JP3899623B2 - Image inspection / measurement equipment - Google Patents
Image inspection / measurement equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP3899623B2 JP3899623B2 JP34939497A JP34939497A JP3899623B2 JP 3899623 B2 JP3899623 B2 JP 3899623B2 JP 34939497 A JP34939497 A JP 34939497A JP 34939497 A JP34939497 A JP 34939497A JP 3899623 B2 JP3899623 B2 JP 3899623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- magnification
- light beam
- zoom
- lens
- 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
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Input (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査物を光学系を介して撮像装置に投影し、光電変換した画像信号を利用して被検査物の検査や測定などを行う画像検査・測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水平方向に移動可能なステージ上に載せた被検査物を、光学系を介して撮像装置に拡大投影し、その投影像を光電変換した画像信号を利用して被検査物の表面の形状、欠陥等の検査や座標、寸法等の測定する画像検査・測定装置が広く普及している。かかる画像検査・測定装置では、様々な大きさの被検査物を必要な分解能で検査・測定できる様に、光学系の倍率をできるだけ広い範囲で変更可能とすることが望まれる。
【0003】
特に、被検査物全体の中から検査箇所を探し、次にその一部分を拡大して高い分解能で検査・測定する為には、広い視野、即ち低い倍率で被検査物を投影し、かつ高い分解能、即ち高い倍率で被検査物を投影できる光学系が必要である。その為、いわゆるレボルバやターレットによる対物レンズ切替え方式、又はズーム光学系による倍率可変の光学系が用いられる。
【0004】
しかし、対物レンズ切替え方式で得られる倍率は、装着された対物レンズの種類によって決まり、被検査物に適した倍率が得られない場合がある。これに対して、ズーム光学系では連続的に倍率を変化させることができるので、被検査物に最適な倍率を得ることができ、更に、変倍動作が直観的で操作性が良いという特徴がある。
【0005】
図5は、かかるズーム光学系を用いた鏡筒52の一般的な構成図である。このズーム光学系33は、アフォーカルズーム光学系を利用した例である。ズーム光学系33の下方に、対物レンズ31が設けられる。被検査物32からの光束は、対物レンズ31により平行光にされズーム光学系33に入射する。ズーム光学系33に入射した光束は、レンズ43を通り変倍レンズ42、41で変倍され、レンズ40で再度平行光になる。この平行光を結像レンズ34により撮像面35上に投影し、被検査物の表面像を結像する。
【0006】
ズーム光学系33は、変倍レンズ41、42を納めたレンズ室36、37を有する。レンズ室36、37は、位置決め駆動機構39により所定の関係をもって駆動され、移動案内機構38に沿って光軸方向に移動する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ズーム光学系の変倍比は、実用的には10程度が限界である。ズーム光学系は、低い倍率から高い倍率までを単一の対物レンズで実現しなければならず、ズームを構成するレンズ及び機構の設計・製作が、変倍比が大きくなることに比例して困難になるからである。
【0008】
ところが、実際の検査・測定装置の操作、特に自動運転のための教示作業にあっては、初期位置決めや検査箇所を探す時は、より広い視野、即ち低い倍率であることが望ましい。一方、検査・測定の対象が非常に微細である場合や、端面位置を高い分解能で検出するためには、より高い倍率が望まれる。そして、実際的な面からこのズーム変倍比は100程度が望まれている。
【0009】
対物レンズ切替え方式であれば、構成によってはより大きな変倍が可能であるが、被検査物に応じた最適な倍率に設定する柔軟性に乏しく、連続的な変倍ができず操作性に劣るという欠点がある。
【0010】
そこで本発明は、ズーム光学系の柔軟性を生かしたまま、かつ大きな変倍比を得ることができる画像検査・測定装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、光学系を介して撮像装置により撮像した被検査物の画像信号を利用して前記被検査物の検査あるいは測定を行う画像検査・測定装置において、前記光学系は、対物レンズと、前記対物レンズからの光束を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段で分岐した一方の光束を高倍率側で変倍する第1の光学系と、前記光分岐手段で分岐した他方の光束を低倍率側で変倍する第2の光学系とを有することを特徴とする画像検査・測定装置を提供することにより達成される。
【0012】
本発明によれば、高倍率側の第1の光学系と低倍率側の第2の光学系とにより、実質的に100程度の変倍比が得られる。また、対物レンズは単一であり、照明系や駆動機構等を共通に使用できる。更に、単一ズーム光学系と同様に操作でき操作性が良好である。
【0013】
また、本発明の画像検査・測定装置の前記第1の光学系は、前記光分岐手段からの光束に所定の倍率を加える中間倍率光学系と、前記中間倍率光学系からの光束を変倍する第1のズーム光学系とをを有することを特徴とする。
【0014】
本発明によれば、高倍率側の第1の光学系は、ズーム光学系だけで大きな変倍比を得るのではなく、所定の倍率を有する中間倍率光学系と10程度の変倍比を有する第1のズーム光学系とで構成できるので設計・製作が容易である。
【0015】
また、本発明の画像検査・測定装置の前記第2の光学系は、前記光分岐手段からの光束の画角を調整するリレーレンズと、前記リレーレンズからの光束を変倍する第2のズーム光学系とを有することを特徴とする。
【0016】
本発明によれば、低倍率の時に大きな画角を有する光束を、リレーレンズにより漏れなく第2のズーム光学系に導くことができる。また、第2のズーム光学系は、10程度の変倍比でよいため設計・製作が容易である。
【0017】
また、本発明の画像検査・測定装置の前記第1と第2のズーム光学系は、共通の駆動機構で駆動されることを特徴とする。
【0018】
本発明によれば、第1と第2のズーム光学系は、共通の駆動機構で駆動できるので駆動機構が簡素化され、更に単一ズーム光学系と同様に操作できるので操作性が良好である。
【0019】
更に上記の目的は、光学系を介して撮像装置により撮像した被検査物の画像信号を利用して前記被検査物の検査あるいは測定を行う画像検査・測定装置において、
前記光学系は、対物レンズと、前記対物レンズからの光束に所定の倍率を加える中間倍率光学系と、前記対物レンズからの光束の画角を調整するリレーレンズと、前記中間倍率光学系とリレーレンズとを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された中間倍率光学系又はリレーレンズからの光束を変倍するズーム光学系とを有することを特徴とする画像検査・測定装置を提供することにより達成される。
【0020】
本発明によれば、選択手段により中間倍率光学系とリレーレンズとを選択できるので、単一のズーム光学系で大きな変倍比を実現できる。このため構成が簡素化され、小型化及びコストダウンが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例について図面に従って説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0022】
図1は、本発明の実施の形態の画像検査・測定装置の全体構成図である。低倍率側のズーム光学系と高倍率側のズーム光学系とを有する鏡筒52が、本体支持部63に取り付けられる。鏡筒52は、図示しない上下駆動機構により上下方向(Z方向)に駆動され、主に焦点合わせが行われる。
【0023】
被検査物2は、水平方向(XY方向)に移動可能なステージ51のテーブル50上に置かれる。ステージ51は、被検査物2の検査又は測定すべき位置を、鏡筒52内の光学系の視野内へ入れるために、図示しない水平駆動機構により水平方向に駆動される。上下駆動機構および水平駆動機構は、図示しない駆動機構、案内機構および位置読み取り機構をそれぞれ有する。それらの駆動機構は、CNC駆動部・位置座標読取部62から出力されるZ方向駆動信号およびXY方向駆動信号により制御される。
【0024】
本実施の形態は、2つのズーム光学系に対して単一の対物レンズを使用しており、鏡筒52は、単一の対物レンズ収納部54を有する。対物レンズを通った光束は、内部の光分岐手段で低倍率側のズーム光学系と高倍率側のズーム光学系に分岐される。
【0025】
鏡筒52内の低倍率側及び高倍率側のズーム光学系の上端には、撮像装置56、57が設けられる。低倍率側及び高倍率側のズーム光学系で投影された像が、それぞれの撮像装置56、57を介して光電変換され、その画像信号がケーブル58、59を介して制御部側の画像処理部60に供給される。画像処理部60は、それぞれの画像信号を補正演算・操作部61からの指示により切替え、いずれか一方の画像信号による画像をモニタ64に表示する。
【0026】
補正演算・操作部61は、オペレータからの倍率指定を含む操作命令から、その操作命令に従う制御信号を画像処理部60及びCNC駆動部・位置座標読取部62に出力する。また、補正演算・操作部61は、ズーム光学系内での倍率変更に伴う補正演算を行う。
【0027】
補正演算には、例えば、あらかじめ被検査物2に応じた任意の数の使用倍率を設定し、各使用倍率毎に基準の大きさを有する基準テンプレートの大きさを測定する。そして、基準テンプレートの基準値と測定値を一致させるように、ズーム光学系の倍率を校正する。
【0028】
図2は、本発明の第1の実施の形態の鏡筒52の詳細構成図である。本実施の形態のズーム光学系13、23は、アフォーカルズーム光学系をベースとする構成である。
【0029】
対物レンズ1は、適度な焦点距離で、比較的大きな開口数(NA)と大きな画角を兼ね備えたものである。被検査物2の表面又は端面からの光束は、対物レンズ1で平行光にされる。対物レンズ1の後方にはハーフミラー10が設けられ、対物レンズ1からの光束を高倍率側の光学系と低倍率側の光学系に分岐する。
【0030】
高倍率側の光学系に行く光束は、ハーフミラー10で反射され、ミラー11で更に反射されて中間倍率光学系16に入射する。一方、低倍率側の光学系に行く光束は、ハーフミラー10を透過してリレーレンズ26に入射する。
【0031】
本実施の形態は、高倍率側と低倍率側の光学系に共通の対物レンズ1を使用しているので、高倍率側の光学系にとっては、対物レンズ1の焦点距離が比較的長くなり、また平行部分の光束径が太くなる。このため、高倍率側の光学系には、例えば、凸レンズ16aと凹レンズ16bで構成されるガリレオ系の中間倍率光学系16を設ける。そして、中間倍率光学系16と対物レンズ1との合成系で対物光学系を構成して、ズーム光学系13に行く光束径、光路長等を適切に設定する。
【0032】
中間倍率光学系16の後方には、高倍率側のズーム光学系13及び焦点距離を適切に設定した結像レンズ14を設ける。高倍率側の全体の倍率は、主に、中間倍率光学系16とズーム光学系13と結像レンズ14の倍率の積により設定される。
【0033】
一方、低倍率側の光学系にとっては、共通の対物レンズ1の焦点距離は比較的短くなり、低い倍率、即ち広い視野の時の画角が大きくなる。このため、凸レンズ26aと凸レンズ26bで構成されるリレーレンズ26を設け、瞳位置と光路長を適切に設定する。これにより、画角の大きな光束をズーム光学系23に漏れなく導くことができる。
【0034】
リレーレンズ26の後方には、低倍率側のズーム光学系23及び焦点距離を適切に設定した結像レンズ24を設ける。低倍率側の全体の倍率は、主に、リレーレンズ26とズーム光学系23と結像レンズ24の倍率の積により設定される。
【0035】
高倍率側の光学系と低倍率側の光学系は、同一構成のズーム光学系13、23を有する。本実施の形態では、例えば、高倍率側のズーム光学系13は、レンズ13a、13dの間に垂直方向に移動可能な変倍レンズ13b、13cを有する。また、低倍率側のズーム光学系23は、レンズ23a、23dの間に垂直方向に移動可能な変倍レンズ23b、23cを有する。そして、変倍レンズ13b、23bは同じレンズ室6に収納され、変倍レンズ13c、23cは同じレンズ室7に収納される。
【0036】
レンズ室6、7は、図1に示したCNC駆動部62からの駆動信号に従い、共通の位置決め駆動機構9と共通の移動案内機構8により所定の位置関係になるように駆動される。このため、高倍率側と低倍率側とのズーム光学系13、23は、CNC駆動部62からの駆動信号により同時に駆動され、同一の倍率に制御される。
【0037】
移動案内機構8には、ズーミングによる光軸ずれを十分に抑えるため、機械的なガタやヒステリシスが極めて少ない機構、例えば予圧型の有限軌道ボールレース又はコロレース等を用いる。レンズ室6、7の位置決め駆動機構9に関しても、ズーミングによる光学像倍率の再現性を確保するため、同様にガタやヒステリシスが極めて少ない予圧型の駆動機構、位置決め機構を用いる。
【0038】
高倍率側と低倍率側のズーム光学系13、23を通った光束は、結像レンズ14、24を介して、それぞれの撮像装置57、56のCCD撮像素子等の撮像面15、25に投影される。CCD撮像素子で光電変換された画像信号は、前述のように、モニタ64に画像表示され、被検査物2の形状等が検査・測定される。
【0039】
本実施の形態では、低倍率側の光学系の変倍範囲を0.5〜5倍程度とし、高倍率側の光学系の変倍範囲を5〜50倍程度とする。この変倍範囲は、中間倍率光学系16、リレーレンズ26、結像レンズ14、24の倍率を適切に設定し、変倍比10程度のズーム光学系13、23で構成する。従って、低倍率側と高倍率側の2つの光学系を適宜選択することにより、全体で0.5〜50倍の変倍範囲となり、100程度の変倍比が得られる。
【0040】
更に別の例として、低倍率側の光学系と高倍率側の光学系とで変倍範囲を一部重複するように設定することで、変倍範囲の境界部分における両光学系間の切替え操作を減少させ、操作性を高めることができる。例えば、5倍前後の倍率の使用頻度が高い場合に、低倍率側の光学系を0.5〜5倍とし、高倍率側の光学系を4〜40倍とすれば、使用頻度の高い5倍前後の倍率は、高倍率側の光学系だけで切替えなしに設定することができる。
【0041】
また、別の例では、低倍率側の変倍範囲と高倍率側の変倍範囲との間を省く様にすることで、より特殊な使用が可能になる。例えば、低倍率側が0.5〜5倍で、高倍率側が50〜500倍等である。それぞれの用途、被検査物の種類に応じて設定される。かかる設定は、主に中間倍率光学系16とリレーレンズ26及び結像レンズ14、24の倍率を適宜選択することで行われる。
【0042】
図3は、本発明の第2の実施の形態の鏡筒52の詳細構成図である。本実施の形態は、中間倍率光学系16又はリレーレンズ26を通った光束を、共通のズーム光学系13及び結像レンズ14で結像させるものである。第1の実施の形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分を説明する。
【0043】
対物レンズ1を通った光束は、ハーフミラー10で高倍率側の中間倍率光学系16と低倍率側のリレーレンズ26に分岐される。但し、本実施の形態では、中間倍率光学系16中にミラー16cを置き、光束を垂直方向に反射させる。また、リレーレンズ26中にミラー26cを置き、光束を水平方向に反射させる。
【0044】
中間倍率光学系16又はリレーレンズ26を通った光束は、ハーフミラー70で透過又は反射されズーム光学系13に入射する。ただし、高倍率側と低倍率側の切替えは、例えば、シャッタ機構を中間倍率光学系16及びリレーレンズ26の光路上に設ける。そして、図示しない選択手段によりシャッタ機構を開閉し、ハーフミラー10で分岐した光束の一方を、二者択一的にハーフミラー70を介してズーム光学系13に導く。
【0045】
本実施の形態では、光束を分岐、合成するのにハーフミラー10、70を使用するが、光量の損失を抑えるために、ハーフミラー10、70の位置に水平方向に移動可能な全反射ミラーを使用することもできる。この場合は、全反射ミラーが対物レンズ1からの光束の中に挿入された場合は、光束は中間倍率光学系16に入射し高倍率側が選択される。一方、全反射ミラーが光束外に移動した場合は、光束はリレーレンズ26に入射し低倍率側が選択される。
【0046】
図4は、本発明の第3の実施の形態の鏡筒52の詳細構成図である。本実施の形態は、光量損失を最小とするため、中間倍率光学系16、リレーレンズ26の両者を排他的に挿脱する機構としたものである。
【0047】
鏡筒52内には、中間倍率光学系16又はリレーレンズ26の一方が、矢印71の方向に挿脱できるように構成される。そして、図示しない選択手段により一方が光束中に挿入され、高倍率側又は低倍率側が選択される。ただし、機械的な挿脱機構では、その位置決め性能に応じた光軸ずれ等の誤差を生じるため、画像処理において高精度の位置決めを必要としない用途に適している。
【0048】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、単一の対物レンズで実質的に100程度のズーム変倍比が得られる。また、検査あるいは測定の初期位置決めには低倍率が得られ、高分解能の検出には高倍率が得られるので、高精度で且つ検査・測定の作業性が向上する。
【0049】
また、対物レンズ、照明系あるいは駆動機構等は共通のため構成を簡素化できる。更に、単一ズーム光学系と差異なく操作できるので操作性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である画像検査・測定装置の全体構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の鏡筒の詳細構成図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の鏡筒の詳細構成図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の鏡筒の詳細構成図である。
【図5】ズーム光学系を用いた鏡筒の一般的な構成図である。
【符号の説明】
1 対物レンズ
2 被検査物
10 ハーフミラー
13 高倍率側のズーム光学系
14、24 結像レンズ
15、25 撮像面
16 中間倍率光学系
23 低倍率側のズーム光学系
26 リレーレンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image inspection / measurement apparatus that projects an inspection object onto an imaging device via an optical system and inspects or measures the inspection object using a photoelectrically converted image signal.
[0002]
[Prior art]
An object to be inspected placed on a stage movable in the horizontal direction is enlarged and projected onto an imaging device via an optical system, and the surface shape and defects of the object to be inspected using an image signal obtained by photoelectric conversion of the projection image Image inspection / measuring devices that measure inspections, coordinates, dimensions, etc. are widely used. In such an image inspection / measurement apparatus, it is desirable to be able to change the magnification of the optical system in as wide a range as possible so that inspection objects of various sizes can be inspected / measured with a necessary resolution.
[0003]
In particular, in order to search for an inspection point from the entire inspection object, and then to enlarge a part of the inspection object and inspect and measure with a high resolution, the inspection object is projected with a wide field of view, that is, a low magnification, and a high resolution. That is, an optical system capable of projecting an inspection object at a high magnification is required. Therefore, an objective lens switching method using a so-called revolver or turret, or a variable magnification optical system using a zoom optical system is used.
[0004]
However, the magnification obtained by the objective lens switching method is determined by the type of the mounted objective lens, and a magnification suitable for the object to be inspected may not be obtained. On the other hand, the zoom optical system can continuously change the magnification, so that the optimum magnification can be obtained for the object to be inspected, and the zooming operation is intuitive and easy to operate. is there.
[0005]
FIG. 5 is a general configuration diagram of a
[0006]
The zoom
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the zoom ratio of the zoom optical system has a practical limit of about 10. The zoom optical system must realize a low magnification to a high magnification with a single objective lens, and it is difficult to design and manufacture the lenses and mechanisms that make up the zoom in proportion to the increase in zoom ratio. Because it becomes.
[0008]
However, in actual operation of the inspection / measurement apparatus, particularly teaching work for automatic operation, it is desirable to have a wider field of view, that is, a lower magnification, when searching for initial positioning and inspection locations. On the other hand, when the inspection / measurement target is very fine, or in order to detect the end face position with high resolution, a higher magnification is desired. From a practical aspect, this zoom magnification ratio is desired to be about 100.
[0009]
If the objective lens switching method is used, larger zooming is possible depending on the configuration, but the flexibility to set the optimum magnification according to the object to be inspected is poor, and continuous zooming is not possible, resulting in poor operability. There is a drawback.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image inspection / measurement apparatus that can obtain a large zoom ratio while taking advantage of the flexibility of a zoom optical system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above object is to provide an image inspection / measurement apparatus that inspects or measures the inspection object using an image signal of the inspection object imaged by the imaging apparatus via the optical system. , A light branching means for branching the light beam from the objective lens, a first optical system for changing the magnification of one light beam branched by the light branching means on the high magnification side, and the other light beam branched by the light branching means This is achieved by providing an image inspection / measuring device having a second optical system that changes the magnification on the low magnification side.
[0012]
According to the present invention, a zoom ratio of about 100 is obtained substantially by the first optical system on the high magnification side and the second optical system on the low magnification side. Moreover, there is a single objective lens, and an illumination system, a drive mechanism, etc. can be used in common. Furthermore, it can be operated in the same manner as a single zoom optical system, and the operability is good.
[0013]
The first optical system of the image inspection / measurement apparatus according to the present invention includes an intermediate magnification optical system that adds a predetermined magnification to the light beam from the light branching unit, and a variable light beam from the intermediate magnification optical system. And a first zoom optical system.
[0014]
According to the present invention, the first optical system on the high magnification side does not obtain a large zoom ratio only by the zoom optical system, but has an intermediate magnification optical system having a predetermined magnification and a zoom ratio of about 10. Since it can be configured with the first zoom optical system, it is easy to design and manufacture.
[0015]
The second optical system of the image inspection / measurement apparatus of the present invention includes a relay lens that adjusts an angle of view of the light beam from the light branching unit, and a second zoom that scales the light beam from the relay lens. And an optical system.
[0016]
According to the present invention, a light beam having a large angle of view at a low magnification can be guided to the second zoom optical system without leakage by the relay lens. The second zoom optical system is easy to design and manufacture because a zoom ratio of about 10 is sufficient.
[0017]
Further, the first and second zoom optical systems of the image inspection / measurement apparatus of the present invention are driven by a common drive mechanism.
[0018]
According to the present invention, since the first and second zoom optical systems can be driven by a common drive mechanism, the drive mechanism is simplified, and the operation can be performed similarly to the single zoom optical system, so that the operability is good. .
[0019]
Further, in the image inspection / measurement apparatus for inspecting or measuring the inspection object using an image signal of the inspection object imaged by the imaging apparatus via the optical system,
The optical system includes an objective lens, an intermediate magnification optical system that adds a predetermined magnification to a light beam from the objective lens, a relay lens that adjusts an angle of view of the light beam from the objective lens, the intermediate magnification optical system, and a relay There is provided an image inspection / measurement apparatus comprising: a selection unit that selects a lens; and a zoom optical system that varies a light flux from an intermediate magnification optical system or a relay lens selected by the selection unit. Is achieved.
[0020]
According to the present invention, since the intermediate magnification optical system and the relay lens can be selected by the selection means, a large zoom ratio can be realized with a single zoom optical system. For this reason, the configuration is simplified, and downsizing and cost reduction are possible.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, such an embodiment does not limit the technical scope of the present invention.
[0022]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image inspection / measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. A
[0023]
The inspection object 2 is placed on a table 50 of a
[0024]
In the present embodiment, a single objective lens is used for the two zoom optical systems, and the
[0025]
[0026]
The correction calculation /
[0027]
In the correction calculation, for example, an arbitrary number of use magnifications corresponding to the inspection object 2 are set in advance, and the size of a reference template having a reference size is measured for each use magnification. Then, the magnification of the zoom optical system is calibrated so that the reference value of the reference template matches the measured value.
[0028]
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the
[0029]
The objective lens 1 has a relatively large numerical aperture (NA) and a large angle of view at an appropriate focal length. The light beam from the surface or end surface of the inspection object 2 is converted into parallel light by the objective lens 1. A
[0030]
The light beam going to the optical system on the high magnification side is reflected by the
[0031]
Since this embodiment uses the objective lens 1 common to the optical system on the high magnification side and the low magnification side, the focal length of the objective lens 1 is relatively long for the optical system on the high magnification side. In addition, the beam diameter of the parallel portion is increased. For this reason, the high magnification side optical system is provided with, for example, a Galileo intermediate magnification
[0032]
Behind the intermediate magnification
[0033]
On the other hand, for the optical system on the low magnification side, the focal length of the common objective lens 1 is relatively short, and the angle of view at a low magnification, that is, a wide field of view is large. For this reason, the
[0034]
Behind the
[0035]
The high-magnification side optical system and the low-magnification side optical system have zoom
[0036]
The lens chambers 6 and 7 are driven by the common positioning drive mechanism 9 and the common movement guide mechanism 8 in accordance with the drive signal from the
[0037]
For the movement guide mechanism 8, a mechanism with very little mechanical play and hysteresis, for example, a preload type finite orbit ball race or roller race, is used in order to sufficiently suppress the optical axis shift due to zooming. Also for the positioning drive mechanism 9 of the lens chambers 6 and 7, a preload type drive mechanism and positioning mechanism with very little play and hysteresis are used in order to ensure the reproducibility of the optical image magnification by zooming.
[0038]
The light beams that have passed through the zoom
[0039]
In the present embodiment, the magnification range of the optical system on the low magnification side is about 0.5 to 5 times, and the magnification range of the optical system on the high magnification side is about 5 to 50 times. This zoom range is configured by zoom
[0040]
As another example, by setting the magnification range to partially overlap between the low-magnification side optical system and the high-magnification side optical system, switching between both optical systems at the boundary of the magnification range Can be reduced and operability can be improved. For example, when the frequency of use of a magnification of around 5 times is high, if the optical system on the low magnification side is set to 0.5 to 5 times and the optical system on the high magnification side is set to 4 to 40 times, 5 The magnification before and after the magnification can be set without switching only by the optical system on the high magnification side.
[0041]
In another example, a special use is possible by omitting between the magnification range on the low magnification side and the magnification range on the high magnification side. For example, the low magnification side is 0.5 to 5 times, and the high magnification side is 50 to 500 times. It is set according to each application and type of inspection object. Such setting is performed mainly by appropriately selecting the magnifications of the intermediate magnification
[0042]
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the
[0043]
The light beam that has passed through the objective lens 1 is branched by the
[0044]
The light beam that has passed through the intermediate magnification
[0045]
In the present embodiment, the half mirrors 10 and 70 are used to split and synthesize the light beam. However, in order to suppress the loss of the light amount, a total reflection mirror that can be moved in the horizontal direction at the position of the half mirrors 10 and 70 is used. It can also be used. In this case, when the total reflection mirror is inserted into the light beam from the objective lens 1, the light beam enters the intermediate magnification
[0046]
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a
[0047]
In the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a zoom magnification ratio of about 100 can be obtained with a single objective lens. In addition, a low magnification is obtained for the initial positioning of inspection or measurement, and a high magnification is obtained for high-resolution detection, so that the workability of inspection and measurement is improved with high accuracy.
[0049]
Further, since the objective lens, the illumination system, the drive mechanism, and the like are common, the configuration can be simplified. Furthermore, since it can be operated without a difference from a single zoom optical system, operability is good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image inspection / measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a lens barrel according to the first embodiment of this invention.
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a lens barrel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a lens barrel according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a general configuration diagram of a lens barrel using a zoom optical system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Objective lens 2 Inspected
Claims (4)
前記光学系は、対物レンズと、
前記対物レンズからの光束を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段で分岐した一方の光束を高倍率側で変倍する第1のズーム光学系を含む第1の光学系と、
前記光分岐手段で分岐した他方の光束を低倍率側で変倍する第2のズーム光学系を含む第2の光学系とを有し、
前記第1のズーム光学系と第2のズーム光学系とは、共通の駆動機構で駆動されることを特徴とする画像検査・測定装置。In an image inspection / measurement apparatus that inspects or measures an inspection object using an image signal of the inspection object imaged by an imaging device via an optical system,
The optical system includes an objective lens,
Light branching means for branching the light beam from the objective lens;
A first optical system including a first zoom optical system that changes the magnification of one of the light beams branched by the light branching unit on the high magnification side;
Have a second optical system including a second zoom optical system for zooming the other light beam branched by said optical branching means at a low magnification side,
The image inspection / measurement apparatus, wherein the first zoom optical system and the second zoom optical system are driven by a common drive mechanism .
前記第1の光学系は、前記光分岐手段からの光束に所定の倍率を加え、該光束を前記第1のズーム光学系へ導く中間倍率光学系を有することを特徴とする画像検査・測定装置。In claim 1,
The first optical system includes an intermediate magnification optical system that adds a predetermined magnification to the light beam from the light branching unit and guides the light beam to the first zoom optical system. .
前記第2の光学系は、前記光分岐手段からの光束の画角を調整し、該光束を前記第2のズーム光学系へ導くリレーレンズを有することを特徴とする画像検査・測定装置。In claim 1,
The image inspection / measurement apparatus , wherein the second optical system includes a relay lens that adjusts an angle of view of a light beam from the light branching unit and guides the light beam to the second zoom optical system .
前記光学系は、対物レンズと、
前記対物レンズからの光束に所定の倍率を加える中間倍率光学系と、
前記対物レンズからの光束の画角を調整するリレーレンズと、
前記中間倍率光学系とリレーレンズとを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された中間倍率光学系又はリレーレンズからの光束を変倍するズーム光学系とを有することを特徴とする画像検査・測定装置。In an image inspection / measurement apparatus that inspects or measures an inspection object using an image signal of the inspection object imaged by an imaging device via an optical system,
The optical system includes an objective lens,
An intermediate magnification optical system for adding a predetermined magnification to the light beam from the objective lens;
A relay lens for adjusting the angle of view of the light beam from the objective lens;
Selecting means for selecting the intermediate magnification optical system and the relay lens;
An image inspection / measurement apparatus comprising: an intermediate magnification optical system selected by the selection means; or a zoom optical system that varies a light flux from a relay lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34939497A JP3899623B2 (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Image inspection / measurement equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34939497A JP3899623B2 (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Image inspection / measurement equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11183124A JPH11183124A (en) | 1999-07-09 |
JP3899623B2 true JP3899623B2 (en) | 2007-03-28 |
Family
ID=18403462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34939497A Expired - Fee Related JP3899623B2 (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Image inspection / measurement equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3899623B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002031758A (en) | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | Microscope |
JP4529108B2 (en) * | 2000-12-25 | 2010-08-25 | 株式会社ニコン | Defect inspection equipment |
JP4644983B2 (en) * | 2001-07-09 | 2011-03-09 | 株式会社東京精密 | Method and apparatus for measuring end face shape of optical connector |
US7576347B2 (en) * | 2005-10-24 | 2009-08-18 | General Electric Company | Method and apparatus for optically inspecting an object using a light source |
EP2088459B1 (en) * | 2006-11-22 | 2016-06-15 | Nikon Corporation | Image measuring device |
JP5854501B2 (en) * | 2011-11-17 | 2016-02-09 | 東レエンジニアリング株式会社 | Automatic visual inspection equipment |
US9602715B2 (en) * | 2015-07-09 | 2017-03-21 | Mitutoyo Corporation | Adaptable operating frequency of a variable focal length lens in an adjustable magnification optical system |
JP7280775B2 (en) * | 2019-08-06 | 2023-05-24 | 株式会社キーエンス | Three-dimensional shape measuring device and three-dimensional shape measuring method |
CN114303086A (en) * | 2019-08-27 | 2022-04-08 | 莱卡微系统Cms有限责任公司 | Apparatus and method for imaging an object |
JP2022012314A (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-17 | ネッパジーン株式会社 | Cell recovery device |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34939497A patent/JP3899623B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11183124A (en) | 1999-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140043469A1 (en) | Chromatic sensor and method | |
KR101068078B1 (en) | Image pickup apparatus, image pickup lens, and data writing method to image pickup lens | |
JPH08190056A (en) | Optical observation device | |
JP3899623B2 (en) | Image inspection / measurement equipment | |
JPH10185529A (en) | Interferometer and shape measuring instrument | |
US8950078B2 (en) | Apparatus with internal optical reference | |
US5245173A (en) | Automatic focal-point sensing apparatus sensing high and low magnification | |
CN110849289A (en) | Double-camera parallel confocal differential microscopic 3D morphology measurement device and method | |
JPH01245104A (en) | Microscope having device for measuring microscopic construction | |
JP4751156B2 (en) | Autocollimator and angle measuring device using the same | |
JP2005098933A (en) | Instrument for measuring aberrations | |
US6738189B1 (en) | Microscope for measuring an object from a plurality of angular positions | |
KR101826127B1 (en) | optical apparatus for inspecting pattern image of semiconductor wafer | |
US5278632A (en) | Multi-axis optical projector | |
JP3349711B2 (en) | Automatic focus detection device | |
JPH01110243A (en) | Appearance inspecting device | |
JP3750259B2 (en) | Image inspection / measurement equipment | |
JP2009229547A (en) | Optical unit and measuring instrument | |
US4040746A (en) | Optical congruence comparator | |
CN116045835B (en) | Ultra-large caliber plane or spherical surface optical interference testing device | |
CN220063797U (en) | Microscopic device for detecting macroscopic defects of wafer | |
CN219065873U (en) | Shooting device | |
JPH07311117A (en) | Apparatus for measuring position of multiple lens | |
JP2006250675A (en) | Mach-zehnder interferometer | |
CN116519595A (en) | Microscopic device for detecting macroscopic defects of wafer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060901 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
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: 20061205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061218 |
|
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: 20100112 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
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: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
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: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140112 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140112 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |