JPH11183124A - 画像検査・測定装置 - Google Patents
画像検査・測定装置Info
- Publication number
- JPH11183124A JPH11183124A JP9349394A JP34939497A JPH11183124A JP H11183124 A JPH11183124 A JP H11183124A JP 9349394 A JP9349394 A JP 9349394A JP 34939497 A JP34939497 A JP 34939497A JP H11183124 A JPH11183124 A JP H11183124A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- magnification
- lens
- zoom
- light beam
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】画像検査・測定装置は、広い視野、即ち低い倍
率であることと、高い分解能、即ち高い倍率であること
が望まれる。 【解決手段】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。
率であることと、高い分解能、即ち高い倍率であること
が望まれる。 【解決手段】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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、４
２を納めたレンズ室３６、３７を有する。レンズ室３
６、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。
２を納めたレンズ室３６、３７を有する。レンズ室３
６、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１
４の倍率の積により設定される。
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１
４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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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２
６の両者を排他的に挿脱する機構としたものである。
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２
６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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ある。
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
Claims (5)
- 【請求項１】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。 - 【請求項２】請求項１において、 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
ことを特徴とする画像検査・測定装置。 - 【請求項３】請求項１において、 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
とする画像検査・測定装置。 - 【請求項４】請求項２又は３において、 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画像検査・測定装置。 - 【請求項５】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34939497A JP3899623B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 画像検査・測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34939497A JP3899623B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 画像検査・測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183124A true JPH11183124A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3899623B2 JP3899623B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=18403462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34939497A Expired - Fee Related JP3899623B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 画像検査・測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3899623B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002195956A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Nikon Corp | 欠陥検査装置 |
| US6456430B1 (en) | 2000-07-17 | 2002-09-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscope |
| JP2003021504A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 光コネクタの端面形状測定方法及び装置 |
| JP2007121295A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-17 | General Electric Co <Ge> | 物体を検査する方法およびシステム |
| WO2008062651A1 (fr) | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Nikon Corporation | Dispositif de mesure d'image |
| WO2013073459A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 東レエンジニアリング株式会社 | 自動外観検査装置 |
| JP2017021025A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 株式会社ミツトヨ | 倍率調整可能光学システムにおける可変焦点距離レンズの適応的な動作周波数の調整方法 |
| JP2021025915A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社キーエンス | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
| WO2021037342A1 (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Device and method for imaging an object |
| WO2022004842A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | ネッパジーン株式会社 | 細胞回収装置 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34939497A patent/JP3899623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6456430B1 (en) | 2000-07-17 | 2002-09-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscope |
| JP2002195956A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Nikon Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2003021504A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 光コネクタの端面形状測定方法及び装置 |
| JP2007121295A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-17 | General Electric Co <Ge> | 物体を検査する方法およびシステム |
| JP5012810B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2012-08-29 | 株式会社ニコン | 画像測定器 |
| EP2088459A1 (en) * | 2006-11-22 | 2009-08-12 | Nikon Corporation | Image measuring device |
| EP2088459A4 (en) * | 2006-11-22 | 2010-01-13 | Nikon Corp | IMAGE MEASURING DEVICE |
| US8120844B2 (en) | 2006-11-22 | 2012-02-21 | Nikon Corporation | Image measuring apparatus |
| WO2008062651A1 (fr) | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Nikon Corporation | Dispositif de mesure d'image |
| KR101376632B1 (ko) * | 2006-11-22 | 2014-03-19 | 가부시키가이샤 니콘 | 화상 측정기 |
| WO2013073459A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 東レエンジニアリング株式会社 | 自動外観検査装置 |
| JP2013104860A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-30 | Toray Eng Co Ltd | 自動外観検査装置 |
| JP2017021025A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 株式会社ミツトヨ | 倍率調整可能光学システムにおける可変焦点距離レンズの適応的な動作周波数の調整方法 |
| JP2021025915A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社キーエンス | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
| WO2021037342A1 (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Device and method for imaging an object |
| JP2022547665A (ja) * | 2019-08-27 | 2022-11-15 | ライカ マイクロシステムズ シーエムエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 対象物のイメージング装置およびイメージング方法 |
| WO2022004842A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | ネッパジーン株式会社 | 細胞回収装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3899623B2 (ja) | 2007-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3563800B2 (ja) | 観察光学装置 | |
| JP2925647B2 (ja) | 顕微鏡変倍装置 | |
| EP2059844B1 (en) | Improvements in and relating to scanning confocal microscopy | |
| JPH02118609A (ja) | 顕微鏡の自動焦点合わせ装置 | |
| KR100300212B1 (ko) | 고정밀패턴검사방법및장치 | |
| CN110849289A (zh) | 一种双摄像头并行共焦差动显微3d形貌测量装置及方法 | |
| US5270527A (en) | Method for autofocusing of microscopes and autofocusing system for microscopes | |
| JP3899623B2 (ja) | 画像検査・測定装置 | |
| WO1992017805A1 (en) | Apparatus for sensing automatic focusing | |
| JPH1096848A (ja) | 自動焦点検出装置 | |
| JP5322368B2 (ja) | 顕微鏡システム、観察方法および観察プログラム | |
| KR101826127B1 (ko) | 광학적 웨이퍼 검사 장치 | |
| CN210922541U (zh) | 一种双摄像头并行共焦差动显微3d形貌测量装置 | |
| US6738189B1 (en) | Microscope for measuring an object from a plurality of angular positions | |
| JP3349711B2 (ja) | 自動焦点検出装置 | |
| JPH01110243A (ja) | 外観検査装置 | |
| JP2891739B2 (ja) | 顕微鏡 | |
| JP3750259B2 (ja) | 画像検査・測定装置 | |
| JPS6257008B2 (ja) | ||
| JPS619614A (ja) | 顕微鏡 | |
| JP2009229547A (ja) | 光学ユニットおよび測定装置 | |
| CN116045835B (zh) | 一种超大口径平面或球面光学干涉测试装置 | |
| Li | Focus-shift using rotating planar mirrors for light sheet microscopy | |
| JP2713403B2 (ja) | 倍率変換可能な光学装置 | |
| JP3192934B2 (ja) | 多心光ファイバ融着接続装置 |
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 |