JP2008082950A - Microspectroscopic system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine a measuring range which is included in an object to be measured at high speed while voiding parts not required for measurement and securing a light intensity sufficient for measurement. <P>SOLUTION: A microspectroscopic system 1 is provided with a spatial modulation device 12 arranged at a position conjugate with the object A to be measured or its image position; a driver 16 for controlling the spatial modulation device 12; a measuring-area setting part 10 for setting the measuring area of the object A; and a control part 23 for controlling the spatial modulation device 12 according to the measuring area set by the measuring-area setting part 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＦＰＤ（Flat Panel Display）やＰＤＰ（Plasma
Display Panel）に使用されるカラーフィルタ等における微小なセルの分光透過率および分光反射率を測定するために使用される顕微分光装置に関するものである。 The present invention is based on FPD (Flat Panel Display) and PDP (Plasma).
The present invention relates to a microspectroscopic device used for measuring spectral transmittance and spectral reflectance of a minute cell in a color filter or the like used in a display panel.

従来、測定誤差要因である測定領域外からのノイズ光を除去するために、測定領域を正確に決定する自動決定手段を備えた顕微分光装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この顕微分光装置は、サンプルの拡大像が表示されたディスプレイ上において、オペレータが測定領域を仮選択し、その情報から画像処理を用いて、標本面および像面と共役な位置にあるアパーチャの開口を正確に決定し、アパーチャを自動的に開閉調整するものである。この顕微分光装置においては、アパーチャの形状は矩形あるいは円形に設定されている。
特開２００１−９１４５３号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a microspectroscopic device including an automatic determination unit that accurately determines a measurement region in order to remove noise light from outside the measurement region, which is a measurement error factor, is known (see, for example, Patent Document 1). .
In this microspectroscopic device, an operator temporarily selects a measurement region on a display on which a magnified image of a sample is displayed, and uses an image processing based on the information to open an aperture at a position conjugate with the sample surface and the image surface. Is accurately determined, and the aperture is automatically adjusted for opening and closing. In this microspectroscope, the shape of the aperture is set to a rectangle or a circle.
JP 2001-91453 A

しかしながら、特許文献１の顕微分光装置を、多品種少量生産の工場の生産ラインで使用する場合、測定時間を短縮するために、被測定対象に応じて測定領域の決定動作を高速に行う必要があるが、オペレータが介在するために、時間短縮を図れないという問題がある。
また、近年のセルの小型、複雑化により、測定に必要のない部分を測定領域に設定しないように回避しながら極微小の測定領域を設定していく必要があるが、矩形あるいは円形に一意に規定されたアパーチャ形状では、十分な測定光量を確保可能なアパーチャを決定できないという不都合がある。 However, when the microspectroscope of Patent Document 1 is used in a production line of a factory that produces a variety of products in small quantities, it is necessary to perform a measurement region determination operation at a high speed in accordance with an object to be measured in order to shorten the measurement time. However, there is a problem that the time cannot be shortened because an operator is involved.
In addition, due to the recent miniaturization and complexity of cells, it is necessary to set a very small measurement region while avoiding setting a portion that is not necessary for measurement as a measurement region. With the prescribed aperture shape, there is an inconvenience that an aperture capable of securing a sufficient amount of measurement light cannot be determined.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、測定に必要のない部分を回避しながら、測定に十分な光量を確保しつつ、被測定対象に含まれる測定領域を高速に決定することができる顕微分光装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and avoids portions that are not necessary for measurement, while ensuring a sufficient amount of light for measurement and determining a measurement region included in the measurement target at high speed. It is an object of the present invention to provide a microspectroscopic device that can be used.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、被測定対象あるいはその像位置と共役な位置に配置された空間変調デバイスと、該空間変調デバイスを制御するドライバと、前記被測定対象の測定領域を設定する測定領域設定部と、該測定領域設定部により設定された測定領域に応じて前記空間変調デバイスを制御する制御部とを備える顕微分光装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a spatial modulation device arranged at a position conjugate with a measurement target or an image position thereof, a driver for controlling the spatial modulation device, a measurement area setting unit for setting a measurement area of the measurement target, A microspectroscopic device is provided that includes a control unit that controls the spatial modulation device in accordance with the measurement region set by the measurement region setting unit.

上記発明においては、前記空間変調デバイスが透過あるいは反射特性を空間的に変調可能であることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記空間変調デバイスが、デジタルマイクロミラーデバイスであることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記空間変調デバイスが、液晶格子であることとしてもよい。 In the above invention, the spatial modulation device may spatially modulate transmission or reflection characteristics.
In the above invention, the spatial modulation device may be a digital micromirror device.
In the above invention, the spatial modulation device may be a liquid crystal lattice.

また、上記発明においては、前記測定領域設定部が、前記被測定対象を撮影するカメラと、該カメラにより取得した被測定対象の画像を処理して前記測定領域を決定する画像処理部とを備えることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記測定領域設定部が、前記被測定対象の測定領域に関するレシピ情報に基づいて前記測定領域を抽出する測定領域抽出部とを備えることとしてもよい。 Moreover, in the said invention, the said measurement area setting part is equipped with the camera which image | photographs the said to-be-measured object, and the image process part which processes the image of the to-be-measured object acquired by this camera, and determines the said measurement area | region. It is good as well.
Moreover, in the said invention, the said measurement area setting part is good also as providing the measurement area extraction part which extracts the said measurement area based on the recipe information regarding the measurement area of the said to-be-measured object.

本発明によれば、測定に必要のない部分を回避しながら、測定に十分な光量を確保しつつ、被測定対象に含まれる測定領域を高速に決定することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that a measurement region included in a measurement target can be determined at high speed while avoiding a portion that is not necessary for measurement and ensuring a sufficient amount of light for measurement.

本発明の第１の実施形態に係る顕微分光装置１について、図１〜図６を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微分光装置１は、図１に示されるように、被測定対象Ａを搭載するステージ２と、該ステージ２を透過して該ステージ２の下方から照明光を照射する透過照明光源３と、該透過照明光源３から発せられ、被測定対象Ａを透過した光を集光する対物レンズ４と、該対物レンズ４により集光された光を分岐するハーフミラー５と、該ハーフミラー５により分岐された光をそれぞれ入射させる画像取得処理部６と、分光測定部７とを備えている。 A microspectroscopic device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the microspectroscopic device 1 according to this embodiment includes a stage 2 on which a measurement target A is mounted, and transmitted illumination that irradiates illumination light from below the stage 2 through the stage 2. A light source 3, an objective lens 4 that collects the light emitted from the transmitted illumination light source 3 and transmitted through the object A to be measured, a half mirror 5 that branches the light collected by the objective lens 4, and the half An image acquisition processing unit 6 for allowing the light branched by the mirror 5 to enter, and a spectroscopic measurement unit 7 are provided.

前記画像取得処理部６は、ハーフミラー５により分岐された一方の光を集光するチューブレンズ８と、該チューブレンズ８により集光された光を撮影してカラー画像を取得するカメラ９と、該カメラ９により取得されたカラー画像を処理する画像処理部１０とを備えている。   The image acquisition processing unit 6 includes a tube lens 8 that collects one of the lights branched by the half mirror 5, a camera 9 that captures the light collected by the tube lens 8 and acquires a color image, And an image processing unit 10 for processing a color image acquired by the camera 9.

前記分光測定部７は、ハーフミラー５により分岐された他方の光を集光する集光レンズ１１と、該集光レンズ１１の集光位置に配置されたデジタルマイクロミラーデバイス（空間変調デバイス）１２と、該デジタルマイクロミラーデバイス１２により反射された光をリレーするリレーレンズ１３と、該リレーレンズ１３によりリレーされた光を集光する集光レンズ１４と、該集光レンズ１４により集光された光を分光する分光器１５とを備えている。
前記デジタルマイクロミラーデバイス１２面および前記カメラ９は、被測定対象Ａに対して光学的に共役な位置関係に配置されている。 The spectroscopic measurement unit 7 includes a condensing lens 11 that condenses the other light branched by the half mirror 5, and a digital micromirror device (spatial modulation device) 12 disposed at the condensing position of the condensing lens 11. A relay lens 13 that relays the light reflected by the digital micromirror device 12, a condensing lens 14 that condenses the light relayed by the relay lens 13, and a light that is collected by the condensing lens 14. A spectroscope 15 for splitting light.
The surface of the digital micromirror device 12 and the camera 9 are arranged in a positional relationship optically conjugate with the measurement target A.

前記デジタルマイクロミラーデバイス１２は、個別に揺動するマイクロミラー（図示略）を２次元的に配列したものであり、数μｍ〜数１０μｍオーダの矩形状に半導体製造技術を用いて形成されている。デジタルマイクロミラーデバイス１２は、ドライバ１６に接続され、ドライバ１６からの制御信号によって、各マイクロミラーを個別にオンオフされるようになっている。これにより、各マイクロミラーは、例えば、＋１２°と−１２°のいずれかの傾斜角度に揺動させられるようになっている。ここで、マイクロミラーのオン状態は、マイクロミラーを図１の時計回りに＋１２°揺動させた状態であり、マイクロミラーのオフ状態は、マイクロミラーを時計回りに−１２°揺動させた状態である。   The digital micromirror device 12 is a two-dimensional array of individually oscillating micromirrors (not shown), and is formed in a rectangular shape on the order of several μm to several tens of μm using a semiconductor manufacturing technique. . The digital micromirror device 12 is connected to a driver 16, and each micromirror is individually turned on / off by a control signal from the driver 16. As a result, each micromirror can be swung, for example, at an inclination angle of either + 12 ° or −12 °. Here, the on state of the micromirror is a state where the micromirror is swung clockwise by + 12 ° in FIG. 1, and the off state of the micromirror is a state where the micromirror is swung by −12 ° clockwise. It is.

集光レンズ１１からマイクロミラーデバイス１２に入射された光は、オン状態となったマイクロミラーによって、入射光軸に対して出射角θｉで出射され、リレーレンズ１３によりリレーされる一方、オフ状態となったマイクロミラーによって、入射光軸に対して出射角θｏで出射され、遮光板１７により遮光されるようになっている。図中、符号１８はコンデンサレンズ、符号１９はミラーである。   The light that has entered the micromirror device 12 from the condenser lens 11 is emitted at an exit angle θi with respect to the incident optical axis by the micromirror that has been turned on, and is relayed by the relay lens 13 while being in the off state. The formed micromirror emits light with an emission angle θo with respect to the incident optical axis and is shielded by the light shielding plate 17. In the figure, reference numeral 18 denotes a condenser lens, and reference numeral 19 denotes a mirror.

また、ミラー１９と集光レンズ１４との間には、光路に挿脱可能なハーフミラー２０と、該ハーフミラー２０が光路に挿入されたときに、該ハーフミラー２０によりデジタルマイクロミラーデバイス１２に向かう光路に確認用の光を入射させる測定領域確認用光源２１とが設けられている。
また、前記ステージ２にはサンプル搬送制御部２２が接続され、被測定対象Ａが対物レンズ４の視野内に含まれるようにステージ２に被測定対象Ａを載置するようになっている。 Further, between the mirror 19 and the condenser lens 14, a half mirror 20 that can be inserted into and removed from the optical path, and when the half mirror 20 is inserted into the optical path, the half mirror 20 can be connected to the digital micromirror device 12. A measurement region confirmation light source 21 is provided for allowing confirmation light to enter the light path toward the optical path.
The stage 2 is connected to a sample transport control unit 22 so that the measurement target A is placed on the stage 2 so that the measurement target A is included in the field of view of the objective lens 4.

前記画像処理部１０には、測定領域制御部２３が接続されている。
前記画像処理部１０は、カメラ９により取得された被測定対象Ａのカラー画像から特徴量を抽出し、抽出された特徴量に基づいて測定領域を算出するようになっている。前記測定領域制御部２３は、前記画像処理部１０により算出された測定領域に基づいて、デジタルマイクロミラーデバイス１２のマイクロミラーの内、オン状態にする必要のあるマイクロミラーの位置をドライバ１６に出力するようになっている。 A measurement area control unit 23 is connected to the image processing unit 10.
The image processing unit 10 extracts a feature amount from the color image of the measurement target A acquired by the camera 9, and calculates a measurement region based on the extracted feature amount. Based on the measurement area calculated by the image processing unit 10, the measurement area control unit 23 outputs, to the driver 16, the position of the micromirror that needs to be turned on among the micromirrors of the digital micromirror device 12. It is supposed to be.

また、本実施形態においては、被測定対象Ａの種類毎に、測定領域の位置、寸法あるいはデジタルマイクロミラーデバイス１２のオン状態にすべきマイクロミラーを特定するデータを含むレシピ情報を、入力された基板情報から検索するレシピ情報検索部２４と、検索されたレシピ情報に基づいて測定領域情報を抽出する測定領域情報抽出部２５とが備えられている。レシピ情報検索部２４には、図示しない管理サーバから被測定対象Ａの種類を示すデータを含む基板情報が入力されるようになっている。
レシピ情報に含まれる測定領域情報としては、座標データ、ＣＡＤ等のベクトルデータ等データ形式は問われない。 Further, in this embodiment, for each type of measurement target A, recipe information including data specifying the position and size of the measurement region or the micromirror to be turned on of the digital micromirror device 12 is input. A recipe information search unit 24 that searches from the substrate information and a measurement region information extraction unit 25 that extracts measurement region information based on the searched recipe information are provided. The board information including data indicating the type of the measurement target A is input to the recipe information search unit 24 from a management server (not shown).
The measurement area information included in the recipe information may be in any data format such as coordinate data, vector data such as CAD.

また、レシピ情報には、画像処理により測定領域を算出する際に使用するパラメータである色情報を記憶する色情報ファイルが含まれている。色情報には、色度、彩度、明度のうち、少なくとも１つがしきい値として含まれている。なお、色情報ファイルは、測定した色毎に存在してもよい。また、ｒｅｄ、ｇｒｅｅｎ、ｂｌｕｅの３種類のカラーフィルタを測定したい場合、３種類の色情報ファイルが備えられていてもよく、３種類のカラーフィルタに対して１つの色情報ファイルを備えていてもよい。   The recipe information includes a color information file that stores color information that is a parameter used when calculating a measurement region by image processing. The color information includes at least one of chromaticity, saturation, and lightness as a threshold value. A color information file may exist for each measured color. Further, when it is desired to measure three types of color filters, red, green, and blue, three types of color information files may be provided, or one color information file may be provided for the three types of color filters. Good.

前記画像処理部１０は、図２に示されるように、色情報ファイルからの色情報とカメラ９により取得されたカラー画像が入力されて、測定色領域を決定する測定色領域抽出部２６と、決定された測定色領域に基づいて、測定基本領域および測定不要領域を分別する測定色領域特徴抽出部２７と、測定基本領域を収縮処理するとともに測定不要領域を膨張処理する膨張収縮処理部２８と、測定基本領域を収縮処理した収縮処理画像と、測定不要領域を膨張処理した膨張処理画像との重なり合う領域を収縮処理画像から減算する測定領域決定部２９とを備えている。   As shown in FIG. 2, the image processing unit 10 receives the color information from the color information file and the color image acquired by the camera 9, and determines the measurement color region, Based on the determined measurement color region, a measurement color region feature extraction unit 27 that separates the measurement basic region and the measurement unnecessary region, and an expansion / contraction processing unit 28 that contracts the measurement basic region and expands the measurement unnecessary region. And a measurement area determining unit 29 that subtracts an overlapping area between the contraction processed image obtained by contracting the measurement basic area and the expansion processed image obtained by expanding the measurement unnecessary area from the contraction processed image.

このように構成された本実施形態に係る顕微分光装置１の作用について、図３〜図５のフローチャートを参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微分光装置１を用いて被測定対象Ａの分光透過率を測定するには、まず、図示しない検査管理サーバなどから被測定対象Ａの基板情報が入力され（Ｓ１）、該基板情報内のレシピ情報がレシピ情報検索部２４において検索される（Ｓ２）。 The operation of the microspectroscopic device 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.
In order to measure the spectral transmittance of the measurement target A using the microspectroscopic device 1 according to the present embodiment, first, substrate information of the measurement target A is input from an inspection management server (not shown) or the like (S1). Recipe information in the board information is searched in the recipe information search unit 24 (S2).

次に、基板情報内にレシピ情報が存在するか否かが判定され（Ｓ３）、レシピ情報が存在する場合（Ｓ３におけるＹＥＳ）には、レシピ情報が測定領域情報抽出部２５に読み込まれる（Ｓ４）。その後、測定領域情報抽出部２５において、レシピ情報内に測定領域情報が存在するか否かが判定される（Ｓ５）。   Next, it is determined whether or not recipe information exists in the board information (S3). If the recipe information exists (YES in S3), the recipe information is read into the measurement region information extraction unit 25 (S4). ). Thereafter, the measurement area information extraction unit 25 determines whether or not the measurement area information exists in the recipe information (S5).

ここで、基板情報内にレシピ情報が存在しない場合（Ｓ３におけるＮＯ）と、レシピ情報は存在するがレシピ情報内に測定領域情報が記載されていない場合（Ｓ５におけるＮＯ）の両方について説明する。
始めに、サンプル搬送制御部２２が、被測定対象Ａを対物レンズ４の視野内に配置されるようにステージ２に載置する（Ｓ６）。 Here, both the case where the recipe information does not exist in the substrate information (NO in S3) and the case where the recipe information exists but the measurement area information is not described in the recipe information (NO in S5) will be described.
First, the sample transport control unit 22 places the measurement target A on the stage 2 so as to be disposed in the field of view of the objective lens 4 (S6).

次に、測定領域の設定動作が行われる（Ｓ７）。測定領域の設定動作は、図３に示されるように、まず、透過照明光源３が被測定対象Ａを照明し（Ｓ７１）、その像をカメラ９で撮影する（Ｓ７２）。そして、色情報ファイルが検索され（Ｓ７３）、カメラ９により取得されたカラー画像から色度、彩度、明度のうち、少なくとも１つのしきい値を用いて、所望の色領域を２値化およびラベリング等の処理により抽出する。   Next, a measurement region setting operation is performed (S7). In the measurement region setting operation, as shown in FIG. 3, first, the transmitted illumination light source 3 illuminates the measurement target A (S71), and the image is taken by the camera 9 (S72). Then, the color information file is searched (S73), and the desired color region is binarized and converted from the color image acquired by the camera 9 using at least one threshold value among chromaticity, saturation, and brightness. Extracted by a process such as labeling.

その上で、取得されたカラー画像の中心に最も近い色領域の重心を算出し、サンプル搬送制御部２２に所定の位置補正量を与えて被測定対象Ａを微動させる（Ｓ７４）。これにより、画像中心に最も近い色領域の位置を画像の中心に引き込むことができる。そして、カメラ９が再度、被測定対象Ａの像を撮影し（Ｓ７５）、取得されたカラー画像が画像処理部１０に転送されて、画像処理部１０がカラー画像から特徴量を抽出し、測定領域を算出する（Ｓ７６）。   Then, the center of gravity of the color region closest to the center of the acquired color image is calculated, and a predetermined position correction amount is given to the sample transport control unit 22 to finely move the measurement target A (S74). Thereby, the position of the color area closest to the center of the image can be drawn into the center of the image. Then, the camera 9 captures an image of the object A to be measured again (S75), the acquired color image is transferred to the image processing unit 10, and the image processing unit 10 extracts a feature amount from the color image and performs measurement. The area is calculated (S76).

画像処理部１０による測定領域の決定動作は以下の通りである。
図２および図６に示されるように、まず、画像および測定領域決定に使用する色情報を色情報ファイルから測定色領域抽出部２６に入力し、測定色領域を決定する。測定色領域は測定色領域特徴抽出部２７により測定基本領域と測定不要領域とに識別され、各々は膨張収縮処理部２８に入力される。膨張収縮処理部２８は、測定基本領域を収縮処理し、測定不要領域を膨張処理する。 The measurement region determination operation by the image processing unit 10 is as follows.
As shown in FIGS. 2 and 6, first, color information used for determining an image and a measurement region is input from the color information file to the measurement color region extraction unit 26, and the measurement color region is determined. The measurement color region is identified as a measurement basic region and a measurement unnecessary region by the measurement color region feature extraction unit 27, and each is input to the expansion / contraction processing unit 28. The expansion / contraction processing unit 28 contracts the measurement basic region and expands the measurement unnecessary region.

そして、各々の処理画像が測定領域決定部２９に入力され、収縮処理画像と膨張処理画像の重なり合う領域が収縮処理画像から減算される。その結果、測定領域が算出される。測定領域は、測定領域制御部２３に入力され、測定領域制御部２３が画像と被測定対象Ａとの倍率関係およびデジタルマイクロミラーデバイス１２と被測定対象Ａとの倍率関係から、測定領域に対応するマイクロミラーの位置および領域を算出する。   Then, each processed image is input to the measurement region determining unit 29, and an overlapping region of the contraction processed image and the expansion processed image is subtracted from the contraction processed image. As a result, the measurement area is calculated. The measurement region is input to the measurement region control unit 23, and the measurement region control unit 23 corresponds to the measurement region from the magnification relationship between the image and the measurement target A and the magnification relationship between the digital micromirror device 12 and the measurement target A. The position and area of the micromirror to be calculated are calculated.

例えば、被測定対象Ａに対するカメラ９の画像の倍率が５倍で、被測定対象Ａに対するデジタルマイクロミラーデバイス１２の像の倍率が１０倍の場合には、カメラ９の画像に対するデジタルマイクロミラーデバイス１２の像の倍率は２倍になる。この場合、マイクロミラーの角度を切り替える領域は、測定領域の２倍になる。この計算は測定領域制御部２３により行われる。
その後、レシピ情報に測定領域情報を記載し（Ｓ８）、保存する（Ｓ９）。その上で、サンプル搬送制御部２２が被測定対象Ａをステージ２から一旦外す（Ｓ１０）。 For example, when the magnification of the image of the camera 9 with respect to the measurement target A is 5 and the magnification of the image of the digital micromirror device 12 with respect to the measurement target A is 10 times, the digital micromirror device 12 with respect to the image of the camera 9 The image magnification is doubled. In this case, the area for switching the angle of the micromirror is twice the measurement area. This calculation is performed by the measurement region control unit 23.
Thereafter, the measurement area information is described in the recipe information (S8) and stored (S9). Then, the sample conveyance control unit 22 once removes the measurement target A from the stage 2 (S10).

一方、ステップＳ５において、レシピ情報に測定領域情報が記載されている場合（Ｓ５におけるＹＥＳ）には、図５に示されるように、測定領域情報抽出部２５においてレシピ情報から測定領域情報が抽出され（Ｓ１１１）、抽出された測定領域情報が、測定領域制御部２３に入力される。そして、測定領域制御部２３が、画像と被測定対象Ａとの倍率関係およびデジタルマイクロミラーデバイス１２と被測定対象Ａとの倍率関係から、測定領域に対応するデジタルマイクロミラーデバイス１２のマイクロミラーの位置および領域を算出する（Ｓ１１２）。   On the other hand, if the measurement area information is described in the recipe information in step S5 (YES in S5), the measurement area information is extracted from the recipe information in the measurement area information extraction unit 25 as shown in FIG. (S111), the extracted measurement area information is input to the measurement area control unit 23. Then, the measurement region control unit 23 determines the micromirror of the digital micromirror device 12 corresponding to the measurement region from the magnification relationship between the image and the measurement target A and the magnification relationship between the digital micromirror device 12 and the measurement target A. The position and area are calculated (S112).

例えば、被測定対象Ａに対するカメラ９の画像の倍率が５倍で、被測定対象Ａに対するデジタルマイクロミラーデバイス１２の像の倍率が１０倍の場合、カメラ９の画像に対するデジタルマイクロミラーデバイス１２面の像の倍率は２倍になる。この場合、マイクロミラーをオン状態に切り替える領域は測定領域の２倍になる。測定領域制御部２３は、以上の計算を行い、ドライバ１６に対して対応するマイクロミラーをオン状態にするように指令する。   For example, when the magnification of the image of the camera 9 with respect to the measurement target A is 5 and the magnification of the image of the digital micromirror device 12 with respect to the measurement target A is 10 times, the surface of the digital micromirror device 12 with respect to the image of the camera 9 is The magnification of the image is doubled. In this case, the area where the micromirror is switched on is twice the measurement area. The measurement area control unit 23 performs the above calculation and instructs the driver 16 to turn on the corresponding micromirror.

次に、サンプル搬送制御部２２が、図示しない素ガラスをステージ２上に載置する（Ｓ１２）。この状態で、透過照明光源３により素ガラスを照明する。このとき、測光領域確認用光源２１を点灯することにより、カメラ９の画像で測定領域を確認することができる。ここで、素ガラスを用いて上記測定領域における分光透過率を測定する（Ｓ１３）。これが被測定対象Ａの分光透過率を測定する基準となる。この測定をここではリファレンス測定と呼ぶ。   Next, the sample conveyance control part 22 mounts the raw glass which is not illustrated on the stage 2 (S12). In this state, the transparent glass 3 is illuminated with the transmitted illumination light source 3. At this time, the measurement area can be confirmed on the image of the camera 9 by turning on the light metering area confirmation light source 21. Here, the spectral transmittance in the said measurement area | region is measured using raw glass (S13). This is a reference for measuring the spectral transmittance of the object A to be measured. This measurement is referred to herein as a reference measurement.

リファレンス測定が完了すると、サンプル搬送制御部２２が素ガラスをステージ２から外す（Ｓ１４）とともに、被測定対象Ａをステージ２に載置する（Ｓ１５）。次いで、透過照明光源３により被測定対象Ａを照明し、その像がカメラ９により撮影される。
次いで、色情報ファイルが検索され、カメラ９の画像から、色度、彩度、明度のうち少なくとも１つのしきい値を用いて、所望の色領域を２値化およびラベリング等の処理により抽出する When the reference measurement is completed, the sample transport control unit 22 removes the raw glass from the stage 2 (S14) and places the measurement target A on the stage 2 (S15). Next, the object A to be measured is illuminated by the transmitted illumination light source 3, and the image is taken by the camera 9.
Next, the color information file is searched, and a desired color region is extracted from the image of the camera 9 by a process such as binarization and labeling using at least one threshold value among chromaticity, saturation, and brightness.

その上で、画面中心に最も近い色領域の重心を算出し、サンプル搬送制御部２２に位置補正量を与えて被測定対象Ａを微動させる。これにより、画面中心に最も近い色領域の位置を画面の中心に引き込む（Ｓ１６）。このとき、測光領域確認用光源２１を点灯すると、カメラ９の画像で測定領域を確認することができる。   Then, the center of gravity of the color region closest to the center of the screen is calculated, and a position correction amount is given to the sample transport control unit 22 to finely move the measurement target A. As a result, the position of the color region closest to the center of the screen is drawn into the center of the screen (S16). At this time, when the light source 21 for photometry area confirmation is turned on, the measurement area can be confirmed from the image of the camera 9.

ここで、測定領域における分光透過率を測定する（Ｓ１７）。この測定のことをここでは本測定と呼ぶ。本測定が完了すると、サンプル搬送制御部２２は被測定対象Ａをステージ２から外す（Ｓ１８）。以上で測定動作が完了する。リファレンス測定により測定された分光透過率と、本測定により測定された分光透過率との割合を求めると、被測定対象Ａの測定領域内の分光透過率を求めることができる。   Here, the spectral transmittance in the measurement region is measured (S17). This measurement is referred to herein as the main measurement. When the main measurement is completed, the sample transport control unit 22 removes the measurement target A from the stage 2 (S18). This completes the measurement operation. When the ratio between the spectral transmittance measured by the reference measurement and the spectral transmittance measured by the main measurement is obtained, the spectral transmittance in the measurement region of the measurement target A can be obtained.

以上説明したように、本実施形態に係る顕微分光装置１によれば、測定領域を自動的に決定することができ、被測定対象Ａを透過した透過照明光源３からの照明光の内、測定領域を透過した光のみが選択的に分光器１５に導かれる。これにより、オペレータに依存することなく精度よく分光透過率を測定することができる。   As described above, according to the microspectroscopic device 1 according to the present embodiment, the measurement region can be automatically determined, and the measurement of the illumination light from the transmitted illumination light source 3 that has passed through the measurement target A is measured. Only light transmitted through the region is selectively guided to the spectrometer 15. As a result, the spectral transmittance can be accurately measured without depending on the operator.

また、本実施形態に係る顕微分光装置１を工場における生産ラインに使用する場合には、オペレータを介在させることなく被測定領域のカラー画像から自動的に測定領域を決定し測定することができ、測定にかかる時間を大幅に短縮することができる。さらに、被測定対象Ａのセル形状が小型化し、かつ複雑化している場合においても、被測定対象Ａの中に含まれる測定に不必要な領域を回避し、かつ、測定に十分な光量の光を確保可能な測定領域を設定することができる。また、空間変調デバイスにデジタルマイクロミラーデバイス１２を用いることにより、測定領域の切替動作を高速に行うことができる。   In addition, when using the microspectroscopic device 1 according to the present embodiment in a production line in a factory, it is possible to automatically determine and measure a measurement area from a color image of a measurement area without an operator, Measurement time can be greatly reduced. Furthermore, even when the cell shape of the object A to be measured is downsized and complicated, a region unnecessary for the measurement included in the object A to be measured is avoided, and light having a sufficient amount of light for the measurement is obtained. It is possible to set a measurement area capable of securing In addition, by using the digital micromirror device 12 as the spatial modulation device, the measurement region can be switched at high speed.

なお、本実施形態においては、デジタルマイクロミラーデバイス１２において出射角θｉで反射した光をミラー１９により反射して分光器１５に入射させることとしたが、これに代えて、ミラー１９をなくして直接分光器１５に入射させてもよい。
また、画像処理部１０は、図２の構成に限定されるものではなく、例えば、マスキングや２値化等の処理によって測定領域を決定することにしてもよい。 In the present embodiment, the light reflected at the emission angle θi in the digital micromirror device 12 is reflected by the mirror 19 and is incident on the spectroscope 15. The light may enter the spectroscope 15.
Further, the image processing unit 10 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and for example, the measurement region may be determined by a process such as masking or binarization.

また、被測定対象Ａの所望の測定色領域を画像中心に引き込む際および測定領域を決定する際に、異なる色情報ファイルを使用することにしてもよい。また、被測定対象Ａの所望の色領域を画面中心に引き込む際に、重心算出を行ったが、他の方法でもよい。   Further, different color information files may be used when a desired measurement color area of the measurement target A is drawn into the center of the image and when the measurement area is determined. Further, the center of gravity is calculated when the desired color area of the measurement target A is drawn into the center of the screen, but other methods may be used.

さらに、測定領域確認用光源２１を備えている場合について説明したが、カメラ９の画像で測定領域を確認する必要がない場合には、測定領域確認用光源２１を備えていなくてもよい。
また、カメラ９の画像を表示するモニタを有していてもよい。また、測定領域確認用光源２１を用いることなくソフトウェアを用いてモニタ上に測定領域をスーパーインポーズさせてもよい。 Furthermore, although the case where the measurement region confirmation light source 21 is provided has been described, the measurement region confirmation light source 21 may not be provided when it is not necessary to confirm the measurement region with the image of the camera 9.
Moreover, you may have a monitor which displays the image of the camera 9. FIG. Alternatively, the measurement area may be superimposed on the monitor using software without using the measurement area confirmation light source 21.

また、ステージ２の下方から透過照明光源３により被測定対象Ａに対し照明光を照射し、被測定対象Ａの上方に透過した光を集光して分光器に導くこととしたが、これに代えて、ステージ２の上方から透過照明光源３により被測定対象Ａに対して照明光を照射し、被測定対象Ａの下方に透過した光を集光して分光器に導くことにしてもよい。
さらに、透過照明光源３に代えて、落射照明光源（図示略）を用いてもよい。このように構成することで、測定領域の分光反射率を測定することができる。 In addition, illumination light is irradiated onto the measurement target A from below the stage 2 by the transmitted illumination light source 3, and the light transmitted above the measurement target A is condensed and guided to the spectroscope. Instead, the transmitted light source 3 may irradiate the measurement target A with illumination light from above the stage 2, and the light transmitted below the measurement target A may be collected and guided to the spectroscope. .
Further, an epi-illumination light source (not shown) may be used in place of the transmitted illumination light source 3. With this configuration, the spectral reflectance of the measurement region can be measured.

また、本実施形態においては、空間変調デバイスとしてデジタルマイクロミラーデバイス１２を例示したが、これに代えて液晶格子３０を採用してもよい。液晶格子３０は、２次元的に配列された複数の微小空間セルを備え、該微小空間セルのオンオフにより、該微小空間セル毎に入射する光を透過あるいは遮蔽制御することができる空間変調デバイスである。   In the present embodiment, the digital micromirror device 12 is exemplified as the spatial modulation device, but a liquid crystal lattice 30 may be employed instead. The liquid crystal lattice 30 is a spatial modulation device that includes a plurality of minute space cells arranged two-dimensionally, and can transmit or block light incident on each minute space cell by turning on and off the minute space cell. is there.

液晶格子３０は、例えば、微小空間セルがオン状態のとき、該微小空間セルに入射する光を遮光し、オフ状態のとき、該微小空間セルに入射する光を透過するようになっている。被測定対象Ａとカメラ９と液晶格子３０とは、光学的に共役な位置関係に配置されている。図中、符号３１はミラー、符号３２は集光レンズである。   For example, the liquid crystal lattice 30 blocks light incident on the minute space cell when the minute space cell is in the on state, and transmits light incident on the minute space cell when the minute space cell is in the off state. The object A to be measured, the camera 9, and the liquid crystal lattice 30 are arranged in an optically conjugate positional relationship. In the figure, reference numeral 31 denotes a mirror, and reference numeral 32 denotes a condenser lens.

このように構成することで、デジタルマイクロミラーデバイス１２と同様に、測定領域の切替動作を高速で行うことができる。また、デジタルマイクロミラーデバイス１２の場合には、リレーレンズ１３、ミラー１９および集光レンズ１４を介して分光器１５に入射させる光軸と被測定対象Ａからの入射光軸とのなす角が出射角θｉとなるように精度よく配置する必要があるが、液晶格子３０の場合にはその必要がない。   By configuring in this way, similarly to the digital micromirror device 12, the switching operation of the measurement region can be performed at high speed. In the case of the digital micromirror device 12, the angle formed by the optical axis incident on the spectroscope 15 via the relay lens 13, the mirror 19 and the condenser lens 14 and the incident optical axis from the object A to be measured is emitted. Although it is necessary to arrange the angle θi with high precision, in the case of the liquid crystal lattice 30, this is not necessary.

また、複数の微小空間セルを２次元的に配列した液晶格子３０に代えて、複数の微小シャッタを２次元的に配列した微小シャッタアレイを採用してもよい。
このようにすることで、微小シャッタを閉鎖したときの遮蔽率を液晶格子３０の場合よりも向上し、測定誤差要因である測定領域外からのノイズ光の混入をより確実に防止することができる。 Further, instead of the liquid crystal lattice 30 in which a plurality of minute space cells are two-dimensionally arranged, a minute shutter array in which a plurality of minute shutters are two-dimensionally arranged may be employed.
By doing so, the shielding rate when the micro shutter is closed is improved as compared with the case of the liquid crystal grating 30, and the mixing of noise light from outside the measurement region, which is a measurement error factor, can be more reliably prevented. .

本発明の第１の実施形態に係る顕微分光装置を示す概略的な全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram showing a microspectroscopic device according to a first embodiment of the present invention. 図１の顕微分光装置の画像処理部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the image process part of the microspectroscope of FIG. 図１の顕微分光装置による透過分光率の測定手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measurement procedure of the transmission spectral rate by the microspectroscope of FIG. 図３のフローチャートにおける測定領域算出工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measurement area | region calculation process in the flowchart of FIG. 図３のフローチャートにおける測定領域設定工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measurement area | region setting process in the flowchart of FIG. 図２の画像処理部による画像処理の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image process by the image process part of FIG. 本発明の顕微分光装置の変形例を示す概略的な全体構成図である。It is a schematic whole block diagram which shows the modification of the microspectroscopic device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ 被測定対象
１ 顕微分光装置
９ カメラ（測定領域設定部）
１０ 画像処理部（測定領域設定部）
１２ デジタルマイクロミラーデバイス（空間変調デバイス）
１６ ドライバ
２３ 測定領域制御部（制御部）
２５ 測定領域抽出部
３０ 液晶格子（空間変調デバイス） A Object to be measured 1 Microspectroscope 9 Camera (Measurement area setting part)
10 Image processing unit (measurement area setting unit)
12 Digital micromirror device (spatial modulation device)
16 Driver 23 Measurement area control unit (control unit)
25 Measurement area extraction unit 30 Liquid crystal grating (spatial modulation device)

Claims (6)

被測定対象あるいはその像位置と共役な位置に配置された空間変調デバイスと、
該空間変調デバイスを制御するドライバと、
前記被測定対象の測定領域を設定する測定領域設定部と、
該測定領域設定部により設定された測定領域に応じて前記空間変調デバイスを制御する制御部とを備える顕微分光装置。 A spatial modulation device arranged at a position conjugate with the object to be measured or its image position;
A driver for controlling the spatial modulation device;
A measurement area setting unit for setting a measurement area of the measurement object;
A microspectroscopic device comprising: a control unit that controls the spatial modulation device in accordance with a measurement region set by the measurement region setting unit. 前記空間変調デバイスが透過あるいは反射特性を空間的に変調可能である請求項１に記載の顕微分光装置。   The microspectroscopic device according to claim 1, wherein the spatial modulation device can spatially modulate transmission or reflection characteristics. 前記空間変調デバイスが、デジタルマイクロミラーデバイスである請求項２に記載の顕微分光装置。   The microspectroscopic device according to claim 2, wherein the spatial modulation device is a digital micromirror device. 前記空間変調デバイスが、液晶格子である請求項２に記載の顕微分光装置。   The microspectroscopic device according to claim 2, wherein the spatial modulation device is a liquid crystal lattice. 前記測定領域設定部が、前記被測定対象を撮影するカメラと、該カメラにより取得した被測定対象の画像を処理して前記測定領域を決定する画像処理部とを備える請求項１に記載の顕微分光装置。   The microscope according to claim 1, wherein the measurement region setting unit includes a camera that captures the measurement target, and an image processing unit that processes the image of the measurement target acquired by the camera and determines the measurement region. Spectrometer. 前記測定領域設定部が、前記被測定対象の測定領域に関するレシピ情報に基づいて前記測定領域を抽出する測定領域抽出部とを備える請求項１に記載の顕微分光装置。   The microspectroscope according to claim 1, wherein the measurement region setting unit includes a measurement region extraction unit that extracts the measurement region based on recipe information regarding the measurement region of the measurement target.
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