JP2009053485A - オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 - Google Patents
オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009053485A JP2009053485A JP2007220725A JP2007220725A JP2009053485A JP 2009053485 A JP2009053485 A JP 2009053485A JP 2007220725 A JP2007220725 A JP 2007220725A JP 2007220725 A JP2007220725 A JP 2007220725A JP 2009053485 A JP2009053485 A JP 2009053485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- autofocus
- light source
- measurement
- measurement target
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
【課題】計測対象の反射率などによらず、フォーカスを合わせて、計測対象の撮影を可能にする。
【解決手段】計測対象である基板2に投影されるパターンを、ビームスプリッタ16で分岐し、ラインセンサ19で検出してオートフォーカスを行うオートフォーカス時と、基板2を、二次元CCDで撮影する撮影時とで、照明用光源11の光源11a〜11cを切り替え選択できるようにし、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分得られるようにする一方、撮影時には、基板2の画像が鮮明に得られるようにしている。
【選択図】図5
【解決手段】計測対象である基板2に投影されるパターンを、ビームスプリッタ16で分岐し、ラインセンサ19で検出してオートフォーカスを行うオートフォーカス時と、基板2を、二次元CCDで撮影する撮影時とで、照明用光源11の光源11a〜11cを切り替え選択できるようにし、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分得られるようにする一方、撮影時には、基板2の画像が鮮明に得られるようにしている。
【選択図】図5
Description
本発明は、オートフォーカス装置、オートフォーカス方法およびそれを用いた計測装置に関し、更に詳しくは、例えば、基板や部品などの計測対象を撮影して位置や寸法などの計測を行う計測装置およびこの計測装置などに好適なオートフォーカス装置、オートフォーカス方法に関する。
従来、計測対象の寸法や形状を測定する画像測定機などに利用されるオートフォーカス装置がある(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1のオートフォーカス装置は、計測対象の測定面に所定のパターンを投影し、この投影パターンのコントラストに基づいてフォーカスを合わせ、計測対象の画像から計測対象の寸法や形状を測定するものである。
特開平9−304685号公報
上記のような従来のオートフォーカス装置では、照明用の光源は、例えば、ハロゲンランプなどの単一の光源を用いて、投影パターンに基づいてオートフォーカスを行う一方、寸法等の測定のための計測対象の撮影を行っている。
かかるオートフォーカス装置では、計測対象、例えば、導体パターンが形成された基板の反射率が低いような場合には、基板に投影される投影パターンのコントラストが不十分となって、フォーカスを合わせることができない場合があるという課題がある。
かかる場合に、光源の光量を強くして投影パターンのコントラストを高めることが考えられるが、光量を強くすると、基板に形成されている導体パターンの部分の光量が飽和してしまい、導体パターンの寸法や形状の測定が困難となる。
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、計測対象の反射率などに関らず、フォーカスを合わせることができるようにし、更に、撮影した画像に基づいて計測を行えるようにすることを目的とする。
(1)本発明のオートフォーカス装置は、照明用光源によって対物レンズを介して、計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光を分岐して、計測対象を撮影する撮像素子と、オートフォーカス用のセンサとに導き、投影された前記パターンの像を受光する前記センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカス装置であって、前記照明用光源の照明条件を、前記撮像素子による計測対象の撮影用と、前記センサによって前記パターンの像を受光して前記対物レンズを移動させるオートフォーカス用とで、選択可能としている。
計測対象とは、位置や寸法などを計測する対象をいい、例えば、基板、部品などをいう。
計測対象に投影するパターンは、コントラストが得られるパターンが好ましく、例えば、縞状、格子状、波状、その他の形状のパターンであってもよい。
パターンが投影される計測対象の領域は、撮像素子によって撮影される領域と重なってもよいし、異なる領域としてもよい。
投影されるパターンの像を受光するオートフォーカス用のセンサは、ラインセンサであってもよいし、エリアセンサであってもよい。
照明条件とは、照明の条件であり、例えば、照明の光量、照明に使用する光源の種類、光学フィルタの使用の可否などの条件である。
本発明のオートフォーカス装置によると、計測対象の撮影用と、オートフォーカス用とで、照明用光源の照明条件を選択できるので、例えば、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる照明条件を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる照明条件を選択することができ、これによって、従来例のように、計測対象の反射率が低いために、投影パターンのコントラストが十分得られず、フォーカスを合わせることができないといったことがない。
(2)本発明のオートフォーカス装置の一つの実施形態では、前記照明条件が、前記照明用光源の光量である。
この実施形態によると、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる光量を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる光量を選択することができ、これによって、計測対象の反射率などによらず、フォーカスを合わせて、計測対象を撮影することができる。
(3)本発明のオートフォーカス装置の他の実施形態では、前記照明用光源は、複数の光源を備え、前記照明条件が、前記複数の光源の内、いずれの光源を使用するかである。
この実施形態によると、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる光源を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる光源を選択することができ、これによって、計測対象の反射率などによらず、フォーカスを合わせて、計測対象を撮影することができる。
この実施形態によると、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる光源を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる光源を選択することができ、これによって、計測対象の反射率などによらず、フォーカスを合わせて、計測対象を撮影することができる。
(4)上記(3)の実施形態では、前記複数の光源は、波長の異なる光源であり、前記照明条件は、波長の相違に応じた前記対物レンズのフォーカス移動量を含むものである。
異なる波長(色)の光源を、照明用光源として選択すると、結像位置がずれる、いわゆる色収差が生じるが、この実施形態によると、照明条件として、波長の相違に応じたフォーカス移動量を用いて、結像位置のずれを補正することができる。
異なる波長(色)の光源を、照明用光源として選択すると、結像位置がずれる、いわゆる色収差が生じるが、この実施形態によると、照明条件として、波長の相違に応じたフォーカス移動量を用いて、結像位置のずれを補正することができる。
(5)本発明のオートフォーカス装置の他の実施形態では、前記パターンが、前記計測対象の、前記撮像素子による撮影領域とは異なる領域に投影され、前記センサが、ラインセンサである。
この実施形態によると、計測対象の撮影領域とは異なる領域に投影されたパターンをラインセンサによって検出するので、エリアセンサを用いて投影パターンを検出してオートフォーカスする場合に比べて、高速なオートフォーカスが可能となる。
(6)本発明のオートフォーカス方法は、照明用光源によって対物レンズを介して、計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光をセンサで受光し、該センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカスステップと、前記照明用光源からの光を、前記対物レンズを介して前記計測対象に集光し、前記計測対象からの反射光に基づいて、計測対象を撮像素子で撮影する撮影ステップとを含むオートフォーカス方法であって、前記オートフォーカスステップと前記撮影ステップとに応じて、前記照明用光源の照明条件を、選択可能としている。
本発明のオートフォーカス方法によると、計測対象の撮影用と、オートフォーカス用とで、照明用光源の照明条件を選択できるので、例えば、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる照明条件を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる照明条件を選択することができ、これによって、計測対象の反射率の大小などに関わらず、フォーカスを合わせて、計測対象を撮影することができる。
(7)本発明の計測装置は、計測対象を撮影した計測画像に基づいて、計測を行う計測装置であって、照明用光源によって対物レンズを介して、前記計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光を分岐して、前記計測対象を撮影する撮像素子と、オートフォーカス用のセンサとに導き、投影された前記パターンの像を受光する前記センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカス手段を備え、前記照明用光源による照明条件を、前記撮像素子による計測対象の撮影用と、前記センサによって前記パターンの像を受光して前記対物レンズを移動させるオートフォーカス用とで、選択可能としている。
本発明の計測装置によると、計測対象の撮影用と、オートフォーカス用とで、照明用光源の照明条件を選択できるので、例えば、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる照明条件を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる照明条件を選択することができ、これによって、計測対象の反射率の大小などに関わらず、フォーカスを合わせて、計測対象を撮影して計測することが可能となる。
本発明によれば、計測対象を撮影する撮影用と、計測対象に投影されるパターンを検出してオートフォーカスを行うオートフォーカス用とで、照明条件を選択できるので、計測対象の反射率の大小などに応じて、計測対象の撮影時には、計測対象の画像が鮮明に得られる照明条件を選択し、オートフォーカス時には、投影パターンのコントラストが十分に得られる照明条件を選択することができ、これによって、計測対象の反射率の大小などに関わらず、フォーカスを合わせて計測対象を撮影することができる。
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(実施の形態1)
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る計測装置の概略構成を示す斜視図である。
この実施形態の計測装置1は、計測対象である基板2の計測領域を撮影して画像を取り込むための画像取り込み装置3と、この画像取り込み装置3に相互に情報伝送可能に接続されて、取り込んだ画像を処理して計測を行なうととともに、各部の制御を行なう制御装置4とを備えており、制御装置4は、画像取り込み装置3を制御する制御プログラムを実行するコンピュータを内蔵している。
画像取り込み装置3は、基台5と、その上に設置された一対のガイドレール6に沿って移動可能なステージ7と、このステージ7を跨ぐ形で基台5上の固定位置に架設された門型の架台8と、この架台8内に設けられた図示しないカメラ移動機構と、カメラ移動機構に支持されたオートフォーカス機能を有するカメラ9とを備えている。
矩形板状のステージ7は、図示しないリニアモータなどの駆動機構によって図のy方向に移動可能である。カメラ9は、y方向に直交する図のx方向を可動方向とするカメラ移動機構によって、x方向に移動可能である。
基台5上には、ステージ7の移動方向であるy方向に沿って延びるリニアスケール10が設けられる一方、ステージ7には、該ステージ7と一体的に移動する図示しないエンコーダヘッドが設置されており、リニアスケール10とエンコーダヘッドとによって、ステージ7のy方向の移動量を測定するリニアエンコーダが構成される。
各エンコーダヘッドには、投光部と受光部とが備えられ、投光部から出射されてリニアスケール10で変調された反射光を受光部で受けることにより、ステージ7の移動量に応じた数のパルス信号を得ることができる。また、各リニアスケール10の1箇所には原点パターンが設けられていることにより、ステージ位置の原点信号を得ることもできる。
架台8に内蔵されるカメラ移動機構は、ステージ7上に載置された基板2を撮影するカメラ9を、x方向に移動させるものである。このカメラ移動機構は、リニアエンコーダを備えており、このリニアエンコーダでカメラ9のx方向の移動量を測定しながら、制御装置4から指令されたx座標にカメラ9を移動させる。
カメラ9は、顕微鏡のように対物レンズを有する構成となっており、基板2の計測領域を撮影するための2次元CCDを備えるとともに、オートフォーカス用のラインセンサを備えている。このカメラ9は、対物レンズの交換により撮像倍率を変更できるようになっている。
制御装置4は、キーボードやマウスなどの入力装置20と、予め計測位置を教示するための教示用画像や後述のように照明用光源を選択して手動でフォーカスする際の撮影画像などが表示される液晶ディスプレイなどの表示装置21とを備えており、画像取り込み装置3に対してリアルタイムに指令を送ったり、画像取り込み装置3で撮像した画像を観察したり、画像取り込み装置3を制御するプログラムを入力したりできるようになっている。画像取り込み装置3を制御するプログラムは、ネットワークを経由して、外部からダウンロードすることもできる。
図2は、カメラ9の光学系の構成を示す図である。
この実施形態のカメラ9は、複数の光源からなる照明用光源11と、基板2に投影されるオートフォーカス用の縞状のパターンを有する投影板12と、照明用光源11から出射された光を、対物レンズ13の光軸に向かって反射するミラー14と、このミラー14からの反射光を、対物レンズ13に向かって反射するハーフミラー15と、基板2から対物レンズ13およびハーフミラー15を介して与えられる反射光を分岐するビームスプリッタ16と、対物レンズ13の光軸上に配置されて、基板2の計測領域を撮影する二次元CCD17と、ビームスプリッタ16で分岐されて光路差プリズム18を介して与えられる光を受光するオートフォーカス用のラインセンサ19と、このラインセンサ19の出力に基づいて、オートフォーカス(AF)駆動部22を介して対物レンズ13を光軸方向に移動させてフォーカスを合わせるオートフォーカス(AF)コントローラ23とを備えている。
図3(a)は、二次元CCD17による撮影領域および投影パターンを、図3(b)は、オートフォーカス用のラインセンサ19によって検出される投影パターンの輝度信号をそれぞれ示すものである。
投影板12の縦縞状のパターン24が、図3(a)に示すように、基板2上の矩形の撮影領域Aの下方の領域Bに投影される。
この投影パターン24の像が、図2の対物レンズ13、ハーフミラー15、ビームスプリッタ16および光路差プリズム18を介してラインセンサ19によって検出され、これに基づいて、オートフォーカスが行われる。
また、図3(a)の投影パターンの上方の撮影領域Aが、対物レンズ13、ハーフミラー15およびビームスプリッタ16を介して二次元CCD17によって撮影され、この基板2を撮影した計測画像に基づいて、基板2上の導体パターンなどの寸法や形状などの計測が行われる。
ここで、計測画像に基づく基板2上の導体パターンの計測について説明する。
この実施形態では、予め、基板2の計測領域を撮影した教示用画像と、テンプレート画像とのテンプレートマッチングを行い、マッチングしたときの位置を基準として、教示用の画像内における計測位置、例えば、基板2上の導体パターンの幅などの計測すべき位置を教示する。
この教示用画像としては、例えば、導体パターンの形状などが同等であるものが多数存在する基板2を撮影した画像を用いるのが好ましい。また、テンプレート画像は、計測領域に含まれる特徴的なパターンの画像であるのが好ましく、このテンプレート画像は、予め登録される。
次に、実際の計測対象の基板2の計測では、基板2の計測領域を撮影し、その撮影した計測画像と、上述のテンプレート画像とを、テンプレートマッチングし、マッチングしたときの位置を基準として、上述の教示用画像を用いて教示された計測位置を検出し、基板2上の導体パターンの幅などを計測するものである。
なお、計測画像に基づく寸法等の計測は、他の公知の手法を用いてもよい。
上述の従来例のように、照明用光源が、ハロゲンランプなどの単一の光源では、例えば、図4(a)に示すように、投影パターン24の背景となる基板2の反射率が低いような場合には、図4(b)に示すように、ラインセンサ19によって検出される投影パターン24の輝度信号のレベルが閾値Lに達せず、フォーカスを合わせることができない。なお、投影パターン24の上方の撮影領域では、計測すべきL字状の導体パターン25が鮮明に映っている。
この実施形態では、基板2の反射率の大小などに関らず、フォーカスを合わせることができるとともに、鮮明な計測画像を撮影できるようにするために、次のようにしている。
図5は、オートフォーカスおよび計測のための要部の機能ブロック図であり、図2に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
この実施形態の照明用光源11は、3つの第1〜第3の光源11a〜11cを備えており、第1〜第3の光源11a〜11cは、例えば、赤色光源、青色光源および白色光源からなる。
これら光源11a〜11cは、光源制御部26によって、少なくともいずれか一つの光源が選択されて駆動される。
各光源11a〜11cからの光は、集光器27によって集光されて、上述のように、対物レンズ13等を介して基板2に照射される。
基板2からの反射光は、上述のように、対物レンズ13等を介してビームスプリッタ16に与えられて光路が分岐され、一方は、基板2の計測領域の撮影用の二次元CCD17に導かれ、この二次元CCD17に出力に基づいて、計測処理部28によって、導体パターンの寸法等の計測が行われる。
また、ビームスプリッタ16で分岐された他方は、ラインセンサ19に導かれ、このラインセンサ19の出力を、センサ信号処理部29で処理し、基板2上に投影された縞状のパターンの像のコントラストが最大になるように、AF駆動コントローラ23およびAF駆動部22を介して対物レンズ13を光軸方向に移動させてフォーカスを合わせる。
この実施形態では、反射率などが異なる基板であっても、オートフォーカスおよび計測を可能とするために、オートフォーカス時と、基板2の計測領域の撮影時とで、照明用光源11の第1〜第3の光源11a〜11cのいずれかを切替え選択できるようにしている。
図6および図7は、この実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
この実施形態の計測装置では、図6に示される手順に従って、予め計測位置や計測条件などの教示が行われ、次に、図7に示される手順に従って、教示に基づいて、実際の計測が行われる。
ここでは、先ず、基板2が通常の反射率を有し、同一の光源を用いて、オートフォーカスおよび計測領域の撮影を行う場合の処理について説明する。
図6に示すように、ステージ7上の基板2の計測位置(計測領域)が教示され(ステップn1)、教示された計測位置へステージ7およびカメラ9を移動し(ステップn2)、オートフォーカス用の光源を選択する(ステップn3)。オートフォーカス用の光源としては、通常は、例えば、第1の光源11aが選択されている。
次に、オートフォーカス用の光量の設定を行う(ステップn4)。この光量の設定は、例えば、ラインセンサ19が受光している受光量のパワー表示などに基づいて行われる。
次に、オートフォーカス実行のための操作を行ってオートフォーカスを実行し(ステップn5)、オートフォーカスが成功したか否かを判断する(ステップn6)。オートフォーカスの実行は、所定のキー操作などによって行われ、オートフォーカスの成否が表示される。
次に、オートフォーカス実行のための操作を行ってオートフォーカスを実行し(ステップn5)、オートフォーカスが成功したか否かを判断する(ステップn6)。オートフォーカスの実行は、所定のキー操作などによって行われ、オートフォーカスの成否が表示される。
オートフォーカスに成功したときには、撮影用の光源を選択する(ステップn7)。この撮影用の光源は、通常は、オートフォーカス用と同じ光源、例えば、第1の光源11aが選択されている。このとき、基板2の撮影画像を、図1の表示装置21で確認することができる。
次に、撮影用の光源の光量を設定する(ステップn8)。通常は、オートフォーカスと同じ光量が選択されている。
次に、オートフォーカス用の光源と撮影用の光源とが同じであるか否か判断し(ステップn9)、この例では、第1の光源11aで同じであるので、教示用画像を撮影し(ステップn12)、その画像内の計測位置、例えば、上述の図4の撮影画像内の導体パターン25のパターン幅の計測位置などを教示する(ステップn13)。
この教示は、上述のように、撮影した教示用画像と、予め登録されているテンプレート画像とのテンプレートマッチングを行い、マッチングしたときの位置を基準として、画像内における計測位置を指定することにより、行われる。
以上の教示を、ステージ7上の基板2の計測領域毎に行う、すなわち、ステージ7およびカメラ9を移動させて基板2を撮影する撮影箇所毎に行う。
以上の教示が終了した後の実際の計測用の基板2の計測では、図7に示されるように、教示された計測位置へステージ7およびカメラ9を移動し(ステップn14)、教示されたオートフォーカス用の光源を選択し(ステップn15)、教示されたオートフォーカス用の光量を設定し(ステップn16)、オートフォーカスを実行する(ステップn17)。
次に、教示された撮影用の光源を選択し(ステップn18)、教示された撮影用の光量を設定し(ステップn19)、オートフォーカス用の光源と撮影用の光源とが同じであるか否かを判断し(ステップn20)、この例では、同じであるので、計測用の画像を撮影し(ステップn22)、撮影した計測画像に基づいて、基板2の導体パターン等の計測を行う(ステップn23)。
この計測は、上述のように、撮影した計測画像と、上述のテンプレート画像とを、テンプレートマッチングし、マッチングしたときの位置を基準として、教示された計測位置を検出し、基板2上の導体パターンの幅などを計測することにより、行われる。
以上の計測を、教示された計測領域毎に行う。
この例は、同じ光源、例えば、第1の光源11aを用いてオートフォーカスおよび計測画像の撮影が行われた場合の処理である。
次に、上述の図4に示すように、基板2の反射率が低く、第1の光源11aでは、投影パターン24のコントラストが十分に得られず、オートフォーカスに失敗した場合の処理について説明する。
上述の図6のステップn3〜n5で第1の光源11aを選択し、光量を選択し、オートフォーカスを実行し、ステップn6で、オートフォーカスに失敗した場合には、ステップn3に戻り、オートフォーカス用の光源を切替え選択する。例えば、第1の光源11aから第2の光源11bに切替える。
第2の光源11bは、第1の光源11aとは波長が異なり、上述の図4に示すように、第1の光源では、投影パターン24のコントラストが十分に得られず、オートフォーカスに失敗する場合であっても、第2の光源11bでは、図8に示すように、投影パターン24の背景からの反射が大きくなり、ラインセンサ19で検出される投影パターンの輝度信号のレベルが、閾値Lを越えることになり、オートフォーカスが可能になる。なお、第2の光源11bでは、基板2からの反射が大きくなる結果、撮影領域におけるL字状の導体パターン25からの反射光が飽和し、導体パターン25が不鮮明となっている。
図6のステップn3において、光源を、第1の光源11aから第2の光源11bに切換えた後、オートフォーカス用の光源の光量を設定し(ステップn4)、オートフォーカスを実行し(ステップn5)、オートフォーカスが成功したか否かを判断する(ステップn6)。
ステップn6において、オートフォーカスに成功した場合には、撮影用の光源を選択する(ステップn7)。
第2の光源11bは、上述の図8に示すように、投影パターン24のコントラストが十分得られ、オートフォーカスが可能となるが、計測すべき導体パターン25では、反射光量が飽和して不鮮明となっており、基板2を撮影しても導体パターン25の寸法等を計測するのが困難である。この基板2の撮影画像は、図1の表示装置21で確認することができる。
そこで、撮影用の光源として、例えば、第1の光源11aを選択する。第1の光源11aは、上述の図4に示すように、投影パターン25のコントラストが不十分で、オートフォーカスができないけれども、計測すべき導体パターン25は鮮明である。
次に、撮影用の光源である第1の光源11aの光量を設定し(ステップn8)、オートフォーカス用の光源と撮影用の光源とが同じであるか否かを判断する(ステップn9)。
この例では、オートフォーカス用の光源は、第2の光源11bであり、撮影用の光源は、第1の光源11aであり、光源が異なるので、手動でフォーカスを合わせる(ステップn10)。
すなわち、第2の光源11bを用いてオートフォーカスを行った合焦位置と、第2の光源11bとは波長(色)が異なる第1の光源11aを用いた合焦位置では、ずれが生じる、すなわち、色収差が生じることになる。
そこで、ユーザは、撮影用の光源である第1の光源11aによる撮影画像を確認しながら合焦位置になるようにフォーカスを手動で調整し、その調整値を、フォーカスオフセット値として記憶させる(ステップn11)。
次に、撮影用の光源である第1の光源11aを用いて、教示用画像を撮影し(ステップn12)、その画像内の計測位置を教示する(ステップn13)。
以上の教示を、ステージ7上の基板2の計測領域毎に行う。
教示が終了した後の実際の計測では、図7に示されるように、教示された計測位置へステージ7およびカメラ9を移動し(ステップn14)、教示されたオートフォーカス用の光源、すなわち、第2の光源11bを選択し(ステップn15)、教示されたオートフォーカス用の光量を設定し(ステップn16)、オートフォーカスを実行する(ステップn17)。
次に、教示された撮影用の光源、すなわち、第1の光源11aを選択し(ステップn18)、教示された撮影用の光量を設定し(ステップn19)、オートフォーカス用の光源と撮影用の光源とが同じであるか否かを判断し(ステップn20)、この例では、光源が異なるので、図6のステップn11のフォーカスオフセット値分だけ対物レンズ13を移動させ(ステップn21)、計測用の画像を撮影し(ステップn22)、撮影した計測画像に基づいて、基板2の導体パターン等の計測を行う(ステップn23)。
以上のように、オートフォーカス用の光源と、基板2の撮影用の光源とを、切替え選択できるので、投影パターンのコントラストが十分得られる光源を、オートフォーカス用の光源として選択し、計測すべき導体パターンが鮮明となる光源を、基板2の撮影用の光源として使用できることになる。これによって、反射率が異なる基板2であっても、オートフォーカスが可能になるとともに、鮮明な画像の撮影が可能となり、基板2の導体パターン25の寸法等の計測が可能となる。
なお、上述の説明では、光源として、第1,第2の光源11a,11bを使用したけれども、第1,第2の光源11a,11bを使用しても、オートフォーカスに失敗し、あるいは、鮮明な画像が得られない場合には、更に、第3の光源11cを選択すればよく、また、複数の光源を組み合わせるようにしてもよい。
更に、各光源についての光量の設定を選択するようにしてもよい。
(実施の形態2)
図9および図10は、本発明の他の実施形態の動作説明に供するフローチャートであり、上述の図6および図7に対応するものである。
図9および図10は、本発明の他の実施形態の動作説明に供するフローチャートであり、上述の図6および図7に対応するものである。
上述の実施形態では、照明用光源11として、複数の光源11a〜11cを備え、いずれかの光源を選択したけれども、この実施形態では、単一の光源を備え、その光量を可変するものである。
先ず、図9に示すように、ステージ7上の基板2の計測位置が教示され(ステップn1)、教示された計測位置へステージ7およびカメラ9を移動し(ステップn2)、オートフォーカス用の光量の設定を行う(ステップn3)。この光量の設定は、例えば、ラインセンサ19が受光している受光量のパワー表示などに基づいて行われる。
次に、オートフォーカス実行のための操作を行ってオートフォーカスを実行し(ステップn4)、オートフォーカスが成功したか否かを判断する(ステップn5)。
例えば、設定した光量では、基板2の反射率が低いために、上述の図4に示すように、投影パターン24のコントラストが十分得られず、オートフォーカスに失敗した場合には、ステップn3に戻り、光量を高く設定し、再度、オートフォーカスを実行する(ステップn5)。
オートフォーカスに成功したときには、撮影用の光量を設定する(ステップn6)。
例えば、ステップn3で光量を高く設定したために、投影パターンのコントラストが十分得られ、オートフォーカスに成功したものの、上述の図8に示すように、計測すべき導体パターン25からの反射が大きくなって光量が飽和して導体パターン25が不鮮明になるように場合には、その撮影画像を確認して光量を低く設定する。
次に、教示用画像を撮影し(ステップn7)、その画像内の計測位置を教示する(ステップn8)。
以上の教示を、ステージ7上の基板2の計測箇所毎に行う。
教示が終了した後の実際の計測では、図10に示すように、教示された計測位置へステージ7およびカメラ9を移動し(ステップn9)、教示されたオートフォーカス用の光量を設定し(ステップn10)、オートフォーカスを実行する(ステップn11)。
次に、教示された撮影用の光量を設定し(ステップn12)、計測用の画像を撮影し(ステップn13)、撮影した計測画像に基づいて、基板2の導体パターン等の計測を行う(ステップn14)。
以上のように、オートフォーカス用の光量と、計測画像の撮影用の光量と
を、切替え選択できるので、投影パターンのコントラストが十分得られる光量を、オートフォーカス用の光量として設定し、計測すべき導体パターンが鮮明となる光量を、計測画像の撮影用の光量として設定できることになる。これによって、反射率が異なる基板2であっても、オートフォーカスおよび鮮明な計測画像の撮影が可能となり、基板2の導体パターン25の寸法等の計測が可能となる。
を、切替え選択できるので、投影パターンのコントラストが十分得られる光量を、オートフォーカス用の光量として設定し、計測すべき導体パターンが鮮明となる光量を、計測画像の撮影用の光量として設定できることになる。これによって、反射率が異なる基板2であっても、オートフォーカスおよび鮮明な計測画像の撮影が可能となり、基板2の導体パターン25の寸法等の計測が可能となる。
本発明は、計測画像に基づいて、位置や寸法などを計測する計測装置などに有用である。
1 計測装置
2 基板
9 カメラ
11 照明用光源
17 二次元CCD
19 ラインセンサ
2 基板
9 カメラ
11 照明用光源
17 二次元CCD
19 ラインセンサ
Claims (7)
- 照明用光源によって対物レンズを介して、計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光を分岐して、前記計測対象を撮影する撮像素子と、オートフォーカス用のセンサとに導き、投影された前記パターンの像を受光する前記センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカス装置であって、
前記照明用光源の照明条件を、前記撮像素子による計測対象の撮影用と、前記センサによって前記パターンの像を受光して前記対物レンズを移動させるオートフォーカス用とで、選択可能としたことを特徴とするオートフォーカス装置。 - 前記照明条件が、前記照明用光源の光量である請求項1に記載のオートフォーカス装置。
- 前記照明用光源は、複数の光源を備え、
前記照明条件が、前記複数の光源の内、いずれの光源を使用するかである請求項1または2に記載のオートフォーカス装置。 - 前記複数の光源は、波長の異なる光源であり、
前記照明条件は、波長の相違に応じた前記対物レンズのフォーカス移動量を含む請求項3に記載のオートフォーカス装置。 - 前記パターンが、前記計測対象の、前記撮像素子による撮影領域とは異なる領域に投影され、
前記センサが、ラインセンサである請求項1〜4のいずれか一項に記載のオートフォーカス装置。 - 照明用光源によって対物レンズを介して、計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光をセンサで受光し、該センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカスステップと、
前記照明用光源からの光を、前記対物レンズを介して前記計測対象に集光し、前記計測対象からの反射光に基づいて、計測対象を撮像素子で撮影する撮影ステップとを含むオートフォーカス方法であって、
前記オートフォーカスステップと前記撮影ステップとに応じて、前記照明用光源の照明条件を、選択可能としたことを特徴とするオートフォーカス方法。 - 計測対象を撮影した計測画像に基づいて、計測を行う計測装置であって、
照明用光源によって対物レンズを介して、前記計測対象にパターンを投影し、前記計測対象からの反射光を分岐して、前記計測対象を撮影する撮像素子と、オートフォーカス用のセンサとに導き、投影された前記パターンの像を受光する前記センサの出力に基づいて、前記対物レンズを移動させてオートフォーカスを行うオートフォーカス手段を備え、
前記照明用光源による照明条件を、前記撮像素子による計測対象の撮影用と、前記センサによって前記パターンの像を受光して前記対物レンズを移動させるオートフォーカス用とで、選択可能としたことを特徴とする計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007220725A JP2009053485A (ja) | 2007-08-28 | 2007-08-28 | オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007220725A JP2009053485A (ja) | 2007-08-28 | 2007-08-28 | オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009053485A true JP2009053485A (ja) | 2009-03-12 |
Family
ID=40504617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007220725A Pending JP2009053485A (ja) | 2007-08-28 | 2007-08-28 | オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009053485A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8878977B2 (en) | 2011-11-24 | 2014-11-04 | Keyence Corporation | Image processing apparatus having a candidate focus position extracting portion and corresponding focus adjusting method |
US9182356B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-11-10 | Keyence Corporation | Image processing apparatus |
JP2016139727A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 株式会社東京精密 | レーザーダイシング装置 |
CN112798620A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-05-14 | 上海辛玮智能科技有限公司 | 微观自动智能三合一检测系统 |
CN113834635A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像采集虚焦测试方法、装置、设备及存储介质 |
-
2007
- 2007-08-28 JP JP2007220725A patent/JP2009053485A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9182356B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-11-10 | Keyence Corporation | Image processing apparatus |
US8878977B2 (en) | 2011-11-24 | 2014-11-04 | Keyence Corporation | Image processing apparatus having a candidate focus position extracting portion and corresponding focus adjusting method |
JP2016139727A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 株式会社東京精密 | レーザーダイシング装置 |
CN113834635A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像采集虚焦测试方法、装置、设备及存储介质 |
CN112798620A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-05-14 | 上海辛玮智能科技有限公司 | 微观自动智能三合一检测系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2005114287A1 (ja) | 顕微鏡装置 | |
JP4121849B2 (ja) | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 | |
WO2005114293A1 (ja) | 顕微鏡装置 | |
JP2007148221A (ja) | 間欠撮影装置 | |
JP5053691B2 (ja) | 標本スキャナ装置、該装置による標本位置検出方法 | |
CN106796343B (zh) | 显微镜 | |
JP2006279546A (ja) | 電子カメラ、画像処理プログラム、および画像処理方法 | |
JP2009053485A (ja) | オートフォーカス装置、オートフォーカス方法および計測装置 | |
JP6423294B2 (ja) | レーザ処理装置及び処理方法 | |
JP2007506081A (ja) | ウェハの検査方法及び装置 | |
JP2007506081A5 (ja) | ||
CN105682531B (zh) | 内窥镜装置 | |
JP4753150B2 (ja) | 画像計測装置 | |
US20070258084A1 (en) | Focal Point Detection Device | |
WO2010137637A1 (ja) | 形状測定装置、形状測定方法、および、製造方法 | |
JP2007102102A (ja) | 共焦点顕微鏡及び合焦カラー画像の生成方法 | |
JP2005214787A (ja) | 3次元形状測定装置 | |
JP2011254027A (ja) | 露光装置 | |
JP4875354B2 (ja) | オートフォーカス装置及びオートフォーカス方法 | |
CN107250873B (zh) | 显微镜 | |
JP2005021916A (ja) | 欠陥修正機能付き顕微鏡装置 | |
JP5544755B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2009063606A (ja) | オートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法 | |
JPH11271033A (ja) | 三次元形状物体撮像装置 | |
JP2002341234A (ja) | 顕微鏡用オートフォーカス装置 |