不將權(quán)利要求中出現(xiàn)的材料規(guī)定為實施例中的材料。具體地，只要沒有特別地進(jìn)行具體說明，實施例中描述的組成元件的尺寸、材料特性、形狀、相對布置等并非旨在限制本發(fā)明的范圍，它們僅僅是示例。注意，每個附圖中示出的材料的尺寸和位置關(guān)系可能出于闡明說明的目的而被強(qiáng)調(diào)。而且，在后續(xù)說明中，同樣的名稱或標(biāo)號指示相同材料或具有相同特性的材料，并且將適當(dāng)?shù)厥÷詫ζ涞脑敿?xì)描述。而且，組成本發(fā)明的每個元件可以是這樣的:多個元件由相同材料配置而成并且一種材料由此被用于多個元件，或者相反，通過被多個材料共用的一種材料的功能來實現(xiàn)每個元件。
[0111]而且，在本說明書中，“高度圖像”以包含高度信息的圖像的含義來使用，而且例如，通過將作為紋理信息的觀測圖像粘貼至高度圖像而形成的三維合成圖像也以包含高度信息的圖像的含義來使用。并且，本說明書中高度圖像的顯示形式并不限于以二維形式顯示的形式，而是包括以三維形式顯示的形式。例如，可以將高度信息轉(zhuǎn)換成照度等以便將高度圖像顯示為二維圖像，將高度信息顯示為Z-軸信息從而顯示三維形式的高度圖像。
[0112]第一實施例
[0113]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的測量顯微鏡裝置的配置的框圖。如圖1所示，測量顯微鏡裝置500配置有成像單元100、控制單元200、光源部分300和顯示部分400。
[0114](成像單元100)
[0115]圖2的框圖中示出了圖1的測量顯微鏡裝置500的成像單元100的配置。例如，成像單元100是顯微鏡，其包括光投射部分110、光接收部分120、照明光輸出部分130、鏡臺140和測量控制部分150。光投射部分110包括:測量光源111 ;圖案產(chǎn)生部分112 ;和多個透鏡113、114和115。光接收部分120包括相機(jī)121和多個透鏡122和123。對象S被放置在鏡臺140上。
[0116](光投射部分110)
[0117]光投射部分110布置在鏡臺140的斜上方。成像單元100可包括多個光投射部分110。在圖2的示例中，成像單元100包括兩個光投射部分110。在此，布置了能夠從第一方向向?qū)ο骃照射測量照明光的第一測量光投射部分IlOA (圖2右側(cè))、以及能夠從不同于第一方向的第二方向向?qū)ο骃照射測量照明光的第二測量光投射部分IlOB (圖2左側(cè))。第一測量光投射部分IIOA和第二測量光投射部分IlOB相對于它們之間的光接收部分的光軸對稱布置。此外，還可以提供三個或更多個光投射部分，或相對地移動投射部分和鏡臺以便投射即使通過使用共同的光投射部分仍使其照明方向變得不同的光。而且，雖然其中光投射部分投射光的照明光相對于垂直方向的照明角度在本示例中是固定的，但是該角度可以變成可變的。
[0118](測量光源111)
[0119]例如，第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個的測量光源111是發(fā)射白光的鹵素?zé)?。測量光源111可以是諸如發(fā)射白光的白色LED (發(fā)光二極管)之類的另一種光源。從測量光源111發(fā)出的光(下文中稱為“測量光”)被透鏡113適當(dāng)收集，隨后入射在圖案產(chǎn)生部分112上。
[0120]例如，圖案產(chǎn)生部分112是DMD (數(shù)字微鏡器件)。圖案產(chǎn)生部分112可以是IXD(液晶顯示器)、LCOS (娃上液晶:反射型液晶元件)或掩模。入射在圖案產(chǎn)生部分112上的測量光被轉(zhuǎn)換成預(yù)先設(shè)置的圖案以及預(yù)先設(shè)置的強(qiáng)度(亮度)，并隨后被發(fā)射。圖案產(chǎn)生部分112發(fā)射的測量光被多個透鏡114和115轉(zhuǎn)換成相對于光接收部分120能夠觀測并測量的視野而言直徑更大的光，并隨后被施加至鏡臺140上的對象S上。
[0121](光接收部分120)
[0122]光接收部分120布置在鏡臺140的上方。被對象S反射至鏡臺140上方的測量光被光接收部分120中的多個透鏡122和123收集以形成圖像，并隨后被相機(jī)121接收。
[0123](相機(jī)121)
[0124]例如，相機(jī)121是包括成像元件121a和透鏡的CXD (電荷耦合器件)相機(jī)。例如，成像元件121a是單色的CXD (電荷耦合器件)。成像元件121a可以是諸如CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器之類的另一種成像元件。彩色成像元件的測量分辨率比單色成像元件的測量分辨率低，這是因為彩色成像元件需要使各個像素對應(yīng)于用于紅色、綠色和藍(lán)色的光接收，并且由于需要在每個像素中配置濾色器而使得敏感度降低。因此，在本實施例中，單色CCD被用作成像元件，并且利用來自下面將要提及的照明光輸出部分130的分別對應(yīng)于RGB的照明以時分方式進(jìn)行照射，從而進(jìn)行捕圖，由此獲取彩色圖像。利用這樣的配置，可以獲取測量對象的彩色圖像而不造成測量精度的降低。
[0125]毫無疑問，彩色成像元件可自然地用作成像元件121a。在這種情況下，雖然測量精度和敏感度下降，但是不再需要采用來自照明光輸出部分130的對應(yīng)于各個RGB的照明來進(jìn)行時分照射，而且可以僅僅通過利用白光進(jìn)行照射來獲取彩色圖像，從而簡單地配置了照明光學(xué)系統(tǒng)。從成像元件121a的每個像素向測量控制部分150輸出與接收光量相對應(yīng)的模擬電信號(下文中稱為“光接收信號”)。
[0126](測量控制部分150)
[0127]未示出的A/D轉(zhuǎn)換器(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)和FIFO (先進(jìn)先出)存儲器被安裝在測量控制部分150上。基于光源部分300的控制，從相機(jī)121輸出的光接收信號被測量控制部分150上的A/D轉(zhuǎn)換器以固定采樣周期采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號依次存入FIFO存儲器。存入FIFO存儲器的數(shù)字信號作為像素數(shù)據(jù)被依次傳遞給控制單元200。
[0128](控制單元200)
[0129]如圖1所示，控制單元200包括CPU (中央處理單元)210、R0M (只讀存儲器)220、工作存儲器230、存儲裝置240以及操作部分250。PC(個人計算機(jī))等被用作控制單元200。而且，操作部分250包括鍵盤和定位裝置。鼠標(biāo)、操縱桿等可用作定位裝置。
[0130]系統(tǒng)程序被存入R0M220。工作存儲器230由RAM (隨機(jī)存取存儲器)配置而成，并且被用于處理各種類型的數(shù)據(jù)。存儲裝置240由硬盤等配置而成。測量顯微鏡裝置操作程序和三維圖像測量程序被存入存儲裝置240。而且，存儲裝置240用于保存各種類型的數(shù)據(jù)，例如從測量控制部分150提供的像素數(shù)據(jù)。
[0131]而且，存儲裝置起到相對位置存儲單元的作用。相對位置存儲單元存儲平面測量工具相對于對齊圖像在平面方向上的相對位置信息以及高度測量工具相對于對齊圖像在平面方向和高度方向上的相對位置信息。
[0132]CPU210根據(jù)從測量控制部分150提供的像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。而且，CPU210通過使用工作存儲器230對產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理，并根據(jù)圖像數(shù)據(jù)在顯示部分400上顯示圖像。而且，CPU210向下面將要提及的鏡臺驅(qū)動部分145給出驅(qū)動脈沖。而且，該CPU還能實現(xiàn)高度圖像獲取單元228、測量圖像合成單元211、測量錯誤區(qū)域顯示單元212、三維圖像合成單元213、對齊單元215、放大率連動單元216、顯示位置連動單元217、模板產(chǎn)生單元218、模板調(diào)用單元219、報告創(chuàng)建單元222、對齊圖像登記單元223、模板搜索單元224、圖像連接單元225、和重新測量區(qū)域設(shè)置單元226，這些將在下文予以描述。
[0133]在此，高度圖像獲取單元228根據(jù)多個條紋圖像獲取具有高度信息的高度圖像。而且，測量圖像合成單元211針對同一對象將從利用第一測量光投射單元拍攝的第一測量圖像計算出來的高度圖像與從利用第二測量光投射單元拍攝的第二測量圖像計算出來的高度圖像進(jìn)行組合，以產(chǎn)生一個合成的高度圖像。而且，測量錯誤區(qū)域顯示單元212是用于在顯示單元上顯示測量圖像的狀態(tài)下疊加并顯示其中測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域的部件。而且，對齊單元215是移動或旋轉(zhuǎn)圖像以使得對比目標(biāo)圖像與對比基準(zhǔn)圖像在顯示部分400上具有相同姿態(tài)的部件。另一方面，放大率連動單元216是用于在對比基準(zhǔn)圖像和對比目標(biāo)圖像中的一個的顯示放大率變化時使得另一個圖像的顯示放大率跟著上述變化而類似地變化的部件。顯示位置連動單元217是用于在對比基準(zhǔn)圖像和對比目標(biāo)圖像中的一個的顯示位置變化時使得另一個圖像的顯示位置跟著上述變化而類似地變化的部件。模板產(chǎn)生單元218是將保持在工作存儲器230中的測量-圖像成像條件保存為模板的部件。模板調(diào)用單元219是用于選擇保存在模板存儲單元中的一個或多個期望模板的部件。報告創(chuàng)建單元222是用于自動創(chuàng)建顯示由測量單元214對高度圖像執(zhí)行的測量處理的測量結(jié)果的報告的部件。對齊圖像登記單元223是用于在將模板保存在模板存儲單元中時，將該模板中的預(yù)定區(qū)域(作為模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生的模板的基礎(chǔ))登記為對齊圖像的部件。模板搜索單元224是用于從模板存儲單元中保存的多個模板中搜索與預(yù)定條件一致或近似的模板的部件。圖像連接單元225是用于連接在不同位置拍攝的多個圖像以產(chǎn)生示出了更寬連接區(qū)域的連接圖像的部件。重新測量區(qū)域設(shè)置單元226是用于改變測量-圖像成像條件以針對重新拍攝未成功拍攝的用于連接的全部圖像或一部分圖像進(jìn)行設(shè)置的部件。
[0134]如上所述，CPU210使用不同單元來實現(xiàn)各種功能。毫無疑問，本發(fā)明并不限于用作多個單元的一個部件的配置，而是可以提供多個部件，或各自分離的部件，以實現(xiàn)各個單元和功能。
[0135](顯示部分400)
[0136]顯示部分400是用于顯示成像單元100拍攝的條紋圖像、高度圖像獲取單元228根據(jù)該條紋圖像產(chǎn)生的高度圖像、或成像單元100拍攝的觀測圖像的部件。例如，顯示部分400由IXD面板或有機(jī)EL (電致發(fā)光)面板配置而成。
[0137](鏡臺140)
[0138]在圖2中，要放置對象S的鏡臺140上的平面(下文中稱為“放置表面”)內(nèi)的彼此正交的兩個方向被定義為X方向和Y方向，并且分別由箭頭X和Y指示。與鏡臺140的放置表面正交的方向被定義為z方向，并且由箭頭z指示。繞著平行于z方向的軸旋轉(zhuǎn)的方向被定義為θ-方向，并且由箭頭θ指示。
[0139]鏡臺140包括XY鏡臺141、Z鏡臺142和Θ鏡臺143。XY鏡臺141具有X方向運動機(jī)構(gòu)和Y方向運動機(jī)構(gòu)。Z鏡臺142具有Z方向運動機(jī)構(gòu)。θ鏡臺143具有θ -方向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。鏡臺140由XY鏡臺141、Z鏡臺142和Θ鏡臺143配直而成。而且，鏡臺140還包括將對象S固定至放置表面的固定部件(夾子)(未示出)。鏡臺140還可包括傾斜鏡臺，其具有可繞著平行于放置表面的軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
[0140]步進(jìn)電機(jī)被分別用于鏡臺140的X方向運動機(jī)構(gòu)、Y方向運動機(jī)構(gòu)、Z方向運動機(jī)構(gòu)和Θ -方向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。鏡臺140的X方向運動機(jī)構(gòu)、Y方向運動機(jī)構(gòu)、Z方向運動機(jī)構(gòu)和Θ -方向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可由圖1的鏡臺操作部分144或鏡臺驅(qū)動部分145驅(qū)動。
[0141]通過手動地操作鏡臺操作部分144，用戶可以相對于光接收部分120在X方向、Y方向或Z方向上移動鏡臺140的放置表面，或使其在0-方向上旋轉(zhuǎn)。鏡臺驅(qū)動部分145根據(jù)控制單元200給出的驅(qū)動脈沖將電流提供給鏡臺140的步進(jìn)電機(jī)，并且由此可相對于光接收部分120在X方向、Y方向或Z方向上移動鏡臺140的放置表面，或使其在Θ-方向上旋轉(zhuǎn)。
[0142]在此,如圖2所不,光接收部分120、光投射部分110和鏡臺140的相對位置關(guān)系被設(shè)置成使得右側(cè)及左側(cè)的光投射部分110的每個的中軸與光接收部分120的中軸在鏡臺140的光線最聚焦的聚焦平坦表面上彼此相交。而且，由于當(dāng)鏡臺140在Θ-方向上旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸在Θ -方向上的中心與光接收部分120的中軸一致，所以對象S在視野內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，而不會偏離視野。而且，X、Y和Θ-方向的運動/旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及傾斜運動機(jī)構(gòu)相對于Z方向運動機(jī)構(gòu)得到支撐。即，配置是這樣的，光接收部分120的中軸和Z方向上的移動軸沒有位移，即使鏡臺140處于正沿Θ-方向旋轉(zhuǎn)或正傾斜的狀態(tài)。利用該鏡臺機(jī)構(gòu)，即使在對象S的位置或姿態(tài)已經(jīng)變化的狀態(tài)下，也可以在Z方向上移動鏡臺140并在不同焦點處拍攝多個圖像，由此對圖像進(jìn)行組合。雖然在本實施例中已經(jīng)通過將可被步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的電鏡臺作為一個示例給出了說明，但是鏡臺可以是僅僅可通過手來移動的手動鏡臺。
[0143](光源部分300)
[0144]光源部分300包括控制板310和觀測照明光源320。控制板310安裝了未示出的CPU?？刂瓢?10的CPU根據(jù)來自控制單元200的CPU210的命令來控制光投射部分110、光接收部分120和測量控制部分150。注意，該配置是一個示例，可以形成其它配置。例如，光投射部分110和光接收部分120可由測量控制部分150控制，或者光投射部分110或光接收部分120可由控制單元200控制，并且可省略控制板?？商鎿Q地，該光源部分300可配置有用于驅(qū)動成像單元100的電源電路。
[0145](觀測照明光源320)
[0146]例如，觀測照明光源320包括三種顏色的LED，其發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光。對從每個LED發(fā)出的光的亮度的控制允許從觀測照明光源320產(chǎn)生任意顏色光。從觀測照明光源320產(chǎn)生的光(下文中稱為“照明光”)經(jīng)由導(dǎo)光材料(光導(dǎo))從成像單元100的照明光輸出部分130輸出。注意，作為觀測照明光源，可以適當(dāng)?shù)夭捎弥T如半導(dǎo)體激光(LD)、鹵素?zé)艋騂ID之類的不同于LED的光源。具體地，當(dāng)可彩色成像的元件被用作成像元件時，白色光源可用于觀測照明光源。
[0147]通過以時分方式在紅光、綠光和藍(lán)光之間進(jìn)行切換來利用從照明光輸出部分130輸出的照明光照射對象S。由此可以組合分別通過這些RGB光拍攝的觀測圖像，從而獲取彩色觀測圖像并將其顯示在顯示部分400中。
[0148]在顯示如上所述的彩色觀測圖像時，當(dāng)切換照明光的顏色的切換頻率與更新顯示部分400上的顯示內(nèi)容(重寫屏幕)時的幀率匹配時，閃爍在幀率較低(例如，幾Hz的數(shù)量級)的情況下變得明顯。特別是，當(dāng)顏色明顯地在RGB原色之間切換時，可能惹惱用戶。通過使切換RGB照明光的切換頻率變成用戶用眼睛不會察覺的程度的高速(例如，幾百Hz)，則可以避免與之類似的問題。利用照明光輸出部分130等來切換照明光的顏色。而且，在高速切換照明光的RGB的同時成像單元100實際地拍攝對象S的定時，是用于更新顯示部分400的顯示內(nèi)容的定時。即，用于拍攝觀測圖像的定時和用于切換照明光的定時無需彼此完全匹配，而是可以彼此關(guān)聯(lián)至使得成像元件可拍攝RGB觀測圖像的程度，換言之，以使得用于RGB照明光的切換周期是成像周期的倍數(shù)。利用該方法，可以加速用于切換照明光的定時，從而減少對用戶的煩擾而不用提高成像元件121a可處理的幀率。
[0149]在圖1的示例中，觀測照明光源320布置在光源部分300中，作為成像單元100的外部附件。這有助于提高從觀測照明光源320提供的觀測光的質(zhì)量。例如，由于組成觀測照明光源320的RGB的各LED的光分布特性是不同的，所以當(dāng)RGB觀測圖像分別被單色成像元件121a拍攝時，若不采取措施則在視野中會出現(xiàn)顏色不均勻。因此，分別制備并組合根據(jù)各個LED的光分布特性的專用光學(xué)系統(tǒng)，以吸收光分布特性的差異并產(chǎn)生沒有顏色不均勻的均勻的白色照明，該白光照射隨后可被指導(dǎo)至成像單元100。而且，可以避免其中觀測照明光源320產(chǎn)生的熱量影響了成像單元100的光學(xué)系統(tǒng)的狀況。還可以通過使用具有小發(fā)熱值的觀測照明光源，或通過在成像單元側(cè)提供適當(dāng)?shù)臒彷椛錂C(jī)構(gòu)，或者通過一些其它方法，來在成像單元中提供觀測照明光源。在這種情況下，可以得到不再需要用于光學(xué)地將光源部分連接至成像單元的光導(dǎo)材料的優(yōu)勢，從而簡化了配置。
[0150]雖然在圖1的示例中測量光投射單元與測量光源相集成，但是測量光投射單元的光源并不限于布置在成像單元中的配置，而可以是外部附件。例如，測量光投射單元的光源以及觀測照明光源可一起布置在光源部分中。
[0151]圖2的照明光輸出部分130具有環(huán)形形狀，并且在鏡臺140上方布置為圍繞光接收部分120。利用來自照明光輸出部分130的環(huán)形形狀的照明光照射對象S，以使得不會產(chǎn)生陰影。
[0152](測量顯微鏡裝置操作程序的⑶I的示例)
[0153]在測量顯微鏡裝置中，用于操作測量顯微鏡裝置500的操作程序已經(jīng)被安裝在作為控制單元200的PC中。用于運行測量顯微鏡裝置操作程序的⑶I (圖形用戶界面)被顯示在顯示部分400上。圖3示出了這種⑶I屏幕的一個示例。在該示例中，在顯示部分400中，用來自第一測量光投射部分IlOA的第一測量光照射對象S的第一測量圖像SI以及用來自第二測量光投射部分IlOB的第二測量光照射對象S的第二測量圖像S2被顯示成并排布置。這些第一測量圖像SI和第二測量圖像S2是作為高度圖像獲取單元228計算并產(chǎn)生高度圖像的基礎(chǔ)的圖像，并且這時還沒有高度信息。在該示例中，第一顯示區(qū)域416和第二顯示區(qū)域417被分別布置在顯示部分400的左側(cè)布置的圖像顯示區(qū)域410的右側(cè)和左側(cè)。利用這種雙屏幕顯示，通過各個測量光獲得的測量圖像的狀態(tài)(具體地，陰影區(qū)域等)可通過相互比較來進(jìn)行檢查。注意，劃分圖像顯示區(qū)域的示例并不限于如上所述的顯示在右邊和左邊的圖像的配置，而是可以適當(dāng)?shù)夭捎萌我馀渲?，例如垂直對齊圖像的配置或者作為不同屏幕的圖像的配置。
[0154](測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442)
[0155]在顯示部分400的操作區(qū)域420中，兩個亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446被配置為測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442。亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446通過分別可在水平方向上移動的滑塊來調(diào)節(jié)各個測量光投射單元的亮度。在此，亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446使得第一測量光投射部分IIOA和第二測量光投射部分IlOB分別可被單獨調(diào)節(jié)。在利用來自第一測量光投射部分IlOA的測量光拍攝圖像時，亮度調(diào)節(jié)滑塊444的位置對應(yīng)于從第一測量光投射部分IlOA發(fā)出的測量光的亮度或相機(jī)曝光時間。而且，在利用來自第二測量光投射部分IlOB的測量光拍攝圖像時，亮度調(diào)節(jié)滑塊446的位置對應(yīng)于從第二測量光投射部分IlOB發(fā)出的測量光的亮度或相機(jī)曝光時間。通過借助于圖1的控制單元200的操作部分250對GUI中布置的操作區(qū)域420進(jìn)行操作以在水平方向上移動亮度調(diào)節(jié)滑塊444，用戶可改變從第一測量光投射部分IlOA發(fā)出的測量光的亮度或與第一測量光投射部分IlOA相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間。類似地，通過對操作部分250進(jìn)行操作以在水平方向上移動亮度調(diào)節(jié)滑塊446，用戶可改變從第二測量光投射部分IlOB發(fā)出的測量光的亮度或與第二測量光投射部分IlOB相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間。
[0156]如上所述，在圖像顯示區(qū)域410中，對象S在被分別來自第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB的測量光照射的情況下的圖像可被顯示為并排布置。因此，通過在查看顯示在圖像顯示區(qū)域410上的對象S的各圖像的同時分別移動亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446的位置，用戶可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個發(fā)出的測量光的亮度或與每個光投射部分相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間。
[0157]而且，在從第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個發(fā)出的測量光的適當(dāng)亮度與從照明光輸出部分130發(fā)出的照明光的適當(dāng)亮度之間，或者與各照明相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間之間，可能存在關(guān)聯(lián)。在這種情況下，可以根據(jù)從照明光輸出部分130發(fā)出的照明光的亮度或與照明光相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間，自動調(diào)節(jié)從第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個發(fā)出的測量光的亮度或與每個光投射部分相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間。
[0158]可替換地，調(diào)節(jié)指導(dǎo)可被顯示在顯示部分400上，該指導(dǎo)用于根據(jù)從照明光輸出部分130發(fā)出的照明光的亮度或與照明相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間，使得從第一測量光投射部分IIOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個發(fā)出的測量光的亮度或與每個光投射部分相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間變得適當(dāng)。在這種情況下，通過根據(jù)調(diào)節(jié)指導(dǎo)分別移動亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446的位置，用戶可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB中的每一個發(fā)出的測量光的亮度或與每個光投射部分相對應(yīng)的相機(jī)曝光時間。
[0159]當(dāng)光照射方向改變時，光反射方向也改變，因此，即使照射同一范圍，由此得到的圖像的亮度仍隨著光照射方向而改變。即，適合于測量的測量光的亮度或用于成像元件的曝光時間隨著照射方向而變化。在本實施例中，已經(jīng)利用來自多個光投射部分(第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分110B)的光的照射而拍攝的圖像中的每一個的亮度變得可單獨調(diào)節(jié)。因此，可以針對每個照射方向設(shè)置測量光的適當(dāng)亮度或曝光時間。而且，由于其亮度處于調(diào)節(jié)狀態(tài)的圖像在在圖像顯示區(qū)域410中被更新的同時被顯示，所以可以在檢查調(diào)節(jié)后的圖像的同時調(diào)節(jié)亮度。這時，還可以通過在顯示在圖像顯示區(qū)域410上的圖像中可區(qū)分地顯示過度曝光而太亮的部分和曝光不足而太黑的部分，從而更清楚地顯示亮度是否已經(jīng)調(diào)節(jié)為適合于用戶。
[0160](測量圖像合成單元211)[0161]返回圖1，控制單元200的測量圖像合成單元211針對同一對象S將成像單元100通過使用第一測量光投射部分IlOA獲取的第一測量圖像以及成像單元100通過使用第二測量光投射部分IlOB獲取的第二測量圖像進(jìn)行組合，以產(chǎn)生一個合成高度圖像。作為用于產(chǎn)生合成高度圖像的方法，例如，可利用第一測量圖像和第二測量圖像所對應(yīng)的各像素中具有更高像素值的像素來配置圖像(最大測量圖像)。可替換地，可利用第一測量圖像和第二測量圖像所對應(yīng)的各像素的像素值的平均值來配置圖像(平均測量圖像)?？商鎿Q地，可利用第一測量圖像和第二測量圖像所對應(yīng)的各像素中具有更低像素值的像素來配置圖像(最小測量圖像)。
[0162](測量錯誤區(qū)域顯示單元212)
[0163]在測量圖像成合單元211產(chǎn)生的合成高度圖像被顯示在顯示部分400上的狀態(tài)下(參見下面將要描述的圖8等)，測量錯誤區(qū)域顯示單元212疊加并顯示其中通過第一測量光投射部分IIOA或第二測量光投射部分IlOB任一個獲取的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域。
[0164](測量錯誤區(qū)域)
[0165]在此，測量錯誤區(qū)域包括其中不能執(zhí)行高度測量本身的不可測區(qū)域、其中能執(zhí)行測量但是獲取的數(shù)據(jù)飽并且由此精度差的飽和區(qū)域、以及不能被測量但是可通過周圍的信息進(jìn)行插值的插值區(qū)域。與之相反，其中高度信息可測的區(qū)域被稱為正常區(qū)域。
[0166](不可測區(qū)域)
[0167]不可測區(qū)域指的是其中任一測量光投射單元的測量光被遮擋并且其中成像單元100不能獲取數(shù)據(jù)(S卩，反射光的照度)的區(qū)域。通過按照這樣的方式將該區(qū)域與正常區(qū)域進(jìn)行區(qū)分，不能被任一測量光投射單元測量的區(qū)域可被理解為不同于能被任一測量光投射單元測量的區(qū)域，從而有利于用戶針對測量-圖像成像條件而執(zhí)行設(shè)置操作。
[0168](飽和區(qū)域)
[0169]而且，飽和區(qū)域指的是其中任一測量光投射單元使得成像單元100檢測到的測量光的反射光的照度飽和的區(qū)域。注意，即使反射光的照度水平是飽和的，在可區(qū)分反射光的開啟/關(guān)閉時仍可獲得一定程度的測量結(jié)果。然而，與照度不飽和的點相比，其數(shù)據(jù)可靠性較差。這可能導(dǎo)致測量時精度的下降，因此將該區(qū)域與正常區(qū)域區(qū)分開。
[0170](插值區(qū)域)
[0171]而且，插值區(qū)域指的是其中高度信息不可測但是可利用像素周圍的其它像素的照度信息進(jìn)行插值的區(qū)域。此外，預(yù)先定義使用在多大范圍內(nèi)的周圍像素。而且，例如，可允許用戶任意地指定將被使用的周圍像素的數(shù)量。
[0172]雖然就高度信息的可靠性而言插值區(qū)域和飽和區(qū)域兩者都比正常區(qū)域差，但是可以在其中獲取一些高度信息，因此可根據(jù)使用目的而使用這些區(qū)域。而且，例如，不僅在執(zhí)行測量時，而且在顯示測量圖像時，這些區(qū)域均可被適當(dāng)使用，這是因為顯示一些類型的圖像而不是顯示部分丟失的圖像將有助于掌握圖像。
[0173]而且，不可測區(qū)域并不限于這些區(qū)域，而可以是包括多次反射、光的透射等的區(qū)域。應(yīng)該注意的是，在本說明書中，“區(qū)域”并非必須限于線性形狀或具有一定面積的平面形狀，而是可以以包括一個點或點的集合的含義來使用。
[0174]而且，測量錯誤區(qū)域顯示單元212能夠在每個不同情況下突出不可測區(qū)域、飽和區(qū)域或插值區(qū)域，并將其疊加并顯示在顯示部分400上。因此，不能進(jìn)行測量的區(qū)域、其中能進(jìn)行測量但是出現(xiàn)飽并且因此精度較差的區(qū)域、或者插值區(qū)域可從視覺上被理解為與正常區(qū)域相區(qū)分，由此有利于用戶針對測量-圖像成像條件來執(zhí)行設(shè)置操作。即使通過一個測量光投射單元識別出陰影或飽和測量錯誤點，至今為止仍不能區(qū)分出是其中由于可以利用另一測量光透射單元來進(jìn)行適當(dāng)測量因而不存在形成合成高度圖像并原樣保留測量錯誤點的問題的情況，還是其中其不能利用另一測量光投射單元測量并且即使利用合成高度圖像也不能適當(dāng)測量的情況。與之相反，根據(jù)本實施例，在使用多個測量光投射單元時，在減少變?yōu)椴豢蓽y區(qū)域的同時，可以具體地在一個屏幕上的合成高度圖像上識別出，哪個部分已經(jīng)變得可測量，哪個部分保持不可測，從而有利于調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件來減少不可測區(qū)域，以及顯著地改善用戶的使用性。在其中測量圖像合成單元211產(chǎn)生的合成高度圖像被顯示在顯示部分400上的狀態(tài)下，測量錯誤區(qū)域顯示單元212可以以不同于不可測區(qū)域的形式來疊加并顯示作為飽和區(qū)域的如下區(qū)域:在該區(qū)域中利用第一測量光投射部分IlOA或第二測量光投射部分IlOB測得的數(shù)據(jù)飽和。
[0175]如上所述，與可利用多個測量光投射單元測量的區(qū)域相關(guān)的信息和與不可測區(qū)域相關(guān)的信息由此可聚集在一個屏幕上并以有利于視覺上把握的方式進(jìn)行顯示，以便有利于測量-圖像成像條件的設(shè)置和調(diào)節(jié)。
[0176]雖然已經(jīng)描述了其中測量錯誤區(qū)域顯示單元212將測量錯誤區(qū)域疊加并顯示在合成高度圖像SG上的示例，但是本發(fā)明并不限于此，并且測量錯誤區(qū)域可被疊加并顯示在第一測量圖像和第二測量圖像中的每個上。例如，在下面將要提及的圖9的示例中，不可測區(qū)域和飽和區(qū)域被疊加并顯示在僅利用第二測量光投射部分IlOB獲取的第一測量圖像SI上。如上所述，除了簡單地顯示利用單個測量光投射單元產(chǎn)生的不可測區(qū)域和飽和區(qū)域，利用另一測量光投射單元獲取的測量結(jié)果也被添加，并且和上述合成高度圖像的情況一樣，僅僅突出顯示利用任一測量光投射單元得到的不可測的或飽和的區(qū)域，由此有利于適當(dāng)調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件的設(shè)置。
[0177]而且，雖然已經(jīng)描述了其中不可測區(qū)域或飽和區(qū)域被測量錯誤區(qū)域顯示單元212疊加并顯示在測量圖像上的示例，但是本發(fā)明并不限于此，不可測區(qū)域或飽和區(qū)域可類似地疊加并顯示在觀測圖像上。
[0178]而且，雖然在上述示例中，由于任一測量光投射單元而變成不可測點、飽和點、或插值點的區(qū)域被顯示為不可測區(qū)域或飽和區(qū)域，但是這也可以在區(qū)分哪個測量光投射單元已經(jīng)使得該區(qū)域變成不可測點或飽和點的同時進(jìn)行顯示。例如，第一測量光投射部分IlOA使之不可測的第一不可測區(qū)域被顯示成淡紅色，第二測量光投射部分IlOB使之不可測的第二不可測區(qū)域被顯示成深紅色。類似地，測量圖像被測量錯誤區(qū)域顯示單元212著色，以使得通過第一測量光投射部分IlOA而飽和的第一飽和區(qū)域被顯示成淡黃色，通過第二測量光投射部分IlOB而飽和的第二飽和區(qū)域被顯示成深黃色。而且，除了對第一測量圖像和第二測量圖像執(zhí)行對測量光投射單元進(jìn)行區(qū)分的突出處理外，還可對合成高度圖像SG執(zhí)行這樣的處理。按照這樣的方式，可視覺地區(qū)分不可測區(qū)域和飽和區(qū)域，并且在如何放置對象S或如何施加測量光等的調(diào)節(jié)時參考它們。
[0179]例如，在調(diào)節(jié)通過第一測量光投射部分IlOA得到的第一測量圖像的亮度時，通過分別以深紅色和深黃色顯示由于第一測量光投射部分IlOA而被遮擋和飽和的第一不可測區(qū)域和第一飽和區(qū)域，同時分別以淡紅色和淡黃色顯示由于第二測量光投射部分IlOB而產(chǎn)生的第二不可測區(qū)域和第二飽和區(qū)域，添加了可利用其它測量光投射單元(在此為第二測量光投射部分110B)測量的區(qū)域(換言之，補償了第一測量圖像的缺陷的區(qū)域)，并且提供了有利于調(diào)節(jié)的環(huán)境以最優(yōu)化測量-圖像成像條件，從而減少不可測或飽和區(qū)域。
[0180]毫無疑問，前述實施例中被測量錯誤區(qū)域顯示單元212著色的每個顏色是一個示例，可適當(dāng)使用其它顏色。而且，測量錯誤區(qū)域顯示單元212并不限于突出測量錯誤區(qū)域的情形，而還可以是能夠使得這樣的區(qū)域不可見的情形。雖然測量圖像合成單元211、測量錯誤區(qū)域顯示單元212和下面將要提及的三維圖像合成單元213在圖1的示例中是控制單元200中的CPU的單元，但是本發(fā)明并不限于該配置，這些單元可由專用部件配置。
[0181 ](測量顯微鏡裝置操作程序)
[0182]如上所述，在圖1的示例中，用于操作測量顯微鏡裝置500的操作程序已經(jīng)被安裝在PC中作為控制單元200。在其中該測量顯微鏡裝置操作程序被執(zhí)行并且其GUI屏幕被顯示在顯示部分400上的狀態(tài)下，用戶操作作為操作部分的鼠標(biāo)或鍵盤以設(shè)置各種條件，并由此獲取具有高度信息的高度圖像。圖3和圖4至圖9的每一個都示出了測量顯微鏡裝置操作程序的用戶界面(GUI)屏幕。在這些附圖中，圖4是示出了其中已經(jīng)在測量顯微鏡裝置操作程序的GUI中選擇簡單模式的狀態(tài)的圖像示圖；圖5是示出了其中已在圖4的狀態(tài)中按下“測量圖像”按鈕428的狀態(tài)的圖像示圖；圖6是示出了其中已在圖4的狀態(tài)中選擇了應(yīng)用模式的圖像示圖；圖7是示出了其中已在圖6的狀態(tài)中按下“測量圖像”按鈕428的狀態(tài)的圖像示圖；圖8是示出了其中在圖7的狀態(tài)下劃分并顯示圖像顯示區(qū)域410的狀態(tài)的圖像示圖；圖9是示出了其中已在圖7的狀態(tài)中選擇了“僅左側(cè)”的測量方向的狀態(tài)的圖像示圖。而且，在每個⑶I屏幕上，配置了用于顯示測量圖像、高度圖像和觀測圖像的圖像顯示區(qū)域410，并且在圖像顯示區(qū)域410的右側(cè)，操作區(qū)域420被配置成集中地包括用于執(zhí)行多種操作等的按鈕。
[0183](圖像顯示區(qū)域410)
[0184]在圖像顯示區(qū)域410上，可顯示觀測圖像、測量圖像和高度圖像。具體地說，除了顯示所獲取及拍攝的高分辨率的高度圖像和觀測圖像外，還可在當(dāng)前設(shè)置的觀測-圖像成像條件下拍攝作為拍攝對象的對象S的情況下簡單地拍攝要獲取的觀測圖像的預(yù)覽圖像，或者，可在當(dāng)前設(shè)置的測量-圖像成像條件下拍攝對象S的情況下計算要獲取的高度圖像的預(yù)覽圖像，并在顯示部分400上顯示預(yù)覽圖像。而且，在改變觀測-圖像成像條件或測量-圖像成像條件時，根據(jù)該改變而實時更新預(yù)覽圖像，因此用戶可在比較和參考設(shè)置前后顯示在圖像顯示區(qū)域410上的高度圖像和觀測圖像的改變的同時，執(zhí)行對觀測-圖像成像條件或測量-圖像成像條件的設(shè)置操作。即，由于能夠立刻反映并檢查當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)和在對象S的位置處進(jìn)行拍攝時要獲得的圖片圖像，所以可以有利于與用戶期望的圖片圖像一致地來可視地設(shè)置觀測-圖像成像條件或測量-圖像成像條件。
[0185]在此，本說明書中的觀測圖像指的是簡單拍攝的預(yù)覽圖像以及正常條件下拍攝的圖像。另一方面，對于高度圖像，通過采用按照預(yù)定的結(jié)構(gòu)化測量光圖案投射的條紋測量光的條紋投射方法拍攝多個條紋圖像，并且高度圖像獲取單元228對這些圖像進(jìn)行分析，以產(chǎn)生具有高度信息的高度圖像。在此，為了獲取高清晰度的高度圖像，必須在利用測量光盡可能地在對象表面的所有點上對對象進(jìn)行照射的狀態(tài)下獲取條紋圖像。換言之，期望使圖像達(dá)到其中在投射測量光時使得陰影的產(chǎn)生最小化的狀態(tài)。為此，為了估計產(chǎn)生陰影的區(qū)域，圖案產(chǎn)生部分112執(zhí)行全投射(在所有像素都處于打開狀態(tài)的情況下用光投射對象)，以獲取測量圖像，并且獲取的圖像被顯示在顯示部分上。該測量圖像是預(yù)覽圖像，其僅僅用于檢查陰影是如何產(chǎn)生的等以便適當(dāng)?shù)嘏臄z條紋圖像并進(jìn)一步適當(dāng)?shù)孬@取高度圖像。而且，測量圖像本身并不具有高度信息，這是因為其處于正常成像之前的狀態(tài)。然而，其作為預(yù)覽圖像可有效用于適當(dāng)?shù)孬@取高度圖像。具體地，由于在單個條紋圖像中由于其條紋圖案等原因而很難查看陰影，所以在拍攝產(chǎn)生高度圖像所需的條紋圖像時，顯示測量圖像并根據(jù)圖像看起來如何來檢查成像條件是很有效的。由于用于拍攝條紋圖像的成像條件在產(chǎn)生高度圖像時被測量圖像代替，所以此處它被稱為測量-圖像成像條件。
[0186](劃分顯示功能)
[0187]而且，顯示部分400配置有劃分顯示功能，而且圖像顯示區(qū)域410除了顯示一個圖像的方式外，還可被劃分成兩個或更多屏幕。例如，在圖8的示例中，具有稍寬區(qū)域的第一劃分顯示區(qū)域411被布置在圖像顯示區(qū)域410的左側(cè)，具有稍窄區(qū)域的圖像顯示區(qū)域410的右側(cè)被垂直地分成兩個部分，即第二劃分顯示區(qū)域412和第三劃分顯示區(qū)域413。第一劃分顯示區(qū)域411至第三劃分顯示區(qū)域413中的每一個的高寬比優(yōu)選地相同。而且，這時，第一劃分顯示區(qū)域411的頂部和底部布置有遮幅框(mask)以便將其高寬比調(diào)節(jié)成與第二劃分顯示區(qū)域412和第三劃分顯示區(qū)域413的高寬比相同。
[0188]為了劃分并顯示圖像顯示區(qū)域410，例如，如圖7所示，通過圖像模式切換單元選擇“3D掃描”標(biāo)簽421，通過測量圖像獲取模式選擇單元選擇“專家”按鈕425，并且在其中在“測量方向”選擇欄470中選擇“兩側(cè)”的狀態(tài)下選擇“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中的“手動”按鈕。因此，屏幕被分成三個屏幕并被顯示成如圖8所示。而且，當(dāng)在“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中選擇“自動”按鈕時，劃分顯示被取消，而且圖像顯示區(qū)域410變回圖7所示的一屏顯示。而且，每個劃分區(qū)域可添加顯示出所顯示的圖像的類型的類型顯示欄415。在圖8的示例中，諸如“左右合成”、“左偵彳光投射”或“右側(cè)光投射”之類的類型以字符形式顯示為每個劃分顯示區(qū)域的左上角的類型顯示欄415，從而有利于識別每個圖像。而且，指示測量光的方向的圖標(biāo)可在類型顯示欄415上顯示在字符串上方或代替字符串。在圖8的示例中，在字符串的左側(cè)，顯示圖標(biāo)以圖示測量光投射單元和從其投射的測量光的延伸，因此有利于用戶對每個劃分顯示區(qū)域的顯示內(nèi)容的視覺上的感知。
[0189]注意，將圖像顯示區(qū)域劃分成三個部分的形式并不限于上述示例，適當(dāng)時可采用各種形式，例如將圖像顯示區(qū)域等分成三個部分以分別顯示合成高度圖像、第一測量圖像和第二測量圖像，或者在各單獨窗口中顯示各個測量圖像。
[0190]在圖8的示例中，對象S的合成高度圖像SG被顯示在第一劃分顯示區(qū)域411上，同一對象S的第一測量圖像SI和第二測量圖像S2被分別顯示在第二劃分顯示區(qū)域412和第三劃分顯示區(qū)域413上。為了顯示每個圖像同時對其進(jìn)行實時更新，交替地利用來自第一測量光投射部分IIOA和第二測量光投射部分IlOB的測量光來照射對象S，從而切換測量光。利用來自第二測量光投射部分IlOB的測量光進(jìn)行照射的情況下的對象S的圖像被顯示在第三劃分顯示區(qū)域413上。利用來自第一測量光投射部分IlOA的測量光進(jìn)行照射的情況下的對象S的圖像被顯示在第二劃分顯示區(qū)域412上。這允許用戶區(qū)分并識別在利用分別來自第一測量光投射部分IIOA和第二測量光投射部分IlOB的測量光進(jìn)行照射的情況下的對象S的圖像。例如，測量光的切換頻率處于幾Hz至幾十Hz的數(shù)量級。
[0191](操作區(qū)域420)
[0192]操作區(qū)域420配置有按鈕、滑動條、輸入欄等，用于執(zhí)行各種設(shè)置和操作。而且，選擇并改變各種模式可改變根據(jù)其而顯示的按鈕。注意，下面所示的按鈕的布置僅僅是示例性的，按鈕可以以任意方式進(jìn)行布置。
[0193](圖像模式切換單元)
[0194]在測量顯微鏡裝置操作程序中，圖像模式切換單元能夠在用于獲取對象S的觀測圖像的觀測圖像獲取模式與用于獲取對象S的測量圖像的測量圖像獲取模式之間切換。在該示例中，集中包含與觀測圖像獲取模式有關(guān)的按鈕的“顯微鏡”標(biāo)簽422以及集中包含與測量圖像獲取模式有關(guān)的按鈕的“3D掃描”標(biāo)簽421被配置為圖像模式切換單元，并且通過選擇期望的標(biāo)簽，圖像模式可被切換成觀測圖像獲取模式或測量圖像獲取模式。
[0195](測量圖像獲取模式選擇單元)
[0196]在該測量顯微鏡裝置操作程序中，測量-圖像成像條件的設(shè)置可以在用于允許甚至是初學(xué)用戶容易地設(shè)置測量-圖像成像條件的簡單模式以及用于允許用戶設(shè)置更詳細(xì)的測量-圖像成像條件的應(yīng)用模式之間切換。因此，用于選擇簡單模式或應(yīng)用模式的測量圖像獲取模式選擇單元被布置在操作區(qū)域420中的每個圖像模式的標(biāo)簽的上部部分。在圖4的示例中，作為測量圖像獲取模式選擇單元，配置了用于選擇簡單模式的“ lShot-3D”按鈕424以及用于選擇應(yīng)用模式的“專家”按鈕425。
[0197](圖像切換單元)
[0198]而且，能夠使所顯示的圖像在觀測圖像和測量圖像之間切換的圖像切換單元被布置在測量圖像獲取模式選擇單元的下部部分。在該示例中，當(dāng)“觀測圖像”按鈕427被按下作為圖像切換單元時，已經(jīng)利用觀測照明光源拍攝的觀測圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上，或者當(dāng)“測量圖像”按鈕428作為圖像切換單元被按下時，已經(jīng)利用測量光投射單元拍攝的測量圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。在此，用于改變測量光的亮度的參數(shù)是相機(jī)曝光時間。
[0199](用于獲取高度圖像的過程)
[0200]下文中，將基于圖10的流程圖來描述通過利用用于測量顯微鏡裝置的操作程序參照測量圖像來獲取高度圖像的過程。首先，在步驟SI，對象S被置于鏡臺140上，以顯示初始圖像。在該階段中，例如，觀測圖像被用作初始圖像，這是因為還沒有獲取高度圖像。在此，拍攝觀測圖像時照明光的亮度被自動調(diào)節(jié)。在圖4所示的示例中，觀測圖像SO被實時地顯示在圖像顯示區(qū)域410上。而且，通過從所有點投射從測量光投射單元投射的測量光的結(jié)構(gòu)化照明的圖案而獲取的被結(jié)構(gòu)化照明的全投射圖像可被用作初始圖像。該情況下的測量光的亮度也被自動調(diào)節(jié)。
[0201]在接下來的步驟S2，從測量圖像獲取模式選擇單元中選擇測量圖像獲取模式。在此，測量圖像獲取模式選擇單元選擇簡單模式或應(yīng)用模式。在圖4的示例中，在按下“l(fā)Shot-3D”按鈕424時選擇簡單模式，在按下“專家”按鈕425時選擇應(yīng)用模式。
[0202](簡單模式)
[0203](測量光亮度調(diào)節(jié)單元)
[0204]當(dāng)在步驟S2選擇了簡單模式時，處理進(jìn)入步驟S3，顯示圖4所示的觀測圖像。在此，當(dāng)按下圖4的屏幕的右側(cè)的操作區(qū)域420下方布置的“測量”按鈕430時，處理進(jìn)入步驟4，其中在自動調(diào)節(jié)測量光亮度(相機(jī)曝光時間或光量)之后，測量被啟動以拍攝多個條紋圖像，隨后高度圖像獲取單元228通過根據(jù)條紋圖像進(jìn)行計算來產(chǎn)生高度圖像。
[0205](高度圖像獲取單元228)
[0206]高度圖像獲取單元228從多個條紋圖像產(chǎn)生具有高度信息的高度圖像。在此，CPU210利用預(yù)定測量算法處理多個條紋圖像，以產(chǎn)生高度圖像。
[0207]而且，當(dāng)在圖4的狀態(tài)下按下“測量圖像”按鈕428時，測量光投射單元向其投射光的圖像被顯示在圖5所示的圖像顯示區(qū)域410上。在這個狀態(tài)下，測量圖像的亮度被自動調(diào)節(jié)，但是測量光的亮度(相機(jī)曝光時間或光量)還可由用戶利用測量光亮度調(diào)節(jié)單元進(jìn)行手動調(diào)節(jié)(步驟S4)。
[0208](三維圖像合成單元213)
[0209]當(dāng)布置在操作區(qū)域420下方的“測量”按鈕430在如上所述地調(diào)節(jié)亮度的狀態(tài)下被按下時，獲取正常高度圖像(步驟S5)。而且，通過組合觀測圖像SO和高度圖像而形成的合成圖像ST被三維圖像合成單元213產(chǎn)生，并被顯示在顯示部分400上。三維圖像合成單元213將利用觀測照明光源拍攝的觀測圖像以及根據(jù)利用測量光投射單元拍攝的測量圖像產(chǎn)生的高度圖像進(jìn)行組合，以產(chǎn)生三維合成圖像ST。即，利用高度圖像的高度信息，可以產(chǎn)生通過向利用觀測圖像獲取的紋理信息提供不平坦性而形成的立體圖像。在圖11所示的示例中，通過使用高度圖像的高度信息來組合作為紋理圖像的觀測圖像而形成的合成圖像ST被立體地顯示在圖像顯示區(qū)域410上。合成圖像ST具有三維形式，并且其位置、姿態(tài)和角度可任意改變。例如，合成圖像ST可通過被鼠標(biāo)等拖曳而在圖像顯示區(qū)域410上移動和旋轉(zhuǎn)。
[0210](紋理比調(diào)節(jié)單元452)
[0211]合成圖像ST中高度圖像與觀測圖像之比可由紋理比調(diào)節(jié)單元452調(diào)節(jié)。紋理比調(diào)節(jié)單元452被配置為滑塊的形式，例如，可通過將滑塊移向右邊或者左邊，連續(xù)地改變高度圖像(距離圖像)與觀測圖像(紋理圖像)之比。而且，可通過任意方法來指定比值，例如利用數(shù)值輸入比值的方法，或者通過下拉框或組合鍵選擇指定數(shù)值(例如，0%，25%，50%, 75%，100%，或者O:1，0.5:1，1:1，2:1，3:1，4:1等)的方法。在圖11的示例中，合成圖像ST的高度圖像(高度)與觀測圖像(紋理)之比通過觀測圖像(紋理)的百分比示出，在此，觀測圖像(紋理)的比值被紋理比調(diào)節(jié)單元452設(shè)置為100%。當(dāng)觀測圖像(紋理)的比值被紋理比調(diào)節(jié)單元452設(shè)置為0%時，即，高度圖像的比值被紋理比調(diào)節(jié)單元452設(shè)置為100%時，顯示切換至如圖12所示。合成圖像ST在圖像顯示區(qū)域410中的顯示響應(yīng)于紋理比調(diào)節(jié)單元452的調(diào)節(jié)而被實時更新。用戶可以在參照圖像顯示區(qū)域410上顯示的合成圖像ST的同時，利用紋理比調(diào)節(jié)單元452將高度圖像與觀測圖像之比調(diào)節(jié)成期望值。注意，在該示例中，雖然產(chǎn)生合成圖像ST之后紋理比調(diào)節(jié)單元452的初始值被設(shè)置為100%的觀測圖像(紋理)，但是缺省值可被設(shè)置成任意值，例如，50%。
[0212]而且，高度圖像還可以進(jìn)行顏色編碼并顯示。例如，在等高線形式中，小高度的區(qū)域被著色成藍(lán)色，大高度的區(qū)域被著色成紅色，高度在其間的區(qū)域被著色成連續(xù)改變(類似藍(lán)色一綠色一黃色一橙色一紅色)，這有助于高度的視覺識別。著色的顏色、用于使顏色不同的高度的分離器等可任意設(shè)置。可替換地，對象的高度可被表示為多個顏色的漸變，或者還可表示為單個顏色的明暗。在該示例中，針對每個高度進(jìn)行顏色編碼的比例尺被顯示在圖像顯示區(qū)域410的左上部，從而有利于用戶視覺地把握顏色和高度之間的關(guān)系。
[0213]而且，用于對合成圖像ST執(zhí)行多種處理的按鈕等被配置在操作區(qū)域420中。例如，當(dāng)高度放大率滑動條453被調(diào)節(jié)時，可調(diào)節(jié)合成圖像ST的高度方向的放大率。這可有助于強(qiáng)調(diào)并顯示細(xì)微的不平坦，或者相反地對細(xì)微的不平坦進(jìn)行平滑化來掌握總體形狀。而且，可從操作區(qū)域420執(zhí)行多種操作，例如在合成圖像ST上疊加并顯示測量錯誤點，在任意位置布置光源以及改變陰影來增強(qiáng)三維，或者以網(wǎng)格形式顯示比例尺以執(zhí)行簡單的尺寸測量。
[0214]并且，即使在產(chǎn)生合成圖像ST之后，顯示部分400的顯示也可切換成高度圖像或觀測圖像。在圖11和圖12的示例中，操作區(qū)域420的上部部分中的圖像顯示切換單元454可利用對按鈕的單次觸摸來切換圖像顯示區(qū)域410的顯示。在圖11和圖12的示例中，圖像顯示切換單元454中的“3D”按鈕455已經(jīng)被選擇，并且當(dāng)“紋理”按鈕456在這個狀態(tài)下被按下時，屏幕切換至如圖13所示的屏幕，觀測圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。類似地，當(dāng)“高度”按鈕457在圖像顯示切換單元454中被按下時，圖像顯示區(qū)域410的顯示被切換至高度圖像。用戶可根據(jù)需要對合成圖像ST執(zhí)行各種操作。而且，為了切換至用于合成圖像ST或高度圖像的分析程序，按下操作區(qū)域420的上部部分上布置的“至分析應(yīng)用”按鈕450。因此，圖26所示的下面將要提及的三維圖像測量程序等被激活。
[0215]如上所述，根據(jù)簡單模式，通過按下“測量”按鈕，幾乎可以自動地拍攝三維合成圖像，而無需具體地知道與三維測量有關(guān)的設(shè)置項。
[0216](應(yīng)用模式)
[0217]另一方面，當(dāng)在步驟S2中選擇了應(yīng)用模式時，處理進(jìn)入步驟S6，其中測量光被手動調(diào)節(jié)。在此，如圖6所示，觀測圖像如圖4那樣在圖像顯示區(qū)域410被顯示為初始圖像。在該屏幕上，可以選擇紋理圖像作為將附加至后續(xù)獲取的高度圖像上的合成圖像ST。而且，當(dāng)“圖像改進(jìn)”按鈕481被按下時，圖像改進(jìn)面板480被顯示在操作區(qū)域420，如圖14所示。從圖像改進(jìn)面板480可以調(diào)節(jié)觀測圖像的邊緣強(qiáng)調(diào)、偏移、伽瑪校正、白平衡等。
[0218](紋理圖像)
[0219]紋理圖像選擇單元460選擇紋理圖像。在圖6的示例中，除了正常觀測圖像，可通過單選按鈕來選擇HDR圖像或景深合成(focus stacking)圖像。在此,通過隨著相機(jī)曝光時間的改變而拍攝多個觀測圖像，并隨后對這些圖像執(zhí)行高動態(tài)范圍(HDR)合成，從而產(chǎn)生HDR (高動態(tài)范圍)圖像。焦點合成圖像是，通過在對象S的測量目標(biāo)部分的高度的差異超過景深時從高度方向不同時拍攝的各個觀測圖像中提取聚焦部分，并隨后組合提取的部分，而獲取的圖像。
[0220]如上所述，當(dāng)選擇了紋理圖像時，從圖6中的操作區(qū)域420中布置的圖像切換單元按下“測量圖像”按鈕428，由此將屏幕切換成如圖7所示的屏幕。該屏幕是用于設(shè)置測量-圖像成像條件的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441，而且用于設(shè)置測量-圖像成像條件的各中部件被布置在操作區(qū)域420中。在該示例中，“電子預(yù)覽”按鈕471、“測量模式”選擇欄472、“測量方向”選擇欄470和“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440被按照這樣的順序從上開始分別布置。在該屏幕上，在檢查測量-圖像成像條件的同時調(diào)節(jié)測量光的亮度。
[0221](“測量模式”選擇欄472)[0222]可以在“測量模式”選擇欄472中選擇測量方法(條紋圖案)。在該示例中已經(jīng)選擇了“標(biāo)準(zhǔn)”，而且此外，用于去除間接光或“光暈去除”的“精細(xì)模式”也是可選的。當(dāng)選擇“光暈去除”時，隨著相機(jī)曝光時間的改變而拍攝多個圖像，而且隨后組合這些圖像，從而利用其它圖像補償過度曝光部分和曝光不足部分。而且，利用“超精細(xì)”，可以在去除間接光并去除光暈的同時執(zhí)行測量。在圖15的示例中，可以從“測量模式”選擇欄472的下拉菜單中選擇“標(biāo)準(zhǔn)”，“精細(xì)”、“光暈去除”和“超精細(xì)”中的任意一個。
[0223](“測量方向”選擇欄470)
[0224]而且，可以在“測量方向”選擇欄470中選擇測量光投射單元。在此，可選擇第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分110B。在圖16的屏幕示例中，當(dāng)從“測量方向”選擇欄470的下拉菜單中選擇“僅左側(cè)”時，第二測量光投射部分IlOB被選為測量光投射單元，而且通過利用第二測量光從左側(cè)對對象S進(jìn)行照射而獲取的第二測量圖像S2被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。類似地，當(dāng)選擇“僅右側(cè)”時，第一測量光投射部分IlOA被選擇，并且圖像顯示區(qū)域410的顯示內(nèi)容被切換成通過利用第一測量光從右側(cè)對對象S進(jìn)行照射而獲取的第一測量圖像SI的顯示內(nèi)容。而且，當(dāng)選擇“兩側(cè)”時，通過對第二測量圖像和第一測量圖像進(jìn)行組合而形成的合成高度圖像SG被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。
[0225](測量光亮度調(diào)節(jié)單元)
[0226]而且，作為測量光亮度調(diào)節(jié)單元，“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440布置在圖7的右側(cè)上的操作區(qū)欄420的中間部分。測量光的亮度可通過相機(jī)曝光時間或光量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在此，當(dāng)在“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中選擇“自動”時，布置在其下的滑塊被向右或向左調(diào)節(jié)，因此左側(cè)和右側(cè)測量光的亮度以同時并連續(xù)的方式變化。該滑塊在上部部分中用數(shù)值顯示了測量光的亮度。而且，可利用數(shù)值來直接輸入測量光的亮度。當(dāng)測量光亮度調(diào)節(jié)單元按照這樣的方式調(diào)節(jié)測量光的亮度時，圖像顯示區(qū)域410上顯示的測量圖像的亮度被更新成改變后的狀態(tài)，而且用戶可以由此在檢查調(diào)節(jié)結(jié)果的同時實時地調(diào)節(jié)亮度。
[0227]在上述示例中，合成高度圖像SG中的亮度可由測量光亮度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)。S卩，如圖7所示，在“測量方向”選擇欄470中選擇“兩側(cè)”，而且在其中合成高度圖像SG被顯示在圖像顯示區(qū)域410上的狀態(tài)下，“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440在操作區(qū)域420中被顯示為測量光亮度調(diào)節(jié)單元。該“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440類似地調(diào)節(jié)作為測量光投射單元的第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB的光量。而且，當(dāng)在“測量方向”選擇欄470中選擇“僅左側(cè)”或“僅右側(cè)”時，通過每個被選的測量光投射單元拍攝的測量圖像被如上所述地顯示在圖像顯示區(qū)域410上，由此可在“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中調(diào)節(jié)第二測量光投射部分IlOB或第一測量光投射部分IlOA每個的光量。
[0228](測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442)
[0229]另一方面，第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分IlOB的光量可單獨調(diào)節(jié)。如圖7所示，當(dāng)在已經(jīng)在“測量方向”選擇欄470中選擇“兩側(cè)”的狀態(tài)下在“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中選擇“手動”時，屏幕被切換成如圖8所示，而且測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442 (其能夠單獨地調(diào)節(jié)第一測量光投射部分IlOA的亮度和第二測量光投射部分IlOB的亮度)被顯示在操作區(qū)域420上。在此，測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442被配置成能夠針對每個測量光投射單元調(diào)節(jié)亮度的滑塊形式。在該示例中，用于第二測量光投射部分IlOB的亮度調(diào)節(jié)滑塊446以及用于第一測量光投射部分IlOA的亮度調(diào)節(jié)滑塊444被垂直布置。通過單獨地將這些亮度調(diào)節(jié)滑塊444和446向左或向右移動，可單獨地調(diào)節(jié)各個測量圖像的亮度的強(qiáng)度。而且，如上所述，測量圖像在圖像顯示區(qū)域410中的顯示根據(jù)在測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442中調(diào)節(jié)的值進(jìn)行更新，而且用戶可在實時檢查測量圖像的同時將亮度調(diào)節(jié)成期望亮度。雖然在此為了方便說明而描述了測量光投射部分的光量的調(diào)節(jié)，但是由于其目的是調(diào)節(jié)第一測量圖像的亮度和第二測量圖像的亮度，因此不僅可以實際地調(diào)節(jié)測量光投射單元的光量，而且可以如上所述地通過調(diào)節(jié)相機(jī)曝光時間等來調(diào)節(jié)亮度。
[0230](圖像連接模式)
[0231]而且，作為下面將要提及的圖像連接單元225的一個方面，“連接模式”選擇欄570被布置在操作區(qū)域420的下部部分。在打開該“連接模式”選擇欄570時，選擇圖像連接模式，而且在縱向及橫向地移動鏡臺的同時連續(xù)地測量數(shù)據(jù)，從而允許將數(shù)據(jù)連接成一個測量數(shù)據(jù)(后面將詳述)。
[0232]如上所述，可以在“測量方向”選擇欄470中選擇測量光的方向。在該示例中，如圖16所示，可以選擇“兩側(cè)”、“僅左側(cè)”和“僅右偵彳”中的任意一個，并且內(nèi)容根據(jù)所選項而被切換成與圖像顯示區(qū)域410的指示內(nèi)容相對應(yīng)的內(nèi)容。例如，在圖9的示例中，“僅左側(cè)”已經(jīng)被選擇，而且利用作為左側(cè)測量光投射單元的第二測量光投射部分IlOB所獲取的第二測量圖像S2被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。而且，這時，在第二測量圖像S2中，測量錯誤區(qū)域顯示單元212將其中第二測量光投射部分IlOB投射的測量光被遮擋從而使得測量不可行的不可測區(qū)域顯示成紅色，并將飽和區(qū)域顯示成黃色。
[0233]在這個狀態(tài)下，當(dāng)選擇被切換成“兩側(cè)”時，屏幕被切換成如圖7所示，而且通過對利用兩個測量光投射單元(即，第一測量光投射部分IlOA和第二測量光投射部分110B)獲取的第一測量圖像SI和第二測量圖像S2進(jìn)行組合而形成的合成高度圖像SG被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。而且，這時，在合成高度圖像SG中，測量錯誤區(qū)域顯示單元212將其中第一測量光投射部分IIOA或第二測量光投射部分IlOB投射的測量光被遮擋從而使得測量不可行的不可測區(qū)域顯示成紅色，并將飽和區(qū)域顯示成黃色。
[0234]通過比較圖7和圖9可以明顯看出，合成高度圖像SG中的不可測區(qū)域或飽和區(qū)域更小。即，在獲取的合成高度圖像SG中，不可測錯誤區(qū)域?qū)嶋H上比不可測區(qū)域或飽和區(qū)域要小很多，這在一個測量光投射單元的情況下變得明顯)，因此可以理解的是，根據(jù)如圖7中的合成高度圖像SG來調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件以使得測量錯誤區(qū)域更窄，是更合適的也是更容易的。
[0235]而且，根據(jù)需要，圖像顯示區(qū)域410被劃分，而且合成高度圖像SG和作為合成高度圖像SG的基礎(chǔ)的每個測量圖像可同時顯示在一個屏幕上。即，在圖7的屏幕上，當(dāng)在操作區(qū)域420中的“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中選擇“手動”時，圖像顯示區(qū)域410被分成三個部分，如圖8所示。合成高度圖像SG被顯示在第一劃分顯示區(qū)域411上，第二測量圖像S2被顯示在第二劃分顯示區(qū)域412上，以及第一測量圖像SI被顯示在第三劃分顯示區(qū)域413上。相應(yīng)地，由于各個測量光投射單元而造成的測量錯誤區(qū)域可通過相互比較來檢查，從而獲得極好的一覽性以進(jìn)一步有助于調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件，例如對象S的位置和姿態(tài)以及測量光的亮度。此外，在圖8的屏幕上，每個測量光的亮度可如上所述地通過使用測量光亮度單獨調(diào)節(jié)單元442來進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)。
[0236]還是在前述簡單模式中，可以檢查不可測點和飽和點，如上所述。例如，在步驟S3，“測量圖像”的顯示允許在兩側(cè)合成圖像中顯示不可測點和飽和點。
[0237]如上所述，在應(yīng)用模式中執(zhí)行測量-圖像成像條件的設(shè)置和調(diào)節(jié)。隨后，在圖10的流程圖的步驟S7，用戶被提示確定測量光的亮度是否合適，而且在合適時，處理進(jìn)入步驟S9。另一方面，在測量光的亮度還不合適時，處理進(jìn)入步驟S8，其中調(diào)節(jié)對測量模式和測量亮度的選擇。
[0238]當(dāng)測量光被如上所述地適當(dāng)設(shè)置時，處理進(jìn)入步驟S9，其中用戶被提示確定是否需要紋理圖像的設(shè)置。在需要時，在步驟SlO設(shè)置紋理圖像。在此，利用紋理圖像選擇單元460在圖6的屏幕上選擇紋理圖像。
[0239](觀測-圖像成像條件設(shè)置單元490)
[0240]而且，根據(jù)需要設(shè)置觀測-圖像成像條件。在圖6的圖像顯示區(qū)域410的上部部分中，配置了用于設(shè)置該觀測-圖像成像條件的觀測-圖像成像條件設(shè)置單元490。觀測-圖像成像條件設(shè)置單元490包括諸如拍攝觀測圖像時的快門速度的切換以及拍攝時放大率和焦點的調(diào)節(jié)之類的設(shè)置。在圖17所示的示例中，“自動”或“手動”被選為成像單元的亮度。當(dāng)選擇“手動”時，通過相機(jī)亮度調(diào)節(jié)滑塊492調(diào)節(jié)成像單元的亮度。而且，如上所述的觀測-圖像成像條件的設(shè)置也可以在簡單模式中執(zhí)行。例如，在圖4中，與前述類似，在圖像顯示區(qū)域410的上部部分中設(shè)置觀測-圖像成像條件設(shè)置單元490，由此可執(zhí)行放大率和焦點的調(diào)節(jié)、快門速度的切換等。
[0241]注意，在獲取高度圖像時任意地拍攝觀測圖像，并且例如，在不要求合成高度圖像或觀測圖像的情況下，步驟S9和SlO可從圖10的流程圖中省略。
[0242]當(dāng)按照這樣的方式完成所有成像條件的設(shè)置時，處理進(jìn)入步驟S11，其中獲取高度圖像。在此，當(dāng)在圖8的屏幕等按下“測量”按鈕430時，獲取了高度圖像，而且，通過進(jìn)一步將紋理圖像添加至高度圖像而形成的合成圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上(步驟S9)。在必要時，用戶持續(xù)執(zhí)行測量操作。為了將程序切換至測量程序，按下布置在操作區(qū)域420的上部部分中的“至分析應(yīng)用”按鈕450，從而激活圖26等所示的三維圖像測量程序，這將在下文予以描述。
[0243]如上所述，用戶可在應(yīng)用模式下調(diào)節(jié)與高度圖像的獲取有關(guān)的更詳細(xì)的條件。這允許熟悉操作的用戶設(shè)置期望的條件。另一方面，為不熟悉操作的用戶提供了前述簡單模式，因此允許他們自動執(zhí)行一系列設(shè)置。如上所述，提供的設(shè)置項在簡單模式和應(yīng)用模式之間變化，因此，可由用戶設(shè)置的參數(shù)在它們之間有所不同，由此可以根據(jù)用戶的技術(shù)水平和要求來提供操作環(huán)境。
[0244](從獲取圖像至測量的程序)
[0245]下文中，將參考圖1所示的測量顯微鏡裝置的框圖以及圖2所示的成像單元100的框圖，根據(jù)圖18的流程圖來描述用于拍攝觀測圖像和高度圖像以及對其進(jìn)行測量的過程的概況。在步驟S1801，用戶首先在鏡臺140上布置將被測量的對象。接下來在步驟S1802，在查看顯示部分400上顯示的觀測圖像的同時調(diào)節(jié)焦點、視野位置、亮度等，由此設(shè)置用于拍攝觀測圖像的觀測-圖像成像條件(例如，圖6)。作為這時使用的照明，盡管可從測量光投射單元施加均勻照明，但在此使用照明光輸出部分130。
[0246](高度圖像的獲取)
[0247]接下來，在步驟S1803，用于獲取高度圖像的測量-圖像成像條件被設(shè)置。具體地說，例如，在圖7的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441上，照明從照明光輸出部分130切換至測量光投射單元，由此調(diào)節(jié)測量光的亮度。由于傾斜地施加測量光的照明，所以由于對象的形狀而產(chǎn)生陰影。而且，當(dāng)施加照明的角度越傾斜時，對象的可視性會隨其表面狀態(tài)而變得越有利。如上所述，為了抑制陰影或表面狀態(tài)所施加的影響，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)對象的位置和姿態(tài)。
[0248]在此，當(dāng)對象在測量光投射單元的調(diào)節(jié)中發(fā)生了移動時，在步驟S1804中執(zhí)行利用照明光輸出部分130時對象的可視性的重新檢查、照明光輸出部分130的亮度的重新調(diào)節(jié)等。在不必要時，例如，在對象還沒有移動時，可省略這些操作。當(dāng)如上所述地分別設(shè)置觀測-圖像成像條件和高度-圖像成像條件時，用戶在步驟S1805被提示檢查是否存在可視性方面的問題，并且當(dāng)存在問題時，處理回到步驟S1802，其中執(zhí)行必要的成像條件的重新設(shè)置或調(diào)節(jié)。當(dāng)不存在問題時，處理進(jìn)入步驟S1806，其中開始獲取測量圖像。該檢查操作也可省略。
[0249]當(dāng)對象的姿態(tài)和位置及對象上的焦點以及用于測量的照明調(diào)節(jié)被如上所述地確定時，在步驟S1806指示開始拍攝觀測圖像和測量圖像。在此，讓用戶按下⑶I中配置的用于測量顯微鏡裝置操作程序的“測量”按鈕430 (例如，圖7)。由此，從構(gòu)成控制單元200的PC中安裝的測量顯微鏡裝置操作程序經(jīng)由USB向成像單元100傳遞用于測量的命令。
[0250]一旦接收到該指令，在步驟S1807至S1810中拍攝高度圖像、觀測圖像以及通過組合這些圖像而形成的合成圖像。此外，每個步驟的順序可適當(dāng)變換。在此，多個條紋圖像在步驟S1807中被首先獲取。在該示例中，一旦接收到該用于測量的命令，成像單元100同步地控制測量光投射單元中的圖案產(chǎn)生部分112和相機(jī)121，并在投射多個條紋圖案的同時通過相機(jī)121獲取對象的多個條紋圖像，隨后在測量控制部分150中對獲取的圖像執(zhí)行適當(dāng)處理，并經(jīng)由USB將圖像傳遞給控制單元200。注意，該步驟可重復(fù)多次以改進(jìn)來自右邊和左邊的光投射、HDR處理及其它性能。
[0251]此后，在步驟S1808獲取觀測圖像。在此，照明光輸出部分130被點亮，由此獲取對象的觀測圖像，作為用于合成圖像的紋理圖像。即，通過照明光輸出部分130或測量光投射單元(通過全投射的全白)的均勻照明獲取對象表面狀態(tài)的觀測圖像(紋理圖像)，并將其轉(zhuǎn)遞至控制單元200。
[0252]而且，在步驟S1809，產(chǎn)生高度圖像。在此，高度圖像獲取單元228以預(yù)定測量算法處理多個條紋圖像，以產(chǎn)生高度圖像作為立體形狀數(shù)據(jù)。
[0253]隨后，在步驟S1810產(chǎn)生合成圖像。在此，通過將紋理圖像映射在立體形狀數(shù)據(jù)上，產(chǎn)生了具有高度信息的三維合成圖像。具體地說，利用測量顯微鏡裝置操作程序中的測量算法對控制單元200接收的圖像數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像處理和分析，以產(chǎn)生三維合成圖像。
[0254]在步驟S1811，如上所述地獲取的每個圖像被顯示在顯示部分400上。而且，在步驟S1812，用戶被提示確定是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)孬@取了用戶期望的圖像數(shù)據(jù)，而且在還沒有適當(dāng)獲取時，處理回到步驟S1803等以重復(fù)上述過程。在已經(jīng)適當(dāng)獲取時，處理進(jìn)入步驟S1813，其中執(zhí)行各種測量和分析。在此，測量顯微鏡裝置操作程序通過將紋理圖像映射在前述的合成圖像上而形成的合成圖像被顯示在顯示部分400上，而且此后該數(shù)據(jù)被傳遞至專用的三維圖像測量程序，以執(zhí)行期望測量和分析。按照這樣的方式，獲取并測量了圖像。[0255]注意，圖18的步驟S1802和S1803的順序可改變。在這種情況下，首先，在測量-圖像成像條件的設(shè)置中(步驟S1803)，調(diào)節(jié)對象的姿態(tài)和位置以及對象上的焦點，并且在觀測-圖像成像條件的設(shè)置中(步驟S1802)，對象的姿態(tài)和位置以及對象上的焦點未被觸及，僅僅執(zhí)行了照明光輸出部分130的亮度、紋理類型等的選擇。
[0256]在此，圖19示出了為了在步驟S1802獲取觀測圖像而設(shè)置觀測-圖像成像條件的過程的細(xì)節(jié)，而且圖20的流程圖示出了為了在步驟S1803拍攝測量圖像而設(shè)置獲取測量-圖像成像條件的過程的細(xì)節(jié)，其中參考這些附圖來描述各個過程。
[0257](觀測-圖像成像條件的設(shè)置)
[0258]首先，將參考圖19來描述用于設(shè)置觀測-圖像成像條件的過程(圖18的步驟S1802)。首先，在步驟S1901，照明被切換成照明光輸出部分130，隨后在步驟S1902，調(diào)節(jié)照明光輸出部分130的亮度。隨后，在步驟S1903，提示用戶確定亮度是否合適，并且在不合適時處理回到步驟S1902，以重復(fù)亮度調(diào)節(jié)。在合適時，處理進(jìn)入步驟S1904，其中Z鏡臺移動以使對象聚焦。除了用戶手動調(diào)節(jié)外，還可以通過自動調(diào)節(jié)方式來自動調(diào)節(jié)聚焦。隨后處理進(jìn)入步驟S1905，提示用戶確定對象是否聚焦，并且在沒有聚焦時，處理回到步驟S1904以重復(fù)聚焦調(diào)節(jié)。在聚焦時，處理進(jìn)入步驟S1906，其中XY/ Θ /傾斜鏡臺被移動以調(diào)節(jié)對象的位置和姿態(tài)。除了用戶手動操作鏡臺140外，當(dāng)鏡臺140已經(jīng)自動移動時，通過圖案匹配、邊緣檢測等執(zhí)行對齊，并且基于該結(jié)果，該電動鏡臺可移動至預(yù)定位置。而且，在步驟S1907，提示用戶確定期望看見的拍攝對象的觀測圖像的位置是否保持在顯示部分400的視野內(nèi)，并且在還沒有保持在視野內(nèi)時，處理回到步驟S1906以重復(fù)鏡臺140的位置調(diào)節(jié)。另一方面，在已經(jīng)保持在視野內(nèi)時，處理進(jìn)入步驟S1908，其中調(diào)節(jié)放大率。通過放大率調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)視野的大小。此后，在步驟S1909，提示用戶確定放大率是否合適，在不合適時，處理回到步驟S1908以重復(fù)放大率調(diào)節(jié)操作。在視野合適時，處理進(jìn)入步驟S1910，其中提示用戶確定是否選擇觀測圖像的類型，即選擇是否對觀測圖像執(zhí)行進(jìn)一步處理。在此，在不選擇觀測圖像(紋理圖像)的類型時，即，使用所獲取的觀測圖像時，處理進(jìn)入步驟S1911，其中完成用于獲取觀測圖像的處理，并且隨后處理進(jìn)入圖18的步驟S1803，其中進(jìn)行用于設(shè)置測量圖像的成像條件的處理。
[0259]另一方面，在選擇了觀測圖像的類型的情況下，S卩，在對觀測圖像執(zhí)行進(jìn)一步處理的情況下，處理進(jìn)行至步驟S1912至S1918。在此，作為對觀測圖像的進(jìn)一步處理，可選擇全聚焦處理和HDR處理。在該示例中，處理首先進(jìn)入步驟S1912，其中確定是否執(zhí)行全聚焦處理。全聚焦處理是這樣的處理，即，當(dāng)通過在高度(Z-軸)方向上移動鏡臺140等方式來改變焦點位置時，拍攝多個圖像，并且聚焦的圖像被組合以獲得整體聚焦的全聚焦圖像。僅將該組圖像中的聚焦的點提取出來以實時地合成全聚焦圖像。在執(zhí)行全聚焦處理的情況下，處理進(jìn)入步驟S1913，其中執(zhí)行全聚焦設(shè)置，而且處理隨后進(jìn)入步驟S1914。而且，在不執(zhí)行全聚焦處理的情況下，處理直接進(jìn)入步驟S1914。在步驟S1914，提示用戶確定是否執(zhí)行HDR處理，在執(zhí)行的情況下，處理進(jìn)入步驟S1915，其中執(zhí)行HDR設(shè)置，而且處理隨后進(jìn)入步驟S1916，在不執(zhí)行該處理的情況下，處理則直接進(jìn)入步驟S1916。而且，在步驟S1916，提示用戶確定是否執(zhí)行對紋理圖像的識別，在執(zhí)行識別的情況下，顯示紋理圖像的預(yù)覽，而且處理隨后進(jìn)入步驟S1917。在不執(zhí)行識別的情況下，處理直接進(jìn)入步驟S1917。在步驟S1917，提示用戶確定通過全聚焦處理、HDR處理等獲取的圖像是否符合要求，在不符合要求時，處理回到步驟S1912，以再次對觀測圖像執(zhí)行處理。在已經(jīng)獲取了符合要求的圖像時，用于獲取觀測圖像的處理完成，而且處理隨后進(jìn)入圖18的步驟S1803，其中執(zhí)行用于設(shè)置測量圖像的成像條件的處理。顯然，步驟S1912至S1918的順序僅僅是一個示例，可適當(dāng)改變。而且，對觀測圖像的處理不限于HDR處理和全聚焦處理，而是可以變成或者添加其它已知處理。
[0260](測量-圖像成像條件的設(shè)置)
[0261]接下來，將參考圖20來描述用于設(shè)置用于獲取測量圖像的測量-圖像成像條件的過程(圖18的步驟S1803)。首先在步驟S2001，照明切換至測量光投射單元(例如，左側(cè))。接下來，在步驟S2002，臨時調(diào)節(jié)測量光投射單元的亮度。而且，在步驟S2003，提示用戶確定是否將照明施加至期望測量點，在已施加時，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S2006。另一方面，在沒有施加時，調(diào)節(jié)鏡臺140的水平平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角(Θ )和傾斜角(傾斜)，而且在步驟S2004調(diào)節(jié)對象的位置和姿態(tài)。在步驟S2005，用戶再次被提示檢查是否適當(dāng)施加了照明。在還沒有施加時，處理再次回到步驟S2004以重復(fù)調(diào)節(jié)，而且在已經(jīng)施加時，處理進(jìn)入步驟S2006。
[0262]隨后在步驟S2006，用戶被提示確定測量點的亮度是否合適，而且在確定合適時，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S2009。在確定不合適時，在步驟S2007調(diào)節(jié)亮度。隨后，在步驟S2008，用戶再次被提示確定亮度是否合適，而且在不合適時，處理回到步驟S2007以重復(fù)亮度調(diào)節(jié)。另一方面，在亮度被確定為合適時，處理進(jìn)入步驟S2009，其中用戶被提示確定測量點是否聚焦。在確定合適時，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S2012，而在沒有被確定為合適時，在步驟S2010，使鏡臺140在高度方向(Z-軸方向)移動以使得測量點聚焦。隨后，在步驟S2011，用戶再次被提示檢查是否聚焦，而且在沒有聚焦時，處理再次回到步驟S2010以重復(fù)調(diào)節(jié)，而且在不存在聚焦方面的問題時，處理進(jìn)入步驟S2012。
[0263]隨后，在步驟S2012，用戶被提示作出對所得到的測量圖像的總體判斷。在此，判斷測量點的亮度和姿態(tài)以及測量點的聚焦中的每一個是否合適，在確定不合適時，在步驟S2013檢查不合適的參數(shù)，而且處理回到與對應(yīng)參數(shù)對應(yīng)的步驟(例如，用于調(diào)節(jié)亮度的步驟S2007，用于調(diào)節(jié)聚焦的步驟S2010，等)，從而繼續(xù)調(diào)節(jié)。另一方面，在確定合適時，處理進(jìn)入步驟S2014，其中照明被切換至測量光投射單元(例如，右側(cè))作為接下來的照明光。隨后，與前述類似，在步驟S2015調(diào)節(jié)亮度，而且在隨后的步驟S2016提示用戶確定亮度是否合適。在確定不合適時，處理回到步驟S2015，以重復(fù)亮度調(diào)節(jié)。另一方面，在確定亮度合適時，確定已經(jīng)獲取符合要求的測量圖像，從而完成圖18的步驟S1803中的測量-圖像成像條件設(shè)置處理。處理隨后進(jìn)入下一個步驟S1804。應(yīng)該注意的是，位置調(diào)節(jié)、姿態(tài)調(diào)節(jié)、聚焦調(diào)節(jié)和亮度調(diào)節(jié)的順序可適當(dāng)改變。按照這樣的方式，觀測圖像和測量圖像的成像條件被分別設(shè)置。
[0264](用于拍攝對象的圖像的過程)
[0265]接下來示出用于通過使用測量顯微鏡裝置獲取對象的高度圖像和三維合成圖像的過程的一個示例。注意，下面的描述僅僅是一個示例，本發(fā)明并不將數(shù)據(jù)獲取方法、設(shè)置參數(shù)的類型和數(shù)量、測量模式、GUI等限制成此處所描述的那樣。
[0266](全自動模式)
[0267]如上所述，作為用于通過使用測量顯微鏡裝置操作程序執(zhí)行拍攝的模式，可準(zhǔn)備其中用戶自己根據(jù)用戶的技能水平改變可設(shè)置項的多個成像條件設(shè)置模式。在圖21的測量顯微鏡裝置操作程序的示例中，準(zhǔn)備了用于初學(xué)用戶的簡單模式(lShot-3D模式)和用于高級用戶的應(yīng)用模式(專家模式)。作為測量圖像獲取模式選擇單元的一個方面，這可以通過切換用于選擇簡單模式的“ lShot-3D”按鈕424和用于選擇應(yīng)用模式的“專家”按鈕425來選擇。在簡單模式中，可由全自動切換單元426進(jìn)一步切換“全自動”的開/關(guān)。在此，將描述作為簡單模式的“全自動”模式。
[0268]當(dāng)對象被布置測量顯微鏡裝置的鏡臺140時，對象的觀測圖像被顯示在圖21所示的測量顯微鏡裝置操作程序的圖像顯示區(qū)域410上。用戶在查看該圖像的同時將對象上的聚焦及其位置、角度等調(diào)節(jié)成期望狀態(tài)。圖21是其中在裝置側(cè)自動調(diào)節(jié)所有成像條件的簡單模式中的“全自動”模式的一個示例，而且通過照明光輸出部分130得到的紋理圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。當(dāng)已經(jīng)選擇了該模式時，在決定對象上的聚焦、放大率和觀測視野之后，用戶可以僅僅按下屏幕右下部上的測量按鈕。此后，參數(shù)被自動調(diào)節(jié)為最優(yōu)，以獲取數(shù)據(jù)。注意，當(dāng)聚焦設(shè)置也被設(shè)置成自動聚焦時，該操作也可是自動的。
[0269](全自動取消簡單模式)
[0270]在其中已經(jīng)在簡單模式中取消全自動模式的半自動模式中，其中用戶可以調(diào)節(jié)用于測量對象的亮度條件的“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440被顯示在操作區(qū)域420上，如圖22所示。例如，在全自動模式處理不好的情況中，例如，當(dāng)僅僅希望圖像顯示區(qū)域410中的具體區(qū)域更亮或者更暗時，模式被設(shè)置成半自動簡單模式，其中全自動模式被取消，由此允許用戶手動調(diào)節(jié)亮度。在圖22的示例中，測量圖像SM被顯示在圖像顯示區(qū)域410上，而且在測量圖像SM被查看的同時亮度被調(diào)節(jié)成適當(dāng)?shù)牧炼?。由于調(diào)節(jié)后的亮度被實時地反映在圖像顯示區(qū)域410中，所以用戶可以在參看屏幕的同時將亮度調(diào)節(jié)成期望亮度。
[0271](應(yīng)用模式)
[0272]而且，當(dāng)用戶期望自己來設(shè)置更詳細(xì)的成像條件時，用戶可將模式從簡單模式切換至應(yīng)用模式，以執(zhí)行各種調(diào)節(jié)和設(shè)置。圖23示出了作為用于設(shè)置測量-圖像成像條件的測量-圖像成像條件設(shè)置單元的一個方面的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441的一個示例。如該附圖所示，通過按下“專家”按鈕425，可將模式從簡單模式切換至應(yīng)用模式。在該示例中，各個測量圖像(左側(cè)光投射圖像和右側(cè)光投射圖像)、以及通過組合兩個圖像而形成的測量圖像SM以三分的方式顯示在圖像顯示區(qū)域410上，而且在檢查每個測量圖像SM的同時可單獨調(diào)節(jié)右側(cè)測量光投射單元和左側(cè)測量光投射單元的亮度。
[0273](測量模式)
[0274]可以在操作區(qū)域420中布置的“測量方向”選擇欄470中選擇測量光的方向。例如，可以僅僅選擇右側(cè)或左側(cè)測量光投射單元以減少測量時間。而且，測量模式包括標(biāo)準(zhǔn)測量模式、精細(xì)測量模式、光暈去除測量模式、超精細(xì)測量模式等，而且可以從圖23的操作區(qū)域420中布置的“測量模式”選擇欄472對它們進(jìn)行選擇。在此，通過描述每個測量模式的特征以及拍攝所需的時間，標(biāo)準(zhǔn)測量模式是正常測量模式，而且該模式下用于拍攝的時間較短。
[0275]而且，光暈去除測量模式是其中投射圖案與標(biāo)準(zhǔn)模式的投射圖案一樣，但是改變測量光的曝光時間或投射光量以擴(kuò)展動態(tài)范圍，并且執(zhí)行測量的測量模式。對于抑制在亮和暗之間具有顯著差異的對象的曝光不足和過度曝光來說，這是有效的。例如，這對于填充有黑色樹脂的金屬體形成的對象是有效的。測量所需的時間變得比標(biāo)準(zhǔn)測量模式長。[0276]而且，精細(xì)測量模式是其中測量光的投射圖案比標(biāo)準(zhǔn)測量模式的投射圖案更精細(xì)，從而排除透射光和諸如多次反射和漫反射之類的間接光分量的測量模式。該測量模式在對象是諸如不透明樹脂之類的半透明體或諸如螺釘之類的不均勻金屬體時非常有效。測量所需的時間變得比標(biāo)準(zhǔn)測量模式長。
[0277]而且，超精細(xì)測量模式是上述精細(xì)測量模式和光暈去除測量模式的組合，其中可大程度地改進(jìn)精度，但是測量所需的時間也相應(yīng)地變得最長。
[0278](電子預(yù)覽)
[0279]而且，測量顯微鏡裝置操作程序還配置有在測量之前的列表圖像上檢測預(yù)覽圖像、在這些多個測量模式下估計測量結(jié)果的電子預(yù)覽功能。通過按下圖23的操作區(qū)域420中布置的“電子預(yù)覽”按鈕471來執(zhí)行電子預(yù)覽功能，從而顯示圖24所示的電子預(yù)覽屏幕473。在此，圖像顯示區(qū)域410被分成四個部分，而且在將在每個測量模式下獲取的測量圖像SM中，估計變成不可測位置或飽和位置的部分，而且疊加圖像被顯示在每個區(qū)域上。指示測量模式的標(biāo)題被顯示在被顯示在每個劃分區(qū)域的右下部。這允許用戶比較出在每個測量模式中獲得了什么類型的測量圖像并隨后作出選擇。用戶可從操作區(qū)域420中的電子預(yù)覽設(shè)置欄474的下部部分中布置的測量方向選擇欄475中從“僅左側(cè)”、“僅右側(cè)”和“兩側(cè)”中的任一個選擇測量光投射單元，而且當(dāng)“更新”按鈕476被按下時，顯示在圖像顯示區(qū)域410上的每個預(yù)覽圖像根據(jù)選擇進(jìn)行更新。而且，可從操作區(qū)域420的上部部分中布置的電子預(yù)覽測量模式選擇欄477中選擇預(yù)定測量模式。當(dāng)“確定”按鈕478在其中測量模式已經(jīng)被選擇的狀態(tài)下被按下時，在“測量模式”選擇欄472中選擇所選的測量模式。
[0280](三維合成圖像)
[0281]在如上所述地完成測量之前的條件設(shè)置并執(zhí)行測量時，根據(jù)該條件獲取用于測量的多個條紋圖像，并且基于這些圖像來產(chǎn)生對象的三維合成圖像。而且，采用照明光輸出部分130的紋理圖像被同時獲取，而且被映射至合成圖像上。如圖25所示，通過測量顯微鏡裝置操作程序?qū)υ摻Y(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合并將其顯示在顯示部分400上。在這個狀態(tài)下，用戶可以在利用鼠標(biāo)等拖曳3D數(shù)據(jù)來改變視點的同時檢查數(shù)據(jù)獲取情況，例如，是否清楚地獲取了期望位置。在檢查出已經(jīng)獲取了期望數(shù)據(jù)之后，用戶可適當(dāng)?shù)乇４嬖摂?shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至三維圖像測量程序，以及繼續(xù)執(zhí)行分析、尺寸測量等。為了保存數(shù)據(jù)，例如，在圖25的屏幕上，按下“保存數(shù)據(jù)”按鈕484。而且，為了通過三維圖像測量程序執(zhí)行分析，按下“由分析應(yīng)用打開”按鈕485。相應(yīng)地，三維圖像測量程序被激活，而且當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)被三維圖像測量程序讀取。此外，當(dāng)工具欄中布置的“至分析應(yīng)用”按鈕450被按下時，三維圖像測量程序被激活，但是在這種情況下，僅僅激活三維圖像測量程序，而不自動讀取數(shù)據(jù)。因此，用戶手動選擇期望數(shù)據(jù)以進(jìn)行讀取。如上所述，“至分析應(yīng)用”按鈕450和“由分析應(yīng)用打開”按鈕485的區(qū)別在于在激活三維圖像測量程序時是否存在將被讀取的數(shù)據(jù)。
[0282]毫無疑問，在不拍攝測量圖像的情況下已經(jīng)在之前存儲的高度圖像數(shù)據(jù)可被三維圖像測量程序讀取以按照與上述類似的方式進(jìn)行分析和尺寸測量。在本說明書中，“獲取成像單元拍攝的圖像的步驟”的含義是不僅包括拍攝新圖像的情況而且包括讀取已經(jīng)獲取的圖像的情況。
[0283]并且，雖然用于拍攝測量圖像以產(chǎn)生高度圖像的測量顯微鏡裝置操作程序以及用于對高度圖像執(zhí)行分析、測量等的三維圖像測量程序在該示例中是分開的程序，但是毫無疑問，這些程序可集成在一起。
[0284](測量單元214)
[0285]通過使用作為測量單元214的一個方面的三維圖像測量程序，對由此獲得的對象的觀測圖像(紋理圖像)和三維合成圖像進(jìn)行各種分析、尺寸測量等，而且可對其結(jié)果以專用報告形式進(jìn)行保存、打印等，由此獲得作為目的的最終輸出。下文中，作為可在測量顯微鏡裝置中執(zhí)行的三維圖像測量程序的功能的示例，將描述輪廓測量、平均段差測量、體積/面積測量、平面測量、線粗糙度測量、表面粗糙度測量和對比測量。這些測量處理由測量單元214執(zhí)行。在圖1的測量顯微鏡裝置的示例中，CPU210還用作測量單元214，用于執(zhí)行對顯示部分400上顯示的高度圖像的測量。此外，將在后面予以描述的測量功能僅僅是示例性的，本發(fā)明并不限于可利用所獲取的數(shù)據(jù)(例如紋理圖像數(shù)據(jù)和合成圖像數(shù)據(jù))執(zhí)行的分析和測量功能，適當(dāng)時也可以使用其它已知功能。
[0286](測量工具指定單元)
[0287]而且，圖1中的操作部分用作測量工具指定單元，用于指定測量單元執(zhí)行測量的位置和測量處理的類型。測量工具指定單元在顯示單元上顯示的高度圖像和觀測圖像上布置一個或多個平面測量工具。布置在平面圖像上的平面測量工具指定圖像上的測量目標(biāo)區(qū)域(例如矩形或圓形)，以提取該測量目標(biāo)區(qū)域中包含的測量目標(biāo)元素。例如，通過邊緣檢測等提取測量目標(biāo)區(qū)域中的線段、圓圈等。根據(jù)所提取的測量目標(biāo)元素，測量單元計算平面尺寸，例如，兩點間的距離，直線間的距離，從直線引出的法線的長度，或圓弧的半徑或面積。該測量工具具有平面上的位置信息(例如，XY-坐標(biāo))以指定圖像上的位置，并且通過保存信息作為下面將要提及的模板，工具可調(diào)用并再現(xiàn)同一位置。
[0288]而且，測量工具指定單元在顯示單元上顯示的輪廓圖上布置一個或多個高度測量工具。在此，輪廓圖是示出高度圖像或合成圖像的截面形狀的圖像(后面將詳細(xì)描述)，高度測量工具被布置在輪廓圖上并指定用于測量高度大小的位置。具體地說，高度測量工具提取包含在測量目標(biāo)區(qū)域中的被指定為輪廓圖上的矩形形狀或圓圈的測量目標(biāo)區(qū)域的測量目標(biāo)元素。隨后，根據(jù)所提取的測量目標(biāo)元素(例如，線段或圓圈)，測量單元執(zhí)行規(guī)定的測量處理，例如，指定的兩點之間的高度差、傾斜角度等的測量。不同于平面測量工具，該高度測量工具不僅具有輪廓圖的XY-平面上的位置信息，而且具有輪廓圖上設(shè)置的框形狀中的位置的信息，即，高度方向上的位置的信息。因此，在保存為模板時，包含并保存高度位置的信息以及前述平面方向上的信息。這將導(dǎo)致高度測量工具的位置按照立體形狀的精確再現(xiàn)，以執(zhí)行期望的測量處理。
[0289](三維圖像測量程序)
[0290]圖26至36示出了用于三維圖像測量程序的⑶I的示例。圖26至36所示的三維圖像測量程序配置有各種測量功能。圖像顯示區(qū)域410和操作區(qū)域420分別布置在屏幕的中央和右端。而且，用于顯示測量每個輪廓線的結(jié)果的結(jié)果顯示區(qū)域510被布置在屏幕的左端。而且，測量功能工具欄520被布置在屏幕的上部部分，其中配置了用于執(zhí)行測量功能的各種按鈕。通過從這些按鈕中選擇指示期望測量功能的按鈕，屏幕可切換至用于執(zhí)行相應(yīng)測量功能的屏幕。圖26示出了其中從測量功能工具欄520已經(jīng)按下了 “輪廓”按鈕521的示例。
[0291](輪廓測量功能)[0292]在圖26的三維圖像測量程序中，示出了輪廓測量屏幕515，其中已經(jīng)通過在測量功能工具欄520中按下“輪廓”按鈕521來選擇輪廓測量功能。輪廓測量功能是這樣的測量功能，其用于相對于通過沿著作為測量基準(zhǔn)的輪廓線PL截取合成圖像ST或高度圖像而獲得的截面形狀線來測量高度、寬度、角度、圓之間的距離、圓弧、截面積等。在圖26的示例中，圖像顯示區(qū)域410被分成三個部分，其中用于顯示合成圖像ST、觀測圖像或高度圖像的測量目標(biāo)圖像顯示區(qū)域512被顯示在右上角，用于顯示合成圖像(立體形狀數(shù)據(jù))的合成圖像顯示區(qū)域513被顯示在左上角，用于顯示截面形狀(輪廓形狀)的輪廓圖顯示區(qū)域514被顯示在下部部分。
[0293]在本說明書中，輪廓線PL表示主要在圖像的平面視圖中指定的直線，而輪廓圖PI表示主要在圖像的截面視圖中示出的曲線，其示出了通過沿輪廓線PL截取截面而形成的橫截面的輪廓。
[0294](輪廓線布置單元)
[0295]圖1的測量顯微鏡裝置配置有輪廓線布置單元，其用于在圖像上的任意位置中將輪廓線PL設(shè)置為測量基準(zhǔn)。具體地說，在圖26的三維圖像測量程序的操作區(qū)域420中，輪廓工具522被布置在上部部分中作為輪廓線布置單元的一種形式，高度測量工具按鈕530被布置在下部部分。在輪廓工具522中，輪廓線工具523和輔助工具524可被選為用于在合成圖像顯示區(qū)域512上設(shè)置輪廓線PL的工具。輪廓線工具523配置有兩點指定、垂直線、水平線、直線、垂直基線、平行線、圓圈、固定長度、特定角度、以及刪除按鈕。利用這些，輪廓線PL被設(shè)置在合成圖像顯示區(qū)域512上的合成圖像ST上的任意位置中。當(dāng)輪廓線PL被設(shè)置時，通過沿該線截取對象截面而形成的截面形狀在輪廓圖顯示區(qū)域514上以曲線圖的形式顯示為輪廓形狀。例如，當(dāng)選擇兩點指定并且輪廓線PL被設(shè)置在合成圖像顯示區(qū)域512上時，與該輪廓線PL對應(yīng)的輪廓形狀被顯示在輪廓圖顯示區(qū)域514上。這時，利用同樣顯示在合成圖像顯示區(qū)域512上的廓線PL，通過沿該輪廓線截取截面而形成的橫截面作為輪廓圖在輪廓圖顯示區(qū)域514上與合成圖像上的輪廓線一起被顯示，由此有利于掌握關(guān)于橫截面的哪個部分正被顯示在一個屏幕中的位置關(guān)系。
[0296](高度測量工具)
[0297]而且，可以利用高度測量工具按鈕530對輪廓圖顯示區(qū)域514上顯示的輪廓形狀執(zhí)行各種測量。例如，可測量線-線、線-點、點點、圓圈-圓圈、圓圈-線和圓圈-點的各個距離，并可計算圓弧R、角度、截面積等。注意，輪廓形狀并不限于被顯示在輪廓圖顯示區(qū)域514上，而是可以重疊并顯示在測量目標(biāo)圖像顯示區(qū)域512上。如上所述，高度測量工具通過使用高度測量工具按鈕530而布置在輪廓圖上，從而指定用于測量高度大小的位置。具體地說，當(dāng)用戶通過鼠標(biāo)等指定了輪廓圖上的矩形測量目標(biāo)區(qū)域時，提取該測量目標(biāo)區(qū)域中包括的諸如線段或圓圈之類的測量目標(biāo)元素。隨后，通過使用提取出來的測量目標(biāo)元素來執(zhí)行期望的測量處理?？赏ㄟ^操作區(qū)域420中布置的高度測量工具按鈕530來選擇測量處理。
[0298]測量目標(biāo)元素由輔助工具524指定。輔助工具524是用于對圖像執(zhí)行圖像處理(例如邊緣提取)以自動檢測作為選擇基準(zhǔn)的測量目標(biāo)元素的工具。例如，其能夠從觀測圖像的光和陰影檢測出輪廓，并且從立體形狀數(shù)據(jù)檢測出圓柱形、球形等，從而顯示其軸線及其中點。在布置輪廓工具時可再次使用該輪廓、軸線和中點。[0299](平均段差測量功能)
[0300]圖27示出了用于執(zhí)行平均段差測量功能的平均段差測量屏幕525的示例。平均段差測量功能是用于指定合成圖像ST或高度圖像的一部分或者全部、獲取該部分的平均高度以及獲取與另一部分的平均高度(平均段差)的差的測量功能。在圖27的示例中，示為藍(lán)色的區(qū)域I的平均高度與示為黃色的區(qū)域2的平均高度之間的高度差被獲取并顯示在左側(cè)欄中的結(jié)果顯示區(qū)域510上。
[0301 ](體積/面積測量功能)
[0302]圖28示出了用于執(zhí)行體積/面積測量功能的體積/面積測量屏幕526的示例。體積/面積測量功能是用于測量合成圖像ST的不平坦部分的體積、表面積、截面積等的測量功能。在此，針對測得的形狀來設(shè)置高度閾值(或基準(zhǔn)平面)，并且可以計算比該閾值更高或更低的部分的體積或面積?？商鎿Q地，通過設(shè)置閾值，僅僅特定部分可被測量或者微小區(qū)域可被去除。
[0303](平面測量功能)
[0304]當(dāng)在測量功能工具欄520中按下“平面測量”按鈕539時，顯示用于執(zhí)行平面測量功能的平面測量屏幕527，如圖29所示。平面測量功能是用于測量二維XY-平面上的形狀的測量功能。因此，該測量功能被用于觀測圖像以及合成圖像和高度圖像。在平面測量屏幕527上，用于執(zhí)行平面測量功能的平面測量工具按鈕531被顯示在操作區(qū)域420上。平面測量工具按鈕531配置有分別用于兩點距離、垂直基線、平行線、垂直線、圓圈直徑、圓圈半徑、圓圈中心之間的距離和角度、數(shù)量、XY測量等的測量的按鈕。當(dāng)選擇了布置在平面測量工具按鈕531中的各測量按鈕時，可執(zhí)行相應(yīng)的測量處理。
[0305](輔助工具524)
[0306]在圖29的示例中，通過使用輔助工具524來預(yù)先選擇用作測量處理的基準(zhǔn)的測量目標(biāo)元素。例如，在圖像顯示區(qū)域410上指定區(qū)域，并且通過邊緣檢測等提取該區(qū)域中包含的諸如線段或圓圈之類的測量目標(biāo)元素。具體地說，用戶通過鼠標(biāo)等指定矩形測量目標(biāo)區(qū)域，包含在該測量目標(biāo)區(qū)域中的測量目標(biāo)元素被自動提取并進(jìn)一步近似成圓弧或直線。在此，提取測量目標(biāo)元素CCl和CC2，而且提取的圓弧被近似成圓圈。而且，計算并選擇這些測量目標(biāo)元素CCl和CC2的各自的中心點。
[0307](平面測量工具)
[0308]接下來，工具被切換成平面測量工具，在平面測量工具按鈕531中選擇“2-點”按鈕，以測量測量目標(biāo)元素CCl和CC2的中心點之間的距離。測量結(jié)果被顯示在結(jié)果顯示區(qū)域510上。而且，可執(zhí)行多個測量處理。測量結(jié)果和數(shù)量被加至圖像顯示區(qū)域410上的每個測量處理，而且，與之對應(yīng)的標(biāo)號也被顯示在結(jié)果顯示區(qū)域510上。在該示例中，“2.兩個圓心之間16149.9552 μ m”被顯不出來。如上所述，向每個測量處理提供標(biāo)號有利于理解圖像顯示區(qū)域410和結(jié)果顯示區(qū)域510之間的對應(yīng)關(guān)系。而且，有關(guān)每個測量處理的顯示可用不同顏色進(jìn)行標(biāo)記，使得相同的顏色示出相同的測量處理。
[0309]利用用于提取圖像上的測量目標(biāo)元素的邊緣提取功能作為前述輔助工具524可導(dǎo)致形狀邊緣的自動檢測，以及節(jié)省了用戶進(jìn)行手動指定的勞動。這還可抑制各用戶間指定位置的變化。此外，在該功能中可通過利用高度圖像來檢測例如平面之間的交線和圓柱體的軸線，而且還借助于這些線來執(zhí)行平面測量。如上所述，可以使用不能僅僅通過觀測圖像實現(xiàn)的平面測量。
[0310]而且，由此獲取的計算結(jié)果除了顯示在結(jié)果顯示區(qū)域510上之外，可被疊加并顯示在圖像顯示區(qū)域上。例如，通過平面測量工具獲取的測量結(jié)果被疊加并顯示在高度圖像或觀測圖像上，而通過高度測量工具獲取的測量結(jié)果被疊加并顯示在輪廓圖上。如上所述，高度圖像和輪廓圖被顯示并同時進(jìn)行相互比較，而且測量結(jié)果被進(jìn)一步疊加各顯示，由此實現(xiàn)了具有更好的可視性的操作環(huán)境。
[0311](線粗糙度測量功能)
[0312]同時，圖30示出了用于執(zhí)行線粗糙度測量功能的線粗糙度測量屏幕528的示例。線粗糙度測量功能是用于針對通過在合成圖像ST或高度圖像上的任意位置繪制輪廓線PL并沿該輪廓線PL進(jìn)行截取截面而獲取的截面形狀線來測量各種線粗糙度參數(shù)的測量功能。對于線粗糙度參數(shù)，例如，可以使用由IS04287:1997 (JIS B0601:2001)標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)。
[0313](表面粗糙度測量功能)
[0314]圖31示出了用于執(zhí)行表面粗糙度測量功能的表面粗糙度測量屏幕529的示例。表面粗糙度測量功能是用于針對在合成圖像ST或高度圖像上指定的區(qū)域來測量表面特性(即，各種表面粗糙度參數(shù))的測量功能。對于表面粗糙度參數(shù)，例如，可以使用由IS025178標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)。
[0315](對比測量功能)
[0316]而且，圖32示出了用于執(zhí)行對比測量功能的對比測量屏幕540的示例。對比測量功能是這樣的測量功能:并排地布置合成圖像ST、高度圖像或觀測圖像中的兩個并顯示這些圖像，以便在比較沿同一線或不同線對兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行截取截面而獲取的截面形狀線的同時，執(zhí)行差異、截面積等的各種測量。在此，這兩個圖像中的被比較的一個被稱為對象的對比基準(zhǔn)圖像BI，以用作對比基準(zhǔn)，而另一個被稱為對比目標(biāo)圖像RI，以用作對比目標(biāo)。
[0317]而且，在執(zhí)行對比測量時，期望首先通過圖案匹配、邊緣檢測等將對比目標(biāo)圖像RI自動對齊至對比基準(zhǔn)圖像BI的位置。這可以有利于相應(yīng)區(qū)域之間的比較。這種圖案匹配等的執(zhí)行實現(xiàn)了對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI的各自數(shù)據(jù)之間的XY方向上的位置、旋轉(zhuǎn)位移(Θ )、高度方向(Z方向)上的位置等的自動對齊，從而實現(xiàn)了相應(yīng)位置之間的比較。對齊之后，在每個數(shù)據(jù)的相同位置上繪制輪廓線PL，由此允許比較對相同位置截取截面而獲取的截面形狀線，從而使得形狀的細(xì)微差異變得清晰。
[0318]作為對如上所述的各種分析和測量的準(zhǔn)備，可以通過使用三維圖像測量程序，執(zhí)行以下的圖像處理功能:用于將各種濾波器(求平均，中值，高斯，邊緣強(qiáng)調(diào)等)應(yīng)用至觀測圖像、合成圖像和高度圖像，指定作為測量基準(zhǔn)的平面(基準(zhǔn)平面)，以及去除/校正合成圖像的平面變形或大平面形狀(平面形狀校正)。雖然對獲取的數(shù)據(jù)的分析和測量并非總是需要這些準(zhǔn)備，但是優(yōu)選地在以更高精度及更好的可再現(xiàn)性執(zhí)行分析和測量的情況下實施它們。
[0319]雖然以上已經(jīng)基于通過組合高度圖像和觀測圖像而形成的三維合成圖像，描述了用于執(zhí)行各種測量的過程，但是在本發(fā)明中不僅可以對合成圖像執(zhí)行測量和分析，而且可以基于高度圖像的高度信息來對高度圖像執(zhí)行測量和分析。而且，雖然以上已經(jīng)描述了其中新高度圖像和觀測圖像被獲取并隨后被測量的示例，但是毫無疑問的是之前保存的高度圖像等可被三維圖像測量程序讀取并如上所述地被測量和分析。
[0320](基準(zhǔn)平面指定單元)
[0321]為了通過圖案匹配等執(zhí)行合成圖像和高度圖像的對齊，需要預(yù)先設(shè)置各個圖像的基準(zhǔn)平面。即，通過作為比較基準(zhǔn)的合成圖像數(shù)據(jù)和高度圖像數(shù)據(jù)以及作為比較目標(biāo)的合成圖像數(shù)據(jù)和高度圖像數(shù)據(jù)，來設(shè)置各個基準(zhǔn)平面，并且在假定這些是公共基準(zhǔn)平面的情況下執(zhí)行圖案匹配?；鶞?zhǔn)平面由基準(zhǔn)平面指定單元指定。
[0322]圖33和圖34示出了基準(zhǔn)平面指定單元的一個示例。當(dāng)三維圖像測量程序中指示了基準(zhǔn)平面的設(shè)置時，顯示圖33的基準(zhǔn)平面設(shè)置屏幕532。在該基準(zhǔn)平面設(shè)置屏幕532中，圖像顯示區(qū)域410被布置在左上部，而且合成圖像ST被顯示出來。而且，在合成圖像ST中沿十字形狀的縱向和橫向地布置輪廓線PL。具有沿縱向輪廓線VPL的截面形狀的縱向輪廓圖PIV被顯示在圖像顯示區(qū)域410的右側(cè)布置的縱向輪廓圖顯示區(qū)域514V中，而且具有沿橫向輪廓線HPL的截面形狀的橫向輪廓圖PIH被顯示在圖像顯示區(qū)域410的下側(cè)布置的橫向輪廓圖顯示區(qū)域514H中。當(dāng)輪廓線PL或合成圖像ST相對移動時,輪廓圖顯示區(qū)域514V和514H的顯示內(nèi)容根據(jù)移動后的輪廓線PL而分別更新至輪廓圖PIV和PIH。相應(yīng)地，用戶在檢查輪廓圖PIV和PIH的同時，選擇作為基準(zhǔn)平面的容易一般化并且盡量平坦的平面。
[0323]從圖33的基準(zhǔn)平面設(shè)置屏幕532右側(cè)的操作區(qū)域420中布置的基準(zhǔn)平面指定方法欄533，具體指定基準(zhǔn)平面。例如，當(dāng)基準(zhǔn)平面指定方法欄533中的區(qū)域設(shè)置單選按鈕534被選擇并且“指定區(qū)域”按鈕535被按下時，圖34的區(qū)域設(shè)置屏幕536被顯示出來。用戶從區(qū)域設(shè)置屏幕536指定期望作為針對合成圖像ST的基準(zhǔn)平面的區(qū)域。可通過圖34右側(cè)的操作區(qū)域420中布置的按鈕來選擇指定方法。例如，當(dāng)選擇“矩形”按鈕537時，利用鼠標(biāo)來指定對角線位置從而指定矩形區(qū)域。除此之外，可通過面積，或通過利用三點圓圈、兩點圓圈、橢圓、多邊形、自由線等的任意方法，來指定區(qū)域。而且，可通過利用諸如水平檢測、區(qū)域提取、閾值設(shè)置之類的方法的圖像處理來自動指定區(qū)域。當(dāng)將作為基準(zhǔn)平面的區(qū)域ROIl如上所述地被指定時，操作區(qū)域420下部中布置的“確定”按鈕538被按下。這確定所指定的區(qū)域為基準(zhǔn)平面。
[0324](根據(jù)圖案匹配的對齊)
[0325]接下來，作為自動對齊的一個方面，將描述圖案匹配的詳細(xì)過程。在此，將描述用于獲取作為對比基準(zhǔn)圖像BI的第一合成圖像以及作為對比目標(biāo)圖像RI的第二合成圖像，并通過圖案匹配來移動和旋轉(zhuǎn)圖像，從而將第二合成圖像與第一合成圖像進(jìn)行匹配的過程。
[0326]首先，讀取第一合成圖像，其具有通過拍攝對象而獲取的觀測圖像(紋理圖像)以及具有作為像素的高度方向(相對于成像平面的垂直方向)的值的高度圖像。隨后，第一合成圖像被顯示在顯示部分400上。
[0327]接下來，用戶在第一合成圖像上指定用于執(zhí)行圖案匹配的第一區(qū)域。在此指定的第一區(qū)域中的觀測圖像被存儲為對齊圖像。
[0328]接下來，讀取第二合成圖像，并從第二合成圖像的觀測圖像中搜索與對齊圖像的位置和角度匹配的位置和角度。隨后，第二合成圖像被仿射變換以使得第二合成圖像匹配對齊圖像的部分與已被取出的第一合成圖像的對齊圖像的部分相重疊。這就導(dǎo)致了在與成像平面平行的平面內(nèi)的對齊。[0329]而且，執(zhí)行高度方向上的對齊。在此，在第一合成圖像上指定第二區(qū)域。注意，第二區(qū)域可以不是新指定的，而且可以與第一區(qū)域相同。而且，可以不在第一合成圖像上而是在第二合成圖像上指定對齊區(qū)域。
[0330]而且，獲取第一合成圖像的第二區(qū)域內(nèi)的高度數(shù)據(jù)的平均值與通過圖案匹配進(jìn)行對齊之后的第二合成圖像的第二區(qū)域內(nèi)的高度數(shù)據(jù)的平均值之間的差值，而且第二合成圖像的高度圖像以所獲取的差值進(jìn)行偏移，使得第一合成圖像在高度方向上匹配第二合成圖像。這就導(dǎo)致了高度方向上的對齊(相對成像平面的垂直方向)。
[0331]在已經(jīng)讀取了第二合成圖像后，第二合成圖像的觀測圖像可被顯示出來，可在該圖像上指定與第一區(qū)域不同的第三區(qū)域，而且可以在第三區(qū)域中搜索與對齊圖像匹配的圖像。在這種情況下，第一測量數(shù)據(jù)和第二測量數(shù)據(jù)可以相同，而且可以有利地用于當(dāng)幾乎相同的形狀在相同的數(shù)據(jù)中時進(jìn)行形狀比較，或者用于一些其它目的。而且，當(dāng)形狀測量數(shù)據(jù)沒有觀測圖像時，可用高度圖像代替觀測圖像來執(zhí)行圖案匹配。而且，可從觀測圖像的照度或特征點自動地決定用于執(zhí)行圖案匹配的第一區(qū)域?？商鎿Q地，當(dāng)數(shù)據(jù)分別地具有表示針對每個像素的測量的可靠性的可靠性圖像時，可從可靠性圖像自動地決定用于執(zhí)行圖案匹配的第一區(qū)域。而且，可從可靠性圖像和觀測圖像兩者來自動地決定用于執(zhí)行圖案匹配的第一區(qū)域。此外，在獲取用于高度方向上的對齊的第三區(qū)域中高度圖像的平均值時，僅僅從這些圖像中選出在第一合成圖像的可靠性圖像和第二合成圖像的可靠性圖像兩者中具有高測量可靠性的像素，以獲取平均值。
[0332](使用邊緣檢測的方法)
[0333]在前面，已經(jīng)描述了用于利用圖案匹配進(jìn)行自動對齊的過程。然而，自動對齊并不限于圖案匹配，其它方法也可在適當(dāng)時使用。作為一個示例，下面將描述采用邊緣檢測的自動定位方法。
[0334]首先，讀取第一合成圖像，其具有通過拍攝對象而獲取的觀測圖像(紋理圖像)以及作為像素的具有高度方向(相對于成像平面的垂直方向)上的值的高度圖像。接下來，第一合成圖像的圖像被顯示在屏幕上。隨后，用戶在圖像上指定一個或多個邊緣檢測區(qū)域。在所有邊緣檢測區(qū)域中從觀測圖像檢測出邊緣，并存儲各個位置和角度。進(jìn)而，讀取第二合成圖像，并且在所有上述指定的邊緣檢測區(qū)域中從觀測圖像檢測邊緣。第二合成圖像然后被仿射變換以具有這樣的位置和角度:其使得從第二合成圖像檢測到的邊緣與從第一合成圖像檢測到的邊緣之間的匹配最大化。這就導(dǎo)致了與成像平面平行的平面內(nèi)的對齊。在此，在圖像上指定用于執(zhí)行高度方向上的對齊的第一區(qū)域。
[0335]接下來，獲取第一合成圖像的第一區(qū)域中的高度數(shù)據(jù)的平均值與通過邊緣檢測進(jìn)行對齊之后的第二合成圖像的第一區(qū)域中的高度數(shù)據(jù)的平均值之間的差值，而且第二合成圖像的高度圖像以所獲取的差值進(jìn)行偏移，使得第一合成圖像在高度方向上匹配第二合成圖像。這就導(dǎo)致了高度方向上的對齊(相對成像平面的垂直方向)。應(yīng)該注意的是，可在每個邊緣檢測區(qū)域中獲取邊緣檢測率，而且檢測率不大于特定值的邊緣不能被用于對齊。而且，當(dāng)形狀測量數(shù)據(jù)沒有觀測圖像時，可用高度圖像代替觀測圖像來執(zhí)行邊緣檢測。而且，可從觀測圖像的特征點自動地決定邊緣檢測區(qū)域。此外，在獲取用于高度方向上的對齊的第三區(qū)域中高度圖像的平均值時，僅僅從這些圖像中選出在第一合成圖像的可靠性圖像和第二合成圖像的可靠性圖像兩者中具有高測量可靠性的像素，以獲取平均值。[0336]在上述示例中，已經(jīng)描述了用于將第一合成圖像用作對比基準(zhǔn)圖像BI并將第二合成圖像用作對比目標(biāo)圖像RI，并通過圖案匹配或邊緣檢測來移動和旋轉(zhuǎn)圖像以將第二合成圖像與第一合成圖像匹配的過程。毫無疑問，可以與前述相反的是，第二合成圖像(對比目標(biāo)圖像RI)側(cè)被固定，而第一合成圖像(對比基準(zhǔn)圖像BI)側(cè)被移動和旋轉(zhuǎn)。還可以單獨地或者組合地使用高度圖像和觀測圖像，而不是使用合成圖像。而且，第一合成圖像和第二合成圖像都可以通過由三維圖像測量程序讀取之前拍攝的合成圖像數(shù)據(jù)來獲取，而不是重新獲取。
[0337](對比測量的細(xì)節(jié))
[0338]如上所述，執(zhí)行對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI之間的對齊，可有助于在對比測量中對這兩個圖像的相應(yīng)區(qū)域的測量。在此將根據(jù)圖32等來描述對比測量的細(xì)節(jié)。在該圖所示的對比測量屏幕540中，用于顯示高度圖像和觀測圖像的圖像顯示區(qū)域410被布置在中間。在其右側(cè)提供了用于執(zhí)行各種操作的操作區(qū)域420，并且在其左側(cè)提供了用于顯示測量結(jié)果的結(jié)果顯示區(qū)域510。而且，在圖像顯示區(qū)域410的上部部分中，分別提供了用于顯示對比基準(zhǔn)圖像BI的對比基準(zhǔn)圖像顯示區(qū)域542以及用于顯示對比目標(biāo)圖像RI的對比目標(biāo)圖像顯示區(qū)域543。在其下部部分中，用于顯示與圖像顯示區(qū)域410中的設(shè)置的輪廓線PL相對應(yīng)的輪廓圖PI的輪廓圖顯示區(qū)域514被顯示出來。圖32的示例示出了其中右偵_對比目標(biāo)圖像RI已經(jīng)被對齊單元215對齊而使得其姿態(tài)與左側(cè)的對比基準(zhǔn)圖像BI的姿態(tài)相匹配的狀態(tài)。
[0339](放大率連動功能)
[0340]可以在成像單元100的放大率或者數(shù)字縮放性能的范圍內(nèi)自由地改變圖像顯示區(qū)域410上顯示的圖像的放大率。而且，圖1所示的測量顯微鏡裝置配置有放大率連動單元216，而且當(dāng)對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI之一的顯示放大率變化時，另一圖像的顯示放大率可類似地跟著上述改變而改變。因此，可以在處于對齊狀態(tài)的同時恒定地以相同放大率顯示這兩個圖像，這對于對比觀測是很有用的。而且，放大率連動功能可切換成開/關(guān)，而且通過將該功能帶入關(guān)閉狀態(tài)，可以分別設(shè)置每個圖像的放大率，從而有利于根據(jù)應(yīng)用在連動與不連動之間進(jìn)行切換。
[0341](顯示位置連動功能)
[0342]而且，圖像顯示區(qū)域410上顯示的圖像的顯示位置可變成任意位置或姿態(tài)。例如，通過在圖像顯示區(qū)域410中拖曳鼠標(biāo)光標(biāo)，XY-平面可移動至任意位置。而且，對于諸如合成圖像ST或高度圖像之類的三維圖像，其姿態(tài)和視點可通過鼠標(biāo)拖曳來改變。測量顯微鏡裝置還配置有顯示位置連動單元217。當(dāng)對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI之一的的顯示位置變化時，顯示位置連動單元217可使得另一圖像的顯示位置自動地跟著上述改變而改變。相應(yīng)地，即使一個圖像的顯示位置改變，同樣的區(qū)域可恒定地顯示在另一圖像上，這對于對比觀測是很有用的。而且，顯示位置連動功能還可切換成開/關(guān)，而且通過將該功能帶入關(guān)閉狀態(tài)，可以分別設(shè)置每個圖像的顯示位置，從而有利于根據(jù)應(yīng)用在連動與不連動之間進(jìn)行切換。
[0343](透明度調(diào)節(jié)功能)
[0344]還可以在圖像顯示區(qū)域410上疊加并顯示對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI。這時，這兩個圖像或者其中一個圖像被半透明地顯示，而且提供了用于改變圖像的透明度的透明度調(diào)節(jié)功能，從而允許圖像之一被著重顯示，由此有利于視覺檢查圖像之間的差異。而且，這不僅可以使差異清晰，而且可以使不充分的對齊的情況下的位移清晰，以便手動地精細(xì)調(diào)節(jié)對齊。
[0345](線連動切換功能)
[0346]而且，在對比測量中，在對比基準(zhǔn)和對比目標(biāo)的各自的數(shù)據(jù)上繪制的輪廓線PL可以在布置在相同位置中的連動狀態(tài)與可布置在不同位置中的不連動狀態(tài)之間切換。作為用于在連動和不連動或者同步或不同步之間切換的線連動切換單元的一個方面，布置在操作區(qū)域420的中間部分的“輪廓線連動”欄544被布置在圖32的對比測量屏幕540中。通過在該“輪廓線連動”欄544中放置一個復(fù)選標(biāo)記來連動輪廓線PL，而且通過清除復(fù)選標(biāo)記來清除輪廓線PL的連動。
[0347]圖35示出了其中輪廓線PL彼此連動的對比測量屏幕540的示例，圖36示出了其中輪廓線PL沒有彼此連動的對比測量屏幕540的示例。當(dāng)線連動切換功能被打開以使得輪廓線PL連動時，對齊單元215通過圖案匹配等預(yù)先對齊對比基準(zhǔn)圖像和對比目標(biāo)圖像的各自的數(shù)據(jù)，由此實現(xiàn)各相應(yīng)區(qū)域之間的截面形狀的比較。例如，在圖35的輪廓圖顯示區(qū)域514中，通過疊加并顯示分別在對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI中獲取的輪廓圖，它們之間的差異可變的清晰。另一方面，當(dāng)線連動切換功能被關(guān)閉以使得輪廓線不連動時，例如，在相同圖案形狀重復(fù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)上的情況下，在對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI各自的數(shù)據(jù)上分別地指定不同位置，從而實現(xiàn)不同部分之間的橫截面的比較。
[0348]毫無疑問，在對比測量中，除了對對比基準(zhǔn)圖像和對比目標(biāo)圖像都進(jìn)行拍攝之外，還可以預(yù)先拍攝并保存一個圖像或這兩個圖像，并在對比測量時通過讓三維圖像測量程序?qū)υ搱D像進(jìn)行讀取來使用該圖像。
[0349]在本說明書中，所使用的對比基準(zhǔn)圖像和對比目標(biāo)圖像的含義包括高度圖像、觀測圖像或通過組合高度圖像和觀測圖像而形成的三維合成圖像。
[0350](輪廓圖著色功能)
[0351]而且，在對比測量時，如上所述，三維高度圖像和合成圖像可被立體地顯示出來。例如，如圖37所示，在圖像顯示區(qū)域410中，作為對比基準(zhǔn)圖像BI的高度圖像SH被顯示在左側(cè)，而作為對比目標(biāo)圖像RI的高度圖像SH被顯示在右側(cè)，其均以用不同顏色對每個具體高度進(jìn)行標(biāo)記的等高線的形式進(jìn)行顯示。通過自動對齊功能已經(jīng)將對比目標(biāo)圖像RI對齊成與對比基準(zhǔn)圖像BI具有相同的姿態(tài)，并且它們被并排顯示。在這個狀態(tài)下，線連動切換單元打開，以將輪廓線PL布置在共同位置。而且，對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI的輪廓圖PI被疊加并顯示在圖像顯示區(qū)域410的下部上的輪廓圖顯示區(qū)域514上。這時，優(yōu)選地，在不同方面顯示各個輪廓圖PI以使得能區(qū)分對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI。在圖37的示例中，通過上述輪廓圖著色功能將對比基準(zhǔn)圖像BI的輪廓圖PI以淡藍(lán)色顯示，將對比目標(biāo)圖像RI的輪廓圖PI以黃色顯示。由此可以檢查各輪廓圖PI之間的差異。
[0352](差異突出功能)
[0353]差異區(qū)域還可被著色以有利于差異的視覺把握。這種差異突出功能自動地計算差異區(qū)域，并且在不同于其它區(qū)域的方面中突出該區(qū)域。而且，在這些差異中，增加和減小的差異可以不同形式突出。在圖37的示例中，利用被當(dāng)作基準(zhǔn)的對比基準(zhǔn)圖像BI，增加和減小被分別著色并顯示成紅色和紫色。[0354](輪廓平面顯示功能)
[0355]還可以將圖像顯示區(qū)域410的顯示切從高度圖像SH切換成合成圖像ST。圖38示出了其中圖37的高度圖像SH已經(jīng)被切換至合成圖像ST的狀態(tài)。合成圖像ST可以被顯示成旋轉(zhuǎn)以具有任意姿態(tài)或角度。而且，這時，通過沿輪廓線PL截取合成圖像ST的截面而獲取的橫截面的輪廓形狀可被立體地顯示。這樣的輪廓平面顯示功能不是如圖37所示地通過簡單地在高度圖像顯示區(qū)域513上疊加并顯示沿輪廓線PL的輪廓形狀，而是如圖38所示地通過直接在合成圖像顯示區(qū)域512上顯示作為橫截面的沿輪廓線PL的輪廓形狀，以使橫截面的狀態(tài)變得更可視地顯示。在圖38的示例中，通過旋轉(zhuǎn)合成圖像ST，圖37中已經(jīng)設(shè)置的沿輪廓線PL的輪廓形狀以容易查看的姿態(tài)被顯示出來。如上所述，可以將三維圖像數(shù)據(jù)的顯示改變成具有任意姿態(tài)或角度，從而有利于在其檢查操作中從各種姿態(tài)檢查并把握輪廓形狀。
[0356]還可以通過拖曳在輪廓線PL的兩端處顯示的點PT中的一個點來延展或縮短輪廓線PL，或者可以將輪廓線PL改變至合成圖像顯示區(qū)域512上(或圖37的高度圖像顯示區(qū)域513上)的任意位置。根據(jù)輪廓線PL的改變，輪廓圖PI在下部部分的輪廓圖顯示區(qū)域514的顯示內(nèi)容實時地更新。而且，圖像顯示區(qū)域410的左側(cè)上布置的結(jié)果顯示區(qū)域510上的測量結(jié)果類似地更新。而且，當(dāng)已經(jīng)打開線連動切換單元時，根據(jù)一個合成圖像ST(或高度圖像)的輪廓線PL的改變，另一合成圖像ST上的輪廓線PL的位置等也跟著上述變化而變化。此外，雖然以上已經(jīng)示出了其中在圖像顯示區(qū)域410的右邊和左邊顯示合成圖像ST或高度圖像的示例，但是本發(fā)明并非必然限于該方面?？梢燥@示任意組合的圖像類型，例如，合成圖像可被顯示在一側(cè)而且高度圖像或者觀測圖像可被顯示在另一側(cè)。
[0357](用于對比測量的過程)
[0358]在此，圖39的流程圖中示出了用于根據(jù)輪廓圖PI執(zhí)行測量的過程，作為用于執(zhí)行對比測量的過程的一個示例。在此假設(shè)，已經(jīng)預(yù)先激活了三維圖像測量程序。首先，在步驟S3901指定對比基準(zhǔn)圖像BI。在此，用戶指定并打開合成圖像數(shù)據(jù)的文件以作為比較基準(zhǔn)。接下來，在步驟S3902指示對比測量的啟動。例如，在圖46所示的用于三維圖像測量程序的功能指導(dǎo)606中按下“對比測量”按鈕607。由此，屏幕轉(zhuǎn)換至對比測量屏幕(步驟S3903)。即，圖32所示的三維圖像測量程序等被激活。此外，可以通過按下三維圖像測量程序的工具欄上布置的“至觀測應(yīng)用”按鈕451來轉(zhuǎn)至測量顯微鏡裝置操作程序。
[0359]接下來，在步驟S3904，指定對比目標(biāo)圖像RI，并對其執(zhí)行對齊處理。在此，之前拍攝并保存的對比目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)被讀取。可替換地，測量顯微鏡裝置操作程序拍攝的對比目標(biāo)圖像可被傳遞至三維圖像測量程序。例如，當(dāng)在通過前述測量顯微鏡裝置測量對比目標(biāo)圖像之后按下圖25所示的“由分析應(yīng)用打開”按鈕485時，當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)可被傳遞給三維圖像測量程序，并隨后被指定為對比目標(biāo)圖像RI。
[0360]在接下來的步驟S3905，對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI被并排布置并顯示在圖像顯示區(qū)域410上。隨后，在步驟S3906，輪廓線PL被布置在對比基準(zhǔn)圖像BI或?qū)Ρ饶繕?biāo)圖像RI上。而且，在步驟S3907，對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI的輪廓圖PI被疊加并顯示在輪廓圖顯示區(qū)域514。接下來，在步驟S3908，對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI的各輪廓圖PI之間的位置關(guān)系在必要時可被精細(xì)調(diào)節(jié)。隨后，在步驟S3909，對輪廓圖PI執(zhí)行任意測量。最終，在步驟S3910，確定是否向另一位置添加輪廓線PL。在不添加的情況下，對比測量完成，而在添加的情況下，處理回到步驟S3906以重復(fù)處理。如上所述地執(zhí)行對比測量。
[0361]而且，圖40的流程圖示出了圖39的步驟S3904中的指定對比目標(biāo)圖像RI并執(zhí)行對齊處理的步驟的細(xì)節(jié)。首先，屏幕轉(zhuǎn)換至用于選擇對比目標(biāo)圖像RI并執(zhí)行對齊的屏幕(步驟S4001)。隨后，從該屏幕，指定對比目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)(步驟S4002)。由此，對比目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)被讀入三維圖像測量程序(步驟S4003)。接下來，對比基準(zhǔn)圖像BI和對比目標(biāo)圖像RI的觀測圖像被疊加并顯示在圖像顯示區(qū)域410上(步驟S4004)。當(dāng)圖像被對齊時，對齊處理完成，而且當(dāng)它們沒有被對齊時，選擇是否將自動地執(zhí)行對齊(步驟S4006)。在手動執(zhí)行對齊的情況下，處理進(jìn)入步驟S4008，在自動地執(zhí)行對齊的情況下，在步驟S4007中執(zhí)行用于執(zhí)行自動對齊的預(yù)定區(qū)域指定處理，隨后處理回到步驟S4004。另一方面，在手動執(zhí)行對齊的情況下，在步驟S4008，用于手動對齊的⑶I屏幕被顯示出來(步驟S4008)。隨后，用戶通過數(shù)值或按鈕操作指定XYZ方向和Θ-方向中的每個方向上的移動量(步驟S4009)。在完成以后，處理按照與前面相同的方式回到步驟S4004。如上所述，執(zhí)行了對比目標(biāo)圖像RI的指定和對齊。
[0362]而且，圖41的流程圖示出了圖40的步驟S4007中用于自動對齊的區(qū)域指定處理的細(xì)節(jié)。該示例示出了通過圖案匹配來自動對齊的示例。首先，屏幕轉(zhuǎn)換至區(qū)域指定屏幕，而且對比基準(zhǔn)圖像BI被顯示(步驟S4101)。接下來，在對比基準(zhǔn)圖像BI上指定用于執(zhí)行圖案匹配的區(qū)域(步驟S4102)，而且指示自動對齊的執(zhí)行(步驟S4103)。相應(yīng)地，利用觀測圖像通過三維圖像測量程序來執(zhí)行圖案匹配，而且針對XY方向和旋轉(zhuǎn)角度Θ執(zhí)行對齊(步驟S4104)。接下來，為了使高度圖像在高度方向上的平均值相等，在高度方向上進(jìn)行偏移移動(步驟S4105)。如上所述，執(zhí)行用于自動對齊的區(qū)域指定處理。
[0363](模板)
[0364]接下來，將描述模板產(chǎn)生功能。隨著制造所需的精度和復(fù)雜度的增大，現(xiàn)如今在越來越多的情況中，簡單地放大并觀測諸如組件之類的對象的狀態(tài)、保存圖像并執(zhí)行各種二維尺寸測量已經(jīng)不夠了。僅僅出于執(zhí)行簡單的觀測或二維尺寸測量的目的，用戶用眼睛查看對象所使用的立體顯微鏡至今經(jīng)常被使用，但是近年來已經(jīng)開始廣泛使用所謂的數(shù)字顯微鏡，其中對象的圖像被相機(jī)而不是眼睛拍攝，并且圖像被顯示在顯示部分400以對其進(jìn)行有效觀測、保存和尺寸測量。
[0365]另一方面，在僅僅執(zhí)行二維尺寸測量是不夠的情況下，已經(jīng)提出了、并投入使用、且實際地使用了各種接觸式或非接觸式三維測量裝置。然而，與顯微鏡和數(shù)字顯微鏡的操作方法相比，用于這些裝置的操作方法相對較難，而且它們中的很多都要求用戶具有一定水平的技能。對于不熟悉三維測量的用戶，就獲取對象的合成圖像并執(zhí)行期望的分析和尺寸測量來創(chuàng)建作為最終輸出的報告而言，執(zhí)行操作的容易程度以及精確程度是很重要的。具體地，在多次測量相同類型的對象的情況下，能夠精確地重復(fù)相同測量也是很重要的。
[0366]鑒于上述背景，提供了這樣的模板產(chǎn)生功能:將已經(jīng)執(zhí)行過一次的用于獲取數(shù)據(jù)并執(zhí)行分析和尺寸測量的流程記錄為“模板數(shù)據(jù)”以創(chuàng)建報告并執(zhí)行自動再現(xiàn)。由此，可以在多次測量相同類型的對象的情況下，將由于手動操作而產(chǎn)生的錯誤減少至最少，同時極大地減少人力，從而容易地并重復(fù)地執(zhí)行精確的分析。將根據(jù)圖1的框圖來描述配置有模板產(chǎn)生功能的測量顯微鏡裝置。[0367](模板產(chǎn)生單元218)
[0368]如上所述，圖1所示的控制單元200配置有作為臨時存儲區(qū)域的工作存儲器230、CPU210和存儲裝置240。工作存儲器230起到用于臨時保存在成像單元100拍攝測量圖像時已經(jīng)針對高度圖像設(shè)置的測量-圖像成像條件的臨時存儲區(qū)域的功能。RAM等可有利地用做這樣的工作存儲器230。而且，CPU210起到模板產(chǎn)生單元218的作用，用于對保存在工作存儲器230中的測量-圖像成像條件作為模板進(jìn)行保存。而且，存儲裝置240起到模板存儲單元的功能，用于保存模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生的模板。
[0369]模板產(chǎn)生單元將由測量工具指定單元指定的平面測量工具和高度測量工具、由對齊圖像登記單元登記的對齊圖像、以及相對位置存儲單元中存儲的相對位置信息保存為模板。
[0370]例如，通過用戶以期望的定時輸入保存模板的指令，可執(zhí)行在模板存儲單元中保存模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生的模板的操作。例如，當(dāng)通過在測量顯微鏡裝置操作程序或三維圖像測量程序的屏幕按下“保存為模板”按鈕、或者通過一些其它方式來執(zhí)行模板保存命令時，顯示用于保存模板的對話框，并以期望的名稱保存?？商鎿Q地，控制單元200可自動地以預(yù)定定時暫時地或者永久地保存模板。例如，在每個特定時間段內(nèi)，在那之前的操作可被暫時登記為模板，或者可以以保存時的日期和時間的模板文件名稱保存至作為模板存儲單元的存儲裝置240中。
[0371]為了使得模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生模板，例如，拍攝測量圖像時的測量-圖像成像條件被預(yù)先保存至作為臨時保存區(qū)域的工作存儲器230中。隨后，當(dāng)發(fā)出保存模板的命令時，模板產(chǎn)生單元218讀取當(dāng)時保存在工作存儲器中的測量-圖像成像條件，以產(chǎn)生模板并將其保存至存儲裝置240。例如，當(dāng)用戶期望將當(dāng)前顯示在顯示部分400中的對象的模板高度圖像SH保存為模板，并按下“保存為模板”按鈕時，拍攝作為高度圖像SH的基礎(chǔ)的測量圖像時的測量-圖像成像條件被創(chuàng)建為模板并被保存。當(dāng)用戶在以后的日子期望根據(jù)相同測量-圖像成像條件獲取類似對象的高度圖像時，用戶通過使用下面將要提及的模板調(diào)用單元219來選擇所保存的模板。這就導(dǎo)致測量顯微鏡裝置自動地設(shè)置在所選模板中保存的測量-圖像成像條件下，由此用戶可獲取相同條件下的測量圖像。
[0372]而且，在保存模板時，在對齊圖像用作基準(zhǔn)的情況下，平面測量工具和高度測量工具的相對位置被保存。即，相對位置存儲單元存儲針對對齊圖像的平面測量工具的平面方向的相對位置信息以及針對對齊圖像的高度測量工具的平面方向和高度方向的相對位置信息。相應(yīng)地，通過將對齊圖像的位置用作線索，還可針對新輸入的圖像，再現(xiàn)已經(jīng)執(zhí)行了測量處理的測量目標(biāo)區(qū)域或從該測量目標(biāo)區(qū)域中提取出來的測量目標(biāo)元素的相對位置信息。雖然在將對齊圖像當(dāng)作基準(zhǔn)的情況下描述了用于再現(xiàn)平面測量工具和高度測量工具的相對位置的方法，但是用于指定平面測量工具和高度測量工具的位置的方法并不限于該方法。例如，通過利用已經(jīng)根據(jù)高度測量工具指定的基準(zhǔn)檢測出來的元素的位置(位置本身)作為基準(zhǔn)，可再現(xiàn)另一高度測量工具或平面測量工具的位置。
[0373](模板調(diào)用單元219)
[0374]還可提供模板調(diào)用單元219。模板調(diào)用單元219是用于提示用戶從模板存儲單元中保存的一個或多個模板中選擇期望模板的單元。而且，模板調(diào)用單元通過借助于所選模板中保存的對齊圖像對新獲取的高度圖像執(zhí)行平面方向上的對齊，從而決定平面測量工具和高度測量工具在平面方向上的布置位置，或者通過借助于對齊圖像執(zhí)行高度方向上的對齊，從而決定高度測量工具在高度方向上的布置位置。當(dāng)模板被模板調(diào)用單元219選擇時，可以將測量光投射單元設(shè)置在所選模板中包含的測量-圖像成像條件下。利用這樣的配置，當(dāng)獲取了高度圖像時，測量-圖像成像條件可被保存為模板(而不是保存高度圖像和測量圖像本身)，而且可在下一次獲取時被調(diào)用和使用，由此極其有利于用于設(shè)置相同測量-圖像成像條件的操作。
[0375](測量-圖像成像條件)
[0376]模板產(chǎn)生單元218將測量-圖像成像條件保持為模板。測量-圖像成像條件的示例可包括在測量光投射單元拍攝對象時第一測量光投射單元和第二測量光投射單元之一或兩者的使用或者不使用，測量圖像的亮度、以及對象的姿態(tài)(例如，鏡臺140的XYZ-坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度、以及傾斜角度)。通過讓模板產(chǎn)生單元218預(yù)先登記這些條件的全部或一部分作為模板，在以后的日子里測量另一對象時可調(diào)用并重新使用該模板，由此減少每次設(shè)置測量-圖像成像條件的煩人的勞動。具體地，沒有必要存儲或者記載組成測量-圖像成像條件的每個具體測量-圖像成像參數(shù)，也沒有必要在參考每個參數(shù)時分別對其進(jìn)行重新設(shè)置，而且可以避免設(shè)置錯誤以及精確地再現(xiàn)預(yù)先拍攝測量圖像時的條件，由此由于節(jié)省了勞動力并防止了測量錯誤而極其有助于提高可靠性。具體地，由于進(jìn)行了這樣的配置，其中拍攝觀測圖像以及傳統(tǒng)的大尺寸高度圖像時照明光的方向已經(jīng)被一定程度地決定或者從所有方向向圖像施加照明，所以即使未發(fā)現(xiàn)照明光的成像條件，拍攝類似的圖像也不是那么困難。與之相反，對于基于三角測量獲取的高度圖像，所獲取的高度圖像的印象隨著測量光的條件而顯著改變。為此，當(dāng)在以后的日子里試圖通過僅僅依靠所獲取的高度圖像來拍攝具有類似可視性的高度圖像時，設(shè)置測量-圖像成像條件是極其困難的。具體地，很重要的是預(yù)先保存與測量光投射單元的方向和角度有關(guān)的條件，例如第一測量光投射單元和第二測量光投射單元之間的差異(即，測量光進(jìn)行投射的方向)以及對象的姿態(tài)。另一方面，在拍攝時，用戶通過在以各種方式改變條件的同時進(jìn)行試錯來搜索最佳成像條件，以獲取期望圖像，由此為了在每次成像條件變化時記錄成像條件而進(jìn)行記載，而且操作由于需要記錄的各種項(例如，測量光的角度和光量以及鏡臺140的XYZ-坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度和傾斜角度)而變得極其復(fù)雜。而且，在做記載時可能發(fā)生錯誤，或者，為了在往后的日子里測量而保存并管理記載的操作也變得很麻煩。為了降低這種復(fù)雜性，那時以用戶指定的定時將在那時獲取的測量圖像的成像條件自動地寫入并保存為參數(shù)，由此實現(xiàn)了該操作的極大簡化。
[0377](觀測-圖像成像條件)
[0378]而且，模板產(chǎn)生單元218不僅可在模板中包括測量-圖像成像條件而且可在模板中包括觀測-圖像成像條件。即，成像單元100拍攝對象的觀測圖像時的觀測-圖像成像條件(該對象是與被保存為模板的與高度圖像相關(guān)的測量-圖像成像條件相同的對象)可包含在相同模板中。按照這樣的方式，不僅可存儲測量-圖像成像條件，而且可存儲針對相同對象的觀測圖像的觀測-圖像成像條件，以便在利用觀測圖像和高度圖像兩者的測量操作中進(jìn)一步節(jié)省勞動。
[0379]例如，這種觀測-圖像成像條件的示例可包括在通過觀測照明光源拍攝對象時的照明光的光量、焦點位置和、照明光的類型。這實現(xiàn)了很容易一致的觀測-圖像成像條件下的重復(fù)測量。而且，根據(jù)模板中保存的成像條件，也可精確地再現(xiàn)通過將作為紋理圖像的觀測圖像粘貼至高度圖像的表面而形成的三維合成圖像。
[0380](測量條件)
[0381]此外，在模板產(chǎn)生單元218中，模板中保存的信息并不限于成像條件，而是可以包括與對所獲取的高度圖像和觀測圖像或者這些圖像的合成圖像執(zhí)行的各種測量有關(guān)的測量條件。因此，不僅可以獲取高度圖像，而且可以存儲對高度圖像執(zhí)行的測量處理，由此進(jìn)一步節(jié)省測量操作中的勞動。具體地，在自動地對高度圖像執(zhí)行三維對齊之后能夠再現(xiàn)測量，給出了這樣的優(yōu)勢，即，消除了復(fù)雜而麻煩的對齊和調(diào)節(jié)操作并極其有利于進(jìn)行測量操作。
[0382]而且，在這種情況下，與前述類似，在測量單元214對顯示在顯示部分400上的對象的高度圖像執(zhí)行測量處理時，與每個測量處理有關(guān)的測量條件被暫時保存在工作存儲器中，而模板產(chǎn)生單元218接收保存模板的命令并且將工作存儲器中保持的測量條件保存為模板。而且，通過將成像條件和測量條件保存在相同模板中，從使對象成像到測量的一系列操作可自動化，由此可以預(yù)期節(jié)省大量的勞動。例如，在測量單元214對顯示部分400上顯示的高度圖像和合成圖像ST執(zhí)行了各種測量之后，這些圖像被保存為模板，從而可以將到目前為止執(zhí)行的操作(即，用于獲取高度圖像和觀測圖像的條件、對每個圖像執(zhí)行的測量項目的指定以及用于執(zhí)行該測量的位置和區(qū)域等)保存為模板。因此，可以利用完全相同的測量條件實現(xiàn)從成像條件的設(shè)置到圖像的測量條件的設(shè)置的自動化。
[0383]模板中保存的測量條件是測量單元214可執(zhí)行的各種測量處理中的條件。測量單元214可執(zhí)行的測量處理的示例包括:輪廓測量，其用于針對通過沿指定的線截取截面獲取的截面形狀線來測量高度、寬度、角度、圓圈間的距離、圓弧、以及截面面積中的任意一個；平均段差測量，其用于測量指定的區(qū)域與另一區(qū)域之間的平均高度的差異；體積/面積測量，其用于測量指定的區(qū)域的體積或面積；平面測量，其用于測量指定位置之間的距離、角度、圓圈直徑、圓圈半徑、或圓心之間的距離，以及用于測量計數(shù)；線粗糙度測量，其用于針對通過沿指定的線進(jìn)行截取截面而獲取的截面形狀線，測量線粗糙度的參數(shù)；表面粗糙度測量，其用于針對指定的區(qū)域測量表面粗糙度的參數(shù)；以及對比測量，其用于針對兩個或更多圖像比較沿指定的線進(jìn)行截取截面而獲取的截面形狀線，以測量差異或截面面積。執(zhí)行這些測量時指定的位置和條件可作為測量條件保存在模板中。而且，各種圖像處理(濾波器)和作為上述各種測量的預(yù)備而實施的基準(zhǔn)平面設(shè)置的信息也可一起保存在模板中。如上所述，用于具有高度信息的高度圖像的測量操作可自動化，從而進(jìn)一步有助于在測量操作中節(jié)省勞動力。例如，可以自動地執(zhí)行諸如計算對象上指定的兩個預(yù)定位置之間的高度或傾斜角度之間的差異以及計算指定的區(qū)域的面積或體積之類的處理。
[0384](模板圖像)
[0385]而且，不僅成像條件，而且在該成像條件下獲取的測量圖像以及基于該測量圖像產(chǎn)生的高度圖像、觀測圖像或合成圖像均可以關(guān)聯(lián)為模板圖像。隨后，在模板調(diào)用單元219選擇模板時，與每個模板相關(guān)聯(lián)的模板圖像被顯示為縮略圖，從而可以有助于利用圖像作為線索來選擇期望的模板。具體地，當(dāng)保存了大量模板時，可以有助于在多個模板中視覺上把握期望模板。
[0386]當(dāng)在模板存儲單元中保存模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生的模板時，作為模板的基礎(chǔ)并且在模板指定的測量-圖像成像條件下拍攝的測量圖像或高度圖像，或在觀測-圖像成像條件下拍攝的觀測圖像，被關(guān)聯(lián)為模板圖像。而且，模板調(diào)用單元219優(yōu)選以可列示的方式分別與多個模板相關(guān)聯(lián)地構(gòu)成模板圖像。相應(yīng)地，由于在選擇模板時顯示了作為模板的基礎(chǔ)的高度圖像等，因此可利用用作線索的該高度圖像來選擇模板，從而有助于執(zhí)行選擇期望模板的操作，尤其是在登記了大量模板的情況下。通過如上所述地在模板中預(yù)先存儲與成像和測量有關(guān)的參數(shù)，可以很容易地并且精確地再現(xiàn)與相同條件下的高度圖像有關(guān)的測量-圖像成像條件。
[0387](報告創(chuàng)建功能)
[0388]還可以提供報告創(chuàng)建單元222。報告創(chuàng)建單元222自動地創(chuàng)建將高度圖像與測量單元214對高度圖像執(zhí)行的測量處理的測量結(jié)果一起顯示的報告。而且，模板產(chǎn)生單元218可包括用于報告創(chuàng)建單元222在模板中創(chuàng)建報告的報告創(chuàng)建條件。因此，預(yù)定的測量處理作為模板被執(zhí)行，而且測量處理的結(jié)果被顯示為報告，由此提供在測量結(jié)果的可列示性方面也極佳的測量環(huán)境。圖42示出了創(chuàng)建的報告的一個示例。該報告RP除了被顯示在顯示部分400上外，還可被打印并保存為數(shù)據(jù)。
[0389](報告的縮小圖像)
[0390]而且，報告的縮小圖像可代替模板圖像而用作用于選擇模板的索引。例如，模板調(diào)用單元219可針對一個或多個模板列出通過縮小每個模板中包含的報告而獲取的縮小圖像作為縮略圖。隨后，讓用戶選擇縮略圖，由此用戶可選擇與該縮略圖報告相對應(yīng)的模板。相應(yīng)地，在從模板調(diào)用單元219選擇多個模板中的任何模板時，可利用報告的縮小圖像作為線索來選擇期望模板，從而每個模板的特征可被視覺地顯示給用戶以方便選擇。
[0391]圖43的圖像示圖中示出了模板調(diào)用單元219的一個示例。在該示例中，每個模板中登記的報告的縮小圖像在模板調(diào)用屏幕550中被顯示為縮略圖。這允許用戶可視地檢查過去執(zhí)行的測量的狀態(tài)，并由此容易地搜索期望選擇的模板。而且，模板圖像可用作縮略圖以代替上述報告的縮小圖像。
[0392](對齊圖像登記單元223)
[0393]而且，三維圖像測量程序還可配置有對齊圖像登記單元223。對齊圖像登記單元223是這樣的材料，其用于在模板存儲單元中保存該模板時，將模板中的預(yù)定區(qū)域登記為為模板產(chǎn)生單元218產(chǎn)生的模板的基礎(chǔ)的對齊圖像。這就實現(xiàn)了在利用模板時在新輸入的圖像上指定與保存在模板中的位置相對應(yīng)的位置。
[0394]當(dāng)模板調(diào)用單元219選擇模板時，針對輸入的圖像利用該模板中登記的對齊圖像來執(zhí)行圖案匹配，而且該輸入的圖像與產(chǎn)生該模板時相同的位置對齊。因此，可以自動地調(diào)節(jié)輸入的圖像的位置，以便在與產(chǎn)生模板時相同的位置處執(zhí)行測量。
[0395]而且，對齊圖像登記單元223優(yōu)選地將其中在模板圖像為觀測圖像的情況下登記了對齊圖像的區(qū)域以及其中在模板圖像為高度圖像的情況下登記了對齊圖像的區(qū)域，分別設(shè)置為不同區(qū)域。按照這樣的方式，在登記對齊圖像時，可以在二維觀測圖像和三維高度圖像中的每個上指定適合于每個對齊的區(qū)域，由此實現(xiàn)執(zhí)行模板匹配時精度的改進(jìn)。
[0396]例如，對于二維對齊，具有特征平面形狀的區(qū)域(例如，具有復(fù)雜形狀的區(qū)域)被設(shè)置，以便有助于基于該形狀的圖案匹配。另一方面，對于三維對齊，與以上不同，設(shè)置僅僅具有平坦表面的區(qū)域，由此改進(jìn)高度檢測的精度，因此可以改進(jìn)高度方向上的對齊的精度。當(dāng)然，觀測圖像和高度圖像上的相同位置可被登記為對齊圖像。在這種情況下，獲得了簡化用戶操作的優(yōu)勢。
[0397](模板搜索功能)
[0398]而且，還可提供模板搜索單元224。模板搜索單元224是用于從模板存儲單元中保存的多個模板中搜索與預(yù)定條件一致或近似的模板的材料。這可有助于根據(jù)搜索條件來搜索期望模板，尤其是當(dāng)?shù)怯浟舜罅磕０鍟r。
[0399]模板搜索單元224還可添加有提取用于與條件匹配的模板的選擇的候選項或?qū)λ阉鹘Y(jié)果進(jìn)行排序以便有利于從多個模板中選擇期望模板的功能。例如，模板搜索單元224從與登記的模板分別相關(guān)聯(lián)的模板圖像中搜索與輸入的圖像類似的圖像，并提取與類似于輸入的圖像的模板圖像相關(guān)聯(lián)的模板作為候選模板。按照這樣的方式，基于高度圖像本身，針對類似的高度圖像登記的模板可被自動地搜索，從而得到尤其有利于從大量模板中提取期望模板的操作的優(yōu)勢。上述模板選擇候選呈現(xiàn)功能和排序功能可有助于期望模板的搜索和使用，尤其是在保存了大量模板的情況下。
[0400](用于創(chuàng)建報告的過程)
[0401]根據(jù)圖44的流程圖，下面將描述用于對高度圖像執(zhí)行分析、尺寸測量等、創(chuàng)建和輸出集中地包括這些分析和測量的結(jié)果的報告、以及記錄這些操作以使得它們可再現(xiàn)的過程。首先，獲取觀測圖像、高度圖像和合成圖像數(shù)據(jù)。例如，通過上述圖18所示的過程獲取高度圖像?？商鎿Q地，預(yù)先獲取的高度圖像被三維圖像測量程序讀取。在此，拍攝了新高度圖像。
[0402]首先，在步驟S4401，將對象放置在鏡臺140上，而且，在步驟S4402執(zhí)行與數(shù)據(jù)獲取相關(guān)的各種調(diào)節(jié)。在該示例中，在讓對象聚焦之后，執(zhí)行照明的亮度和數(shù)據(jù)獲取條件的設(shè)置等(操作I)。
[0403]此后，在步驟S4403啟動測量。在此，在圖3等的測量顯微鏡裝置操作程序中按下“測量”按鈕430，以得到數(shù)據(jù)。接下來，在步驟S4404根據(jù)設(shè)置的條件獲取對象的數(shù)據(jù)。而且，在步驟S4405，通過三維圖像測量程序打開獲取的數(shù)據(jù)。該操作可由用戶手動執(zhí)行，或者通過測量顯微鏡裝置自動地執(zhí)行。
[0404]此后，在步驟S4406，對數(shù)據(jù)執(zhí)行必要的圖像處理，例如濾波、基準(zhǔn)平面設(shè)置、表面形狀校正等(操作2)。而且，在步驟S4407，執(zhí)行目標(biāo)對象、尺寸測量等(操作3)。隨后，在步驟S4408，以期望布局創(chuàng)建報告(操作4)。此后，在步驟S4409，報告被保存和/或打印(操作5)。而且，在步驟S4410，報告被保存為“模板”(圖49，后面將予以描述)。
[0405]而且，在步驟S4411，用戶被提示確定是否執(zhí)行圖案匹配。在執(zhí)行圖案匹配的情況下，處理進(jìn)入步驟S4412，其中指定并登記用于圖案匹配的對齊圖像(操作6)。另一方面，在不執(zhí)行的情況下，處理不經(jīng)由步驟S4412而跳轉(zhuǎn)至步驟S4413。接下來，在步驟S4413，操作I至6的條件、過程和圖像被保存為模板數(shù)據(jù)。
[0406]此后，在步驟S4414布置下一個對象。隨后，在步驟S4415，選擇已經(jīng)預(yù)先保持的模板數(shù)據(jù)，并且按下測量按鈕。而且，在步驟S4416，操作I被再現(xiàn)以自動地獲取數(shù)據(jù)。而且，在步驟S4417，用戶被提示確定是否已經(jīng)登記了操作6，而且當(dāng)還沒有時，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S4419。另一方面，當(dāng)已經(jīng)登記了時，在步驟S4418根據(jù)操作6數(shù)據(jù)執(zhí)行圖案匹配。而且，在步驟S4419，操作2至操作5被再現(xiàn)以自動地執(zhí)行圖像處理、分析/尺寸測量、報告創(chuàng)建及存儲/打印。[0407]在此，獲取的數(shù)據(jù)被三維圖像測量程序打開，而且執(zhí)行必要的分析和尺寸測量，以創(chuàng)建報告并對報告執(zhí)行保存、打印等。對于執(zhí)行到目前為止的操作，不是特別有必要意識到去記錄和創(chuàng)建模板數(shù)據(jù)。用戶可能僅僅獲取期望獲取的數(shù)據(jù)，并且照常地分析并測量數(shù)據(jù)。
[0408]此后，創(chuàng)建的報告被新保存為模板。在此，當(dāng)“保存為模板”按鈕被按下時，測量顯微鏡裝置使用戶根據(jù)需要指定觀測圖像數(shù)據(jù)的特定部分作為對齊圖像，此后創(chuàng)建數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)集中地包括的不是合成圖像或各種測量結(jié)果本身，而是操作過程，例如，已經(jīng)根據(jù)什么條件獲取數(shù)據(jù)，已經(jīng)對所獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行了什么類型的圖像處理、分析和尺寸測量。測量顯微鏡裝置將該創(chuàng)建的數(shù)據(jù)和圖案匹配圖像放到一起并保存為“模板數(shù)據(jù)”。
[0409]當(dāng)由此保存的模板數(shù)據(jù)被選擇并且對鏡臺140上放置的相同類型的對象按下測量按鈕時，測量顯微鏡裝置自動地執(zhí)行數(shù)據(jù)的獲取、圖像處理、分析、尺寸測量和報告創(chuàng)建，同時依次再現(xiàn)模板數(shù)據(jù)中記載的各種條件。
[0410]下文中，將單獨地詳細(xì)描述每個操作。為了獲取對象的合成圖像和觀測圖像，用戶設(shè)置的或測量顯微鏡裝置自動地設(shè)置的諸如成像條件(相機(jī)曝光時間，照明亮度，透鏡放大率等)和模式(高精度/高速切換，兩側(cè)/左側(cè)/右側(cè)光投射，獲取數(shù)據(jù)時的光投射圖案等)之類的參數(shù)被存儲為數(shù)據(jù)(下文中稱為“測量參數(shù)數(shù)據(jù)”)(操作I)中。期望將該數(shù)據(jù)包括在已經(jīng)獲取的對象的測量數(shù)據(jù)(包括合成圖像和觀測圖像的一組數(shù)據(jù))中，以使得能夠?qū)⑵洚?dāng)為一個測量數(shù)據(jù)。這是因為必要的測量相關(guān)信息(測量參數(shù)數(shù)據(jù))可被鏈接至對象，而無需用戶特別對其進(jìn)行留意。
[0411]注意，當(dāng)XYZ鏡臺的一部分或全部都變得自動化時，每個鏡臺的位置和角度可一起存儲為將被模板再現(xiàn)的測量參數(shù)數(shù)據(jù)的一部分。
[0412](報告的封面圖像)
[0413]當(dāng)包括測量參數(shù)數(shù)據(jù)的對象測量數(shù)據(jù)被三維圖像測量程序打開時，其被顯示為報告預(yù)備狀態(tài)(報告的封面)，其中觀測圖像SO和高度圖像SH被布置成如圖45所示。
[0414](功能指導(dǎo)606)
[0415]而且，在打開文件時，示出了操作流程的功能指導(dǎo)606可被同時顯示以允許不熟悉操作的用戶執(zhí)行必要操作。圖46示出了上述功能指導(dǎo)606的一個示例?？赏ㄟ^按下“功能指導(dǎo)”按鈕從工具欄520調(diào)用功能指導(dǎo)606的屏幕。在該功能指導(dǎo)606中，用于設(shè)置基準(zhǔn)平面的基準(zhǔn)平面設(shè)置欄被提供在上部部分，3D顯示檢查欄被提供在中間部分，而用于選擇測量功能的測量功能選擇欄被提供在部分。而且，在必要時可顯示流程圖。應(yīng)該注意的是，可以根據(jù)需要使得該功能指導(dǎo)606能在顯示和不顯示之間切換。
[0416]當(dāng)文件被打開時，在分析和尺寸測量之前對其進(jìn)行各種必要的圖像處理。例如，執(zhí)行用于去除精細(xì)噪聲的均值濾波器或中值濾波器，以指定平面用作測量基準(zhǔn)，并且隨后執(zhí)行用于校正數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)平面設(shè)置以使得指定平面的傾斜為零。當(dāng)期望測量的不是對象本身的形狀而是對象表面的微小失真、粗糙度等時，整個對象的大失真或彎曲可能妨礙測量，因此，可執(zhí)行平面形狀校正(球形表面、圓柱形表面或二維彎曲表面的平面化)。針對這些圖像處理的所有過程(包括已經(jīng)被執(zhí)行的一系列處理的序列)被存儲為圖像處理參數(shù)數(shù)據(jù)(操作2)。這時，無需存儲處理之前或之后的圖像。
[0417](報告創(chuàng)建的示例)
[0418]在已經(jīng)完成必要的圖像處理之后，對對象的測量數(shù)據(jù)執(zhí)行期望的分析和尺寸測量。在此，圖47示出了用于執(zhí)行輪廓測量的對比測量屏幕540。在圖47中，沿圖像顯示區(qū)域410上設(shè)置的輪廓線PL測量角度、半徑、寬度、高度等，并將其顯示在輪廓圖顯示區(qū)域514和結(jié)果顯示區(qū)域510上。在完成用戶期望的測量之后，報告被創(chuàng)建。在此，通過按下操作區(qū)域420的下部部分上布置的“報告創(chuàng)建”按鈕562，其中測量結(jié)果被一起布置的報告頁被自動地創(chuàng)建為圖48所示的輪廓測量結(jié)果報告屏幕564。這時，同樣對于這些分析和尺寸測量，已經(jīng)執(zhí)行的所有過程(分析和測量所處的位置、方式和類型)被存儲至存儲裝置240中作為分析測量參數(shù)數(shù)據(jù)(操作3)。
[0419]當(dāng)用戶不滿意自動地產(chǎn)生的報告的布局時，用戶可自由地改變布局，添加評論或顯示測量相關(guān)信息。例如，測量相關(guān)信息指的是操作I中存儲的部分或所有測量參數(shù)數(shù)據(jù)。用戶修改的報告(包括布置信息的關(guān)于在哪、如何以及什么被布置的內(nèi)容，評論等)被存儲為報告布局?jǐn)?shù)據(jù)(操作4)。
[0420]通過以專用文件格式保持、打印等獲取完成的報告作為最終輸出。最終保存報告在文件中或打印的操作被存儲為輸出處理數(shù)據(jù)(操作5 )。
[0421]在其中由此完成的報告文件被打開的狀態(tài)下，該報告被保存為模板。例如，當(dāng)從圖48的屏幕選擇文件菜單并且選擇了 “保存為模板”時，模板保存檢查屏幕566 (其用于檢查在執(zhí)行模板時是否執(zhí)行圖案匹配)被顯示為如圖49所示。當(dāng)此處針對對象的測量數(shù)據(jù)設(shè)置對齊圖像時，該部分的圖像被存儲為對齊圖像(操作6)。
[0422](對齊圖像)
[0423]通過在如上所述地保存模板時登記對齊圖像時，在應(yīng)用該模板時，可以通過使用用于對齊的模板匹配圖像來執(zhí)行對齊。即，在應(yīng)用該模板至另一測量數(shù)據(jù)時，使用用于對齊的模板匹配圖像通過模板匹配來校正測量數(shù)據(jù)的圖像中的偏差。數(shù)據(jù)位置的這種自動校正可使測量數(shù)據(jù)完全匹配與在創(chuàng)建模板時相同的位置，以便允許在與保存的模板相同的過程中執(zhí)行測量。
[0424]注意，用于對齊的模板匹配圖像被任意登記。例如，在利用夾具等恒定地將對象布置在鏡臺上的相同位置的情況下，對齊操作是不必要的，這可消除用于對齊的登記模板匹配圖像的必要以及執(zhí)行圖案匹配操作的必要。
[0425](模板數(shù)據(jù)的保存)
[0426]如上所述，保存用戶執(zhí)行的一系列操作，例如獲取高度圖像、測量所獲取的高度圖像或合成圖像等的操作，可有利于重復(fù)甚至對不同對象的類似操作，以便尋求顯著地節(jié)省勞動。例如，將根據(jù)圖49的模板保存檢查屏幕566，描述創(chuàng)建集中地包含與上述操作I至6有關(guān)的條件和各種類型的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)、并且在模板數(shù)據(jù)的名稱下對其進(jìn)行命名和保存的示例。由于僅僅在不使用戶意識到創(chuàng)建模板數(shù)據(jù)的情況下通過執(zhí)行正常測量至分析和尺寸測量來完成到目前為止的除操作6外的操作，所以用戶無需學(xué)習(xí)特定操作。而且，例如，當(dāng)操作I至6中的操作2是沒必要的時候，則無需執(zhí)行它，而且當(dāng)操作5沒有必要存儲為模板時，則將其省略。當(dāng)圖案匹配在應(yīng)用模板時是沒必要的時候，操作6也可被省略。作為模板數(shù)據(jù)，僅僅存儲在操作I至6中的數(shù)據(jù)可被再現(xiàn)。用于檢查是否存儲操作I至6的對話框可在執(zhí)行每個操作時被顯示出來，或者所有操作可在它們被操作時被自動地保存，而且在存儲數(shù)據(jù)作為模板時使得是否選擇再現(xiàn)每個數(shù)據(jù)可變得可選。
[0427](模板數(shù)據(jù)的整理)[0428]還可以使得模板中保存的條件和參數(shù)不僅包括高度圖像而且包括使用光學(xué)成像系統(tǒng)拍攝的二維觀測圖像的成像條件。由此，可以拍攝高度圖像和觀測圖像，并進(jìn)一步在相同條件下根據(jù)這些圖像拍攝合成圖像。
[0429]另一方面，模板中保存的條件和參數(shù)可縮窄。例如，對于拍攝觀測圖像，取代存儲焦點位置和亮度(照明光輸出部分的光量或曝光時間)，可為聚焦設(shè)置自動聚焦，而且亮度可被設(shè)置成自動調(diào)節(jié)，以便獲取觀測圖像，而不保存這些條件。
[0430](模板數(shù)據(jù)的調(diào)用)
[0431]接下來，將描述利用模板數(shù)據(jù)實現(xiàn)測量至分析和尺寸測量的再現(xiàn)。與用于創(chuàng)建模板的對象相同類型的對象被放置在鏡臺140上。當(dāng)ΧΥΖΘ鏡臺被手動操作時，用戶調(diào)節(jié)對象上的聚焦以及對象的觀測位置和角度。當(dāng)對齊圖像在創(chuàng)建模板時被存儲在操作6中時，此時可粗略地調(diào)節(jié)觀測位置和角度。當(dāng)部分或所有XYZ Θ鏡臺被電動操作并且已經(jīng)在操作I中存儲了鏡臺的位置和角度時，用戶在此無需調(diào)節(jié)鏡臺的位置和角度。
[0432]當(dāng)對象被適當(dāng)?shù)夭贾迷阽R臺上時，選擇期望應(yīng)用的模板數(shù)據(jù)，隨后按下測量按鈕。在此，如上所述，當(dāng)XYZΘ鏡臺的位置和角度被電存儲時，鏡臺位置被自動地再現(xiàn)。這時，如果對齊圖像已經(jīng)存儲在操作6中，則XYZ Θ鏡臺的位置和角度可基于該圖像從操作I中存儲的位置和角度進(jìn)一步移動，以最終將鏡臺調(diào)節(jié)為具有與創(chuàng)建模板時相同的觀測位置和角度。當(dāng)執(zhí)行鏡臺的最終調(diào)節(jié)時，與創(chuàng)建模板時完全相同的狀態(tài)可被再現(xiàn)，包括在采用三角測量的測量中不可避免的陰影的定向和漫反射的位置，由此允許在更一致的條件下重復(fù)測量。當(dāng)然，可以不執(zhí)行鏡臺的這樣的最終調(diào)節(jié)，但是可在獲取測量數(shù)據(jù)之后通過圖案匹配執(zhí)行對齊。將執(zhí)行哪個操作可根據(jù)模板圖像與放置在鏡臺上的對象之間的位置和姿態(tài)的差異程度等來自動地確定，或者可由用戶選擇。
[0433]如上所述，在鏡臺為可電動的電動鏡臺的情況下在鏡臺的自動移動之后，以及在鏡臺為手動鏡臺的情況下緊接在按下測量按鈕之后，操作I的成像條件被再現(xiàn)，而且自動地獲取對象的測量數(shù)據(jù)。
[0434]—旦完成獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)本身被自動地傳遞給專用三維圖像測量程序，并由此被打開。當(dāng)模板被應(yīng)用以自動地分析數(shù)據(jù)時，上述圖46所示的功能指導(dǎo)606的操作干擾運動，因此，期望其不被顯示，即使在選中自動顯示的復(fù)選框時。
[0435]當(dāng)創(chuàng)建模板時操作6中未登記對齊圖像時，在打開數(shù)據(jù)之后依次執(zhí)行操作2至5的同時執(zhí)行各種圖像處理和分析/尺寸測量，報告創(chuàng)建之前的操作自動地完成。
[0436]另一方面，當(dāng)已經(jīng)登記了對齊圖像時，在再現(xiàn)操作2之前，首先，登記的對齊圖像與被測對象的觀測圖像進(jìn)行比較，而且根據(jù)對齊圖像的位置和角度來移動和旋轉(zhuǎn)對象的測量數(shù)據(jù)，以執(zhí)行對齊。這時，可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)移動和旋轉(zhuǎn)未在測量數(shù)據(jù)側(cè)存儲的而是在模板中存儲的各種分析/尺寸測量的位置信息。在完成對象的測量數(shù)據(jù)與對齊圖像的對齊之后，在操作2至5被依次再現(xiàn)的同時執(zhí)行各種圖像處理和分析/尺寸測量，而且報告創(chuàng)建之前的操作自動地完成。
[0437]除了使得用于執(zhí)行二維對齊的區(qū)域與用于執(zhí)行三維對齊的區(qū)域相同，這些區(qū)域可不被指定為相同區(qū)域而是指定為不同區(qū)域。例如，用于二維對齊的區(qū)域可以是特征區(qū)域，其中用于三維對齊的區(qū)域可以是平滑平面。如上所述，二維對齊沒有按其本身那樣應(yīng)用至三維對齊，而使用適合于各個位置校正的區(qū)域，由此，允許更精確的對齊。而且，除了由用戶指定期望的區(qū)域外，對齊圖像可被自動地設(shè)置。例如，對齊圖像可被設(shè)置為完整圖像，或者特征部分可被自動地提取并設(shè)置為對齊圖像。
[0438]如上所述，一旦用戶對特定對象執(zhí)行期望的分析/尺寸測量，用戶可使得測量顯微鏡裝置從第二次開始自動地對相同類型的對象執(zhí)行相同數(shù)據(jù)獲取和分析/尺寸測量。結(jié)果就是，沒有必要通過由用戶做記錄等來存儲上一次的測量位置和測量條件，并且不存在由于存儲錯誤、取決于用戶的變化等而產(chǎn)生的影響；因此，可以重復(fù)地執(zhí)行簡單而穩(wěn)定的三維測量。
[0439]具體地，獲取高度圖像所需的測量圖像的成像條件對于三角測量是特有的，例如，在基于三角測量來執(zhí)行條紋投射時，光量隨著照明光方向而顯著變化。相應(yīng)地，在類似對象與作為基準(zhǔn)的對象進(jìn)行比較的情況下，除非測量圖像是在相同條件下獲取的，否則測量圖像會變化，這使得很難進(jìn)行精確測量。因此，存儲拍攝時的條件以便能夠如上所述地對其進(jìn)行調(diào)用和再現(xiàn)可有助于在相同條件下再現(xiàn)不同對象的高度圖像的獲取，以便節(jié)省成像操作中的勞動以及改進(jìn)測量精度。
[0440]如上所述，執(zhí)行對比測量不僅要求對象的對比基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)，而且要求對比目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，在通過模板再現(xiàn)對比測量的情況下，對比目標(biāo)圖像RI本身的測量數(shù)據(jù)需要包含在模板數(shù)據(jù)中包含的分析測量參數(shù)數(shù)據(jù)中。當(dāng)相同類型的對象的無缺陷產(chǎn)品樣品或杰作的測量數(shù)據(jù)已經(jīng)被預(yù)先選擇為對比目標(biāo)的測量數(shù)據(jù)時，可通過借助于模板自動地執(zhí)行圖像拍攝和對比測量，依次執(zhí)行對象與無缺陷產(chǎn)品樣品或杰作的對比。由于該對比并非僅僅作為二維圖像的視覺對比，而是三維形狀之間的對比，因此可以通過使用二維圖像上難以確定的高度信息(例如，平坦表面部分的平緩的膨脹和扭曲以及缺失或雜質(zhì)的確定)，可以執(zhí)行更精確的對比測量。
[0441]如上所述，使用模板自動執(zhí)行測量至分析/尺寸測量，使得在多次測量相同類型的對象的情況下由于手動操作產(chǎn)生的錯誤減至最小，同時極大地減少了勞動，以便允許以精確且簡單的方式進(jìn)行重復(fù)的分析。具體地說，用于獲取對象數(shù)據(jù)的成像條件的精確再現(xiàn)對所有后續(xù)分析和尺寸測量存在影響，由此是非常重要的。不同于用于正常二維觀測和測量的顯微鏡和數(shù)字顯微鏡，用于尤其是使用三角測量(具有特有測量特征)來測量三維形狀的裝置(例如測量顯微鏡裝置)的成像條件，很難可視地以及直觀地進(jìn)行再現(xiàn)，因此可以這么說，當(dāng)曾經(jīng)設(shè)置的條件可存儲為鏈接至當(dāng)時測得的數(shù)據(jù)時，這對于三維形狀的穩(wěn)定測量是非常有用的。由于模板數(shù)據(jù)在鏈接至原始對象的測量數(shù)據(jù)時更易管理，例如，當(dāng)模板數(shù)據(jù)被保存時，對象的圖像或測量屏幕可被包含作為PC上顯示的文件圖標(biāo)的縮略圖。而且，可自動地以執(zhí)行的測量功能的名稱或者表示該功能的簡稱來包含模板數(shù)據(jù)的文件名的一部分。按照這樣的方式，模板數(shù)據(jù)變得更方便、更容易處理。
[0442](圖像連接模式的細(xì)節(jié))
[0443]而且，測量顯微鏡裝置操作程序配置有圖像連接功能，其用于連接在不同位置拍攝的多個圖像以產(chǎn)生表示更寬連接區(qū)域的連接圖像。圖像連接單元225指定對象的預(yù)定區(qū)域作為連接區(qū)域，并將該連接區(qū)域分成多個子區(qū)域。針對由此設(shè)置的各個子區(qū)域，包括連接邊緣的用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像分別被成像單元100拍攝。獲取的多個用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像隨后被連接，以產(chǎn)生示出了連接區(qū)域的連接圖像。由此可能連接以高精度拍攝的具有窄視野的圖像，從而獲取具有寬視野的圖像。[0444]圖像連接單元225預(yù)先指定產(chǎn)生連接圖像而需要連接的用于連接的圖像的數(shù)量、以及每個用于連接的圖像的尺寸。舉例來說，連接區(qū)域的起始點和結(jié)束點被指定。例如，對于矩形連接區(qū)域，通過將對角線上的左上頂點作為起始點以及右下頂點作為結(jié)束點，通過使用諸如鼠標(biāo)之類的定位裝置來指定圖像顯示區(qū)域410上顯示的對象的期望區(qū)域。毫無疑問，對象的數(shù)量并不限于一個，而連接區(qū)域可被設(shè)置為包括圖像顯示區(qū)域上顯示的多個工件。
[0445]而且，用于指定連接區(qū)域的方法并不限于該方法，但是適當(dāng)時還可使用其它方法。例如，可以使用指定連接區(qū)域的起始點并且將該起始點的位置當(dāng)作基準(zhǔn)來指定連接區(qū)域的縱向和橫向長度的方法。除了利用數(shù)值輸入之外，還可從預(yù)定可選項中進(jìn)行選擇來指定長度。作為又另一方法，還可以采用指定連接區(qū)域的起始點以及將該起始點的位置當(dāng)作基準(zhǔn)來指定將被縱向和橫向布置的用于連接的圖像的數(shù)量的方法。而且，還可以在連接區(qū)域已經(jīng)被分成多個子區(qū)域的狀態(tài)下指定用于連接的圖像將被拍攝的順序?？商鎿Q地，根據(jù)設(shè)置的連接區(qū)域，可自動地確定用于連接的圖像的成像次數(shù)和成像順序，或者其成像次數(shù)和成像順序可被設(shè)置為固定值。此外，為了有助于用于連接的圖像之間的連接，用于重疊的邊緣量可被設(shè)置成使得鄰接的用于連接的圖像彼此部分重疊。舉例來說，如圖50所示，矩形連接區(qū)域被分成九個區(qū)域，而且在每行從左上開始依次拍攝這些區(qū)域(例如第一行的從右到左的方向)。當(dāng)完成對該行的拍攝時，其移動至下一行并隨后在相反的方向上執(zhí)行拍攝(在圖50的示例中，從右到左的方向)，直到最后一行。按照這樣的方式，每行上的連接方向的圖像SP被依次拍攝。而且，邊緣被用戶隨意調(diào)節(jié)。此外，無需預(yù)先執(zhí)行連接區(qū)域的指定。還可通過在顯示被拍攝的圖像的同時由用戶拍攝期望位置中的用于連接的圖像，來連接圖像。如上所述的拍攝期望位置中的圖像同時自由地移動鏡臺的方法被稱為動態(tài)圖像連接。
[0446]而且，在連接之前，優(yōu)選地為了對齊而通過對齊單元215移動或旋轉(zhuǎn)多個用于連接的圖像以便使之具有相同姿態(tài)。對齊單元215通過如上所述的圖案匹配等自動地匹配各個用于連接的圖像的姿態(tài)。而且，各個圖像的姿態(tài)可被手動調(diào)節(jié)，或者可以在自動對齊之后被精確調(diào)節(jié)。如上所述，對齊單元215要么可實現(xiàn)自動對齊，要么可實現(xiàn)手動對齊。注意，不要求對齊的情況下可以省略對齊，例如拍攝具有相同姿態(tài)的圖像的情況或者對象被夾具固定的情況。
[0447]而且，在拍攝每個用于連接的圖像時，在其中通過以預(yù)定圖案投射測量光而形成的用于連接的高度圖像被顯示在顯示部分400上的狀態(tài)下，測量錯誤區(qū)域(其中通過第一測量光投射單元和第二測量光投射單元中的至少一個得到的測量結(jié)果是錯誤的)被測量錯誤區(qū)域顯示單元212疊加并顯示，從而可以促使用戶重新設(shè)置測量-圖像成像條件。在每個連接圖像中，用戶對照在產(chǎn)生測量錯誤區(qū)域時被測量錯誤區(qū)域顯示單元212顯示的用于連接的高度圖像，操作測量-圖像成像條件設(shè)置單元，以將測量-圖像成像條件調(diào)節(jié)成重新成像條件。由于以預(yù)定圖案投射測量光而形成的用于連接的高度圖像是測量高度之前的圖像，所以當(dāng)時顯示在顯示部分400上的測量錯誤區(qū)域是根據(jù)所獲取的測量圖像估計的區(qū)域。相應(yīng)地，每個都具有高精度但是具有窄可成像視野的多個圖像被拍攝，并同時連接這些圖像，從而可以獲取具有寬視野和高精度的圖像。具體地，通過改變未用作紋理圖像的高度圖像的成像條件而不是用作紋理圖像的觀測圖像的成像條件，可以避免其中連接圖像的外觀相對每個區(qū)域顯著地改變的狀態(tài)，同時消除測量錯誤區(qū)域，以便獲得高質(zhì)量的連接圖像。[0448]可以這樣配置，在以預(yù)定圖案投射測量光而形成的測量圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410的狀態(tài)下，測量錯誤區(qū)域顯示單元212可顯示被未充分測量的范圍，而無需測量高度。例如，通過實時地執(zhí)行圖像處理，可以顯示其中其中由于陰影、滲透、光量不足或飽和點而不能很好地測量高度的部分，而無需測量測量圖像的高度。相應(yīng)地，用戶可改變成像條件以便測量期望位置，并隨后執(zhí)行測量。而且，如上所述，測量錯誤區(qū)域顯示單元212通過著色、填充黑色、添加陰影線、閃光等來強(qiáng)調(diào)測量錯誤區(qū)域，從而可視地將該區(qū)域與其它區(qū)域區(qū)分開。而且，測量錯誤區(qū)域可變得不可視以使得圖像被顯示為部分?jǐn)嗔训膱D像。這種不可視顯示包含在測量錯誤區(qū)域顯示單元執(zhí)行的區(qū)分處理中。
[0449]可替換地，在已經(jīng)測量了高度圖像的高度之后，測量錯誤區(qū)域顯示單元212可對其進(jìn)行檢查。在這種情況下，在已經(jīng)測量高度之后，測量錯誤區(qū)域顯示單元212可確定并顯示未被充分測量的區(qū)域，由此用戶可檢查未能測量的區(qū)域并后續(xù)僅僅在期望區(qū)域未被適當(dāng)測量時改變成像條件并執(zhí)行重新測量。
[0450](圖像連接功能)
[0451]圖像連接功能被用于通過測量顯微鏡裝置操作程序連接圖像。圖51的圖像示圖示出了配置有圖像連接功能的測量顯微鏡裝置操作程序的示例。在該附圖所示的測量顯微鏡裝置操作程序的GUI屏幕上，“連接模式”選擇欄570被提供為操作區(qū)域420的下部部分中的圖像連接功能的一個方面。當(dāng)選中“連接模式”選擇欄570的復(fù)選框時，選擇了圖像連接模式，而且如后面所描述的那樣，在XY平面內(nèi)移動鏡臺140的同時，連續(xù)拍攝并產(chǎn)生觀測圖像和高度圖像，隨后連接它們以將其耦接成一個連接圖像。而且，通過取消勾選“連接模式”選擇欄570的復(fù)選框，可關(guān)閉圖像連接模式。
[0452](手動圖像連接)
[0453]存在兩種連接圖像的方法:其中用戶手動地拍攝各種用于連接的圖像并疊加和連接這些圖像的方法，以及其中自動拍攝并隨后連接多個用于連接的圖像的方法。而且，如上所述，簡單模式和應(yīng)用模式下的“全自動”和“取消全自動(半自動)”被呈現(xiàn)為成像條件設(shè)置模式。在此，將根據(jù)圖52的流程圖以及圖51至圖68的GUI屏幕來描述在簡單模式中選擇全自動模式的情況下用于手動連接圖像的過程。
[0454](全自動模式下的手動圖像連接過程)
[0455]首先，在步驟S5201初始化鏡臺140的XY-位置。接下來，在步驟S5202將對象布置在鏡臺140上。在此，鏡臺140被布置在使得在連接時其可以在最寬的范圍內(nèi)移動的位置。
[0456]而且，在步驟S5203確定圖像顯示區(qū)域410中的顯示放大率。對于放大率的設(shè)置，在圖51的上部部分中提供的“放大率切換”欄中選擇“高放大率相機(jī)”或“低放大率相機(jī)”，而且，從“放大率”欄的下拉框中選擇期望的放大率。注意，可用數(shù)值指定放大率，或者利用鼠標(biāo)的滾動按鈕連續(xù)地改變放大率。
[0457]隨后，在步驟S5204，模式被切換至圖像連接模式。在此，圖51的屏幕上的圖像顯示區(qū)域410上顯示的觀測圖像的顯示放大率被設(shè)置，此后“連接模式”選擇欄570中的復(fù)選框被選中。隨后啟動圖像連接模式，并且屏幕轉(zhuǎn)換至圖53所示的屏幕。在該屏幕上的操作區(qū)域420的下部部分中，示出圖像連接操作狀態(tài)的指導(dǎo)被顯示出來。在此，類似于圖50，顯示了其中期望產(chǎn)生的連接圖像的連接區(qū)域已經(jīng)被劃分的狀態(tài)以及其中將拍攝用于連接的圖像的順序被箭頭指示的圖像，并且突出并顯示了打算當(dāng)前拍攝的用于連接的圖像的位置(圖53的示例中作為第一圖像的左上角)。由此，用戶可視覺地檢查打算當(dāng)前拍攝的連接圖像的位置以及將來應(yīng)該拍攝的連接圖像的數(shù)量、當(dāng)前操作狀態(tài)等。在這個狀態(tài)下，用戶手動調(diào)節(jié)鏡臺140的XY-位置(步驟S5205)以使之聚焦(步驟S5206)。在圖53的上部部分中布置的“聚焦”欄572中執(zhí)行聚焦的調(diào)節(jié)。在該示例中，通過鼠標(biāo)的雙擊左鍵操作，以點擊的位置為中心執(zhí)行聚焦。注意，自動地執(zhí)行自動聚焦的情況下可省略該處理。而且，在全自動模式中，顯示在圖像顯示區(qū)域410上的圖像不能被切換，而是固定至作為用于連接的圖像SP的觀測圖像SO的顯示。相應(yīng)地，鏡臺位置和聚焦都是利用觀測圖像來調(diào)節(jié)。
[0458]當(dāng)按照這樣的方式來決定鏡臺位置和聚焦時，在步驟S5207執(zhí)行拍攝。在此，通過在圖53的屏幕上按下“測量”按鈕430，觀測圖像被拍攝，高度圖像被拍攝，而且進(jìn)一步地，產(chǎn)生通過組合高度圖像和作為紋理圖像的觀測圖像而形成的合成圖像ST。在此，如圖54所示，作為用于連接的圖像SP的合成圖像ST被顯示在圖像顯示區(qū)域410，而且操作區(qū)域420中布置的圖像顯示切換單元454的“3D”按鈕455被選擇。當(dāng)“紋理”按鈕456在這個狀態(tài)下被按下時，屏幕切換至圖55所示的屏幕，而且觀測圖像被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。類似地，當(dāng)在圖像顯示切換單元454中按下“高度”按鈕457時，圖像顯示區(qū)域410的顯示切換至高度圖像SH的類似于等高線的顯示，如圖56所示。如上所述，用戶在必要時檢查圖像顯示切換單元454獲取的每個圖像，以確認(rèn)已經(jīng)獲取了用于連接的圖像(步驟S5208)。當(dāng)所獲取的圖像沒有問題時，操作區(qū)域420的下部部分中提供的“登記”按鈕573被按下以保存所獲取的用于連接的圖像。當(dāng)存在問題時，處理回到步驟S5207，以重新進(jìn)行拍攝。在此，當(dāng)“重新測量”按鈕574被按下時，取消保存圖像，而且屏幕回到圖像拍攝屏幕。
[0459]當(dāng)步驟S5208中不存在問題時，處理進(jìn)入步驟S5209，其中確定是否已經(jīng)獲取了產(chǎn)生連接圖像所需的所有用于連接的圖像，而且當(dāng)還沒有獲取它們時，處理回到步驟S5205，其中鏡臺140的XY-位置被調(diào)節(jié)以獲取下一個用于連接的圖像。在此，屏幕被切換至圖57所示的屏幕，而且用戶被提示移動鏡臺140作為獲取第二個用于連接的圖像的準(zhǔn)備。在操作區(qū)域420的中間部分中，所拍攝的用于連接的第一圖像的觀測圖像被顯示，而且當(dāng)前顯示的觀測圖像的位置被顯示為紅色框。而且，在圖像顯示區(qū)域410中，所拍攝的第一個用于連接的圖像的觀測圖像被顯示，而且當(dāng)前的觀測圖像被疊加并顯示在其上。這時，其中一個圖像的透明度優(yōu)選地變化以檢查如何疊加圖像。在該示例中，所拍攝的用于連接的圖像被半透明地顯示。在這個狀態(tài)下，用戶手動操作鏡臺140，并在參考圖像顯示區(qū)域410的同時執(zhí)行對齊以使得該圖像在邊緣部分續(xù)接至所拍攝的用于連接的圖像(圖58)。隨后，如圖59所示，鏡臺140的位置被調(diào)節(jié)以使得所拍攝的用于連接的圖像和調(diào)節(jié)中的圖像在邊緣部分續(xù)接，同時邊緣被確定為使得這些圖像部分重疊(步驟S5206)，而且“測量”按鈕430被按下以進(jìn)行拍攝(步驟S5207)。
[0460]隨后，在步驟S5208，所獲取的圖像被再次檢查，而且當(dāng)沒有問題時，處理進(jìn)入步驟S5209，其中再次確定是否已經(jīng)獲取了所有所需的用于連接的圖像。在此，在圖60所示的連接預(yù)覽屏幕576上，所獲取的用于連接的圖像被疊加并以視覺上連接的狀態(tài)被顯示。在繼續(xù)測量的情況下，“繼續(xù)測量”按鈕577被按下，以進(jìn)入下一個用于連接的圖像的成像屏幕(步驟S5205)。另一方面，在停止獲取用于連接的圖像并執(zhí)行圖像連接的情況下，“執(zhí)行連接”按鈕578被按下(步驟S5210)。[0461]如上所述，用于連接的圖像被依次拍攝。作為中間處理的一個示例，圖61示出了其中拍攝了第四個用于連接的圖像的狀態(tài)。當(dāng)按照這樣的方式完成了所有用于連接的圖像的拍攝時，處理從步驟S5209進(jìn)入步驟S5210，而且執(zhí)行連接用于連接的圖像的操作。在此，在圖62所示的連接預(yù)覽屏幕576上按下“執(zhí)行連接”按鈕578，其中已經(jīng)完成了第九個用于連接的圖像的拍攝。
[0462]接下來，在步驟S5211，對用于連接的圖像自動地或手動地執(zhí)行位置調(diào)節(jié)，以執(zhí)行連接。在此，從圖63的連接檢測屏幕580選擇任意用于連接的圖像，以手動調(diào)節(jié)其位置。在此，利用操作區(qū)域420上的箭頭按鈕581微調(diào)所選的用于連接的圖像的位置。而且，可在圖像顯示區(qū)域410上利用鼠標(biāo)進(jìn)行拖曳來直接調(diào)節(jié)位置。而且，當(dāng)操作區(qū)域420的上部部分上的“自動位置調(diào)節(jié)”按鈕582被按下時，用于連接的圖像的位置通過圖像處理自動地調(diào)節(jié)。圖64示出了執(zhí)行自動位置調(diào)整功能的結(jié)果。到目前為止的位置調(diào)節(jié)操作都通過利用觀測圖像來執(zhí)行。換言之，僅僅執(zhí)行XY方向上的平面內(nèi)的調(diào)節(jié)，而且不執(zhí)行高度方向上的對齊。
[0463]當(dāng)如上所述地完成位置調(diào)節(jié)時，“執(zhí)行連接”按鈕578被按下而且產(chǎn)生連接用于連接的圖像的一個連接圖像。即，執(zhí)行XY-平面中的觀測圖像的連接以及XY-平面和高度方向(Z-軸方向)上的高度圖像或合成圖像的連接。由此，在圖65所示的連接結(jié)果檢查屏幕584的示例中，所獲取的連接圖像SC被顯示在圖像顯示區(qū)域410上。而且，工具欄中的圖像切換圖標(biāo)585被選擇，由此允許將圖65所示的觀測圖像SO的顯示切換至圖66所示的高度圖像SH的顯示。
[0464]隨后，在步驟S5212，在必要時可保存連接圖像SC。在此，從圖65、66等的屏幕按下“保存連接結(jié)果”按鈕586，以在諸如硬盤之類的存儲裝置240中保存連接圖像SC的數(shù)據(jù)文件。隨后，在步驟S5213，在必要時對連接圖像SC執(zhí)行測量。在此，當(dāng)“保存連接結(jié)果”按鈕586被按下以保存連接圖像SC時，確認(rèn)對話框587被自動地顯示，而且通過詢問如圖67所示所示的“通過分析應(yīng)用打開保存的連接結(jié)果？”等來提示選擇。當(dāng)在該屏幕上選擇“是”時，三維圖像測量程序被激活為分析應(yīng)用，同時保存的連接圖像數(shù)據(jù)被自動地讀取，以允許對連接圖像SC執(zhí)行測量操作。還可以針對連接圖像SC的這樣的產(chǎn)生操作創(chuàng)建報告，如圖68的輪廓測量結(jié)果報告屏幕564所示。連接圖像SC被顯示在所創(chuàng)建的報告RT上。而且，用于圖像連接的一系列操作可被保存為模板。如上所述，可以以高精度產(chǎn)生大于可成像視野的連接圖像。
[0465](半自動、應(yīng)用模式下的圖像連接操作)
[0466]在上述示例中，已經(jīng)描述了用于全自動模式下的圖像連接操作的過程。在本實施例中，然而，可以在簡單模式的全自動取消(半自動)模式而不是全自動模式下執(zhí)行操作，而且可以在應(yīng)用模式下執(zhí)行操作。將根據(jù)圖69的流程圖以及圖70至圖74的GUI屏幕示例來描述該狀態(tài)。注意，將省略與用于前述全自動圖像連接的操作類似的操作的詳細(xì)描述。首先，在步驟S6901初始化鏡臺140的XY-位置，而且接下來，在步驟S6902將對象布置在鏡臺140上。此后，在S6903，決定圖像顯示區(qū)域410中的顯示放大率。到目前為止的過程與前述全自動模式的示例相同。
[0467]隨后，模式在步驟S6904被切換至圖像連接模式。類似于除全自動模式之外的模式，當(dāng)選中“連接模式”選擇欄570中的復(fù)選框時，圖像連接模式啟動。同樣與前述類似，示出了圖像連接操作狀態(tài)的指導(dǎo)被顯示在操作區(qū)域420的下部部分。在這個狀態(tài)下，鏡臺140的XY-位置被手動調(diào)節(jié)(步驟S6905)以使其聚焦(步驟S6906)。
[0468]而且，在步驟S6907，可以確定是否設(shè)置測量-圖像成像條件。在不設(shè)置條件的情況下，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S699，在設(shè)置條件的情況下，處理進(jìn)入步驟S698，其中在圖70和圖72所示的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441上設(shè)置測量-圖像成像條件。在此，在半自動模式的情況下，測量圖像SM的亮度可作為其中一個測量-圖像成像條件被調(diào)節(jié)。在圖70所示的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441的示例中，可通過調(diào)節(jié)“測量亮度調(diào)節(jié)”欄440中的滑動條來調(diào)節(jié)測量圖像SM的亮度。對于調(diào)節(jié)亮度，可采用測量光投射單元等的曝光時間或光量的調(diào)節(jié)。應(yīng)該注意的是，在半自動模式中，通過在作為圖像切換單元的“觀測圖像”按鈕427和“測量圖像”按鈕428之間切換，顯示在圖像顯示區(qū)域410上的圖像可以在觀測圖像SO和測量圖像SM之間切換。然而，對于觀測圖像S0，觀測-圖像成像條件不能如圖71所示那樣調(diào)節(jié)。
[0469]另一方面，在應(yīng)用模式下，除測量圖像的亮度之外，可調(diào)節(jié)大量測量-圖像成像參數(shù)。舉例來說，如圖72的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441的右側(cè)的操作區(qū)域420所示，可在“測量模式”選擇欄472中改變測量模式，執(zhí)行每個測量模式中的電子預(yù)覽，或可從“測量方向”選擇欄470改變測量光的測量方向。例如，當(dāng)“電子預(yù)覽”按鈕471被按下時，電子預(yù)覽被執(zhí)行以將屏幕切換至圖73的電子預(yù)覽屏幕473，而且根據(jù)測量模式的測量圖像SM被簡單地顯示成如圖24所示等。當(dāng)通過電子預(yù)覽設(shè)置欄474中的電子預(yù)覽測量模式選擇欄477中的單選按鈕來選擇任何測量模式時，在圖像顯示區(qū)域410中的綠色框中顯示與所選測量模式對應(yīng)的電子預(yù)覽圖像，以示出對應(yīng)關(guān)系。而且，在每個電子預(yù)覽圖像的右下角中以文本顯示測量模式的類型。
[0470]而且，在圖72的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441上，測量圖像SM的亮度的調(diào)節(jié)還可以在手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)之間切換。此外，可通過作為測量錯誤區(qū)域顯示單元212的一個方面的“缺失點/飽和點顯示”欄588的開啟/關(guān)閉來切換圖像顯示區(qū)域410中測量錯誤區(qū)域的顯示或不顯示。
[0471]而且，在應(yīng)用模式中，用于觀測圖像的成像條件可與測量圖像的成像條件一樣可被改變。具體地說，如圖74所示，當(dāng)按鈕從“測量圖像”按鈕428切換至“觀測圖像”按鈕427時，各種按鈕被顯示在不同于圖53和圖71的操作區(qū)域420上。在該示例中，“圖像改進(jìn)”按鈕481，紋理圖像選擇單元460等被顯示。在紋理圖像選擇單元460中，從“紋理圖像選擇”欄中選擇正常圖像、HDR圖像或焦點合成圖像作為在產(chǎn)生合成圖像ST時將被粘貼的紋理圖像。如上所述，當(dāng)“圖像改善”按鈕481被按下時，圖14所示的圖像改進(jìn)面板480被顯示，其中邊緣強(qiáng)調(diào)、偏移、伽瑪校正、白平衡等可被調(diào)節(jié)。按照這樣的方式，諸如伽瑪校正和邊緣強(qiáng)調(diào)之類的各種濾波器可被用作用于圖像改進(jìn)(即，圖像質(zhì)量提高)的參數(shù)。
[0472]當(dāng)如上所述地設(shè)置這樣的測量-圖像成像條件時，處理進(jìn)入步驟S699，以執(zhí)行拍攝。在此，通過按下圖70、圖72等的測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441上的“測量”按鈕430，拍攝觀測圖像和測量圖像，產(chǎn)生高度圖像，而且進(jìn)一步地產(chǎn)生通過組合高度圖像和作為紋理圖像的觀測圖像而形成的合成圖像ST。下文中，由于如在全自動模式中那樣合成圖像ST被顯示在圖像顯示區(qū)域410上，用戶檢查是否已經(jīng)適當(dāng)獲取用于連接的圖像(步驟S6910)，而且在所獲取的圖像沒有問題時保存用于連接的圖像，或者在存在問題時處理返回步驟S6907以重新進(jìn)行拍攝。當(dāng)步驟S6910中不存在問題時，處理進(jìn)入步驟S6911，其中確定是否獲取了產(chǎn)生連接圖像所需的所有用于連接的圖像，而且當(dāng)沒有獲取它們時，處理回到步驟S6905，以便重復(fù)上述操作。當(dāng)已經(jīng)獲取了所有用于連接的圖像時，處理進(jìn)入步驟S6912，以執(zhí)行用于連接用于連接的圖像的操作。接下來，在步驟S6913，對用于連接的圖像自動地或手動地執(zhí)行位置調(diào)節(jié)，以執(zhí)行連接。隨后在步驟S6914根據(jù)需要保存連接圖像，而且在步驟S6915根據(jù)需要測量連接圖像。如上所述，在根據(jù)需要調(diào)節(jié)測量-圖像成像條件的同時產(chǎn)生連接圖像。
[0473]注意，在必要時可省略或替換上述過程中的一部分處理。例如，鏡臺位置的初始化可省略。而且，在打開圖像連接模式之后，或者在調(diào)節(jié)XY-位置之后，或者在聚焦調(diào)節(jié)之后，決定放大率。
[0474](自動圖像連接)
[0475]在前文中，已經(jīng)描述了用于手動拍攝多個用于連接的圖像并連接這些圖像的過程。另一方面，在本發(fā)明中，可以自動地獲取多個用于連接的圖像并連接這些圖像。在這種情況下，鏡臺140變得可手動地移動，而不是自動移動，而且用于鏡臺140的移動操作也可自動化。下文中，將根據(jù)圖75的流程圖以及圖76至圖83的GUI屏幕描述用于自動地執(zhí)行圖像連接的過程。注意，將省略與用于前述手動圖像連接的操作類似的操作的詳細(xì)描述。而且，類似于手動圖像連接，可以在全自動模式、半自動模式和應(yīng)用模式中的任何模式下執(zhí)行自動圖像連接，但是將描述應(yīng)用模式。
[0476]首先，在步驟S7501初始化電動XY鏡臺的位置。接下來，在步驟S7502，對象被放置在鏡臺上。而且，在步驟S7503決定顯示放大率。而且，在步驟S7504調(diào)節(jié)聚焦。
[0477]隨后在步驟S7505啟動自動圖像連接模式。在此，如圖76所示，當(dāng)在應(yīng)用模式下在操作區(qū)域420的下部部分選中了“連接模式”選擇欄570中的復(fù)選框時，圖像連接模式被啟動。隨后，打開用于設(shè)置自動圖像連接的自動連接設(shè)置屏幕591，如圖77所示。在自動連接設(shè)置屏幕591中，指定用于執(zhí)行自動圖像連接的連接區(qū)域(步驟S7506)。在圖77的示例中，在操作區(qū)域420的中間部分布置了寬范圍圖像顯示欄592，而且期望產(chǎn)生的連接圖像可縮小并顯示。通過在“放大率切換”欄593中將相機(jī)切換至低放大率相機(jī)，并且以低放大率拍攝觀測圖像，從而獲取寬范圍圖像。而且，通過按下“拍攝更寬視野”按鈕594，可以進(jìn)一步獲取具有不同視野的寬范圍圖像。
[0478]而且，當(dāng)“指定連接區(qū)域”按鈕595被按下時，圖78的連接區(qū)域指定屏幕596被顯示出來。在連接區(qū)域指定屏幕596上，在圖像顯示區(qū)域410上的觀測圖像上指定連接區(qū)域。該示例示出了這樣的狀態(tài)，其中已經(jīng)進(jìn)行設(shè)置以拍攝總共四個(2X2)用于連接的圖像。
[0479]而且，當(dāng)“指定連接區(qū)域”按鈕595被按下時，圖78的連接區(qū)域指定屏幕596被顯示出來。在連接區(qū)域指定屏幕596上，在顯示在圖像顯示區(qū)域410上的觀測圖像上指定連接區(qū)域。該示例示出了這樣的狀態(tài)，其中已經(jīng)進(jìn)行設(shè)置以拍攝總共四個(2X2)用于連接的圖像。
[0480]而且，用于設(shè)置鏡臺運動的鏡臺設(shè)置欄597被布置在自動連接設(shè)置屏幕591上的操作區(qū)域420的下部部分。在鏡臺設(shè)置欄597中，左側(cè)的“鏡臺操作”欄598中布置的按鈕被操作，由此允許鏡臺在XY方向上的運動。而且，在右側(cè)的“鏡臺位置”欄599上，鏡臺的XY-坐標(biāo)被顯示，而且當(dāng)直接在該欄中輸入數(shù)值時，鏡臺可移動至指定的坐標(biāo)位置。而且，從“速度”欄600，鏡臺的移動速度可切換至標(biāo)準(zhǔn)或高速。
[0481]從圖77的自動連接設(shè)置屏幕591選擇連接區(qū)域指定方法。首先，在“區(qū)域指定方法”欄601中，通過單選按鈕選擇是“從導(dǎo)航顯示中指定”還是“從鏡臺位置指定”。在此，“從鏡臺位置指定”被選擇。由此，將鏡臺的位置當(dāng)作基準(zhǔn)來設(shè)置連接區(qū)域。
[0482]接下來，在“連接區(qū)域指定方法”欄602中，“起始點和結(jié)束點”、“起始點和長度”、“起始點和圖像數(shù)量”中的任一個被選擇。如圖77所示，當(dāng)在“連接區(qū)域指定方法”欄602中選擇“起始點和結(jié)束點”時，在連接區(qū)域中分別指定與起始點和結(jié)束點對應(yīng)的位置。通過從“設(shè)置上端”按鈕、“設(shè)置下端”按鈕、“設(shè)置右端”按鈕和“設(shè)置左端”按鈕分別指定各個邊的頂點位置來定義連接區(qū)域的上、下、右和左。而且，根據(jù)當(dāng)前設(shè)置內(nèi)容，起始點和結(jié)束點的坐標(biāo)位置以及所需的用于連接的圖像的數(shù)量被顯示在“當(dāng)前設(shè)置”欄603上。而且，基于當(dāng)前設(shè)置的第一個用于連接的圖像的區(qū)域以框的形式在其中目標(biāo)連接圖像被顯示在寬范圍圖像顯示欄592上的狀態(tài)下被顯示。用戶可在參考寬范圍圖像顯示欄592中的框形式的尺寸的同時設(shè)置連接區(qū)域。
[0483]當(dāng)在“連接區(qū)域指定方法”欄602中選擇“起始點和長度”時，矩形連接區(qū)域的縱向偵_橫向側(cè)的起始點和長度被指定。在此，在圖79中，通過“設(shè)置上端”按鈕和“設(shè)置左端”按鈕來指定連接區(qū)域的左上角的頂點位置，同時利用數(shù)值分別指定縱向和橫向方向上的長度。而且，類似于圖77，由此指定的連接區(qū)域的圖像和設(shè)置內(nèi)容被顯示在寬范圍圖像顯示欄592和“當(dāng)前設(shè)置”欄603上，而且當(dāng)內(nèi)容變化時，在變化后的設(shè)置中實時反映它們。
[0484]而且，當(dāng)在“連接區(qū)域指定方法”欄602中選擇“起始點和圖像數(shù)量”時，起始點和用于連接的圖像的數(shù)量被指定，將起始點當(dāng)作基準(zhǔn)來縱向及橫向地布置圖像。在此，在圖80中，通過“設(shè)置上端”按鈕和“設(shè)置左端”按鈕來指定連接區(qū)域的左上角的頂點位置，同時利用數(shù)值分別指定縱向和橫向方向上的用于連接的圖像的數(shù)量。而且，類似于圖77等，由此指定的連接區(qū)域的圖像和設(shè)置內(nèi)容被顯示在寬范圍圖像顯示欄592和“當(dāng)前設(shè)置”欄603上，并且它們被實時反映出來。
[0485]當(dāng)如上所述地完成連接區(qū)域的指定時，圖77等中的操作區(qū)域420的下部部分中布置的“完成設(shè)置”按鈕604被按下(步驟S7507)。接下來，在步驟S7508決定測量模式。如上所述，測量模式包括標(biāo)準(zhǔn)測量模式、精細(xì)測量模式、光暈去除測量模式、超精細(xì)測量模式等，而且讓用戶選擇任一測量模式。而且，可預(yù)先指定缺省測量模式，而且在這種情況下，可省略該步驟。此后，在步驟S7509讓用戶選擇是否設(shè)置測量-圖像成像條件，而且處理在不設(shè)置條件的情況下跳轉(zhuǎn)至步驟S7511，而在設(shè)置測量-圖像成像條件的情況下進(jìn)入步驟S7510。對于其細(xì)節(jié)，可使用與上述圖69的步驟S698的方法類似的方法。隨后，在步驟S7511讓用戶指示拍攝用于連接的圖像。此后，在步驟S7512中通過自動聚焦來調(diào)節(jié)聚焦，隨后執(zhí)行拍攝。接下來，在步驟S7513，在測量顯微鏡裝置操作程序側(cè)確定是否完成了所有用于連接的圖像的拍攝。當(dāng)已經(jīng)完成時，處理進(jìn)入步驟S7515。當(dāng)未完成時，處理進(jìn)入步驟S7514，其中鏡臺自動地移動至用于拍攝下一個用于連接的圖像的成像位置，而且處理回到步驟S7512，其中重復(fù)用于連接的圖像的拍攝。
[0486]隨后，當(dāng)完成所有用于連接的圖像的拍攝時，處理從步驟S7513進(jìn)入步驟S7515，而且連接結(jié)果被顯示。圖81示出了連接結(jié)果檢查屏幕584的示例。圖81顯示了觀測圖像S0，并且類似于圖65等，通過選擇工具欄中的圖像切換圖標(biāo)585，顯示可切換至圖82所示的高度圖像SH。隨后，在步驟S7516，檢查是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)孬@取了用于連接的圖像，而且在沒有獲取時，處理跳轉(zhuǎn)至步驟S7517，其中設(shè)置重新測量區(qū)域。
[0487](恢復(fù)模式)
[0488](重新測量區(qū)域設(shè)置單元226)
[0489]可以考慮到，用于連接的圖像的高度圖像的獲取在自動圖像連接中可能部分失敗。在這種情況下，提供了一種恢復(fù)模式，其用于改變測量-圖像成像條件，以對沒有成功拍攝的用于連接的圖像的拍攝的所有或者部分進(jìn)行重新拍攝?；謴?fù)模式由重新測量區(qū)域設(shè)置單元226執(zhí)行。而且，在測量顯微鏡裝置操作程序中，作為重新測量區(qū)域設(shè)置單元226的一個方面，在圖81所示的測量結(jié)果檢查屏幕上實現(xiàn)重新測量區(qū)域設(shè)置功能。在該示例中，測量錯誤區(qū)域AA(其中不能適當(dāng)?shù)孬@取高度圖像)通過測量錯誤區(qū)域顯示單元212被疊加在觀測圖像上并且用紅色指示，而且可檢查部分地缺失的對象的狀態(tài)。當(dāng)操作區(qū)域420的中間部分中布置的“設(shè)置重新測量”按鈕605在該屏幕上被按下時，恢復(fù)模式開啟，而且連接區(qū)域指定屏幕596被顯示為如圖83所示。在連接區(qū)域指定屏幕596上，測量錯誤區(qū)域被自動地檢測，同時包含該測量錯誤區(qū)域、用于拍攝附加的用于連接的圖像的重新測量區(qū)域被自動地計算，該重新測量區(qū)域被疊加并顯示在顯示區(qū)域上。在該示例中，重新測量區(qū)域被圍繞在框形狀中，同時被畫上陰影以便被突出。而且，當(dāng)重新測量區(qū)域不能被一個成像操作覆蓋時，進(jìn)行多次拍攝，隨后進(jìn)行連接。在圖83的示例中，以框形式顯示出兩個附加的用于連接的圖像將被拍攝。而且，重新測量區(qū)域設(shè)置功能還配置有用于向用戶解釋被打開的恢復(fù)模式以及需要執(zhí)行的操作的指導(dǎo)功能。在該示例中，下述消息被顯示:“用于指定上一次失敗的區(qū)域的方法(恢復(fù)模式)?？芍匦屡臄z上次未成功測量的區(qū)域。通過左擊或向左拖曳以黃色畫上陰影的區(qū)域被指定為重試區(qū)域。在指定區(qū)域后，按下下一個按鈕”。根據(jù)該消息，用戶根據(jù)需要調(diào)節(jié)重新測量區(qū)域的尺寸和位置，而且此后，當(dāng)用戶按下“下一個”按鈕時，鏡臺移動至指定位置(步驟S7514)，并且重新拍攝附加的用于連接的圖像(步驟S7512to7513)。這時，根據(jù)需要，顯示測量-圖像成像條件設(shè)置屏幕441，其中條件可被調(diào)節(jié)至用于減少測量錯誤區(qū)域的重新成像條件。與前述類似，當(dāng)拍攝了所有附加的用于連接的圖像時，處理進(jìn)入步驟S7515以顯示連接結(jié)果，而且在步驟S7516檢查是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)孬@取了用于連接的圖像。當(dāng)還沒有適當(dāng)獲取時，處理再次回到步驟S7517，以執(zhí)行恢復(fù)模式。另一方面，當(dāng)已經(jīng)適當(dāng)?shù)孬@取了所有用于連接的圖像時，處理進(jìn)入步驟S7518，而且執(zhí)行用于連接用于連接的圖像的操作。而且，在步驟S7519，用于連接的圖像的位置被自動地或手動地調(diào)節(jié)，以執(zhí)行連接。在必要時在步驟S7520保存連接圖像，而且在步驟S7521在必要時測量連接圖像。如上所述，可自動產(chǎn)生連接圖像。
[0490]根據(jù)本發(fā)明的測量顯微鏡裝置、圖像產(chǎn)生方法、測量顯微鏡裝置操作程序以及計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)可被優(yōu)選地應(yīng)用至采用三角測量原理的檢驗裝置和數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
【權(quán)利要求】
1.一種測量顯微鏡裝置，包括: 第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，所述單元是用于從傾斜方向向所述對象投射作為預(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元； 觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光； 成像單元，其用于獲取所述第一測量光投射單元投射的并被所述對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用所述觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像； 高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)所述多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像； 鏡臺，其上放置所述對象； 顯示單元，其用于顯示所述高度圖像或所述觀測圖像； 測量單元，其用于對所述顯示單元上顯示的所述高度圖像執(zhí)行測量； 圖像連接單元，其配置成通過移動所述鏡臺并借助所述成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，獲取多個用于連接的高度圖像和多個用于連接的觀測圖像，并連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和多個用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像； 測量錯誤區(qū)域顯示單元，其配置成在與所述圖像連接單元將要連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的所述對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域；以及 測量-圖像成像條件設(shè)置單元，其用于在所述顯示測量錯誤區(qū)域被顯示的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)產(chǎn)生所述高度圖像所需的條紋圖像的成像條件，以減小所述測量錯誤區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中 所述連接圖像或所 述用于連接的圖像是通過組合利用所述觀測照明光源拍攝的觀測圖像和利用所述測量光投射單元拍攝的高度圖像而形成的三維合成圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中 所述圖像連接單元將所述對象的預(yù)定區(qū)域指定為連接區(qū)域以將所述連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域，同時借助所述成像單元針對每個所述子區(qū)域分別拍攝包括所述連接邊緣的用于連接的高度圖像及用于連接的觀測圖像，并且連接所獲取的多個用于連接的高度圖像及用于連接的觀測圖像，從而產(chǎn)生示出所述連接區(qū)域的連接圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，還包括: 第二測量光投射單元，其作為所述測量光投射單元，被配置成從不同于所述第一方向的第二方向向所述對象照射第二測量光，其中 所述測量-圖像成像條件設(shè)置單元設(shè)置的成像條件包括指示測量光的方向的測量方向以及測量圖像的亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量顯微鏡裝置，其中 所述測量錯誤區(qū)域顯示單元被配置成在其中所述顯示單元上顯示了通過以所述預(yù)定圖案投射所述測量光而形成的所述用于連接的高度圖像的狀態(tài)下，疊加并顯示測量錯誤區(qū)域，其中在測量錯誤區(qū)域中，利用所述第一測量光投射單元和所述第二測量光投射單元中的至少一個的高度測量結(jié)果是錯誤的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中所述多個用于連接的觀測圖像的成像條件保持統(tǒng)一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中所述鏡臺被配置成可手動地移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，進(jìn)一步包括鏡臺驅(qū)動單元，其用于自動地驅(qū)動所述鏡臺。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量顯微鏡裝置，其中 可執(zhí)行自動圖像連接模式，其中所述圖像連接單元通過所述鏡臺驅(qū)動單元移動所述鏡臺，并自動拍攝多個用于連接的高度圖像及多個用于連接的觀測圖像，以產(chǎn)生連接圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量顯微鏡裝置，其中 當(dāng)在所述自動圖像連接模式下拍攝的用于連接的圖像中的任何一個包含所述測量錯誤區(qū)域時，可執(zhí)行用于改變測量-圖像成像條件并重新拍攝所有或部分用于連接的圖像的恢復(fù)模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量顯微鏡裝置，其中所述圖像連接單元被配置成指定所述連接區(qū)域的起始點和結(jié)束點以便將所述連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量顯微鏡裝置，其中所述圖像連接單元被配置成指定所述連接區(qū)域的起始點以及所述連接區(qū)域的縱向長度和橫向長度以便將所述連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中所述圖像連接單元被配置成指定所述連接區(qū)域的起始點以及用于連接的觀測圖像的數(shù)量及用于連接的高度圖像的數(shù)量以便將所述連接區(qū)域劃分成多個子區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中所述測量錯誤區(qū)域顯示單元被配置成在其中所述顯示單元上顯示了通過以所述預(yù)定圖案投射所述測量光而形成的所述測量圖像的狀態(tài)下，在不測量高度的情況下顯示測量光不足的區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中所述測量錯誤區(qū)域顯示單元被配置成在其中所述顯示單元上顯示了·通過以所述預(yù)定圖案投射所述測量光而形成的所述測量圖像的狀態(tài)下，通過實施高度測量來區(qū)分并顯示測量光不足的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量顯微鏡裝置，其中 在其中所述測量錯誤區(qū)域顯示單元將所述測量錯誤區(qū)域顯示在所述顯示單元上顯示的所述觀測圖像或所述測量圖像上的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)所述測量-圖像成像條件，以及 在其中在調(diào)節(jié)后的測量-圖像成像條件下獲取的高度圖像也被顯示在所述顯示單元上的狀態(tài)下，所述測量錯誤區(qū)域顯示單元在所述高度圖像上顯示所述測量錯誤區(qū)域，并且所述測量-圖像成像條件被重新調(diào)節(jié)，以再次產(chǎn)生所述高度圖像。
17.一種采用測量顯微鏡裝置的圖像產(chǎn)生方法，所述測量顯微鏡裝置包括: 第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，所述單元是用于從傾斜方向向所述對象投射作為預(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元； 觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光； 成像單元，其用于獲取所述第一測量光投射單元投射的并被所述對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用所述觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像； 高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)所述多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像； 鏡臺，其上放置所述對象； 顯示單元，其用于顯示所述高度圖像或所述觀測圖像；以及 測量單元，其用于對所述顯示單元上顯示的所述高度圖像執(zhí)行測量； 所述方法包括以下步驟:移動所述鏡臺并借助所述成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，以獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像； 在與用于將所述用于連接的各高度圖像相互連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的所述對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域； 在必要時，在其中顯示所述測量錯誤區(qū)域的狀態(tài)下，提示將成像條件調(diào)節(jié)成減小所述測量錯誤區(qū)域的成像條件； 在所設(shè)置的成像條件下獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像；以及 連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和多個用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像。
18.一種用于測量顯微鏡裝置的操作程序，該測量顯微鏡裝置包括: 第一測量光投射單元，其配置成從第一方向向?qū)ο笳丈涞谝粶y量光，所述單元是用于從傾斜方向向所述對象投射作為預(yù)定圖案結(jié)構(gòu)化照明的測量光的測量光投射單元； 觀測照明光源，其用于在拍攝觀測圖像時產(chǎn)生照明光； 成像單元，其用于獲取所述第一測量光投射單元投射的并被所述對象反射的測量光，以拍攝多個條紋圖像，并利用所述觀測照明光源來拍攝具有紋理信息的觀測圖像； 高度圖像獲取單元，其用于根據(jù)多個條紋圖像來獲取具有高度信息的高度圖像；以及 鏡臺，其上放置對象，其中 該程序使計算機(jī)實現(xiàn): 顯示功能，其用于顯示所述高度圖像或所述觀測圖像； 測量功能，其用于對所述顯示功能顯示的所述高度圖像執(zhí)行測量； 圖像連接功能，其用于移動所述鏡臺并借助所述成像單元拍攝包括連接邊緣的不同區(qū)域，以獲取用于連接的高度圖像和用于連接的觀測圖像，并連接所獲取的多個用于連接的高度圖像和多個用于連接的觀測圖像以產(chǎn)生連接圖像； 測量錯誤區(qū)域顯示功能，其在與用于將用于連接的各高度圖像相互連接的每個區(qū)域相對應(yīng)的所述對象的圖像上，疊加并顯示其中高度的測量結(jié)果錯誤的測量錯誤區(qū)域；以及提示功能，其用于在必要時，在其中所述測量錯誤區(qū)域顯示功能顯示所述測量錯誤區(qū)域的狀態(tài)下，提示將所述成像條件調(diào)節(jié)成減小所述測量錯誤區(qū)域的成像條件。
19.一種計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中記錄了根據(jù)權(quán)利要求18所述的程序。
【文檔編號】G01B11/25GK103852033SQ201310638311
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】高橋晉也 申請人:株式會社其恩斯