JPH0599619A - エツジ検出装置 - Google Patents

エツジ検出装置

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JPH0599619A
JPH0599619A JP26461491A JP26461491A JPH0599619A JP H0599619 A JPH0599619 A JP H0599619A JP 26461491 A JP26461491 A JP 26461491A JP 26461491 A JP26461491 A JP 26461491A JP H0599619 A JPH0599619 A JP H0599619A
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JP
Japan
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detecting
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Withdrawn
Application number
JP26461491A
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English (en)
Inventor
Naoko Hisada
菜穂子 久田
Kazuyuki Seki
和幸 関
Hiroshi Yugawa
浩 湯川
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定試料に対して最適閾値を自動的に設定
でき、エッジを常に高精度で検出できるエッジ検出装置
を提供する。 【構成】 被測定試料1のエッジ部における光検出器9
の出力のプロファイルを検出するプロファイル検出手段
22と、種々の試料エッジ部における複数のプロファイ
ルおよびその各プロファイルに対応する閾値を予め格納
する記憶手段24と、プロファイル検出手段22で検出
した被測定試料1のプロファイルに基づいて記憶手段2
4から対応するプロファイルの閾値を検索する検索手段
23とを具え、この検索手段23で検索した閾値を比較
手段10における所定の閾値として自動的に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、試料と、光源および
該光源からの光を試料を介して受光する光検出器を有す
る光学系とを相対的に移動させながら、光検出器の出力
を比較手段において所定の閾値と比較して試料のエッジ
を検出するようにしたエッジ検出装置、特に光検出器の
出力を比較する所定の閾値を自動的に設定するようにし
たエッジ検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエッジ検出装置として、図4に示
すようなものが提案されている。このエッジ検出装置に
おいては、試料1を両矢印A方向、つまり対物レンズ6
に対し垂直方向に移動可能なステージ2上に載置し、ス
テージ2の一方の面側に、光源3と、該光源3からの光
を平行光にするコリメータレンズ4と、その平行光を反
射させるミラー5とを有するテレセントリック照明系を
配置して試料1を照明するようにしている。また、ステ
ージ2の他方の面側には、対物レンズ6、結像レンズ
7、ピンホール8および光検出器9を配置し、対物レン
ズ6の焦点を試料1の表面に位置させて、テレセントリ
ック照明系からの光を対物レンズ6、結像レンズ7およ
びピンホール8を経て光検出器9で受光し、その出力を
光電変換して比較器10において基準電圧11からの所
定の閾値と比較してエッジ検出信号を得るようにしてい
る。
【0003】ここで、基準電圧11による所定の閾値
は、キャリブレーション作業により試料エッジ部の明部
と暗部とにおける光検出器の出力をモニタ12に表示
し、それらの値に基づいてオペレータにより設定するよ
うにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したエッジ検出装
置において、エッジを高精度で検出するためには、光検
出器8の出力を比較する閾値を、試料1の厚みをも考慮
して設定する必要がある。すなわち、図5に示すように
試料1の厚みが薄い場合には、試料1はステージ2のx
方向の移動に伴って図6に示すようにしてピンホール8
に対応する部分を通過することになる。したがって、こ
の場合にピンホール8を光が通過する面積S(x)は、
ピンホール8の半径をrとすると、下記の式で表され
る。
【外1】
【0005】また、上記の面積S(x)と光検出器9の
出力とが比例するとすれば、光検出器9の出力I
1 (x)は、試料1がピンホール8を全くふさがない場
合を1として、下式のようになり、それをグラフにする
と図7に示すプロファイルが得られる。
【外2】
【0006】図7において、試料1のエッジは、プロフ
ァイルが縦軸と交わるx=0の点であり、この点の値は
試料1の厚さが薄い場合には、明部および暗部における
出力の中間(50%)の値となる。したがって、この場
合には、キャリブレーション作業においてモニタ12に
表示される試料エッジ部の明部と暗部との値の中間に閾
値を設定すれば良いことになる。
【0007】これに対し、試料1の厚みが厚い場合に
は、試料1のエッジがピンホール8と対応する位置に達
する以前に、図8にハッチングを施して示すように試料
1によって照明光線のケラレが生じる。図8の試料1に
よるケラレの部分を拡大すると、図9に示すような円錐
体が考えられる。図9において、試料1はピンホール8
に対応する位置まで達していないが、厚みが厚いために
光線を遮っている。なお、図9において、dは試料1の
厚み、θは対物レンズ6によって定まる角度を示す。
【0008】図10は図9の底面を示すもので、ハッチ
ングを施して示す部分は試料1によって光線が遮られた
部分を表す。図10において、試料1がピンホール8に
対応する部分を横切るときの光量I(x)は、R=d・
tan θとすると、下式で表され、これをグラフにすると
図11に示すプロファイルが得られる。
【外3】
【0009】図11において、試料1のエッジはプロフ
ァイルが縦軸と交わる点P(x=0)であり、この点P
の光量は明部および暗部の中間(50%)の光量よりも
低くなる。このように、試料1の厚みdが厚くなると、
エッジにおける光量は明部および暗部の中間(50%)
の光量よりも低くなるが、これを考慮してオペレータ自
身が点Pに対応する閾値を手動で設定することは、熟練
者であっても極めて困難である。このため、従来のエッ
ジ検出装置においては、エッジを正確に検出することが
できず、例えばエッジを検出して試料1の対物レンズ6
に対して垂直方向の長さを測長する場合に、高精度の測
定ができないという問題があった。
【0010】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、被測定試料に対して最適閾値を
自動的に設定でき、エッジを常に高精度で検出できるよ
う適切に構成したエッジ検出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】上記目的を達成するた
め、第1の発明では、試料と、光源および該光源からの
光を試料を介して受光する光検出器を有する光学系とを
相対的に移動させながら、光検出器の出力を比較手段に
おいて所定の閾値と比較して試料のエッジを検出するよ
うにしたエッジ検出装置において、被測定試料のエッジ
部における前記光検出器の出力のプロファイルを検出す
るプロファイル検出手段と、種々の試料エッジ部におけ
る複数のプロファイルおよびその各プロファイルに対応
する前記閾値を予め格納する記憶手段と、前記プロファ
イル検出手段で検出した被測定試料のプロファイルに基
づいて前記記憶手段から対応するプロファイルの閾値を
検索する検索手段とを具え、この検索手段で検索した閾
値を前記比較手段における所定の閾値として自動的に設
定する。
【0012】また、第2の発明では、試料と、光源およ
び該光源からの光を試料を介して受光する光検出器を有
する光学系とを相対的に移動させながら、光検出器の出
力を比較手段において所定の閾値と比較して試料のエッ
ジを検出するようにしたエッジ検出装置において、被測
定試料のエッジ部における前記光検出器の出力のプロフ
ァイルを検出するプロファイル検出手段と、このプロフ
ァイル検出手段で検出したプロファイルの変曲点におけ
るデータを抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出
手段で抽出したデータに基づいて前記比較手段における
閾値を演算する演算手段とを具え、この演算手段で演算
した閾値を前記比較手段における所定の閾値として自動
的に設定する。
【0013】さらに、第3の発明では、試料と、光源お
よび該光源からの光を試料を介して受光する光検出器を
有する光学系とを相対的に移動させながら、光検出器の
出力を比較手段において所定の閾値と比較して試料のエ
ッジを検出するようにしたエッジ検出装置において、被
測定試料の厚みを入力する入力手段と、種々の試料厚み
に対応する前記比較手段における閾値を予め格納する記
憶手段とを具え、前記入力手段から入力された被測定試
料の厚みに対応する閾値を前記記憶手段から読み出して
前記比較手段における所定の閾値を自動的に設定する。
【0014】
【作用】第1の発明においては、プロファイル検出手段
により被測定試料のエッジ部における光検出器の出力の
プロファイルが検出されると、それに対応するプロファ
イルの閾値が検索手段により記憶手段から検索されて自
動的に設定される。
【0015】また、第2の発明においては、プロファイ
ル検出手段により被測定試料のエッジ部における光検出
器の出力のプロファイルが検出されると、そのプロファ
イルの変曲点におけるデータがデータ抽出手段で抽出さ
れ、それに基づいて演算手段で閾値が演算されて自動的
に設定される。
【0016】さらに、第3の発明においては、入力手段
から被測定試料の厚みが入力されると、その入力された
厚みに対応する閾値が記憶手段から読み出されて自動的
に設定される。
【0017】
【実施例】図1はこの発明の第1実施例を示すものであ
る。試料1は、図4と同様に両矢印A方向に移動可能な
ステージ2上に載置し、これをステージ2の一方の面側
に配置した光源3、該光源3からの光を平行光にするコ
リメータレンズ4およびその平行光を反射させるミラー
5を有するテレセントリック照明系により照明する。ま
た、ステージ2の他方の面側には、対物レンズ6、結像
レンズ7、ピンホール8および光検出器9を配置し、対
物レンズ6の焦点を試料1の表面に位置させて、テレセ
ントリック照明系からの光を対物レンズ6、結像レンズ
7およびピンホール8を経て光検出器9で受光する。な
お、ステージ2はステージ駆動手段21により駆動す
る。
【0018】この実施例では、光検出器9の出力を光電
変換して比較器10の一方の入力端子に供給すると共
に、プロファイル検出手段22に供給する。プロファイ
ル検出手段22は、キャリブレーションモードにおいて
光検出器9の出力をサンプリングし、必要に応じてデー
タの補間を行って、被測定試料1のエッジ部のプロファ
イルを検出し、これを検索手段23に供給する。この検
索手段23には、メモリ24に予め格納したプロファイ
ルデータをも供給し、該検索手段23においてメモリ2
4に格納されているプロファイルデータからプロファイ
ル検出手段22で検出したプロファイルに対応するプロ
ファイルデータを検索する。
【0019】この実施例では、メモリ24に、予め実験
等により得た種々の試料エッジ部における複数のプロフ
ァイルおよびその各プロファイルに対応する比較器10
における適正な閾値を格納し、検索手段23においてプ
ロファイル検出手段22からのプロファイルに対応する
メモリ24内のプロファイルを検索して、その閾値を比
較器10の他方の入力端子に供給する。このようにし
て、キャリブレーションモードにおいて比較器10にお
けるエッジ検出のための閾値を自動的に設定する。な
お、ステージ駆動手段21、プロファイル検出手段2
2、検索手段23およびメモリ24は、入力手段25か
ら入力されるキャリブレーションモードおよびエッジ検
出モードに応じてコントローラ26により制御する。ま
た、比較器10の出力はコントローラ26に供給し、そ
の出力に基づいてエッジ検出モードにおいてエッジ検出
信号を出力させる。
【0020】この実施例によれば、オペレータは、被測
定試料1をステージ2上に載置し、入力手段25でキャ
リブレーションモードを選択して、被測定試料1をピン
ホール8と対応する部分に移動させるだけで、比較器1
0におけるエッジ検出のための閾値を適正な値に自動的
に設定することができるので、何ら熟練を要することな
く、エッジ検出モードにおいて被測定試料1のエッジを
正確に検出することができる。したがって、例えばエッ
ジを検出して試料1の長さを測定する場合にも、高精度
の測長が可能となる。
【0021】図2はこの発明の第2実施例を示すもの
で、図1に示す符号と同一作用を成すものには同一符号
を付し、説明を省略する。この実施例では、キャリブレ
ーションモードにおいて、プロファイル検出手段22で
検出した被測定試料1のエッジ部のプロファイルを抽出
手段31に供給し、該抽出手段31においてプロファイ
ルの変曲点のデータの内、所要の二つのデータを抽出し
て演算手段32に供給する。
【0022】ここで、プロファイル検出手段22で検出
されるプロファイルは、被測定試料1の厚みが薄い場合
には、図7に示すように±rの位置において二つの変化
点Q 1,Q2 が存在し、厚みが厚い場合には、図11に示
すように−Rおよび±rの位置において三つの変化点Q
1,Q2,Q3 が存在する。そこで、この実施例ではプロフ
ァイルを例えば一次微分することにより変曲点を検出し
て各変化点のデータを抽出し、そのデータが三つある場
合にはx座標最小になるとき、または一次微分値の絶対
値が最小となるときのデータを捨てて残りの二つのデー
タを演算手段32に供給する。
【0023】演算手段32では、抽出手段31で抽出さ
れた二つのデータの平均値を求め、これを比較器10に
おけるエッジ検出の閾値として自動的に設定する。した
がって、この実施例においても、被測定試料1をステー
ジ2上に載置し、入力手段25でキャリブレーションモ
ードを選択するだけで、比較器10におけるエッジ検出
のための閾値を適正な値に自動的に設定することができ
るので、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0024】図3はこの発明の第3実施例を示すもので
ある。この実施例は、種々の試料厚みに対応する比較器
10における閾値を予めメモリ35に格納し、エッジ検
出に先立って入力手段25から被測定試料1の厚みを入
力することにより、その厚みに対応した閾値をメモリ3
5から読み出して比較器10に自動的に設定するように
したものである。したがって、この実施例によれば、被
測定試料1の厚みが既知であれば、その厚みを単に入力
するだけで、比較器10におけるエッジ検出のための閾
値を適正な値に自動的に設定することができるので、第
1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0025】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、上述した実施例では、照明光学系およ
び検出光学系を固定とし、ステージ2を移動させるよう
にしたが、これらの移動は相対的であればよいので、ス
テージ2を固定として照明光学系および検出光学系を移
動させたり、双方を互いに逆方向に移動させるようにし
てもよい。また、第1〜3実施例を適当に組み合わせ
て、閾値の自動設定方法を任意に選択できるように構成
することもできる。さらに、ステージ2は、オペレータ
により手動で移動させることもできる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、何ら
の熟練を要することなく、被測定試料に対して最適閾値
を自動的に設定できるので、エッジを常に高精度で検出
することができる。したがって、例えばエッジを検出し
て被測定試料の長さを測定する場合にも、高精度の測長
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す図である。
【図2】同じく第2実施例を示す図である。
【図3】同じく第3実施例を示す図である。
【図4】従来の技術を説明するための図である。
【図5】厚みが薄い試料のエッジ部における光の透過状
態を示す図である。
【図6】同じく厚みが薄い試料におけるピンホールの透
過光の変化を説明するための図である。
【図7】同じく厚みが薄い試料におけるエッジ部の受光
出力のプロファイルを示す図である。
【図8】厚みが厚い試料のエッジ部における光の透過状
態を示す図である。
【図9】図8の試料エッジ部を拡大して示す図である。
【図10】同じく厚みが厚い試料におけるエッジ部の透
過光の変化を説明するための図である。
【図11】同じく厚みが厚い試料におけるエッジ部の受
光出力のプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
1 試料(被測定試料) 2 ステージ 3 光源 4 コリメータレンズ 5 ミラー 6 対物レンズ 7 結像レンズ 8 ピンホール 9 光検出器 10 比較器 21 ステージ駆動手段 22 プロファイル検出手段 23 検索手段 24 メモリ 25 入力手段 26 コントローラ 31 抽出手段 32 演算手段 35 メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料と、光源および該光源からの光を試
    料を介して受光する光検出器を有する光学系とを相対的
    に移動させながら、光検出器の出力を比較手段において
    所定の閾値と比較して試料のエッジを検出するようにし
    たエッジ検出装置において、被測定試料のエッジ部にお
    ける前記光検出器の出力のプロファイルを検出するプロ
    ファイル検出手段と、種々の試料エッジ部における複数
    のプロファイルおよびその各プロファイルに対応する前
    記閾値を予め格納する記憶手段と、前記プロファイル検
    出手段で検出した被測定試料のプロファイルに基づいて
    前記記憶手段から対応するプロファイルの閾値を検索す
    る検索手段とを具え、この検索手段で検索した閾値を前
    記比較手段における所定の閾値として自動的に設定する
    よう構成したことを特徴とするエッジ検出装置。
  2. 【請求項2】 試料と、光源および該光源からの光を試
    料を介して受光する光検出器を有する光学系とを相対的
    に移動させながら、光検出器の出力を比較手段において
    所定の閾値と比較して試料のエッジを検出するようにし
    たエッジ検出装置において、被測定試料のエッジ部にお
    ける前記光検出器の出力のプロファイルを検出するプロ
    ファイル検出手段と、このプロファイル検出手段で検出
    したプロファイルの変曲点におけるデータを抽出するデ
    ータ抽出手段と、このデータ抽出手段で抽出したデータ
    に基づいて前記比較手段における閾値を演算する演算手
    段とを具え、この演算手段で演算した閾値を前記比較手
    段における所定の閾値として自動的に設定するよう構成
    したことを特徴とするエッジ検出装置。
  3. 【請求項3】 試料と、光源および該光源からの光を試
    料を介して受光する光検出器を有する光学系とを相対的
    に移動させながら、光検出器の出力を比較手段において
    所定の閾値と比較して試料のエッジを検出するようにし
    たエッジ検出装置において、被測定試料の厚みを入力す
    る入力手段と、種々の試料厚みに対応する前記比較手段
    における閾値を予め格納する記憶手段とを具え、前記入
    力手段から入力された被測定試料の厚みに対応する閾値
    を前記記憶手段から読み出して前記比較手段における所
    定の閾値を自動的に設定するよう構成したことを特徴と
    するエッジ検出装置。
JP26461491A 1991-10-14 1991-10-14 エツジ検出装置 Withdrawn JPH0599619A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210089062A (ko) 2020-01-07 2021-07-15 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 용접 열영향부의 인성이 우수한 Cu 함유 저합금강 및 그 제조 방법

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107