JP2019100795A - 倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置を提供する。【解決手段】倍率検査用ワークの検査パターン４２は、基準点ｃｏを通る直線状の基準線４３と、基準点ｃｏから渦巻き状に延びる螺旋部４４とを有する。光学式測定装置に倍率検査用ワークを装着し、光学式測定装置で検査パターンを含む検査画像を検出し、検出した検査画像に、半径が画素サイズｄｐの整数ｎ個分の検査円４５を描画し、検査画像で、検査円４５と螺旋部４４との交点ｃｃを検出し、交点ｃｃの基準点ｃｏを中心とした基準線４３に対する角度θｃを検出し、検出した角度θｃから、検査パターン４２上の交点ｃｃと基準点ｃｏとの距離ｒｃを算出し、算出した距離ｒｃ、検査円４５の半径の画素数ｎおよび光学式測定装置の画素サイズｄｐから対物レンズの倍率を算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置に関する。

従来、テーブル上に載置されたワーク（被測定物）の寸法・形状を測定するために、画像測定機、三次元測定機および顕微鏡等の光学式測定装置が用いられている。
このような光学式測定装置にあっては、ＣＣＤカメラ等の撮像装置でワークを撮像し、得られた画像から必要なワークの測定情報を取得している。撮像にあたっては、倍率の異なる複数本の対物レンズを回転可能なターレットに取付けたターレット式変倍機構により、ワークの測定個所を拡大観察できるようにしてある。
光学式測定装置を用い、画像から例えばワークの長さを検出する際には、測定演算において撮影時のレンズの倍率が必要である。
このようなレンズの倍率の設定は、ユーザが手動で行っている（特許文献１参照）。

特開平９−３０４０２２号公報

前述した従来の光学式測定装置では、レンズの倍率が測定精度に大きく影響を及ぼすので、ユーザがレンズの倍率設定を間違えた場合は、光学式測定装置による測定結果が不正確なものになる。
また、異なるレンズに変更した際には、レンズの倍率設定をユーザが逐次行う必要があり、作業効率が低下する原因になっていた。
とくに、従来はレンズに表示された倍率などを調べ、手操作で光学式測定装置に入力していたため、誤入力の可能性および煩雑さが避けられなかった。

本発明の目的は、ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置を提供することにある。

本発明の倍率検査用ワークは、表面に検査パターンが形成された基材を有し、前記検査パターンは、基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とを有することを特徴とする。

本発明では、倍率検査用ワークを対物レンズの倍率が未知の光学式測定装置に装着し、撮像装置で表面を撮像することにより、検査パターンを含む検査画像が取得できる。
検査パターンにおいて、螺旋部は、渦巻き状つまり基準点からの距離が増加し続ける形状であり、つまり、螺旋部上の任意の点の基準線に対する基準点を中心とした角度θ、基準点からの距離ｒとして、０≦θ＜２πの範囲でθとｒとが一対一で対応する形状である。
従って、螺旋部に、例えば基準点を中心とする任意の半径の円（検査円）を重ね合わせると、互いの交点は一点に決まり、基準線に対する交点の、基準点を中心とした角度は一意に決まる。そして、検査パターンにおいて、交点の角度が決まれば、検査パターンでの交点から基準点までの距離も決まる。例えば、螺旋部の曲線が角度θの関数で与えられていれば、その関数から検査パターンでの基準点と角度θでの交点との距離が得られる。

光学式測定装置においては、対物レンズの倍率が未知であっても、撮像装置の画素サイズは一定であるため、その整数倍の半径（既知）を有する検査円を描画することができる。従って、前述した検査画像を取得するとともに、前述した検査円を取得画像と重ね合わせて描画することで、検査円における画素の整数倍の長さ（測定寸法）と、前述した検査パターンでの交点から基準点までの距離（実寸法）とが得られ、これらから対物レンズの倍率を算出することができる。
ここで算出される倍率は、対物レンズ自体の倍率（対物レンズに応じて変化する）と他の光学要素の倍率（対物レンズの交換では変化しない）との積であるが、他の光学要素の倍率を予め測定しておけば、本発明の検査パターンから算出された倍率に対して演算することで、対物レンズだけの倍率を算出することができる。

このような倍率計算は、予めソフトウェアとして組み込んでおくことで、光学式測定装置に自動処理させることができ、ユーザが倍率検査用ワークをセットして処理の開始を指示するだけで、現在の対物レンズの倍率を算出することができる。その結果、ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる。

本発明の倍率検査用ワークにおいて、前記螺旋部は、アルキメデス螺旋、放物螺旋、双曲螺旋およびインボリュート曲線のいずれかであることが好ましい。

これらのアルキメデス螺旋（ｒ＝ａθ、ａは定数、以下同じ）、放物螺旋（ｒ＝ａθ^−２）、双曲螺旋（ｒ＝ａ／θ）およびインボリュート曲線（ｘ＝ａ（ｃｏｓθ＋θｓｉｎθ），ｙ＝ａ（ｓｉｎθ−θｃｏｓθ））は、本発明における螺旋部の条件、つまり、螺旋部上の任意の点の基準点を中心とした基準線に対する角度θ、基準点からの距離ｒとしたとき、０≦θ＜２πの範囲でθとｒとが一対一で対応する形状となる。
従って、これらの関数に基づく曲線を利用することにより、螺旋部を容易に形成することができる。

本発明の倍率検査用ワークにおいて、前記基材はガラス板であり、前記検査パターンは、前記ガラス板の表面に形成された金属薄膜であることが好ましい。
本発明において、金属薄膜としては、例えばクロムなどの材料を、蒸着などによりガラス板の表面に形成したものとすることができる。本発明において、検査パターンは、金属薄膜の輪郭線として形成すればよい。輪郭線が明瞭に検出できるように、金属薄膜の厚みはなるべく薄いことが望ましく、例えば数十〜数百ナノメートル程度が利用できる。

本発明では、ガラス表面と薄膜表面との光学的特性の相違により、各々の境界として表れる検査パターンを高精度に検出することができる。
さらに、検査パターンが領域の境界として得られるため、例えば図形が線である場合のような線幅などの影響がなく、精度を高めることができる。

本発明の倍率検査方法は、光学式測定装置の対物レンズの倍率検査方法であって、表面に検査パターンが形成された基材を有し、前記検査パターンは、基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とを有する倍率検査用ワークを準備しておき、前記光学式測定装置に前記倍率検査用ワークを装着し、前記光学式測定装置で前記検査パターンを含む検査画像を検出し、検出した前記検査画像に、半径が整数個の画素分の検査円を描画し、前記検査画像で、前記検査円と螺旋部との交点を検出し、前記交点の前記基準点を中心とした前記基準線に対する角度を検出し、検出した前記角度から、前記検査パターンでの前記交点と前記基準点との距離を算出し、算出した前記距離、前記検査円の半径の画素数および前記光学式測定装置の画素サイズから前記対物レンズの倍率を算出する、ことを特徴とする。
本発明では、先に本発明の倍率検査用ワークについて説明した通りの作用効果を得ることができる。

本発明の光学式測定装置は、対物レンズを通してワークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置を制御する制御装置とを有し、検査パターンとして基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とが形成された倍率検査用ワークが装着可能な光学式測定装置であって、前記制御装置は、装着された前記検査パターンを含む前記倍率検査用ワークの検査画像を検出する検査画像検出部と、検出した前記検査画像に、半径が整数個の画素分の検査円を描画する検査円描画部と、前記検査画像で、前記検査円と前記螺旋部との交点を検出する交点検出部と、前記交点の前記基準点を中心とした前記基準線に対する角度を検出する角度検出部と、検出した前記角度から、前記検査パターンでの前記交点と前記基準点との距離を算出する距離算出部と、算出した前記距離、前記検査円の半径の画素数および前記光学式測定装置の画素サイズから前記対物レンズの倍率を算出する倍率算出部と、を有することを特徴とする。

本発明では、前述した本発明の倍率検査用ワークを装着し、制御装置において検査画像検出部ないし倍率算出部を順次動作させることで、先に本発明の倍率検査用ワークについて説明した通りの作用効果を得ることができる。
この際、ユーザは、倍率検査用ワークを装着し、制御装置に検査画像検出部ないし倍率算出部を動作させるよう指示するだけでよく、ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる。

本発明によれば、ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の光学式測定機を示すブロック図。 前記実施形態で用いる倍率検査用ワークを示す平面図。 前記実施形態の検査パターンの形状を示すグラフ。 前記実施形態の交点の角度と基準点からの距離との関係を示すグラフ。 前記実施形態の制御装置を示すブロック図。 前記実施形態の処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、光学式測定装置１０は、ワークＷを載置するステージ１１と、ステージ１１に載置されたワークＷの画像を撮像する撮像ユニット２０と、ステージ１１と撮像ユニット２０とを相対移動させる相対移動機構１２と、これらを制御する制御装置３０と、を有する。

撮像ユニット２０は、ステージ１１に対向配置された対物レンズ２１と、この対物レンズ２１の光軸上に配置された撮像手段としてのＣＣＤカメラ２２と、対物レンズ２１からＣＣＤカメラ２２に至る光軸上に設置されたハーフミラー２３と、ハーフミラー２３にストロボ照明を入射する照明装置２４とを含んで構成されている。
撮像ユニット２０は、相対移動機構１２によって、ステージ１１に対して三次元方向（図１において、左右方向、前後方向および上下方向）へ相対移動される。

制御装置３０は、相対移動機構１２の動作を制御するとともに、撮像ユニット２０によって撮像されたワークＷの画像を取り込み、その画像を処理してワークＷの寸法や形状などの演算処理を実行可能である。
制御装置３０には表示装置１４が接続され、制御装置３０で演算された測定結果などは表示装置１４に表示可能である。

光学式測定装置１０は、制御装置３０によるワークＷの画像処理の際に、対物レンズ２１を含む撮像ユニット２０の光学系の倍率の数値を用いる。なかでも、対物レンズ２１は測定内容に応じて交換されるものであり、そのつど倍率を設定する必要がある。
本実施形態の光学式測定装置１０では、本発明に基づく倍率検査用ワーク４０（図２参照）を用い、制御装置３０に設置された本発明に基づく構成（図５参照）により、本発明に基づく倍率検査手順（図６参照）を実行することで、制御装置３０に対してユーザが数値の入力操作を行うことなしに、対物レンズ２１の倍率を設定することができる。

図２において、倍率検査用ワーク４０は、透明な平板状ガラス製の基材４１を有し、その表面には検査パターン４２が形成されている。
検査パターン４２は、クロムなどの金属薄膜を基材４１の表面に蒸着して形成され、その輪郭の一部は直線状の基準線４３とされ、他の部分は螺旋部４４とされている。
基準線４３は、一端が基準点ｃｏで他端が終点ｃｅとされている。
螺旋部４４は、基準点ｃｏから渦巻き状に拡がりつつ、終点ｃｅまで延びている。

図３にも示すように、螺旋部４４は、基準点ｃｏを原点（ｘ＝０，ｙ＝０）とする関数ｒ＝θ（係数ａ＝１のアルキメデス螺旋ｒ＝ａθ）で表される曲線とされている。すなわち、θ＝０のとき原点であり、角度θの増加につれて反時計回りに旋回しつつ原点からの距離ｒが増加する。
図４に示すように、関数ｒ＝θにおいては、角度θと距離ｒとの関係は単純増加となり、角度θと距離ｒとは一対一の関係にある。すなわち、角度θ１のとき距離ｒ１であり、角度θ２のとき距離ｒ２であり、同様に距離ｒが定まれば角度θも一意に定まる。

従って、関数ｒ＝θに、基準点ｃｏを中心として半径が距離ｒｃの円（検査円４５）を重ね合わせると、その交点ｃｃは、基準点ｃｏを中心とした基準線４３に対する角度θｃ（＝ｒｃ）が一意に定まる。
このことから、距離ｒｃの値が未知であっても、半径が距離ｒｃの検査円４５を関数ｒ＝θに重ね合わせて交点ｃｃの角度θｃを検出すれば、関数ｒ＝θから距離ｒｃの値を求めることができる。

図２に戻って、検査パターン４２は、光学式測定装置１０に検査画像として検出された際に、基準点ｃｏが座標系の原点（ｘ＝０，ｙ＝０）となり、終点ｃｅがｘ軸線上となる必要がある。このために、倍率検査用ワーク４０には、検査パターン４２に隣接して補助パターン４６が形成されている。
補助パターン４６は、検査パターン４２と同様に基材４１に蒸着して形成されたものであり、輪郭が矩形とされ、その一部である補助線４７は、その延長線が基準点ｃｏを通る配置とされている。
従って、光学式測定装置１０で検査画像を検出する際には、基準線４３と補助線４７との交点である基準点ｃｏを原点とし、基準線４３および補助線４７がそれぞれｘ軸およびｙ軸となるように画像配置を調整することで、適切な配置で検査パターン４２の画像を検出することができる。

本実施形態の光学式測定装置１０は、前述した図３および図４の原理に基づいて、図２の倍率検査用ワーク４０の画像から対物レンズ２１の倍率を設定するために、専用の構成が制御装置３０に設けられている。
図５において、制御装置３０は、検査画像検出部３１、画像メモリ３２、検査円描画部３３、交点検出部３４、角度検出部３５、距離算出部３６、倍率算出部３７、装置データ設定値メモリ３８および倍率候補選択部３９を有する。

検査画像検出部３１は、撮像ユニット２０で撮像されたワークＷ（図１参照）の検査画像を検出する。ワークＷとして前述した倍率検査用ワーク４０を用いることで、その表面の検査パターン４２を含む検査画像を検出することができる。
画像メモリ３２は、検査画像検出部３１で検出した検査画像が記録される。記録された検査画像は、表示装置１４に表示することができる。
検査画像検出部３１での検査画像の検出の際には、基準点ｃｏおよび基準線４３の検出を行い、検出した基準点ｃｏおよび基準線４３の位置を画像メモリ３２に記憶しておく。

検査円描画部３３は、画像メモリ３２に記録された検査画像（検査パターン４２を含む）に対し、検査円４５を描画する（図３参照）。
検査円４５を描画する際には、ユーザが表示装置１４を視認しつつ、制御装置３０の操作装置を操作することで、検査円４５の半径を設定する。
装置データ設定値メモリ３８には、撮像ユニット２０で検出される検査画像の画素サイズｄｐが予め記録されている。検査円描画部３３は、検査円４５を設定する際に、装置データ設定値メモリ３８から画素サイズｄｐを読み出し、その整数倍の半径が距離ｒ＝ｎ×ｄｐの円を、検査円４５の候補として表示装置１４に表示させる。ユーザは、表示装置１４に重ねて表示される検査画像の検査パターン４２と検査円４５の候補とを比べ、検査画像の螺旋部４４と交差する検査円４５を選択することで、検査円４５を設定することができる。

交点検出部３４は、画像メモリ３２上の検査画像における、螺旋部４４と検査円４５との交点ｃｃを検出する。
角度検出部３５は、画像メモリ３２上の検査画像における、基準点ｃｏを中心とした交点ｃｃの基準線４３に対する角度θｃを検出する。
距離算出部３６は、検出された角度θｃおよび予め設定された関数ｒ＝θに基づいて、距離ｒｃ＝θｃを算出する。
倍率算出部３７は、算出された距離ｒｃ＝θｃ、検査円４５に用いた数値ｎ、画素サイズｄｐから、撮像ユニット２０の倍率ｍ＝ｒ／ｒｃ＝（ｎ×ｄｐ）／θｃを算出する。

装置データ設定値メモリ３８は、前述した画素サイズｄｐ、関数ｒ＝θが記録されるとともに、算出された撮像ユニット２０の倍率ｍを記憶しておくことで、光学式測定装置１０が実際のワークＷ（図１参照）の画像測定を行う際に参照することができる。
撮像ユニット２０の倍率は、対物レンズ２１の倍率と他の光学要素の倍率との積であり、他の光学要素の倍率を予め測定しておき、撮像ユニット２０の倍率ｍに対して演算することで、対物レンズ２１の倍率として算出することができる。
装置データ設定値メモリ３８は、このように算出される対物レンズ２１の倍率を記憶しておき、光学式測定装置１０の画像測定を行う際に参照してもよい。

倍率候補選択部３９は、検査対象の対物レンズ２１として想定される倍率を予め複数登録しておくことで、撮像ユニット２０の倍率ｍから算出された対物レンズ２１の未知の倍率に最も近い値を選択し、最終的な対物レンズ２１の倍率として設定する。
倍率候補選択部３９で登録された倍率ｍ１，ｍ２，ｍ３…は、装置データ設定値メモリ３８に記憶しておき、後に倍率候補選択部３９で参照することができる。

以上のような制御装置３０において、画像メモリ３２および装置データ設定値メモリ３８は、既存の記憶手段によって実現できる。
また、検査画像検出部３１、検査円描画部３３、交点検出部３４、角度検出部３５、距離算出部３６および倍率算出部３７については、コンピュータシステムで実行されるソフトウェアにより各々の機能を実現することができる。

本実施形態の光学式測定装置１０において、倍率検査用ワーク４０を用いて対物レンズ２１の倍率を設定する際の倍率検査手順は以下の通りである。
図６において、ユーザは、先ず光学式測定装置１０で使用可能な対物レンズ２１の候補倍率を調べ、倍率候補選択部３９に登録しておく（処理Ｓ１）。
次に、ユーザは、倍率検査用ワーク４０を準備し、これを光学式測定装置１０のステージ１１に装着する（処理Ｓ２）。

続いて、ユーザは、撮像ユニット２０および制御装置３０を動作させ、検査画像検出部３１により、検査パターン４２を含む倍率検査用ワーク４０の検査画像を検出する。
先ず、光学式測定装置１０に既知倍率の対物レンズ２１を装着し、検査パターン４２を含む倍率検査用ワーク４０の検査画像を検出する（処理Ｓ３）。
既知倍率の対物レンズ２１を用いて画像を検出したら、検査パターン４２の基準線４３と、補助パターン４６の補助線４７とを検出し、その交点を基準点ｃｏとして検出しておく。

次に、光学式測定装置１０に検出対象の対物レンズ２１を装着し、検査パターン４２を含む倍率検査用ワーク４０の検査画像を検出する（処理Ｓ４）。
検出対象の対物レンズ２１を用いて画像を検出したら、この検査画像に対して、検査円描画部３３で検査円４５を描画する（処理Ｓ５）。
検査画像に検査円４５が描画できたら、制御装置３０において一連の処理を自動実行させる。すなわち、交点検出部３４による交点ｃｃの検出（処理Ｓ６）、角度検出部３５による交点ｃｃの角度θｃの検出（処理Ｓ７）、距離算出部３６による距離ｒｃの算出（処理Ｓ８）、および、倍率算出部３７による倍率ｍの算出（処理Ｓ９）が、順次行われる。さらに、倍率ｍが算出されたら、倍率候補選択部３９により、処理１で登録された倍率ｍ１，ｍ２，ｍ３…のなかから何れかが選択され、最終的な対物レンズ２１の倍率とされる。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態では、倍率検査用ワーク４０を、対物レンズ２１の倍率が未知の光学式測定装置１０に装着し、撮像ユニット２０で倍率検査用ワーク４０の表面を撮像することにより、検査パターン４２を含む検査画像が取得できる。
検査パターン４２において、螺旋部４４は、渦巻き状つまり基準点ｃｏからの距離ｒが増加し続ける形状、つまり、螺旋部４４上の任意の点の基準線４３に対する基準点ｃｏを中心とした角度θ、基準点からの距離ｒとして、０≦θ＜２πの範囲でθとｒとが一対一で対応する形状である。
従って、螺旋部４４に、基準点ｃｏを中心とする任意の半径の円（検査円４５）を重ね合わせると、互いの交点ｃｃは一点に決まり、基準線４３に対する交点ｃｃの、基準点ｃｏを中心とした角度θｃは一意に決まる。そして、検査パターン４２において、交点ｃｃの角度θｃが決まれば、検査パターン４２上での交点ｃｃから基準点ｃｏまでの距離ｒｃも決まる。
とくに、本実施形態では、螺旋部４４の曲線が、角度θの関数であるアルキメデス螺旋ｒ＝θで与えられており、検査パターン４２上の交点ｃｃと基準点ｃｏとの距離ｒｃ＝θｃが簡単に得られる。

光学式測定装置１０においては、対物レンズ２１の倍率が未知であっても、撮像ユニット２０の画素サイズｄｐは一定であるため、その整数倍（ｎ倍）の距離ｒ＝ｎ×ｄｐ（既知）を有する検査円４５を描画することができる。
従って、前述した検査パターン４２を含む検査画像を取得するとともに、前述した検査円４５を取得画像と重ね合わせて描画することで、検査円４５における画素の整数倍の長さｒ＝ｎ×ｄｐ（測定寸法）と、前述した検査パターン４２上の交点ｃｃから基準点ｃｏまでの距離ｒｃ＝θｃ（実寸法）とが得られ、これらから対物レンズの倍率ｍ＝ｒ／ｒｃ＝（ｎ×ｄｐ）／θｃを算出することができる。

このような倍率計算は、予めソフトウェアとして組み込んでおくことで、光学式測定装置１０に自動処理させることができ、ユーザが倍率検査用ワーク４０をセットして処理の開始を指示するだけで、現在の対物レンズ２１の倍率を算出することができる。その結果、ユーザによるレンズの倍率設定を正確かつ容易に行うことができる。

本実施形態では、倍率検査用ワーク４０として、基材４１をガラス板として、検査パターン４２は、ガラス板の表面に形成された金属薄膜であるとした。
このため、ガラス表面と薄膜表面との光学的特性の相違により、各々の境界として表れる検査パターン４２とくに螺旋部４４、および交点ｃｃや基準点ｃｏの位置を高精度に検出することができる。さらに、検査パターン４２が領域の境界として得られるため、例えば図形が線である場合のような線幅などの影響がなく、精度を高めることができる。

検査パターン４２に加えて補助パターン４６を形成し、基準線４３とともに補助線４７を検出するようにしたため、検査画像におけるｘ軸，ｙ軸、原点である基準点ｃｏを確実に、かつ正確に検出することができる。
基準点ｃｏおよび基準線４３の位置を検出する際に、倍率が既知の対物レンズ２１を用いるとしたため、検査対象である倍率が未知の対物レンズ２１をそのまま基準点ｃｏおよび基準線４３の位置検出に用いる場合に比べて、これらの位置の検出精度を高めることができる。

検査対象の対物レンズ２１として想定される倍率ｍ１，ｍ２，ｍ３…を予め複数登録しておき、撮像ユニット２０の倍率ｍから算出された対物レンズ２１の未知の倍率に最も近い値を選択し、最終的な対物レンズ２１の倍率として設定するようにしたため、撮像ユニット２０の倍率ｍから算出された対物レンズ２１の倍率に誤差が多くても（例えば倍率が１．０２倍など）、候補として設定しておいた誤差のない倍率（例えば１．００倍など）に揃えることができ、誤差の影響を回避することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、倍率検査用ワーク４０として、ガラス板製の基材４１に、金属薄膜製の検査パターン４２を形成した。しかし、基材４１は他の材質であってもよく、板材に限らずブロックなどであってもよい。また、検査パターン４２は、金属薄膜に限らず、他の表面処理あるいは塗装などで形成してもよい。

前記実施形態では、倍率検査用ワーク４０の螺旋部４４にアルキメデス螺旋ｒ＝ａθを用いた。しかし、これに限らず、放物螺旋（ｒ＝ａθ^−２）、双曲螺旋（ｒ＝ａ／θ）およびインボリュート曲線（ｘ＝ａ（ｃｏｓθ＋θｓｉｎθ），ｙ＝ａ（ｓｉｎθ−θｃｏｓθ））などであってもよい。つまり、本発明における螺旋部４４の条件、つまり、螺旋部４４上の任意の点（交点ｃｃ）の基準点ｃｏを中心とした基準線４３に対する角度θ、基準点ｃｏからの距離ｒとしたとき、０≦θ＜２πの範囲でθとｒとが一対一で対応する形状であればよく、すなわち、ｒ＝ｆ（θ）としたとき０≦θ＜２πの範囲でｆ’(θ)が常に正、または常に負の関数であればよい。このような関数に基づく曲線を利用して螺旋部４４を容易に形成できるようにすることが望ましい。

前記実施形態では、光学式測定装置１０において本発明の手順を実行するために、制御装置３０に、検査画像検出部３１、画像メモリ３２、検査円描画部３３、交点検出部３４、角度検出部３５、距離算出部３６、倍率算出部３７、装置データ設定値メモリ３８および倍率候補選択部３９を設けた。
しかし、制御装置３０の構成は、本実施形態の各部（３１〜３９）に限定されるものではなく、例えば図６の手順が実行できる構成であれば他の構成としてもよい。

前記実施形態では、検査対象の対物レンズ２１の倍率候補を複数登録しておき、算出された倍率に対して近い値を選択するようにしたが、算出された倍率をそのまま検査対象の対物レンズ２１の倍率としてもよく、数値を丸める（例えば小数点以下２桁まで等）としてもよい。この場合、図５の倍率候補選択部３９は省略し、図６における処理Ｓ１および処理Ｓ１０を省略すればよい。

前記実施形態では、処理Ｓ３で既知倍率の対物レンズ２１を用いて検査画像を検出し、これにより基準点ｃｏおよび基準線４３の位置を検出することで精度を高めるとしたが、検査対象である倍率が未知の対物レンズ２１で十分な精度が得られるのであれば、処理Ｓ４を省略し、処理Ｓ４で検査対象の対物レンズ２１で検査画像を検出したのち、この検査画像から基準点ｃｏおよび基準線４３の位置を検出してもよい。

前記実施形態では、検査パターン４２に加えて補助パターン４６を形成し、基準線４３とともに補助線４７を検出するようにしたが、検査パターン４２に補助線４７に沿ったスリットを形成する等により、補助線４７（および基準点ｃｏ）が得られれば、補助パターン４６は省略してもよい。

前記実施形態では、光学式測定装置１０としてステージ１１、相対移動機構１２、撮像ユニット２０および制御装置３０を有する構成とした。しかし、本発明が適用される光学式測定装置１０は他の構成であってもよい。

本発明は、倍率検査用ワーク、倍率検査方法および光学式測定装置として利用できる。

１０…光学式測定装置、１１…ステージ、１２…相対移動機構、１４…表示装置、２０…撮像ユニット、２１…対物レンズ、２２…ＣＣＤカメラ、２３…ハーフミラー、２４…照明装置、３０…制御装置、３１…検査画像検出部、３２…画像メモリ、３３…検査円描画部、３４…交点検出部、３５…角度検出部、３６…距離算出部、３７…倍率算出部、３８…装置データ設定値メモリ、４０…倍率検査用ワーク、４１…基材、４２…検査パターン、４３…基準線、４４…螺旋部、４５…検査円、４６…補助パターン、４７…補助線、ｃｃ…交点、ｃｅ…終点、ｃｏ…基準点、ｄｐ…画素サイズ、ｍ，ｍ１，ｍ２，ｍ３…倍率、ｎ…画素数の数値、ｒ，ｒ１，ｒ２，ｒｃ…距離、Ｗ…ワーク、θ，θ１，θ２，θｃ…角度。

Claims (5)

1. 表面に検査パターンが形成された基材を有し、
   前記検査パターンは、基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とを有することを特徴とする倍率検査用ワーク。
2. 請求項１に記載された倍率検査用ワークにおいて、
   前記螺旋部は、アルキメデス螺旋、放物螺旋、双曲螺旋およびインボリュート曲線のいずれかであることを特徴とする倍率検査用ワーク。
3. 請求項１または請求項２に記載された倍率検査用ワークにおいて、
   前記基材はガラス板であり、前記検査パターンは、前記ガラス板の表面に形成された金属薄膜であることを特徴とする倍率検査用ワーク。
4. 光学式測定装置の対物レンズの倍率検査方法であって、
   表面に検査パターンが形成された基材を有し、前記検査パターンは、基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とを有する倍率検査用ワークを準備しておき、
   前記光学式測定装置に前記倍率検査用ワークを装着し、
   前記光学式測定装置で前記検査パターンを含む検査画像を検出し、
   検出した前記検査画像に、半径が整数個の画素分の検査円を描画し、
   前記検査画像で、前記検査円と螺旋部との交点を検出し、
   前記交点の前記基準点を中心とした前記基準線に対する角度を検出し、
   検出した前記角度から、前記検査パターンでの前記交点と前記基準点との距離を算出し、
   算出した前記距離、前記検査円の半径の画素数および前記光学式測定装置の画素サイズから前記対物レンズの倍率を算出する、ことを特徴とする倍率検査方法。
5. 対物レンズを通してワークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置を制御する制御装置とを有し、検査パターンとして基準点を通る直線状の基準線と、前記基準点から渦巻き状に延びる螺旋部とが形成された倍率検査用ワークが装着可能な光学式測定装置であって、
   前記制御装置は、
   装着された前記検査パターンを含む前記倍率検査用ワークの検査画像を検出する検査画像検出部と、
   検出した前記検査画像に、半径が整数個の画素分の検査円を描画する検査円描画部と、
   前記検査画像で、前記検査円と前記螺旋部との交点を検出する交点検出部と、
   前記交点の前記基準点を中心とした前記基準線に対する角度を検出する角度検出部と、
   検出した前記角度から、前記検査パターンでの前記交点と前記基準点との距離を算出する距離算出部と、
   算出した前記距離、前記検査円の半径の画素数および前記光学式測定装置の画素サイズから前記対物レンズの倍率を算出する倍率算出部と、を有することを特徴とする光学式測定装置。

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