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JP2010008458A - Optical measuring instrument and pattern formed on projection plate - Google Patents

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JP2010008458A
JP2010008458A JP2008164189A JP2008164189A JP2010008458A JP 2010008458 A JP2010008458 A JP 2010008458A JP 2008164189 A JP2008164189 A JP 2008164189A JP 2008164189 A JP2008164189 A JP 2008164189A JP 2010008458 A JP2010008458 A JP 2010008458A
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JP
Japan
Prior art keywords
pattern
projection plate
objective lens
patterns
measured
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008164189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Nagahama
龍也 長濱
Seiji Shimokawa
清治 下川
Gyokubu Cho
玉武 張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP2008164189A priority Critical patent/JP2010008458A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical measuring instrument for satisfactorily maintaining focus accuracy. <P>SOLUTION: A plurality of patterns P1 to P3 different in size are formed on a projection plate, and smaller ones of the patterns P1 to P3 are disposed closer to the center axis L of a luminous flux transmitting through the projection plate. Accordingly, at low magnification, the large patterns P3 located in a position away from the center axis L of the luminous flux are used. At high magnification, the small patterns P1 located adjacent to the center axis L of the luminous flux are used. The size change of the patterns P1 to P3 in accordance with zooming can be suppressed, then, the focus accuracy can be satisfactorily maintained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学式測定装置および投影板に形成されたパターンに関する。   The present invention relates to an optical measurement device and a pattern formed on a projection plate.

図1は、従来の画像測定装置1の構成を示す図、図6は、被測定物に投影された従来のパターンPを示す図である。なお、図6は、中間倍率の結像レンズ4が使用された際に観察されるパターンPを示している。
従来、画像測定装置において、投影板を利用してオートフォーカスを行うものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の画像測定装置1は、図1に示すように、照明光を射出する照明手段2と、照明手段2からの光を被測定物に集光させるとともに被測定物で反射した光を集光する対物レンズ3と、焦点距離(倍率)がそれぞれ異なりかつ切替可能に設置され、対物レンズ3により集光された光を結像する複数の結像レンズ4と、これら各レンズ3,4を介してテーブル5上に載置された被測定物の像を撮像して撮像画像を取得するCCD(Charge Coupled Device)カメラなどの撮像手段6とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional image measuring apparatus 1, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional pattern P projected on a measurement object. FIG. 6 shows a pattern P observed when the imaging lens 4 having an intermediate magnification is used.
2. Description of the Related Art Conventionally, an image measuring apparatus that performs autofocus using a projection plate is known (for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 1, the image measuring apparatus 1 described in Patent Document 1 illuminates light 2 that emits illumination light, and the light from the illumination means 2 is condensed on the object to be measured and reflected by the object to be measured. The objective lens 3 that condenses the light, the focal lengths (magnifications) that are different from each other and can be switched, and a plurality of imaging lenses 4 that image the light condensed by the objective lens 3, and each of these lenses 3 , 4 and an image pickup means 6 such as a CCD (Charge Coupled Device) camera for picking up a picked-up image by picking up an image of the object to be measured placed on the table 5.

また、画像測定装置1は、照明手段2からの光を対物レンズ3側に反射するとともに対物レンズ3からの光を結像レンズ4側に透過するハーフミラー7と、ハーフミラー7および照明手段2間に設けられているとともに、照明手段2からの光を遮る等しい大きさの複数の三角形のパターンP(図6)が形成され、被測定物に前記パターンPを投影する投影板8と、投影板8とハーフミラー7との間に設けられた投影レンズ9と、対物レンズ3を当該対物レンズ3の光軸L方向へ移動させる駆動手段10と、画像測定装置1全体を制御するとともに駆動手段10を制御して、対物レンズ3を被測定物にフォーカスが合う位置に移動させる制御手段11とを備えている。   In addition, the image measuring apparatus 1 includes a half mirror 7 that reflects light from the illumination unit 2 toward the objective lens 3 and transmits light from the objective lens 3 toward the imaging lens 4, the half mirror 7, and the illumination unit 2. A plurality of triangular patterns P (FIG. 6) which are provided in between and which block light from the illumination means 2 and which have the same size, and project the pattern P onto the object to be measured; The projection lens 9 provided between the plate 8 and the half mirror 7, the driving means 10 for moving the objective lens 3 in the optical axis L direction of the objective lens 3, and the driving means for controlling the entire image measuring apparatus 1 And control means 11 for controlling the objective lens 3 to a position where the object to be measured is in focus.

このような画像測定装置1において、制御手段11は、駆動手段10を制御し、前記三角形のパターンPが投影された被測定物の撮像画像を、対物レンズ3の光軸L方向における位置を異ならせて複数取得する。そして、制御手段11は、各撮像画像における明部81(図6)と暗部82(図6)とのコントラストの差などから、被測定物に対して対物レンズ3のフォーカスが合う位置を判定し、当該位置に対物レンズ3を移動させる。このような画像測定装置1は、投影板8により被測定物に投影されたパターンPによるコントラストに基づいてフォーカスを合わせるので、鏡面やガラス面などのコントラストの低いものにもフォーカスを合わせることができる。   In such an image measuring apparatus 1, the control unit 11 controls the driving unit 10 to change the position of the objective lens 3 in the direction of the optical axis L in the captured image of the object on which the triangular pattern P is projected. Let's get more than one. Then, the control means 11 determines the position where the objective lens 3 is focused on the object to be measured from the contrast difference between the bright part 81 (FIG. 6) and the dark part 82 (FIG. 6) in each captured image. Then, the objective lens 3 is moved to the position. Since such an image measuring apparatus 1 focuses on the basis of the contrast of the pattern P projected onto the object to be measured by the projection plate 8, it can also focus on a low contrast object such as a mirror surface or a glass surface. .

特開2004−29069号公報JP 2004-29069 A

図7は、低倍率の結像レンズ4に切り替えた際に観察される従来のパターンPを示す図、図8は、高倍率の結像レンズ4に切り替えた際に観察される従来のパターンPを示す図である。
しかしながら、特許文献1に記載の画像測定装置1では、倍率の異なる結像レンズ4に切り替えた場合、図7および図8に示すように、パターンPのサイズが大きく変化してしまうので、倍率によってはパターンPのエッジがぼやけるなどしてフォーカスの精度が低下してしまうという問題があった。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional pattern P observed when switching to the low-magnification imaging lens 4, and FIG. 8 is a conventional pattern P observed when switching to the high-magnification imaging lens 4. FIG.
However, in the image measuring apparatus 1 described in Patent Document 1, when the imaging lens 4 having a different magnification is switched, the size of the pattern P greatly changes as shown in FIGS. 7 and 8. However, there is a problem that the accuracy of the focus is deteriorated because the edge of the pattern P is blurred.

本発明の目的は、フォーカスの精度を良好に維持できる光学式測定装置および投影板に形成されたパターンを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical measurement apparatus capable of maintaining good focus accuracy and a pattern formed on a projection plate.

本発明の光学式測定装置は、被測定物に光を集光させる対物レンズと、前記対物レンズから出射された光に基づく前記被測定物の像を観察可能な観察光学系と、前記観察光学系で得られた前記被測定物の像のコントラストに基づいて前記対物レンズをその光軸方向へ移動させる駆動手段とを備えた光学式測定装置であって、パターンが形成された投影板を含み、前記投影板に形成された前記パターンを前記被測定物に投影する投影手段が設けられ、前記パターンは、サイズが異なる複数のパターンを備え、小さなサイズのパターンほど、前記投影板を透過する光束の中心軸近くに配置されていることを特徴とする。   An optical measurement apparatus according to the present invention includes an objective lens for condensing light on a measurement object, an observation optical system capable of observing an image of the measurement object based on light emitted from the objective lens, and the observation optics An optical measuring apparatus comprising a driving means for moving the objective lens in the optical axis direction based on the contrast of the image of the object to be measured obtained by a system, including a projection plate on which a pattern is formed. Projection means for projecting the pattern formed on the projection plate onto the object to be measured is provided, and the pattern includes a plurality of patterns having different sizes, and a light flux that passes through the projection plate as a pattern having a smaller size is provided. It is arrange | positioned near the central axis of.

このような構成によれば、投影板にはサイズの異なる複数のパターンが形成され、小さなサイズのパターンほど光軸(投影板を透過する光束の中心軸)近くに配置されている。そのため、低倍率の時には、光軸から離れた位置にある大きなサイズのパターンが用いられ、高倍率の時には、光軸に近接配置される小さなサイズのパターンが用いられることとなるので、ズーミングに伴うパターンサイズの変化を抑制でき、フォーカスの精度を良好に維持できる。   According to such a configuration, a plurality of patterns having different sizes are formed on the projection plate, and the smaller the pattern, the closer to the optical axis (the central axis of the light beam transmitted through the projection plate). Therefore, when the magnification is low, a large size pattern located away from the optical axis is used, and when the magnification is high, a small size pattern arranged close to the optical axis is used. The change in pattern size can be suppressed, and the focus accuracy can be maintained well.

本発明では、前記観察光学系は、焦点距離がそれぞれ異なり、かつ切替可能に設置され、前記対物レンズにより集光された光を結像する複数の結像レンズを備え、前記投影手段は、照明光を射出する照明手段と、前記照明手段からの光が透過する前記投影板と、前記対物レンズおよび前記結像レンズ間に設けられ、前記対物レンズからの光を前記結像レンズ側に透過させるとともに、前記照明手段から射出されて前記投影板を透過した光を前記対物レンズ側に反射するハーフミラーとを備え、前記サイズの異なる各パターンは、それぞれ、前記各結像レンズに対応したサイズとなっていることが好ましい。   In the present invention, the observation optical system includes a plurality of imaging lenses that have different focal lengths and that are switchable, and that image the light condensed by the objective lens. Illuminating means for emitting light, the projection plate through which light from the illuminating means is transmitted, and provided between the objective lens and the imaging lens, and transmits the light from the objective lens to the imaging lens side And a half mirror that reflects the light emitted from the illumination means and transmitted through the projection plate to the objective lens side, and each of the different patterns has a size corresponding to each imaging lens. It is preferable that

このような構成によれば、投影板に形成されたサイズの異なる各パターンが、焦点距離がそれぞれ異なる各結像レンズに対応したサイズ、すなわち、焦点距離が異なる各結像レンズを用いて被測定物を撮像した際に同程度の大きさに観察されるサイズとなっているので、ズーミングに伴うパターンサイズの変化を十分に抑制でき、フォーカスの精度を確実に良好に維持できる。   According to such a configuration, each pattern having a different size formed on the projection plate has a size corresponding to each imaging lens having a different focal length, that is, each imaging lens having a different focal length is measured. Since the size is observed at the same level when an object is imaged, a change in pattern size due to zooming can be sufficiently suppressed, and the focus accuracy can be reliably maintained satisfactorily.

本発明では、前記パターンは、三角形状に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、パターンが三角形状に形成されているので、被測定物のエッジが方向性を有していても、被測定物のエッジを残すことができる。そのため、パターンのエッジが判別し易くなり、フォーカスの精度を確実に良好に維持できる。
In the present invention, the pattern is preferably formed in a triangular shape.
According to such a configuration, since the pattern is formed in a triangular shape, the edge of the object to be measured can be left even if the edge of the object to be measured has directionality. Therefore, it becomes easy to discriminate the edge of the pattern, and the focus accuracy can be reliably maintained good.

本発明の投影板に形成されたパターンは、投影板に形成されたパターンを被測定物に投影し、前記パターンが投影された被測定物の像のコントラストに基づいて対物レンズをその光軸方向へ移動させる光学式測定装置における投影板に形成されたパターンであって、当該パターンは、サイズの異なる複数のパターンを備え、小さなサイズのパターンほど、所定の一点の近くに配置されていることを特徴とする。   The pattern formed on the projection plate of the present invention projects the pattern formed on the projection plate onto the object to be measured, and moves the objective lens in the optical axis direction based on the contrast of the image of the object on which the pattern is projected. It is a pattern formed on the projection plate in the optical measuring device that moves to the pattern, and the pattern includes a plurality of patterns having different sizes, and the smaller the size of the pattern, the closer to the predetermined point. Features.

このような構成によれば、本発明のパターンは、サイズの異なる複数のパターンを備え、小さなサイズのパターンほど所定の一点の近くに配置されているので、前記一点の位置が光軸(投影板を透過する光束の中心軸)と一致するように、当該パターンが形成された投影板を光学式測定装置に設置することで、低倍率の時には、光軸から離れた位置にある大きなサイズのパターンが用いられ、高倍率の時には、光軸に近接配置される小さなサイズのパターンが用いられることとなる。従って、本発明のパターンが形成された投影板を光学式測定装置に用いることで、ズーミングに伴うパターンサイズの変化を抑制でき、フォーカスの精度を良好に維持できる。   According to such a configuration, the pattern of the present invention includes a plurality of patterns of different sizes, and the smaller the size of the pattern, the closer to the predetermined point, the position of the one point is the optical axis (projection plate). By installing the projection plate on which the pattern is formed in the optical measuring device so that it coincides with the central axis of the light beam that passes through the optical pattern, a large size pattern that is located away from the optical axis at low magnification. When a high magnification is used, a small size pattern arranged close to the optical axis is used. Therefore, by using the projection plate on which the pattern of the present invention is formed in an optical measurement apparatus, it is possible to suppress a change in pattern size due to zooming and maintain a good focus accuracy.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下では、従来の画像測定装置1について説明する際に用いた図1を用いて、本実施形態の光学式測定装置としての画像測定装置1について説明する。画像測定装置1の投影板8以外の構成については、従来の画像測定装置1と同様であるので、以下では、投影板8以外の構成については簡略に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following, the image measuring apparatus 1 as the optical measuring apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 used when the conventional image measuring apparatus 1 is described. Since the configuration other than the projection plate 8 of the image measurement device 1 is the same as that of the conventional image measurement device 1, the configuration other than the projection plate 8 will be briefly described below.

画像測定装置1は、図1に示すように、従来の画像測定装置1と同様、照明手段2、対物レンズ3、切替可能に設置された焦点距離が異なる3つの結像レンズ4(例えば1X、2X、6X)、これら各レンズ3,4を介してテーブル5上の被測定物を撮像するCCDカメラなどの撮像手段6、ハーフミラー7、詳しくは後述するパターンP1〜P3(図2参照)を被測定物に投影する投影板8、投影レンズ9、対物レンズ3を対物レンズ3の光軸L方向へ移動させる駆動手段10、および駆動手段10を制御して対物レンズ3を被測定物にフォーカスが合う位置に移動させる制御手段11を備えている。   As shown in FIG. 1, the image measuring apparatus 1 includes an illumination unit 2, an objective lens 3 and three imaging lenses 4 (for example, 1X, 2X, 6X), an image pickup means 6 such as a CCD camera for picking up an object to be measured on the table 5 through these lenses 3 and 4, a half mirror 7, and patterns P1 to P3 (see FIG. 2) to be described later in detail. The projection plate 8, the projection lens 9, and the driving lens 10 that moves the objective lens 3 in the direction of the optical axis L of the objective lens 3 and the driving means 10 are controlled to focus the objective lens 3 on the workpiece. The control means 11 to which it moves to the position which suits is provided.

本実施形態では、結像レンズ4および撮像手段6を含んで、対物レンズ3から出射された光に基づく被測定物の像を観察可能な本発明の観察光学系12が構成され、照明手段2、ハーフミラー7、投影板8、および投影レンズ9を含んで、投影板8に形成された前記パターンP1〜P3を被測定物に投影する本発明の投影手段13が構成されている。   In the present embodiment, the observation optical system 12 of the present invention that includes the imaging lens 4 and the imaging unit 6 and that can observe the image of the object to be measured based on the light emitted from the objective lens 3 is configured. The projection means 13 of the present invention for projecting the patterns P1 to P3 formed on the projection plate 8 onto the object to be measured includes the half mirror 7, the projection plate 8, and the projection lens 9.

図2は、投影板8に形成されているパターンP1〜P3を示す図である。なお、低倍率の結像レンズ4(1X)が使用された際には、当該図2に示されたパターンP1〜P3が観察されることとなる。
このような画像測定装置1において、投影板8には、電子ビーム描画、転写、エッチング、およびダイシングソーによる切断などの一般加工技術により、図2に示すように、照明手段2からの光を遮蔽する複数の三角形のパターンP1〜P3が形成されている。なお、投影板8は、各パターンP1〜P3を表示する液晶板(液晶パネル)であってもよい。
FIG. 2 is a diagram showing patterns P1 to P3 formed on the projection plate 8. As shown in FIG. When the low-magnification imaging lens 4 (1X) is used, the patterns P1 to P3 shown in FIG. 2 are observed.
In such an image measuring apparatus 1, the projection plate 8 shields light from the illumination means 2 by general processing techniques such as electron beam drawing, transfer, etching, and cutting with a dicing saw, as shown in FIG. A plurality of triangular patterns P1 to P3 are formed. The projection plate 8 may be a liquid crystal plate (liquid crystal panel) that displays the patterns P1 to P3.

これらのパターンP1〜P3は、3種類の異なるサイズに形成されており、小さなサイズから、パターンP1、P2、P3の順になっている。パターンP1は高倍率の結像レンズ4(6X)に対応し、パターンP2は中間倍率の結像レンズ4(2X)に対応し、パターンP3は低倍率の結像レンズ4(1X)に対応している。これらの各パターンP1〜P3は、結像レンズ4が倍率の異なるものに切り換えられた際に、同程度の大きさで観察されるサイズに形成されている。   These patterns P1 to P3 are formed in three different sizes, and are arranged in the order of patterns P1, P2, and P3 from the smallest size. Pattern P1 corresponds to high magnification imaging lens 4 (6X), pattern P2 corresponds to intermediate magnification imaging lens 4 (2X), and pattern P3 corresponds to low magnification imaging lens 4 (1X). ing. Each of these patterns P1 to P3 is formed in a size that can be observed with the same size when the imaging lens 4 is switched to one having a different magnification.

また、各パターンP1〜P3は、照明手段2から射出されて投影板8を透過する光束の中心軸L(光軸L)を中心としてパターンP1、P2、P3の順に、かつ、各結像レンズ4を用いて撮像された撮像画像におけるコントラストが、当該結像レンズ4に対応するパターンP1〜P3によって主に生じるように配置されている。   The patterns P1 to P3 are formed in the order of the patterns P1, P2, and P3 around the central axis L (optical axis L) of the light beam emitted from the illumination unit 2 and transmitted through the projection plate 8, and each imaging lens. 4 is arranged so that the contrast in the picked-up image picked up using 4 is mainly generated by the patterns P1 to P3 corresponding to the imaging lens 4.

このような本実施形態では、制御手段11は、駆動手段10を制御し、前記パターンP1〜P3が投影された被測定物の撮像画像を、対物レンズ3の光軸L方向における位置を異ならせて複数取得する。そして、制御手段11は、各撮像画像における明部81と暗部82とのコントラストの差などから被測定物に対して対物レンズ3のフォーカスが合った位置を判定し、当該位置に対物レンズ3を移動させる。ここで、低倍率の結像レンズ4を用いて被測定物が撮像される場合、被測定物の測定面の広い領域が撮像されることとなり、図2に示すように、被測定物に投影されたパターンP1〜P3全てが撮像されることとなるので、明部81と暗部82とのコントラストは、他のパターンP2,P1に比べて大きなパターンP3によって主に生じることとなる。   In this embodiment, the control unit 11 controls the driving unit 10 to change the position of the captured image of the measurement object on which the patterns P1 to P3 are projected in the direction of the optical axis L of the objective lens 3. Get more than one. Then, the control unit 11 determines the position where the objective lens 3 is focused on the object to be measured from the difference in contrast between the bright part 81 and the dark part 82 in each captured image, and places the objective lens 3 at the position. Move. Here, when the object to be measured is imaged using the low-magnification imaging lens 4, a wide area of the measurement surface of the object to be measured is imaged and projected onto the object to be measured as shown in FIG. 2. Since all the patterned patterns P1 to P3 are imaged, the contrast between the bright part 81 and the dark part 82 is mainly caused by the pattern P3 larger than the other patterns P2 and P1.

図3は、中間倍率の結像レンズ4を使用した際に観察されるパターンP1〜P3を示す図である。
また、中間倍率の結像レンズ4によって被測定物が撮像される場合、図3に示すように、被測定物に投影されたパターンP1〜P3のうち、光軸Lを中心とした中程度の大きさの領域(図2参照)内に入るパターンP1,P2が主に撮像されることとなるので、明部81と暗部82とのコントラストは、パターンP1より大きなサイズのパターンP2によって主に生じることとなる。
FIG. 3 is a diagram showing patterns P1 to P3 observed when the imaging lens 4 having an intermediate magnification is used.
Further, when the object to be measured is imaged by the imaging lens 4 having an intermediate magnification, as shown in FIG. 3, among the patterns P1 to P3 projected onto the object to be measured, the medium is centered around the optical axis L. Since the patterns P1 and P2 that fall within the size area (see FIG. 2) are mainly imaged, the contrast between the bright part 81 and the dark part 82 is mainly caused by the pattern P2 having a size larger than the pattern P1. It will be.

図4は、高倍率の結像レンズ4を使用した際に観察されるパターンP1、P2を示す図である。
さらに、高倍率の結像レンズ4によって被測定物が撮像される場合、図4に示すように、光軸Lを中心とした狭い領域(図2参照)内に入るパターンP1が主に撮像されることとなるので、明部81と暗部82とのコントラストは、主にパターンP1によって生じることとなる。
FIG. 4 is a diagram showing patterns P1 and P2 observed when the high-magnification imaging lens 4 is used.
Further, when the object to be measured is imaged by the high-magnification imaging lens 4, as shown in FIG. 4, a pattern P <b> 1 that falls within a narrow region (see FIG. 2) centered on the optical axis L is mainly imaged. Therefore, the contrast between the bright part 81 and the dark part 82 is mainly caused by the pattern P1.

このように、本実施形態では、小さなサイズのパターンP1〜P3ほど、投影板8において光軸Lの近くに形成されているので、低倍率の時には、光軸Lから離れた位置にある低倍率用の大きなサイズのパターンP3が用いられ、中間倍率の時には、光軸L周りに配置される中間程度のサイズのパターンP2が用いられ、高倍率の時には、光軸Lに近接配置される小さなサイズのパターンP1が用いられることとなる。従って、倍率の異なる結像レンズ4に切り換えた際にパターンサイズが変化してしまうことを抑制でき、フォーカスの精度を良好に維持できる。   As described above, in this embodiment, the smaller patterns P1 to P3 are formed near the optical axis L on the projection plate 8, so that when the magnification is low, the low magnification is located at a position away from the optical axis L. A large-sized pattern P3 is used. When the magnification is intermediate, a medium-sized pattern P2 arranged around the optical axis L is used. When the magnification is high, the small size is arranged close to the optical axis L. This pattern P1 is used. Therefore, the pattern size can be prevented from changing when the imaging lens 4 is switched to have a different magnification, and the focus accuracy can be maintained well.

加えて、各パターンP1〜P3のサイズは、結像レンズ4に対応したサイズ、すなわち、各結像レンズ4を用いて被測定物を撮像した際に同程度の大きさに観察されるサイズとなっているので、倍率の異なる結像レンズ4に切り換えた際にパターンP1〜P3のサイズが変化することを十分に抑制でき、フォーカスの精度を確実に良好に維持できる。   In addition, the size of each pattern P1 to P3 is the size corresponding to the imaging lens 4, that is, the size observed when the object to be measured is imaged using each imaging lens 4 and the same size. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the change in the size of the patterns P1 to P3 when switching to the imaging lens 4 having a different magnification, and the focus accuracy can be reliably maintained well.

図5は、撮像画像における被測定物のエッジを示す図である。
また、各パターンP1〜P3が三角形状に形成されているので、図5に示すように、被測定物のエッジが方向性を有していても、被測定物のエッジを残すことができる。そのため、パターンのエッジが判別し易くなり、フォーカスの精度をより確実に良好に維持できる。
FIG. 5 is a diagram illustrating the edge of the object to be measured in the captured image.
Moreover, since each pattern P1-P3 is formed in the triangle shape, as shown in FIG. 5, even if the edge of a to-be-measured object has directionality, the edge of to-be-measured object can be left. Therefore, it becomes easy to discriminate the edge of the pattern, and the focus accuracy can be more reliably maintained better.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、観察光学系12は、結像レンズ4を備えていたが、観察光学系12は、焦点距離を変化させることができ、かつピント位置を移動させないズームレンズを備えていてもよい。
[Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the above-described embodiment, the observation optical system 12 includes the imaging lens 4. However, the observation optical system 12 may include a zoom lens that can change the focal length and does not move the focus position. .

前記実施形態では、投影手段に形成されたパターンは三角形に形成されていたが、投影手段に形成されるパターンは、三角形に限らず、各撮像画像のパターンによるコントラストの差から、対物レンズ3のフォーカスが合った位置を判定できるものであれば、どのような形状に形成されていてもよい。
前記実施形態では、本発明を画像測定装置に適用する例を示したが、本発明は、顕微鏡などの他の光学式測定装置に適用されてもよい。
In the above-described embodiment, the pattern formed on the projection unit is a triangle. However, the pattern formed on the projection unit is not limited to a triangle. Any shape can be used as long as it can determine the in-focus position.
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an image measurement apparatus has been described. However, the present invention may be applied to other optical measurement apparatuses such as a microscope.

本発明は、画像測定装置や顕微鏡などの光学式測定装置に好適に利用できる。また、本発明は、画像測定装置や顕微鏡などの光学式測定装置の投影板に形成されたパターンに好適に利用できる。   The present invention can be suitably used for an optical measuring device such as an image measuring device or a microscope. Further, the present invention can be suitably used for a pattern formed on a projection plate of an optical measurement device such as an image measurement device or a microscope.

本発明の一実施形態に係る画像測定装置および従来の画像測定装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the image measuring device which concerns on one Embodiment of this invention, and the conventional image measuring device. 前記実施形態の投影板に形成されているパターンを示す図。The figure which shows the pattern currently formed in the projection plate of the said embodiment. 前記実施形態の中間倍率の結像レンズを使用した際に観察されるパターンを示す図。The figure which shows the pattern observed when the imaging lens of the intermediate magnification of the said embodiment is used. 前記実施形態の高倍率の結像レンズを使用した際に観察されるパターンを示す図。The figure which shows the pattern observed when using the high magnification imaging lens of the said embodiment. 前記実施形態の撮像画像における被測定物のエッジを示す図。The figure which shows the edge of the to-be-measured object in the captured image of the said embodiment. 被測定物に投影された従来のパターンを示す図。The figure which shows the conventional pattern projected on the to-be-measured object. 低倍率の結像レンズに切り替えた際に観察される従来のパターンを示す図A diagram showing a conventional pattern observed when switching to a low magnification imaging lens 高倍率の結像レンズに切り替えた際に観察される従来のパターンを示す図。The figure which shows the conventional pattern observed when switching to the high magnification imaging lens.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像測定装置(光学式測定装置)、2…照明手段、3…対物レンズ、4…結像レンズ、7…ハーフミラー、8…投影板、10…駆動手段、12…観察光学系、13…投影手段、P1〜P3…パターン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image measuring device (optical measuring device), 2 ... Illuminating means, 3 ... Objective lens, 4 ... Imaging lens, 7 ... Half mirror, 8 ... Projection plate, 10 ... Driving means, 12 ... Observation optical system, 13 ... projection means, P1-P3 ... pattern.

Claims (4)

被測定物に光を集光させる対物レンズと、
前記対物レンズから出射された光に基づく前記被測定物の像を観察可能な観察光学系と、
前記観察光学系で得られた前記被測定物の像のコントラストに基づいて前記対物レンズをその光軸方向へ移動させる駆動手段とを備えた光学式測定装置であって、
パターンが形成された投影板を含み、前記投影板に形成された前記パターンを前記被測定物に投影する投影手段が設けられ、
前記パターンは、サイズが異なる複数のパターンを備え、小さなサイズのパターンほど、前記投影板を透過する光束の中心軸近くに配置されている
ことを特徴とする光学式測定装置。
An objective lens for condensing light on the object to be measured;
An observation optical system capable of observing an image of the object to be measured based on light emitted from the objective lens;
An optical measurement apparatus comprising: a driving unit configured to move the objective lens in the optical axis direction based on a contrast of an image of the measurement object obtained by the observation optical system;
Including a projection plate on which a pattern is formed, provided with a projection means for projecting the pattern formed on the projection plate onto the object to be measured,
The optical measurement apparatus, wherein the pattern includes a plurality of patterns having different sizes, and the smaller the pattern, the closer to the central axis of the light beam transmitted through the projection plate.
請求項1に記載の光学式測定装置において、
前記観察光学系は、焦点距離がそれぞれ異なり、かつ切替可能に設置され、前記対物レンズにより集光された光を結像する複数の結像レンズを備え、
前記投影手段は、
照明光を射出する照明手段と、
前記照明手段からの光が透過する前記投影板と、
前記対物レンズおよび前記結像レンズ間に設けられ、前記対物レンズからの光を前記結像レンズ側に透過させるとともに、前記照明手段から射出されて前記投影板を透過した光を前記対物レンズ側に反射するハーフミラーとを備え、
前記サイズの異なる各パターンは、それぞれ、前記各結像レンズに対応したサイズとなっている
ことを特徴とする光学式測定装置。
In the optical measuring device according to claim 1,
The observation optical system is provided with a plurality of imaging lenses that have different focal lengths and are installed in a switchable manner to form an image of the light condensed by the objective lens,
The projection means includes
Illumination means for emitting illumination light;
The projection plate through which light from the illumination means is transmitted;
Provided between the objective lens and the imaging lens, transmits light from the objective lens to the imaging lens side, and transmits light emitted from the illumination means and transmitted through the projection plate to the objective lens side. With a reflective half mirror,
Each of the patterns having different sizes has a size corresponding to each of the imaging lenses.
請求項1または請求項2に記載の光学式測定装置において、
前記パターンは、三角形状に形成されている
ことを特徴とする光学式測定装置。
In the optical measuring device according to claim 1 or 2,
The optical measurement apparatus, wherein the pattern is formed in a triangular shape.
投影板に形成されたパターンを被測定物に投影し、前記パターンが投影された被測定物の像のコントラストに基づいて対物レンズをその光軸方向へ移動させる光学式測定装置における投影板に形成されたパターンであって、
当該パターンは、サイズの異なる複数のパターンを備え、小さなサイズのパターンほど、所定の一点の近くに配置されている
ことを特徴とする投影板に形成されたパターン。
The pattern formed on the projection plate is projected onto the object to be measured, and the objective lens is moved in the direction of the optical axis based on the contrast of the image of the object on which the pattern is projected. Pattern,
The pattern includes a plurality of patterns of different sizes, and a pattern having a smaller size is arranged closer to a predetermined point. The pattern formed on the projection plate.
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