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QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung nimmt die Priorität der japanischen Patentanmeldung
JP 2014-110362 , eingereicht am 28. Mai 2014, in Anspruch, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fokus-Erkennungseinheit, die in einer optischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mikroskop, verwendbar ist, und die optische Vorrichtung.
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Techniken zum genauen Erkennen eines Fokus wurden in optischen Vorrichtungen, wie Messmikroskopen, untersucht. Die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. Hei 10-142515 offenbart beispielsweise eine Fokus-Erkennungseinheit, die ein zwischengeschaltetes System verwendet. Die Fokus-Erkennungseinheit bildet ein Bild aus Diopter-Zweistrahlen und einem Diopter-Einstrahl auf einer Bildoberfläche eines optischen Mikroskopsystems, projiziert das Bild auf einen zu untersuchenden Gegenstand und stellt den Diopter-Einstrahl so ein, dass er am Zentrum zwischen den Diopter-Zweistrahlen liegt und dadurch einen Brennpunkt erhält. Wie in
1 der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-142515 gezeigt, werden die Diopter-Zweistrahlen und der Diopter-Einstrahl voneinander mittels eines Prismas
16 getrennt. Dies kann das optische System im Vergleich zu dem zwischengeschalteten System der verwandten Technik (offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. Hei 10-142515 , Absatz [0024] bis [0026]) vereinfachen und eine kompakte Fokuserkennungseinheit bilden.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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In letzter Zeit wurde einhergehend mit der Miniaturisierung eines Werkstücks ferner das Erreichen einer Brennpunkteinstellung mit hoher Genauigkeit gefordert. In der oben genannten offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-142515 werden die Diopter-Zweistrahlen und der Diopter-Einstrahl mittels Schlitzmasken gebildet. Dadurch wird eine Form, eine Projektionsposition und dergleichen eines auf den Gegenstand projizierten Musters eingeschränkt, und es besteht somit die Möglichkeit, dass die Forderung, eine hohe Genauigkeit zu erreichen, nicht erfüllt wird.
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In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ist es wünschenswert, eine Fokus-Erkennungseinheit und eine optische Vorrichtung bereitzustellen, die ermöglichen, einen Brennpunkt hochgenau einzustellen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Fokus-Erkennungseinheit bereitgestellt, um einen durch ein optisches System gebildeten Brennpunkt eines Bildes eines Gegenstands einzustellen, wobei die Fokus-Erkennungseinheit einen ersten Ausgabeabschnitt, einen zweiten Ausgabeabschnitt und ein optisches Projektionssystem umfasst.
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Der erste Ausgabeabschnitt umfasst ein erstes Lichtmodulationselement, das dazu ausgebildet ist, ein erstes Musterbild basierend auf einfallendem Licht zu erzeugen, wobei der erste Ausgabeabschnitt dazu ausgebildet ist, das erzeugte erste Musterbild auszugeben.
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Der zweite Ausgabeabschnitt umfasst ein zweites Lichtmodulationselement, das dazu ausgebildet ist, ein zweites Musterbild basierend auf einfallendem Licht zu erzeugen, wobei der zweite Ausgabeabschnitt dazu ausgebildet ist, das erzeugte zweite Musterbild auszugeben.
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Das optische Projektionssystem ist dazu ausgebildet, das ausgegebene erste Musterbild und das ausgegebene zweite Musterbild derart zu projizieren, dass das ausgegebene erste Musterbild und das ausgegebene zweite Musterbild eine vorbestimmte Positionsbeziehung an einer scharf eingestellten Position des optischen Systems aufweisen.
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In dieser Fokus-Erkennungseinheit werden das erste und das zweite Musterbild erzeugt, die Referenzen sind, wenn ein Brennpunkt durch die Lichtmodulationselemente eingestellt wird. Dies ermöglicht ein entsprechendes Einstellen der Formen, der Projektionspositionen und dergleichen des ersten und zweiten Musterbilds. Im Ergebnis kann ein Brennpunkt hochgenau eingestellt werden.
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Das erste Musterbild kann eine erste Mitte aufweisen. In diesem Fall kann das zweite Musterbild eine zweite Mitte aufweisen. Ferner kann das optische Projektionssystem dazu ausgebildet sein, das erste Musterbild und das zweite Musterbild derart zu projizieren, dass die erste Mitte und die zweite Mitte benachbart zueinander an der scharf eingestellten Position liegen.
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Dies ermöglicht eine einfache Bestimmung, dass die Brennpunkte übereinstimmen.
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Das erste Lichtmodulationselement kann in der Lage sein, eine Form des ersten Musterbildes zu ändern. In diesem Fall kann das zweite Lichtmodulationselement in der Lage sein, eine Form des zweiten Musterbildes in eine Form zu ändern, die der geänderten Form des ersten Musterbilds entspricht.
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Dies kann beispielsweise das erste und das zweite Musterbild auf eine sehr kleine Fläche oder eine Fläche mit einer besonderen Form projizieren.
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Das erste Lichtmodulationselement kann eine Vielzahl erster Pixel enthalten und kann in der Lage sein, Positionen von ersten Musterbildpixeln in der Vielzahl von ersten Pixeln zu ändern, wobei die ersten Musterbildpixel das erste Musterbild bilden. In diesem Fall kann das zweite Lichtmodulationselement eine Vielzahl von zweiten Pixeln enthalten und kann in der Lage sein, Positionen von zweiten Musterbildpixeln in der Vielzahl von zweiten Pixeln zu Positionen zu ändern, die den geänderten Positionen der ersten Musterbildpixel entsprechen, wobei die zweiten Musterbildpixel das zweite Musterbild bilden.
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Auf diese Weise können in den ersten und zweiten Lichtmodulationselementen die Positionen der ersten und zweiten Musterbildpixel, die die ersten, beziehungsweise, zweiten Musterbilder bilden, entsprechend geändert werden. Demzufolge können die Projektionspositionen des ersten und zweiten Musterbildes, die eine vorbestimmte Positionsbeziehung an der scharfgestellten Position aufweisen, entsprechend geändert werden.
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Das erste Lichtmodulationselement kann dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von ersten Musterbildern zu erzeugen. In diesem Fall kann das zweite Lichtmodulationselement dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von zweiten Musterbildern zu erzeugen, die jeweils der Vielzahl von ersten Musterbildern entspricht. Ferner kann das optische Projektionssystem dazu ausgebildet sein, die Vielzahl von ersten Musterbildern und die Vielzahl von jeweils dazu entsprechenden zweiten Musterbildern derart an unterschiedliche Projektionspositionen zu projizieren, dass jedes Musterbild aus der Vielzahl von ersten Musterbildern und ein entsprechendes Musterbild aus der Vielzahl von zweiten Musterbildern die vorbestimmte Positionsbeziehung an der scharfgestellten Position des optischen Systems aufweist.
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Dies kann beispielsweise Brennpunkte von aufeinander abzustimmenden unterschiedlichen Bereichen des Gegenstands einstellen, ohne die Position des Gegenstands zu verschieben. Im Ergebnis kann dies beispielsweise die Messzeit verkürzen.
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Der erste Ausgabeabschnitt kann dazu ausgebildet sein, das erste Musterbild mit einer vorbestimmten Farbe auszugeben. In diesem Fall kann der zweite Ausgabeabschnitt dazu ausgebildet sein, das zweite Musterbild mit einer der vorbestimmten Farbe entsprechenden Farbe auszugeben. Beispielsweise kann entsprechendes Einstellen der Farbe des Musterbilds in Übereinstimmung mit der Farbe des Gegenstands die Sichtbarkeit verbessern, und ein Brennpunkt kann hochgenau eingestellt werden.
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Die vorbestimmte Farbe und die der vorbestimmten Farbe entsprechende Farbe können dieselbe Farbe sein und können jeweils ein Komplementärfarbe bezüglich einer Farbe eines Bereichs sein, auf den das erste Musterbild und das zweite Musterbild des Gegenstands projiziert sind.
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Dies kann die Sicht des Benutzers wesentlich verbessern.
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Die ersten Lichtmodulationselemente und die zweiten Lichtmodulationselemente können jeweils eine Flüssigkristallanzeige enthalten.
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Die ersten Lichtmodulationselemente und die zweiten Lichtmodulationselemente können jeweils eine Mikrospiegelvorrichtung enthalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt, die einen Montageteil, ein optisches Abbildungssystem und die oben beschriebene Fokuserkennungseinheit enthält.
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Der Montageteil ist dazu ausgebildet, einen Gegenstand zu montieren.
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Das optische Abbildungssystem ist dazu ausgebildet, ein Bild des auf dem Montageteil montierten Gegenstands zu bilden.
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Das erste Lichtmodulationselement kann dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von ersten Musterbildern zu erzeugen. In diesem Fall kann das zweite Lichtmodulationselement dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von zweiten Musterbildern zu erzeugen, die jeweils der Vielzahl von ersten Musterbildern entspricht. Ferner kann das optische Projektionssystem dazu ausgebildet sein, die Vielzahl von ersten Musterbildern und die Vielzahl von jeweils den Letzteren entsprechenden zweiten Musterbildern an unterschiedliche Projektionspositionen derart zu projizieren, dass jedes Musterbild der Vielzahl von ersten Musterbildern und ein entsprechendes Musterbild der Vielzahl von zweiten Musterbildern die vorbestimmte Positionsbeziehung an der scharfgestellten Position des optischen Systems aufweisen.
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Die optische Vorrichtung kann ferner einen Berechnungsabschnitt enthalten, der dazu ausgebildet ist, in einem Zustand, in dem ein erstes Referenz-Musterbild als eine Referenz in der Vielzahl von ersten Musterbildern und ein dem ersten Referenz-Musterbild entsprechendes zweites Referenz-Musterbild ein Bild bilden, das die vorbestimmte Positionsbeziehung aufweist, basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen einem weiteren Musterbild der Vielzahl von ersten Musterbildern und einem entsprechenden Musterbild der Vielzahl von zweiten Musterbildern, wobei das erste Referenz-Musterbild und das zweite Referenz-Musterbild auf eine erste Projektionsoberfläche projiziert sind und das andere erste Musterbild und das dazu entsprechende zweite Musterbild auf eine zweite Projektionsoberfläche projiziert sind, eine Höhe der zweiten Projektionsoberfläche in Bezug auf die erste Projektionsoberfläche zu berechnen.
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Auf diese Weise kann die Höhe gemäß einer Positionsbeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Musterbild gemessen werden.
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Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen Brennpunkt hochgenau einzustellen. Es ist anzumerken, dass die hierin beschriebenen Wirkungen nicht notwendigerweise beschränkt sind und beliebige hierin offenbarte Wirkungen erzeugt werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 ist ein Schaubild, das schematisch das äußere Erscheinungsbild eines Mikroskops gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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die 2A und 2B sind Schaubilder, die jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel einer Erkennungseinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
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die 3A und 3B sind Schaubilder, die jeweils schematisch ein Ausgestaltungsbeispiel einer Flüssigkristallanzeige gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
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die 4A und 4B sind Schaubilder, die jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel von auf ein Werkstück projizierten ersten und zweiten Musterbildern zeigen;
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die 5A und 5B sind Schaubilder, die jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel von auf ein Werkstück projizierten ersten und zweiten Musterbildern zeigen;
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die 6A und 6B sind Schaubilder, die jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel von auf ein Werkstück projizierten ersten und zweiten Musterbildern zeigen; und
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die 7 ist ein Schaubild, das schematisch ein Ausgestaltungsbeispiel einer Erkennungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Mikroskop)
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1 ist ein Schaubild, das schematisch das äußere Erscheinungsbild eines Mikroskops als eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Ein Mikroskop 100 umfasst eine Montagebasis 200 und einen Mikroskop-Hauptkörper 300. Die Montagebasis 200 enthält eine Basis 210, eine Tragsäule 220, einen X-Achsenbewegungsteil 230, einen Y-Achsenbewegungsteil 240 und einen Tisch (Montageteil) 250. Die Basis 210 ist auf einem Arbeitstisch (nicht gezeigt) oder dergleichen montiert und befestigt. Die Tragsäule 220 ist so mit der Basis 210 verbunden, dass sie sich in vertikaler Richtung (Z-Achsenrichtung) erstreckt.
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Der X-Achsenbewegungsteil 230 und der Y-Achsenbewegungsteil 240 sind auf der Basis 210 angeordnet. Der X-Achsenbewegungsteil 230 und der Y-Achsenbewegungsteil 240 sind mit dem Tisch 250 verbunden. Der Tisch 250 ist so bereitgestellt, dass er in horizontaler Richtung (XY-Ebenenrichtung) relativ zu der Basis 210 beweglich ist. Durch einen Rotationsbetrieb eines Rotationsbetriebsteils 231 des X-Achsenbewegungsteils 230 wird der Tisch 250 in eine X-Achsenrichtung bewegt. Zusätzlich wird durch einen Rotationsbetrieb eines Rotationsbetriebsteils 241 des Y-Achsenbewegungsteils der Tisch 250 in eine Y-Achsenrichtung bewegt. Es ist anzumerken, dass ein Werkstück W (Gegenstand) als Beobachtungsziel auf dem Tisch 250 montiert ist.
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Der Mikroskop-Hauptkörper 300 ist so an der Tragsäule 220 bereitgestellt, dass er entlang der Z-Achsenrichtung beweglich ist. Der Mikroskop-Hauptkörper 300 enthält ein Gehäuse 310, einen Z-Achsenbewegungsteil 320, einen Lichtquellenteil 330, einen Kameraanschluss 340, Okulare 350 und eine Objektivlinse 360. Das Gehäuse 310 wird in der Z-Achsenrichtung durch einen Rotationsbetrieb eines Rotationsbetriebsteils 321 des Z-Achsenbewegungsteils 320 bewegt.
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Der Lichtquellenteil 330 enthält beispielsweise eine Lichtquelle, wie z. B. eine Halogenlampe, oder eine Festkörperlichtquelle, wie z. B. eine Leuchtdiode (LED) und eine Laserdiode (LD). Von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht durchläuft ein optisches Beleuchtungssystem (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 310 und wird auf das Werkstück W entlang einer im Wesentlichen vertikalen Richtung appliziert. Das auf das Werkstück W applizierte Licht wird reflektiert, und es wird ein Bild mit einer vorbestimmten Vergrößerung durch ein optisches Abbildungssystem (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 310, das die Objektivlinse 360, eine Abbildungslinse und dergleichen enthält, gebildet. Im Ergebnis wird ein Bild des Werkstücks W erhalten.
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Ein Benutzer kann das Bild des Werkstücks W beobachten, indem er in Okulare 350 schaut. Der Benutzer kann ferner ein digitales Bild des Werkstücks W durch Anschließen einer digitalen Kamera oder dergleichen an dem Kameraanschluss 340 aufnehmen. Beispielsweise können eine Beobachtung, ein Messung und dergleichen basierend auf dem durch die Bildaufnahme erhaltenen digitalen Bild ausgeführt werden.
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Eine spezifische Ausgestaltung eines jeden in dem Gehäuse 310 angeordneten optischen Systems ist nicht beschränkt. Beispielsweise können optische Teile wie z. B. ein Halbspiegel und ein Totalreflexionsspiegel entsprechend verwendet werden. Außerdem können dieselben optischen Teile auch in dem oben beschriebenen optischen Beleuchtungssystem und in einigen Fällen in dem optischen Abbildungssystem verwendet werden.
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Der Brennpunkt (Fokus) des Bildes des Werkstücks W wird eingestellt, indem der Rotationsbetriebsteil 321 des Z-Achsenbewegungsteils 320 betätigt wird und das Gehäuse 310 in der Z-Achsenrichtung bewegt wird. Der Benutzer verschiebt beispielsweise die Position der Objektivlinse 360, die am Gehäuse 310 befestigt ist, in der Z-Achsenrichtung, während er in die Okulare 350 schaut oder ein aufgenommenes Bild des Werkstücks W betrachtet. Der Benutzer schiebt dann die Oberfläche des Werkstücks W als ein Beobachtungsziel an eine scharf eingestellte Position des optischen Abbildungssystems und stellt damit einen Brennpunkt ein.
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Das Mikroskop 100 enthält ferner einen Digitalzähler (nicht gezeigt). Der Digitalzähler kann Positionskoordinaten von X-, Y- und Z-Achsen anzeigen. Beispielsweise wird ein Brennpunkt manuell auf der Oberfläche des Werkstücks W eingestellt. Der Digitalzähler zeigt Positionskoordinaten (X-Koordinate, Y-Koordinate) des Tisches 250 auf der XY-Ebene und eine Positionskoordinate (Z-Koordinate) des Gehäuses 310 zu diesem Zeitpunkt an. Ein Referenzpunkt (Koordinatenursprung) jeder Koordinate kann willkürlich eingestellt werden.
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(Fokus-Erkennungseinheit)
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Eine Fokus-Erkennungseinheit (nachfolgend einfach als Erkennungseinheit bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist an dem oben beschriebenen Mikroskop 100 befestigt. Die Erkennungseinheit kann einen Brennpunkt des Bildes des Werkstücks W hochgenau einstellen, wobei das Bild durch das optische Abbildungssystem gebildet wird. Die Erkennungseinheit ist zum Gebrauch an dem beispielsweise in 1 gezeigten Kameraanschluss 340 angebracht.
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Die 2A und 2B sind Diagramme, die jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel einer Erkennungseinheit 400 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen. 2A ist ein Diagramm, das schematisch die Gesamtausgestaltung der Erkennungseinheit 400 zeigt. 2B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines ersten Musterbildes und eines zweiten Musterbildes zeigt, die durch die Erkennungseinheit 400 auf das Werkstück W projiziert werden. Das erste und zweite Musterbild sind Referenzen, wenn ein Brennpunkt eingestellt ist.
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Wie in 2A gezeigt, enthält die Erfassungseinheit 400 einen ersten Ausgabeabschnitt 405, einen zweiten Ausgabeabschnitt 406, ein optisches Projektionssystem 407 und eine Steuerung 408. Der erste Ausgabeabschnitt 405 gibt ein erstes Musterbild 401 aus. Der zweite Ausgabeabschnitt 406 gibt ein zweites Musterbild 402 aus. Das optische Projektionssystem 407 projiziert das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 derart, dass das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 eine vorbestimmte Positionsbeziehung an einer scharf eingestellten Position 371 eines optischen Abbildungssystems 370 aufweisen.
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Der erste Ausgabeabschnitt 405 enthält eine Hintergrundbeleuchtung 409, eine transmissive Flüssigkristallanzeige (LCD) 410, eine Ausgabelinse (nicht gezeigt) und dergleichen. Die Flüssigkristallanazeige 410 dient als ein erstes Lichtmodulationselement, das das erste Musterbild 401 basierend auf einfallendem Licht von der Hintergrundbeleuchtung 409 erzeugt. Es ist anzumerken, dass eine reflektive Flüssigkeitsanzeige verwendet werden kann.
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Der zweite Ausgabeabschnitt 406 enthält eine Hintergrundbeleuchtung 411, eine transmissive Flüssigkristallanzeige 412, eine Ausgabelinse (nicht gezeigt) und dergleichen. Die Flüssigkristallanzeige 412 dient als ein zweites Lichtmodulationselement, das das zweite Musterbild 402 basierend auf einfallendem Licht von der Hintergrundbeleuchtung 411 erzeugt. Wie in 2A gezeigt, sind der erste und zweite Ausgabeschnitt 405 und 406 derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass sich deren optische Achsen überschneiden.
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Spezifische Ausgestaltungen der ersten und zweiten Ausgabeabschnitte 405 und 406 sind nicht eingeschränkt. Es können beispielsweise Halogenlampen, LEDs und dergleichen für die Hintergrundbeleuchtungen 409 und 411 verwendet werden. Die folgende Ausgestaltung kann ebenfalls angenommen werden: von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht wird so geteilt, dass es auf die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 einfällt.
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Weiterhin ist eine spezifische Ausgestaltung der Flüssigkeitskristallanzeige ebenfalls nicht eingeschränkt. Außerdem kann eine willkürliche Ausgestaltung, die die Erzeugung eines Bildes unter Verwendung einer Flüssigkeitsanzeige und die Ausgabe des Bildes ermöglicht, als jeweils erster und zweiter Ausgabeabschnitt 405 und 406 verwendet werden.
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Die Steuerung 408 steuert Betriebsabläufe von jeweiligen Mechanismen im ersten und zweiten Ausgabeabschnitt 405 und 406. Die Steuerung 408 kann durch einen Steuerkreis erreicht werden, der beispielsweise eine PIC-Mikrosteuerung (PIC) umfasst. Die PIC enthält eine CPU, Speicher (RAM, ROM), eine Eingang/Ausgang (E/A) und dergleichen in einem einzelnen Chip.
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Die Steuerung 408 kann die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 und dergleichen beispielsweise basierend auf einer Bedienung des Benutzers steuern. Aus diesem Grund ist die Erkennungseinheit 400 mit einem Bedienungsteil ausgestattet, der eine Bedienungsanweisung des Benutzers empfängt. Als Bedienungsteil wird beispielsweise eine Konsole verwendet, die drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuerung 408 kommunizieren kann.
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Das optische Projektionssystem 407 umfasst ein Prisma 414 und eine Projektionslinse 415. Das Prisma 414 hat die Form eines dreieckigen Prismas. Die Projektionslinse 415 ist vor dem Prisma 414 angeordnet (auf der Seite in Richtung auf das Werkstück W). Das Prisma 414 ist an einer im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgabeabschnitt 405 und 406 liegenden Zwischenposition angeordnet. Das Prisma 414 enthält eine erste reflektierende Oberfläche 416 und eine zweite reflektierende Oberfläche 417. Die erste reflektierende Oberfläche reflektiert das von dem ersten Ausgabeabschnitt 405 ausgegebene erste Musterbild 401. Die zweite reflektierende Oberfläche 417 reflektiert das vom zweiten Ausgabeabschnitt 406 ausgegebene zweite Musterbild 402. Eine Spitze 418 als Grenze der ersten und der zweiten reflektierenden Oberfläche 416 und 417 ist an einer optischen Achse O des optischen Abbildungssystems 370 angeordnet, z. B., an einer optischen Achse in Richtung auf den Kameraanschluss 340 von 1.
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Die Projektionslinse 415 ist auf der optischen Achse O des optischen Abbildungssystems 370 angeordnet und bildet das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die an dem Prisma 414 reflektiert werden, an einer vorbestimmten Abbildungsposition 419. Das an der Abbildungsposition 419 gebildete erste und zweite Musterbild 401 und 402 werden durch einen Halbspiegel 372 und der Objektivlinse 370, die im optischen Abbildungsteil 370 enthalten sind, auf das Werkstück W projiziert. Die vorbestimmte Abbildungsposition 419 ist typischerweise eine Position, die im Wesentlichen gleich der Abbildungsposition eines durch das optische Abbildungssystem 370 gebildeten Zwischenbildes des Werkstücks W ist.
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Das optische Projektionssystem 407 der Erkennungseinheit 400 projiziert das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 derart, dass dieses erste und dieses zweite Musterbild 401 und 402 eine vorbestimmte Positionsbeziehung an der scharf eingestellten Position 371 des optischen Abbildungssystems 370 aufweisen. Die vorbestimmte Positionsbeziehung betrifft eine Positionsbeziehung, die einen scharf eingestellten Zustand anzeigt. Nachfolgend wird ein Muster, das durch das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die eine solche Positionsbeziehung aufweisen, gebildet wird, als scharf eingestelltes Muster 420 bezeichnet. Insbesondere bilden das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 das scharf eingestellte Muster 420 an der scharf eingestellten Position 371.
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2B zeigt einen Zustand, in dem das scharf eingestellte Muster 420 durch das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 gebildet wird. Wie in 2B gezeigt, wird in dieser Ausführungsform das eine kreisrunde Form aufweisende scharf eingestellte Muster 420 gebildet. Die obere Hälfte des scharf eingestellten Musters 420 ist das erste Musterbild 401, und dessen untere Hälfte ist das zweite Musterbild 402.
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Das erste Musterbild 401 hat eine erste Mitte 421. Das zweite Musterbild 402 hat eine zweite Mitte 422. Das optische Projektionssystem 407 projiziert das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 derart, dass die erste und die zweite Mitte 421 und 422 zu einander benachbart an der scharf eingestellten Position 371 liegen. Dies ermöglicht eine einfache Bestimmung, dass die Brennpunkte übereinstimmen.
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Die Form jeweils des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 und die Form des durch das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 gebildeten scharf eingestellten Musters 420 sind nicht eingeschränkt. Weiterhin sind, wenn das scharf eingestellte Muster 420 gebildet ist, die beiden Mitten des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 nicht notwendigerweise zueinander benachbart. Beispielsweise kann durch die Bildung des scharf eingestellten Musters 420 durch die obere Hälfte des ersten Musterbildes 401 und der unteren Hälfte des zweiten Musterbildes 402 eine optisch erkennbare Form, wie z. B. ein vorbestimmter Buchstabe oder eine Markierung, gestaltet werden.
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Da in dieser Ausführungsform die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 verwendet werden, können die Formen des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 willkürlich eingestellt und geändert werden. Beispielsweise ändert die Flüssigkristallanzeige 410 die Form des ersten Musterbildes 401. Die Flüssigkristallanzeige 412 ändert dann die Form des zweiten Musterbildes 402 in eine Form, die der geänderten Form des ersten Musterbildes 401 entspricht.
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Zudem können durch Verwendung der Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 die Anzahl von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402, deren Größen, Farben, projizierte Positionen und dergleichen einfach eingestellt und geändert werden. Dies wird später in Einzelheiten beschrieben.
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Die 3A und 3B sind Schaubilder, die schematisch die Flüssigkristallanzeige 410 beziehungsweise die Flüssigkristallanzeige 412 zeigen. Die Flüssigkristallanzeige 410 enthält eine Vielzahl von ersten Pixeln 424. Die Flüssigkristallanzeige 412 enthält eine Vielzahl von zweiten Pixeln 425. Die Steuerung 408 steuert die Lichtdurchlässigkeit in den ersten und zweiten Pixeln 424 und 425, und somit wird ein Bild erzeugt. Es ist zu vermerken, dass die 3A und 3B die ersten Pixel 424 beziehungsweise die zweiten Pixel 425 schematisch in vergrößerter Form zeigen.
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Wie in 3A gezeigt, werden in der Vielzahl von ersten Pixeln 424 diejenigen Pixel, die zur Bildung des ersten Musterbildes 401 verwendet werden, als erste Musterbildpixel 426 bezeichnet (eine Beziehung zwischen dem Bild und den Pixeln ist schematisch gezeigt). In dieser Ausführungsform sind die im Wesentlichen in der Mitte der Flüssigkristallanzeige 410 befindlichen ersten Pixel 424 die ersten Musterbildpixel 426.
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Wie in 3B gezeigt, werden in der Vielzahl von zweiten Pixeln 425 diejenigen Pixel, die zur Bildung des zweiten Musterbildes 402 verwendet werden, als zweite Musterbildpixel 427 bezeichnet. In dieser Ausführungsform sind die im Wesentlichen in der Mitte der Flüssigkristallanzeige 412 befindlichen zweiten Pixel 425 die zweiten Musterbildpixel 427.
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Die Positionen von ersten und zweiten Musterbildpixeln 426 und 427, das heißt, von Pixeln, die als Musterbildpixel verwendet werden, werden entsprechend so eingestellt, dass sie das scharf eingestellte Muster 420 an der scharf eingestellten Position 371 bilden.
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Die Positionen der ersten Musterbildpixel 426 auf der Flüssigkristallanzeige 410 können entsprechend geändert werden. Die Positionen der zweiten Musterbildpixel 427 können ebenfalls einfach zu Positionen geändert werden, die den geänderten Positionen der ersten Musterbildpixel 426 entsprechen. Die Positionen der ersten und zweiten Musterbildpixel 426 und 427 werden geändert, so dass Positionen, an denen das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 auf der Flüssigkristallanzeige 410 beziehungsweise 412 gebildet werden, geändert werden. Dies kann die Projektionspositionen des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402, die das scharf eingestellte Muster 420 bilden, entsprechend ändern.
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Ferner können gemäß den Ausgestaltungen des ersten und des zweiten Ausgabeabschnitts 405 und 406 und des optischen Projektionssystems 407 auch die Positionen der ersten und zweiten Musterbildpixel 426 und 427 geändert werden. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Position des zweiten Ausgabeabschnitts 406 von der beispielhaften Ausgestaltung in 2 geändert wird. Damit das von der geänderten Position des zweiten Ausgabeabschnitts 406 ausgegebene zweite Musterbild 402 das scharf eingestellte Muster 420 an der scharf eingestellten Position 371 bildet, werden die Positionen der zweiten Musterbildpixel 427 geändert. Eine solche Änderung kann beispielsweise ebenfalls durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise den Freiheitsgrad der Ausgestaltung der Erkennungseinheit 400 erhöhen und eine Verkleinerung der Vorrichtung ermöglichen.
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In dem Fall, in dem der Benutzer einen Brennpunkt einstellt, wird das Werkstück W, wie z. B. ein Halbleitersubstrat, auf dem Tisch 250 montiert, wie beispielsweise in 2B gezeigt. Das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 werden dann auf eine Oberfläche S des Werkstücks W in einen vorbestimmten Bereich projiziert. Die Oberfläche S ist ein Beobachtungsziel. Wie in 2A gezeigt werden, wenn die Oberfläche S des Werkstücks W relativ zur scharf eingestellten Position 371 bewegt wird, das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, ohne Verschiebung nach rechts und links, auf einem deutlich angezeigten Bild des Werkstücks W deutlich angezeigt. Somit wird ein scharf eingestelltes Muster 420 mit einer kreisrunden Form gebildet.
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Es ist anzumerken, dass die scharf eingestellte Position 371 des optischen Abbildungssystems 370 typischerweise eine Brennpunktposition (soeben fokussierte Position) des optischen Abbildungssystems 370 ist. Ferner kann eine im Bereich der Tiefenschärfe enthaltene Position als die scharf eingestellte Position 371 eingestellt werden. An einer im Bereich der Tiefenschärfe enthaltenen Position wird das scharf eingestellte Muster 420 gebildet.
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Wie in 2A gezeigt, werden in dem Fall, in dem die Oberfläche S des Werkstücks W von der scharf eingestellten Position 371 verschoben wird und sich in einem Zustand eines vorderen Fokus 373 oder eines hinteren Fokus 374 befindet, das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 nach rechts und nach links entlang einer Grenze B verschoben. Der Betrag der Verschiebung nach rechts und links im ersten und im zweiten Musterbild 401 und 402 entspricht dem Betrag der Verschiebung aus der scharf eingestellten Position 371. Ferner treten die Verschiebungen nach rechts und links im vorderen Fokus 373 und hinteren Fokus 373 in entgegengesetzten Richtungen auf.
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Der Benutzer, während er in die Okulare 350 schaut, stellt einen Brennpunkt derart ein, dass das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 das scharf eingestellte Muster 420 bilden. Der Benutzer stellt einen Brennpunkt nicht ein, während er den Grad der Unschärfe des Bildes auf dem Werkstück W betrachtet, sondern stellt einen Brennpunkt ein, während er die Bewegungen des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 nach rechts und links betrachtet. Dies kann einen Brennpunkt hochgenau einstellen.
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Nachfolgend wird ein Beispiel des auf das Werkstück W projizierten ersten und zweiten Musterbildes 401 und 402 beschrieben.
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In einem in den 4A und 4B gezeigten Beispiel wird eine Vielzahl von ersten Musterbildern 401a und 401b durch die Flüssigkristallanzeige 410 erzeugt. Ferner wird eine Vielzahl von zweiten Musterbildern 402a und 402b durch die Flüssigkristallanzeige 412 erzeugt. Die Vielzahl von zweiten Musterbildern 402a und 402b entspricht der Vielzahl von ersten Musterbildern 401a beziehungsweise 401b.
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Insbesondere wird die Vielzahl von zweiten Musterbildern 402a und 402b so erzeugt, dass sie mit der Vielzahl von ersten Musterbildern 401a beziehungsweise 401b gepaart wird, um jeweilige scharf eingestellte Muster 420 zu bilden. Das optische Projektionssystem 407 führt eine Projektion derart durch, dass die Vielzahl von ersten Musterbildern 401a und 401b und die dieser entsprechenden Vielzahl von zweiten Musterbildern 402a beziehungsweise 402b die jeweiligen scharf eingestellten Muster 420 an jeweiligen unterschiedlichen Projektionspositionen an der scharf eingestellten Position 371 bilden.
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Wie beispielsweise in 4A gezeigt, wird angenommen, dass ein eine Stufe 10 aufweisendes Werkstück W auf dem Tisch 250 montiert ist. Das Werkstück W hat eine erste Oberfläche S1 und eine zweite Oberfläche S2, die über die Stufe 10 zueinander benachbart liegen. In einem solchen Fall werden die Vielzahl von ersten Musterbildern 401a und 401b und die Vielzahl von zweiten Musterbildern 402a und 402b erzeugt, und es können somit das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 sowohl auf die erste Oberfläche S1 als auch die zweite Oberfläche S2 projiziert werden.
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In diesem Beispiel wird ein Paar aus erstem und zweitem Musterbild 401a und 402b auf die erste Oberfläche S1 projiziert. Außerdem wird ein Paar aus erstem und zweitem Musterbild 401b und 402b auf die zweite Oberfläche S2 projiziert. Jedes Paar bildet ein scharf eingestelltes Muster 420, wenn die projizierte Oberfläche zur scharf eingestellten Position 371 bewegt wird.
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4A ist ein Schaubild, das einen Zustand zeigt, in dem die erste Oberfläche S1 zur scharf eingestellten Position 371 geschoben ist. Das erste und das zweite Musterbild 401a und 402a, die auf die erste Oberfläche S1 projiziert sind, bilden das scharf eingestellte Muster 420. Da sich die zweite Oberfläche S2 auf einer höheren Position als die erste Oberfläche S1 befindet, ist die Position der zweiten Oberfläche S2 von der scharf eingestellten Position 371 entfernt. Demzufolge sind das erste und das zweite Musterbild 401b und 402b nach rechts und links verschoben.
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Während beispielsweise der Benutzer in die Okulare 350 schaut, bewegt er die erste Oberfläche S1 an die scharf eingestellte Position 371 und erfasst XYZ-Koordinatenwerte. Der Benutzer bedient dann den Rotationsbetriebsteil 321 des Z-Achsenbewegungsteils 320, um die zweite Oberfläche S2 an die scharf eingestellte Position 371 zu bewegen, und erfasst dann XYZ-Koordinatenwerte. Beispielsweise kann basierend auf den erfassten Koordinatenwerten von sowohl der ersten Oberfläche S1 als auch der zweiten Oberfläche S2 die Höhe der zweiten Oberfläche S2 in Bezug auf die erste Oberfläche S1 berechnet werden.
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Wie in der oben erwähnten offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-142515 beschrieben, wird in dem Fall, in dem ein Musterbild mittels einer Schlitzmaske erzeugt wird, ein Musterbild auf die Mitte eines Werkstücks projiziert. Um wie oben beschrieben die Höhe zu messen, wird zuerst der Tisch derart bewegt, dass das Musterbild auf die erste Oberfläche S1 projiziert wird. Der Brennpunkt der ersten Oberfläche S1 wird eingestellt, um die XYZ-Koordinatenwerte zu erfassen. Dann wird der Tisch derart bewegt, dass das Musterbild auf die zweite Oberfläche S2 projiziert wird. Der Brennpunkt der zweiten Oberfläche S2 wird eingestellt, um die XYZ-Koordinatenwerte zu erfassen. Da auf diese Weise der Betriebsablauf des Bewegens des Tisches erforderlich ist, werden Betriebsablaufschritte erhöht und die Messzeit wird somit verlängert. Es besteht ferner die Möglichkeit, dass die Messgenauigkeit entlang der Bewegung des Tisches reduziert wird.
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Im Gegensatz dazu kann in dieser Ausführungsform die Vielzahl von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402 projiziert werden. Außerdem können das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die das scharf eingestellte Muster 420 bilden, an einer beliebigen Position des Werkstücks projiziert werden. Dies kann Brennpunkte von unterschiedlichen aufeinander abzustimmenden Bereichen des Werkstücks W einstellen, ohne die Position des Werkstücks W zu verschieben. Dies eliminiert die Notwendigkeit der Bewegung des Tisches 250 und kann somit beispielsweise die Funktionsfähigkeit verbessern, die Messzeit verkürzen und die Messgenauigkeit verbessern. Es ist anzumerken, dass, wenn der Brennpunkt von einer der ersten und zweiten Oberflächen S1 und S2 eingestellt ist, die Projektion des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 auf die andere Oberfläche gestoppt werden kann.
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Es ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsform das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 nach rechts und links entlang der in 2A und 2B gezeigten Grenze B aufgrund der Verschiebung aus der scharf eingestellten Position 371 verschoben werden. Infolgedessen werden das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 an Positionen entlang der Grenze B projiziert. Das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 sind jedoch nicht darauf beschränkt und können jeweils an einer beliebigen Position entsprechend der Ausgestaltung des optischen Projektionssystems 407 oder dergleichen projiziert werden. Außerdem ist die Anzahl von Paaren von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402, von denen jedes Paar das scharf eingestellte Muster 420 bildet, ebenfalls nicht eingeschränkt.
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In einem in den 5A und 5B gezeigten Beispiel werden erste und zweite Musterbilder 401 und 402 kleiner Größe entsprechend der Größe der zu projizierenden Flächen (Bereiche) erzeugt. Da wie oben beschrieben die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 verwendet werden, können die beliebige Formen und Größen aufweisenden ersten und zweiten Musterbilder 401 und 402 auf das Werkstück W projiziert werden.
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Wie beispielsweise in 5A gezeigt, wird angenommen, dass ein sehr kleiner konvexer Teil 15 in der Mitte der ersten Oberfläche S1 des Werkstücks W ausgebildet ist. In der Annahme, dass die Oberfläche des konvexen Teils 15 die zweite Oberfläche S2 ist, dann ist eine Abmessung der zweiten Oberfläche S2 sehr klein. Des Weiteren sind die Abmessungen der zwei Bereiche R1 und R2 der ersten Oberfläche S1 in ähnlicher Weise sehr klein. Die zwei Bereiche R1 und R2 schließen den konvexen Teil 15 zwischen sich ein.
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Wie in 5B gezeigt, werden drei erste Musterbilder 401a, 401b und 401c durch die Flüssigkristallanzeige 410 erzeugt. Des Weiteren werden drei zweite Musterbilder 402a, 402b und 402c durch die Flüssigkristallanzeige 412 erzeugt. Die drei zweiten Musterbilder 402a, 402b und 402c werden mit den drei ersten Musterbildern 401a, 401b beziehungsweise 401c gepaart. Diese ersten und zweiten Musterbilder 401 und 402 werden in der zweiten Oberfläche S2 gebildet, die ein sehr kleiner Bereich mit einer geringen Abmessung ist und in den zwei Bereichen R1 und R2 in ausreichenden Größen ausgebildet ist, um das scharf eingestellte Muster 420 einzubeziehen.
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Wie in 5A gezeigt, wird das Paar aus erstem und zweitem Musterbild 401a und 402a auf den Bereich R1 der ersten Oberfläche S1 projiziert. Des Weiteren wird das Paar aus erstem und zweitem Musterbild 401b und 402b auf die zweite Oberfläche S2 projiziert. Außerdem wird das Paar aus erstem und zweitem Musterbild 401c und 402c auf den Bereich R2 der ersten Oberfläche S1 projiziert. Es ist anzumerken, dass die 5A ein Schaubild ist, das einen Zustand zeigt, in dem die erste Oberfläche S1 (Bereiche R1 und R2) zur scharf eingestellten Position 371 geschoben ist.
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Der Benutzer kann beim Betrachten des ersten und des zweiten Musterbilds 401 und 402, die auf die zweite Oberfläche S2 und die zwei Bereiche R1 und R2 projiziert sind, Brennpunkte der ersten und der zweiten Oberfläche S1 und S2 hochgenau einstellen.
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Da die Formen und Größen des ersten und des zweiten Musterbildes 402 und 402 beliebig festgelegt werden können, können die Brennpunkte eines sehr kleinen Bereich des Werkstücks W, eines Bereichs mit einer spezifischen Form und dergleichen hochgenau eingestellt werden. Beispielsweise können ein an dem Werkstück W ausgebildetes sehr kleines Loch, die Höhe eines Konkaven Teils und dergleichen hochgenau gemessen werden.
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In einem in den 6A und 6B gezeigten Beispiel werden das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die jeweils eine vorbestimmte Farbe aufweisen, durch den ersten und den zweiten Ausgabeabschnitt 405 beziehungsweise 406 ausgegeben. Das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die das scharf eingestellte Muster 420 bilden, sind mit einander entsprechenden Farben versehen. Die einander entsprechenden Farben betreffen typischerweise dieselbe Farbe, es können jedoch einander zugeordnete unterschiedliche Farben vorgesehen werden. Eine spezifisch verwendete Farbe ist nicht eingeschränkt.
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Der erste und der zweite Ausgabeabschnitt 405 und 406 sind jeweils mit einem Farbbilderzeugungsabschnitt (nicht gezeigt) ausgestattet, um das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 als Farbbilder auszugeben. Die Ausgestaltung des Farbbilderzeugungsabschnitts ist nicht eingeschränkt, und es kann somit eine bekannte Technik dafür eingesetzt werden. Der Farbbilderzeugungsabschnitt und die Flüssigkristallanzeige 410 können beispielsweise einstückig ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Farbfilter als ein den Farbbilderzeugungsabschnitt bildendes Bauteil verwendet werden. Alternativ kann beispielsweise ein optisches System verwendet werden, das das Licht von der Hintergrundbeleuchtung in Licht der RGB-Farben aufteilt.
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In dem in 6A gezeigten Beispiel ist ein Farbfilter als Werkstück W auf dem Tisch 250 montiert. Der Farbfilter enthält einen Rot-(R)Filter FR, einen Grün-(G) Filter FG und einen Blau-(B)Filter FB. Die Höhe eines jeden Filters ist im Wesentlichen gleich. Das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 sind auf diese RGB-Filter FR, FG und FB projiziert.
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Wie in 6B gezeigt, werden durch die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 und den am ersten und am zweiten Ausgabeabschnitt 405 und 406 bereitgestellten Farbbilderzeugungsabschnitten das erste und das zweite Musterbild 401c und 402c in Zyan als Komplementärfarbe von Rot erzeugt, das erste und das zweite Musterbild 401b und 402b in Magenta als Komplementärfarbe von Grün erzeugt und das erste und das zweite Musterbild 401a und 402a in Gelb als Komplementärfarbe von Blau erzeugt. Es ist anzumerken, dass 6B schematisch das gefärbte erste und zweite Musterbild 401 und 402 auf den Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 zeigt.
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Wie in 6A gezeigt, werden das erste und das zweite Musterbild 401c und 402c in Zyan auf den R-Filter FR projiziert. Das erste und das zweite Musterbild 401b und 402b in Magenta werden auf den G-Filter FG projiziert. Das erste und das zweite Musterbild 401a und 402a in Gelb werden auf den B-Filter FB projiziert. Da das erste und das zweite Musterbild 401 und 402 in einer Komplementärfarbe in Bezug jeweils auf die Filter FR, FG und FB projiziert werden, kann die Sicht des Benutzers verbessert werden und ein Brennpunkt kann hochgenau eingestellt werden. Auf eine solche Weise können in Übereinstimmung mit den Farben der zu beobachtenden Oberfläche des Werkstücks W die Farben des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402 entsprechend festgelegt werden. Die zu beobachtende Oberfläche ist ein Bereich, für den der Brennpunkt eingestellt wird und entspricht einem Bereich, in dem das erste und das zweite Musterbild des Werkstücks W appliziert werden.
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Es ist anzumerken, dass die Anzahl von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402, deren Formen, Größen, Farben, Projektionspositionen und dergleichen typischerweise durch den Benutzer über eine Konsole oder dergleichen eingestellt werden. Das Einstellverfahren ist nicht eingeschränkt. Beispielsweise können verschiedene Typen von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402 mit voreingestellten Farben und Formen im Speicher oder dergleichen der Erkennungseinheit 400 gespeichert werden. Aus den gespeicherten verschiedenen Typen von ersten und zweiten Musterbildern 401 und 402 kann ein von dem Benutzer erwünschtes Bild entsprechend ausgewählt werden.
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In der oben genannten Fokuserkennungseinheit 400 gemäß dieser Ausführungsform erzeugen die Flüssigkristallanzeigen 410 und 412 das erste und das zweite Musterbild 401 und 402, die Referenzen für das Einstellen des Brennpunkts sind. Dies ermöglicht ein entsprechendes Einstellen der Formen, der Projektionspositionen und dergleichen des ersten und des zweiten Musterbildes 401 und 402. Im Ergebnis kann der Brennpunkt hochgenau eingestellt werden, und die Funktionsfähigkeit eines Mikroskops kann verbessert werden. Es ist anzumerken, dass die Fokus-Erkennungseinheit 400 unabhängig von der Vergrößerung der Objektivlinse 360 verwendet werden kann.
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<Andere Ausführungsformen>
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann andere verschieden Ausführungsformen verwirklichen.
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7 ist beispielsweise ein Schaubild, das schematisch ein Ausgestaltungsbeispiel einer Erkennungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In einer Erkennungseinheit 500 dieser Ausführungsform werden reflektierende Mikrospiegelaktoren (DMD) 510 und 512 als erstes und zweites Lichtmodulationselement verwendet. Auch in diesem Fall können das erste und das zweite Musterbild 501 und 502 so projiziert werden, dass sie ein scharf eingestelltes Muster 520 an einer scharf eingestellten Position 371 bilden, und dass sie an einer von der scharf eingestellten Position 371 abweichenden Position nach rechts und links verschoben werden. Zusätzlich können die oben beschriebenen Wirkungen zur Geltung gebracht werden. Es ist anzumerken, dass eine spezifische Ausgestaltung des DMD nicht eingeschränkt ist.
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Außerdem können außer den Flüssigkristallanzeigen und den DMD noch andere Vorrichtungen als erste und zweite Lichtmodulationselemente verwendet werden.
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Die Koordinaten einer Projektionsoberfläche, auf die erste und zweite Musterbilder projiziert werden, die Höhe von einer Referenzoberfläche und dergleichen können basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen den durch das optische System gebildeten ersten und zweiten Musterbildern berechnet werden. Das Mikroskop ist daher mit einem Berechnungsabschnitt ausgestattet, der eine CPU, einen ROM und dergleichen enthält.
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Es wird beispielsweise angenommen, dass ein erstes Referenzmusterbild, das eine Referenz in einer Vielzahl von auf ein Werkstück projizierten ersten Musterbildern ist, und ein dem ersten Referenzmusterbild entsprechendes zweites Referenzmusterbild ein scharf eingestelltes Muster auf einer ersten Projektionsoberfläche bilden, auf der dieses erste Referenzmusterbild und dieses zweite Referenzmusterbild projiziert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird davon ausgegangen, dass ein weiteres Musterbild aus der Vielzahl von ersten Musterbildern und ein weiteres, diesem ersten Musterbild entsprechendes zweites Musterbild auf eine zweite Projektionsoberfläche projiziert werden, die sich von der ersten Projektionsoberfläche unterscheidet. In einem solchen Zustand kann die Höhe der zweiten Projektionsoberfläche in Bezug auf die erste Projektionsoberfläche durch den Berechnungsabschnitt basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen dem auf die zweite Projektionsoberfläche projizierten anderen ersten und anderen zweiten Musterbild berechnet werden.
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Wird dies auf das Beispiel von 4A angewendet, dann entsprechen das erste und das zweite Musterbild 401a und 402a, die das scharf eingestellte Muster 420 auf der ersten Oberfläche S1 bilden, dem ersten und dem zweiten Referenzmusterbild. Die auf die zweite Oberfläche S2 projizierten ersten und zweiten Musterbilder 401b und 402b entsprechen den anderen ersten und zweiten Musterbildern. Außerdem entspricht die erste Oberfläche S1 der ersten Projektionsoberfläche, und die zweite Oberfläche S2 entspricht der zweiten Projektionsoberfläche. In dem in 4A gezeigten Zustand kann die Höhe der zweiten Oberfläche S2 in Bezug auf die erste Oberfläche S1 durch den Berechnungsabschnitt basierend auf einer Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Musterbild 401b und 402b berechnet werden. Dies kann Zeit und Aufwand beim Einstellen des Brennpunkts der zweiten Oberfläche S2 sparen.
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Die Erkennungseinheit kann beispielsweise mit einem Sensor ausgestattet sein, der in der Lage ist, die Farbe des Werkstücks zu erkennen. Zudem können die Farben des ersten und des zweiten Musterbildes automatisch entsprechend den Farben des Werkstücks eingestellt werden.
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In obenstehender Beschreibung wurde das Mikroskop als eine optische Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, auf das Mikroskop angewendet zu werden und kann auf verschiedene optische Vorrichtungen angewendet werden, wie z. B. eine Vorrichtung, die eine Beobachtung und eine Messung unter Verwendung eines Bildes eines Gegenstands ausführt, und eine Vorrichtung, die ein Bild eines Gegenstands aufnimmt und eine Beobachtung, eine Messung und dergleichen unter Verwendung des aufgenommenen Bildes ausführt. Beispiele solcher Vorrichtungen umfassen ein CNC-(rechnergestützte numerische Steuerung)Bildverarbeitungsmesssystem und eine CNC-Koordinatenmessmaschine.
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Von den Merkmalen der oben beschriebenen Ausführungsformen können zumindest zwei der Merkmale kombiniert werden. Des Weiteren sind verschiedene in den obengenannten Ausführungsformen beschriebene Wirkungen lediglich beispielhafte und nicht einschränkende Wirkungen, und es können beliebige andere Wirkungen erzeugt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2014-110362 [0001]
- JP 10-142515 [0003, 0003, 0003, 0004, 0081]
