JPH01174905A - Length measuring device - Google Patents
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- JPH01174905A JPH01174905A JP33481387A JP33481387A JPH01174905A JP H01174905 A JPH01174905 A JP H01174905A JP 33481387 A JP33481387 A JP 33481387A JP 33481387 A JP33481387 A JP 33481387A JP H01174905 A JPH01174905 A JP H01174905A
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Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、微小な長さを高精度で測定する測定装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring device that measures minute lengths with high precision.
近年、各種技術分野においては装置が微小化又は高精度
化され、これに伴い装置の製造時における各部の寸法も
厳格な管理が必要となり、このため、サブμmオーダの
精度で測定可能な測長装置が要望されるようになった。In recent years, devices in various technical fields have become smaller or more precise, and as a result, strict control of the dimensions of each part during device manufacturing is required. The equipment is now in demand.
ここで、上記のように高精度の測長が必要である対象物
として、テレ −ビジョン、コンピュータの表示等に使
用される液晶表示装置を例示して説明する。Here, as an object for which highly accurate length measurement is required as described above, a liquid crystal display device used for displaying televisions, computers, etc. will be exemplified and explained.
第5図は液晶表示装置の電極の配置図である。FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of electrodes of a liquid crystal display device.
図で、1は基板、2は基板1上に縦横に多数配置された
電極である。例えば、図で横方向の長さが400mmの
基板1上に電極2が横方向1列に6700個配列されて
いる。これら各電極2は互いに正確な間隔で配置される
必要がある。即ち、第5図に示す隣接する電極2間の寸
法X++ yiは正確でなければならない。したがっ
て、このような電極パターンを製造するための原板(マ
スク)における上記寸法X1.)’lは厳格に管理され
なければならない。そして、このためには、高精度の測
長装置が必要である。例えば、上記の例では、寸法x1
は60μであるので、測長装置としてはサブμmオーダ
の精度のものが要望される。In the figure, 1 is a substrate, and 2 is a large number of electrodes arranged vertically and horizontally on the substrate 1. For example, in the figure, 6700 electrodes 2 are arranged in one row in the horizontal direction on a substrate 1 having a horizontal length of 400 mm. Each of these electrodes 2 must be arranged at precise intervals from each other. That is, the dimension X++ yi between adjacent electrodes 2 shown in FIG. 5 must be accurate. Therefore, the above-mentioned dimension X1. of the original plate (mask) for manufacturing such an electrode pattern. )'l must be strictly controlled. For this purpose, a highly accurate length measuring device is required. For example, in the example above, dimension x1
is 60 μm, so a length measuring device with accuracy on the order of sub μm is required.
このような装置の測定に使用される測長装置を第6図に
より説明する。A length measuring device used for measuring such a device will be explained with reference to FIG.
第6図は従来の測長装置の系統図である。図で、5は図
示しない空気定盤上に支持されたステージ、6はステー
ジ5上を図で左右に移動可能な移動台、7は移動台6を
駆動するモータである。移動台6は、モータ7の回転軸
に連結され周面に螺旋状のねじが形成されている軸(螺
軸)に螺合する螺子を有し、モータ7の回転により左右
に移動する構成となっている。8は移動台7に固定され
たテーブル、9はテーブル8上に載置された被測長対象
物である原板を示す。9pは第5図に示す電極2を作成
するため原板9に構成された電極パターンである。電極
パターン9pは第5図に示す電極2の配置に等しく配置
されている。10はこれら電極パターン9pを観察する
顕微鏡、11は顕微鏡10を支持するスタンド、12は
原板9を照明する光源、13は光源12を支持すると共
に光を顕微鏡10に導く導光管である。14は顕微鏡1
0の視野内の像を撮像するカメラであり、像に応じた電
気信号を出力する。FIG. 6 is a system diagram of a conventional length measuring device. In the figure, 5 is a stage supported on an air surface plate (not shown), 6 is a movable table that can move from side to side on the stage 5, and 7 is a motor that drives the movable table 6. The moving table 6 has a screw that is connected to the rotating shaft of the motor 7 and is screwed onto a shaft (screw shaft) having a spiral thread formed on the circumferential surface, and is configured to move left and right as the motor 7 rotates. It has become. Reference numeral 8 indicates a table fixed to the movable table 7, and reference numeral 9 indicates an original plate placed on the table 8, which is an object to be measured. 9p is an electrode pattern formed on the original plate 9 to create the electrode 2 shown in FIG. The electrode pattern 9p is arranged equally to the arrangement of the electrodes 2 shown in FIG. 10 is a microscope for observing these electrode patterns 9p, 11 is a stand that supports the microscope 10, 12 is a light source that illuminates the original plate 9, and 13 is a light guide tube that supports the light source 12 and guides the light to the microscope 10. 14 is microscope 1
This is a camera that captures an image within the field of view of 0, and outputs an electrical signal according to the image.
15はリニアエンコーダであり、スケール15aおよび
センサ15bで構成される。スケール15aはテーブル
8の側面に配置された多数の反射膜で構成されている。15 is a linear encoder, which is composed of a scale 15a and a sensor 15b. The scale 15a is composed of a large number of reflective films arranged on the side surface of the table 8.
この反射膜は、例えば5μmの巾を有し5μm間隔で配
置されている。センサ15bは発光素子スリット板およ
び受光素子より成り、反射膜で反射された発光素子から
の光を、スリット板を介して受光素子で受光する構成と
なっている。このリニアエンコーダ15によりテーブル
8の移動距離がサブμmオーダの精度で測定できる。こ
のようなリニアエンコーダは周知である。This reflective film has a width of, for example, 5 μm and is arranged at intervals of 5 μm. The sensor 15b is composed of a light emitting element slit plate and a light receiving element, and is configured such that the light from the light emitting element reflected by the reflective film is received by the light receiving element via the slit plate. With this linear encoder 15, the moving distance of the table 8 can be measured with accuracy on the order of sub-μm. Such linear encoders are well known.
16は画像処理装置を示し、画像処理部16aおよび表
示部16bで構成されている。画像処理部16aはカメ
ラ14からの信号に基づき顕微鏡10の視野内の像を表
示部16bに表示する処理を行なうとともに、後述する
ようにその像についての種々の処理を実行する。表示部
16bは等間隔に縦横に配列された微粒子(画素)で構
成されている。これらの画素は表示部16bにおける発
光単位であり、各画素が選択的に発光することにより、
映像が形成表示される。各画素は、画像処理部16aに
内蔵されたメモリのアドレスに対応せしめられているの
が通常である。どの画素を発光させるかの選択は、カメ
ラ14の信号に基づいて画像処理部16aで行なわれる
。17は測長装置における所定の演算制御を行なう制御
装置である。Reference numeral 16 denotes an image processing device, which is composed of an image processing section 16a and a display section 16b. The image processing section 16a performs a process of displaying an image within the field of view of the microscope 10 on the display section 16b based on a signal from the camera 14, and also performs various processes on the image as described later. The display section 16b is composed of fine particles (pixels) arranged vertically and horizontally at equal intervals. These pixels are light emitting units in the display section 16b, and each pixel selectively emits light,
An image is formed and displayed. Normally, each pixel corresponds to an address in a memory built into the image processing section 16a. The selection of which pixel is to emit light is performed by the image processing section 16a based on a signal from the camera 14. Reference numeral 17 denotes a control device that performs predetermined calculation control in the length measuring device.
次に、上記測長装置の動作を第7図(a)、(b)に示
す画像処理装置の表示像を参照しながら説明する。まず
、原板9をテーブル8上にセットし、顕微鏡10の倍率
を電極パターン9pの全体像やその周辺が把握可能な程
度(例えば5倍)に低くする。次いで、カメラ14に撮
影され表示部16bに表示された顕微鏡10の視野を観
察しながら、制御装置17を介して(又は手動で)テー
ブル8を移動させ、最端部の電極パターン9p(この電
極パターンを9p+ とする)を顕微鏡10の視野にと
らえる。この状態で顕微鏡10の倍率を高倍率(例えば
200倍)とする。このとき、表示部16bに表示され
た顕微鏡10の視野内の映像が第7図(a)に示されて
いる。第7図(a)で、Aは顕微鏡10の視野、Cは顕
微鏡10の中心線に対応する中心線、9pI′は電極パ
ターン9p+の映像である。Next, the operation of the length measuring device will be explained with reference to the images displayed by the image processing device shown in FIGS. 7(a) and 7(b). First, the original plate 9 is set on the table 8, and the magnification of the microscope 10 is set low (for example, 5 times) to the extent that the entire image of the electrode pattern 9p and its surroundings can be grasped. Next, while observing the field of view of the microscope 10 photographed by the camera 14 and displayed on the display section 16b, the table 8 is moved via the control device 17 (or manually), and the electrode pattern 9p at the end (this electrode 9p+ pattern) is captured in the field of view of the microscope 10. In this state, the magnification of the microscope 10 is set to a high magnification (for example, 200 times). At this time, an image within the field of view of the microscope 10 displayed on the display section 16b is shown in FIG. 7(a). In FIG. 7(a), A is the field of view of the microscope 10, C is a center line corresponding to the center line of the microscope 10, and 9pI' is an image of the electrode pattern 9p+.
電極パターン9p+ は顕微鏡10で拡大されているた
め、その映像9p+’は電極パターン9p+の極(一部
であり、かつ、その縁部(エツジ)は図示のように凹凸
となって現われる。ところで、原板9における測長は、
各電極パターン9pのエツジ間を測定するのであるから
、エツジに凹凸が存在していては測定不可能となる。こ
のため、何等かの手段によりエツジを確定する必要があ
る。Since the electrode pattern 9p+ is magnified by the microscope 10, the image 9p+' is a part of the electrode pattern 9p+, and its edges appear uneven as shown in the figure.By the way, The length measurement on the original plate 9 is
Since measurements are made between the edges of each electrode pattern 9p, if there are irregularities on the edges, measurement is impossible. Therefore, it is necessary to determine the edges by some means.
このエツジの確定は、画像処理部16aにおいて、映像
9p1′の縁部の発光画素の位置を多数検出し、そらの
平均値を演算することにより行なわれる。なお、このよ
うなエツジの確定方法は、投影分布法として周知である
ので詳細な説明は省略する。第7図(a)に、確定した
エツジが符号Eで示されている。画像処理部16aは中
心線CとエツジEとの間隔lIを、その間の画素数をカ
ウントする(メモリのアドレスの差を演算する)ことに
より求め、その値11を制御装置17に出力する。This edge is determined by detecting the positions of a large number of light emitting pixels at the edge of the image 9p1' in the image processing section 16a and calculating the average value thereof. Note that this edge determination method is well known as the projection distribution method, so a detailed explanation will be omitted. In FIG. 7(a), the determined edge is indicated by the symbol E. The image processing unit 16a determines the interval lI between the center line C and the edge E by counting the number of pixels therebetween (calculating the difference in memory addresses), and outputs the value 11 to the control device 17.
次に、制御装置17はモータ7に指令信号を出力し、テ
ーブル8を移動して次の電極パターン9p (この電極
パターンを9pg とする。)を顕微鏡10の視野に入
れ、これを表示部16bに表示する。このときのテーブ
ル8の移動量iはリニアエンコーダ15により検出され
、制御装置17に出力される。第7図(b)に電極パタ
ーン9pzが視野に入ったときの状態が示されている。Next, the control device 17 outputs a command signal to the motor 7, moves the table 8, brings the next electrode pattern 9p (this electrode pattern is 9pg) into the field of view of the microscope 10, and displays this on the display section 16b. to be displayed. The amount of movement i of the table 8 at this time is detected by the linear encoder 15 and output to the control device 17. FIG. 7(b) shows the state when the electrode pattern 9pz comes into view.
第7図(b)で第7図(a)と同一部分には同一符号が
付しである。9pt’は電極パターン9pzの映像を示
す。電極パターン9pzの映像9p2′に対しても、電
極パターン9p+の映像9p1′と全く同様にしてエツ
ジEが確定され、中心線Cとの間隔l!が求められ、こ
の値β2が制御装置17に出力される。ここで、リニア
エンコーダ15で検出された移動量lは、最初の視野に
おいて顕微鏡10の中心線に対向する原板9上の位置と
、次の視野において顕微鏡10の中心線に対向する原板
9上の位置との間の間隔に等しい。したがって、第7図
(a)、(b)に示す視野の場合、制御装置17は入力
された値β、、!l!、1を加算して測定値L (L=
’Z、+z、+1)を得る。各電極パターン9pの間隔
は、第5図に示す電極2の間隔XI + ”2 +
x=・・・・・・・・・と同じように、最端部の電極
パターン(9p+)のエツジEを基準とし、上述のよう
な方法で、当該エツジEからの間隔として測定される。The same parts in FIG. 7(b) as in FIG. 7(a) are given the same reference numerals. 9pt' shows an image of electrode pattern 9pz. For the image 9p2' of the electrode pattern 9pz, the edge E is determined in exactly the same way as for the image 9p1' of the electrode pattern 9p+, and the distance l! from the center line C is determined. is determined, and this value β2 is output to the control device 17. Here, the amount of movement l detected by the linear encoder 15 is determined by the position on the original plate 9 facing the center line of the microscope 10 in the first field of view and the position on the original plate 9 facing the center line of the microscope 10 in the next field of view. Equal to the distance between the positions. Therefore, in the case of the field of view shown in FIGS. 7(a) and 7(b), the control device 17 controls the input value β,...! l! , 1 are added to obtain the measured value L (L=
'Z, +z, +1). The spacing between each electrode pattern 9p is the spacing between the electrodes 2 shown in FIG.
Similarly to x=..., the edge E of the electrode pattern (9p+) at the end is used as a reference, and is measured as the distance from the edge E using the method described above.
上記測長方向と直交する方向における各電極パターン9
の間隔の測定は、テーブル8から一旦原板9を外し、載
置方向を900変更して再度テーブル8に載置すること
により行なわれるが、このような手間を省くため、ステ
ージ5の下に移動方向が直交するステージを重ね、リニ
アエンコーダ15が配置されている側面と隣接する側面
にさらに他のリニアエンコーダを設けて2軸(X軸、Y
軸)の測長装置を構成してもよい。Each electrode pattern 9 in a direction orthogonal to the length measurement direction
Measurement of the interval is performed by once removing the original plate 9 from the table 8, changing the mounting direction by 900 degrees, and placing it on the table 8 again.In order to save this time, the original plate 9 is moved below the stage 5. Stages whose directions are perpendicular to each other are stacked, and another linear encoder is provided on the side surface adjacent to the side where the linear encoder 15 is arranged, so that two axes (X-axis, Y-axis
It is also possible to configure a length measuring device for the axis).
ところで、−iに、レンズには球面収差が存在し、レン
ズ中心部の像に対してレンズ周辺部の像が歪むことが知
られている。したがって、顕微鏡10の視野内に入った
像は視野の周辺部ではある程度歪をもった像となる。そ
して、この像は歪をもったままカメラ14に撮影され、
これが表示部16bに表示れることになる。それ故、第
7図(a)に示す電極パターン9p+の映像9p1′は
、それが視野の周縁近くに位置することから、可成りの
歪をもった映像である。一方、第7図(b)に示す電極
パターン9pzの映像9p2′のエツジは視野の中心線
Cに近いため、歪みは少ないが、僅かながら歪が存在す
るのを避けることはできない。この結果、確定されたエ
ツジEは正確なエツジとはならず、結局、測定に誤差を
含み測定精度が低下するという問題があった。By the way, it is known that the lens has spherical aberration in -i, and the image at the peripheral part of the lens is distorted with respect to the image at the center of the lens. Therefore, an image that enters the field of view of the microscope 10 will be distorted to some extent in the peripheral areas of the field of view. This image is then photographed by the camera 14 with distortion,
This will be displayed on the display section 16b. Therefore, since the image 9p1' of the electrode pattern 9p+ shown in FIG. 7(a) is located near the periphery of the visual field, it is an image with considerable distortion. On the other hand, since the edge of the image 9p2' of the electrode pattern 9pz shown in FIG. 7(b) is close to the center line C of the visual field, the distortion is small, but the presence of a slight distortion cannot be avoided. As a result, the determined edge E is not an accurate edge, and as a result, there is a problem in that the measurement includes an error and the measurement accuracy decreases.
さらに、顕微鏡10はその視野の中央部分と周辺部分と
では解像力に差があり、このため、画部分の輝度に差を
生じ、同一像であってもそれが視野の中心部分にあると
きの輝度に比較して周辺部分にあるときの輝度は低下す
る。ところで、カメラ14は顕微鏡10の視野内に存在
する像をその輝度に比例した電気信号として画像処理部
16aに出力する。そして、画像処理部16aは、この
電気信号(電圧)をある電圧レベルと比較し、入力され
た電圧が当該レベル以上にあるとき表示部16bにおけ
る対応する画素を発光させる処理を行なう。この場合、
上記電圧レベルは、光源の輝度の低下や周辺部からの反
射光の入射等を考慮して、入力電圧の最大値と最小値の
1/2に設定されるのが通常である。上記の処理を第8
図(a)。Furthermore, the microscope 10 has a difference in resolving power between the central part and the peripheral part of its field of view, which causes a difference in the brightness of the image part, and even if the image is the same, the brightness when it is in the central part of the field of view differs. The brightness at the periphery is lower than that at the periphery. By the way, the camera 14 outputs an image existing within the field of view of the microscope 10 to the image processing section 16a as an electric signal proportional to its brightness. Then, the image processing section 16a compares this electric signal (voltage) with a certain voltage level, and when the input voltage is higher than the level, performs a process of causing the corresponding pixel in the display section 16b to emit light. in this case,
The voltage level is usually set to 1/2 of the maximum and minimum values of the input voltage, taking into consideration the reduction in brightness of the light source, the incidence of reflected light from the periphery, and the like. The above process is performed in the 8th step.
Figure (a).
(b)、 (c)により説明する。This will be explained using (b) and (c).
第8図(a)は電極パターン9pの平面図、第8図(b
)、 (C)は画像処理部の入力信号の波形図であり
、横軸に顕微鏡の視野内の距離、縦軸に入力信号の電圧
がとっである。第8図(b)に示す波形は電極パターン
9pが顕微鏡10の視野の中心部分にあるときの波形(
Fl )を、又、第8図(c)は周辺部分にあるときの
波形(F2)を示す。−点鎖線で示す電圧レベルVS+
は各電圧波形Ft、Ftにおける最大値と最小値の1/
2の電圧レベルを示し、これが前記の設定レベルとなる
。FIG. 8(a) is a plan view of the electrode pattern 9p, and FIG. 8(b) is a plan view of the electrode pattern 9p.
) and (C) are waveform diagrams of input signals of the image processing unit, in which the horizontal axis represents the distance within the field of view of the microscope, and the vertical axis represents the voltage of the input signal. The waveform shown in FIG. 8(b) is the waveform when the electrode pattern 9p is in the center of the field of view of the microscope 10 (
FIG. 8(c) shows the waveform (F2) at the peripheral portion. - Voltage level VS+ shown by the dotted chain line
is 1/ of the maximum value and minimum value in each voltage waveform Ft, Ft.
2, which is the set level described above.
今、第8図(b)に示すように電極パターン9pが視野
の中心部分にある場合、何等かの理由により輝度が低下
すると入力される電圧レベルも低下し、破線で示す波形
FI′ に変化する。これにしたがって、設定レベルv
、1も二点鎖線で示す設定レベルv3オに変化する。こ
の結果、表示部16bに表示される電極パターン9pの
エツジ部分の映像には微小な誤差ΔlIを生じる。ただ
し、図で、この誤差Δβ、は理解を容易にするため誇張
して描かれており、実際には値ΔJ、はほぼOである。Now, if the electrode pattern 9p is located at the center of the visual field as shown in FIG. 8(b), if the brightness decreases for some reason, the input voltage level will also decrease, changing to the waveform FI' shown by the broken line. do. According to this, the setting level v
, 1 also changes to the setting level v3o shown by the two-dot chain line. As a result, a small error ΔlI occurs in the image of the edge portion of the electrode pattern 9p displayed on the display section 16b. However, in the figure, this error Δβ is exaggerated for ease of understanding, and the actual value ΔJ is approximately O.
次に、第8図(C)に示すように電極パターン9pが視
野の周辺部分にある場合、上記のように輝度が低下する
と電圧波形は破線で示す波形F2”に変化し、設定レベ
ルも二点鎖線で示すレベルVSZに変化する。このため
、上記と同様に表示部16bに表示される電極パターン
9pのエツジ部分の映像に誤差Δff1zを生じる。こ
の誤差Δ2□も誇張して描かれているが、第8図(b)
に示す誤差Δl、に比較して極度に大きな値(Δ12)
Δ2+)となる。即ち、電極パターン9pが視野の周辺
部分にあると、僅かな輝度の変化にしたがってそのエツ
ジ部分の映像に誤差Δ12を生じることになる。この結
果、確定されたエツジEは上記球面収差の場合と同様に
正確さを欠き、測定精度が低下するという問題があった
。Next, when the electrode pattern 9p is located at the peripheral part of the visual field as shown in FIG. It changes to the level VSZ shown by the dotted chain line. Therefore, an error Δff1z is generated in the image of the edge portion of the electrode pattern 9p displayed on the display section 16b in the same way as above. This error Δ2□ is also exaggerated in the drawing. However, Fig. 8(b)
An extremely large value (Δ12) compared to the error Δl shown in
Δ2+). That is, if the electrode pattern 9p is located at the periphery of the visual field, a slight change in brightness will cause an error Δ12 in the image at the edge. As a result, the determined edge E lacks accuracy as in the case of the spherical aberration described above, and there is a problem in that the measurement accuracy decreases.
これらの問題について、モータ7を制御してテーブル8
を移動させ、電極パターン9pのエツジを顕微鏡10の
視野の中心に位置せしめることも考えられるが、モータ
7、これに連結された螺軸、および移動台6に設けられ
螺軸と螺合する螺子より成る移動機構は反応速度が遅く
、かつ、移動台6およびテーブル8の重量による慣性が
大きいので、エツジを視野の中心に位置づけようとする
とハンチングを生じ、当該位置づけはほとんど不可能で
ある。又、螺軸と螺子との間には微小のガタが存在し、
これも上記位置づけを不可能としている。さらに、仮に
手動等の他の手段でエツジを視野の中心に位置づけるこ
とができたとしても、それには相当時間を要する。そし
て、顕微鏡10の光源12には相当大きな出力の光源が
使用され、電極パターン9pはこの光源に照射されてい
るので、上記位置合せに時間がかかると、電極パターン
9pは光源の輻射熱により膨脹し、位置合せが終了した
ときは膨脹したエツジに位置合せをしたことになり、位
置合せ自体が無意味となる。又、仮に、電極パターン9
pの熱膨張を考慮しな(でも、位置合せに相当な時間を
消費すると、数千の電極パターン9pの測定には長時間
を要するという問題も生じることとなる。Regarding these problems, we can control the motor 7 to
It is also possible to move the edge of the electrode pattern 9p to the center of the field of view of the microscope 10 by moving the motor 7, the screw shaft connected to the motor 7, and the screw provided on the moving stage 6 and screwed into the screw shaft. The moving mechanism consisting of the above has a slow reaction speed and large inertia due to the weight of the moving stage 6 and table 8. Therefore, when an attempt is made to position the edge in the center of the field of view, hunting occurs, and such positioning is almost impossible. Also, there is a slight play between the screw shaft and the screw,
This also makes the above positioning impossible. Further, even if it were possible to center the edge in the field of view by other means, such as manually, it would take a considerable amount of time. A light source with considerably high output is used as the light source 12 of the microscope 10, and the electrode pattern 9p is irradiated by this light source, so if the above alignment takes time, the electrode pattern 9p will expand due to the radiant heat of the light source. , when the alignment is completed, it means that the alignment has been performed on the expanded edge, and the alignment itself becomes meaningless. Also, if the electrode pattern 9
However, if a considerable amount of time is consumed for alignment (without taking into account the thermal expansion of p), a problem arises in that it takes a long time to measure thousands of electrode patterns 9p.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、被測
長物の測長基準位置を顕微鏡の視野の中心部において確
定することができ、ひいては測定精度を向上させること
ができる測長装置を提供するにある。An object of the present invention is to provide a length measuring device that solves the above-mentioned problems of the prior art, is capable of determining the length measurement reference position of an object to be measured at the center of the field of view of a microscope, and is capable of improving measurement accuracy. is to provide.
上記目的を達成するため、本発明は、被測長物を載置す
る台と、この台に対向し前記被測長物を視る顕微鏡と、
この顕微鏡の視野の像の測定基準位置を確定するととも
にこの測定基準位置と前記顕微鏡の中心線との偏差を演
算する画像処理装置と、前記台を移動させる移動機構と
、前記台の移動距離を測定する測定手段とを備えた測長
装置において、平行たわみ梁変位機構で構成される微動
機構と、この微動機構を前記偏差だけ移動させこの移動
毎に前記測定基準位置の確定と前記偏差の算出を行なわ
せる制御手段とを設けたことを特徴とする特
〔作 用〕
被測定物を台に載置し、移動機構により被測長物を移動
させてこれを顕微鏡の視野内に入れ、その像を電気信号
に変換して画像処理装置に入力する。画像処理装置では
入力された信号に基づき映像を作成するとともに測定端
となる測定基準位置を確定し、この測定基準位置と前記
視野の中心との間の偏差を求める。この偏差は微動機構
に出力され、微動機構は当該偏差分だけ変位する。この
変位終了後、制御手段の指令により画像処理装置は変位
した位置において再び測定基準位置の確定および偏差の
算出を行なう。算出された偏差は微動機構に入力されそ
の偏差だけ台を変位させる。In order to achieve the above object, the present invention includes a table on which an object to be measured is placed, a microscope that faces the table and views the object to be measured,
an image processing device that determines a measurement reference position of an image in the field of view of the microscope and calculates a deviation between the measurement reference position and the center line of the microscope; a moving mechanism that moves the table; A length measuring device comprising a measuring means for measuring, a fine movement mechanism constituted by a parallel deflection beam displacement mechanism, and the fine movement mechanism is moved by the deviation, and each movement determines the measurement reference position and calculates the deviation. A feature [effect] characterized in that the object to be measured is placed on a table, the object to be measured is moved by a moving mechanism to bring it into the field of view of the microscope, and its image is captured. is converted into an electrical signal and input to an image processing device. The image processing device creates an image based on the input signal, determines a measurement reference position serving as a measurement end, and determines the deviation between this measurement reference position and the center of the field of view. This deviation is output to the fine movement mechanism, and the fine movement mechanism is displaced by the deviation. After this displacement is completed, the image processing device again determines the measurement reference position and calculates the deviation at the displaced position according to a command from the control means. The calculated deviation is input to the fine movement mechanism and the table is displaced by the deviation.
この動作は、所定回数又は偏差がOになるまで制御手段
により繰返えされる。This operation is repeated by the control means a predetermined number of times or until the deviation becomes O.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.
第1図は本発明の実施例に係る測長装置の系統図である
。図で、第6図に示す部分と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。Xは座標軸を示す。17′は第6
図に示す制御装置17に相当する制御装置である。18
は移動台6とテーブル8との間に設けられた微動機構で
ある。この微動機構18の構成は第2図により詳細に説
明する。FIG. 1 is a system diagram of a length measuring device according to an embodiment of the present invention. In the figure, parts that are the same as those shown in FIG. 6 are given the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. X indicates the coordinate axis. 17' is the 6th
This is a control device corresponding to the control device 17 shown in the figure. 18
is a fine movement mechanism provided between the moving table 6 and the table 8. The structure of this fine movement mechanism 18 will be explained in detail with reference to FIG.
19は微動機構18の駆動を制御する微動コントローラ
である。A fine movement controller 19 controls the driving of the fine movement mechanism 18.
ここで、第1図に示す微動機構18の構成を説明する。Here, the configuration of the fine movement mechanism 18 shown in FIG. 1 will be explained.
第2図は微動機構の斜視図である。図で、25は剛性の
高い部材より成る中心剛体部、26aは中心剛体部25
からY軸方向に張出した張出し部、26bは中心剛体部
25から張出し部26aと反対向きに張出した張出し部
、27aは中心剛体部25からX軸方向に張出した張出
し部、27bは中心剛体部25から張出し部27aと反
対向きに張出した張出し部である。28a、28bはそ
れぞれ張出し部26a、26bの端部下端に設けられ移
動台6に固定される固定部、29a、29bはそれぞれ
張出し部27a、27bの端部上端に設けられテーブル
8を連結するテーブル連結部である。FIG. 2 is a perspective view of the fine movement mechanism. In the figure, 25 is a central rigid body part made of a highly rigid member, and 26a is a central rigid body part 25.
26b is an overhanging portion extending from the central rigid body portion 25 in the direction opposite to the overhanging portion 26a, 27a is an overhanging portion extending from the central rigid body portion 25 in the X-axis direction, and 27b is a central rigid body portion. This is an overhanging portion that overhangs from 25 in the opposite direction to the overhanging portion 27a. 28a and 28b are fixed parts provided at the lower end of the overhanging parts 26a and 26b, respectively, and fixed to the moving table 6; 29a and 29b are tables provided at the upper end of the end parts of the overhanging parts 27a and 27b, respectively, and connecting the table 8. This is the connecting part.
張出し部26a、26b、27a、27b、固定部28
a、28b、およびテーブル連結部29a、29bはそ
れぞれ中心剛体部25と同じ部材で構成され、中心剛体
部25とともに1つのブロックから加工成形される。Overhanging parts 26a, 26b, 27a, 27b, fixed part 28
a, 28b, and the table connecting parts 29a, 29b are each made of the same material as the central rigid body part 25, and are processed and formed together with the central rigid body part 25 from one block.
26 FX、、 26 F−bはそれぞれ張出し部2
6a。26 FX, , 26 F-b are respectively overhang parts 2
6a.
26bに構成された平行たわみ梁変位機構(平行たわみ
梁変位機構については後述する。)であり、互いに中心
剛体部25に対して対称的に構成されている。平行たわ
み梁変位機構26 FX、、 26F、bは共働してX
軸方向の並進変位(中心剛体部25のX軸方向の変位)
を発生する。27F□、27F’ybはそれぞれ張出し
部27a、27bに構成された平行たわみ梁変位機構で
あり、互いに中心剛体部25に対して対称的に構成され
ている。平行たわみ梁変位機構27F□、27Fybは
共働してY軸方向の並進変位(中心剛体部25のY軸方
向の変位)を発生する。上記平行たわみ梁変位機構26
F−−226FXb、27Fy、27Fybは各張出し
部26a、26b、27a、27bの所定個所に所定の
貫通孔を形成することにより構成される。26b (the parallel flexible beam displacement mechanism will be described later), and are configured symmetrically with respect to the central rigid body portion 25. Parallel deflection beam displacement mechanisms 26 FX, 26F, b work together to
Translational displacement in the axial direction (displacement in the X-axis direction of the central rigid body part 25)
occurs. 27F□ and 27F'yb are parallel deflection beam displacement mechanisms constructed on the projecting portions 27a and 27b, respectively, and are constructed symmetrically with respect to the central rigid body portion 25. The parallel deflection beam displacement mechanisms 27F□ and 27Fyb work together to generate translational displacement in the Y-axis direction (displacement of the central rigid body portion 25 in the Y-axis direction). The above parallel deflection beam displacement mechanism 26
F--226FXb, 27Fy, and 27Fyb are constructed by forming predetermined through holes at predetermined locations of each of the overhang portions 26a, 26b, 27a, and 27b.
平行たわみ梁変位機構26F、、は、貫通孔30を形成
することにより構成される2つの互いに平行な平板状の
たわみ梁31、および貫通孔30内に中心剛体部25と
張出部26aから突出した突起間に装架された圧電アク
チュエータ32)ならびにたわみ梁31の所定個所に貼
着されたひずみゲージGで構成される。他の平行たわみ
梁変位機構26FXb、27Fy□ 27Fybも同様
な構成を有する。なお、平行たわみ梁変位機構の構成お
よび動作については、例えば特開昭61−209846
号公報に提示されている。The parallel flexible beam displacement mechanism 26F, includes two mutually parallel flat flexible beams 31 formed by forming a through hole 30, and protrudes from the central rigid body portion 25 and the overhang portion 26a into the through hole 30. It consists of a piezoelectric actuator 32) mounted between the protrusions and a strain gauge G affixed to a predetermined location on the flexible beam 31. The other parallel deflection beam displacement mechanisms 26FXb, 27Fy□ 27Fyb have similar configurations. The configuration and operation of the parallel deflection beam displacement mechanism are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-209846.
It is presented in the publication No.
次に、この微動機構の動作を説明する。今、平行たわみ
梁変位機構26F、□ 26FXbの各圧電アクチュエ
ータ32に等しい電圧を印加すると、その平行たわみ梁
31が印加電圧に応じて変形し、微動機構はX軸方向に
並進変位する。この変位は中心剛体部25、平行たわみ
梁変位機構27F、、。Next, the operation of this fine movement mechanism will be explained. Now, when an equal voltage is applied to each piezoelectric actuator 32 of the parallel deflection beam displacement mechanisms 26F and 26FXb, the parallel deflection beams 31 are deformed in accordance with the applied voltage, and the fine movement mechanism is translated in the X-axis direction. This displacement is caused by the central rigid body portion 25, the parallel deflection beam displacement mechanism 27F, .
27Fyb、および固定部29a、29bを介してテー
ブル8に伝達され、テーブル8は同量だけX軸方向に並
進変位する。同様に、平行たわみ梁変位機構27 Fy
−、26Fybの圧電アクチュエータに同一電圧を印加
した場合、テーブル8はY軸方向に並進変位する。なお
、本実施例では用いないが、これら各平行たわみ梁変位
機構を同時に駆動すると、合成された並進変位を得るこ
とができる。27Fyb and the fixed parts 29a and 29b to the table 8, and the table 8 is translated by the same amount in the X-axis direction. Similarly, parallel deflection beam displacement mechanism 27 Fy
When the same voltage is applied to the piezoelectric actuators of - and 26Fyb, the table 8 is translated in the Y-axis direction. Although not used in this embodiment, by driving these parallel deflection beam displacement mechanisms simultaneously, a combined translational displacement can be obtained.
上記の変位作動中、各ひずみゲージGはたわみ梁31の
たわみを検出することにより微動機構の実際の変位量を
検出する。したがって、この検出された変位量に基づい
てフィードバック制御を行なえば、微動機構の正確な変
位を実施することができる。During the displacement operation described above, each strain gauge G detects the deflection of the deflection beam 31 to detect the actual displacement amount of the fine movement mechanism. Therefore, by performing feedback control based on the detected displacement amount, accurate displacement of the fine movement mechanism can be performed.
以上、微動機構18の構成および動作について説明した
。次に、第1図に示す本実施例のX軸方向の測定動作を
第3図に示すフローチャートを参照しながら説明する。The configuration and operation of the fine movement mechanism 18 have been described above. Next, the measurement operation in the X-axis direction of this embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. 3.
まず、制御装置17′に予め定められている電極パター
ン9pの間隔Eを設定するとともに、測定間隔の穂数N
も設定し、又、制御装置17′のメモリの所定アドレス
の数値iを0とし、さらにリニアエンコーダをリセット
しておく (第3図に示す手順S、)。なお、上記数値
iは測定回数をカウントするための値である。First, a predetermined interval E between the electrode patterns 9p is set in the control device 17', and the number N of ears at the measurement interval is set.
Also, the numerical value i at a predetermined address in the memory of the control device 17' is set to 0, and the linear encoder is reset (step S shown in FIG. 3). Note that the above numerical value i is a value for counting the number of measurements.
次に、制御装置17′は顕微鏡10のレボルバ(図示さ
れていない)を駆動せしめ、顕微鏡10の倍率を5倍に
する(手順SZ)。これにより、最端部の電極パターン
9の全体像を目視により顕微鏡10の視野内に収めるこ
とができる。測定者は手動で最端部の電極パターン9p
を視野に捕捉し、焦点を合せる。制御装置17′はその
ときのフォーカス位置を記憶する(手順S3)。この状
態で、レボルバにより顕微鏡10の倍率が5倍から20
0倍に切換えられ(手順S4)、さきに記憶されたフォ
ーカス位置に自動的に設定される(手順SS)。これに
より、顕微鏡10の視野内の像は、カメラ14を介して
画像処理部16aに電気信号として入力され、表示部1
6bに第7図(a)に示すように表示される。Next, the control device 17' drives the revolver (not shown) of the microscope 10 to increase the magnification of the microscope 10 to 5 times (step SZ). Thereby, the entire image of the electrode pattern 9 at the end can be visually observed within the field of view of the microscope 10. The measurer manually selects the endmost electrode pattern 9p.
capture it in your field of view and focus on it. The control device 17' stores the focus position at that time (step S3). In this state, the magnification of the microscope 10 is increased from 5x to 20x using the revolver.
The magnification is switched to 0x (step S4), and the previously stored focus position is automatically set (step SS). As a result, the image within the field of view of the microscope 10 is input as an electrical signal to the image processing unit 16a via the camera 14, and the display unit 1
6b as shown in FIG. 7(a).
この状態において、制御装置17′は画像処理部16a
に対して、エツジを確定し、確定したエツジと視野の中
心との間の偏差を算出するように指令する(手順Sa)
。画像処理部16aは前述した処理によりエツジ確定お
よび偏差演算を実行し、算出した偏差を制御装置17′
へ出力する。In this state, the control device 17' controls the image processing section 16a.
to determine the edge and calculate the deviation between the determined edge and the center of the field of view (Step Sa)
. The image processing unit 16a executes edge determination and deviation calculation through the processing described above, and sends the calculated deviation to the control device 17'.
Output to.
制御装置17′は偏差がOであるか否か、即ち、確定し
たエツジが視野の中心にあるか否かを判断する(手順S
?)。多くの場合、この偏差はOにはならない。もし偏
差がOであれば、処理は後述する手順SIIに移行する
。The control device 17' determines whether the deviation is O, that is, whether the determined edge is in the center of the field of view (step S
? ). In many cases, this deviation will not be O. If the deviation is O, the process moves to step SII, which will be described later.
制御装置17′は偏差が0でない場合、微動コントロー
ラ19に対して当該偏差を出力し、微動機構18を駆動
する(手順S8)。微動コントローラ19はフィードバ
ック制御により所定の平行たわみ梁変位機構を前記偏差
だけ正確に変位させる。これによりテーブル8はその分
だけ移動し、さきに確定したエツジは視野の中心に一致
する。If the deviation is not 0, the control device 17' outputs the deviation to the fine movement controller 19, and drives the fine movement mechanism 18 (step S8). The fine movement controller 19 accurately displaces a predetermined parallel deflection beam displacement mechanism by the above deviation by feedback control. As a result, the table 8 moves by that amount, and the previously determined edge coincides with the center of the field of view.
ところで、さきに確定したエツジは視野の中心からずれ
た位置において確定されたものであるので、前述のよう
に誤差が含まれていて正確なエツジとはなっていない。By the way, since the previously determined edge was determined at a position shifted from the center of the field of view, it contains errors as described above and is not an accurate edge.
したがって、制御装置17′は上記のようにエツジが視
野の中心に位置せしめられた状態で、再び画像処理部1
6aに対してエツジの確定と偏差の算出を指令する(手
順S9)。Therefore, the control device 17' again controls the image processing section 17 with the edge positioned at the center of the field of view as described above.
6a to determine the edge and calculate the deviation (step S9).
画像処理部16aはこの指令に応じて再度視野の中心で
のエツジ確定処理を行ない(この確定されたエツジは、
さきに確定されたエツジと異なる)、偏差を算出し、こ
れを制御装置17′に出力する。In response to this command, the image processing unit 16a again performs edge determination processing at the center of the field of view (this determined edge is
(different from the previously determined edge), the deviation is calculated and outputted to the control device 17'.
制御装置17′はこの偏差が0か否かを判断しく手順S
、。)、0でなければ手順S、〜SIGを繰返えす。こ
の繰返えしにより、エツジは視野の中心のより近(で確
定されてゆくこととなり、最終的に確定されたエツジは
視野の中心と一致する。The control device 17' determines whether this deviation is 0 or not in step S.
,. ), if not 0, repeat steps S, ~SIG. By repeating this, the edge is determined closer to the center of the field of view, and the finally determined edge coincides with the center of the field of view.
ここで、制御装置17′はリニアエンコーダ15のセン
サ15bの検出信号を読取る(手順S++)。Here, the control device 17' reads the detection signal of the sensor 15b of the linear encoder 15 (step S++).
この値をLとする。次に、制御装置17′は測定値演算
(即ち、測長結果の演算)を、上記読取られた値りから
前回読取られた値L′を減算することにより算出する(
手順S、2)。なお、この場合、顕微鏡10の視野内に
あるのは最端部の電極パタ−ン9pであり測長を開始し
たばかりであるので、値りと値L′とは等しく、手順S
1□の演算結果は当然Oとなる。次いで、手順St+で
読取られた値しは値L′として記憶される(手順S、3
)。次に制御装置17′はメモリの予め定められたアド
レスに記憶された値iに1を加算する(手順514)。Let this value be L. Next, the control device 17' calculates the measured value (that is, the calculation of the length measurement result) by subtracting the previously read value L' from the above read value (
Step S, 2). In this case, since the endmost electrode pattern 9p is within the field of view of the microscope 10 and length measurement has just started, the value and the value L' are equal, and step S
The calculation result of 1□ is naturally O. The value read in step St+ is then stored as value L' (step S, 3
). Next, the controller 17' adds 1 to the value i stored at a predetermined address in the memory (step 514).
そして、値iが(N +’l )になったか否かを判断
する(手順514)。この場合、値iは(N+1)では
ないので、処理は手順SI&へ移行°する。手順SI6
において、制御装置17′はモータ7を駆動し、テーブ
ル8を設定値にだけ駆動する。この駆動はセンサ15b
の出力値を読取り、フィードバック制御を用いて行なわ
れる。この結果、次の電極パターン9pが顕微鏡10の
視野内に移行することとなる。この電極パターン9pに
対して制御装置17′は再び手順S、〜S+sの処理を
繰返す。Then, it is determined whether the value i has become (N +'l) (step 514). In this case, since the value i is not (N+1), the process moves to step SI&. Procedure SI6
, the control device 17' drives the motor 7 and drives the table 8 only to the set value. This drive is performed by sensor 15b
This is done by reading the output value of and using feedback control. As a result, the next electrode pattern 9p will move into the field of view of the microscope 10. For this electrode pattern 9p, the control device 17' repeats the steps S and S+s again.
上記の処理の結果、各電極パターン9pのエツジは視野
の中心において確定されるとともに、最終的に確定され
たエツジは常に視野の中心と一致することとなる。した
がって、前回の最終エツジ確定から今回の最終エツジ確
定までの間のテーブル8の移動距離が隣接する電極パタ
ーン9pの間隔となり、これは手順S、の演算により求
めることができる。手順SI5で、値iが数(N+1)
に等しくなったとき全測定が終了する。As a result of the above processing, the edge of each electrode pattern 9p is determined at the center of the visual field, and the finally determined edge always coincides with the center of the visual field. Therefore, the moving distance of the table 8 from the previous final edge determination to the current final edge determination is the interval between adjacent electrode patterns 9p, which can be determined by the calculation in step S. In step SI5, the value i is a number (N+1)
All measurements are completed when the value is equal to .
なお、上記のようにX軸方向の測定のみを行なう場合、
微動機構も対称位置にある一組の平行たわみ梁変位機構
のみで構成してもよいのは明らかである。Note that when measuring only in the X-axis direction as described above,
It is clear that the fine movement mechanism may also consist of only a pair of parallel flexure beam displacement mechanisms in symmetrical positions.
このように、本実施例では、平行たわみ梁変位機構より
成る微動機構を操作して、視野の中心とエツジとが一致
するまで、視野の中心部で繰返してエツジ確定を行なう
ようにしたので、レンズの球面収差や顕微鏡の中央部と
周辺部の解像力の差による誤差を生じることなく、正確
なエツジ確定を行なうことができ、ひいては精度の高い
測定を行なうことができる。又、圧電素子により駆動さ
れる平行たわみ梁変位機構を用いたので、微動機構を高
速で作動させることができ、光源の熱の影響を受けるこ
とは少なく、この点からも測定精度を向上させることが
できる。In this way, in this embodiment, the fine movement mechanism consisting of the parallel deflection beam displacement mechanism is operated to repeatedly determine the edge at the center of the field of view until the center of the field of view and the edge coincide. Accurate edge determination can be performed without causing errors due to spherical aberration of the lens or differences in resolution between the central and peripheral parts of the microscope, and as a result, highly accurate measurements can be performed. In addition, since a parallel deflection beam displacement mechanism driven by a piezoelectric element is used, the fine movement mechanism can be operated at high speed and is less affected by the heat of the light source, which also improves measurement accuracy. Can be done.
第4図は本発明の他の実施例に係る測長装置の系統図で
ある。図で、第1図に示す部分と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。X、 Yは座標軸を示す。本
実施例はX軸およびY軸方向の測定が可能な2軸の測長
装置である。5x、5yはそれぞれX軸、Y軸方向の移
動機構が備えられているステージであり、ステージ5X
はステージ5Y上においてY軸方向に移動可能に設置さ
れている。7Xは移動台6をX軸方向に移動させるモー
タ、7Yは移動台6をX軸方向に移動させるモータ、7
Yはステージ5XをY軸方向に移動させるモータである
。17”は制御装置である。この制御装置17”は第1
図に示す制御装置17゛が1軸(X軸)に関してのみの
制御装置であるのに対して2軸(X軸、Y軸)に関して
の制御装置である点で異なるだけで基本的動作は両者同
じである。FIG. 4 is a system diagram of a length measuring device according to another embodiment of the present invention. In the figure, parts that are the same as those shown in FIG. X and Y indicate coordinate axes. This embodiment is a two-axis length measuring device capable of measuring in the X-axis and Y-axis directions. 5x and 5y are stages each equipped with a moving mechanism in the X-axis and Y-axis directions, and the stage 5X
is installed on the stage 5Y so as to be movable in the Y-axis direction. 7X is a motor that moves the moving table 6 in the X-axis direction, 7Y is a motor that moves the moving table 6 in the X-axis direction, 7
Y is a motor that moves the stage 5X in the Y-axis direction. 17" is a control device. This control device 17" is the first
The only difference is that the control device 17 shown in the figure is a control device for only one axis (X-axis), whereas it is a control device for two axes (X-axis, Y-axis), and the basic operations are the same for both. It's the same.
36はレーザヘッドであり、例えば2周波レーザヘッド
が用いられる。このレーザヘッドは僅かに異なる周波数
f、、f2のレーザ光を出力する。36 is a laser head, for example, a two-frequency laser head is used. This laser head outputs laser beams with slightly different frequencies f, , f2.
37はレーザヘッド36からのレーザ光を直線方向およ
びこれと直角方向に分割するビームスプリッタである。37 is a beam splitter that splits the laser beam from the laser head 36 into a linear direction and a direction perpendicular thereto.
38X、38Yはレーザ光のうち周波数f1のレーザ光
のみを出力するインターフェロメータである。39はテ
ーブル8に固定されたL型ミラーであり、X軸方向の反
射を行なう部分39XおよびY軸方向の反射を行なう部
分39Yを有する。40X、40YはそれぞれX軸、Y
軸のレシーバであり、インタフェロメータ38X。38X and 38Y are interferometers that output only the laser beam of frequency f1 among the laser beams. Reference numeral 39 denotes an L-shaped mirror fixed to the table 8, and has a portion 39X that performs reflection in the X-axis direction and a portion 39Y that performs reflection in the Y-axis direction. 40X and 40Y are the X axis and Y axis, respectively.
axis receiver and interferometer 38X.
38Yから送られてくるレーザ光の周波数に基づいて所
定の信号を出力する。41はパルスコンパレータであり
、レーザヘッド36からの信号とレシーバ40X、40
Yからの信号とに基づいてX軸方向およびY軸方向の変
位量を演算し、これを制御装置17”に出力する。レー
ザヘッド36、ビームスプリッタ37、インタフェロメ
ータ38X、38YSL型ミラー39、レシーバ40X
。A predetermined signal is output based on the frequency of the laser beam sent from 38Y. 41 is a pulse comparator, which connects the signal from the laser head 36 and the receivers 40X, 40
The amount of displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated based on the signal from Y, and is outputted to the control device 17''. Laser head 36, beam splitter 37, interferometer 38X, 38YSL type mirror 39, receiver 40x
.
40Y1およびパルスコンパレータ41によりレーザ測
長器が構成される。40Y1 and the pulse comparator 41 constitute a laser length measuring device.
本実施例の測長は、X軸、Y軸それぞれについてさきの
実施例の測長動作と同じ動作により行なわれるものであ
り、ただ、テーブル8の変位量の検出がリニアエンコー
ダ15の代わリニレーサ測長器で行なわれる点でのみ相
違する。したがって、本実施例の動作の説明はレーザ測
長器のX軸の測長動作の概略を述べるに留める。The length measurement in this embodiment is performed by the same operation as the length measurement operation in the previous embodiment for each of the X-axis and Y-axis, except that the displacement amount of the table 8 is detected by a linear laser measurement instead of the linear encoder 15. The only difference is that it is performed with long tools. Therefore, the explanation of the operation of this embodiment will be limited to an outline of the X-axis length measurement operation of the laser length measurement device.
レーザヘッド36からの各レーザ光はビームスプリッタ
37により分割され、その一方がインタフェロメータ3
8Xに入力され、かつ、周波数f。Each laser beam from the laser head 36 is split by a beam splitter 37, one of which is sent to the interferometer 3.
8X and frequency f.
のレーザ光のみミラー39の部分39Xに照射される。The portion 39X of the mirror 39 is irradiated with only the laser beam.
この状態でテーブル8が変位すると照射されたレーザ光
には、ドツプラ効果によりドツプラ変調が発生し、ミラ
一部分39Xから反射されるレーザ光の周波数は(r+
±Δf1)となる。この反射レーザ光はインタフェロ
メータ38Xを経て周波数ftのレーザ光とともにレシ
ーバ40Xに入力され、レシーバ40Xでは、これら2
つのレーザ光の周波数に基づき(fz −(fl ±Δ
f。When the table 8 is displaced in this state, Doppler modulation occurs in the irradiated laser beam due to the Doppler effect, and the frequency of the laser beam reflected from the mirror portion 39X is (r+
±Δf1). This reflected laser light passes through an interferometer 38X and is input to a receiver 40X together with a laser light having a frequency of ft.
Based on the frequency of two laser beams (fz − (fl ±Δ
f.
))の演算がなされ、これに応じた信号が出力される。)) is calculated, and a signal corresponding to the calculation is output.
一方、レーザヘッド36からは各レーザ光の周波数の差
に応じた信号Cft r+)が出力され、レシーバ
40Xの信号とともにパルスコンパレータ41に入力さ
れる。パルスコンパレータ41では再入力値に基づいて
((rz −fl ) −ft (、fl±Δfl
) )の演算が実行され、この結果、信号±Δf、が
とり出される。この信号±Δf1はテーブル8の変位に
比例した信号であり、制御装置17”に入力されてさき
の実施例における手順P、における数値りとして用いら
れる。On the other hand, the laser head 36 outputs a signal Cft r+) corresponding to the difference in frequency between the respective laser beams, and inputs it to the pulse comparator 41 together with the signal from the receiver 40X. The pulse comparator 41 calculates ((rz −fl ) −ft (, fl±Δfl
) ) is executed, and as a result, a signal ±Δf is extracted. This signal ±Δf1 is a signal proportional to the displacement of the table 8, and is input to the control device 17'' and used as a numerical value in step P in the previous embodiment.
このように、本実施例では、さきの実施例のリニアエン
コーダに代えてレーザ測長器を用いX軸およびY軸方向
の変位を測定するようにしたので、より精度の高い測定
が可能となり、又2軸測定の場合、原板を一旦取外した
後取付ける手間と時間を省くことができる。In this way, in this example, the displacement in the X-axis and Y-axis directions is measured using a laser length measuring device instead of the linear encoder in the previous example, so that more accurate measurement is possible. In addition, in the case of two-axis measurement, it is possible to save the time and effort of once removing and then attaching the original plate.
なお、上記各実施例の説明では、視野の中心におけるエ
ツジの確定は、偏差がOになるまで繰返す例について説
明したが、微動機構の1回の駆動でエツジがほぼ視野の
中心近くに移動することから、視野の中心におけるエツ
ジの確定は1回乃至数回の所定回数行なうようにするこ
ともできる。In the above embodiments, the determination of the edge at the center of the field of view is repeated until the deviation becomes O, but the edge is moved almost to the center of the field of view by one drive of the fine movement mechanism. Therefore, the edge at the center of the visual field can be determined a predetermined number of times, from once to several times.
又、上記各実施例の説明では、電極パターンの相互間の
間隔を測定する例について説明したが、これに限ること
はな(、他の種々の測長に適用することができる。Furthermore, in the description of each of the above embodiments, an example of measuring the distance between electrode patterns has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to various other length measurements.
以上述べたように、本発明では、平行たわみ梁変位機構
により被測長物の測長基準位置を顕微鏡の視野の中心に
変位させてその確定を行なうようにしたので、レンズの
球面収差や顕微鏡の解像力に影響されることなく正確に
測長基準位置を確定することができ、これにより測定精
度を著るしく向上せしめることができる。As described above, in the present invention, the length measurement reference position of the object to be measured is moved to the center of the field of view of the microscope using the parallel deflection beam displacement mechanism, and the position is determined. It is possible to accurately determine the length measurement reference position without being affected by resolution, and thereby the measurement accuracy can be significantly improved.
第1図は本発明の実施例に係る測長装置の系統図、第2
図は第1図に示す微動機構の斜視図、第3図は第1図に
示す装置の動作を説明するフローチャート、第4図は本
発明の他の実施例に係る測長装置の系統図、第5図は液
晶表示装置の電極の配置図、第6図は従来の測長装置の
系統図、第7およびその信号波形図である。
5X、5Y・・・・・・・・・ステージ、6・・・・・
・・・・台、7X、7Y・・・・・・・・・モータ、8
・・・・・・・・・テーブル、9・・・・・・・・・原
板、9p・・・・・・・・・電極パターン、10・・・
・・・・・・顕微鏡、14・・・・・・・・・カメラ、
15X、15Y・・・・・・・・・す・ニアエンコーダ
、16・・・・・・・・・画像処理装置、17’、17
”・・・・・・・・・制御装置、18・・・・・・・・
・微動機構、19・・・・・・・・・微動コントローラ
、36・・・・・・・・・レーザヘッド、38X、38
Y・旧・・・・・インタフェロメータ、39・・・・・
・・・・L型ミラー、40X、40Y・・・・・・・・
・レシーバ、41・・・・・・・・・パルスコンパレー
タ。
第1図
6;台
8:テーアIし
9 : #、板
10: 田I軟健
14:f7メつ
15: リ二了r+シコーデ
第2図
31: たわ涯采
32 : 巳電了グチュエータ
第4図
40X+40Y ’ L シts−
第5ffl
第7図
第8図
・12FIG. 1 is a system diagram of a length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a perspective view of the fine movement mechanism shown in FIG. 1, FIG. 3 is a flow chart explaining the operation of the device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a system diagram of a length measuring device according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a layout diagram of electrodes of a liquid crystal display device, FIG. 6 is a system diagram of a conventional length measuring device, and FIG. 7 is a diagram of its signal waveform. 5X, 5Y... Stage, 6...
...Motor, 8
......Table, 9...Original plate, 9p...Electrode pattern, 10...
・・・・・・Microscope, 14・・・・・・Camera,
15X, 15Y... Near encoder, 16... Image processing device, 17', 17
”・・・・・・・・・Control device, 18・・・・・・・・・
・Fine movement mechanism, 19...Fine movement controller, 36...Laser head, 38X, 38
Y/Old...Interferometer, 39...
...L type mirror, 40X, 40Y...
・Receiver, 41...Pulse comparator. Figure 1 6; Platform 8: Tea Ishi 9: #, Board 10: Field I Soft Ken 14: f7 Metsu 15: Rini R+Shicode Figure 2 31: Tawa Gai 32: Miden Ryo Gutuator No. 4 Figure 40X+40Y 'L Sits- 5thffl Figure 7 Figure 8・12
Claims (3)
測長物を視る顕微鏡と、この顕微鏡の視野の像の測定基
準位置を確定するとともにこの測定基準位置と前記顕微
鏡の中心線との偏差を演算する画像処理装置と、前記台
を移動させる移動機構と、前記台の移動距離を測定する
測定手段とを備えた測長装置において、平行たわみ梁変
位機構で構成される微動機構と、この微動機構を前記偏
差だけ移動させこの移動毎に前記測定基準位置の確定と
前記偏差の算出を行なわせる制御手段とを設けたことを
特徴とする測長装置。(1) A table for mounting the object to be measured, a microscope facing the table for viewing the object to be measured, and determining a measurement reference position of an image in the field of view of this microscope, and a center between this measurement reference position and the microscope. In a length measuring device that includes an image processing device that calculates a deviation from a line, a moving mechanism that moves the platform, and a measuring device that measures the moving distance of the platform, a micro-movement device that includes a parallel deflection beam displacement mechanism is used. A length measuring device comprising: a mechanism; and a control means for moving the fine movement mechanism by the deviation and determining the measurement reference position and calculating the deviation every time the fine movement mechanism is moved.
段は、リニアエンコーダであることを特徴とする測長装
置。(2) The length measuring device according to claim (1), wherein the measuring means is a linear encoder.
段は、レーザ測長器であることを特徴とする測長装置。(3) A length measuring device according to claim (1), wherein the measuring means is a laser length measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62334813A JP2534742B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Length measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62334813A JP2534742B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Length measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01174905A true JPH01174905A (en) | 1989-07-11 |
| JP2534742B2 JP2534742B2 (en) | 1996-09-18 |
Family
ID=18281504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62334813A Expired - Lifetime JP2534742B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Length measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534742B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5384507A (en) * | 1991-11-29 | 1995-01-24 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Method of and device for driving piezo-electric elements and system for controlling micromotion mechanism |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62334813A patent/JP2534742B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5384507A (en) * | 1991-11-29 | 1995-01-24 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Method of and device for driving piezo-electric elements and system for controlling micromotion mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2534742B2 (en) | 1996-09-18 |
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