JP2012118194A - Optical measuring instrument - Google Patents

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顕 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical measuring instrument capable of more efficient transmitted illumination of a specimen, without large sizing of the whole instrument.SOLUTION: In this optical measuring instrument, a transmitted illumination panel 35 composed of a plurality of light-emitting diodes arranged in parallel is disposed on a stage 31 on which a specimen 12 is to be placed. When the size of the specimen 12 is measured, a controller 22 calculates the center location of the observation field of an object lens 32 on the stage 31 according to a moving amount of the stage 31. Then the controller 22, on the basis of the calculated center location and the size of the observation field of the object lens 32, controls lighting of each light-emitting diode so that only the light-emitting diodes forming the transmitted illumination panel 35 which are within the observation field of the object lens 32 emit light. This invention is applicable to the optical measuring instrument.

Description

本発明は、ステージに載置された被検物を透過照明する場合において、装置全体を大型化させることなく、より効率的に被検物を照明できるようにした光学測定機に関する。   The present invention relates to an optical measuring instrument that can illuminate a test object more efficiently without enlarging the entire apparatus when transmitting the test object placed on a stage.

従来、測定顕微鏡や画像測定機、測定投影機などの光学測定機は、部品等の被検物の幾何寸法を計測するために広く使用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical measuring machines such as a measuring microscope, an image measuring machine, and a measuring projector are widely used for measuring the geometric dimension of a test object such as a part.

このような光学測定機には、被検物が載置され、被検物上において観察光学系が観察している視野中心の位置を読み取り可能なステージと、ステージの観察光学系側とは反対側から、被検物を透過照明する照明装置が設けられている。   In such an optical measuring machine, the stage on which the test object is placed and the center of the visual field observed by the observation optical system on the test object can be read is opposite to the observation optical system side of the stage. From the side, an illuminating device that transmits and illuminates the test object is provided.

例えば、ステージに対して観察光学系を鉛直方向に配置した縦型の光学測定機では、照明装置はステージの鉛直方向下側に配置され、さらにステージ中央には、照明装置からの照明光を通過させるために、照明光学系の光軸に沿って貫通穴が設けられている(例えば、特許文献1参照)。ステージに貫通穴を設けた光学測定機には、ステージ上面に、被検物を載置するためのガラス板が配置されているものも多い。   For example, in a vertical optical measuring machine in which the observation optical system is arranged in the vertical direction with respect to the stage, the illumination device is arranged on the lower side in the vertical direction of the stage, and the illumination light from the illumination device passes through the center of the stage. In order to achieve this, a through hole is provided along the optical axis of the illumination optical system (see, for example, Patent Document 1). Many optical measuring machines having through-holes on a stage are provided with a glass plate for placing a test object on the upper surface of the stage.

また、ステージに貫通穴を設けずに、ステージ上面に透過照明用の発光パネルを設けた顕微鏡も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   There has also been proposed a microscope in which a light emitting panel for transmitted illumination is provided on the upper surface of the stage without providing a through hole in the stage (see, for example, Patent Document 2).

特開2002−18120号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-18120

特開平8−146300号公報JP-A-8-146300

しかしながら、上述した技術では、装置全体を大型化させることなく、効率的に被検物を照明することは困難であった。   However, with the above-described technique, it has been difficult to efficiently illuminate the test object without increasing the size of the entire apparatus.

例えば、縦型の光学測定機では、貫通穴を設けるとステージ強度が低下してしまうので、その強度低下を補うため、ステージの部材を厚くする必要があり、結果的に装置全体が大きくなり、装置も重くなってしまう。   For example, in a vertical optical measuring machine, if a through hole is provided, the stage strength will decrease, so in order to compensate for the strength reduction, it is necessary to increase the thickness of the stage member. The device will also be heavy.

また、ステージ上面に発光パネルを設けた顕微鏡では、ステージ上面全体を発光させるため、消費電力が多くなってしまうだけでなく、被検物の観察対象とならない部分、すなわち観察視野外の領域も常に照明されるため、効率的とはいえなかった。   In addition, a microscope with a light-emitting panel on the top surface of the stage emits light on the entire top surface of the stage, which not only increases power consumption, but also keeps areas that are not subject to observation of the test object, that is, areas outside the observation field of view. It was not efficient because it was illuminated.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、装置全体を大型化させることなく、より効率的に被検物を照明することができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to illuminate a test object more efficiently without increasing the size of the entire apparatus.

本発明の光学測定機は、被検物が載置されるステージと、前記被検物が載置される前記ステージ表面の各領域に照明光を照射することで、前記被検物を透過照明する複数の照明部と、前記被検物からの光を集光して、前記被検物の像を結像させる観察光学系と、前記ステージに対する前記観察光学系の観察視野の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記ステージ表面における、前記観察光学系の前記観察視野中心を含む所定の大きさの領域が前記照明光により照明されるように、複数の前記照明部による前記照明光の照射を制御する照明制御手段とを備えることを特徴とする。   The optical measuring instrument of the present invention irradiates the specimen with illumination light by irradiating illumination light to each stage on the stage on which the specimen is placed and the stage surface on which the specimen is placed. Detecting a position of an observation field of the observation optical system with respect to the stage, and an observation optical system that focuses light from the test object to form an image of the test object Based on the detection result by the position detection means and the position detection means, a plurality of areas on the stage surface so as to be illuminated by the illumination light with a predetermined size area including the observation field center of the observation optical system. Illumination control means for controlling irradiation of the illumination light by the illumination unit.

本発明によれば、装置全体を大型化させることなく、より効率的に被検物を照明することができる。   According to the present invention, a test object can be illuminated more efficiently without increasing the size of the entire apparatus.

本発明を適用した光学測定機の一実施の形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of one Embodiment of the optical measuring device to which this invention is applied. ステージとコントローラのより詳細な構成例を示す図である。It is a figure which shows the more detailed structural example of a stage and a controller. 照明処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an illumination process.

以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

[光学測定機の構成]
図1は、本発明を適用した光学測定機の一実施の形態の構成例を示す図である。なお、図1において、横方向、奥行き方向、および縦方向は、互いに直交するx方向、y方向、およびz方向を示している。
[Configuration of optical measuring instrument]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of an optical measuring machine to which the present invention is applied. In FIG. 1, the horizontal direction, the depth direction, and the vertical direction indicate the x direction, the y direction, and the z direction that are orthogonal to each other.

例えば、光学測定機11は、測定対象である被検物12の任意の部位の寸法を測定する測定機であり、測定機本体21とコントローラ22とから構成される。   For example, the optical measuring instrument 11 is a measuring instrument that measures the dimensions of an arbitrary part of the test object 12 that is a measurement target, and includes a measuring instrument main body 21 and a controller 22.

測定機本体21には、被検物12が載置されるステージ31、被検物12からの光を集光する対物レンズ32、および被検物12を観察するための接眼レンズ33が設けられている。また、ステージ31には、原点スイッチ34と、被検物12を対物レンズ32側とは反対側から透過照明するための透過照明パネル35が設けられている。   The measuring machine main body 21 is provided with a stage 31 on which the test object 12 is placed, an objective lens 32 that collects light from the test object 12, and an eyepiece 33 for observing the test object 12. ing. Further, the stage 31 is provided with an origin switch 34 and a transmission illumination panel 35 for transmitting illumination of the test object 12 from the side opposite to the objective lens 32 side.

ここで、原点スイッチ34は、例えばストロークエンドセンサなどからなり、xy平面上におけるステージ31の位置、より詳細には、ステージ31に対する対物レンズ32の観察視野の中心位置を検出するときの基準となる位置をリセットするスイッチである。なお、原点スイッチ34は、ユーザにより直接操作されるスイッチなどとされてもよい。そのような場合、ユーザは、原点スイッチ34を操作することで、光学測定機11に、基準となる位置を認識させる。   Here, the origin switch 34 is composed of, for example, a stroke end sensor, and serves as a reference when detecting the position of the stage 31 on the xy plane, more specifically, the center position of the observation field of the objective lens 32 with respect to the stage 31. A switch that resets the position. The origin switch 34 may be a switch that is directly operated by the user. In such a case, the user operates the origin switch 34 to cause the optical measuring instrument 11 to recognize the reference position.

透過照明パネル35から被検物12に照明光が照射されると、被検物12からの光は、対物レンズ32、接眼レンズ33、および図示せぬレンズ等により構成される観察光学系により集光されて、被検物12の像が結像される。これにより、ユーザは接眼レンズ33から被検物12を観察することができる。   When illumination light is irradiated from the transmitted illumination panel 35 to the test object 12, the light from the test object 12 is collected by an observation optical system including an objective lens 32, an eyepiece lens 33, a lens (not shown), and the like. It is illuminated and an image of the test object 12 is formed. Thereby, the user can observe the test object 12 from the eyepiece 33.

なお、測定機本体21にカメラを設け、カメラにより撮像された被検物12の観察画像が、コントローラ22に表示されるようにしてもよい。   Note that a camera may be provided in the measuring instrument main body 21 so that an observation image of the test object 12 captured by the camera is displayed on the controller 22.

さらに、測定機本体21の対物レンズ32近傍には、対物レンズ32の光学倍率を特定するための認識センサ36が設けられている。   Further, a recognition sensor 36 for specifying the optical magnification of the objective lens 32 is provided in the vicinity of the objective lens 32 of the measuring machine main body 21.

例えば、認識センサ36は、測定機本体21に装着された対物レンズ32に関する情報を、測定機本体21から読み出すことで、対物レンズ32の光学倍率を特定し、得られた光学倍率を示す倍率情報をコントローラ22に供給する。この倍率情報から、観察光学系(対物レンズ32)の観察視野、すなわち対物レンズ32が観察可能なステージ31上の領域の大きさを特定することができる。以下では、対物レンズ32の観察視野は円形状であるものとし、観察視野の半径を半径Rと称する。   For example, the recognition sensor 36 reads out information on the objective lens 32 attached to the measuring machine main body 21 from the measuring machine main body 21 to identify the optical magnification of the objective lens 32, and magnification information indicating the obtained optical magnification. Is supplied to the controller 22. From this magnification information, the observation field of the observation optical system (objective lens 32), that is, the size of the region on the stage 31 that can be observed by the objective lens 32 can be specified. Hereinafter, the observation field of the objective lens 32 is assumed to be circular, and the radius of the observation field is referred to as radius R.

コントローラ22は、ユーザの操作に応じて測定機本体21の動作を制御する。例えば、コントローラ22は、認識センサ36からの倍率情報と、対物レンズ32の観察視野の中心位置とに基づいて、ステージ31における、対物レンズ32の観察視野内の領域のみが透過照明されるように、透過照明パネル35を制御する。また、コントローラ22は、ユーザの操作に応じて、被検物12の指定された部位間の寸法を測定し、その測定結果を液晶ディスプレイなどからなる表示部37に表示させる。   The controller 22 controls the operation of the measuring machine main body 21 in accordance with a user operation. For example, the controller 22 transmits and illuminates only the region in the observation field of the objective lens 32 on the stage 31 based on the magnification information from the recognition sensor 36 and the center position of the observation field of the objective lens 32. Control the transmitted illumination panel 35. Moreover, the controller 22 measures the dimension between the designated parts of the test object 12 according to the operation of the user, and displays the measurement result on the display unit 37 including a liquid crystal display.

[コントローラ等の構成]
また、図1のステージ31およびコントローラ22は、より詳細には、図2に示すように構成される。なお、図2において、横方向、奥行き方向、および縦方向は、それぞれx方向、y方向、およびz方向を示している。また、図2において、図1における場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
[Configuration of controller, etc.]
In more detail, the stage 31 and the controller 22 of FIG. 1 are configured as shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal direction, the depth direction, and the vertical direction indicate the x direction, the y direction, and the z direction, respectively. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 1, and description thereof will be omitted as appropriate.

図2の例では、ステージ31は、主にステージ台座61、x可動部62、y可動部63、透過照明パネル35、およびすりガラス64から構成される。   In the example of FIG. 2, the stage 31 mainly includes a stage pedestal 61, an x movable portion 62, a y movable portion 63, a transmitted illumination panel 35, and ground glass 64.

ステージ台座61は、測定機本体21に固定されており、このステージ台座61の図中、上側にx方向に移動可能なx可動部62が設けられている。また、x可動部62の図中、上側には、y方向に移動可能なy可動部63が設けられている。   The stage base 61 is fixed to the measuring machine main body 21, and an x movable portion 62 that is movable in the x direction is provided on the upper side of the stage base 61 in the figure. Further, on the upper side of the x movable portion 62 in the drawing, a y movable portion 63 that is movable in the y direction is provided.

これらのx可動部62およびy可動部63が、ステージ台座61およびx可動部62に対してx方向およびy方向に移動することで、ステージ31上に載置された被検物12もxy方向に移動する。すなわち、測定機本体21に固定された対物レンズ32に対して、対物レンズ32の光軸と垂直な方向に被検物12を移動させることで、被検物12の任意の部位を観察することができるようになる。   The x movable portion 62 and the y movable portion 63 move in the x direction and the y direction with respect to the stage base 61 and the x movable portion 62, so that the test object 12 placed on the stage 31 is also in the xy direction. Move to. That is, an arbitrary part of the test object 12 is observed by moving the test object 12 in a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 32 with respect to the objective lens 32 fixed to the measuring machine main body 21. Will be able to.

さらに、y可動部63の図中、上側には、例えばxy方向に並べられた複数の発光ダイオードからなる板状の透過照明パネル35が設けられ、透過照明パネル35の図中、上側には、被検物12が載置される板状のすりガラス64が設けられている。被検物12と透過照明パネル35との間にすりガラス64を設けることで、各発光ダイオードからの照明光がすりガラス64で拡散され、被検物12に照射される照明光にむらが生じることを防止することができる。つまり、略均一な明るさの照明光を、被検物12に照射することができる。   Furthermore, on the upper side in the drawing of the y movable portion 63, for example, a plate-shaped transmissive illumination panel 35 made of a plurality of light emitting diodes arranged in the xy direction is provided. A plate-shaped ground glass 64 on which the test object 12 is placed is provided. By providing the ground glass 64 between the test object 12 and the transmission illumination panel 35, the illumination light from each light-emitting diode is diffused by the ground glass 64, and the illumination light irradiated on the test object 12 is uneven. Can be prevented. That is, it is possible to irradiate the test object 12 with illumination light having substantially uniform brightness.

ここで、透過照明パネル35のxy方向の寸法は、ステージ31が対物レンズ32に対してxy方向に可動可能なストローク(測定範囲)と、対物レンズ32の観察視野の大きさとが考慮されて定められる。すなわち、ステージ31の位置によらず、対物レンズ32の観察視野内が常に照明光により照明できるように、透過照明パネル35の大きさが予め定められている。   Here, the dimension of the transmitted illumination panel 35 in the xy direction is determined in consideration of the stroke (measurement range) in which the stage 31 can move in the xy direction with respect to the objective lens 32 and the size of the observation field of view of the objective lens 32. It is done. That is, the size of the transmission illumination panel 35 is determined in advance so that the observation field of the objective lens 32 can always be illuminated with illumination light regardless of the position of the stage 31.

なお、透過照明パネル35を構成する発光ダイオードが射出する照明光は、どのような色の光であってもよいが、ユーザの目の疲労や観察光学系での色収差の低減を考慮すると、白色光や、緑等の単色光であることが望ましい。   The illumination light emitted from the light emitting diodes constituting the transmissive illumination panel 35 may be any color light, but considering the fatigue of the eyes of the user and the reduction of chromatic aberration in the observation optical system, the illumination light is white. It is desirable to be monochromatic light such as light or green.

また、透過照明パネル35を構成する発光素子は、発光ダイオードに限らず、その他の固体発光素子や、冷陰極放電管などであればよい。ここでいう固体発光素子には、発光ダイオード、レーザダイオード、有機EL(Electro Luminescence)、プラズマ発光素子などが含まれるものとする。さらに、すりガラス64も、照明光を拡散することができる板状の部材であれば、どのようなものであってもよい。   Further, the light-emitting elements constituting the transmissive illumination panel 35 are not limited to light-emitting diodes, but may be other solid-state light-emitting elements, cold cathode discharge tubes, or the like. The solid-state light emitting element here includes a light emitting diode, a laser diode, an organic EL (Electro Luminescence), a plasma light emitting element, and the like. Further, the ground glass 64 may be any plate member as long as it can diffuse illumination light.

ステージ台座61およびx可動部62には、x可動部62およびy可動部63のx方向およびy方向への移動に応じて信号を出力するエンコーダ65およびエンコーダ66が設けられている。例えば、これらのエンコーダ65およびエンコーダ66は、リニアエンコーダから構成される。   The stage base 61 and the x movable portion 62 are provided with an encoder 65 and an encoder 66 that output signals in accordance with movement of the x movable portion 62 and the y movable portion 63 in the x direction and the y direction. For example, the encoder 65 and the encoder 66 are composed of linear encoders.

図2の例では、エンコーダ65は、ステージ台座61の側面ではなく、ステージ台座61の略中心に位置するように、つまり対物レンズ32の略真下に位置するようにステージ台座61に固定されている。同様に、エンコーダ66もx可動部62の略中心に位置するように、x可動部62に固定されている。   In the example of FIG. 2, the encoder 65 is fixed to the stage pedestal 61 so that it is not located on the side surface of the stage pedestal 61 but is located substantially at the center of the stage pedestal 61, i. . Similarly, the encoder 66 is also fixed to the x movable portion 62 so as to be positioned at the approximate center of the x movable portion 62.

このように、ステージ31では、被検物12が載置されるすりガラス64の直下に透過照明パネル35を配置する構成とされているので、従来の光学測定機のように、ステージに照明用の貫通穴を設ける必要がない。そのため、対物レンズ32の略真下にエンコーダ65とエンコーダ66を配置し、アッベ誤差を低減させることができる。これにより、対物レンズ32に対するステージ31のxy方向への移動量をより正確に検出することができる。   Thus, in the stage 31, since the transmission illumination panel 35 is arrange | positioned directly under the ground glass 64 in which the to-be-tested object 12 is mounted, like the conventional optical measuring machine, the stage is used for illumination. There is no need to provide a through hole. For this reason, the encoder 65 and the encoder 66 can be disposed almost directly below the objective lens 32 to reduce the Abbe error. Thereby, the amount of movement of the stage 31 in the xy direction relative to the objective lens 32 can be detected more accurately.

なお、エンコーダ65やエンコーダ66は、リニアエンコーダに限らず、モータやハンドル等の回転機構に設けられるロータリエンコーダなど、ステージ31のxy方向への移動量を検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。   The encoder 65 and the encoder 66 are not limited to linear encoders, but may be any encoder that can detect the amount of movement of the stage 31 in the xy direction, such as a rotary encoder provided in a rotation mechanism such as a motor or a handle. It may be.

また、コントローラ22は、位置演算部67、照明領域演算部68、照明制御部69、測定部70、および表示部37から構成される。   The controller 22 includes a position calculation unit 67, an illumination area calculation unit 68, an illumination control unit 69, a measurement unit 70, and a display unit 37.

位置演算部67は、エンコーダ65およびエンコーダ66から出力された信号に基づいて、x方向およびy方向に平行な軸をx軸およびy軸とするxy座標系における、対物レンズ32の観察視野の中心位置の座標を算出する。   Based on the signals output from the encoder 65 and the encoder 66, the position calculation unit 67 is the center of the observation field of the objective lens 32 in the xy coordinate system in which the x and y axes are parallel to the x and y directions. Calculate the coordinates of the position.

例えば、xy座標系は、ステージ31を構成するすりガラス64の1つの端を原点とする座標系とされる。この場合、ステージ31がxy方向に移動すると、ステージ31に対して相対的に対物レンズ32が移動することになるので、ステージ31のすりガラス64表面上における対物レンズ32の観察視野の中心位置、つまりxy座標系における観察視野の中心位置の座標は変化する。   For example, the xy coordinate system is a coordinate system having one end of ground glass 64 constituting the stage 31 as an origin. In this case, when the stage 31 moves in the xy direction, the objective lens 32 moves relative to the stage 31. Therefore, the center position of the observation field of the objective lens 32 on the surface of the ground glass 64 of the stage 31, that is, The coordinates of the center position of the observation field in the xy coordinate system change.

位置演算部67は、エンコーダ65およびエンコーダ66からの信号に基づいて、ステージ31の移動量を検出し、xy座標系における対物レンズ32の観察視野の中心位置の座標(Pos_X,Pos_Y)を算出する。なお、以下では、観察視野の中心位置の座標(Pos_X,Pos_Y)を示す情報を、位置情報と称することとする。   The position calculation unit 67 detects the amount of movement of the stage 31 based on the signals from the encoder 65 and the encoder 66, and calculates the coordinates (Pos_X, Pos_Y) of the center position of the observation field of the objective lens 32 in the xy coordinate system. . Hereinafter, information indicating the coordinates (Pos_X, Pos_Y) of the center position of the observation field is referred to as position information.

照明領域演算部68は、認識センサ36からの倍率情報に基づいて、対物レンズ32の観察視野の半径Rを算出するとともに、得られた半径Rと、位置演算部67からの位置情報とに基づいて、対物レンズ32の観察視野の領域を特定する。   The illumination area calculation unit 68 calculates the radius R of the observation field of the objective lens 32 based on the magnification information from the recognition sensor 36, and based on the obtained radius R and the position information from the position calculation unit 67. Thus, the observation field region of the objective lens 32 is specified.

また、照明領域演算部68は、ステージ31上における観察視野の領域の特定結果に基づいて、照明制御部69を制御する。照明制御部69は、照明領域演算部68の制御に従って、透過照明パネル35を構成する各発光ダイオードを個別に発光させたり、消灯させたりする。測定部70は、ユーザの操作に応じて、位置演算部67から位置情報を取得して、被検物12の指定された部位間の距離(寸法)を演算し、部位間の距離の測定結果等を表示部37に表示させる。   The illumination area calculation unit 68 controls the illumination control unit 69 based on the result of specifying the observation field area on the stage 31. The illumination control unit 69 individually causes each light-emitting diode constituting the transmissive illumination panel 35 to emit light or extinguishes according to the control of the illumination area calculation unit 68. The measurement unit 70 acquires position information from the position calculation unit 67 in accordance with a user operation, calculates a distance (dimension) between designated parts of the test object 12, and a measurement result of the distance between parts Etc. are displayed on the display unit 37.

[光学測定機の動作]
次に、光学測定機11の動作について説明する。
[Operation of optical measuring instrument]
Next, the operation of the optical measuring instrument 11 will be described.

光学測定機11の電源がオンされ、ユーザがステージ31に設けられたハドルを操作してステージ31を所定の位置に移動させることで、原点スイッチ34をオンさせると、光学測定機11は、xy座標系の原点位置をリセットする。なお、ステージ31の移動は、ユーザがハンドル操作により手動で行なうようにしてもよいし、コントローラ22がユーザの操作に従って、電動で行なうようにしてもよい。   When the power source of the optical measuring instrument 11 is turned on and the user operates the huddle provided on the stage 31 to move the stage 31 to a predetermined position to turn on the origin switch 34, the optical measuring instrument 11 becomes xy. Reset the origin of the coordinate system. The stage 31 may be moved manually by a user through a handle operation, or the controller 22 may be electrically operated in accordance with a user operation.

また、ユーザがステージ31上に被検物12を載置し、被検物12の特定の部位間の距離の測定開始を指示すると、光学測定機11は、ユーザの操作に応じて測定処理を行う。   In addition, when the user places the test object 12 on the stage 31 and instructs to start measuring the distance between specific parts of the test object 12, the optical measuring instrument 11 performs measurement processing according to the user's operation. Do.

具体的には、例えば、ユーザが接眼レンズ33を覗くと、ユーザには、観察光学系(対物レンズ32)の観察視野内にある被検物12の部位と、被検物12の任意の位置を指定するための照準(レクチル)が見えるようになされている。ユーザは、被検物12の所望の部位が照準の中心と重なるように、ステージ31に設けられたハンドルを操作し、x可動部62とy可動部63を移動させる。   Specifically, for example, when the user looks into the eyepiece lens 33, the user is informed of the region of the test object 12 within the observation field of view of the observation optical system (objective lens 32) and an arbitrary position of the test object 12. You can see the sight to specify the. The user moves the x movable portion 62 and the y movable portion 63 by operating a handle provided on the stage 31 so that a desired part of the test object 12 overlaps the center of the aim.

そして、被検物12の所望の部位に照準が合わせられた状態で、ユーザが測定開始を指示すると、位置演算部67は、エンコーダ65とエンコーダ66から出力された信号に基づいて、観察視野の中心位置の座標(Pos_X,Pos_Y)を算出する。   Then, when the user instructs the start of measurement in a state where the desired part of the test object 12 is aimed, the position calculation unit 67 determines the observation field of view based on the signals output from the encoder 65 and the encoder 66. The coordinates (Pos_X, Pos_Y) of the center position are calculated.

測定部70は、位置演算部67から座標(Pos_X,Pos_Y)を示す位置情報を取得するとともに、取得された座標の位置を、被検物12の距離測定の始点の位置とする。   The measurement unit 70 acquires position information indicating coordinates (Pos_X, Pos_Y) from the position calculation unit 67 and sets the position of the acquired coordinates as the position of the starting point of the distance measurement of the test object 12.

また、測定部70は、被検物12の距離測定の始点の位置を原点とするx’y’座標系における対物レンズ32の観察視野の中心位置の座標(x’,y’)を表示部37に表示させる。ここで、x’y’座標系は、x’軸とy’軸がxy座標系のx軸およびy軸と平行であり、原点の位置だけがxy座標系とは異なる座標系である。   The measurement unit 70 also displays the coordinates (x ′, y ′) of the center position of the observation field of the objective lens 32 in the x′y ′ coordinate system with the origin of the distance measurement start point of the test object 12 as the origin. 37. Here, the x′y ′ coordinate system is a coordinate system in which the x ′ axis and the y ′ axis are parallel to the x axis and the y axis of the xy coordinate system, and only the position of the origin is different from the xy coordinate system.

したがって、例えば、現時点では、対物レンズ32の観察視野の中心位置は、被検物12の距離測定の始点位置にあるので、表示部37には、観察視野の中心位置の座標(x’,y’)として、(0,0)が表示されることになる。   Therefore, for example, at the present time, the center position of the observation field of the objective lens 32 is at the starting point position of the distance measurement of the test object 12, so the coordinates (x ′, y) of the center position of the observation field are displayed on the display unit 37. '), (0, 0) is displayed.

また、ユーザがステージ31を移動させ、被検物12における距離測定の終点の位置に照準が合った状態で、距離測定を指示すると、測定部70は、被検物12の距離測定の終点位置の座標(Pos_X,Pos_Y)を示す位置情報を、位置演算部67から取得する。   In addition, when the user moves the stage 31 and instructs distance measurement in a state where the distance measurement end point position on the test object 12 is aimed, the measurement unit 70 causes the distance measurement end point position of the test object 12 to be measured. The position information indicating the coordinates (Pos_X, Pos_Y) is acquired from the position calculation unit 67.

そして、測定部70は、被検物12の距離測定の始点と終点の座標(Pos_X,Pos_Y)に基づいて、始点から終点までの距離を算出し、算出された距離を測定結果として表示部37に表示させる。さらに、測定部70は、x’y’座標系における被検物12の距離測定の終点位置の座標(x’,y’)も表示部37に表示させる。   Then, the measurement unit 70 calculates the distance from the start point to the end point based on the coordinates (Pos_X, Pos_Y) of the start point and end point of the distance measurement of the test object 12, and the display unit 37 uses the calculated distance as a measurement result. To display. Further, the measurement unit 70 also displays the coordinates (x ′, y ′) of the end point position of the distance measurement of the test object 12 in the x′y ′ coordinate system on the display unit 37.

このようにして、光学測定機11は、ユーザの操作に応じて被検物12上の2点間の距離を測定し、その測定結果を表示する。このとき、光学測定機11は、ステージ31がどのように移動されても、ステージ31における対物レンズ32の観察視野内の領域のみが、照明光により継続して透過照明されるように、透過照明パネル35による被検物12の照明を制御する。   In this way, the optical measuring instrument 11 measures the distance between two points on the test object 12 in accordance with a user operation, and displays the measurement result. At this time, the optical measuring instrument 11 transmits light so that only the region in the observation field of view of the objective lens 32 on the stage 31 is continuously transmitted and illuminated by the illumination light, regardless of how the stage 31 is moved. The illumination of the test object 12 by the panel 35 is controlled.

次に、図3のフローチャートを参照して、光学測定機11が透過照明パネル35による照明を制御する処理である照明処理について説明する。この照明処理は、光学測定機11の電源がオンされると開始される。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 3, an illumination process that is a process in which the optical measuring instrument 11 controls the illumination by the transmission illumination panel 35 will be described. This illumination process is started when the optical measuring instrument 11 is turned on.

ステップS11において、位置演算部67は、エンコーダ65とエンコーダ66から出力された信号に基づいて、xy座標系における対物レンズ32の観察視野の中心位置の座標(Pos_X,Pos_Y)を算出する。そして、位置演算部67は、その算出結果を示す座標情報を照明領域演算部68に供給する。   In step S11, the position calculator 67 calculates the coordinates (Pos_X, Pos_Y) of the center position of the observation field of the objective lens 32 in the xy coordinate system based on the signals output from the encoder 65 and the encoder 66. Then, the position calculation unit 67 supplies coordinate information indicating the calculation result to the illumination area calculation unit 68.

ステップS12において、照明領域演算部68は、認識センサ36から供給された倍率情報に基づいて、対物レンズ32の観察視野の半径Rを算出する。   In step S <b> 12, the illumination area calculation unit 68 calculates the radius R of the observation field of the objective lens 32 based on the magnification information supplied from the recognition sensor 36.

そして、ステップS13において、照明領域演算部68は、算出した観察視野の半径Rと、位置演算部67からの位置情報とを用いて、透過照明パネル35を構成する発光ダイオードのうち、点灯させるべき発光ダイオードを特定する。   In step S <b> 13, the illumination area calculation unit 68 should be turned on among the light emitting diodes constituting the transmissive illumination panel 35 using the calculated observation field radius R and the position information from the position calculation unit 67. Identify the light emitting diode.

具体的には、例えば、照明領域演算部68は、透過照明パネル35を構成する各発光ダイオードを特定する情報と、それらの発光ダイオードのxy座標系における位置を示す座標(XL,YL)とが対応付けられている位置テーブルを予め保持している。   Specifically, for example, the illumination area calculation unit 68 includes information specifying each light-emitting diode constituting the transmissive illumination panel 35 and coordinates (XL, YL) indicating the position of the light-emitting diode in the xy coordinate system. The associated position table is held in advance.

そして、照明領域演算部68は、位置テーブルを参照するとともに、位置情報に示される観察視野の座標を(Pos_X,Pos_Y)として、次式(1)を満たす発光ダイオードを、点灯(発光)させるべき発光ダイオードとする。   Then, the illumination area calculation unit 68 refers to the position table and turns on (emits) a light emitting diode that satisfies the following expression (1) with the coordinates of the observation field indicated by the position information as (Pos_X, Pos_Y). A light emitting diode is used.

(XL−Pos_X)+(YL−Pos_Y)<R ・・・(1) (XL-Pos_X) 2 + (YL-Pos_Y) 2 <R 2 (1)

なお、式(1)において、XL,YLは、透過照明パネル35を構成する発光ダイオードの配置位置のx座標およびy座標であり、Rは対物レンズ32の観察視野の半径を示している。   In Equation (1), XL and YL are the x coordinate and the y coordinate of the arrangement position of the light emitting diodes constituting the transmissive illumination panel 35, and R indicates the radius of the observation field of the objective lens 32.

したがって、式(1)を満たす座標(XL,YL)の位置にある発光ダイオードは、現時点において、ステージ31上における、対物レンズ32の観察視野内にある発光ダイオード、つまり観察視野内の領域に照明光を照射する発光ダイオードである。   Therefore, the light emitting diode at the position of the coordinates (XL, YL) satisfying the expression (1) illuminates the light emitting diode on the stage 31 in the observation visual field of the objective lens 32, that is, the region in the observation visual field. It is a light emitting diode that emits light.

照明領域演算部68は、式(1)を用いて、透過照明パネル35を構成する発光ダイオードのうち、対物レンズ32の観察視野内にある発光ダイオードを点灯すべきものとし、観察視野外にある発光ダイオードを消灯すべきものとする。   The illumination area calculation unit 68 uses the expression (1) to turn on the light emitting diodes within the observation field of the objective lens 32 among the light emitting diodes constituting the transmission illumination panel 35, and emit light that is outside the observation field. The diode should be turned off.

ステップS14において、照明領域演算部68は、点灯させるべき発光ダイオードの特定結果に基づいて、照明制御部69を制御することで、透過照明パネル35を構成する各発光ダイオードの点灯,消灯を制御する。   In step S <b> 14, the illumination area calculation unit 68 controls the lighting control unit 69 based on the result of specifying the light emitting diodes to be lit, thereby controlling the lighting and extinguishing of the respective light emitting diodes constituting the transmissive lighting panel 35. .

照明制御部69は、照明領域演算部68の制御に応じた電流信号を、透過照明パネル35を構成する各発光ダイオードに供給し、発光ダイオードを点灯させたり、消灯させたりする。これにより、対物レンズ32の観察視野内にある発光ダイオードのみが発光し、被検物12が照明光により透過照明される。また、対物レンズ32の観察視野外に位置する発光ダイオードは発光しない。   The illumination control unit 69 supplies a current signal according to the control of the illumination area calculation unit 68 to each light emitting diode constituting the transmissive illumination panel 35, and turns on or off the light emitting diode. Thereby, only the light emitting diode in the observation visual field of the objective lens 32 emits light, and the object 12 is transmitted and illuminated by the illumination light. Further, the light emitting diode located outside the observation field of the objective lens 32 does not emit light.

このようにして、透過照明パネル35の発光ダイオードの点灯,消灯が制御されると、その後、処理はステップS11に戻り、上述した処理が繰り返される。すなわち、ステージ31が移動されると、対物レンズ32の新たな観察視野内にある発光ダイオードが点灯するように、各発光ダイオードの点灯,消灯が制御される。この照明処理は、上述した測定処理中など、光学測定機11の電源がオフされるまで継続して行なわれる。   In this way, when the lighting and extinguishing of the light emitting diodes of the transmissive illumination panel 35 are controlled, the process then returns to step S11 and the above-described processes are repeated. In other words, when the stage 31 is moved, the light emitting diodes are controlled to be turned on and off so that the light emitting diodes in the new observation field of the objective lens 32 are turned on. This illumination processing is continued until the optical measuring instrument 11 is turned off, such as during the above-described measurement processing.

以上のようにして、光学測定機11は、ステージ31の移動を検出し、その検出結果から得られた観察視野の中心位置と、観察視野の半径Rとに基づいて、観察視野内に位置する発光ダイオードのみを点灯させる。   As described above, the optical measuring instrument 11 detects the movement of the stage 31 and is positioned in the observation field based on the center position of the observation field obtained from the detection result and the radius R of the observation field. Turn on only the light emitting diode.

このように、透過照明パネル35の発光ダイオードのうち、観察視野内にある発光ダイオードのみを点灯させる照明処理を、被検物12の距離測定時に行なうことで、被検物12の注目すべき領域だけを、効率よく照明することができる。また、発光ダイオードを必要以上に発光させないことで、透過照明パネル35における消費電力も低減させることができる。   As described above, the illumination process for turning on only the light-emitting diodes in the observation visual field among the light-emitting diodes of the transmission illumination panel 35 is performed at the time of measuring the distance of the test object 12, so that the region to be noted of the test object 12 is notable. Can be illuminated efficiently. Moreover, the power consumption in the transmissive illumination panel 35 can also be reduced by preventing the light emitting diode from emitting light more than necessary.

さらに、光学測定機11では、必要な発光ダイオードのみを点灯させるので、照明光等による発熱を抑えることができる。これにより、熱膨張によるステージ31等の変形を抑制し、被検物12の距離の測定精度を向上させることができる。   Furthermore, since only the necessary light emitting diodes are lit in the optical measuring instrument 11, heat generation due to illumination light or the like can be suppressed. Thereby, deformation | transformation of the stage 31 grade | etc., By thermal expansion can be suppressed, and the measurement precision of the distance of the to-be-tested object 12 can be improved.

また、光学測定機11では、被検物12が載置されるすりガラス64の直下に、複数の発光ダイオードを並べて配置する構成としたので、ステージ31に照明用の貫通穴を設ける必要がなく、ステージ31の強度を充分に確保することができる。したがって、ステージ31を従来と比較してより薄いものとすることができ、その結果、光学測定機11の小型化を図ることができる。   Further, since the optical measuring instrument 11 has a configuration in which a plurality of light emitting diodes are arranged side by side immediately below the ground glass 64 on which the test object 12 is placed, it is not necessary to provide a through hole for illumination in the stage 31. The strength of the stage 31 can be sufficiently secured. Therefore, the stage 31 can be made thinner than the conventional one, and as a result, the optical measuring instrument 11 can be downsized.

なお、以上においては、透過照明パネル35が、ステージ31に設けられる例について説明したが、透過照明パネル35は、各発光ダイオードがステージ31の各領域を透過照明できれば、どこに設けられていてもよい。   In the above, an example in which the transmissive illumination panel 35 is provided on the stage 31 has been described. However, the transmissive illumination panel 35 may be provided anywhere as long as each light-emitting diode can illuminate each region of the stage 31. .

また、予め被検物12の各部における照明光の透過率が求められている場合には、被検物12を透過した照明光の光量が、各領域においてが均一となるように、点灯させる各発光ダイオードの照明光の光量が調整されるようにしてもよい。   Further, when the transmittance of the illumination light in each part of the test object 12 is obtained in advance, each of the lighting lights so that the amount of the illumination light transmitted through the test object 12 is uniform in each region You may make it adjust the light quantity of the illumination light of a light emitting diode.

そのような場合、例えば、照明領域演算部68は、被検物12の各部の透過率に応じた強度で照明光が射出されるように、照明制御部69を制御する。照明制御部69は、照明領域演算部68の制御に従って、透過照明パネル35の発光ダイオードに供給する電流信号の大きさ(振幅)を調整することで、所望の強度で発光ダイオードから照明光を射出させる。これにより、より良好な状態で被検物12の観察を行なうことができる。   In such a case, for example, the illumination area calculation unit 68 controls the illumination control unit 69 so that the illumination light is emitted with an intensity corresponding to the transmittance of each part of the test object 12. The illumination control unit 69 emits illumination light from the light emitting diode with a desired intensity by adjusting the magnitude (amplitude) of the current signal supplied to the light emitting diode of the transmissive illumination panel 35 according to the control of the illumination area calculating unit 68. Let Thereby, the test object 12 can be observed in a better state.

また、例えば、対物レンズ32の観察視野の中心に近い位置ほど、照射される照明光の強度が強くなるように、照明領域演算部68が観察視野内の発光ダイオードの照明光の強度を調整するようにしてもよい。さらに、ステージ31の透過照明される領域は、必ずしも対物レンズ32の観察視野の領域である必要はなく、観察視野の中心を含む所定の大きさの領域であればよい。   In addition, for example, the illumination region calculation unit 68 adjusts the intensity of the illumination light of the light emitting diode in the observation field so that the intensity of the irradiated illumination light increases as the position is closer to the center of the observation field of the objective lens 32. You may do it. Furthermore, the region of the stage 31 that is transmitted and illuminated does not necessarily have to be an observation field region of the objective lens 32, and may be a region having a predetermined size including the center of the observation field.

なお、本発明は、画像測定機、測定投影機、顕微鏡等に適用可能である。   Note that the present invention can be applied to an image measuring machine, a measuring projector, a microscope, and the like.

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

11 光学測定機, 12 被検物, 21 測定機本体, 22 コントローラ, 31 ステージ, 32 対物レンズ, 35 透過照明パネル, 36 認識センサ, 64 すりガラス, 67 位置演算部, 68 照明領域演算部, 69 照明制御部, 70 測定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical measuring machine, 12 Test object, 21 Measuring machine main body, 22 Controller, 31 Stage, 32 Objective lens, 35 Transmission illumination panel, 36 Recognition sensor, 64 Ground glass, 67 Position calculating part, 68 Illumination area calculating part, 69 Illumination Control unit, 70 measurement unit

Claims (6)

被検物が載置されるステージと、
前記被検物が載置される前記ステージ表面の各領域に照明光を照射することで、前記被検物を透過照明する複数の照明部と、
前記被検物からの光を集光して、前記被検物の像を結像させる観察光学系と、
前記ステージに対する前記観察光学系の観察視野の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記ステージ表面における、前記観察光学系の前記観察視野中心を含む所定の大きさの領域が前記照明光により照明されるように、複数の前記照明部による前記照明光の照射を制御する照明制御手段と
を備えることを特徴とする光学測定機。
A stage on which the test object is placed;
A plurality of illumination units that transmit and illuminate the test object by irradiating illumination light to each region of the stage surface on which the test object is placed, and
An observation optical system that focuses light from the test object and forms an image of the test object;
Position detection means for detecting the position of the observation field of the observation optical system with respect to the stage;
Based on the detection result by the position detection means, a plurality of illumination units are provided so that a region of a predetermined size including the observation field center of the observation optical system on the stage surface is illuminated by the illumination light. An optical measuring device comprising: an illumination control unit that controls irradiation of the illumination light.
前記観察光学系の光学倍率に基づいて、前記観察視野の大きさを算出する算出手段をさらに備え、
前記照明制御手段は、前記ステージ表面における、前記観察視野内の領域が前記照明光により照明されるように、前記照明部による前記照明光の照射を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学測定機。
Further comprising a calculation means for calculating the size of the observation field based on the optical magnification of the observation optical system,
The said illumination control means controls irradiation of the said illumination light by the said illumination part so that the area | region in the said observation visual field in the said stage surface may be illuminated with the said illumination light. Optical measuring machine.
前記照明部は、前記ステージに設けられている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学測定機。
The optical measuring device according to claim 1, wherein the illumination unit is provided on the stage.
前記ステージには、前記照明部に隣接して、前記照明光を拡散させる板状の拡散部が設けられ、前記被検物は前記拡散部に載置される
ことを特徴とする請求項3に記載の光学測定機。
The plate is provided with a plate-like diffusion part that diffuses the illumination light adjacent to the illumination part, and the test object is placed on the diffusion part. The optical measuring machine described.
前記照明部は固体発光素子である
ことを特徴とする請求項4に記載の光学測定機。
The optical measuring instrument according to claim 4, wherein the illumination unit is a solid-state light emitting element.
前記照明制御手段は、予め求められた前記被検物の各領域における前記照明光の透過率に基づいて、前記被検物の各領域を透過した前記照明光の光量が略均一になるように、前記照明部からの前記照明光の光量を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学測定機。
The illumination control unit is configured to make the amount of the illumination light transmitted through each region of the test object substantially uniform based on the transmittance of the illumination light in each region of the test object obtained in advance. The optical measuring device according to claim 1, wherein a light amount of the illumination light from the illumination unit is controlled.
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