JP7252019B2 - Image measuring device - Google Patents

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Description

本発明は画像測定装置に関する。 The present invention relates to an image measuring device.

画像測定装置は、ワーク(検査対象物)を撮像してワーク画像を生成し、ワーク画像に基づきワークの寸法などを測定する。特許文献1によれば、低倍率カメラに加え、高倍率カメラを搭載した画像測定装置(画像寸法測定装置)が提案されている。 The image measuring apparatus captures an image of a work (object to be inspected) to generate a work image, and measures the dimensions of the work based on the work image. According to Patent Document 1, an image measuring apparatus (image dimension measuring apparatus) equipped with a high-magnification camera in addition to a low-magnification camera is proposed.

特許第5679560号公報Japanese Patent No. 5679560

ところで、画像測定装置においてステージに載置されたワークの高さを測定できれば便利である。たとえば、支持棒の先端に球体が取り付けられたプローブをワークに接触させたときのステージの高さ方向の駆動量と、プローブをステージに接触させたときの駆動量とからワークの高さを求めることが考えられる。しかし、この場合は、プローブが必須となってしまう。 By the way, it would be convenient if the height of a workpiece placed on a stage could be measured in the image measuring apparatus. For example, the height of the workpiece is obtained from the amount of drive in the height direction of the stage when a probe with a sphere attached to the tip of the support rod is brought into contact with the workpiece and the amount of drive when the probe is brought into contact with the stage. can be considered. However, in this case, a probe becomes essential.

そこで、本発明は、より簡単な方法でワークの高さを測定することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to measure the height of a work by a simpler method.

本発明は、たとえば、
透光性を有する透光板を有し、前記透光板の第一面にワークが載置される載置台と、
前記透光板の下方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに透過照明光を照射する透過照明部と、
前記透光板の上方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに落射照明光を照射する落射照明部と、
前記載置台の上方に設けられた撮像部と、
前記撮像部のピントを調整する調整部と、
前記ワークにピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータと、前記透光板にピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータとに基づき、前記透光板を基準とした前記ワークの高さを求めるプロセッサと、
前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせる際に適用される撮像条件を記憶したメモリをさらに有し、
前記プロセッサは、前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせる際には、前記撮像条件にしたがって前記撮像部、前記透過照明部および前記落射照明部を制御し、前記撮像部のピントを前記透光板に載置されたワークに合わせる際には動的に撮像条件を制御する画像測定装置を提供する。
The present invention, for example,
a mounting table having a light-transmitting plate on which a workpiece is placed on a first surface of the light-transmitting plate;
a transmissive illumination unit provided below the translucent plate for irradiating transmissive illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
an epi-illumination unit provided above the translucent plate for irradiating epi-illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
an imaging unit provided above the mounting table;
an adjustment unit that adjusts the focus of the imaging unit;
height of the work with respect to the light-transmitting plate based on the control parameter of the adjusting unit when the work is in focus and the control parameter of the adjusting unit when the light-transmitting plate is in focus; A processor that seeks
further comprising a memory storing imaging conditions applied when the imaging unit is focused on the first surface of the transparent plate;
When the imaging unit is focused on the first surface of the translucent plate, the processor controls the imaging unit, the transmitted illumination unit, and the epi-illumination unit according to the imaging conditions, and controls the imaging unit. Provided is an image measuring device that dynamically controls imaging conditions when focusing on a work placed on the transparent plate .

本発明によれば、より簡単な方法でワークの高さを測定することが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to measure the height of a work by a simpler method.

画像測定装置の概略を示す図Diagram showing the outline of the image measuring device 測定ユニットの断面図Cross section of measuring unit コントローラを説明する図Diagram explaining the controller 高さ測定を示すフローチャートFlowchart showing height measurement ユーザインタフェースを説明する図Diagram explaining the user interface ユーザインタフェースを説明する図Diagram explaining the user interface ユーザインタフェースを説明する図Diagram explaining the user interface ユーザインタフェースを説明する図Diagram explaining the user interface ユーザインタフェースを説明する図Diagram explaining the user interface 加工処理と測定誤差との関係を示す図Diagram showing the relationship between processing and measurement error 透光板の表面に付与された凹凸を示す拡大図Enlarged view showing unevenness provided on the surface of the transparent plate 透光板の表面に付与された凹凸のプロファイルを示す図The figure which shows the profile of the unevenness given to the surface of a translucent plate. 凹凸のピッチを説明する図A diagram explaining the pitch of the unevenness

以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一または同様の構成には同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。 Embodiments are described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention. Two or more of the features described in the embodiments may be combined arbitrarily. Identical or similar configurations are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

<画像測定装置1>
図1は画像測定装置1の一構成例を示した斜視図である。画像測定装置1は、ワークを撮像してワーク画像を生成し、ワーク画像内のワークの寸法を測定する画像測定装置である。図1において、画像測定装置1は、測定ユニット10、制御ユニット20、キーボード31およびポインティングデバイス32を有している。ワークは画像測定装置1により形状や寸法を測定される測定対象物である。
<Image measuring device 1>
FIG. 1 is a perspective view showing one configuration example of the image measuring apparatus 1. As shown in FIG. The image measuring apparatus 1 is an image measuring apparatus that captures an image of a workpiece, generates a workpiece image, and measures dimensions of the workpiece within the workpiece image. In FIG. 1, the image measuring apparatus 1 has a measuring unit 10, a control unit 20, a keyboard 31 and a pointing device 32. As shown in FIG. A workpiece is an object whose shape and dimensions are measured by the image measuring apparatus 1 .

測定ユニット10は、ディスプレイ装置11、可動ステージ12、XY調整つまみ(不図示)、Z調整つまみ14、電源スイッチ15および実行ボタン16を備えている。測定ユニット10は可動ステージ12上に載置されたワークに照明光を照射し、ワークの透過光またはワークからの反射光を受光してワーク画像を生成する。ワークは可動ステージ12の透光板13の上に載置される。測定ユニット10はワーク画像をディスプレイ装置11の表示画面18に表示する。 The measurement unit 10 has a display device 11 , a movable stage 12 , an XY adjustment knob (not shown), a Z adjustment knob 14 , a power switch 15 and an execution button 16 . The measurement unit 10 irradiates illumination light onto a work placed on a movable stage 12 and receives light transmitted through or reflected from the work to generate a work image. The work is placed on the transparent plate 13 of the movable stage 12 . The measurement unit 10 displays the work image on the display screen 18 of the display device 11 .

ディスプレイ装置11はワーク画像や測定結果、設定UI(ユーザーインターフェース)などを表示画面18に表示する表示装置である。ユーザはディスプレイ装置11に表示されたワーク画像を見ながらキーボード31およびポインティングデバイス32を操作することで、パターンサーチのための特徴箇所や寸法測定のための測定箇所などを設定する。可動ステージ12はワークを載置するための載置台である。透光板13は、透光性を有するガラスからなる領域である。可動ステージ12は、カメラの撮像軸に平行なZ軸方向と、撮像軸に垂直なX軸方向およびY軸方向に移動する。 The display device 11 is a display device that displays workpiece images, measurement results, setting UI (user interface), etc. on a display screen 18 . The user operates the keyboard 31 and pointing device 32 while looking at the workpiece image displayed on the display device 11 to set characteristic points for pattern search, measurement points for dimension measurement, and the like. The movable stage 12 is a mounting table for mounting a work. The light-transmitting plate 13 is a region made of translucent glass. The movable stage 12 moves in the Z-axis direction parallel to the imaging axis of the camera, and in the X-axis and Y-axis directions perpendicular to the imaging axis.

XY調整つまみは、可動ステージ12をX軸方向またはY軸方向に移動させることにより、カメラに対する可動ステージ12の相対的な位置(X軸方向の位置とY軸方向の位置)を調整する。Z調整つまみ14は、可動ステージ12をZ軸方向に移動させることにより、カメラに対する可動ステージ12の相対的な位置(Z軸方向の位置)を調整する。電源スイッチ15は、測定ユニット10および制御ユニット20の主電源をオン状態およびオフ状態間で切り替えるための操作部である。実行ボタン16は寸法測定を開始させるための操作部である。 The XY adjustment knob adjusts the relative position of the movable stage 12 with respect to the camera (the position in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction) by moving the movable stage 12 in the X-axis direction or the Y-axis direction. The Z adjustment knob 14 adjusts the relative position (position in the Z-axis direction) of the movable stage 12 with respect to the camera by moving the movable stage 12 in the Z-axis direction. The power switch 15 is an operation unit for switching the main power of the measurement unit 10 and the control unit 20 between an on state and an off state. The execution button 16 is an operation unit for starting dimension measurement.

制御ユニット20は、測定ユニット10による撮像や画面表示を制御し、ワーク画像を解析してワークの寸法を測定するコントローラである。制御ユニット20は、キーボード31およびポインティングデバイス32を接続されており、キーボード31およびポインティングデバイス32を通じてユーザ入力を受け付ける。キーボード31およびポインティングデバイス32は操作部30を形成している。制御ユニット20は、電源スイッチ15がオンに切り替えられると、測定ユニット10を起動する。制御ユニット20は、実行ボタン16が操作されると、予め用意された設定データにしたがって測定ユニット10を制御して、透光板13内でワークを探索し、ワークの寸法を測定する。 The control unit 20 is a controller that controls imaging and screen display by the measurement unit 10, analyzes the workpiece image, and measures the dimensions of the workpiece. The control unit 20 is connected to a keyboard 31 and pointing device 32 and receives user input through the keyboard 31 and pointing device 32 . The keyboard 31 and pointing device 32 form an operating section 30 . The control unit 20 activates the measurement unit 10 when the power switch 15 is switched on. When the execution button 16 is operated, the control unit 20 controls the measurement unit 10 according to setting data prepared in advance, searches for a work within the transparent plate 13, and measures the dimensions of the work.

<測定ユニット10>
図2は測定ユニット10の構成例を模式的に示した断面図である。ここでは測定ユニット10が撮像軸と平行な垂直面(YZ平面)により切断した場合の切断面が示されている。測定ユニット10は、ディスプレイ装置11、可動ステージ12、筐体100、ステージ駆動部101、鏡筒部102、低倍率カメラ110、高倍率カメラ120、同軸落射照明130および透過照明150を有している。低倍率カメラ110および高倍率カメラ120は寸法測定に使用されるため、測定カメラと呼ばれてもよい。
<Measurement unit 10>
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the measurement unit 10. As shown in FIG. Here, a cut plane when the measuring unit 10 cuts along a vertical plane (YZ plane) parallel to the imaging axis is shown. The measurement unit 10 has a display device 11 , a movable stage 12 , a housing 100 , a stage driving section 101 , a lens barrel section 102 , a low magnification camera 110 , a high magnification camera 120 , coaxial epi-illumination 130 and transmissive illumination 150 . . Low magnification camera 110 and high magnification camera 120 are used for dimensional measurements and may be referred to as measurement cameras.

鏡筒部102、低倍率カメラ110、高倍率カメラ120、同軸落射照明130および透過照明150は、筐体100内に配置されている。ステージ駆動部101Zは、カメラヘッド103を可動ステージ12に対してZ軸方向に移動させ、低倍率カメラ110、高倍率カメラ120と可動ステージ12との間の距離を調整する。なお、ステージ駆動部101Zは、可動ステージ12をZ軸方向に移動させてもよい。ステージ駆動部101Zは、低倍率カメラ110、高倍率カメラ120のピントをワークなどに合わせるためにカメラヘッド103を移動させてもよい。ステージ駆動部101XYは、可動ステージ12をX軸方向およびY軸方向に移動させる。 The lens barrel section 102 , the low-magnification camera 110 , the high-magnification camera 120 , the coaxial epi-illumination 130 and the transmissive illumination 150 are arranged inside the housing 100 . The stage drive unit 101Z moves the camera head 103 in the Z-axis direction with respect to the movable stage 12 to adjust the distance between the low-magnification camera 110, the high-magnification camera 120, and the movable stage 12. FIG. Note that the stage driving section 101Z may move the movable stage 12 in the Z-axis direction. The stage drive unit 101Z may move the camera head 103 in order to focus the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 on a work or the like. The stage drive unit 101XY moves the movable stage 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction.

低倍率カメラ110は、高倍率カメラ120と比較して、撮像倍率の低い撮像装置である。低倍率カメラ110は、撮像素子111、結像レンズ112、絞り板113および受光レンズ114を有している。結像レンズ112、絞り板113および受光レンズ114は低倍率光学系を形成している。撮像素子111は、照明光を受光してワーク画像を生成する。撮像素子111は、受光面を下方に向けて配置されている。結像レンズ112は、照明光を撮像素子111上に結像させる光学部材である。絞り板113は、照明光の透過光量および被写界深度を制御する光学絞りであり、結像レンズ112と受光レンズ114との間に配置されている。受光レンズ114は、ワークからの照明光を集光する光学部材であり、可動ステージ12に対向させて配置されている。結像レンズ112、絞り板113および受光レンズ114は、上下方向に延びる中心軸を中心として配置されている。 The low-magnification camera 110 is an imaging device with a low imaging magnification compared to the high-magnification camera 120 . The low-magnification camera 110 has an imaging device 111 , an imaging lens 112 , an aperture plate 113 and a light receiving lens 114 . The imaging lens 112, diaphragm plate 113 and light receiving lens 114 form a low-magnification optical system. The imaging device 111 receives illumination light and generates a workpiece image. The imaging device 111 is arranged with its light receiving surface facing downward. The imaging lens 112 is an optical member that forms an image of illumination light on the imaging device 111 . A diaphragm plate 113 is an optical diaphragm that controls the amount of transmitted illumination light and the depth of field, and is arranged between the imaging lens 112 and the light receiving lens 114 . The light-receiving lens 114 is an optical member that collects the illumination light from the work, and is arranged so as to face the movable stage 12 . Imaging lens 112, aperture plate 113, and light receiving lens 114 are arranged around a central axis extending in the vertical direction.

高倍率カメラ120は、低倍率カメラ110と比較して、撮像倍率の高い撮像装置である。高倍率カメラ120は、撮像素子121、結像レンズ122、絞り板123、ハーフミラー124および受光レンズ114を有している。結像レンズ122、絞り板123、ハーフミラー124および受光レンズ114は高倍率光学系を形成している。撮像素子121は、照明光を受光してワーク画像を生成する。撮像素子121は、受光面を水平方向に向けて配置されている。つまり、受光面と水平方向とは直交している。結像レンズ122は、照明光を撮像素子121上に結像させる光学部材である。絞り板123は、照明光の透過光量を制限する光学絞りであり、結像レンズ122及びハーフミラー124間に配置されている。受光レンズ114は、低倍率カメラ110と高倍率カメラ120とより共用される。受光レンズ114を透過した照明光は、ハーフミラー124により水平方向に折り曲げられ、絞り板123および結像レンズ122を介して撮像素子121に結像する。 The high-magnification camera 120 is an imaging device with a higher imaging magnification than the low-magnification camera 110 . The high magnification camera 120 has an imaging device 121 , an imaging lens 122 , an aperture plate 123 , a half mirror 124 and a light receiving lens 114 . The imaging lens 122, diaphragm plate 123, half mirror 124 and light receiving lens 114 form a high magnification optical system. The imaging device 121 receives illumination light and generates a workpiece image. The imaging element 121 is arranged with its light receiving surface directed in the horizontal direction. That is, the light receiving surface and the horizontal direction are orthogonal. The imaging lens 122 is an optical member that forms an image of illumination light on the imaging device 121 . A diaphragm plate 123 is an optical diaphragm that limits the amount of transmitted illumination light, and is arranged between the imaging lens 122 and the half mirror 124 . The light receiving lens 114 is shared by the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 . The illumination light transmitted through the light receiving lens 114 is bent in the horizontal direction by the half mirror 124 and forms an image on the imaging device 121 via the aperture plate 123 and the imaging lens 122 .

撮像素子111、121としては、たとえば、CCD(Charge Coupled Devices:電荷結合素子)およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)などのイメージセンサが用いられる。受光レンズ114としては、受光レンズ114とワークとの距離が変化しても、ワークの像の大きさを変化させない性質を有するテレセントリックレンズが用いられる。つまり、低倍率光学系と高倍率光学系はそれぞれテレセントリック性を有する。テレセントリック性の光学系で取得されるワーク画像におけるワークの歪は、非テレセントリック性の光学系で取得されるワーク画像におけるワークの歪と比較して、非常に小さい。そのため、精度良くワークが測定される。 Image sensors such as CCDs (Charge Coupled Devices) and CMOSs (Complementary Metal Oxide Semiconductors) are used as the imaging devices 111 and 121, for example. As the light-receiving lens 114, a telecentric lens is used which has the property of not changing the size of the image of the work even if the distance between the light-receiving lens 114 and the work changes. That is, the low-magnification optical system and the high-magnification optical system each have telecentricity. The workpiece distortion in the workpiece image acquired by the telecentric optical system is very small compared to the workpiece distortion in the workpiece image acquired by the non-telecentric optical system. Therefore, the workpiece can be measured with high accuracy.

同軸落射照明130は可動ステージ12上のワークに照明光を上方から照射する照明装置である。同軸落射照明130に代えてリング照明などの落射照明が採用されてもよい。同軸落射照明130の照射光の光軸は撮像軸に一致している。同軸落射照明130は、水平方向に照明光を出力するように配置された光源131と、光源131から出射された照明光を下方に折り曲げるハーフミラー132とを有している。同軸落射照明130の照明光はワーク表面の凹凸や模様を取得する際に有利である。 The coaxial epi-illumination 130 is an illumination device that irradiates the work on the movable stage 12 with illumination light from above. Instead of the coaxial epi-illumination 130, epi-illumination such as ring illumination may be employed. The optical axis of the light emitted from the coaxial epi-illumination 130 coincides with the imaging axis. The coaxial epi-illumination 130 has a light source 131 that is arranged to output illumination light in the horizontal direction, and a half mirror 132 that bends downward the illumination light emitted from the light source 131 . Illumination light from the coaxial epi-illumination 130 is advantageous in obtaining irregularities and patterns on the work surface.

結像レンズ112、122、絞り板113、123、ハーフミラー124、132および受光レンズ114は、鏡筒部102内に配置されている。 Imaging lenses 112 , 122 , aperture plates 113 , 123 , half mirrors 124 , 132 , and light receiving lens 114 are arranged inside lens barrel 102 .

透過照明150は、可動ステージ12上のワークに照明光を下方から照射する照明装置である。透過照明150は、光源151、ミラー152および集光レンズ153により構成される。光源151は、水平方向に向けて照明光を出力するように配置されている。光源151から出射された照明光は、ミラー152により反射され、集光レンズ153により集光される。照明光は、可動ステージ12を透過してワークに照射される。照明光の一部はワークにより遮断され、照明光の他の一部は受光レンズ114に入射する。透過照明150の照明光はワークの外形のエッジを取得する際に有利である。 The transmitted illumination 150 is an illumination device that illuminates the workpiece on the movable stage 12 with illumination light from below. Transmitted illumination 150 is composed of light source 151 , mirror 152 and condenser lens 153 . The light source 151 is arranged to output illumination light in the horizontal direction. Illumination light emitted from the light source 151 is reflected by the mirror 152 and condensed by the condensing lens 153 . The illumination light passes through the movable stage 12 and irradiates the workpiece. A part of the illumination light is blocked by the work, and another part of the illumination light enters the light receiving lens 114 . The illumination light of the transmitted illumination 150 is advantageous when acquiring the outer edge of the workpiece.

同軸落射照明130および透過照明150の各光源としては、LED(発光ダイオード)やハロゲンランプが用いられる。 As each light source of the coaxial epi-illumination 130 and the transmissive illumination 150, an LED (light-emitting diode) or a halogen lamp is used.

俯瞰カメラ17は可動ステージ12の俯瞰画像を取得するために使用される撮像装置である。俯瞰カメラ17は結像レンズなどの光学系とCMOSイメージセンサなどの撮像素子とを有している。俯瞰画像は可動ステージ12のほぼ全体を包含する画像である。俯瞰カメラ17の撮像視野は、低倍率カメラ110や高倍率カメラ120の撮像視野よりも広い。そのため、俯瞰カメラ17は、低倍率カメラ110や高倍率カメラ120と比較して、より広い範囲の画像を取得することに向いている。その一方で、俯瞰カメラ17のテレセントリック性は、低倍率カメラ110や高倍率カメラ120のテレセントリック性と比較して低い。そのため、俯瞰カメラ17は非テレセントリックカメラと呼ばれてもよい。俯瞰カメラ17により取得されるワーク画像においてワークの形状は歪むため、低倍率カメラ110や高倍率カメラ120と比較して、俯瞰カメラ17はワークの測定には向いていない。なお、光学系の視野は円形であり、視野内の被写体はイメージサークルとなって撮像素子上に結像する。一方で、撮像素子が撮像できる範囲は矩形である。つまり、撮像領域とは、イメージサークル内の一部の矩形領域である。ここでは、撮像素子の撮像領域に対応する可動ステージ12上における矩形の領域は撮像視野と呼ばれる。 A bird's-eye view camera 17 is an imaging device used to acquire a bird's-eye view image of the movable stage 12 . The bird's-eye view camera 17 has an optical system such as an imaging lens and an imaging device such as a CMOS image sensor. A bird's-eye view image is an image that includes almost the entire movable stage 12 . The imaging field of view of the overhead camera 17 is wider than the imaging fields of the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 . Therefore, the bird's-eye view camera 17 is suitable for acquiring images of a wider range than the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 . On the other hand, the telecentricity of the overhead camera 17 is low compared to the telecentricity of the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 . Therefore, the overhead camera 17 may be called a non-telecentric camera. Since the shape of the workpiece is distorted in the workpiece image acquired by the bird's-eye camera 17, the bird's-eye camera 17 is not suitable for workpiece measurement compared to the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120. FIG. The field of view of the optical system is circular, and the object within the field of view forms an image circle on the imaging device. On the other hand, the range that can be imaged by the imaging element is a rectangle. That is, the imaging area is a partial rectangular area within the image circle. Here, a rectangular area on the movable stage 12 corresponding to the imaging area of the imaging element is called an imaging field of view.

<高さ測定の原理>
制御ユニット20は、可動ステージ12に対するカメラヘッド103の高さを調整することで、低倍率カメラ110や高倍率カメラ120などの測定カメラについてのピント合わせ(オートフォーカス)を実行する。ステージ駆動部101Zは可動ステージ12に対するカメラヘッド103の高さの調整量を把握している。そのため、制御ユニット20は、高さの調整量に基づき、ワークWの高さを測定できる。より具体的には、制御ユニット20は、測定カメラのピントが透光板13の表面に合ったときの調整量と、測定カメラのピントがワークWに合ったときの調整量との差分に基づきワークWの高さを演算する。ワークWは透光板13に載置されているため、透光板13は高さの基準となる。調整量はAF駆動量と呼ばれてもよい。
<Principle of height measurement>
The control unit 20 adjusts the height of the camera head 103 with respect to the movable stage 12 to focus (autofocus) the measurement cameras such as the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 . The stage drive unit 101Z grasps the adjustment amount of the height of the camera head 103 with respect to the movable stage 12. FIG. Therefore, the control unit 20 can measure the height of the workpiece W based on the height adjustment amount. More specifically, the control unit 20 is based on the difference between the adjustment amount when the measurement camera is focused on the surface of the translucent plate 13 and the adjustment amount when the measurement camera is focused on the workpiece W. Calculate the height of the workpiece W. Since the work W is placed on the light-transmitting plate 13, the light-transmitting plate 13 serves as a reference for height. The adjustment amount may be called an AF drive amount.

<コントローラ>
図3は制御ユニット20に搭載されるコントローラ60の機能を説明する図である。コントローラ60はプロセッサ(例:CPUなど)により構成され、測定ユニット10を制御する。CPUは中央演算処理装置の略称である。コントローラ60の機能の一部またはすべてはASICやFPGAなどのハードウエアによって実現されてもよい。ASICは特定用途集積回路の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。照明制御部81は制御ユニット20または測定ユニット10に搭載され、コントローラ60からの制御信号にしたがって照明ユニット84(同軸落射照明130および透過照明150)を制御する。撮像制御部82は制御ユニット20または測定ユニット10に搭載され、コントローラ60からの制御信号にしたがってカメラユニット85(低倍率カメラ110、高倍率カメラ120および俯瞰カメラ17R、17L)を制御する。記憶装置70はメモリやハードディスクドライブなどを有し、設定データ、低倍率画像および俯瞰画像などを記憶する。コントローラ60はカメラユニット85により取得されたワーク画像を用いてワークWの寸法測定と、測定結果が良品条件(例:公差など)を満たしているかどうかの判定とを実行する。このようにコントローラ60は寸法測定機能と良品判定機能とを有している。
<Controller>
FIG. 3 is a diagram for explaining the functions of the controller 60 mounted on the control unit 20. As shown in FIG. The controller 60 is composed of a processor (eg, CPU, etc.) and controls the measurement unit 10 . CPU is an abbreviation for central processing unit. Some or all of the functions of controller 60 may be realized by hardware such as ASIC and FPGA. ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit. FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array. The illumination controller 81 is mounted on the control unit 20 or the measurement unit 10 and controls the illumination unit 84 (the coaxial epi-illumination 130 and the transmitted illumination 150) according to control signals from the controller 60. FIG. The imaging control section 82 is mounted on the control unit 20 or the measurement unit 10, and controls the camera unit 85 (the low-magnification camera 110, the high-magnification camera 120, and the overhead cameras 17R and 17L) according to control signals from the controller 60. The storage device 70 has a memory, a hard disk drive, and the like, and stores setting data, low-magnification images, overhead images, and the like. The controller 60 measures the dimensions of the workpiece W using the workpiece image acquired by the camera unit 85, and determines whether the measurement result satisfies the non-defective product conditions (eg, tolerances, etc.). As described above, the controller 60 has a dimension measuring function and a non-defective product determining function.

コントローラ60のUI部61は、ユーザインタフェースを作成してディスプレイ装置11に表示したり、キーボード31などから入力されるユーザ入力を受け付けたりする。AF部62は、測定カメラ(低倍率カメラ110または高倍率カメラ120)に画像を取得させることで、測定カメラについてのオートフォーカスを実行する。よく知られているように、AF部62は、測定カメラにより取得された画像の明暗差(コントラスト)が最大となるように、ZモータM1を駆動する。高さ測定部63は、AF部62からZモータM1の駆動量を取得し、駆動量に基づきワークWの高さを測定する。ZモータM1の駆動量は、ZモータM1に供給された駆動パルスの数や、不図示のエンコーダにより取得されたZモータM1の回転回数などであってもよい。記憶装置70は、駆動量を高さに変換する関数または変換テーブルを有していてもよい。高さ測定部63は、関数または変換テーブルを用いて、駆動量を高さに変換してもよい。高さ測定部63は、UI部61により設定されたワークWにおける表面の一部の高さを測定してもよい。 The UI unit 61 of the controller 60 creates a user interface, displays it on the display device 11, and receives user input from the keyboard 31 or the like. The AF unit 62 performs autofocus for the measurement camera by causing the measurement camera (low-magnification camera 110 or high-magnification camera 120) to acquire an image. As is well known, the AF section 62 drives the Z motor M1 so that the contrast of the image acquired by the measurement camera is maximized. The height measurement unit 63 acquires the drive amount of the Z motor M1 from the AF unit 62, and measures the height of the workpiece W based on the drive amount. The drive amount of the Z motor M1 may be the number of drive pulses supplied to the Z motor M1, the number of rotations of the Z motor M1 obtained by an encoder (not shown), or the like. The storage device 70 may have a function or conversion table that converts the drive amount to height. The height measurement unit 63 may convert the drive amount into height using a function or a conversion table. The height measurement unit 63 may measure the height of a part of the surface of the work W set by the UI unit 61 .

ステージ駆動部101Zは、可動ステージ12とカメラヘッド103とのうち少なくとも一方を駆動するZモータM1を有している。ZモータM1が可動ステージ12とカメラヘッド103とのうち少なくとも一方をZ方向において移動させることで、可動ステージ12とカメラヘッド103との間のZ方向における距離が調整される。ステージ駆動部101XYは、可動ステージ12とカメラヘッド103とのうち少なくとも一方をX方向に移動させるXモータM2と、可動ステージ12とカメラヘッド103とのうち少なくとも一方をY方向に移動させるYモータM3とを有している。記憶装置70は各種の設定データ、俯瞰画像、低倍率画像、高倍率画像および連結画像などを記憶するメモリなどを含む。低倍率画像、高倍率画像および連結画像はワーク画像と呼ばれてもよい。連結画像は、複数の低倍率画像、または複数の高倍率画像を連結することで作成される画像である。 The stage driving section 101Z has a Z motor M1 that drives at least one of the movable stage 12 and the camera head 103. FIG. By moving at least one of the movable stage 12 and the camera head 103 in the Z direction with the Z motor M1, the distance in the Z direction between the movable stage 12 and the camera head 103 is adjusted. The stage driving unit 101XY includes an X motor M2 that moves at least one of the movable stage 12 and the camera head 103 in the X direction, and a Y motor M3 that moves at least one of the movable stage 12 and the camera head 103 in the Y direction. and The storage device 70 includes memories for storing various setting data, bird's-eye view images, low-magnification images, high-magnification images, connected images, and the like. The low magnification image, high magnification image and concatenated image may be referred to as work images. A concatenated image is an image created by concatenating a plurality of low-magnification images or a plurality of high-magnification images.

表示制御部83は、コントローラ60の指示に従って俯瞰画像を表示するユーザインタフェースをディスプレイ装置11に表示したり、各種の画像を表示したり、測定結果(検査結果)を表示したりする。 The display control unit 83 displays a user interface that displays an overhead image on the display device 11 according to instructions from the controller 60, displays various images, and displays measurement results (inspection results).

<フローチャートとUI>
図4は高さ測定を示すフローチャートである。図5ないし図9は高さ測定に関するユーザインタフェース160を示す図である。ここではワーク画像は低倍率カメラ110により取得され、高さ測定には高倍率カメラ120が用いられるものと仮定するが、これは一例に過ぎない。高さ測定に低倍率カメラ110が用いられてもよい。また、ワーク画像は俯瞰カメラ17により取得されてもよい。また、基本的に、ワーク画像Wは落射照明により取得される。
<Flowchart and UI>
FIG. 4 is a flow chart showing height measurement. 5-9 are diagrams showing a user interface 160 relating to height measurement. Here, it is assumed that the workpiece image is acquired by the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 is used for height measurement, but this is only an example. A low magnification camera 110 may be used for height measurement. Also, the workpiece image may be acquired by the overhead camera 17 . Also, basically, the workpiece image W is acquired by epi-illumination.

S401でコントローラ60(UI部61)は操作部30から入力された指示にしたがってユーザインタフェース160をディスプレイ装置11に表示する。図5に示されたユーザインタフェース160は、測定カメラにより取得されたワーク画像を表示する画像表示領域168を有している。 In S<b>401 , the controller 60 (UI unit 61 ) displays the user interface 160 on the display device 11 according to the instruction input from the operation unit 30 . The user interface 160 shown in FIG. 5 has an image display area 168 that displays the workpiece image acquired by the measurement camera.

S402でコントローラ60(UI部61)は測定箇所162の指定を受け付ける。たとえば、UI部61は、XY調整つまみ(不図示)の操作に応じてステージ駆動部101XYを制御して可動ステージ12をX方向やY方向に移動させる。また、UI部61は、操作部30を通じたポインタ161の操作に応じてワークWに対して測定箇所162を設定する。 In S<b>402 , the controller 60 (UI unit 61 ) accepts designation of the measurement point 162 . For example, the UI unit 61 controls the stage driving unit 101XY according to the operation of an XY adjustment knob (not shown) to move the movable stage 12 in the X direction and the Y direction. In addition, the UI unit 61 sets the measurement points 162 on the work W according to the operation of the pointer 161 through the operation unit 30 .

S403でコントローラ60(AF部62)は測定箇所162についてオートフォーカスを実行する。AF部62は、高倍率カメラ120により測定箇所162を撮像し、取得された高倍率画像に基づき合焦評価値を求め、合焦評価値が最大となるようにZモータM1を駆動する。合焦評価値は、たとえば、コントラスト値であってもよい。図6は測定箇所162についてピントが合った状態を示している。測定箇所162についてピントが合ったことを示すために、UI部61は、測定箇所162を示す枠の形状を四角形から円形に変更してもよい。 In S<b>403 , the controller 60 (AF section 62 ) performs autofocus on the measurement point 162 . The AF unit 62 captures an image of the measurement point 162 with the high-magnification camera 120, obtains a focus evaluation value based on the acquired high-magnification image, and drives the Z motor M1 so that the focus evaluation value becomes maximum. A focus evaluation value may be, for example, a contrast value. FIG. 6 shows a state in which the measurement point 162 is in focus. In order to indicate that the measurement point 162 is in focus, the UI unit 61 may change the shape of the frame indicating the measurement point 162 from a square to a circle.

S404でコントローラ60(高さ測定部63)はAF部62から、合焦評価値が最大となったときのZモータM1のAF駆動量を取得する。たとえば、AF駆動量は、可動ステージ12のホームポジションに対するZモータM1の駆動量であってもよい。 In S404, the controller 60 (height measurement unit 63) acquires from the AF unit 62 the AF driving amount of the Z motor M1 when the focus evaluation value becomes maximum. For example, the AF drive amount may be the drive amount of Z motor M1 with respect to the home position of movable stage 12 .

S405でコントローラ60(AF部62)は可動ステージ12の透光板13についてオートフォーカスを実行する。たとえば、図7が示すように、UI部61は、透光板13(ステージガラス面)についての高さ測定を指示するための指示部163を有してもよい。この例では、指示部163はコントロールオブジェクト(例:チェックボックス)により実現されている。UI部61は、ポインタ161により指示部163にチェックが付与されると、二つ目の測定箇所164を透光板13に設定する。たとえば、ユーザは測定箇所164が透光板13に位置するように、XY調整つまみを操作してもよい。あるいは、ユーザは測定箇所164が透光板13に位置するように、ポインタ161により測定箇所164の位置を調整してもよい。あるいは、図8に示されているように、UI部61は、ワークWについて透過照明を点灯させて透過照明画像を取得し、透過照明画像に基づき透光板13の位置を特定し、特定された透光板13の位置に測定箇所164を配置してもよい。図8が示すように、透過照明画像においてワークWがある部分は黒(影)となり、ワークWが存在しない部分は明るくなる。このような輝度の違いを利用して、UI部61は、透光板13の位置を特定してもよい。AF部62は、高倍率カメラ120により測定箇所164を撮像し、取得された高倍率画像に基づき合焦評価値を求め、合焦評価値が最大となるようにZモータM1を駆動する。測定箇所164についてピントが合ったことを示すために、UI部61は、測定箇所164を示す枠の形状を四角形から円形に変更してもよい。 In S<b>405 , the controller 60 (AF unit 62 ) performs autofocus on the translucent plate 13 of the movable stage 12 . For example, as shown in FIG. 7, the UI section 61 may have an instruction section 163 for instructing height measurement for the transparent plate 13 (stage glass surface). In this example, the indicator 163 is implemented by a control object (eg, check box). The UI unit 61 sets the second measurement point 164 on the transparent plate 13 when the pointer 161 gives a check to the instruction unit 163 . For example, the user may operate the XY adjustment knob so that the measurement point 164 is positioned on the translucent plate 13 . Alternatively, the user may adjust the position of the measurement point 164 with the pointer 161 so that the measurement point 164 is positioned on the transparent plate 13 . Alternatively, as shown in FIG. 8, the UI unit 61 turns on the transmitted illumination of the workpiece W to acquire a transmitted illumination image, specifies the position of the transparent plate 13 based on the transmitted illumination image, and determines the specified position. The measurement point 164 may be arranged at the position of the translucent plate 13 . As shown in FIG. 8, in the transmitted illumination image, the portion where the work W is present is black (shadow), and the portion where the work W is not present is bright. The UI unit 61 may specify the position of the transparent plate 13 by using such a difference in brightness. The AF unit 62 captures an image of the measurement point 164 with the high-magnification camera 120, obtains a focus evaluation value based on the acquired high-magnification image, and drives the Z motor M1 so that the focus evaluation value becomes maximum. In order to indicate that the measurement point 164 is in focus, the UI unit 61 may change the shape of the frame indicating the measurement point 164 from a square to a circle.

S406でコントローラ60(高さ測定部63)はAF部62から、測定箇所164について合焦評価値が最大となったときのZモータM1のAF駆動量を取得する。このAF駆動量も、可動ステージ12のホームポジションに対するZモータM1の駆動量であってもよい。 In S406, the controller 60 (height measurement unit 63) acquires from the AF unit 62 the AF drive amount of the Z motor M1 when the focus evaluation value for the measurement point 164 is maximized. This AF drive amount may also be the drive amount of the Z motor M1 with respect to the home position of the movable stage 12 .

S407でコントローラ60(高さ測定部63)は測定箇所162(ワークW)についてAF駆動量と測定箇所164(透光板13)についてAF駆動量との差分を求める。 In S407, the controller 60 (height measurement unit 63) obtains the difference between the AF drive amount for the measurement point 162 (workpiece W) and the AF drive amount for the measurement point 164 (translucent plate 13).

S408でコントローラ60(高さ測定部63)は差分を高さに変換する。の変換には記憶装置70に保持されている関数やテーブルが使用されてもよい。 In S408, the controller 60 (height measurement unit 63) converts the difference into height. A function or table stored in the storage device 70 may be used for conversion of .

S409でコントローラ60(高さ測定部63)は測定結果である高さをディスプレイ装置11に表示する。図9が示すように、ユーザインタフェース160は測定結果165をワークWの画像に重ねて表示してもよいし、ワークWの画像から離れた位置に測定結果165を表示してもよい。なお、測定結果を用いて良否判定を実行する場合、ユーザインタフェース160は良否閾値の設定部166を有してもよい。コントローラ60は、の設定部166により設定された良否閾値(公差)と測定結果を比較することでワークWが良品(合格品)であるかどうかを判定してもよい。 In S409, the controller 60 (height measurement unit 63) displays the height, which is the measurement result, on the display device 11. FIG. As shown in FIG. 9, the user interface 160 may display the measurement result 165 superimposed on the image of the work W, or may display the measurement result 165 at a position separated from the image of the work W. In addition, when the pass/fail determination is performed using the measurement result, the user interface 160 may have a pass/fail threshold setting unit 166 . The controller 60 may determine whether the workpiece W is a non-defective product (accepted product) by comparing the pass/fail threshold value (tolerance) set by the setting unit 166 with the measurement result.

<透光板にピントを合わせやすくするための工夫>
透光板13は高い透光性を求められる。なぜなら、画像に黒点が現れるような透光性が低い透過版は、ワークのエッジ誤検出を招くからである。その一方で、透光板13の透光性が高くなると、AF部62による透光板13に対するピント合わせが困難となる。したがって、この二律背反する課題を解決することが要求される。発明者らはガラス製の透光板13の表面を加工することで、高い透光性を維持しつつ透光板13に対するピント合わせを容易にすることを思いついた。加工方法として、エッチング、ドライブラスト、およびウエットブラストが採用され、これらについて評価が実行された。エッチング、ドライブラスト、およびウエットブラストはガラスの表面における光の散乱度(拡散度)を増加することができる。評価手法としては、ピンゲージの測定誤差について評価と、透光板13の表面プロファイルの形状についての評価とが採用された。
<Ingenuity to make it easier to focus on the translucent plate>
The translucent plate 13 is required to have high translucency. This is because a transmission plate with low translucency that causes black dots to appear in the image causes erroneous detection of the edge of the workpiece. On the other hand, when the translucent property of the translucent plate 13 becomes high, it becomes difficult for the AF section 62 to focus on the translucent plate 13 . Therefore, it is required to solve this contradictory problem. The inventors came up with the idea of facilitating focusing on the light-transmitting plate 13 while maintaining high light-transmitting properties by processing the surface of the light-transmitting plate 13 made of glass. Etching, dry blasting, and wet blasting were adopted as processing methods, and evaluations were carried out for these. Etching, dry blasting, and wet blasting can increase the degree of scattering (diffusivity) of light at the surface of the glass. As evaluation methods, evaluation of the measurement error of the pin gauge and evaluation of the shape of the surface profile of the transparent plate 13 were adopted.

図10はピンゲージの測定誤差について評価結果を示している。横軸はピンゲージの呼び径を示している。縦軸は測定誤差を示している。ウエットブラストされた透光板13の測定誤差は、エッチングされた透光板13やドライブラストされた透光板13についての測定誤差よりも小さいことがわかった。 FIG. 10 shows evaluation results of pin gauge measurement errors. The horizontal axis indicates the nominal diameter of the pin gauge. The vertical axis indicates the measurement error. It was found that the measurement error of the wet-blasted light-transmitting plate 13 is smaller than the measurement error of the etched light-transmitting plate 13 and the dry-blasting light-transmitting plate 13 .

このような透光板13は、透過照明が使用されて測定カメラで撮像された画像にコントラストを与えにくい。つまり、透光板13は、通常の撮像や測定に影響を与えにくい。透光板13は、落射照明が使用されて測定カメラで撮像された画像にコントラストを与えるため、ピント合わせが容易になる。なお、ワークの外形を測定する際は、透過照明が使用される。そのため、落射照明により撮像された透光板13のステージガラス画像にコントラストがついても、問題ない。 Such a light-transmitting plate 13 does not easily provide contrast to an image captured by a measurement camera using transmitted illumination. That is, the translucent plate 13 hardly affects normal imaging and measurement. The translucent plate 13 uses epi-illumination to provide contrast to the image captured by the measurement camera, which facilitates focusing. Transmitted illumination is used when measuring the outer shape of the workpiece. Therefore, there is no problem even if the image of the stage glass of the translucent plate 13 picked up by epi-illumination has contrast.

図11はウエットブラストされた透光板13の表面の拡大図である。これによれば透光板13の表面には微小な凹凸が存在することが分かる。図12は凹凸のプロファイルの一例を示している。横軸はX方向における距離を示し、縦軸は凹凸の高さを示している。ここでは、エッチングされた透光板13のプロファイルやドライブラストされた透光板13のプロファイルの図示は省略されている。これらのプロファイルでは凹凸の高さ2[um]を越えるものが散見され、ウエットブラストされた透光板13の凹凸の高さよりもずっと大きかった。凹凸のピッチについても違う傾向がみられた。表面の凹凸が緩やかに変化する場合よりも、表面の凹凸が急峻に変化するほうが、ピント合わせに有利である。凹部の深さと凸部の高さとの差が大きすぎると、透過照明画像に凹凸が白黒模様となって写り込んでしまう。したがって、この差は小さいほうがよい。 FIG. 11 is an enlarged view of the surface of the transparent plate 13 that has been wet-blasted. According to this, it can be seen that the surface of the transparent plate 13 has fine irregularities. FIG. 12 shows an example of an uneven profile. The horizontal axis indicates the distance in the X direction, and the vertical axis indicates the height of the unevenness. Here, illustration of the profile of the light-transmitting plate 13 that has been etched and the profile of the light-transmitting plate 13 that has been dry-blasted is omitted. In these profiles, the height of the unevenness exceeding 2 [um] was found here and there, which was much larger than the height of the unevenness of the wet-blasted light-transmitting plate 13 . A different tendency was observed for the pitch of the unevenness. It is more advantageous for focusing when the unevenness of the surface changes sharply than when the unevenness of the surface changes gently. If the difference between the depth of the concave portion and the height of the convex portion is too large, the unevenness will appear as a black and white pattern in the transmitted illumination image. Therefore, the smaller the difference, the better.

図13は実験結果から導き出された凹凸のピッチと深さの条件を示している。深さRzは2[um]であればよいことが分かった。ここではピッチに関するパラメータとして、一つの凹部の縁から縁までの距離B1と、ある凹部の縁からその隣の凹部の縁までの距離B2とが採用された。距離B1、B2の単位としては、高倍率画像における一画素のサイズが採用されている。これは、凹凸のピッチがAFに与える影響が高倍率カメラ120の解像度に依存するからである。距離B1は2ピクセル以上かつ20ピクセル以下であれば良いことがわかった。また、距離B2は5ピクセル以上であれば良いことが分かった。結果としては、これらの条件を満たす凹凸を作成するには、エッチングおよびドライブラストよりもウエットブラストが有利であった。 FIG. 13 shows the pitch and depth conditions of the unevenness derived from the experimental results. It was found that the depth Rz should be 2 [um]. Here, the distance B1 from edge to edge of one recess and the distance B2 from the edge of a recess to the edge of the adjacent recess were adopted as parameters related to the pitch. The unit of the distances B1 and B2 is the size of one pixel in the high-magnification image. This is because the influence of the unevenness pitch on AF depends on the resolution of the high-magnification camera 120 . It was found that the distance B1 should be 2 pixels or more and 20 pixels or less. Also, it was found that the distance B2 should be 5 pixels or more. As a result, wet blasting was favored over etching and dry blasting to create features that meet these conditions.

絞り板113および絞り板123の絞り量を増やすと、コントラストが強調された落射画像が得られる。つまり、絞り板113および絞り板123を絞ること(絞り量を多くすること)で、透光板13に加工された微細なパターンの模様が強調されるようにコントラストが増加した落射画像が取得される。 By increasing the diaphragm amounts of diaphragm plate 113 and diaphragm plate 123, a reflected image with enhanced contrast can be obtained. That is, by narrowing down the diaphragm plate 113 and the diaphragm plate 123 (increasing the diaphragm amount), an epi-illumination image with increased contrast is acquired so that the fine pattern pattern processed on the transparent plate 13 is emphasized. be.

調整部の制御パラメータを生成する際には透光板の第1面に撮像部のピントが合わせられる。この際に調整用の絞り量も決定される。透光板に加工された微細なパターンの模様についてコントラストのある落射画像を取得するためには、絞り板113および絞り板123などの受光絞りの絞り量を適切に設定することが重要である。この絞り量は予め決定されていてもよい。これに対して、通常の測定時(ワークの測定時)にはワーク表面にピントが合わせられる。そのため、この際の絞り量は、撮像部における受光量および露光条件等により制御される。 When generating the control parameters for the adjustment unit, the imaging unit is focused on the first surface of the transparent plate. At this time, the throttle amount for adjustment is also determined. In order to obtain a contrast reflected light image of a fine pattern processed on a transparent plate, it is important to appropriately set the diaphragm amount of the light receiving diaphragm such as diaphragm plate 113 and diaphragm plate 123 . This throttle amount may be determined in advance. On the other hand, during normal measurement (when measuring a workpiece), the focus is adjusted to the surface of the workpiece. Therefore, the amount of diaphragm at this time is controlled by the amount of received light in the imaging unit, exposure conditions, and the like.

<まとめ>
可動ステージ12は、透光性を有する透光板13を有し、透光板13の第一面にワークWが載置される載置台として機能する。第一面はワークWの載置面(ワークWに接触する面)である。透過照明150は透光板の下方に設けられ、透光板に載置されたワークに透過照明光を照射する透過照明部として機能する。同軸落射照明130やリング照明などは、透光板の上方に設けられ、透光板に載置されたワークに落射照明光を照射する落射照明部として機能する。低倍率カメラ110や高倍率カメラ120などの測定カメラは載置台の上方に設けられた撮像部として機能する。AF部62やステージ駆動部101Z、ZモータM1は撮像部のピントを調整する調整部として機能する。コントローラ60や高さ測定部63は、ワークにピントが合ったときの調整部の制御パラメータ(例:AF駆動量)と、透光板にピントが合ったときの調整部の制御パラメータとに基づき、透光板を基準としたワークの高さを求めるプロセッサの一例である。このように、本実施例によれば、プローブが不要となるため、より簡単にワークの高さを測定することが可能となる。
<Summary>
The movable stage 12 has a light-transmitting plate 13 and functions as a mounting table on which the workpiece W is placed on the first surface of the light-transmitting plate 13 . The first surface is the surface on which the workpiece W is placed (the surface in contact with the workpiece W). The transmitted illumination 150 is provided below the transparent plate and functions as a transmitted illumination section that irradiates the workpiece placed on the transparent plate with the transmitted illumination light. The coaxial epi-illumination 130, ring illumination, etc. are provided above the translucent plate and function as an epi-illumination unit that irradiates the work placed on the translucent plate with epi-illumination light. A measurement camera such as the low-magnification camera 110 and the high-magnification camera 120 functions as an imaging unit provided above the mounting table. The AF section 62, the stage drive section 101Z, and the Z motor M1 function as an adjustment section that adjusts the focus of the imaging section. The controller 60 and the height measurement unit 63 are based on the control parameters of the adjustment unit when the work is in focus (eg, AF drive amount) and the control parameters of the adjustment unit when the light-transmissive plate is in focus. , is an example of a processor that obtains the height of the workpiece with reference to the transparent plate. As described above, according to the present embodiment, the height of the workpiece can be measured more easily because the probe is not required.

図10ないし図13に関連して説明されたように、透光板13には、撮像部のピントを透光板の第一面に合わせやすくするための加工が施されていてもよい。たとえば、透光板の第一面は、透過照明部からの透過照明光を透過させ、落射照明部からの落射照明光を散乱させるように加工されていてもよい。これにより、透過照明を用いたワークWの測定を可能としつつ、透光板13に対するピント合わせも実行しやすくなろう。たとえば、透光板13の第一面は、透過照明部からの透過照明光が照射されたときよりも、落射照明部からの落射照明光が照射されたときの方が、光が散乱しやすくなるように加工されている。 As described with reference to FIGS. 10 to 13, the light-transmitting plate 13 may be processed to facilitate focusing of the imaging unit on the first surface of the light-transmitting plate. For example, the first surface of the translucent plate may be processed so as to transmit the transmitted illumination light from the transmissive illumination section and scatter the epi-illumination light from the epi-illumination section. As a result, the work W can be measured using transmitted illumination, and focusing on the translucent plate 13 will be easier. For example, the first surface of the light-transmitting plate 13 is more likely to scatter light when it is irradiated with epi-illumination light from the epi-illumination unit than when it is irradiated with transmitted illumination light from the transmissive illumination unit. It is processed to be

たとえば、透光板の第一面の表面粗さは透光板の第二面の表面粗さよりも粗くてもよい。これは、第一面には表面粗し加工が施されるが、第二面には表面粗し加工が施されなくてもよいことを意味する。たとえば、透光板の第一面はウエットブラストにより加工されてもよい。 For example, the surface roughness of the first surface of the light-transmitting plate may be rougher than the surface roughness of the second surface of the light-transmitting plate. This means that the first surface is roughened, but the second surface may not be roughened. For example, the first surface of the translucent plate may be processed by wet blasting.

透光板の第一面に付与された凹凸のピッチ(距離B1)は2ピクセル以上かつ20ピクセル以下であってもよい。透光板の第一面に付与された凹凸の高低差は、たとえば、0を超えかつ2[um]以下であればよい。 The pitch (distance B1) of the unevenness provided on the first surface of the transparent plate may be 2 pixels or more and 20 pixels or less. The height difference of the unevenness provided on the first surface of the light-transmitting plate may be, for example, greater than 0 and 2 [um] or less.

記憶装置70は、撮像部のピントを透光板の第一面に合わせる際に適用される撮像条件を予め記憶したメモリとして機能してもよい。プロセッサは、撮像部のピントを透光板の第一面に合わせる際にメモリから読み出した撮像条件にしたがって撮像部、透過照明部および落射照明部を制御してもよい。つまり、撮像部のピントを透光板の第一面に合わせる際に適用される撮像条件は固定されていてもよい。その一方で、プロセッサは、撮像部のピントを透光板に載置されたワークに合わせる際には動的に撮像条件を制御してもよい。撮像条件は、透過照明部を消灯し、落射照明部を点灯させることを含んでもよい。たとえば、測定箇所164については透過照明が使用され、測定箇所162については落射照明が使用されることが、撮像条件として適用される。また、撮像条件には、低倍率カメラ110と高倍率カメラ120とのうちどちらの測定カメラが使用されるかを示すカメラ選択情報が含まれてもよい。 The storage device 70 may function as a memory that stores in advance imaging conditions that are applied when the imaging unit is focused on the first surface of the translucent plate. The processor may control the imaging section, the transmission illumination section, and the epi-illumination section according to the imaging conditions read from the memory when the imaging section is focused on the first surface of the translucent plate. That is, the imaging condition applied when the imaging unit is focused on the first surface of the transparent plate may be fixed. On the other hand, the processor may dynamically control the imaging conditions when focusing the imaging unit on the work placed on the translucent plate. The imaging condition may include turning off the transmitted illumination unit and turning on the epi-illumination unit. For example, the use of transmitted illumination for the measurement point 164 and the use of epi-illumination for the measurement point 162 are applied as imaging conditions. The imaging conditions may also include camera selection information indicating which measurement camera to use, the low-magnification camera 110 or the high-magnification camera 120 .

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the invention.

Claims (9)

透光性を有する透光板を有し、前記透光板の第一面にワークが載置される載置台と、
前記透光板の下方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに透過照明光を照射する透過照明部と、
前記透光板の上方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに落射照明光を照射する落射照明部と、
前記載置台の上方に設けられた撮像部と、
前記撮像部のピントを調整する調整部と、
前記ワークにピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータと、前記透光板にピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータとに基づき、前記透光板を基準とした前記ワークの高さを求めるプロセッサと、
前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせる際に適用される撮像条件を記憶したメモリをさらに有し、
前記プロセッサは、前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせる際には、前記撮像条件にしたがって前記撮像部、前記透過照明部および前記落射照明部を制御し、前記撮像部のピントを前記透光板に載置されたワークに合わせる際には動的に撮像条件を制御する画像測定装置。
a mounting table having a light-transmitting plate on which a workpiece is placed on a first surface of the light-transmitting plate;
a transmissive illumination unit provided below the translucent plate for irradiating transmissive illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
an epi-illumination unit provided above the translucent plate for irradiating epi-illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
an imaging unit provided above the mounting table;
an adjustment unit that adjusts the focus of the imaging unit;
height of the work with respect to the light-transmitting plate based on the control parameter of the adjusting unit when the work is in focus and the control parameter of the adjusting unit when the light-transmitting plate is in focus; A processor that seeks
further comprising a memory storing imaging conditions applied when the imaging unit is focused on the first surface of the transparent plate;
When the imaging unit is focused on the first surface of the translucent plate, the processor controls the imaging unit, the transmitted illumination unit, and the epi-illumination unit according to the imaging conditions, and controls the imaging unit. An image measuring device that dynamically controls imaging conditions when focusing on a work placed on the transparent plate .
前記透光板には、前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせやすくするための加工が施されている、請求項1に記載の画像測定装置。 2. The image measuring apparatus according to claim 1, wherein said light-transmitting plate is processed to facilitate focusing of said imaging unit on said first surface of said light-transmitting plate. 透光性を有する透光板を有し、前記透光板の第一面にワークが載置される載置台と、a mounting table having a light-transmitting plate on which a workpiece is placed on a first surface of the light-transmitting plate;
前記透光板の下方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに透過照明光を照射する透過照明部と、a transmissive illumination unit provided below the translucent plate for irradiating transmissive illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
前記透光板の上方に設けられ、前記透光板に載置されたワークに落射照明光を照射する落射照明部と、an epi-illumination unit provided above the translucent plate for irradiating epi-illumination light onto the workpiece placed on the translucent plate;
前記載置台の上方に設けられた撮像部と、an imaging unit provided above the mounting table;
前記撮像部のピントを調整する調整部と、an adjustment unit that adjusts the focus of the imaging unit;
前記ワークにピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータと、前記透光板にピントが合ったときの前記調整部の制御パラメータとに基づき、前記透光板を基準とした前記ワークの高さを求めるプロセッサとを有し、height of the work with respect to the light-transmitting plate based on the control parameter of the adjusting unit when the work is in focus and the control parameter of the adjusting unit when the light-transmitting plate is in focus; and a processor that requires
前記透光板には、前記撮像部のピントを前記透光板の前記第一面に合わせやすくするための加工が施されている画像測定装置。The image measuring apparatus according to claim 1, wherein the light-transmitting plate is processed so that the imaging unit can be easily focused on the first surface of the light-transmitting plate.
前記透光板の前記第一面は、前記透過照明部からの前記透過照明光を透過させ、前記落射照明部からの前記落射照明光を散乱させるように加工されている、請求項2または3に記載の画像測定装置。 4. The first surface of the translucent plate is processed so as to transmit the transmitted illumination light from the transmitted illumination section and to scatter the epi-illumination light from the epi-illumination section . The image measuring device according to . 前記透光板の前記第一面は、前記透過照明部からの前記透過照明光が照射されたときよりも、前記落射照明部からの前記落射照明光が照射されたときの方が、光が散乱しやすくなるように加工されている、請求項2ないしのいずれか一項に記載の画像測定装置。 The first surface of the translucent plate emits more light when irradiated with the epi-illumination light from the epi-illumination unit than when irradiated with the transmitted illumination light from the trans-illumination unit. The image measuring device according to any one of claims 2 to 4 , which is processed so as to be easily scattered. 前記透光板の前記第一面の表面粗さは前記透光板の第二面の表面粗さよりも粗い、請求項2ないしのいずれか一項に記載の画像測定装置。 The image measuring device according to any one of claims 2 to 5 , wherein the surface roughness of the first surface of the light-transmitting plate is rougher than the surface roughness of the second surface of the light-transmitting plate. 前記透光板の前記第一面はウエットブラストにより加工されている、請求項2ないしのいずれか一項に記載の画像測定装置。 The image measuring device according to any one of claims 2 to 6 , wherein said first surface of said transparent plate is processed by wet blasting. 前記透光板の前記第一面に付与された凹凸のピッチは2ピクセル以上かつ20ピクセル以下である、請求項2ないしのいずれか一項に記載の画像測定装置。 The image measuring apparatus according to any one of claims 2 to 7 , wherein the pitch of the unevenness provided on the first surface of the light-transmitting plate is 2 pixels or more and 20 pixels or less. 前記撮像条件は、前記透過照明部を消灯し、前記落射照明部を点灯させることを含む、請求項1または2に記載の画像測定装置。 3. The image measuring apparatus according to claim 1 , wherein said imaging condition includes turning off said transmission illumination unit and turning on said epi-illumination unit.
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