JP3552381B2 - Image measuring machine - Google Patents

Image measuring machine Download PDF

Info

Publication number
JP3552381B2
JP3552381B2 JP01836596A JP1836596A JP3552381B2 JP 3552381 B2 JP3552381 B2 JP 3552381B2 JP 01836596 A JP01836596 A JP 01836596A JP 1836596 A JP1836596 A JP 1836596A JP 3552381 B2 JP3552381 B2 JP 3552381B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
stage
target point
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01836596A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09189512A (en
Inventor
暢且 町井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP01836596A priority Critical patent/JP3552381B2/en
Publication of JPH09189512A publication Critical patent/JPH09189512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3552381B2 publication Critical patent/JP3552381B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検物の輪郭形状の測定を行なう画像測定機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の画像測定機としては、例えば、直交する2方向に移動可能なステージと、ステージ上に載置された被検物の像を光学系を介して上方から捉え、捉えた像の光強度分布に応じた電気信号を出力するCCDカメラと、前記電気信号を画像処理して被検物の輪郭形状に沿った複数の測定点のエッジを検出し、各測定点のエッジ座標値を表す信号を出力する画像処理手段とを備えたものが知られている。
【0003】
この画像測定機では、ステージをある位置に固定した状態で被検物の像をCCDカメラで捉え、この捉えた像の光強度分布に応じた電気信号がCCDカメラから出力され、この電気信号が画像処理手段により画像処理される。画像処理手段から出力される各測定点のエッジ座標値を表す信号と、ステージの座標値とから各測定点の座標値が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、ステージをある位置に固定した状態で被検物の像をCCDカメラで捉えるので、CCDカメラで捉えた一つの像内にある被検物の輪郭形状しか測定することができない。そのため、寸法の大きな被検物の場合、あるいはCCDカメラの1画素当たりの寸法を大きくして測定精度を高めるために光学系の拡大倍率を大きくした場合には、被検物の一部分の像しかCCDカメラで捉えることができず、被検物の全輪郭形状の測定を自動で行なうことができないという問題点があった。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は被検物の一部分の像しか捉えることができない場合でも被検物の全輪郭形状の自動測定が可能な画像測定機を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項1記載の発明に係る画像測定機は、直交する2方向に移動可能なステージと、前記ステージ上に載置された被検物の像を光学系を介して捉え、捉えた像の光強度分布に応じた電気信号を出力する撮像手段と、前記電気信号を画像処理して被検物の輪郭形状に沿った複数の測定点のエッジを検出し、各測定点のエッジ座標値を表す信号を出力する画像処理手段とを備え、前記輪郭形状の測定を行なう画像測定機において、
前記ステージを、入力される移動指令に基づき前記2方向に移動させるステージ駆動手段と、
前記ステージの座標を検出し、前記各測定点でのステージ座標値を表す信号を出力するステージ座標検出手段と、
前記撮像手段の撮像範囲内のエッジ検出領域を、入力される移動指令に基づき移動させる検出領域移動部と、
前記エッジ検出領域が前記輪郭形状に沿って前記各測定点を順次移動するように、前記ステージ駆動手段及び前記検出領域移動部に移動指令を出力する制御手段と
を備えていることを特徴とする。
【0006】
エッジ検出領域が被検物の輪郭形状に沿って各測定点を順次移動するように、制御手段がステージ駆動手段及び検出領域移動部に移動指令を出力するので、被検物の一部分の像しか撮像手段で捉えることができない場合でも、各測定点のエッジ座標値及び各測定点でのステージ座標値が自動で検出される。
【0007】
請求項2記載の発明に係る画像測定機は、前記制御手段は、前記エッジ検出領域の次の移動先である測定目標点が前記撮像範囲内にあるとき、前記エッジ検出領域を前記測定目標点へ移動させるための移動指令を前記検出領域移動部へ出力し、かつ前記測定目標点が前記撮像範囲外に位置したとき、前記測定目標点が前記撮像範囲内の所定位置に位置するように前記ステージを移動させるための移動指令を前記ステージ駆動手段へ出力するように構成されていることを特徴とする。
【0008】
測定目標点が撮像範囲内にあるとき、エッジ検出領域を測定目標点へ移動させる。これによって、測定目標点が撮像範囲内にある間、エッジ検出領域が輪郭形状に沿って各測定点を順次移動し、各測定点のエッジ座標値が自動で検出される。
測定中に測定目標点が撮像範囲外に位置したとき、測定目標点が撮像範囲内の所定位置に位置するようにステージを移動させ、この移動後にエッジ検出領域を所定位置にある測定目標点へ移動させる。これによって、測定が続行される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1はこの発明の一実施形態に係る画像測定機を示すブロック図、図2は同画像測定機を示す概略構成図である。
【0011】
画像測定機は、図1及び図2に示すように、測定機本体1と制御ユニット2とを備えている。測定機本体1には支持体3が、制御ユニット2にはモニタ4がそれぞれ設けられている。
【0012】
測定機本体1は、支持体3のベース部3a上に設けられたXYステージ5と、このステージ5の上方に位置するように支持体3の支柱部3bに支持された撮像部6とを備えている。
【0013】
XYステージ5は、水平面内における直交する2方向(X軸及びY軸方向)に移動可能である。このステージ5の上面に、二次元的な輪郭形状を有しかつ僅かな厚みを有する被検物(例えば図3に示すような被検物)7が載置される。被検物7は、ベース部3aに設けられた透過照明光学系8又は撮像部6に設けられた落射照明光学系9によって照明される(図2参照)。
【0014】
XYステージ5には、図1に示すように、入力されるステージ移動指令に基づきXYステージ5を2方向に電動で移動させるXYステージ駆動部10と、XYステージ5の座標を検出し、ステージ座標値を表わす信号を出力するステージ位置検出部11とが設けられている。XYステージ駆動部10は、XYステージ5をX軸及びY軸方向にそれぞれ駆動するX軸用モータ及びY軸用モータ(図示略)を有する。ステージ位置検出部11は、XYステージ5のX軸及びY軸方向の位置をそれぞれ検出するX軸用エンコーダ及びY軸用エンコーダ(図示略)を有する。
【0015】
撮像部6には、落射照明光学系9の他に、被検物7からの光を結像する結像光学系12と、この光学系12により結像された被検物7の像を捉え(受け)、捉えた像の光強度分布に応じた電気信号を出力するCCDカメラ13とが設けられている。結像光学系12の拡大倍率は、固定であっても、可変であってもよい。
【0016】
制御ユニット2は、図1に示すように、CCDカメラ13から出力される電気信号が入力される画像処理部21と、輪郭形状測定部22と、指標移動部23と、測定条件テーブル24と、測定データテーブル25と、データ出力部26とを備えている。制御ユニット2は、それぞれ図示を省略したキーボードなどの入力装置、入力回路、出力回路、中央演算処理回路などを有するコンピュータで構成されている。
【0017】
画像処理部21は、CCDカメラ13の各画素から出力される電気信号を画像処理し、捉えた被検物7の像をモニタ4のモニタ画面4a(図4参照)上に画像として表示させるための画像信号をモニタ4へ出力するように構成されている。また、画像処理部21は、指標移動部23から出力される指標位置のデータを受け、エッジの検出領域を示す指標15をモニタ画面4a上の前記指標位置のデータに対応する位置に表示させるための信号をモニタ4へ出力するように構成されている。さらに、画像処理部21は、CCDカメラ13から出力される電気信号を画像処理し、指標15内にある被検物7の輪郭形状7aのエッジを検出し、検出したエッジ点16(図4参照)のモニタ画面4a内での座標値(エッジ座標値)を輪郭形状7aに沿った各測定点17(図3参照)について順次検出し、各エッジ座標値のデータを輪郭形状測定部22へ出力するように構成されている。
【0018】
輪郭形状測定部22は、被検物7の輪郭形状7aに沿ってある間隔で(例えば一定間隔で)で各測定点17のエッジ座標値を取り込む輪郭形状測定(スキャニング測定)を実行するように構成されている。輪郭形状測定部22は、輪郭形状測定を行なうために、指標15の移動先である測定目標点18(図6参照)を設定し、この設定した測定目標点18に対応する指標移動指令及びステージ移動指令を指標移動部23及びXYステージ駆動部10にそれぞれ出力するように構成されている。
【0019】
また、輪郭形状測定部22は、画像処理部21から出力される各測定点のエッジ座標値と、ステージ位置検出部11から出力される各測定でのステージ座標値とに基づき各測定点の座標値(測定点座標値)を演算し、その演算結果を測定データテーブル25へ順次出力する測定点座標値演算部27を備えている。この演算部27は、下記の式で表す演算を行なう。
【0020】
(測定点座標値)=(ステージ座標値)+(エッジ座標値×モニタ画面補正値)
ここで、モニタ画面補正値は、XYステージ5上での寸法とモニタ画面4a上での寸法との比である。
【0021】
指標移動部23は、輪郭形状測定部22から出力される指標移動指令に基づき、指標15を目標測定点に移動させるための指標位置のデータを画像処理部21へ出力するようになっている。
【0022】
測定条件テーブル24は、被検物7の輪郭形状7aの測定開始位置(最初の測定点)及び測定終了位置(最後の測定点)の座標をそれぞれ表すデータ、各測定点17の間隔(例えば一定間隔)を表すデータなどを含む測定条件が予めキーボードなどにより入力されて記憶されている。
【0023】
測定データテーブル25は、輪郭形状測定部22から出力される各測定点の座標値(測定点座標値)のデータを格納する。
【0024】
データ出力部26は、測定終了後に測定データテーブル25に格納された測定データ(全測定点の座標値)を表示又は印刷して出力するためのものである。
【0025】
次に、上記構成を有する一実施形態の動作を図5のフローチャート及び図6〜図8に基づいて説明する。図6〜図8において、黒丸の点は測定が終了した測定点を、白丸の点は測定目標点をそれぞれ示している。
【0026】
図5に示す輪郭形状測定処理が開始されると、ステップ101で、予め設定された測定開始位置と測定終了位置の座標値をそれぞれ取り込む。
【0027】
次のステップ102では、ステップ101で取り込んだ測定開始位置を、最初の測定目標点(例えば図6に示す点P1)に設定する。
【0028】
次のステップ103では、ステップ102で設定した測定目標点(ここでは最初の測定目標点)がモニタ画面4aの範囲外か否かを判定する。この判定は例えば次のように行なう。
【0029】
モニタ画面4aの中心をXY座標の原点とすると、以下の(1)〜(4)のいずれか一つに該当した場合に、設定した測定目標点がモニタ画面4aの範囲外にあると判定し、(1)〜(4)のいずれにも該当しない場合には設定した測定目標点がモニタ画面4aの範囲内にあると判定する。
(1)設定した測定目標点の座標(Xd、Yd)のX座標値(Xd)が、モニタ画面4aの右端とX軸の交点の座標のX座標値(+Xmax )以上になったとき。
(2)座標(Xd、Yd)のX座標値(Xd)が、モニタ画面4aの左端とX軸の交点の座標のX座標値(ーXmax )以下になったとき。
(3)座標(Xd、Yd)のY座標値(Yd)が、モニタ画面4aの上端とY軸の交点の座標のY座標値(+Ymax )以上になったとき。
(4)座標(Xd、Yd)のY座標値(Yd)が、モニタ画面4aの下端とY軸の交点の座標のY座標値(ーYmax )以下になったとき。
【0030】
ステップ103の判定結果がNoの場合、すなわち最初の測定目標点(図6の点P1)がモニタ画面4a内にある場合、ステップ105へ進み、最初の測定目標点(P1)に指標15がくるように指標15を移動させる。このとき、最初の測定目標点(P1)に対応する指標移動指令が輪郭形状測定部22から指標移動部23へ出力される。この指標移動指令に応じた指標位置のデータが指標移動部23から画像処理部21へ出力される。この指標位置のデータに対応するモニタ画面4a内の位置に指標15を表示させる(移動させる)ための信号が、画像処理部21からモニタ4へ出力される。これによって、モニタ画面4a上において指標15が最初の測定目標点(P1)に表示される(図6参照)。
【0031】
次のステップ106では、指標15内にある輪郭形状7aのエッジ点座標(最初の測定目標点(P1)のエッジ座標値)を取り込む。すなわち、画像処理部21から出力されるエッジ座標値を取り込む。
【0032】
次のステップ107では、ステージ位置検出部11から出力されるステージ座標値と、ステップ106で取り込んだエッジ座標値とに基づき指標15内にある最初の測定目標点(P1)の座標値(測定点座標値)を演算する。すなわち、測定点座標値演算部27で上記式の演算を行なう。
【0033】
次のステップ108では、ステップ107で演算した最初の測定目標点(P1)の測定点座標値を測定データテーブル25へ出力して保存する(格納する)。
【0034】
次のステップ109では、次の測定目標点を設定する。このとき、測定条件テーブルに予め記憶された記憶された各測定点17間の一定間隔を表すデータを取り込み、最初の測定目標点(P1)から一定間隔離れた位置に次の測定目標点を設定する。
【0035】
この設定後、次のステップ110に進み、終了条件を満たしたか否かを判定する。すなわち、ステップ109で設定した次の測定目標点の座標がステップ101で取り込んだ測定終了位置の座標値(最後の測定目標点の座標値)を越えたか否かを判定する。ここでは、ステップ109で設定した次の測定目標点は最初の測定目標点(P1)の次の点であるので、ステップ110の判定結果はNoになり、ステップ103に戻る。
【0036】
このとき、ステップ103では、ステップ109で設定した次の測定目標点(図6の点P2)がモニタ画面4aの範囲外か否かを判定する。
【0037】
このステップ103の判定結果がNoである間、例えば図6で示すように測定目標点18がモニタ画面4a内にある間、上記ステップ103、及びステップ105〜110を繰り返し、被検物7の輪郭形状7aに沿って一定間隔で指標15を移動させながら測定を行ない、各測定点の測定点座標値を演算し、その演算結果を測定データテーブル25に格納する。
【0038】
ステップ103の判定結果がYesになると、例えば図7で示すように点P7まで測定がなされて測定目標点18がモニタ画面4a外にあると判定されると、ステップ104へ進む。
【0039】
このステップ104では、モニタ画面4a外にある測定目標点18がモニタ画面4aの中央にくるようにXYステージ5を移動させる。この移動を行なうためのステージ移動指令がXYステージ駆動部10へ出力される。
【0040】
次のステップ105では、モニタ画面4aの中央にある測定目標点18に指標15がくるように指標15を移動させる。上記ステップ104,105の結果、測定目標点18と指標15とは図8のようにモニタ画面4aの中央に位置する。
【0041】
この後、ステップ106〜109を実行することにより、モニタ画面4aの中央にある測定目標点18の測定点座標値を演算し、その演算結果を測定データテーブル25に保存する。
【0042】
この後、ステップ108を経てステップ110に進む。このステップ110の判定結果がNoである間、上記ステップ103〜110を繰り返し、被検物7の輪郭形状7aに沿って一定間隔で指標15を移動させながら測定を行ない、各測定点の測定点座標値を演算し、その演算結果を測定データテーブル25に格納する。
【0043】
ステップ110の判定結果がYesになると、すなわち、ステップ109で設定した次の測定目標点の座標がステップ101で取り込んだ測定終了位置の座標値(最後の測定目標点の座標値)を越えると、図5の処理を終了する。
【0044】
このように、上記一実施形態によれば、測定目標点18がモニタ画面4a内にある間、指標15を測定目標点に移動させることにより、指標15が被検物7の輪郭形状7aに沿って各測定点を順次移動し、各測定点のエッジ座標値及び各測定点でのステージ座標値が自動で検出される。測定中に測定目標点18がモニタ画面4a外に位置したとき、測定目標点18がモニタ画面4a内の中央に位置するように、XYステージ5を移動させ、この移動後、指標15をモニタ画面4a内の中央にある測定目標点18へ移動させ、これによって測定が続行される。したがって、被検物7の一部分の像しか捉えることができない場合でも、被検物7の全輪郭形状の測定を自動で行なうことができる。
【0045】
また、上記一実施形態によれば、被検物7の一部分の像しか捉えることができない場合でも、被検物7の全輪郭形状の自動測定を行なうことができるので、寸法の大きな被検物を測定することことができると共に、CCDカメラの1画素当たりの寸法を大きくして結像光学系12の拡大倍率を大きくすることにより、精度の高い測定を行なうことができる。
【0046】
さらに、上記一実施形態によれば、測定中に測定目標点18がモニタ画面4a外に位置したとき、測定目標点18がモニタ画面4a内の中央に位置するように、XYステージ5を移動させるので、この移動後に測定される被検物7の輪郭形状7aがどの方向に変化する場合でも、測定目標点18がモニタ画面4a外に再び位置するまでの時間を十分に確保することができる。
【0047】
なお、上記一実施形態では、指標15が輪郭形状7aに沿って各測定点を順次移動するように、輪郭形状測定部22がXYステージ駆動部10及び指標移動部23を制御する具体的な方法として、測定目標点18がモニタ画面4a内にある間、指標15を測定目標点に移動させ、測定中に測定目標点18がモニタ画面4a外に位置したとき、測定目標点18がモニタ画面4a内の中央に位置するように、XYステージ5を移動させるようにしている。しかし、この発明はこれに限定されるものではない。
【0048】
例えば、測定目標点18がモニタ画面4a内にある間、指標15を測定目標点に移動させると共に、測定中に測定目標点18がモニタ画面4a外に位置したとき、測定目標点18がモニタ画面4a内の、測定目標点18が外れた端部とは反対側にある端部の近くに位置するように、XYステージ5を移動させてもよい。
【0049】
このように構成した場合には、測定目標点18がモニタ画面4a外に再び位置するまでの時間をより長くすることができる。
【0050】
エッジ検出領域の移動は、XYステージ5の移動よりも短時間で行なえるので、測定目標点18がモニタ画面4a内にある時間が長い程、効率良く測定が行なえる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明に係る画像測定機によれば、エッジ検出領域が被検物の輪郭形状に沿って各測定点を順次移動するように、制御手段がステージ駆動手段及び検出領域移動部に移動指令を出力するので、被検物の一部分の像しか撮像手段で捉えることができない場合でも、各測定点のエッジ座標値及び各測定点でのステージ座標値が自動で検出される。したがって、被検物の一部分の像しか捉えることができない場合でも、被検物の全輪郭形状の測定を自動で行なうことができる。
【0052】
請求項2記載の発明に係る画像測定機によれば、測定目標点が撮像範囲内にある間、エッジ検出領域が輪郭形状に沿って各測定点を順次移動して測定が行なわれ、かつ測定中に測定目標点が撮像範囲外に位置したとき、測定目標点が撮像範囲内の所定位置に位置するようにステージを移動させ、この移動後、エッジ検出領域を所定位置にある測定目標点へ移動させて測定が続行される。そのため、測定目標点が撮像範囲内にある間は、ステージを移動させずにエッジ検出領域のみを移動させればよい。したがって、被検物の一部分の像しか捉えることができない場合でも、測定の中断時間の少ない効率的な自動測定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施形態に係る画像測定機の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図2は第1の実施形態に係る画像測定機の概略構成図である。
【図3】図3は第1の実施形態に係る画像測定機で測定される被検物を示す平面図である。
【図4】図4は第1の実施形態に係る画像測定機で使用されるモニタのモニタ画面を示す平面図である。
【図5】図5は第1の実施形態に係る画像測定機の動作を示すフローチャートである。
【図6】図6は第1の実施形態に係る画像測定機の動作説明図である。
【図7】図7は図6と同様の動作説明図である。
【図8】図8は図6と同様の動作説明図である。
【符号の説明】
5 XYステージ(ステージ)
7 被検物
7a 輪郭形状
10 XYステージ駆動部(ステージ駆動手段)
11 ステージ位置検出部(ステージ座標検出手段)
13 CCDカメラ(撮像手段)
15 指標(エッジ検出領域)
21 画像処理部(画像処理手段)
22 輪郭形状測定部(制御手段)
23 指標移動部(検出領域移動部)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image measuring device for measuring a contour shape of a test object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image measuring device of this type, for example, a stage movable in two orthogonal directions and an image of a test object mounted on the stage are captured from above through an optical system, and the captured image is captured. A CCD camera that outputs an electric signal corresponding to the light intensity distribution, and detects an edge of a plurality of measurement points along the contour shape of the test object by performing image processing on the electric signal, and calculates an edge coordinate value of each measurement point. And an image processing means for outputting a representative signal.
[0003]
In this image measuring device, an image of a test object is captured by a CCD camera with a stage fixed at a certain position, and an electric signal corresponding to the light intensity distribution of the captured image is output from the CCD camera. Image processing is performed by the image processing means. The coordinate value of each measurement point is obtained from the signal output from the image processing means and representing the edge coordinate value of each measurement point, and the coordinate value of the stage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since the image of the test object is captured by the CCD camera with the stage fixed at a certain position, only the contour shape of the test object within one image captured by the CCD camera can be measured. Can not. Therefore, when the size of the test object is large, or when the magnification of the optical system is increased in order to increase the size per pixel of the CCD camera and increase the measurement accuracy, only a part of the image of the test object is obtained. There is a problem in that it cannot be captured by a CCD camera and the measurement of the entire contour shape of the test object cannot be performed automatically.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an image measuring machine capable of automatically measuring the entire contour shape of a test object even when only a partial image of the test object can be captured. It is to be.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an image measuring apparatus according to the first aspect of the present invention includes a stage movable in two orthogonal directions, and an image of a test object mounted on the stage via an optical system. An imaging unit that captures and outputs an electric signal according to a light intensity distribution of a captured image; and detects an edge of a plurality of measurement points along a contour shape of a test object by performing image processing on the electric signal to perform each measurement. Image processing means for outputting a signal representing an edge coordinate value of a point, an image measuring device for measuring the contour shape,
Stage driving means for moving the stage in the two directions based on an input movement command;
Stage coordinate detecting means for detecting coordinates of the stage and outputting a signal representing a stage coordinate value at each of the measurement points;
A detection area moving unit that moves an edge detection area within an imaging range of the imaging unit based on an input movement command;
Control means for outputting a movement command to the stage driving means and the detection area moving section so that the edge detection area sequentially moves the measurement points along the contour shape. .
[0006]
The control unit outputs a movement command to the stage driving unit and the detection area moving unit so that the edge detection area sequentially moves each measurement point along the contour shape of the test object, so that only a part of the image of the test object is output. Even when the image cannot be captured by the imaging means, the edge coordinate value of each measurement point and the stage coordinate value at each measurement point are automatically detected.
[0007]
3. The image measuring apparatus according to claim 2, wherein the control unit sets the edge detection area to the measurement target point when a measurement target point that is the next destination of the edge detection area is within the imaging range. A movement command for moving to the detection area moving unit, and when the measurement target point is located outside the imaging range, the measurement target point is located at a predetermined position within the imaging range. It is characterized in that it is configured to output a movement command for moving the stage to the stage driving means.
[0008]
When the measurement target point is within the imaging range, the edge detection area is moved to the measurement target point. Thus, while the measurement target point is within the imaging range, the edge detection area sequentially moves each measurement point along the contour shape, and the edge coordinate value of each measurement point is automatically detected.
When the measurement target point is located outside the imaging range during measurement, the stage is moved so that the measurement target point is located at a predetermined position within the imaging range, and after this movement, the edge detection area is moved to the measurement target point at the predetermined position. Move. Thereby, the measurement is continued.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an image measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the image measuring device.
[0011]
The image measuring device includes a measuring device main body 1 and a control unit 2 as shown in FIGS. A support 3 is provided on the measuring instrument body 1, and a monitor 4 is provided on the control unit 2.
[0012]
The measuring device main body 1 includes an XY stage 5 provided on a base 3 a of the support 3, and an imaging unit 6 supported by a support 3 b of the support 3 so as to be located above the stage 5. ing.
[0013]
The XY stage 5 is movable in two orthogonal directions (X-axis and Y-axis directions) in a horizontal plane. On the upper surface of the stage 5, a test object (for example, a test object as shown in FIG. 3) 7 having a two-dimensional contour shape and a small thickness is placed. The test object 7 is illuminated by the transmitted illumination optical system 8 provided on the base unit 3a or the incident illumination optical system 9 provided on the imaging unit 6 (see FIG. 2).
[0014]
As shown in FIG. 1, the XY stage 5 detects the coordinates of the XY stage 5 and the coordinates of the XY stage 5 by moving the XY stage 5 in two directions based on the input stage movement command. A stage position detector 11 for outputting a signal representing a value is provided. The XY stage drive unit 10 has an X-axis motor and a Y-axis motor (not shown) for driving the XY stage 5 in the X-axis and Y-axis directions, respectively. The stage position detector 11 has an X-axis encoder and a Y-axis encoder (not shown) for detecting the positions of the XY stage 5 in the X-axis and Y-axis directions, respectively.
[0015]
The imaging unit 6 captures not only the epi-illumination optical system 9 but also an imaging optical system 12 for imaging light from the test object 7 and an image of the test object 7 formed by the optical system 12. (Receiver), and a CCD camera 13 that outputs an electric signal according to the light intensity distribution of the captured image. The magnification of the imaging optical system 12 may be fixed or variable.
[0016]
As shown in FIG. 1, the control unit 2 includes an image processing unit 21 to which an electric signal output from the CCD camera 13 is input, a contour shape measuring unit 22, an index moving unit 23, a measurement condition table 24, A measurement data table 25 and a data output unit 26 are provided. The control unit 2 is configured by a computer having an input device such as a keyboard (not shown), an input circuit, an output circuit, a central processing circuit, and the like.
[0017]
The image processing unit 21 performs image processing on the electric signal output from each pixel of the CCD camera 13 and displays the captured image of the test object 7 on the monitor screen 4a of the monitor 4 (see FIG. 4). Is output to the monitor 4. Further, the image processing unit 21 receives the data of the index position output from the index moving unit 23, and displays the index 15 indicating the detection area of the edge at a position corresponding to the data of the index position on the monitor screen 4a. Is output to the monitor 4. Further, the image processing section 21 performs image processing on the electric signal output from the CCD camera 13, detects the edge of the contour 7a of the test object 7 within the index 15, and detects the detected edge point 16 (see FIG. 4). ) In the monitor screen 4a are sequentially detected for each measurement point 17 (see FIG. 3) along the contour 7a, and the data of each edge coordinate is output to the contour shape measuring unit 22. It is configured to
[0018]
The contour shape measurement unit 22 performs contour shape measurement (scanning measurement) that captures the edge coordinate values of each measurement point 17 at a certain interval (for example, at a constant interval) along the contour shape 7a of the test object 7. It is configured. The contour shape measuring unit 22 sets a measurement target point 18 (see FIG. 6) to which the index 15 is moved in order to perform the contour shape measurement, and transmits an index movement command and a stage corresponding to the set measurement target point 18. It is configured to output a movement command to the index moving unit 23 and the XY stage driving unit 10, respectively.
[0019]
In addition, the contour shape measurement unit 22 calculates the coordinates of each measurement point based on the edge coordinate value of each measurement point output from the image processing unit 21 and the stage coordinate value in each measurement output from the stage position detection unit 11. A measurement point coordinate value calculation unit 27 that calculates a value (measurement point coordinate value) and sequentially outputs the calculation result to the measurement data table 25 is provided. The calculation unit 27 performs a calculation represented by the following equation.
[0020]
(Measurement point coordinate value) = (stage coordinate value) + (edge coordinate value x monitor screen correction value)
Here, the monitor screen correction value is a ratio between the dimension on the XY stage 5 and the dimension on the monitor screen 4a.
[0021]
The index moving unit 23 outputs data of an index position for moving the index 15 to the target measurement point to the image processing unit 21 based on the index moving command output from the contour shape measuring unit 22.
[0022]
The measurement condition table 24 includes data representing coordinates of a measurement start position (first measurement point) and a measurement end position (last measurement point) of the contour shape 7a of the test object 7, and an interval between the measurement points 17 (for example, a fixed value). Measurement conditions including data representing the interval) are previously input and stored by a keyboard or the like.
[0023]
The measurement data table 25 stores data of coordinate values (measurement point coordinate values) of each measurement point output from the contour shape measurement unit 22.
[0024]
The data output unit 26 is for displaying or printing and outputting the measurement data (coordinate values of all the measurement points) stored in the measurement data table 25 after the measurement is completed.
[0025]
Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. 5 and FIGS. 6 to 8. 6 to 8, black points indicate measurement points at which measurement has been completed, and white circles indicate measurement target points.
[0026]
When the contour shape measurement processing shown in FIG. 5 is started, in step 101, coordinate values of a measurement start position and a measurement end position which are set in advance are fetched.
[0027]
In the next step 102, the measurement start position captured in step 101 is set as the first measurement target point (for example, point P1 shown in FIG. 6).
[0028]
In the next step 103, it is determined whether or not the measurement target point set in step 102 (here, the first measurement target point) is outside the range of the monitor screen 4a. This determination is made, for example, as follows.
[0029]
Assuming that the center of the monitor screen 4a is the origin of the XY coordinates, it is determined that the set measurement target point is outside the range of the monitor screen 4a in any of the following (1) to (4). , (1) to (4), it is determined that the set measurement target point is within the range of the monitor screen 4a.
(1) When the X coordinate value (Xd) of the set coordinates (Xd, Yd) of the measurement target point becomes greater than or equal to the X coordinate value (+ Xmax) of the intersection of the right end of the monitor screen 4a and the X axis.
(2) When the X coordinate value (Xd) of the coordinates (Xd, Yd) becomes equal to or less than the X coordinate value (-Xmax) of the intersection of the left end of the monitor screen 4a and the X axis.
(3) When the Y coordinate value (Yd) of the coordinates (Xd, Yd) is equal to or greater than the Y coordinate value (+ Ymax) of the intersection of the upper end of the monitor screen 4a and the Y axis.
(4) When the Y coordinate value (Yd) of the coordinates (Xd, Yd) becomes less than or equal to the Y coordinate value (-Ymax) of the intersection of the lower end of the monitor screen 4a and the Y axis.
[0030]
If the determination result in step 103 is No, that is, if the first measurement target point (point P1 in FIG. 6) is within the monitor screen 4a, the process proceeds to step 105, and the index 15 comes to the first measurement target point (P1). The index 15 is moved as follows. At this time, an index moving command corresponding to the first measurement target point (P1) is output from the contour shape measuring unit 22 to the index moving unit 23. Data of the index position according to the index movement command is output from the index moving unit 23 to the image processing unit 21. A signal for displaying (moving) the index 15 at a position in the monitor screen 4 a corresponding to the data of the index position is output from the image processing unit 21 to the monitor 4. Thus, the index 15 is displayed at the first measurement target point (P1) on the monitor screen 4a (see FIG. 6).
[0031]
In the next step 106, the edge point coordinates of the outline shape 7a within the index 15 (the edge coordinate values of the first measurement target point (P1)) are fetched. That is, the edge coordinate values output from the image processing unit 21 are captured.
[0032]
In the next step 107, the coordinate value (measurement point) of the first measurement target point (P1) in the index 15 based on the stage coordinate value output from the stage position detection unit 11 and the edge coordinate value captured in step 106. (Coordinate values). That is, the measurement point coordinate value calculation unit 27 performs the calculation of the above equation.
[0033]
In the next step 108, the measurement point coordinate value of the first measurement target point (P1) calculated in step 107 is output to the measurement data table 25 and stored (stored).
[0034]
In the next step 109, the next measurement target point is set. At this time, data representing a certain interval between the respective measurement points 17 stored in advance in the measurement condition table is fetched, and the next measurement target point is set at a position apart from the first measurement target point (P1) by a certain interval. I do.
[0035]
After this setting, the process proceeds to the next step 110, and it is determined whether or not the end condition is satisfied. That is, it is determined whether or not the coordinates of the next measurement target point set in step 109 have exceeded the coordinate values of the measurement end position (the coordinate values of the last measurement target point) captured in step 101. Here, since the next measurement target point set in step 109 is the next point after the first measurement target point (P1), the determination result in step 110 is No, and the process returns to step 103.
[0036]
At this time, in step 103, it is determined whether or not the next measurement target point (point P2 in FIG. 6) set in step 109 is outside the range of the monitor screen 4a.
[0037]
While the determination result of step 103 is No, for example, as shown in FIG. 6, while the measurement target point 18 is on the monitor screen 4a, the above steps 103 and steps 105 to 110 are repeated to obtain the contour of the test object 7. The measurement is performed while moving the index 15 at regular intervals along the shape 7a, the coordinate values of the measurement points of each measurement point are calculated, and the calculation result is stored in the measurement data table 25.
[0038]
If the determination result of step 103 is Yes, for example, as shown in FIG. 7, measurement is performed up to point P7, and if it is determined that the measurement target point 18 is outside the monitor screen 4a, the process proceeds to step 104.
[0039]
In this step 104, the XY stage 5 is moved so that the measurement target point 18 outside the monitor screen 4a is located at the center of the monitor screen 4a. A stage movement command for performing this movement is output to XY stage drive unit 10.
[0040]
In the next step 105, the index 15 is moved so that the index 15 comes to the measurement target point 18 at the center of the monitor screen 4a. As a result of steps 104 and 105, the measurement target point 18 and the index 15 are located at the center of the monitor screen 4a as shown in FIG.
[0041]
Thereafter, by executing steps 106 to 109, the coordinate values of the measurement points of the measurement target point 18 at the center of the monitor screen 4a are calculated, and the calculation results are stored in the measurement data table 25.
[0042]
Thereafter, the process proceeds to step 110 via step 108. While the determination result of step 110 is No, the above steps 103 to 110 are repeated, measurement is performed while moving the index 15 at regular intervals along the contour shape 7a of the test object 7, and the measurement points of each measurement point are measured. The coordinate value is calculated, and the calculation result is stored in the measurement data table 25.
[0043]
If the determination result of step 110 is Yes, that is, if the coordinates of the next measurement target point set in step 109 exceed the coordinate values of the measurement end position (the coordinate values of the last measurement target point) captured in step 101, The process of FIG. 5 ends.
[0044]
As described above, according to the above-described embodiment, by moving the index 15 to the measurement target point while the measurement target point 18 is on the monitor screen 4a, the index 15 can move along the contour shape 7a of the test object 7. Then, each measurement point is sequentially moved, and the edge coordinate value of each measurement point and the stage coordinate value at each measurement point are automatically detected. When the measurement target point 18 is located outside the monitor screen 4a during the measurement, the XY stage 5 is moved so that the measurement target point 18 is located at the center of the monitor screen 4a. Move to the central measurement target point 18 in 4a, whereby the measurement is continued. Therefore, even when only a part of the image of the test object 7 can be captured, the measurement of the entire contour shape of the test object 7 can be performed automatically.
[0045]
Further, according to the above-described embodiment, even when only an image of a part of the test object 7 can be captured, the entire contour shape of the test object 7 can be automatically measured. Can be measured, and the size per pixel of the CCD camera can be increased to increase the magnification of the imaging optical system 12, thereby performing highly accurate measurement.
[0046]
Further, according to the embodiment, when the measurement target point 18 is located outside the monitor screen 4a during the measurement, the XY stage 5 is moved so that the measurement target point 18 is located at the center of the monitor screen 4a. Therefore, even if the contour shape 7a of the test object 7 measured after this movement changes in any direction, it is possible to secure a sufficient time until the measurement target point 18 is again positioned outside the monitor screen 4a.
[0047]
In the above-described embodiment, a specific method in which the contour shape measuring unit 22 controls the XY stage driving unit 10 and the index moving unit 23 so that the index 15 sequentially moves each measurement point along the contour shape 7a. As an example, while the measurement target point 18 is within the monitor screen 4a, the index 15 is moved to the measurement target point. When the measurement target point 18 is positioned outside the monitor screen 4a during measurement, the measurement target point 18 is moved to the monitor screen 4a. The XY stage 5 is moved so as to be located at the center of the inside. However, the present invention is not limited to this.
[0048]
For example, while the measurement target point 18 is within the monitor screen 4a, the index 15 is moved to the measurement target point, and when the measurement target point 18 is positioned outside the monitor screen 4a during measurement, the measurement target point 18 is displayed on the monitor screen 4a. The XY stage 5 may be moved such that the XY stage 5 is located near an end opposite to the end from which the measurement target point 18 has deviated in 4a.
[0049]
In the case of such a configuration, the time until the measurement target point 18 is located again outside the monitor screen 4a can be made longer.
[0050]
The movement of the edge detection area can be performed in a shorter time than the movement of the XY stage 5, so that the longer the measurement target point 18 is on the monitor screen 4a, the more efficiently the measurement can be performed.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the image measuring apparatus of the first aspect, the control unit controls the stage driving unit so that the edge detection area sequentially moves each measurement point along the contour shape of the test object. And the movement command is output to the detection area moving unit, so that even when only an image of a part of the test object can be captured by the imaging unit, the edge coordinate value of each measurement point and the stage coordinate value at each measurement point are automatically calculated. Is detected. Therefore, even when only a partial image of the test object can be captured, the measurement of the entire contour shape of the test object can be automatically performed.
[0052]
According to the image measuring apparatus of the second aspect, while the measurement target point is within the imaging range, the edge detection area sequentially moves each measurement point along the contour shape to perform the measurement. When the measurement target point is located outside the imaging range, the stage is moved so that the measurement target point is located at a predetermined position within the imaging range, and after this movement, the edge detection area is moved to the measurement target point at the predetermined position. Move to continue measurement. Therefore, while the measurement target point is within the imaging range, only the edge detection area need be moved without moving the stage. Therefore, even when only an image of a part of the test object can be captured, efficient automatic measurement with a short measurement interruption time can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image measuring device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the image measuring device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing a test object measured by the image measuring device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a monitor screen of a monitor used in the image measuring device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the image measuring device according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the image measuring device according to the first embodiment.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram similar to FIG. 6;
FIG. 8 is an operation explanatory diagram similar to FIG. 6;
[Explanation of symbols]
5 XY stage (stage)
7 Test object 7a Contour shape 10 XY stage drive unit (stage drive means)
11 Stage position detecting section (stage coordinate detecting means)
13 CCD camera (imaging means)
15 index (edge detection area)
21 Image processing unit (image processing means)
22 Contour measurement unit (control means)
23 Index mover (detection area mover)

Claims (2)

直交する2方向に移動可能なステージと、前記ステージ上に載置された被検物の像を光学系を介して捉え、捉えた像の光強度分布に応じた電気信号を出力する撮像手段と、前記電気信号を画像処理して被検物の輪郭形状に沿った複数の測定点のエッジを検出し、各測定点のエッジ座標値を表す信号を出力する画像処理手段とを備え、前記輪郭形状の測定を行なう画像測定機において、
前記ステージを、入力される移動指令に基づき前記2方向に移動させるステージ駆動手段と、
前記ステージの座標を検出し、前記各測定点でのステージ座標値を表す信号を出力するステージ座標検出手段と、
前記撮像手段の撮像範囲内のエッジ検出領域を、入力される移動指令に基づき移動させる検出領域移動部と、
前記エッジ検出領域が前記輪郭形状に沿って前記各測定点を順次移動するように、前記ステージ駆動手段及び前記検出領域移動部に移動指令を出力する制御手段と
を備えていることを特徴とする画像測定機。
A stage movable in two orthogonal directions, an imaging unit for capturing an image of a test object mounted on the stage via an optical system, and outputting an electric signal according to a light intensity distribution of the captured image; Image processing means for performing image processing on the electric signal, detecting edges of a plurality of measurement points along the contour shape of the test object, and outputting a signal representing an edge coordinate value of each measurement point; In an image measuring machine that measures the shape,
Stage driving means for moving the stage in the two directions based on an input movement command;
Stage coordinate detecting means for detecting coordinates of the stage and outputting a signal representing a stage coordinate value at each of the measurement points;
A detection area moving unit that moves an edge detection area within an imaging range of the imaging unit based on an input movement command;
Control means for outputting a movement command to the stage driving means and the detection area moving section so that the edge detection area sequentially moves the measurement points along the contour shape. Image measuring machine.
前記制御手段は、前記エッジ検出領域の次の移動先である測定目標点が前記撮像範囲内にあるとき、前記エッジ検出領域を前記測定目標点へ移動させるための移動指令を前記検出領域移動部へ出力し、かつ前記測定目標点が前記撮像範囲外に位置したとき、前記測定目標点が前記撮像範囲内の所定位置に位置するように前記ステージを移動させるための移動指令を前記ステージ駆動手段へ出力するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像測定機。The control means, when a measurement target point, which is the next destination of the edge detection area, is within the imaging range, sends a movement command for moving the edge detection area to the measurement target point in the detection area moving unit. And the movement command for moving the stage so that the measurement target point is located at a predetermined position within the imaging range when the measurement target point is located outside the imaging range. The image measuring device according to claim 1, wherein the image measuring device is configured to output the image to a computer.
JP01836596A 1996-01-09 1996-01-09 Image measuring machine Expired - Fee Related JP3552381B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01836596A JP3552381B2 (en) 1996-01-09 1996-01-09 Image measuring machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01836596A JP3552381B2 (en) 1996-01-09 1996-01-09 Image measuring machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09189512A JPH09189512A (en) 1997-07-22
JP3552381B2 true JP3552381B2 (en) 2004-08-11

Family

ID=11969682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01836596A Expired - Fee Related JP3552381B2 (en) 1996-01-09 1996-01-09 Image measuring machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3552381B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5393864B1 (en) * 2012-10-24 2014-01-22 株式会社牧野フライス製作所 Work shape measuring method and work shape measuring apparatus
JP6015477B2 (en) * 2013-02-07 2016-10-26 株式会社島津製作所 Appearance inspection method and appearance inspection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09189512A (en) 1997-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3508369B2 (en) Image measuring machine
KR100499764B1 (en) Method and system of measuring an object in a digital
JPH1038533A (en) Instrument and method for measuring shape of tire
JP3924855B2 (en) Image measuring machine and method
JPH07260444A (en) Method and apparatus for measuring object three-dimensionally by light section method
JP2009058459A (en) Profile measuring system
JP3552381B2 (en) Image measuring machine
KR100293698B1 (en) Pattern inspection apparatus for pdp and method thereof
JP3508368B2 (en) Image measuring machine
JPH09196637A (en) Method for measuring bend angle of long material
US20080008381A1 (en) Coordinate acquisition apparatus for test of printed board, and coordinate acquisition method and program for test thereof
JPH08114426A (en) Method and device for inspecting bending of wire
JP4401126B2 (en) Method for registering predetermined part of dimension measuring device
JPH10325780A (en) Display-screen inspection apparatus
JPH10311705A (en) Image input apparatus
JP3904082B2 (en) Material testing machine
JP3697780B2 (en) Image measuring device
JPH10103924A (en) Minute-size measuring apparatus
JPH11304439A (en) Contactless extensometer
JP4513062B2 (en) Image measuring machine
JPH10232117A (en) Image measuring device
JP3013255B2 (en) Shape measurement method
JP2000180263A (en) Automatic measuring method of and automatic measuring device for thermal image
JPH0682218A (en) Optical type measuring apparatus
JPH07128243A (en) Inspection method and inspection device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040413

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees