JP2002341252A - Image acquiring device and image processor - Google Patents

Image acquiring device and image processor

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JP2002341252A
JP2002341252A JP2001151599A JP2001151599A JP2002341252A JP 2002341252 A JP2002341252 A JP 2002341252A JP 2001151599 A JP2001151599 A JP 2001151599A JP 2001151599 A JP2001151599 A JP 2001151599A JP 2002341252 A JP2002341252 A JP 2002341252A
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JP
Japan
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image
magnification
objective lens
lens
optical system
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JP2001151599A
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Japanese (ja)
Inventor
Taizo Takachi
泰三 高地
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the resolution of an optical system of an image processor which processes an image obtained by photographing a body to be measured. SOLUTION: An objective 3 which constitutes the optical system 7 of an image acquiring device 2 photographing the body 8 to be measured is increased in NA by having power twice as large as the power with which a visual field including all measurement object places on the body 8 to be measured can be obtained. A relay lens 8 has ×0.5 power and includes a desired range of an image formed on a CCD 6a by reducing the size of the formed image. The resolution is increased by making the NA large, so the optical system 7 has the high resolution without making the visual field narrow.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子に像を結
ぶ光学系を備えた画像取得装置、およびこの画像取得装
置が組み込まれる画像処理装置に関する。詳しくは、対
物レンズとして、所望の視野を得る倍率より高い倍率を
持った対物レンズを備えるとともに、像を縮小する倍率
を持った中間レンズを備えることで、光学系の分解能を
向上させるものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image acquisition apparatus provided with an optical system for forming an image on an image sensor, and an image processing apparatus incorporating the image acquisition apparatus. Specifically, the resolution of an optical system is improved by providing an objective lens having a magnification higher than a magnification for obtaining a desired field of view and an intermediate lens having a magnification for reducing an image. .

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像素子としてCCD(charge
coupled device)を用い、これに金属顕
微鏡や工具顕微鏡で用いられる対物レンズを組み合わせ
てなる画像取得装置が組み込まれた画像処理装置は、I
Cパッケージ等の被測定物の画像を取得し、画像処理を
行うことで、例えば被測定物上の測定対象個所としてそ
の頂点を認識して、被測定物の位置決め等を行うために
用いられている。
2. Description of the Related Art A CCD (charge) is used as an imaging device.
An image processing apparatus incorporating an image acquisition apparatus using a coupled device and an objective lens used in a metal microscope or a tool microscope is an I
By acquiring an image of an object to be measured such as a C package and performing image processing, it is used for, for example, recognizing a vertex as a measurement target portion on the object to be measured and positioning the object to be measured. I have.

【0003】従来は、画像処理の分解能はCCDの画素
数に依存し、760×510の分解能であった。これが
中間階調(グレー処理)等のアルゴリズム処理の普及で
1画素の1/100のデーターが出るようになり分解能
は100倍、すなわち76000×51000の分解能
に上がった。また、近年デジタルTV規格のカメラとそ
れに対応する画像処理の普及で112000×9600
0の分解能のものもある。
Conventionally, the resolution of image processing depends on the number of pixels of a CCD, and has a resolution of 760 × 510. This is due to the widespread use of algorithm processing such as halftone (gray processing), and the data of 1/100 of one pixel has come out, and the resolution has increased 100 times, that is, the resolution of 76000 × 51000. In recent years, with the spread of digital TV standard cameras and corresponding image processing, 112000 × 9600
Some have a resolution of zero.

【0004】それに対して、対物レンズの分解能は、画
像処理側の分解能が760×510程度であれば、どの
ような倍率でも対物レンズ側が打ち勝っていた。しかし
ながら、画像処理側の分解能がその100倍、さらには
112000×96000の分解能となると、対物レン
ズの分解能がこれに追いつかなくなっている。画像処理
側の分解能が対物レンズの分解能に打ち勝ってしまう
と、対物レンズの分解能を上げないと画像処理装置とし
ての性能が向上しないので、対物レンズの分解能を上げ
る必要が生じている。
On the other hand, as for the resolution of the objective lens, if the resolution on the image processing side is about 760 × 510, the objective lens side is superior at any magnification. However, when the resolution on the image processing side is 100 times the resolution, or even 112,000 × 96000, the resolution of the objective lens cannot keep up with this. If the resolution on the image processing side exceeds the resolution of the objective lens, the performance of the image processing apparatus will not be improved unless the resolution of the objective lens is increased. Therefore, it is necessary to increase the resolution of the objective lens.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】対物レンズの分解能
は、NA(numerical aperture)が
大きい程、向上する。しかしながら、同じ倍率でNAの
大きい対物レンズ製作すると、一般に流通している対物
レンズと異なる特殊なものとなり、流通量が少ないこと
から高価なものとなるという問題がある。
The resolution of an objective lens improves as the numerical aperture (NA) increases. However, when an objective lens having the same magnification and a large NA is manufactured, the objective lens is different from a commonly distributed objective lens.

【0006】また、対物レンズの倍率を上げるとNAの
大きい、すなわち分解能が高い対物レンズとなるが、視
野角が狭くなるので、被測定物上の測定対象個所の画像
を一度に取得できなくなる。このため、被測定物と画像
取得装置を相対移動させて画像の取得を何回かに分けて
行う必要があり、処理に時間がかかることになり、効率
が悪いという問題がある。
[0006] When the magnification of the objective lens is increased, the objective lens has a large NA, that is, a high resolution. However, since the viewing angle is narrowed, it is not possible to obtain an image of a portion to be measured on the object at once. For this reason, it is necessary to relatively move the object to be measured and the image acquisition device to acquire the image several times, and it takes a long time for processing, and there is a problem that efficiency is low.

【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、視野を狭めることなく分解能を向上
させることができる画像取得装置およびこの画像取得装
置が組み込まれた画像処理装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides an image acquisition apparatus capable of improving resolution without reducing the field of view, and an image processing apparatus incorporating the image acquisition apparatus. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像取得装
置は、撮像素子に像を結ぶ光学系を備えた画像取得装置
において、前記光学系として、所望の視野を得る倍率よ
り高い倍率の対物レンズを備えるとともに、像を縮小す
る倍率を持った中間レンズを、前記対物レンズと前記撮
像素子の間に備えたものである。
According to the present invention, there is provided an image acquisition apparatus having an optical system for forming an image on an image sensor, wherein the optical system has an objective having a magnification higher than a magnification for obtaining a desired visual field. An intermediate lens having a lens and a magnification for reducing an image is provided between the objective lens and the image sensor.

【0009】上述した本発明に係る画像取得装置では、
対物レンズの倍率を、所望の視野を得る倍率より高いも
のとすることで、NAを大きくしている。そして、撮像
素子に結ばれる像は、中間レンズにより縮小されるの
で、NAを下げることなく、視野は所望の範囲を得るこ
とができる。よって、分解能の高い光学系を、視野を狭
めることなく、かつ、低倍率でNAが高い高価な対物レ
ンズを用いることなく提供できる。
In the above-described image acquisition apparatus according to the present invention,
The NA is increased by setting the magnification of the objective lens higher than the magnification for obtaining a desired visual field. Then, since the image formed on the image sensor is reduced by the intermediate lens, a desired field of view can be obtained without lowering the NA. Therefore, an optical system with high resolution can be provided without narrowing the field of view and without using an expensive objective lens with low magnification and high NA.

【0010】本発明に係る画像処理装置は、撮像素子に
像を結ぶ光学系を備えた画像取得装置で取得した被測定
物の画像を処理する画像処理装置において、前記画像取
得装置の前記光学系として、所望の視野を得る倍率より
高い倍率の対物レンズを備えるとともに、像を縮小する
倍率を持った中間レンズを、前記対物レンズと前記撮像
素子の間に備えたものである。
An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus for processing an image of an object to be measured obtained by an image obtaining apparatus having an optical system for forming an image on an image pickup device. And an intermediate lens having a magnification higher than that for obtaining a desired field of view and an intermediate lens having a magnification for reducing an image is provided between the objective lens and the imaging element.

【0011】上述した本発明に係る画像処理装置では、
画像取得装置の対物レンズの倍率を、所望の視野を得る
倍率より高いものとすることで、NAを大きくしてい
る。そして、撮像素子に結ばれる像は、中間レンズによ
り縮小されるので、NAを下げることなく、視野は所望
の範囲を得ることができる。これにより、視野を狭める
ことなく、光学系の分解能が向上するので、画像処理側
の分解能の向上に、光学系の分解能が追いつくことにな
り、より正確な画像を用いて画像処理を行うことが可能
となる。
In the above-described image processing apparatus according to the present invention,
The NA is increased by setting the magnification of the objective lens of the image acquisition device higher than the magnification for obtaining a desired visual field. Then, since the image formed on the image sensor is reduced by the intermediate lens, a desired field of view can be obtained without lowering the NA. As a result, the resolution of the optical system is improved without reducing the field of view, so that the resolution of the optical system can catch up with the improvement of the resolution on the image processing side, and image processing can be performed using a more accurate image. It becomes possible.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の画
像取得装置およびこの画像取得装置が組み込まれた画像
処理装置の実施の形態の一例を説明する。すなわち、図
1は本実施の形態の画像処理装置の概略構成図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image acquiring apparatus according to the present invention and an image processing apparatus incorporating the image acquiring apparatus. That is, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the image processing apparatus of the present embodiment.

【0013】画像処理装置1は、画像取得装置2で取得
した画像を処理するものであり、まず、この画像取得装
置2の構成から説明する。画像取得装置2は、対物レン
ズ3、鏡筒4、中間レンズの一例としてのリレーレンズ
5およびCCDカメラ6等から構成される。
The image processing apparatus 1 processes an image acquired by the image acquiring apparatus 2. First, the configuration of the image acquiring apparatus 2 will be described. The image acquisition device 2 includes an objective lens 3, a lens barrel 4, a relay lens 5 as an example of an intermediate lens, a CCD camera 6, and the like.

【0014】対物レンズ3は、収差等の性能を上げるた
め、各種形状のレンズを10枚程度組み合わせてなるレ
ンズ群3aから構成される。この対物レンズ3は、所望
の視野を得るために必要な倍率より、高い倍率を有す
る。そして、この対物レンズ3が、所定の長さを有する
鏡筒4を介してCCDカメラ6に取り付けられる。この
CCDカメラ6は、撮像素子の一例としてCCD6aを
備えるとともに、CCD6aで取得したデータを外部に
出力するインターフェース等を備える。
The objective lens 3 is composed of a lens group 3a formed by combining about ten lenses of various shapes in order to improve the performance such as aberration. The objective lens 3 has a magnification higher than a magnification required to obtain a desired visual field. The objective lens 3 is attached to a CCD camera 6 via a lens barrel 4 having a predetermined length. The CCD camera 6 includes a CCD 6a as an example of an image sensor, and an interface for outputting data acquired by the CCD 6a to the outside.

【0015】リレーレンズ5は、対物レンズ3とCCD
6aに間の光軸上に位置するように、鏡筒4に取り付け
られている。このリレーレンズ5は、CCD6aに結ば
れる像を縮小する倍率を持っている。そして、リレーレ
ンズ5は、通過した光線をCCD6aで結像させるた
め、1枚の凸レンズあるいは2枚程度の凸レンズの組み
合わせで構成される。
The relay lens 5 includes an objective lens 3 and a CCD.
It is attached to the lens barrel 4 so as to be located on the optical axis between 6a. The relay lens 5 has a magnification for reducing an image formed on the CCD 6a. The relay lens 5 is composed of one convex lens or a combination of about two convex lenses in order to form an image of the transmitted light by the CCD 6a.

【0016】本実施の形態の画像取得装置2では、上述
した対物レンズ3とリレーレンズ5により、CCD6a
に像を結ぶ光学系7を構成している。なお、この光学系
7には、収差の補正等を目的として、他のレンズを加え
ても構わない。
In the image acquisition device 2 of the present embodiment, the CCD 6a is formed by the objective lens 3 and the relay lens 5 described above.
The optical system 7 forms an image on the optical system. Note that another lens may be added to the optical system 7 for the purpose of correcting aberrations and the like.

【0017】対物レンズ3に対向して、画像取得装置2
で撮影する被測定物8がセットされるX−Yテーブル9
が設けられる。このX−Yテーブル9は、図示しないボ
ールねじおよびモータ等の機構により、X方向およびY
方向に水平移動可能な構造をもつ。
The image acquisition device 2 faces the objective lens 3.
X-Y table 9 on which the DUT 8 to be photographed is set
Is provided. The XY table 9 is moved in the X and Y directions by a mechanism such as a ball screw and a motor (not shown).
It has a structure that can move horizontally in any direction.

【0018】画像処理装置1は、上述した画像取得装置
2と信号線10により接続されている。CCDカメラ6
からの信号は、信号線10を通り画像処理装置1に送ら
れて、画像処理がなされ位置データ等が出力される。そ
して、この出力された位置データ等により、被測定物8
上の測定対象個所間の距離の測定や、被測定物1が例え
ばICパッケージである場合は、素子の取り付けのため
の被測定物1の位置決めが行われる。
The image processing device 1 is connected to the above-described image acquisition device 2 by a signal line 10. CCD camera 6
Is sent to the image processing apparatus 1 through the signal line 10 and subjected to image processing to output position data and the like. Then, based on the output position data and the like, the DUT 8 is measured.
The measurement of the distance between the above measurement target locations and the positioning of the device under test 1 for mounting elements are performed when the device under test 1 is, for example, an IC package.

【0019】なお、画像処理装置1における画像処理の
分解能は、従来はCCD6aの画素数に依存し、760
×510の分解能であった。これが中間階調(グレー処
理)等のアルゴリズム処理の普及で1画素の1/100
のデーターが出るようになり、76000×51000
の分解能、あるいはそれ以上の分解能となっている。
The resolution of image processing in the image processing apparatus 1 conventionally depends on the number of pixels of the CCD 6a,
The resolution was × 510. This is due to the spread of algorithm processing such as halftone (gray processing), which is 1/100 of one pixel.
Data comes out, 76000 × 51000
, Or higher.

【0020】図2は対物レンズの視野と被測定物のサイ
ズの関係を示す説明図で、以下に、図1および図2を参
照して、本実施の形態の画像取得装置2の対物レンズ3
およびリレーレンズ5の倍率の関係を説明する。まず、
図1に示す画像取得装置2からリレーレンズ5を除いた
構成で説明する。対物レンズ3と被測定物8の距離を同
じとした場合、対物レンズ3の倍率が低いと視野は広
く、倍率が高くなるにつれて、視野は狭く、得られる画
像は拡大される。平面形状が四角形の被測定物8上にお
いて、一方の対角線上の2頂点P1,P2が測定対象個
所であるとする。そして、この被測定物8の大きさは、
対物レンズ3から所定の距離に被測定物8があるとき
に、図2(a)に示すように、対物レンズ3の倍率が5
倍の場合の視野角で得られる視野Qに、被測定物8上の
測定対象個所の2点P1,P2の両方が入る大きさとす
る。これに対して、対物レンズ3の倍率が10倍の場合
の視野角で得られる視野Rでは、図2(b)に示すよう
に、被測定物8上の測定対象個所の2点P1,P2のど
ちらか一方を捉えることができるものとする。
FIG. 2 is an explanatory view showing the relationship between the field of view of the objective lens and the size of the object to be measured. The objective lens 3 of the image acquisition device 2 according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
And the relationship between the magnification of the relay lens 5 will be described. First,
A description will be given of a configuration excluding the relay lens 5 from the image acquisition device 2 shown in FIG. Assuming that the distance between the objective lens 3 and the object 8 is the same, the field of view is wide when the magnification of the objective lens 3 is low, and the field of view is narrow as the magnification increases, and the obtained image is enlarged. It is assumed that two vertices P1 and P2 on one diagonal line are measurement points on the DUT 8 having a square planar shape. And the size of the DUT 8 is
When the DUT 8 is located at a predetermined distance from the objective lens 3, as shown in FIG.
The size is such that both the two points P1 and P2 of the measurement target portion on the DUT 8 are included in the visual field Q obtained at the viewing angle in the case of the magnification. On the other hand, in the field of view R obtained at a field angle when the magnification of the objective lens 3 is 10 times, as shown in FIG. It is possible to capture either one of these.

【0021】NAの大きいレンズ程、レンズの分解能
(解像度)は高くなるが、一般に流通している対物レン
ズ3は、倍率に対しNAはほぼ決められている。そし
て、対物レンズ3は、倍率が高い程、NAが大きい。よ
って、ここでは対物レンズ3の倍率が5倍の場合より1
0倍の場合の方がNAが大きいことになり、分解能の点
からは、対物レンズ3の倍率は10倍の方が有利であ
る。
The higher the NA of a lens, the higher the resolution (resolution) of the lens. However, the NA of a commonly distributed objective lens 3 is almost determined with respect to the magnification. The NA of the objective lens 3 increases as the magnification increases. Therefore, here, the magnification of the objective lens 3 is 1 more than when the magnification is 5 times.
When the magnification is 0, the NA is larger, and from the viewpoint of the resolution, the magnification of the objective lens 3 is more preferably 10 times.

【0022】しかしながら、対物レンズ3の倍率が10
倍の場合の視野Rは倍率が5倍の場合の視野Qより狭い
ので、被測定物8上の測定対象個所の2頂点P1,P2
を一度には捉えることができない。
However, when the magnification of the objective lens 3 is 10
Since the field of view R in the case of the magnification is narrower than the field of view Q in the case of the magnification of 5 times, the two vertices P1 and P2 of the measurement target portion on the object 8 are measured.
Cannot be captured at once.

【0023】このため、まず、2点ある測定対象個所の
頂点の内の一方の頂点P1が視野Rに入るように、視野
Rに対して被測定物8の位置を図2(b)に実線で示す
位置として、この頂点P1を含む画像を取得する。次
に、図1で説明したX−Yテーブル9により被測定物8
を水平移動させるか、あるいは図示しない機構により画
像取得装置2側を水平移動させて、他方の頂点P2が視
野Rに入るように、視野Rに対して被測定物8の位置を
図2(b)に破線で示す位置として、この頂点P2を含
む画像を取得する。このような動作を、必要な画像が得
られるまで何回か繰り返し、取得した複数の画像を演算
により合成する必要がある。
For this reason, first, the position of the DUT 8 with respect to the visual field R is shown by a solid line in FIG. 2 (b) such that one vertex P1 of the two points to be measured enters the visual field R. An image including this vertex P1 is acquired as the position indicated by. Next, the DUT 8 is measured using the XY table 9 described with reference to FIG.
2B, or the image acquisition device 2 side is horizontally moved by a mechanism (not shown) so that the position of the DUT 8 with respect to the field of view R is adjusted so that the other vertex P2 enters the field of view R in FIG. An image including this vertex P2 is acquired as a position indicated by a broken line in ()). It is necessary to repeat such an operation several times until a required image is obtained, and to combine the obtained images by calculation.

【0024】このように、被測定物8の大きさに対して
対物レンズ3の倍率が高いと、被測定物8と画像取得装
置2を相対的に移動させながら、1個の被測定物8を何
回かに分けて撮影する必要があり、処理に時間が掛かる
ことになる。
As described above, when the magnification of the objective lens 3 is higher than the size of the DUT 8, one DUT 8 is moved while the DUT 8 and the image acquisition device 2 are relatively moved. Needs to be shot several times, which takes time to process.

【0025】また、一般に、X−Yテーブル9は、ボー
ルねじを用いた機構により水平移動するものであるが、
位置決め精度を上げていくと、リード量が少なくなるの
で、被測定物8をある所定量移動するのに要する時間が
長くなる。よって、1個の被測定物8を何回かに分けて
撮影するのに要する時間は、精度の向上とともに長くな
って、効率が悪いものとなる。
Generally, the XY table 9 is horizontally moved by a mechanism using a ball screw.
As the positioning accuracy is increased, the lead amount is reduced, so that the time required to move the device under test 8 by a predetermined amount becomes longer. Therefore, the time required to divide one object under test 8 into several shots increases with the improvement in accuracy and becomes inefficient.

【0026】これに対して、対物レンズ3の倍率を5倍
のものとすれば、視野Qに被測定物8の全面が入り、被
測定物8の移動無しに測定対象個所の2点P1,P2の
画像を取得できるので、視野角の点からは、対物レンズ
3の倍率は5倍の方が有利である。
On the other hand, if the magnification of the objective lens 3 is 5 times, the entire surface of the object 8 enters the visual field Q, and the two points P1, P1 Since the image of P2 can be acquired, the magnification of the objective lens 3 is more preferably 5 times from the viewpoint of the viewing angle.

【0027】しかしながら、一般に流通している対物レ
ンズ3は、その倍率に応じてNAがほぼ決められてお
り、通常の5倍の対物レンズ3では、十分な分解能を得
ることができない。
However, the NA of a commonly distributed objective lens 3 is almost determined in accordance with the magnification thereof, and a sufficient resolution cannot be obtained with an ordinary five-times objective lens 3.

【0028】ここで、対物レンズ3の視野角は、一般
に、表記されている倍率の視野角に対して、約2倍程度
の視野角が確保されている。例えば、10倍の対物レン
ズであれば、5倍の対物レンズの視野角と同等の視野角
が確保されており、10倍の対物レンズで、実際には5
倍の対物レンズの視野と同等の範囲を捉えることができ
る。
Here, the viewing angle of the objective lens 3 is generally about twice as large as the viewing angle at the indicated magnification. For example, with a 10 × objective lens, a viewing angle equivalent to the viewing angle of a 5 × objective lens is ensured.
A range equivalent to the field of view of a double objective lens can be captured.

【0029】本実施の形態の画像取得装置2では、視野
角としては5倍の対物レンズが望ましいので、対物レン
ズ3として、5倍の対物レンズと同等の視野角が確保さ
れている10倍の対物レンズを用いる。そして、10倍
の対物レンズ3では、得られる画像が拡大されているの
で、0.5倍のリレーレンズ5を入れる。これにより、
CCD6aに結ばれる像は、5倍の対物レンズで得られ
る画像と同等のサイズに縮小される。よって、10倍の
対物レンズ3を用いているが、視野角および画像のサイ
ズは5倍の対物レンズと同等のものとなる。
In the image acquisition device 2 of the present embodiment, since a five-fold objective lens is desirable as the viewing angle, the objective lens 3 has a ten-fold viewing angle equivalent to that of the five-fold objective lens. Use an objective lens. Since the obtained image is enlarged by the 10 × objective lens 3, the 0.5 × relay lens 5 is inserted. This allows
The image formed on the CCD 6a is reduced to a size equivalent to an image obtained with a 5 × objective lens. Therefore, although the 10 × objective lens 3 is used, the viewing angle and the size of the image are equivalent to those of the 5 × objective lens.

【0030】これに対して、NAは10倍の対物レンズ
3のため、通常の5倍の対物レンズより大きい。そし
て、リレーレンズ5では、像を縮小するだけなので、リ
レーレンズ5を入れることでNAが低下することはな
い。よって、倍率が10倍の対物レンズ3と0.5倍の
リレーレンズ5を組み合わせることで、10倍の対物レ
ンズのNAを持ち、かつ視野角は5倍の対物レンズを用
いた場合と同等の光学系7を得ることができる。
On the other hand, since the NA is 10 times the objective lens 3, it is larger than the usual 5 times objective lens. Since the relay lens 5 only reduces the image, the insertion of the relay lens 5 does not lower the NA. Therefore, by combining the objective lens 3 having a magnification of 10 times and the relay lens 5 having a magnification of 0.5 times, the NA of the objective lens is increased by 10 times, and the viewing angle is equivalent to the case of using the objective lens having a magnification of 5 times. The optical system 7 can be obtained.

【0031】そして、倍率が低くても、NAを大きくで
きることから、視野を狭めることなく光学系7の分解能
が高い画像取得装置2を提供できる。このような光学系
7の分解能が高い画像取得装置2を画像処理装置1に組
み込むことで、画像処理側の分解能に光学系7の分解能
を追いつかせることができる。光学系7の分解能が向上
すると、得られる画像のデータは、より被測定物8に近
い正確なものとなる。
Since the NA can be increased even when the magnification is low, it is possible to provide the image acquisition device 2 having a high resolution of the optical system 7 without reducing the field of view. By incorporating the image acquisition device 2 having such a high resolution of the optical system 7 into the image processing device 1, the resolution of the optical system 7 can catch up with the resolution of the image processing side. When the resolution of the optical system 7 is improved, the obtained image data becomes more accurate and closer to the device under test 8.

【0032】画像処理装置1では、より正確な画像デー
タを用いて画像処理を行い、例えば位置データを出力す
る。これにより、画像処理側の分解能を生かして、より
高精度の位置決め等ができるようになる。
The image processing apparatus 1 performs image processing using more accurate image data, and outputs, for example, position data. This makes it possible to perform highly accurate positioning and the like by utilizing the resolution of the image processing side.

【0033】また、光学系7の倍率は低く抑えることが
できるので、視野を大きく取れる。よって、被測定物8
あるいは画像取得装置2を移動させることなく、被測定
物8上の複数の測定対象個所を一度に撮影でき、処理速
度を向上させることができる。
Since the magnification of the optical system 7 can be kept low, a large field of view can be obtained. Therefore, the measured object 8
Alternatively, a plurality of locations to be measured on the DUT 8 can be photographed at once without moving the image acquisition device 2, and the processing speed can be improved.

【0034】ここで、本実施の形態では、対物レンズ3
の倍率を10倍として説明したが、これに限るものでは
ない。すなわち、倍率が2N倍の対物レンズ3は、倍率
がN倍の対物レンズと同等の視野角が確保されているの
で、N倍の対物レンズを用いたい光学系では、最大、2
N倍の対物レンズ3を用いることが可能である。そし
て、NAは倍率に比例することから、2N倍の対物レン
ズ3を用いることが望ましい。
Here, in the present embodiment, the objective lens 3
Although the description has been made with the magnification of 10 times, the present invention is not limited to this. In other words, the objective lens 3 having a magnification of 2N times has a viewing angle equivalent to that of an objective lens having a magnification of N times.
It is possible to use an N-times objective lens 3. Since the NA is proportional to the magnification, it is desirable to use a 2N-times objective lens 3.

【0035】N倍の対物レンズを用いたい光学系で、2
N倍の対物レンズ3を用いることが望ましいということ
は、所望の範囲の視野を得るためには、リレーレンズ5
は0.5倍が望ましいことになる。なお、リレーレンズ
5の倍率を0.5倍より小さくすると、視野角の関係で
得られる画像にケラレが生じるので、好ましくない。
An optical system using an N-times objective lens requires 2
The fact that it is desirable to use an N-times objective lens 3 means that a relay lens 5 must be used in order to obtain a desired range of visual field.
Is preferably 0.5 times. If the magnification of the relay lens 5 is smaller than 0.5, vignetting occurs in an image obtained due to a viewing angle, which is not preferable.

【0036】また、被測定物8のサイズが同じで、か
つ、取得したい画像サイズが同じという条件で、対物レ
ンズ3の倍率を2N倍より小さくする場合、リレーレン
ズ5の倍率は0.5倍より大きくする必要があるが、N
Aが下がるので、分解能の向上を優先する場合は、N倍
の対物レンズを用いたい光学系で、2N倍の対物レンズ
3を用いるとともに、0.5倍のリレーレンズ5を用い
ることが望ましい。
If the magnification of the objective lens 3 is smaller than 2N times under the condition that the size of the object 8 to be measured is the same and the image size to be acquired is the same, the magnification of the relay lens 5 is 0.5 times. Need to be larger, but N
Since A is lowered, when priority is given to improvement in resolution, it is desirable to use a 2N-times objective lens 3 and a 0.5-times relay lens 5 in an optical system in which an N-times objective lens is used.

【0037】なお、N倍の対物レンズに対して2N倍の
対物レンズ3、例えば本実施の形態における倍率が10
倍の対物レンズ3は、5倍の対物レンズと比較して高価
なものではない。また、リレーレンズ5は、CCD6a
に結像する画像のサイズを縮小するだけなので、1枚の
凸レンズあるいは2枚程度の凸レンズの組み合わせで実
現できる。よって、リレーレンズ5に掛かるコストも低
く抑えることができる。よって、所望の範囲の視野を持
ち、かつNAが大きい光学系7を、安価に提供できる。
It should be noted that a 2N-times objective lens 3, for example, a magnification of 10 in the present embodiment is 10 times that of an N-times objective lens.
The 2 × objective lens 3 is not expensive compared to the 5 × objective lens. Further, the relay lens 5 includes a CCD 6a
Since only the size of the image to be formed is reduced, it can be realized by a combination of one convex lens or about two convex lenses. Therefore, the cost of the relay lens 5 can be reduced. Therefore, the optical system 7 having a visual field in a desired range and a large NA can be provided at low cost.

【0038】また、リレーレンズ5は、CCD6aに結
像するように製作そして組み込まれるので、被測定物8
のサイズの変更等で対物レンズ3の倍率を変更する場合
でも、対物レンズ3の交換のみで、リレーレンズ5の交
換は必要ない。よって、1種類のリレーレンズ5を広く
流通させることができ、より安価に提供できることにな
る。
The relay lens 5 is manufactured and incorporated so as to form an image on the CCD 6a.
When the magnification of the objective lens 3 is changed by changing the size of the lens, the replacement of the relay lens 5 is not necessary, only the replacement of the objective lens 3. Therefore, one type of relay lens 5 can be widely distributed and can be provided at a lower cost.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
取得装置は、撮像素子に像を結ぶ光学系を備えた画像取
得装置において、前記光学系として、所望の視野を得る
倍率より高い倍率の対物レンズを備えるとともに、像を
縮小する倍率を持った中間レンズを、前記対物レンズと
前記撮像素子の間に備えたものである。
As described above, according to the image acquisition apparatus of the present invention, in an image acquisition apparatus having an optical system for forming an image on an image sensor, a magnification higher than a magnification for obtaining a desired visual field is used as the optical system. And an intermediate lens having a magnification for reducing an image is provided between the objective lens and the image pickup device.

【0040】上述した本発明に係る画像取得装置では、
対物レンズの倍率を、所望の視野を得る倍率より高いも
のとすることで、NAを大きくしている。そして、撮像
素子に結ばれる像は、中間レンズにより縮小されるの
で、NAを下げることなく、視野は所望の範囲を得るこ
とができる。よって、分解能の高い光学系を、視野を狭
めることなく提供できる。
In the above-described image acquisition apparatus according to the present invention,
The NA is increased by setting the magnification of the objective lens higher than the magnification for obtaining a desired visual field. Then, since the image formed on the image sensor is reduced by the intermediate lens, a desired field of view can be obtained without lowering the NA. Therefore, an optical system with high resolution can be provided without narrowing the field of view.

【0041】また、低倍率でNAが高い対物レンズを用
いることとすると、対物レンズが高価なものとなるが、
このような低倍率でNAが高い対物レンズを用いる必要
がないので、所望の視野が得られ、かつ分解能の高い光
学系を、安価に提供できる。
When an objective lens having a low magnification and a high NA is used, the objective lens becomes expensive.
Since it is not necessary to use such an objective lens having a low magnification and a high NA, a desired visual field can be obtained and an optical system having a high resolution can be provided at low cost.

【0042】本発明に係る画像処理装置は、このように
光学系の分解能が向上した画像取得装置が組み込まれた
ものであり、これにより、視野を狭めることなく、光学
系の分解能が向上するので、画像処理側の分解能の向上
に、光学系の分解能が追いつくことになり、より正確な
画像を用いて画像処理を行うことが可能となる。
The image processing apparatus according to the present invention incorporates the image acquisition apparatus with the improved resolution of the optical system as described above, and thereby improves the resolution of the optical system without narrowing the field of view. Since the resolution of the optical system can catch up with the improvement of the resolution on the image processing side, it becomes possible to perform image processing using a more accurate image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態の画像処理装置の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus according to an embodiment.

【図2】対物レンズの視野と被測定物のサイズの関係を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a field of view of an objective lens and a size of an object to be measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・画像処理装置、2・・・画像取得装置、3・・
・対物レンズ、4・・・鏡筒、5・・・リレーレンズ、
6・・・CCDカメラ、6a・・・CCD、7・・・光
学系、8・・・被測定物、9・・・X−Yテーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image processing apparatus, 2 ... Image acquisition apparatus, 3 ...
・ Objective lens, 4 ・ ・ ・ Barrel, 5 ・ ・ ・ Relay lens,
6 ... CCD camera, 6a ... CCD, 7 ... optical system, 8 ... DUT, 9 ... XY table

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像素子に像を結ぶ光学系を備えた画像
取得装置において、前記光学系として、 所望の視野を得る倍率より高い倍率の対物レンズを備え
るとともに、 像を縮小する倍率を持った中間レンズを、前記対物レン
ズと前記撮像素子の間に備えたことを特徴とする画像取
得装置。
1. An image acquisition apparatus comprising an optical system for forming an image on an image sensor, wherein said optical system includes an objective lens having a magnification higher than a magnification for obtaining a desired visual field and a magnification for reducing an image. An image acquisition apparatus, comprising: an intermediate lens provided between the objective lens and the image sensor.
【請求項2】 前記リレーレンズの倍率の下限は0.5
倍であることを特徴とする請求項1記載の画像取得装
置。
2. The lower limit of the magnification of the relay lens is 0.5.
2. The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the number is doubled.
【請求項3】 前記対物レンズの倍率の上限は、所望の
視野を得る倍率の2倍であることを特徴とする請求項1
記載の画像取得装置。
3. An apparatus according to claim 1, wherein an upper limit of a magnification of the objective lens is twice as large as a magnification for obtaining a desired visual field.
The image acquisition device according to the above.
【請求項4】 撮像素子に像を結ぶ光学系を備えた画像
取得装置で取得した被測定物の画像を処理する画像処理
装置において、 前記画像取得装置の前記光学系として、 所望の視野を得る倍率より高い倍率の対物レンズを備え
るとともに、 像を縮小する倍率を持った中間レンズを、前記対物レン
ズと前記撮像素子の間に備えたことを特徴とする画像処
理装置。
4. An image processing apparatus for processing an image of an object to be measured acquired by an image acquisition device having an optical system for forming an image on an image sensor, wherein a desired field of view is obtained as the optical system of the image acquisition device. An image processing apparatus comprising: an objective lens having a magnification higher than a magnification; and an intermediate lens having a magnification for reducing an image is provided between the objective lens and the imaging element.
【請求項5】 前記対物レンズの倍率は、前記被測定物
上の全ての測定対象個所を含む視野を得る倍率の2倍と
し、 前記リレーレンズの倍率は0.5倍としたことを特徴と
する請求項4記載の画像処理装置。
5. The magnification of the objective lens is twice as large as a magnification for obtaining a field of view including all measurement target points on the object to be measured, and the magnification of the relay lens is 0.5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein
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