JP3481144B2 - 面取り幅測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、光透過性物質によ
り形成された平板状被測定物、例えば光学用石英ガラス
製マスクの各辺に施された面取り部の幅を光学的に測定
することができる面取り幅測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光透過性物質により形成された平板体、
例えば光学用石英ガラス製マスク（以下、単に「マス
ク」と記す。）は一般に平板状にして方形状に形成され
ている。そして、マスクの各四辺の側端部と上下両面と
で接する稜線部分の欠けを防止するために、一般に稜線
部分を除去する面取り処理が施されている。このような
マスクにおいては、その一枚ごとに例えば表面の平坦
性、厚さ、四辺の各寸法はもとより、前記面取り部の幅
などの寸法も測定する品質管理がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マスクに施
された前記面取り部の幅を測定する場合には、スケール
付のルーペなどを用いて目視により測定している場合が
多い。したがって、その測定に時間を要し、生産性が向
上できないという問題を抱えている。またその測定作業
にもある程度の慣れが必要であり、さらに目視により測
定を行なうために、測定精度も一定ではなく、総じて測
定精度が悪いという技術的課題も抱えている。

【０００４】また、昨今においては、マスクも大型化さ
れており、したがってマスクの各四辺における面取り幅
をそれぞれ測定しようとする場合には、マスクの載置台
上においてマスクの一辺が手前に来るように、その都度
マスクを移動させるか、または測定者がマスクの四辺に
沿って移動しつつ測定する作業を余儀なくされ、その測
定作業が益々困難になりつつある。しかも、測定が人手
で行なわれるために、マスクに塵埃などを付着させた
り、さらには測定中においてマスクの一部に傷を付ける
などの問題も発生し得る。

【０００５】本発明は、前記した現状の問題点に鑑みて
なされたものであり、前記したマスクに代表される光透
過性物質により形成された平板体に施された面取り部の
幅を、非接触状態で精度よく且つ能率的に測定すること
を可能とした面取り幅測定装置を提供しようとするもの
であり、これにより遥かに生産性を向上させることが可
能な面取り幅測定装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に成された本発明にかかる面取り幅測定装置は、少なく
とも一面の側端部に面取り処理を施した光透過性物質に
より形成された平板状被測定物の面取り幅を光学的に測
定する面取り幅測定装置であって、前記平板状被測定物
が載置される被測定物載置台と、前記被測定物載置台上
に載置された被測定物に施された面取り部を、被測定物
の一面に対して垂直方向から撮像する撮像手段と、前記
被測定物載置台上に載置された被測定物の撮像位置に対
向する被測定物の側端部より、被測定物内に投射光を入
射させる照明手段と、前記撮像手段により得られる画像
データを取り込んで、画像データを２値化する画像処理
手段と、前記画像処理手段によって処理された２値化デ
ータに基づいて、被測定物に施された面取り部に対応す
る面取り幅を演算する演算処理手段とが具備される。

【０００７】この場合、好ましい実施の形態において
は、前記平板状被測定物は方形状に構成されると共に、
その各辺の側端部にそれぞれ面取り処理が施され、被測
定物を被測定物載置台上に載置した状態において、被測
定物の各辺にそれぞれ対向するように配置された４つの
照明手段と、前記４つの照明手段を択一的に点灯する照
明点灯制御手段と、前記照明点灯制御手段の制御に同期
して前記撮像手段による撮像位置を変更するＸ−Ｙ駆動
手段とがさらに具備される。

【０００８】そして、前記照明点灯制御手段は、４つの
各照明手段を択一的に順次点灯させると共に、前記撮像
手段による撮像位置が、点灯された照明手段の配置位置
に対向する被測定物の側端部に位置するように前記Ｘ−
Ｙ駆動手段によって、順次移動制御するようにプログラ
ミングされていることが望ましい。さらに前記照明手段
は、被測定物の各辺の側端部の長さ方向に沿って延びる
長尺状の照明灯により構成されることが好ましい。

【０００９】以上のように構成された面取り幅測定装置
によると、被測定物載置台上に載置された被測定物に
は、照明手段による投射光がその側端部より入射され
る。そして、投射光が入射される側端部に対向する側端
部が垂直方向から撮像手段によって撮像される。この撮
像手段によって得られる画像データは画像処理手段によ
って２値化され、２値化されたデータに基づいて演算処
理手段によって、撮像位置における被測定物の面取り幅
が演算される。これにより、撮像手段に使用される例え
ばＣＣＤ撮像素子における画素の密度に対応した分解能
で面取り幅を求めることが可能となる。

【００１０】また、方形状の被測定物の各辺に対してそ
れぞれ投射光を入射させる４つの照明手段を配置し、各
照明手段を順次点灯させつつ、Ｘ−Ｙ駆動手段によって
撮像手段を移動できる構成とすることにより、方形状の
被測定物の各辺に施された各面取り部の幅を、連続的に
測定することが可能となる。これにより、被測定物の各
辺におけるそれぞれの面取り部の幅を、非接触状態で精
度よく且つ能率的に測定することが可能となる。この場
合、前記照明手段は択一的に一灯のみ点灯させること
で、他の照明手段より被測定物に入射する光との干渉、
または他の証明手段より被測定物に入射する光による被
測定物内での反射光の影響をなくすことが可能である。
したがって、２値化した場合の画像データに誤りが発生
するのを極力防止することが可能であり、より測定精度
を向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる面取り幅測
定装置について、マスクに施された面取り部における面
取り幅を測定する図に示す実施の形態に基づいて説明す
る。図１は、その全体構成を示したものであり、平盤状
にして方形状に形成された被測定物載置台１は、その上
面が水平状態となるように配置される。この載置台１の
中央部には、被測定物としてのマスクＭが載置されるス
テージが形成されている。このマスクＭは、図２（ａ）
および図２（ｂ）に示したように、例えば縦（Ａ）方向
の寸法が４５０ｍｍ、横（Ｂ）方向の寸法が５００ｍ
ｍ、厚さ（ｔ）が９ｍｍ程度に成形されている。そし
て、その側端部を拡大断面図で示した図２（ｃ）のよう
に、マスクＭの側端部Ｍａと上下両面とで接する部分に
は、それぞれ面取り部Ｍｂが形成されている。

【００１２】図１に示すように、載置台１の中央のステ
ージに載置されたマスクＭの各辺に対向するように照明
手段としての４つの照明灯２ａ〜２ｄが配置されてい
る。すなわち、マスクＭは４つの照明灯２ａ〜２ｄに囲
まれた状態で、載置台１の中央のステージに載置され
る。前記各照明灯２ａ〜２ｄは、それぞれ被測定物とし
てのマスクＭの各辺の側端部の長さ方向に沿って延びる
長尺状のものが用いられており、この構成によって、マ
スクＭの各辺の側端部より、マスクＭ内にほぼ均等な状
態で投射光を入射させることができる。なお、各照明灯
２ａ〜２ｄは、多数の点光源を直線状に配列させて、実
質的に長尺状に形成させるようにしてもよい。

【００１３】前記載置台１における奥側の両隅部には、
それぞれ支柱３が垂直状態に樹立されており、また各支
柱３の上端部間には角柱状のスライド軸４が水平状態に
配置されている。このスライド軸４には、これを囲むよ
うにスライダ５が軸方向に摺動可能に取り付けられい
る。前記スライダ５には、前記スライド軸４と直交する
方向に摺動できる支持アーム６が取り付けられており、
これらスライド軸４、スライダ５、および支持アーム６
によりＸ−Ｙ駆動機構７を構成している。そして、支持
アーム６の手前側端部には、載置台１の上面に載置され
たマスクＭの上面において、マスクＭを垂直方向から撮
像する撮像手段としての例えばＣＣＤカメラ８が取り付
けられている。

【００１４】なお、前記Ｘ−Ｙ駆動機構７は、図示せぬ
ステッピングモータまたはサーボモータにより、Ｘ軸方
向およびＹ軸方向にそれぞれ駆動することができるよう
に構成されている。したがってＣＣＤカメラ８は、載置
台１に載置されたマスクＭの四辺に施された各面取り部
Ｍｂに沿って走査し、この面取り部Ｍｂを垂直方向の上
面から撮影することができる。前記ＣＣＤカメラ８によ
って得られる画像データは、画像処理手段１１に取り込
まれ、この画像処理手段１１において周知の２値化処理
が実行される。この画像処理手段１１において処理され
た２値化データは、演算処理手段１２に供給され、この
演算処理手段１２において後述するように面取り部Ｍｂ
に対応する面取り幅Ｍｗが演算される。

【００１５】前記演算処理手段１２から照明点灯制御手
段１３に対して指令信号が供給されるように構成されて
おり、照明点灯制御手段１３は、演算処理手段１２から
の指令によって各照明灯２ａ〜２ｄを択一的に点灯させ
るように制御する。なお、前記画像処理手段１１には、
モニタ１４が接続されており、このモニタ１４によって
ＣＣＤカメラ８によって撮像した画像を適宜モニタする
ことができるように構成されている。また、演算処理手
段１２にはデータ表示手段を構成するＣＲＴ１５が接続
されており、このＣＲＴ１５において、演算処理手段１
２によって演算された面取り幅Ｍｗ等のデータが表示さ
れるように構成されている。また図には示されていない
が、演算処理手段１２にさらにプリンタを接続して、各
マスクＭの面取り幅Ｍｗのデータ等を適時プリントアウ
トするように構成されていてもよい。

【００１６】図３は、載置台１に載置されたマスクＭの
面取り部の測定位置と、各照明灯の点灯状態との関係を
示したものである。すなわち、図３に示す例において
は、照明点灯制御手段１３によって１つの照明灯２ａの
みが点灯状態とされている。この場合におけるＣＣＤカ
メラ８による撮像位置Ｆは、点灯された照明灯２ａの配
置位置に対向するマスクＭの側端部となるようにＸ−Ｙ
駆動手段７が制御される。各照明灯２ａ〜２ｄは、前記
したように照明点灯制御手段１３によって択一的に点灯
されるように制御され、これに対してＣＣＤカメラ８に
よる撮像位置Ｆは、点灯されたいずれかの照明灯の配置
位置に対向するマスクＭの側端部に対応するように、Ｘ
−Ｙ駆動手段７を制御するシーケンスがプログラミング
されている。

【００１７】図４は、図３に示したように１つの照明灯
２ａが点灯された状態においてなされるＣＣＤカメラ８
による撮像状態を示したものである。図に示すように照
明灯２ａによる投射光は、マスクＭの一方の側端部から
入射し、ＣＣＤカメラ８が直上に位置する他方の側端部
に到達する。この時、マスクＭ内に入射した光は、他方
の面取り部Ｍｂを照射し、照射された光の一部は面取り
部Ｍｂにおいて上部に透過する。図５は、ＣＣＤカメラ
８によって得られる撮像画面の様子を示したものであ
る。なお、図５に示す例はマスクＭの側端部Ｍａおよび
面取り部Ｍｂを鏡面仕上げとし、その他の部分を鏡面仕
上げする前段階の砂地仕上げとされている場合を示して
いる。この場合の砂地仕上げ面の表面粗さは、中心線平
均表面粗さ：Ｒａで０．８μｍ程度である。

【００１８】図５に示されたほぼ中央の白抜き部分が、
前記面取り部Ｍｂにおける面取り幅Ｍｗを示している。
また図中左側のダブルハッチング部分は、マスクＭの側
端部の外側に相当し、ＣＣＤカメラ８における撮像状態
は黒となる。また図中右側のシングルハッチング部分
は、マスクＭの上面の砂地仕上げ部分に相当する。この
部分は砂地仕上げがなされているため、乱反射により多
少の光が上部に投射された状態となる。しかしながら、
この部分における画像データは２値化した場合において
は黒と判定される。したがって、２値化された図５に示
された中央の白抜き部分におけるＣＣＤ撮像素子におけ
るデータと、ＣＣＤ撮像素子の画素の密度との関係によ
り、マスクＭの各四辺に施された面取り部Ｍｂにおける
面取り幅Ｍｗをそれぞれ演算することができる。

【００１９】以上のように前記Ｘ−Ｙ駆動機構７の駆動
により、予め定められた位置にＣＣＤカメラ８を移動さ
せることにより、各部の面取り幅を演算取得することが
できる。その取得データは、データ表示手段を構成する
前記ＣＲＴ１５によって表示され、また必要に応じて図
示せぬプリンタによりプリントアウトさせることができ
る。また、Ｘ−Ｙ駆動機構７の駆動により、例えばＣＣ
Ｄカメラ８をマスクＭの各四辺に施された面取り部の直
上を走査させることにより、面取り部の全周にわたって
連続的に各面取り幅を取得することもできる。

【００２０】なお、以上はマスクの各四辺に施された面
取り部の幅を測定する実施の形態にしたがって説明した
が、被測定物としては前記したような特定のものに限ら
れることはなく、光透過性物質により形成された他の平
板状物体に施された面取り部の幅を効率よく測定するこ
とが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
かかる面取り幅測定装置は、被測定物の一面に対して垂
直方向から撮像する撮像手段と、被測定物の撮像位置に
対向する被測定物の側端部より、被測定物内に投射光を
入射させる照明手段とが具備され、撮像手段により得ら
れる画像データを２値化すると共に、２値化データに基
づいて、被測定物に施された面取り部に対応する面取り
幅を演算するように構成されているので、非接触の状態
で被測定物の面取り幅のデータを能率的に取得すること
ができる。また、方形状の被測定物の各辺に対してそれ
ぞれ投射光を入射させる４つの照明手段を配置し、各照
明手段を順次点灯させつつ、Ｘ−Ｙ駆動手段によって撮
像手段を移動できる構成とすることにより、方形状の被
測定物の各辺に施された各面取り部の幅を、連続的に測
定することも可能となる。これにより、被測定物の各辺
におけるそれぞれの面取り部の幅を、非接触状態で精度
よく且つ能率的に測定することが可能となり、その生産
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる面取り幅測定装置の全体構成を
示した斜視図である。

【図２】図１に示す装置によって測定されるマスクの一
形態を示した構成図である。

【図３】図１に示す装置においてなされるマスクの面取
り部の測定位置と、各照明灯の点灯状態との関係を示し
た模式図である。

【図４】図３に示した状態における撮像手段によるマス
クの撮像状態を示した側面図である。

【図５】撮像手段によって撮像されたマスクに施された
面取り部の状況を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 被測定物載置台 ２ａ〜２ｄ 照明手段（照明灯） ３ 支柱 ４ スライド軸 ５ スライダ ６ 支持アーム ７ Ｘ−Ｙ駆動機構 ８ 撮像手段（ＣＣＤカメラ） １１ 画像処理手段 １２ 演算処理手段 １３ 照明点灯制御手段 １４ モニタ １５ ＣＲＴ Ｆ 撮像位置 Ｍ 被測定物（マスク） Ｍａ 側端部 Ｍｂ 面取り部 Ｍｗ 面取り幅

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一面の側端部に面取り処理を
   施した光透過性物質により形成された平板状被測定物の
   面取り幅を光学的に測定する面取り幅測定装置であっ
   て、 前記平板状被測定物が載置される被測定物載置台と、 前記被測定物載置台上に載置された被測定物に施された
   面取り部を、被測定物の一面に対して垂直方向から撮像
   する撮像手段と、 前記被測定物載置台上に載置された被測定物の撮像位置
   に対向する被測定物の側端部より、被測定物内に投射光
   を入射させる照明手段と、 前記撮像手段により得られる画像データを取り込んで、
   画像データを２値化する画像処理手段と、 前記画像処理手段によって処理された２値化データに基
   づいて、被測定物に施された面取り部に対応する面取り
   幅を演算する演算処理手段とを具備した面取り幅測定装
   置。
2. 【請求項２】 前記平板状被測定物は方形状に構成され
   ると共に、その各辺の側端部にそれぞれ面取り処理が施
   され、被測定物を被測定物載置台上に載置した状態にお
   いて、被測定物の各辺にそれぞれ対向するように配置さ
   れた４つの照明手段と、前記４つの照明手段を択一的に
   点灯する照明点灯制御手段と、前記照明点灯制御手段の
   制御に同期して前記撮像手段による撮像位置を変更する
   Ｘ−Ｙ駆動手段とをさらに具備した請求項１記載の面取
   り幅測定装置。
3. 【請求項３】 前記照明点灯制御手段は、４つの各照明
   手段を択一的に順次点灯させると共に、前記撮像手段に
   よる撮像位置が、点灯された照明手段の配置位置に対向
   する被測定物の側端部に位置するように前記Ｘ−Ｙ駆動
   手段によって、順次移動制御するようにプログラミング
   された請求項２記載の面取り幅測定装置。
4. 【請求項４】 前記照明手段は、被測定物の各辺の側端
   部の長さ方向に沿って延びる長尺状の照明灯により構成
   されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面
   取り幅測定装置。
5. 【請求項５】 前記被測定物が光学用石英ガラス製マス
   クである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面取
   り幅測定装置。 【０００１】