TWI335416B - Control method of measuring apparatus and recording medium for recording measurement point distribution program - Google Patents

Control method of measuring apparatus and recording medium for recording measurement point distribution program Download PDF

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TWI335416B
TWI335416B TW094100318A TW94100318A TWI335416B TW I335416 B TWI335416 B TW I335416B TW 094100318 A TW094100318 A TW 094100318A TW 94100318 A TW94100318 A TW 94100318A TW I335416 B TWI335416 B TW I335416B
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Kazuhiro Deguchi
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Sokkia Fine Systems Company Ltd
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Description

1335416 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種測定裝置之控制方法,該測定裝置將 被測定物作為被攝影體進行攝影,並處理經該攝影得到的 圖像,來測定被測定物的微小尺寸。 【先前技術】 作為測定被測定物的微小尺寸的裝置,可例舉如下的二 維測定儀,其包括:在平行地延伸設置的導轨上可自由滑 動地配置之X軸架;使該X軸架沿導軌在Y軸方向上移動 之Y軸驅動部;沿X軸架的長度方向可自由滑動地配置之 檢測部;使該檢測部沿X軸架在X軸方向上移動之X軸驅 動部;以及從檢測部下方照射被測定物之光源部;使檢測 部在二維方向上移動,從而測定被測定物上之圖形的線寬 等(參考專利文獻1)。 [專利文獻1 ]曰本專利特開平7 - 1 2 5 1 2號公報(第2至4 頁,圖1 )。 【發明内容】 (發明所欲解決之問題) 在習知之二維測定儀中,由於用1台檢測部測定被測定 物,因此,即使在被測定物上設定了多個測定部位,也不 能對多個測定部位同時進行測定,不能充分縮短測定時 間 為縮短測定時間,可考慮採用準備多台檢測部,並且使 各檢測部同時移動到各測定部位的構造。但是,準備多台 6 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318
1335416 大俯視圖,圖9係將測定圓形中心對準圖像中心時ί 俯視圖,圖I 0係用於說明把測定點按測定順序重新 時之作用的流程圖,圖1 1係表示多個測定點之排列 例的俯視圖。 在該等圖中,多測定頭測長機1 0係作為三維測定』 為具備有:與X - Υ座標(機械座標)之X軸平行所設置 軸用架1 2 ;與X - Υ座標(機械座標)之Υ軸平行所設置 對Υ軸用架1 4 ;基座1 6 ;固定在基座1 6上之測定台 在X軸用架1 2上可相互非同步(獨立)移動所設置之 測定頭(檢測部)2 0、2 2 ;用以使各測定頭2 0、2 2沿 方向相互非同步(獨立)地移動之X軸驅動部2 4 ;用以 定頭20、22整體沿Υ軸方向移動之Υ軸驅動部26 ; 使各測定頭2 0、2 2沿Ζ軸方向相互非同步(獨立)地 之Ζ軸驅動部2 8 ;用以控制各驅動部之驅動之進行運 之2台個人電腦(以下稱為PC)30、32;顯示各PC30 之處理結果等之顯示裝置34;用以對各PC30、32輸 種資訊之鍵盤36;以及用以顯示各驅動部之驅動方向 控制箱3 8等之構造。 在X軸用架12的軸方向兩端部形成有滑動部(未圖 示),各滑動部係構成為可沿各Y軸用架1 4滑動。X 架1 2係透過Y轴驅動部2 6的驅動,而可沿Y軸方向: Y軸驅動部26由具有多個Y軸線性馬達用磁鐵26a和 用線性馬達用線圈2 6 b之線性馬達所構成。通電於線 達之線圈26b,當利用PC30控制對線圈26b之通電量 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 12 I放大 排列 的一 !置, :之X 之一 18; 多個 X軸 使測 用以 移動 :算等 '32 入各 等之 軸用 移動, | Y軸 性馬 及通 1335416 電方向,貝4 X軸架1 2沿Y軸方向(Y軸用架1 4 )移動。亦 即,透過Y軸驅動部26之驅動,測定頭20、22整體隨著 X軸架12之移動,而可沿Y軸方向移動。此時,Y軸驅動 部2 6係構成使測定頭2 0、2 2沿Y軸方向移動之主驅動部。
又,在X軸用架1 2上,設有用以使各測定頭2 0、2 2沿 X軸方向(X軸用架】2)進行非同步(獨立)移動之X軸驅動 部2 4。X軸驅動部2 4係構成具有:沿X軸用架1 2所設置 之多個X軸線性馬達用磁鐵2 4 a ;搭載在各測定頭2 0、2 2 上之X軸線性馬達用線圈24b。透過PC30控制對各線圈 2 4 b之通電量及通電方向,可使各測定頭2 0、2 2沿X轴方 向進行非同步(獨立)移動。此時,由線性馬達所構成的X 軸驅動部2 4係構成為使各測定頭2 0、2 2沿X軸方向進行 非同步移動之X方向用輔助驅動部。 固定有X軸用架12和Y軸用架14的基座16,係藉由固 定在基部上的多個框架40所支撐,在基座16上設有構成 多測定頭測長機1 0的機械座標(X - Y座標)的測定台1 8。 測定台1 8的兩端側由台框架1 8 a所支撐,在測定台1 8上, 如圖4所示,可搭載作為被測定物的平面板42。平面板 42形成為略長方形形狀,此平面板42上形成有多個液晶 監視器4 4。在平面板4 2之左端側的上部和下部形成有校 準標記Μ 1、Μ 2。又,在各液晶監視器4 4上設置有測定點(管 理點)Ρ 1〜Ρ 4,且如圖5所示,作為測定對象,形成有構成 驅動電路等之圖形ΡΤ1、ΡΤ2、…。 測定頭2 0、2 2係將在平面板4 2的被測定區域所設置的 13 326V* 利說明書(補件)\94·04\94100318
1335416 液晶監視器4 4面臨之空間,作為測定頭2 Ο、2 2的移 域,在該移動區域中,被設置成可沿三維方向移動。 定頭2 0、2 2具備有作為測定頭本體的標準相機單元 附屬相機單元4 8。標準相機單元4 6和附屬相機單元 別具備有鏡筒50,在各鏡筒50内,將平面板42上的 監視器4 4作為被攝物體,將液晶監視器4 4上的圖形 用以拍攝之拍攝手段,並收容有物鏡5 2和相機5 4。 5 2和相機5 4具備有電子顯微鏡的功能,放大液晶監 44上的圖形進行攝影,並透過電纜(未圖示),將相關 攝到的圖像之信號傳輸給P C 3 0。又,作為相機5 4,1 設置2台100萬畫素之數位相機,作為高倍率用相機 倍率用相機,且設置2台彩色相機,作為低倍率用相 廣角用相機。4台相機5 4分别被收容在鏡筒5 0内, 相機單元46内的相機54分别與PC30之圖像卡56連 附屬相機單元48内的相機54分别與PC32之圖像卡 又,為調節拍攝手段的焦距,各鏡筒5 0係將拍攝-分別連接於根據來自P C 3 0、3 2的控制信號,為了沿 方向移動之作為Ζ方向用輔助驅動部的Ζ軸伺服馬達 62。此時,一側的Ζ軸伺服馬達60係作為Ζ1轴伺服 而起作用,另一側的Ζ軸伺服馬達62係作為Ζ2軸伺 達而起作用;一側的鏡筒50内的物鏡52和多台相機 可沿Ζ1軸進行往復運動,另一側的鏡筒5 0内的物鏡 和多台相機5 4可沿Ζ 2軸進行往復運動。並且,各測 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 14 動區 各測 46及 48分 液晶 作為 物鏡 視器 於拍 ί列如 和中 機和 標準 接, 58連 f段 Z軸 60 ' 馬達 服馬 54 52 定頭
1335416 20、22的Z軸方向之高度,亦即,從測 度分別經由刻度尺64檢測,檢測值分別 卡(counter board)66 輸出到 PC30 。 又,為了處理由各相機5 4拍攝的圊像 設置了多台自動調焦裝置68、 70,各自 7 0經由連接用終端機7 2連接到P C 3 0。
再者,於各測定頭2 0、2 2上,設置有用 的控制信號,並使各測定頭2 0、2 2沿Y 步移動之作為Y方向用輔助驅動部的 Y 7 6。Y軸伺服馬達7 4係作為Y 1 S伺服馬 2 0沿著與Y軸用架1 4平行的Y1S軸,Ji 進行往復運動。又,另一側的Y軸伺服馬 伺服馬達,可使測定頭22沿著與Y軸用 軸,並僅在微小範圍内進行往復運動。 其中,為了高精度地進行各測定頭2 0 之定位,在X軸驅動部24中,構成有如 閉迴圈(F u 1 1 C 1 〇 s e d L ο ο p )控制系統。 具體來講,與X軸(X軸架1 2 )平行地設 且與X軸平行地設置了用於引導各測定I 的直線導轨7 8和玻璃刻度尺8 0。並且在 上搭載有位置感測器(直線感測器)8 2,4 檢測玻璃刻度尺8 0的刻度,向刻度計數 c 〇 u n t e r ) 8 4輸出檢測信號。刻度計數器 器8 2的檢測信號,對玻璃刻度尺8 0上 326傳利說明書(補件)\94-(M\94100318 15 定台1 8算起的高 經由PC30的計數 ,進行調焦,而 動調焦裝置68、 於回應來自PC30 軸方向進行非同 軸伺服馬達74、 達,可使測定頭 :僅在微小範圍内 ,達76係作為Y2S 架14平行的Y2S 、22於X轴方向 圖6所示之全封 有多個磁鐵2 4 a, 具2 0、2 2之移動 .各測定頭20、22 ^位置感測器8 2 器(s c a 1 e 84回應位置感測 勺刻度數進行計 1335416 數,向監視器驅動部8 6輸出計數值。監視器驅動部8 6係 向直線馬達(2 4 a )和P C 3 0輪出各測定頭2 0、2 2的位置資 訊,P C 3 0可根據各測定頭2 0 ' 2 2的位置資訊,控制各測 定頭20、22上的線圏24b的通電量及通電方向,且可高 精度地控制各測定頭2 0、2 2在X軸方向之定位。 又,在Y軸驅動部2 6中亦同於X軸驅動部2 4,使用位 置感測器等構成全封閉迴圈控制系統,可高精度地進行各 測定頭20、22在Y軸方向之定位。 另一方面,PC30和PC32係透過LAN(局部區域網路)而 相互連接。PC30具有控制X軸驅動部24、Y軸驅動部26、 Z軸驅動部2 8之驅動的控制部功能,且具有處理由搭載在 測定頭2 0、2 2上之相機5 4所拍攝之圖像,根據其處理結 果,算出與液晶顯示器44上的圖形有關的微小尺寸之圖 像處理部功能。PC32係構成為處理由搭載在測定頭22上 的相機54所拍攝之圖像,並向PC30傳送處理結果。
而且,P C 3 0在控制測定頭2 0、2 2的移動時,分別與X - Y 座標對應地設定表示測定頭2 0 ' 2 2之移動目的地之測定 點,根據所設定之測定點座標,使測定頭2 0、2 2整體沿 一維方向(即,Y軸方向)移動,當測定頭2 0、2 2到達測定 點附近時,使測定頭2 0、2 2沿一維方向(例如,X軸方向 或Y袖方向)進行非同步移動,或者沿二維方向(例如,X 方向和Y軸方向)分別進行非同步移動,從而將測定頭2 0、 2 2分別定位在測定點上,對被定位的測定頭2 0、2 2發出 柏攝指令,並處理由搭載在各測定頭2 0、2 2上的相機5 4 16 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 所拍得之圖像,再根據其處理結果,測定液晶顯示器44 上的圖形的微小尺寸。 具體地說,P C 3 0係如圖3所示,作為圖像處理及測定所 必需的功能,具備有C I Μ應用程式(電腦統合生產應用程 式)8 8、操控軟體9 0、控制軟體9 2、系統介面(S C A Μ ) 9 4等, P C 3 2係作為圖像處理及測定所必需的功能,具備有系統介 面(SCAM)96"CIM應用程式88作為操控軟體90的客戶程
式(c 1 i e n t ),進行與上位伺服器之資訊交換,讀入與生產 線系統有關的各種資訊,向操控軟體9 0傳送與製法 (r e c i p e )的指定或基板號碼有關的資訊等,對操控軟體9 0 進行遠端控制。操控軟體9 0係作為對於各系統介面 (SCAM)94、96的客戶軟體(client),向各系統介面 (SCAM) 94 ' 9 6輸出對測定點分配教學巨集 (t e a c h i n g - m a c r 〇 )之用以進行測定的測定指示,且向各系 統介面(S C A Μ ) 9 4、9 6輸出對測定點分配4台相機中任一相 機的指示等。再者,操控軟體9 0係作為對於控制軟體9 2 的客戶軟體,向控制軟體9 2輸出用以指示相對於X軸驅 動部24、Υ軸驅動部26之動作的動作指示。 系統介面(SC A Μ ) 9 4係向標準相機單元4 6輸出用以選擇 搭載在測定頭20上的相機54中任一相機54的指令,且 經由圖像卡56讀取來自所選擇相機54之圖像,並處理所 讀取的圖像,根據處理結果算出相關於圖形之微小尺寸, 或者為了根據處理結果對測定頭2 0進行反饋控制,向控 制軟體9 2輸出相對於X轴驅動部2 4、Υ軸伺服馬達6 2之 17 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 動作支持。又,系統介面(S C A Μ ) 9 6係向附屬相機單元4 8 輸出用以選擇搭載在測定頭2 2上的相機5 4中任一相機5 4 的指令,且讀取來自所選擇相機54之圖像,並進行處理, 向控制軟體9 2輸出處理結果,同時為了根據處理結果對 測定頭2 2進行反饋控制,而向控制軟體9 2輸出相對於X 軸驅動部24和Y軸伺服馬達64的動作指示。
控制軟體9 2係根據來自操控軟體9 0、系統介面 (SCAM)94、96的動作指示,生成用以驅動X軸驅動部24、 Y軸驅動部2 6、Z軸驅動部2 8之控制信號,把生成之控制 信號經由操控器9 8輸出到X軸驅動部2 4、Y軸驅動部2 6、 Z軸驅動部28。又,從刻度尺64讀取與測定頭20、22内 的相機高度有關的資訊,對自動調焦裝置68或自動調焦 裝置7 0輸出自動調焦控制信號,經由操控器9 8向Z轴伺 服馬達6 0、6 2輸出用以進行自動調焦之控制信號。再者, 控制軟體9 2生成相對於設置在測定頭2 0、2 2上的照明裝 置1 0 0之照明控制信號,經由操控器9 8向照明裝置1 0 0 輸出該照明控制信號。搭載在各測定頭2 0、2 2上的照明 裝置1 0 0係從測定頭2 0、2 2對測定頭2 0、2 2的下方進行 照明。並且,在系統介面(S C A Μ ) 9 4 ' 9 6和控制軟體9 2之 間,透過介面通訊(socket communication)進行傳輸用於 進行自動調焦的資訊、用於控制照明裝置1 0 0的資訊、用 於控制各驅動部的資訊等。 接著按照圖7的流程圖對多測定頭測長機1 0的控制方 法進行說明。首先,操作者進行打開製法擋(r e c i p e Π 1 e ) 18 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 的操作(步驟S1 ),則存儲在P C 3 0的硬碟中的製法檔被打 開(步驟S 2 ),製法檔之内容被讀取到操控軟體9 0。即, 讀入與表示測定頭20 ' 22之移動目的地之多個測定點或 測定方法等有關的資訊。 然後,操作者按下執行按鈕(步驟S 3 ),則在操控軟體 9 0中,在將測定頭2 0、2 2移動到第一個測定點前,進行 校準測定(步驟S 4 )以作為校準處理。此校準測定係如圖4 所示,為了檢測出在平面板42上所形成的校準標記Ml、
Μ 2的位置,例如將測定頭2 0配置在與校準標記Μ1、Μ 2對 應的位置,驅動Υ軸驅動部2 6,使X軸架1 2沿Υ軸方向 移動,經由搭載在測定頭2 0上的相機5 4依序拍攝校準標 記Μ 1、Μ 2,利用P C 3 0處理該拍攝所得之圖像,並根據該 處理結果,決定平面板4 2的位置。 然後,執行按測定順序重新排列多個測定點之調度 (s c h e d u 1 e )處理(步驟S 5 )。當按測定順序依序選擇與各測 定頭2 0、2 2相關的測定點時,首先選取第一個測定點的 位置和教學巨集(步驟S 6 ),然後從操控軟體9 0向系統介 面(S C A Μ ) 9 4傳送第一個測定點的位置和教學巨集名(步驟 S 7 )。在系統介面(S C A Μ ) 9 4中,根據第一個測定點的位置 和教學巨集名,製作教學巨集(步驟S8)。亦即,進行用以 將第一個測定點的位置座標變換成Χ-Υ座標的處理。製作 教學巨集的處理結束時,從系統介面(SCAM )94向操控軟體 9 0發送作業結束資訊(步驟S 9 )。又,X - Y座標的原點雖為 方便而設置在圖1的左下側,但亦可為XY的移動中心。 19 326\專利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 接著,作為將測定頭20 ' 22移動到第1測定點附近的 處理,操控軟體9 0根據搭載在測定頭2 0、2 2上的相機5 4 之現在位置和第1測定點間的差異,執行用於計算移動量 及移動方向的處理(步驟S 1 0 ),並將處理結果輸出到控制 軟體9 2。當控制軟體9 2根據此結果執行處理時,作為測 定頭2 0、2 2的粗調,Y軸驅動部2 6被驅動,測定頭2 0、 2 2整體沿X軸架1 2移動,各測定頭2 0、2 2移動到第1個 測定點附近(步驟S 1 1 )。 當測定頭2 0 ' 2 2定位在第1個測定點附近時,從控制 軟體9 2向操控軟體9 0發出移動結束的指令(步驟S 1 2 )。
操控軟體9 0向系統介面(S C A Μ ) 9 4發出對測定頭2 0、2 2 的位置進行反饋控制處理的指令(步驟S 1 3 )。為了微調測 定頭20,系統介面(SCAM)94向控制軟體92輸出:對來自 搭載在測定頭2 0上的相機5 4之圖像進行處理;並將X軸 和Y軸中的當前的相機54位置和第1個測定點間的差異 分別設為0之動作指示(動作指令)(步驟S 1 4 )。此時,為 了微調移動測定頭2 2,系統介面(S C A Μ ) 9 6亦向控制軟體 9 2輸出:對來自搭載在測定頭2 2上的相機5 4之圖像進行 處理;並將X軸和Υ軸中的當前的相機54位置和第1個 測定點間的差異分別設為0之動作指示(動作指令)。控制 軟體92根據來自系統介面(SCAM) 94、96的動作指示,生 成使搭載在測定頭2 0、2 2上的相機5 4定位在第1個測定 點上的控制信號,並向X軸驅動部2 4和Y軸伺服馬達7 4、 7 6輸出控制信號,透過測定頭2 0、2 2的微調,將搭載在 20 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 測定頭2 Ο、2 2上的相機5 4定位在第1個測定點上(步驟 S1 5)。 當搭載於各測定頭20、22上的相機54定位在第1個測 定點上時,透過Ζ軸伺服馬達6 0、6 2的驅動,使各測定 頭2 0、2 2向Ζ軸方向移動,並進行調焦。於進行此調焦 時,用測定頭20、22的相機54拍攝第1個測定點處的圖 形,並且由P C 3 0處理該拍攝所得之圖像。此時,如圖8 所示,對由拍攝獲得之圖形和事先登錄之登錄圖形進行圖
形匹配(matching),當由拍攝所得之圖形之中心(圓圖形) 不在圖像之中心時,驅動Y軸伺服馬達7 4、7 6以如圖9 所示之使圓標誌圖形處於圖像之中心之方式進行定位。其 後,再用相機5 4對第1個測定點之圖形進行拍攝,並處 理拍攝所得之圖像,例如圖5所示,對測定點PI、P2處 的微小尺寸之圖形P T 1、P T 2的線寬(數μ m等級之線寬)等 進行測定。 當結束對第1個測定點P.l、P2的測定時,從系統介面 (S C A Μ ) 9 4向操控軟體9 0發送測定結束資訊(步驟S 1 6 )。 接收到測定結束通知之操控軟體9 0,判斷是否完成對所有 測定點的測定(步驟S 1 7 ),當所有測定點的測定未結束 時,例如關於第1個測定點的測定結束後,作為用以測定 第2個測定點的處理,返回到步驟S5的處理,重複步驟 S 6至步驟S 1 7的處理。然後,當對所有測定點的測定結束 時,從操控軟體9 0向顯示裝置3 4發送用以顯示測定結束 之信號(步驟S18),結束在該程序中的處理(步驟S19)。 21 326\專利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 接著,根據圖1 〇的流程圖說明按測定順序重排測定點 的調度處理。首先,進行校準處理(與步驟S4相同的處 理)(步驟S 2 0 ),然後將登錄在製法檔中的測定點Ρ卜Ρη轉 換成機械座標(步驟S 2 1 )。其後,將最接近機械座標原點 的測定點作為測定頭20的第一個測定點,並登錄到重排 列表中(步驟S22),設定η = 1(步驟S23)。然後,進行是否 存在未登錄到重排列表中的測定點之判斷(步驟S 2 4 )。此 時,如圖1 1所示,測定點Ρ1 ~ Ρ η中只有測定點Ρ1登錄為
測定頭2 0的第一個測定點,其餘測定點並未登錄在重排 列表中,因此轉到步驟S25的處理,以測定頭20的第η 個(第1個)測定點Ρ1為基準,在Υ軸方向上選取屬於Υ 軸伺服馬達74可微調的最大驅動範圍内的測定點。此後, 判斷是否選取滿足步驟S 2 5條件的測定點,亦即,進行判 斷是否存在成為測定頭2 2的第1個測定點的測定點(步驟 S 2 6)。當存在測定點時,以測定頭2 0的第1個測定點Ρ1 的座標為基準,在X軸方向上選取在較測定頭20和測定 頭2 2相互接近的最小距離(允許測定頭2 0、2 2之間接近 的最小距離)大的範圍所存在的測定點(步驟S 2 7 )。其後, 判斷是否選取滿足在步驟S 2 7之條件的測定點,亦即,進 行判斷是否存在成為測定頭22的第1個測定點的測定點 (步驟S28 )。 接著,當判斷存在成為測定頭22的第1個測定點的測 定點時,進行判斷所存在的測定點個數是否為奇數個(步 驟S 2 9)。例如,作為所存在的測定點,選取3個測定點 22 326\1[利說明書(補件)\94-04\94100318
1335416 P2、P3、P4時,將3個測定點中之中間的測定 為測定頭2 2的第η個(第1個)測定點登錄到重 (步驟S30 )。 另一方面,當存在的測定點有多個時,例如, 測定點Ρ2 ' Ρ3 ' Ρ4 ' Ρ5時,將中間的2個測定 中之接近測定頭2 2的測定點,作為測定頭2 2的 1個)測定點登錄到重排列表中(步驟S 3 1 )。 另一方面,在步驟S26中,當判斷不存在成為 的第1個測定點的測定點時,亦即,未選取滿足 之條件的測定點時,或在步驟S28中,判斷不存 定頭22的第1個測定點的測定點時,亦即,未 足步驟S27之條件的測定點時,不會選取與測定 關的測定點,不能使用測定頭2 0、2 2同時進行 以測定頭2 2的第η個(第1個)測定點之攔位設 S32)。 接下來,進行判斷所有測定點是否被登錄在重 (步驟S 3 3 ),當登錄第1個測定點時,轉到步驟 定η = 2。然後,將離測定頭2 0的第η - 1個最近的 為測定頭2 0的第η個測定點(步驟S 3 5 )。亦即, 座標原點的距離沿直線變化之測定點,將離測定 第1個測定點Ρ1最近的測定點作為測定頭20的 定點。例如,將側定點Ρ2或側定點Ρ6作為測定 第2個測定點登錄到重排列表中,並返回到步驟 在步驟S 2 4中,此時測定點Ρ 1〜Ρ η中只有測定 326\專利說明書(補件)\94-04\94100318 23 沾Ρ3,作 排列表中 存在4個 點 Ρ3 、 Ρ4 第η個(第 測定頭22 .步驟S25 •在成為測 選取到滿 :頭22相 測定,所 為空(步驟 排列表中 S34 > 設 測定點作 將與機械 頭20的 第2個測 頭2 0的 S24 〇 頭 20 ' 22 1335416 的第1個測定點被登錄,其餘測定點未登錄在重排列表 中,因此轉到步驟S 2 5的處理,以測定頭2 0的第η個(第 2個)測定點為基準,在Υ軸方向上選取屬於Υ軸伺服馬達 74可微調的最大驅動範圍内的測定點。此後直到步驟S35 重複相同的處理,當所有測定點登錄到重排列表中時,結 束此程序中的處理。
在本實施例中,將多個測定點Ρ 1~ Ρ η的位置資訊轉換成 機械座標,基於經座標轉換後的各測定點Ρ 1 ~ Ρ η的座標, 從多個測定點中,依序選取與機械座標原點之間的距離沿 直線變化的測定點,把選取的測定點對應於測定順序,設 定為與測定頭2 0相關的測定點,接著,從多個測定點Ρ卜Ρ η 中,依序選取距離與測定頭2 0相關所設定的各測定點一 定距離以上的位置上所存在的測定點,並把選取的測定點 對應於測定順序設定為與測定頭22相關的測定點,故可 從表示測定頭2 0、2 2之移動目的地之多個測定點Ρ 1 ~ Ρ η 中,選取移動距離最小的測定點,依序分配給各測定頭 20、22,可縮短測定時間。 在本實施例的P C 3 0中,執行測定點分配程式,其係使 P C (電腦)3 0執行如下的手段:座標轉換手段,在執行多個 測定點Ρ 1 - Ρ η的重排處理時,將多個測定點Ρ 1〜Ρ η的位置 資訊轉換為機械座標;第1測定點設定手段,基於經由座 標轉換手段所進行座標轉換的各測定點座標,從多個測定 點Ρ 1 ~ Ρ η中,依序選取與機械座標原點的距離沿直線變化 的測定點,把選取的測定點對應於測定順序,設定為與一 24 326\專利說明書(補件)\94-(Μ\9410〇318 1335416 方測定頭2 0相關的測定點;第2測定點設定手段,基於 經由座標轉換手段所進行座標轉換的各測定點座標,從多 個測定點Ρ 1 ~ Ρ η中,依序選取距由第1測定點設定手段依 序所設定的各測定點一定距離以上的位置上所存在的測 定點,並把選取的測定點對應於測定順序,設定為與另一 方測定頭22相關的測定點。
此時,作為第1測定點設定手段,係構成為基於經由座 標轉換手段所進行座標轉換的各測定點座標,從多個測定 點Ρ 1〜Ρ η中,依序選取離機械座標原點近的測定點或離上 次選取的測定點近的測定點;作為第2測定點設定手段, 係構成為基於經由第1測定點設定手段所依序設定的各測 定點座標,從多個測定點Ρ 1 ~ Ρ η中,依序選取存在於另一 測定頭22的最大驅動範圍内,且在較各測定頭20、22間 的允許接近的最小距離大的位置所存在的測定點。其結果 係各測定頭2 0、2 2不會互相干涉,可將各測定頭2 0、2 2 迅速移動到指定的測定點。 在本實施例中,使測定頭20、22向各測定點移動時, 使測定頭2 0、2 2沿Υ軸方向移動到各測定點附近後,根 據由搭載在測定頭20、22上的相機54所拍攝之圖像,使 測定頭2 0、2 2沿X軸方向分別進行非同步移動,且沿Υ 1 S 軸或Υ 2 S軸分別非同步地移動測定頭2 0、2 2以進行定位, 因此,可將各測定頭2 0、2 2迅速地移動到指定的測定點。 另外,到達測定點時,可分別使用測定頭20、22同時測 定各測定點處之圖形的微小尺寸,以縮短作業時間。 25 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416 又,使用搭載在測定頭2 Ο、2 2上的相機5 4分別拍攝圖 形,處理所拍攝的圖像,在所得之圖形和登錄圖形進行圖 形匹配的過程中,當兩者之間有微小的差異時,透過Υ軸 伺服馬達74或76的驅動,使檢測出差異的測定頭20或 測定頭2 2僅在微小範圍内沿Υ 1 S軸或Υ 2 S轴移動,由此 可修正差異。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之測定裝置的一實施例的立體圖。
圖2係表示本發明之測定裝置的一實施例的立體圖,為 表示省略測定頭時之狀態的立體圖。 圖3係表示本發明之測定裝置的一實施例的方塊構造 圖。 圖4係平面板的俯視圖。 圖5係測定圖形的放大俯視圖。 圖6係全封閉迴圈控制系統的構造圖。 圖7係用於說明本發明之測定裝置之作用的流程圖。 圖8係測定圖形中心偏離圖像中心時的放大俯視圖。 圖9係將測定圖形中心對準圖像中心時的放大俯視圖。 圖1 0係用於說明把測定點按測定順序重新排列時之作 用的流程圖。 圖1 1係表示多個測定點之排列的一例的俯視圖。 【主要元件符號說明】 10 多測定頭測長機 12 X軸用架 26 326傳利說明書(補件)\94-04\94100318 1335416
14 Y 軸 用 架 16 基 座 18 測 定 台 18a 台 框 架 20 ' 22 測 定 頭 24 X 軸 驅 動 部 24a X 幸由 線 性 馬 24b X 軸 線 性 馬 26 Y 軸 驅 動 部 26a Υ 軸 線 性 馬 26b Υ 軸 用 線 性 28 ζ 軸 驅 動 部 30 ' 32 個 人 電 腦 34 顯 示 裝 置 36 鍵 盤 38 控 制 箱 40 框 架 42 平 面 板 44 液 晶 監 視 器 46 標 準 相 機 單 48 附 屬 相 機 單 50 鏡 筒 52 物 鏡 54 相 機 達用磁鐵 達用線圈 達用磁鐵 馬達用線圈 元 元 326傳利說明書(補件)\94-〇4例10〇318 27 1335416
56、 58 圖 像 卡 60 ' 62 Z 軸 伺 服 馬 達 64 刻 度 尺 66 計 數 卡 68、 70 白 動 調 焦 裝 置 72 連 接 用 终 端 機 74、 76 Y 軸 伺 服 馬 達 78 直 線 導 軌 80 玻 璃 刻 度 尺 82 位 置 感 測 器 84 刻 度 計 數 器 8 6 監 視 器 驅 動 部 88 CI Μ 應 用 程 式 90 操 控 軟 體 92 控 制 軟 體 94、 96 系 統 介 面 (SCAM) 98 操 控 器 100 昭 ”》、 明 裝 置 Ml、 M2 校 準 標 記 PI - PI 5 測 定 點 Pn 測 定 點 PT 1 、PT2 圖 形 326\專利說明書(補件)\94·04\94100318 28

Claims (1)

1335416 j
年)1月J曰修(更)正替換頁申請專利範圍: SEP - 3 2010 替換本 1 . 一種測定裝置之控制方法,其特徵在於, 上述測定裝置具有:多個測定頭,係將被測定物上的圖 形作為拍攝對象;驅動部,係將與上述被測定物相鄰的空 間作為上述多個測定頭的移動區域,使上述多個測定頭在 上述移動區域内移動;控制部,係用以控制上述驅動部的 驅動;以及圖像處理部,係對由上述多個測定頭拍攝而得 到的圖像進行處理,算出與上述圖形相關的微小尺寸;
在控制上述測定裝置時,將表示上述多個測定頭的移動 目的地之測定點分別與上述空間之座標對應起來進行設 定,並基於上述設定之測定點座標,使上述多個測定頭整 體在上述空間中沿一維方向移動,其後,使上述多個測定 頭分別在上述空間中沿一維或二維方向進行非同步方式 之移動,以進行定位,並利用上述被定位的多個測定頭分 別拍攝上述圖形,分別處理上述多個測定頭所拍攝到圖形 的圖像,以測定上述各圖形的微小尺寸。 2. 如申請專利範圍第1項之測定裝置之控制方法,其中, 在基於上述經設定之測定點座標而使上述多個測定頭 整體在上述空間中沿一維方向移動時,由上述多個測定頭 拍攝上述被測定物,同時處理所拍攝之圖像,根據該處理 結果,使上述多個測定頭在上述空間中沿一維方向或二維 方向分別進行非同步地移動,將上述多個測定頭定位在與 上述經設定之測定點所對應之位置。 3. —種記錄測定點分配程式之記錄媒體,其特徵在於, 94100318 29
1335416 /7年y月)曰修(¾正替換頁I 用以使電腦執行如下手段· ---— -1 座標轉換手段,係將相對於配置在多個測定頭的移動 域之被測定物的多個測定點之位置資訊,轉換成機械座 , 第1測定點設定手段,係基於經由上述座標轉換手段 行座標轉換後之各測定點之座標,從上述多個測定點中 序選取與上述機械座標原點的距離沿直線變化之測定 點,並將選取的測定點對應於測定順序,設定為與上述 個測定頭中之一方測定頭相關的測定點; 第2測定點設定手段,係基於經由上述座標轉換手段 行座標轉換後之各測定點之座標,從上述多個測定點中 序選取存在於在距離經由上述第1測定點設定手段所依 設定之各測定點一定距離以上的位置之測定點,並將選 之測定點對應於測定順序,設定為與上述另一方測定頭 關的測定點。 4.如申請專利範圍第3項之記錄測定點分配程式之記 媒體,其中, 上述第1測定點設定手段係基於經由上述座標轉換手 而進行座標轉換之各測定點之座標,從上述多個測定點 依序選取離上述機械座標原點較近之測定點或者離前一 選取之測定點較近之測定點;上述第2測定點設定手段 基於經由上述第1測定點設定手段所依序設定之各測定 座標,從上述多個測定點中依序選取在上述另一方測定 之最大驅動範圍内存在、且在比允許上述各測定頭之間 94100318 區 進 依 多 進 依 序 取 相 錄 段 中 次 係 點 頭 接 30 1335416 V * 近的最小距離更大 年?月)曰修(更)正替換頁 的位置所存在的測定點。
94100318 31 1335416 年y月丨日修使)正替換頁j 十一 '、圖式: 圖1
S€P - 3 2010 替換頁
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