JP3697780B2

JP3697780B2 - 画像測定装置

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Publication number: JP3697780B2
Application number: JP16415796A
Authority: JP
Inventors: 治荒井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JPH109821A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査物の輪郭形状を高精度で且つ簡単に測定することができる画像測定装置に関し、特に被検査物の測定手順と測定点の位置についてのティーチングデータを記憶し、そのティーチングデータに従ってその後の別の被検査物の測定を行うことができる画像測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像測定装置は、例えば、ステージ上に置かれた被検査物の像を光学系を介して上方から捉えてＣＣＤ等の撮像素子に結像させ、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、そのＣＣＤカメラが捉えた撮像範囲内に設定されるエッジ位置検出領域（キャリパ）内にある被検査物の輪郭形状のエッジをＣＣＤカメラからの電気信号に基づく画像処理により検出し、エッジ座標値を出力する画像処理装置とを備えている。
【０００３】
かかる画像処理装置は、光学系の倍率を上げることにより解像度を上げて測定の精度を上げることができるが、倍率を上げると表示画面内に測定すべき形状部分やエッジ部分を写し出す様に被検査物を載置したステージを調整する必要があり、その調整には多くの工数がかかり困難な場合がある。そこで、複数の被検査物について同じ測定を行う場合は、操作性の効率を上げるために、最初の被検査物を測定した時にそのエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定した時のステージの座標、画面内のエッジ位置検出領域（キャリパ）の位置や方向、倍率および光学系のデータ等をティーチングデータとして記憶しておき、２番目以降の被検査物に対しての測定は、そのティーチングデータを基に、ステージを移動し、画面内でエッジ位置検出領域（キャリパ）を移動してそれぞれのエッジ座標を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の測定装置では、ティーチングデータを作成するために、操作者が被検査物が載置されたステージを移動し、測定時の高倍率での画面内に目標とする測定形状や測定エッジを表示させエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定する必要がある。そのため、測定時の高倍率での画面内に目標とする測定形状や測定エッジを表示させる為の装置の調整が必要であり、その調整自体に多くの時間を要する。更に、エッジ位置検出領域（キャリパ）を画面内のエッジ上に移動し、適切な方向に設定する必要もあり、多くの工数を要している。
【０００５】
高倍率に切り替えると画面視野が狭くなり、被検査物の測定箇所を画面内に入るように調整するには、低倍率の画面で測定箇所の位置を確認しながらステージ移動させ、高倍率の画面に切り替えて更に測定箇所が画面内に入るよう調整し、調整不調なら再度低倍率でステージを移動して上記の工程を繰り返すという大変煩雑な操作を行う必要があった。
【０００６】
第二に、被検査物が例えば温度によって伸縮するようなフィルム状のものの場合、従来の様に撮像の範囲内におけるエッジ位置検出領域（キャリパ）の位置を記憶しておくだけでは次に測定する伸縮した被測定物に対しては、そのティーチングデータを利用してステージを動かしエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定しても、エッジ位置検出領域（キャリパ）が測定位置からずれてしまい正しい測定ができないという問題がある。この問題は特に高倍率で測定する場合に発生する頻度が高い。
【０００７】
第三に、エッジ位置検出領域の位置を確定させる為には、従来はステージを移動して実際に測定する時の高倍率の表示画面内に被検査物の測定すべきエッジ位置を移動させる必要があり、上記の煩雑な操作に加えてエッジ位置検出領域を測定すべきエッジ位置に移動させる必要がある。そのためティーチングデータの作成に長時間を要していた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、短時間でティーチングデータを作成することができる画像測定装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記問題点を解決し、伸縮性のある被検査物であっても測定を行うことができる画像測定装置を提供することにある。
更に、本発明の目的は、上記目的を解決し、比較的簡単にエッジ位置検出領域（キャリパ）の位置とその方向を求めることができる画像測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明によれば、被検査物の像を光学系を介して結像させ、その結像の光強度分布に応じた画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出力される前記画像データに従って前記被検査物の画像を表示する表示装置と、前記被検査物を表示した前記表示装置の画面内において、操作者が所望する前記被検査物の被測定エッジに対して前記被測定エッジの近傍を指定することで位置指定信号を入力する入力装置と、前記入力装置の前記位置指定信号と前記撮像装置の前記画像データとを参照して、前記被測定エッジを含むエッジ位置検出領域を前記表示装置の画面内に設定し、前記画像データと前記エッジ位置検出領域とを含むティーチングデータを作成する画像処理部とを備えたことを特徴とする画像測定装置を提供することにより達成される。
【００１０】
更に、高倍率で測定を行う場合は、高倍率にした時のステージ位置と画面内でのエッジ位置検出領域の位置と方向にティーチングデータのデータを変換して使用する。
また、被検査物がティーチングデータを作成したときの被検査物に対して伸縮していた場合は、そのずれ量を画像データの比較により求め、エッジ位置検出領域の位置と方向を修正する。その結果、測定不能になることを回避することができる。
【００１１】
更に、記憶した画像データを利用することで、測定したいエッジ近傍の位置をマウス等で指定すれば、演算によりそのエッジの位置と法線方向のエッジ位置検出領域のデータを求めることができる。
更に、被検査物を複数に分割し、それぞれの画像データを記憶することで、任意の表示画面上で測定操作手順を作成することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の画像測定装置の全体概略図である。画像測定装置は、測定機本体１と制御ユニット２から構成される。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と支柱部３ｂに取り付けられた撮像部６とを備えている。ＸＹステージ５上に置かれた被検査物７は、透過照明光学系８または落射照明光学系９により照明され、光学系１２により被検査物７の像がＣＣＤ素子を備えたＣＣＤカメラ１３に結像される。制御ユニット２はモニタ４を備えている。
【００１３】
図２は、図１の画像測定装置の内部ブロック図である。ＸＹステージ５内には、ステージ５を駆動するモータを備えたステージ駆動部５１と、そのステージ５の位置を検出するエンコーダを備えたステージ位置検出部５２が設けられている。撮像部６内には図１と同様に、光学系９と複数のＣＣＤ素子を備えたＣＣＤカメラ１３が備えられている。
【００１４】
制御ユニット２内には、ＣＣＤ素子１３からの電気信号をデジタル信号で一旦記憶する画像データメモリ２１、光学系９の駆動制御を行う光学系駆動指令部２２、ステージ制御部２３が備えられている。これらは、内部バス２９を介して制御ユニット２の心臓部に該当するＣＰＵ２８に接続されている。２６は、制御ユニット２の制御シーケンスプログラムが格納されているメモリであり、そのシーケンスプログラムに従って、ＣＰＵ２８からの指令で光学系駆動指令部２２とステージ制御部２３とが制御される。２７は、演算時に使用されるＲＡＭである。更に後述する画像処理が、画像データメモリ２１、メモリ２６内の制御シーケンスプログラム、ＲＡＭ２７、ＣＰＵ２８等により行われる。
【００１５】
２４はモニタ４に映し出される画像の表示データを記憶するフレームメモリであり、画像データメモリ２１に記憶されているデータから作成された画像表示データが記憶される。２０は操作者が測定条件等を入力する入力部で、Ｉ／Ｏ部２５を介して内部バス２９に接続される。
図３は、被検査物である試料７が測定される時にモニタ画面４ａに映し出される状態を示している。被検査物７の全体の画像が表示画面４ａ内に表示されている。この例では、被検査物７には４個の比較的大きな円形７１〜７４と比較的小さな円形７５が設けられ、例えば５個の円形の直径がそれぞれ測定されるとする。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態の測定装置の測定シーケンス例の全体のフローチャート図である。このフローチャート内で、ステップＳ８及びステップＳ１０〜１２は必要に応じて実行されるステップであり、必要がなければスキップされる。これらのステップの実行／スキップは入力部２０から入力される測定条件による。
【００１７】
この測定シーケンスでは、先ずティーチングデータを作成する時の被検査物を表示する倍率を設定する（Ｓ０）。この倍率は、図３で示した様に画面４ａ内に被測定物７の全体が入るような低倍率に設定する。その低倍率に光学系を設定し、ＣＣＤカメラから出力される画像の光強度に応じた電気信号に従う画像データを取り込み、画像データメモリ２１に記憶する。同時にこの画像が表示装置４の画面４ａに表示される（Ｓ１，Ｓ２）。
【００１８】
この様に、出来るだけ被測定物７の全体が画面４ａ内に表示される状態にすることで、ステージ移動を行うことなく測定手順に関するデータであるティーチングデータの作成をすることができる。即ち、被検査物７内の被測定形状、図３の例では５つの円、のエッジ近傍を、画面４ａ上で例えばマウス等のポインティングデバイスにより指定し、その位置を基準にして、記憶した画像データを利用した画像処理により、その指定した位置から最短のエッジ位置とその位置における形状の法線方向を演算により求め、その位置と方向にエッジ位置検出領域を設定する。或いは、円の場合には例えば、円内部の任意の位置をマウスによりクリックし、その位置を囲む円の中心と半径を、同様に記憶した画像データを利用した画像処理により演算により求め、その円の所定の位置と方向にエッジ位置検出領域を設定する。このようにして設定したエッジ位置検出領域の位置と方向は、画像データを基準にして求められたものであり、従来のような画面４ａ内に表示させたエッジ位置検出領域（キャリパ）の位置及び方向のデータとは異なる（Ｓ３，４，５）。
【００１９】
この様に画像データを利用しているので、マウス等で被測定エッジの近傍をクリックして近傍位置指定信号を入力するだけで、簡単な演算により当該被測定エッジの位置にエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定することができると共に、該エッジ位置検出領域の方向を最も高精度にエッジを検出することができるエッジの法線方向とすることができる。
【００２０】
次に、この様にして作成したティーチングデータに従って被測定物を実際に測定する（Ｓ６〜Ｓ１３）。その場合、ティーチングデータを作成した時と同じ倍率で捉えたＣＣＤカメラからの出力電気信号を使用して測定を行う場合であって被測定物の伸縮を考慮する必要がない場合は、上記のティーチングデータをそのまま使用して自動測定を行うことができる。その場合は、ステップＳ１３に進む。
【００２１】
また、更に高倍率で捉えたＣＣＤカメラの出力電気信号を使用して測定を行うこともできる。その場合はステップＳ６の測定条件の指定の入力で設定される。上記の通り、記憶した画像データを参照してエッジ検出領域の位置と方向を設定しているので、低倍率で捉えた画像を用いて作成したティーチングデータに基づいて高倍率でのエッジ測定を行うことができる。
【００２２】
即ち、低倍率で捉えた画像に対して設定したエッジ位置検出領域の位置と方向及びステージ位置データを、高倍率で表示した時の画像の対応箇所の画面内でのエッジ位置検出領域（キャリパ）の位置とステージ位置データに変換して高倍率用のティーチングデータを求めることができる（ステップＳ７，Ｓ８）。そして、この高倍率用のティーチングデータに基づいて、高倍率で表示した被測定エッジ部分の高精度の画像信号からエッジ位置を求めることができる。従って、従来の様に最初のティーチングデータの作成時に実際の測定時の高倍率で画面内に被測定エッジを表示させる必要はない。詳細は後述の「高倍率での測定」で述べる。
【００２３】
更に、被測定物が伸縮する材料の場合は、そのずれ量を画像データどうしの比較により求め、ティーチングデータをそのずれ量分補正して自動測定を行うこともできる（Ｓ９〜Ｓ１２）。この点についても後述の「別の被測定物とのずれの補正」にて詳述する。
［エッジ位置検出領域（キャリパ）の位置と方向］
図５及び図６は上記の演算のアルゴリズムの一例について説明する図である。図５は、直線状のエッジＥＧの近傍ＭＡをマウスでクリックすることで近傍位置指定信号を入力した場合である。近傍位置ＭＡから同心円３０を拡大し、最初にエッジＥＧに到達したエッジ上の点Ａが、近傍点と直線ＥＧとの垂線３２との交点である。そこで、求めた点Ａの位置データ及び垂線３２の方向を示すデータを用いて、エッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡは図に示す通り点Ａを含む点Ａの法線方向の領域として設定される。
【００２４】
更に、別のアルゴリズムとしては、近傍点ＭＡから複数の放射ライン３１を延伸し、それらの放射ライン３１がエッジＥＧと交差した点の内、近傍点ＭＡから距離が最も短い交点の位置を点Ａとする方法がある。いずれにしても、幾何学的な手法を利用して、記憶した画像データに基づいて、近傍点ＭＡを基準にしてエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの位置と方向（法線方向）を定めることができる。法線方向にエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの方向を設定することにより、そのキャリパ内のＣＣＤカメラからの出力信号の変化が最大となる点をエッジ位置と判断する信号処理において最も高精度にエッジ位置を検出することがきる。
【００２５】
また、点Ａと垂線３２が見つかると直線ＥＧが画定されるので、点Ａの両側に位置する２点にエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定することもできる。こうすることで、直線に対するエッジ位置検出領域（キャリパ）の設定が１回のマウスのクリックを行うだけで可能となる。
図５のアルゴリズムは、測定されるエッジが曲線の場合にも適用できる。図６はその曲線状のエッジＥＧに対してエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡを設定するアルゴリズムを説明する図である。同様に、近傍点ＭＡをマウスにより指定すると、その点ＭＡを中心とする同心円３０がその半径を拡大し最初に交差したエッジＥＧ上の点Ａが、近傍点ＭＡからの垂線との交点になり、その垂線が点Ａでの法線となる。そこで、図６の如くエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが設定される。上記と同様に、近傍点ＭＡから放射線を延ばす方法でも良い。
【００２６】
上記のようなアルゴリズムを利用することで、エッジの近傍の任意の位置をマウスなどで指定するだけで、その近くのエッジ上にエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡを好適な方向をもって設定することができる。
図７は、被測定画像が円の場合のエッジ位置検出領域（キャリパ）設定のアルゴリズムを説明する為の図である。円の場合は、三点が検出されれば円が画定するので、円の内部の任意の位置でマウスでクリックして指定した点ＭＡから任意の３方向に延びる放射線３３がエッジＥＧと交差する点Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を、記憶した画像データを用いた演算で求め、これらの点を円周上にもつ円の中心Ｏとその半径を求めて円を画定する。そして、画定された円の任意の３点または４点（或いはそれ以上の点）のエッジ位置と方向（円の法線）にエッジ位置検出領域（キャリパ）が設定される。
【００２７】
図８は、被測定画像が四角形の場合のエッジ位置検出領域（キャリパ）設定のアルゴリズムを説明する為の図である。四角形の場合も、円の場合と同様に四角形の内部の任意の点をマウスでクリックするだけで、次のアルゴリズムにより四辺の位置が求められる。即ち、点ＭＡを指定するとその点ＭＡを中心とする同心円３７を拡げ、最初に四辺形に接続した点Ｅ１を最初の辺上の垂線の足の点と認識し、点Ｅ１から点ＭＡと反対側で四辺形に接続した点Ｅ２を二番目の辺上の垂線の足の点と認識し、更に、点Ｅ１とＥ２を結ぶ線と直角の方向で四辺形を接続する点Ｅ３，Ｅ４が三番目と四番目の辺上の垂線の足の点と認識する。その結果、四角形の四辺が画定され、それらの点Ｅ１〜Ｅ４或いは四辺上の任意の四点においてその法線方向にエッジ位置検出領域（キャリパ）が設定される。
【００２８】
以上の如く、図５、６に示した様に、エッジ位置検出領域（キャリパ）を設定したいエッジ近傍点を指定するだけで、その近傍のエッジ位置に法線方向のエッジ位置検出領域（キャリパ）が設定できる。
更に、他の方法として図７、８に示した通り、円や四角形の場合はその内部の任意の点をマウス等で指定するだけで、画像データを利用した演算によりそれらの図形を画定し、最適の位置及び方向にエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定することができる。これらは、記憶した画像データを利用した演算処理でエッジ位置検出領域の設定を可能にしている。これによって、測定のオペレータは、簡単にエッジ位置検出領域（キャリパ）を設定することができる。
【００２９】
再び図３、４に戻り、図３に示した５個の円７１〜７５の内部の任意の点ＭＡをマウス等でクリックすることでそれぞれの円が画定され、それぞれの円について４つのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが図９の如く設定される。
従って、これらのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの位置と方向のデータを有するティーチングデータが作成されたことになる。このデータに従って、同一形状の別の被測定物７の像をＣＣＤカメラで捉え、エッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡ内におけるＣＣＤカメラからの電気信号を利用してそれぞれのエッジ位置が測定される。
【００３０】
［高倍率での測定（ステップＳ７，Ｓ８）］
本発明では、画像データを記憶したことで、低倍率で被検査物を画面内に表示して簡単にエッジ位置検出領域（キャリパ）の設定を行うことができた。そのようにして作成したティーチングデータに基づいて、前述した通り高倍率で捉えた画像信号を使用して高精度のエッジ位置の測定を行うことができる。
【００３１】
ステップＳ６で指定された測定条件の倍率がティーチングデータを作成した時の倍率よりも高いことが判断されると（Ｓ７）、高倍率用のティーチングデータに変換される（Ｓ８）。
図９に示した通り、５個の円７１〜７５に対してそれぞれ４ヵ所にエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが設定されている。図９に示した倍率より高い倍率で例えば円７１をＣＣＤカメラに捉えて、その状態で得られる画像信号を利用してエッジ位置の測定を行うことで、ＣＣＤカメラの分解能が高くなり、より高精度の測定が可能になる。そこで、例えば図９中の一点鎖線で示した４ａａを表示画面に拡大表示する。
【００３２】
その場合は、低倍率での画像データから作成したティーチングデータから、表示画面が４ａａになるようなステージ移動位置と、その画面内の各エッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの位置とを演算により求める。例えば、低倍率での画面４ａの中心点から拡大画面４ａａの中心点までの距離と角度がステージの移動すべき距離と角度を表す。更に、拡大画面４ａａは高倍率と低倍率の比だけ拡大されるので、その分を拡大画面４ａａ内でのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの位置に反映する演算を行う。そして、前記ステージの移動すべき距離と角度のデータ、及び前記拡大分を反映したエッジ位置検出領域の位置のデータによって低倍率での画像データから作成したティーチングデータを修正し、高倍率用ティーチングデータとする。そして、高倍率の光学系とした画像測定装置と前記高倍率用ティーチングデータとを用いて被測定物の測定を高倍率で高精度に行う。
【００３３】
測定を高速に行う為には、機械的な駆動を必要とするステージの移動を最小限とするのが好ましい。従って、例えば円７１全体が画面４ａａ内に納まることが高速測定には好ましい。しかしながら、測定精度が優先される場合は、より高倍率が使用され円７１全体が画面４ａａ内に納まらない。
図１０は、円７１全体が画面４ａａ内に納まる場合の例である。この場合は、４つのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが全て画面４ａａ内にあるため、ステージの移動を行うことなく、電気信号の処理だけで４つのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡ内のエッジ位置の測定を行うことができる。
【００３４】
図１１は、逆に円７１の一部しか画面４ａａに納まらない場合の例である。この場合は、倍率を優先しているので、出来るだけエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが画面４ａａの中央部に位置する様にステージ位置が設定されることが好ましい。ＣＣＤカメラの場合、ＣＣＤの周辺部よりも中央部のほうが画像の検出の精度が高いからである。また、光学系に設けた照明の状態も中央部のほうがより好ましい。
【００３５】
［別の被測定物とのずれの補正（Ｓ９〜Ｓ１１）］
本発明では、画像データを記憶したことで、ティーチングデータを利用してその後繰り返し同一形状の被検査物を測定する時、それぞれの被検査物の伸縮によるずれ量を検出して、最初に作成したティーチングデータをずれ量分だけ修正することができる。その結果、伸縮性のある被測定物に対して高倍率で測定をする場合でも測定不可能になることなく、修正したティーチングデータに従って測定をすることができる。
【００３６】
図４に戻って、ステップＳ６の測定条件として伸縮補正が必要との指令が与えられていたとすると、ステップＳ９にてそれが判断され、ステップＳ１０〜Ｓ１２にて上記のティーチングデータの補正が行われる。
具体的に説明すると、例えば、被検査物がビニール性のフィルム等の場合は、測定時の温度によってフィルムが伸縮することがある。その場合、最初に作成したティーチングデータを使用してステージ移動、エッジ位置検出領域の設定を行うと、伸縮によるエッジ位置のずれの為測定不能になる。
【００３７】
図１２は、伸縮した被検査物７ｂを示す図である。ティーチングデータを作成した時の被検査物７に対して温度上昇により延びた被検査物７ｂは、測定すべきエッジの位置を変動させる。従って、例えば延びた被検査物７ｂでは被検査物７に対するティーチングデータでのエッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡの位置には円のエッジＥＧが位置しないことになる。更に、拡大画面４ａａになるようステージを移動しても測定すべきエッジＥＧが画面４ａａ内に入らないようになる。
【００３８】
そこで、図４のステップＳ１０〜Ｓ１２に示した通り、次に測定する被検査物７ｂの像をティーチングデータを作成した時と同じ低倍率でその画像データを取り込み（Ｓ１０）、ティーチングデータ作成時に記憶した画像データと、前記画像データとを比較し（Ｓ１１）、そのずれ量を検出し、ずれ量分だけティーチングデータを修正する（Ｓ１２）。その結果、伸縮した被検査物に適合したティーチングデータが作成され、その後の測定工程で測定不能になることを回避することができる。また、ティーチングデータ作成時とほぼ同じ測定条件（視野内における位置等）での画像データ取り込みができるため、測定のばらつきも小さくすることができる。
【００３９】
［大型の被検査物］
被検査物が大型の場合には、適切な倍率の画面に被検査物を分割した画像データを複数取得して記憶する。その場合、分割した画像データの相対的位置関係のデータもその属性データとして記憶する。そして、それぞれの画像データが表示された画像を用いて前述した要領でティーチングデータを作成する。
【００４０】
図１３は、被検査物７が６つの画面４１〜４６に分割されて、６つの画像データが取得され記憶された場合を示す図である。この様にして複数の画像データを記憶し、順次表示させたそれぞれの画面でティーチングデータを作成する。その場合、前述の通り、それぞれの画像データが捉えた画像の相対的位置関係を属性データとして記憶しているので、それぞれの画面上でティーチングデータを作成しても、全体で１つのティーチングデータを作成することができる。しかも、画像データは適切な倍率で捉えた画像から取得しているので、所定の解像度をもった画像データであり、ティーチングデータの作成の演算を適正に行うことができる。
【００４１】
別の例としては、例えば、図１４に示した様に画面４１、４５の画像を一つの画面４ａに並べて縮小表示して、例えば図１３に示したＬの長さを測定するティーチングデータの作成を行うこともできる。画像４１と４５の相対的な位置関係は属性データとして記憶しているのでかかるティーチングデータの作成が可能になる。尚、画面４ａ内には、一例として座標位置画面５０、ティーチングデータ画面５１、測定結果画面５２も参考として示されている。
【００４２】
更に、６つの画像データを利用して、図１３の６つの画面を一つの画面内に６の画面の相対的な位置を保って縮小表示し、その画面を使ってティーチングデータを作成することでも良い。この場合、ティーチングデータ作成に必要のない画像データの画面の表示を省略しても良い。
何れにしても、被検査物を複数の画面に分割して複数の画像データを記憶しておくことで、その後のティーチングデータの作成に適した画面を選択して行うことができる。
【００４３】
［具体的操作］
最後に、円を測定する場合を例にして画像測定装置の具体的な操作について説明する。図３の被検査物７を例にして説明する。
先ず、被検査物７をステージ５上に置いて、光学系の倍率を適宜選択し、画面を見ながらティーチングデータを作成するに最適の倍率の画面を設定する。この画面は、従来の様に測定精度に対応する高倍率である必要はない。画面が設定されたら画像測定装置の図示しない読み込みキーと測定すべき図形形状を指示する測定項目キー（この場合は円測定キー）を押して、表示画像の画像データを取り込み記憶すると共に、測定項目、その時の倍率、ステージ位置を記憶する。この時点での表示画像は、図３の様に５つの円が全て表示される場合もあれば、図１０、図１１の様に要部のみが表示される場合もある。操作の簡便さ等により操作者が任意に決定することができる。
【００４４】
次に、円７１の内部の任意の位置をマウスでクリックする。そうすると、前述のアルゴリズムにより円の少なくとも３ヵ所のエッジが検出され、円が画定される。画定された円（中心と半径）について少なくとも３つのエッジの位置にエッジ位置検出領域（キャリパ）がその法線方向に設定され、エッジ位置検出領域（キャリパ）の位置と方向のデータを含むティーチングデータが決定される。尚、この場合は、画面内の位置を倍率で換算してステージ位置に加算した値がその位置となる。上記のティーチングデータの決定の工程を他の必要な図形についても繰り返して行う。
【００４５】
そして、それらのエッジ位置検出領域（キャリパ）を被検査物を表示した画面上に表示して（図９の如く）、測定手順の確認を行い、適切であればその手順をティーチングデータとして記憶する。不適切な部分があればそのデータの修正を行う。
その後、次の被検査物をステージ５上に置いて、ティーチングデータに従って自動測定を行う。その時、より高倍率での測定を行う場合は、倍率の差に基づくステージの位置及びエッジ位置検出領域の位置と方向のデータについて変換演算を行い、ティーチングデータの修正を行う。更に、被測定物が伸縮している場合は、画像データを比較してティーチングデータの修正を行う。そして、その様にして修正したティーチングデータにより被検査物の自動測定を行う。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、エッジ位置検出領域の位置と方向のデータを有するティーチングデータを作成するのに、一旦画像データを記憶し、その画像データを利用して行うので、上記した通り比較的簡単に短時間でティーチングデータを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像測定装置の外部の概略図である。
【図２】画像測定装置の内部の概略ブロック図である。
【図３】被検査物の例が表示画面に表示されている状態を示す図である。
【図４】測定の全体のフローチャート図である。
【図５】直線のエッジ位置検出領域を設定する方法を説明する図である。
【図６】曲線のエッジ位置検出領域を設定する方法を説明する図である。
【図７】円のエッジ位置検出領域を設定する方法を説明する図である。
【図８】四角形のエッジ位置検出領域を設定する方法を説明する図である。
【図９】エッジ位置検出領域（キャリパ）ＣＡが設定された状態を示す図である。
【図１０】円７１全体が画面４ａａ内に納まる場合の例である。
【図１１】円７１の一部しか画面４ａａに納まらない場合の例である。
【図１２】伸縮した被検査物７ｂを示す図である。
【図１３】被検査物７が６つの画面４１〜４６に分割されて、６つの画像データが取得され記憶された場合を示す図である。
【図１４】被検査物７の２つの画面４１、４５が並べて表示されている画面を示す図である。
【符号の説明】
２画像処理部
４表示装置
４ａ表示画面
５ステージ
６撮像装置
７被検査物
ＣＡエッジ位置検出領域（キャリパ）
ＭＡマウス等のポインチングデバイスによる位置指定

Claims

被検査物の像を光学系を介して結像させ、その結像の光強度分布に応じた画像データを出力する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される前記画像データに従って前記被検査物の画像を表示する表示装置と、
前記被検査物を表示した前記表示装置の画面内において、操作者が所望する前記被検査物の被測定エッジに対して前記被測定エッジの近傍を指定することで位置指定信号を入力する入力装置と、
前記入力装置の前記位置指定信号と前記撮像装置の前記画像データとを参照して、前記被測定エッジを含むエッジ位置検出領域を前記表示装置の画面内に設定し、前記画像データと前記エッジ位置検出領域とを含むティーチングデータを作成する画像処理部とを備えたことを特徴とする画像測定装置。
請求項１記載の画像測定装置において、
前記画像処理部は、前記ティーチングデータを用いて被検査物の測定を行うにあたり、前記光学系を前記ティーチングデータ作成時の倍率より高い倍率に設定し、前記ティーチングデータのエッジ位置検出領域の位置データを前記高い倍率に相当するエッジ位置検出領域の位置データに変換し、その変換された位置データに従って前記被検査物の測定を行うことを特徴とする画像測定装置。
請求項１記載の画像測定装置において、
前記被検査物は移動可能なステージ上に載置され、
前記画像処理部は、前記ティーチングデータを用いて被検査物の測定を行うにあたり、前記光学系を前記ティーチングデータ作成時の倍率より高い倍率に設定し、前記ティーチングデータのエッジ位置検出領域の位置データ及び前記ステージの位置データを前記高い倍率に相当する前記エッジ位置検出領域の位置データ及び前記ステージの位置データに変換し、その変換された両位置データに従って前記被検査物の測定を行うことを特徴とする画像測定装置。
請求項３記載の画像測定装置において、
前記被検査物の測定対象図形の全体が前記高い倍率において前記表示装置の表示画面内に含まれる場合は、前記測定対象図形の中心が前記表示画面の略中央部に位置する様に前記ステージの位置データを設定し、前記両位置データに従って前記測定対象図形の測定を行うことを特徴とする画像測定装置。
請求項３記載の画像測定装置において、
前記被検査物の測定対象図形の全体が前記高い倍率において前記表示装置の表示画面内に含まれない場合は、前記エッジ位置検出領域が前記表示画面の略中央部に位置する様に前記ステージの位置データを設定し、前記両位置データに従って前記測定対象図形の測定を行うことを特徴とする画像測定装置。
請求項１、２または３記載の画像測定装置において、
前記ティーチングデータを用いて被検査物の測定を行うにあたり、前記ティーチングデータ作成時の前記撮像装置の画像データと前記測定時の前記撮像装置の画像データとを比較し、前記両画像データのずれ量に従って前記ティーチングデータの前記エッジ位置検出領域の位置と方向のデータ及び、又はステージの位置データを修正し、当該修正されたティーチングデータを用いて前記被検査物の測定を行うことを特徴とする画像測定装置。
請求項１記載の画像測定装置において、
前記エッジ位置検出領域の位置と方向を設定するに際して、測定すべき被測定エッジ近傍の位置を指定する前記位置指定信号に応じて、当該近傍位置から最短のエッジの位置を前記画像データに基づく画像処理により求めることを特徴とする画像測定装置。