JPH0436603A - Optical measuring instrument - Google Patents
Optical measuring instrumentInfo
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- JPH0436603A JPH0436603A JP14401590A JP14401590A JPH0436603A JP H0436603 A JPH0436603 A JP H0436603A JP 14401590 A JP14401590 A JP 14401590A JP 14401590 A JP14401590 A JP 14401590A JP H0436603 A JPH0436603 A JP H0436603A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学系によって結像された画像から測定対象
物の寸法などを測定する光学式測定装置に関する。詳し
くは、測定対象物に照射された光を受光素子からなるセ
ンサで受光して電気信号に変換し、この信号に基づき、
フォーカスを自動的に調整するとともに、測定対象物の
寸法測定、位置判別、形状判別などを行う光学式測定装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical measuring device that measures the dimensions of an object to be measured from an image formed by an optical system. Specifically, the light irradiated onto the object to be measured is received by a sensor consisting of a light-receiving element, converted into an electrical signal, and based on this signal,
The present invention relates to an optical measuring device that automatically adjusts the focus and also measures the dimensions, position, shape, etc. of an object to be measured.
測定対象物に光を照射し、その光に基づいて測定対象物
の画像を結像させ、その画像から測定対象物の寸法など
を測定する装置として、例えば、工具顕微鏡や投影機な
どの光学式測定装置か知られている。Optical devices such as tool microscopes and projectors are used as devices that illuminate the object to be measured with light, form an image of the object based on the light, and measure the dimensions of the object from that image. Measuring device or known.
この種の光学式測定装置、例えは投影機では、スクリー
ン上に結像された画像のエツジをヘアーラインに位置さ
せながら測定対象物の寸法などを測定する必要かある。In this type of optical measuring device, such as a projector, it is necessary to measure the dimensions of the object while positioning the edge of the image formed on the screen at the hairline.
しかし、この場合、まず、画像のフォーカスを一致させ
なければならない上、画像のエツジをヘアーラインに正
確に一致させなければならないので、測定作業が煩雑で
能率的でない。しかも、画像のエツジをヘアーラインに
一致させるにも、測定者によって個人差が生じやすい。However, in this case, the focus of the images must first be matched, and the edges of the images must also be precisely matched with the hair lines, making the measurement work complicated and inefficient. Furthermore, individual differences tend to occur among the measurers when it comes to matching the edges of the image with the hairline.
そこで、これらの点を解決するために、従来の投影機の
中には、オートフォーカス機構を設けるとともに、測定
対象物との相対移動時に画像のエツジを自動的に検出す
るエツジ検出機構を組み込んだものか開発されている。Therefore, in order to solve these problems, conventional projectors are equipped with an autofocus mechanism and an edge detection mechanism that automatically detects the edges of the image when moving relative to the object to be measured. Something is being developed.
ここで、オートフォーカス機構としては、投影レンズを
挟んだ両側に一対の測距用対物レンズを配置した三角測
距式のオートフォーカス機構か一般的に利用されている
。また、エツジ検出機構としては、光電変換素子を利用
し、この光電変換素子と測定対象物とを相対移動させた
ときに、画像の明部と暗部とに基づてい光電変換素子か
ら出力される信号を取り出し、この信号から測定対象物
のエツジを検出する構造か一般的に利用されている。Here, as the autofocus mechanism, a triangular distance measurement type autofocus mechanism in which a pair of distance measurement objective lenses are arranged on both sides of a projection lens is generally used. The edge detection mechanism uses a photoelectric conversion element, and when the photoelectric conversion element and the object to be measured are moved relative to each other, the output from the photoelectric conversion element is determined based on the bright and dark areas of the image. A commonly used structure is to extract a signal and detect the edge of the object to be measured from this signal.
従って、オートフォーカス機構によって画像のフォーカ
スか自動的に調整されるとともに、光電変換素子と測定
対象物とを相対移動させれば、その画像のエツジが自動
的に検出されるので、測定作業を能率的にかつ個人差な
く行うことができる。Therefore, the autofocus mechanism automatically adjusts the focus of the image, and when the photoelectric conversion element and the object to be measured are moved relative to each other, the edges of the image are automatically detected, making measurement work more efficient. This can be done objectively and without any individual differences.
ところが、従来のものは、オートフォーカス機構とエツ
ジ検出機構とを別々に構成していたため、次のような欠
点がある。However, in the conventional type, the autofocus mechanism and the edge detection mechanism are configured separately, and therefore, there are the following drawbacks.
■オートフォーカス機構およびエツジ検出機構を別々に
構成しなければならないので、構造が複雑化し、部品点
数か多く必要である。■Since the autofocus mechanism and edge detection mechanism must be constructed separately, the structure becomes complicated and a large number of parts are required.
■このことは、コストアップにつながるばかりでなく、
装置の大型化につながる。また、組み立てや調整に時間
かかかる上、装置としての信頼性に欠ける要因につなが
る。■This not only leads to increased costs, but also
This leads to an increase in the size of the device. Furthermore, it takes time to assemble and adjust, and this leads to a lack of reliability as a device.
■特に、オートフォーカス機構を設ける場合、投影レン
ズを挟んだ両側に一対の測距用対物レンズを配置しなけ
ればならないため、つまり、測定対象物の上方両側に一
対の測距用対物レンズを配置しなければならないため、
視野が制限される上、測定対象物の脱着操作にも支障が
生じやすい。■In particular, when an autofocus mechanism is installed, a pair of distance-measuring objective lenses must be placed on both sides of the projection lens; in other words, a pair of distance-measuring objective lenses must be placed on both sides above the object to be measured. Because I have to
Not only is the field of view limited, but it is also likely to cause trouble in attaching and detaching the object to be measured.
ここに、本発明の目的は、このような従来の問題を全て
解消し、安価かつ小型にでき、しかも、測定対象物の脱
着操作にも支障をきたすことがない光学式測定装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical measuring device that solves all of these conventional problems, can be made inexpensive and compact, and does not cause any trouble in the operation of attaching and detaching objects to be measured. It is in.
そのため、本発明では、エツジ検出機構を構成するセン
サを利用してオートフォーカス機構を構成することによ
り、上記目的を達成しようとするものである。Therefore, the present invention attempts to achieve the above object by configuring an autofocus mechanism using a sensor that constitutes an edge detection mechanism.
具体的には、測定対象物に光を照射しその光に基づく測
定対象物の画像を結像させる光学系を有し、この光学系
と測定対象物とを相対移動させながら結像された画像か
ら測定対象物の寸法などを測定する光学式測定装置にお
いて、外周が円形の内側受光素子およびこの内側受光素
子と同心状に配置された輪帯状の外側受光素子を有し、
かつ、これら内側受光素子および外側受光素子のいずれ
か一方が円周方向に少なくとも4個以上に等分割された
分割受光素子によって構成されたセンサと、このセンサ
に前記測定対象物に照射された光を結像させる結像レン
ズと、前記センサの内側受光素子の出力と外側受光素子
の出力との差に対応した信号を出力する変位検出回路と
、この変位検出回路からの出力に基づき前記測定対象物
と光学系上を光学系の焦点深度方向へ相対移動させると
ともに、変位検出回路からの出力が基準値に達したとき
に前記相対移動を停止させる焦点位置調整装置と、前記
センサの分割受光素子のうち直径方向に対向する2つの
分割受光素子の出力の差が所定(直を越えたときに領域
信号を出力する領域信号発生回路と、この領域信号発生
回路から領域信号が出力されていることを条件として前
記変位検出回路からの出力か基準1直に達したときにエ
ツジ信号を出力するエツジ信号発生回路と、を具備した
ことを特徴とす、る。Specifically, it has an optical system that irradiates the measurement target with light and forms an image of the measurement target based on the light, and the image that is formed while the optical system and the measurement target are moved relative to each other. An optical measuring device for measuring the dimensions of an object to be measured, including an inner light-receiving element with a circular outer periphery and an annular outer light-receiving element arranged concentrically with the inner light-receiving element,
and a sensor in which either one of the inner light receiving element and the outer light receiving element is divided into at least four equally divided light receiving elements in the circumferential direction, and the sensor is configured with light irradiated onto the measurement object. an imaging lens that forms an image of the object to be measured; a displacement detection circuit that outputs a signal corresponding to the difference between the output of the inner light receiving element and the output of the outer light receiving element of the sensor; a focal position adjustment device that relatively moves the object and the optical system in the direction of the focal depth of the optical system and stops the relative movement when an output from a displacement detection circuit reaches a reference value; and a divided light receiving element of the sensor. A region signal generation circuit that outputs a region signal when the difference in the output of two diametrically opposed divided light receiving elements exceeds a predetermined value, and a region signal being output from this region signal generation circuit. The present invention is characterized by comprising an edge signal generation circuit that outputs an edge signal when the output from the displacement detection circuit reaches a reference 1 on the condition that
また、測定対象物に光を照射しその光に基づく測定対象
物の画像を結像させる光学系を有し、この光学系と測定
対象物とを相対移動させながら結像された画像から測定
対象物の寸法なとを測定する光学式測定装置において、
外周が円形の内側受光素子およびこの内側受光素子と同
心状に配置された輪帯状の外側受光素子を有し、かつ、
これら内側受光素子および外側受光素子が円周方向に少
なくとも2個以上に等分割された内側分割受光素子およ
び外側分割受光素子によって構成されたセンサと、この
センサに前記測定対象物に照射された光を結像させる結
像レンズと、前記センサの内側受光素子の出力と外側受
光素子の出力との差に対応した信号を出力する変位検出
回路と、この変位検出回路からの出力に基づき前記測定
対象物と光学系とを光学系の焦点深度方向へ相対移動さ
せるとともに、変位検出回路からの出力か基準値に達し
たときに前記相対移動を停止させる焦点位置調整装置と
、前記センサの分割受光素子のうち同一側でかつ直径方
向に対向する2つの分割受光素子の出力の差が所定値を
越えたときに領域信号を出力する領域信号発生回路と、
この領域信号発生回路から領域信号が出力されているこ
とを条件として前記変位検出回路からの出力が基準値に
達したときにエツジ信号を出力するエツジ信号発生回路
と、を具備したことを特徴とする。In addition, it has an optical system that irradiates the measurement target with light and forms an image of the measurement target based on the light, and while moving the optical system and the measurement target relatively, the formed image is used to form an image of the measurement target. In optical measuring devices that measure the dimensions of objects,
It has an inner light-receiving element with a circular outer periphery and an annular outer light-receiving element arranged concentrically with the inner light-receiving element, and
A sensor constituted by an inner divided light receiving element and an outer divided light receiving element in which the inner light receiving element and the outer light receiving element are equally divided into at least two or more pieces in the circumferential direction, and the light irradiated onto the measurement target by this sensor. an imaging lens that forms an image of the object to be measured; a displacement detection circuit that outputs a signal corresponding to the difference between the output of the inner light receiving element and the output of the outer light receiving element of the sensor; a focal position adjustment device that relatively moves the object and the optical system in the direction of the focal depth of the optical system and stops the relative movement when an output from a displacement detection circuit reaches a reference value; and a divided light receiving element of the sensor. an area signal generation circuit that outputs an area signal when a difference in output between two divided light receiving elements on the same side and facing each other in the diametrical direction exceeds a predetermined value;
An edge signal generation circuit that outputs an edge signal when the output from the displacement detection circuit reaches a reference value on the condition that the area signal is output from the area signal generation circuit. do.
画像のフォーカスが一致した状態において、センサの内
側受光素子の出力と外側受光素子の出力との差に対応し
た信号が基準値になるように、予め、内側受光素子と外
側受光素子との面積を設定、あるいは、−刃側の出力に
係数を乗して両出力を電気的に調整しておく。The areas of the inner and outer light-receiving elements are calculated in advance so that the signal corresponding to the difference between the output of the inner and outer light-receiving elements of the sensor becomes the reference value when the images are in focus. Adjust both outputs electrically by setting or multiplying the -blade side output by a coefficient.
この状態において、測定対象物かフォーカス位置より遠
方にあれば外側受光素子の受光量か増加し、逆に、測定
対象物かフォーカス位置より手前にあれば外側受光素子
の受光量が減少するので、両出力の差は基準値に対して
変動する。すると、焦点位置調整装置によって、測定対
象物と光学系とが焦点深度方向へ相対移動され、フォー
カス位置で停止される。つまり、フォーカスか自動的に
調整される。In this state, if the object to be measured is further away from the focus position, the amount of light received by the outer light-receiving element will increase; conversely, if the object to be measured is closer to the focus position, the amount of light received by the outer light-receiving element will decrease. The difference between both outputs varies with respect to the reference value. Then, the object to be measured and the optical system are moved relative to each other in the depth of focus direction by the focus position adjustment device, and are stopped at the focus position. In other words, the focus will be adjusted automatically.
また、測定対象物と光学系との相対移動によって測定対
象物のエツジの像(例えは、暗部の像)がセンサを横切
ると、分割受光素子のうち直径方向に対向する2つの分
割受光素子の出力の差が次第に増大していく。やがて、
その差が所定値を越えると、領域信号か出力される。In addition, when an edge image (for example, a dark image) of the object to be measured crosses the sensor due to relative movement between the object to be measured and the optical system, two of the divided light-receiving elements facing each other in the diametrical direction The difference in output gradually increases. Eventually,
If the difference exceeds a predetermined value, a region signal is output.
このとき、はじめに外側受光素子の受光量か減少し、そ
の後、内側受光素子の受光量か減少していく。やがて、
エツジの像がセンサの中心に達したときに、内側受光素
子の出力と外側受光素子の出力との差が基準値になるの
で、この時点で、エツジ信号が出力される。つまり、測
定対象物のエツジが検出される。At this time, first the amount of light received by the outer light receiving element decreases, and then the amount of light received by the inner light receiving element decreases. Eventually,
When the edge image reaches the center of the sensor, the difference between the output of the inner light-receiving element and the output of the outer light-receiving element becomes the reference value, so at this point, an edge signal is output. In other words, the edges of the object to be measured are detected.
以下、本発明を顕微鏡に適用した実施例について図面を
参照しなから説明する。Embodiments in which the present invention is applied to a microscope will be described below with reference to the drawings.
第1実施例
第1実施例を第1図〜第6図に示す。第6図は本実施例
の顕微鏡の概略構成を示している。同顕微鏡は、ハロゲ
ンランプからなる第1の光源1からの光を、コンデンサ
レンズ2、ハーフミラ−3および対物レンズ4を介して
載物台5上に載置された測定対象物6に照射し、その反
射光をハーフミラ−7および接眼レンズ8を介して観察
する構造である。ここに、光源1、レンズ2,4.8お
よびハーフミラ−3,7により、本実施例の光学系9が
構成されている。First Embodiment A first embodiment is shown in FIGS. 1 to 6. FIG. 6 shows the schematic configuration of the microscope of this embodiment. The microscope irradiates light from a first light source 1 consisting of a halogen lamp onto an object to be measured 6 placed on a stage 5 through a condenser lens 2, a half mirror 3, and an objective lens 4. The structure is such that the reflected light is observed through a half mirror 7 and an eyepiece 8. Here, the light source 1, lenses 2, 4.8, and half mirrors 3, 7 constitute an optical system 9 of this embodiment.
前記対物レンズ4の光軸上には、ハーフミラ−11か配
置されている。ハーフミラ−11を通る光軸と直交する
位置には、コリメートレンズ12を介してレーザダイオ
ードからなる第2の光M13が配置されている。また、
前記対物レンズ4の光軸上には、センサ14およびこの
センサ14に前記反射光を結像させる結像レンズ15か
配置されているっなお、センサ14と結像レンズ15と
の間には、マスク16が配置されている。A half mirror 11 is arranged on the optical axis of the objective lens 4. A second light M13 made of a laser diode is placed at a position perpendicular to the optical axis passing through the half mirror 11 via a collimating lens 12. Also,
A sensor 14 and an imaging lens 15 for forming an image of the reflected light on the sensor 14 are arranged on the optical axis of the objective lens 4. Note that between the sensor 14 and the imaging lens 15, A mask 16 is placed.
前記センサ14は、第1図に示す如く、前記対物レンズ
4の光軸を中心として同心状に配置された内側受光素子
2■および外側受光素子22とを備える。内側受光素子
21は、外周か円形の心円形状に形成されている。外側
受光素子22は、輪帯状に形成され、かつ、互いに直行
するXおよびY軸線を分割線として、円周方向に4個に
等分割された分割受光素子22、〜22.にょって構成
されている。これらの内側受光素子21からの出力信号
および外側受光素子22を構成する分割受光素子22□
〜224からの出力信号は、アンプ23.24+〜24
4を介して増幅された後、信号処理回路25へ与えられ
ている。As shown in FIG. 1, the sensor 14 includes an inner light-receiving element 2 and an outer light-receiving element 22, which are arranged concentrically about the optical axis of the objective lens 4. The inner light-receiving element 21 is formed in the shape of a circular center around the outer periphery. The outer light-receiving element 22 is formed into an annular shape, and is equally divided into four parts in the circumferential direction using the X and Y axes, which are perpendicular to each other, as dividing lines. It is composed of Nyoto. The output signals from these inner light receiving elements 21 and the divided light receiving elements 22□ that constitute the outer light receiving element 22
The output signal from ~224 is the amplifier 23.24+~24
After being amplified via the signal processing circuit 4, the signal is supplied to the signal processing circuit 25.
信号処理回路25は、前記センサ11の内側受光素子2
1の出力信号と外側受光素子22の出力信号との差に対
応した信号を出力する変位検出回路31と、測定対象物
6の傾きを検出する傾き検出回路41と、前記外側受光
素子22を構成する分割受光素子22□〜22.のうち
直径方向に対向する2つの分割受光素子の出力の差が所
定値を越えたときに領域信号を出力する領域信号発生回
路51と、この領域信号発生回路51から領域信号が出
力されていることを条件として前記変位検出回路31か
らの出力信号か基準値に達したときにエツジ信号を出力
するエツジ信号発生回路としてのアンドゲート61とか
ら構成されている。The signal processing circuit 25 is connected to the inner light receiving element 2 of the sensor 11.
The outer light-receiving element 22 includes a displacement detection circuit 31 that outputs a signal corresponding to the difference between the output signal of 1 and the output signal of the outer light-receiving element 22, a tilt detection circuit 41 that detects the inclination of the measurement object 6, and The divided light receiving elements 22□ to 22. A region signal generation circuit 51 outputs a region signal when the difference in output between two diametrically opposed divided light receiving elements exceeds a predetermined value, and a region signal is output from the region signal generation circuit 51. Under these conditions, the AND gate 61 serves as an edge signal generating circuit which outputs an edge signal when the output signal from the displacement detection circuit 31 reaches a reference value.
前記変位検出回路31は、前記各アンプ241〜244
を通じて入力される分割受光素子22〜224からの出
力信号の和を演算する和演算器32と、この和演算器3
2の出力信号に係数αを乗算する乗算器33と、この乗
算器33の出力信号と前記アンプ−23を通じて入力さ
れる内側受光素子21からの出力信号との差を演算する
差演算器34と、この差演算器34の出力信号と0の基
準レベルの信号とを比較し、出力信号か基準レベル信号
より小さいとき生信号を、出力信号か基準レベル信号よ
り大きいとき一信号を、両者が一致したとき一致信号を
それぞれ出力するコンパレータ35とから構成されてい
る。The displacement detection circuit 31 includes each of the amplifiers 241 to 244.
a sum calculator 32 that calculates the sum of output signals from the divided light receiving elements 22 to 224 inputted through the sum calculator 3;
a multiplier 33 that multiplies the output signal of No. 2 by a coefficient α; and a difference calculator 34 that calculates the difference between the output signal of this multiplier 33 and the output signal from the inner light receiving element 21 inputted through the amplifier 23. , the output signal of this difference calculator 34 is compared with the reference level signal of 0, and when the output signal is smaller than the reference level signal, it is considered a raw signal, and when the output signal is larger than the reference level signal, it is considered a single signal, and both match. and a comparator 35 which outputs a matching signal when the matching occurs.
コンパレータ35の出力は、焦点位置調整装置36へ入
力されている。焦点位置調整装置36は、前記載物台5
を対物レンズ4の光軸線方向へ移動させるモータM z
と、このモータM zの駆動を制御するモータ駆動制御
回路37とから構成されている。モータ駆動制御回路3
7は、前記コンパレータ35からの信号に応じた方向ヘ
モータMzを駆動させるとともに、一致信号が与えられ
たときその駆動を停止させる。つまり、変位検出回路3
1からの出力に基づき前記測定対象物6と光学系9とを
光学系9の焦点深度方向へ相対移動させるとともに、変
位検出回路31からの出力が基準値に達したときに前記
相対移動を停止させる前記傾き検出回路41は、アンプ
241.242を通して入力される分割受光素子22.
.222からの出力信号の和を演算する和演算器42と
、アンプ243,244を通じて入力される分割受光素
子223+ 221からの出力信号の和を演算する和
演算器43と、アンプ241,244を通じて入力され
る分割受光素子22++ 224からの出力信号の和
を演算する和演算器44と、アンプ242,243を通
じて入力される分割受光素子222 、 223からの
出力信号の和を演算する和演算器45と、前記和演算器
42.43の出力信号の差を演算する差演算器46と、
前記和演算器44.45の出力信号の差を演算する差演
算器47とから構成されている。The output of the comparator 35 is input to a focus position adjustment device 36. The focus position adjustment device 36 is connected to the document table 5.
A motor Mz that moves the lens in the direction of the optical axis of the objective lens 4
and a motor drive control circuit 37 that controls the drive of this motor Mz. Motor drive control circuit 3
7 drives the motor Mz in a direction according to the signal from the comparator 35, and stops the drive when a matching signal is given. In other words, the displacement detection circuit 3
Based on the output from the displacement detection circuit 31, the measurement object 6 and the optical system 9 are moved relative to each other in the direction of the focal depth of the optical system 9, and the relative movement is stopped when the output from the displacement detection circuit 31 reaches a reference value. The inclination detection circuit 41 receives divided light receiving elements 22.22, which are input through amplifiers 241.242.
.. A sum calculator 42 calculates the sum of the output signals from the split light receiving elements 223+221, which are input through the amplifiers 243 and 244, and a sum calculator 43 which calculates the sum of the output signals from the split light receiving elements 223+221, which are input through the amplifiers 243 and 244. a sum calculator 44 that calculates the sum of the output signals from the divided light receiving elements 22++ 224, and a sum calculator 45 that calculates the sum of the output signals from the divided light receiving elements 222 and 223 that are input through the amplifiers 242 and 243. , a difference calculator 46 that calculates the difference between the output signals of the sum calculators 42 and 43;
and a difference calculator 47 that calculates the difference between the output signals of the sum calculators 44 and 45.
ここで、各差演算器46.47からの出力信号は、前記
載物台5を対物レンズ4の光軸線に対してXおよびY軸
方向へ傾斜させるモータMx、Myの駆動を制御するモ
ータ駆動制御回路48へ入力されている。モータ駆動制
御回路48は、前記差演算器46.47からの出力に基
づきモータMx、Myをその方向へ駆動させる。Here, the output signals from each of the difference calculators 46 and 47 are used to drive the motors Mx and My that tilt the document table 5 in the X and Y axis directions with respect to the optical axis of the objective lens 4. It is input to the control circuit 48. The motor drive control circuit 48 drives the motors Mx and My in that direction based on the output from the difference calculator 46, 47.
前記領域信号発生回路51は、アンプ24.。The area signal generation circuit 51 includes an amplifier 24. .
243を通じて入力される分割受光素子221゜223
からの出力信号の差を演算する差演算器52と、アンプ
24□、24.を通じて入力される分割受光素子22□
、224からの出力信号の差を演算する差演算器53と
、各差演算器52.53からの出力信号を基準レベルの
信号Vref(+)。Divided light-receiving elements 221°223 input through 243
a difference calculator 52 that calculates the difference between the output signals from the amplifiers 24□, 24. Split light receiving element 22□ input through
, 224, and output signals from each of the difference calculators 52, 53 as a reference level signal Vref(+).
Vref(−)と比較し出力信号か基準レベルの信号範
囲内にないときに領域信号を出力するウィンドコンパレ
ータ54,55と、いずれかのウィンドコンパレータ5
4,55から領域信号が出力された際その信号を前記ア
ンドゲート61へ出力するオアーゲート56とから構成
されている。Window comparators 54 and 55 that compare with Vref(-) and output a region signal when the output signal is not within the reference level signal range, and one of the window comparators 5
and an OR gate 56 which outputs a region signal to the AND gate 61 when a region signal is output from the gates 4 and 55.
前記エツジ信号発生回路を構成するアンドゲート61は
、前記オアーゲート56を通じて前記いずれかのウィン
ドコンパレータ54,55から領域信号か出力されてい
る間において、前記コンパレータ35から一致信号が出
力されたときのみ、エツジ信号を出力する。The AND gate 61 constituting the edge signal generation circuit operates only when a match signal is output from the comparator 35 while a region signal is being output from either of the window comparators 54 and 55 through the OR gate 56. Outputs an edge signal.
ここて、アントゲート61から出力されるエツジ信号は
、載物台5の移動に連動する変位検出装置71に人力さ
れている。変位検出装置71は、載物台5の移動量に応
してパルス信号を発生するエンコーダ72と、このエン
コータ72かう出力されるパルス信号を計数するカウン
タ73と、このカウンタ73の値を前記エツジ信号か与
えられたときにラッチするラッチ回路74とから構成さ
れている。Here, the edge signal output from the ant gate 61 is manually input to a displacement detection device 71 that is linked to the movement of the stage 5. The displacement detection device 71 includes an encoder 72 that generates a pulse signal according to the amount of movement of the workpiece table 5, a counter 73 that counts the pulse signal output from the encoder 72, and a value of the counter 73 that is counted by the edge. The latch circuit 74 latches when a signal is applied.
次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
まず、センサI4の内側受光素子21から得られる信号
をA、外側受光素子22を構成する各分割受光素子22
1〜22.から得られる信号を81〜B、とすると、変
位検出回路31の差演算器34の出力信号Sは、
5=A−α(B、 =E32 +B3−”B、 )とな
る。ここで、第2図(A)に示す如く、対物レンズ4の
焦点位置に測定対象物6か位置したとき、つまりフォー
カスか合ったとき、出力信号Sが基準値、ここではOに
なるように、内側受光素子21と外側受光素子22を構
成する各分割受光素子221〜224との面積、あるい
は、乗算器33の係数αを選択しておく。First, the signal obtained from the inner light receiving element 21 of the sensor I4 is A, and each divided light receiving element 22 constituting the outer light receiving element 22 is
1-22. Assuming that the signals obtained from As shown in Fig. 2 (A), when the object to be measured 6 is located at the focal position of the objective lens 4, that is, when it is in focus, the inner light receiving element is set so that the output signal S becomes the reference value, here O. 21 and each of the divided light receiving elements 221 to 224 constituting the outer light receiving element 22, or the coefficient α of the multiplier 33 is selected in advance.
また、ここで、外側受光素子22を構成する分割受光素
子22、〜224からの信号B1〜B4が互いに等しく
なるように、センサ14の配置位置を調整し、センサ1
4の中心を光軸に一致させる。In addition, here, the arrangement position of the sensor 14 is adjusted so that the signals B1 to B4 from the divided light receiving elements 22 and 224 constituting the outer light receiving element 22 are equal to each other, and the sensor 1
Align the center of 4 with the optical axis.
(オートフォーカス動作)
いま、第2図(B)に示す如く、対物レンズ4の焦点位
置に対して測定対象物6が遠方にあれば、外側受光素子
22の受光量が増加するので、差演算器34からは出力
信号S〈0かコンパレータ35に与えられる。すると、
コンパレータ35からは子信号がモータ駆動制御回路3
7へ与えられるので、そのモータ駆動制御回路37を介
して載物台5が焦点位置に接近する方向ヘモータMzが
駆動される。これにより、対物レンズ4の焦点位置に測
定対象物6が達すると、つまりフォーカスか合うと、出
力信号Sが0になるので、モータMzの駆動か停止され
る。つまり、フォーカスか自動的に調整される。(Autofocus operation) Now, as shown in FIG. 2(B), if the measurement object 6 is far away from the focal position of the objective lens 4, the amount of light received by the outer light receiving element 22 increases, so the difference calculation is performed. The output signal S<0 is provided from the device 34 to a comparator 35. Then,
A child signal from the comparator 35 is sent to the motor drive control circuit 3.
7, the motor Mz is driven via the motor drive control circuit 37 in the direction in which the stage 5 approaches the focal position. As a result, when the object to be measured 6 reaches the focal position of the objective lens 4, that is, when the object is in focus, the output signal S becomes 0, and the driving of the motor Mz is stopped. In other words, the focus will be adjusted automatically.
逆に、第2図(C)に示す如(、対物レンズ4の焦点位
置に対して測定対象物6が手前にあれは、外側受光素子
22の受光量か減少するので、差演算器34からは出力
信号S〉0かコンパレータ35に与えられる。すると、
コンパレータ35からは一信号がモータ駆動制御回路3
7へ与えられるので、そのモータ駆動制御回路37を介
して載物台5が焦点位置に接近する方向ヘモータMzが
、駆動される。これにより、対物レンズ4の焦点位置に
測定対象物6が達すると、つまりフォーカスか合うと、
出力信号Sが0になるので、モータMZの駆動が停止さ
れる。つまり、フォーカスが自動的に調整される。On the other hand, as shown in FIG. 2(C), if the object to be measured 6 is located in front of the focal position of the objective lens 4, the amount of light received by the outer light-receiving element 22 decreases, so that the amount of light received by the outer light receiving element 22 decreases. is given to the output signal S〉0 or the comparator 35. Then,
One signal from the comparator 35 is sent to the motor drive control circuit 3.
7, the motor Mz is driven via the motor drive control circuit 37 in the direction in which the stage 5 approaches the focal position. As a result, when the object to be measured 6 reaches the focal position of the objective lens 4, that is, when it is in focus,
Since the output signal S becomes 0, driving of the motor MZ is stopped. In other words, focus is automatically adjusted.
(エツジ検出動作)
いま、載物台5のX、 Y軸方向への移動に伴って測定
対象物6のエツジ(例えば、暗部のエツジ)か、第3図
に示す如く、上方(第1図でY軸方向)へ移動する場合
を考えてみる。この場合、内側受光素子21から得られ
る信号Aは、第4図(A)に示すように変化する。また
、外側受光素子22を構成する各分割受光素子221〜
224から得られる信号B1〜B4は、第4図(B)に
示すように変化する。(Edge Detection Operation) Now, as the stage 5 moves in the X and Y axis directions, the edge of the object to be measured 6 (for example, the edge of a dark area) or the upper part (as shown in FIG. 1) is detected as shown in FIG. Let us consider the case of moving in the Y-axis direction). In this case, the signal A obtained from the inner light receiving element 21 changes as shown in FIG. 4(A). In addition, each divided light receiving element 221 to constitute the outer light receiving element 22
Signals B1 to B4 obtained from 224 change as shown in FIG. 4(B).
すると、これらの分割受光素子221〜224から得ら
れた信号B1〜B4は、変位検出回路31の和演算器3
2で加算され、続いて、乗算器33で係数αが乗算され
た後、差演算器34の一方の入力端子へ入力される。つ
まり、差演算器34の一方の入力端子には、第4図(C
)に示す信号が入力される。その結果、差演算器34は
、第4図(A)に示す信号Aと第4図(C)に示す信号
との差を演算し、その差を出力信号Sとして出力する。Then, the signals B1 to B4 obtained from these divided light receiving elements 221 to 224 are sent to the summation unit 3 of the displacement detection circuit 31.
2, and then multiplied by a coefficient α in a multiplier 33, and then input to one input terminal of a difference calculator 34. In other words, one input terminal of the difference calculator 34 is connected to the
) is input. As a result, the difference calculator 34 calculates the difference between the signal A shown in FIG. 4(A) and the signal shown in FIG. 4(C), and outputs the difference as an output signal S.
つまり、第4図(D)に示す信号を出力する。That is, the signal shown in FIG. 4(D) is output.
また、分割受光素子221,223から得られた信号B
l、B3は差演算器52に、分割受光素子22□、22
4から得られた信号B、2.B、は差演算器53にそれ
ぞれ入力される。その結果、差演算器52からは信号B
1.B3の差が出力信号G1としてウィンドコンパレー
タ54に与えられる。また、差演算器53からは信号B
2.B4の差が出力信号G2としてウィンドコンパレー
タ55に与えられる。In addition, the signal B obtained from the divided light receiving elements 221 and 223
l, B3 are connected to the difference calculator 52, and the divided light receiving elements 22□, 22
Signal B obtained from 4, 2. B and are respectively input to the difference calculator 53. As a result, the difference calculator 52 outputs the signal B
1. The difference between B3 and B3 is provided to the window comparator 54 as an output signal G1. Further, from the difference calculator 53, a signal B
2. The difference between B4 and B4 is provided to the window comparator 55 as an output signal G2.
ここでは、測定対象物6のエツジか例えば第1図中Y軸
方向へ移動しているので、差演算器52゜53からの出
力信号G1.G2は、第4図(E)(F)に示すように
変化する。すると、各ウィンドコンパレータ54,55
は、差演算器52,53から与えられる出力信号G、、
G2と基準信号V ref(+)、 V ref(−)
とを比較し、出力信号Gl+02が基準信号Vref(
↓)、 Vref(−)を越えている間だけHレベルの
出力信号R1,R2を出力する。Here, since the edge of the object to be measured 6 is moving, for example, in the Y-axis direction in FIG. 1, the output signal G1. G2 changes as shown in FIGS. 4(E) and 4(F). Then, each window comparator 54, 55
are the output signals G given from the difference calculators 52 and 53,
G2 and reference signal V ref (+), V ref (-)
The output signal Gl+02 is the reference signal Vref (
↓), outputs H level output signals R1 and R2 only while exceeding Vref(-).
これらの信号R1,R2は、オアーケート56を通じて
アンドゲート61の一方の入力端子に与えられる。従っ
て、アントゲート61の一方の入力端子には、第4図(
G)に示す領域信号Rか入力される。These signals R1 and R2 are applied to one input terminal of an AND gate 61 through an OR gate 56. Therefore, one input terminal of the ant gate 61 is connected to the input terminal shown in FIG.
A region signal R shown in G) is input.
一方、前記差演算器34から出力された出力信号Sは、
コンパレータ35へ入力される。コンパレータ35は、
差演算器34からの出力信号Sか0の基準レベル信号に
対してクロスするときに、第4図(H)に示すパルス信
号Pをアンドゲート61の他方の入力端子に与える。On the other hand, the output signal S output from the difference calculator 34 is
The signal is input to the comparator 35. The comparator 35 is
When the output signal S from the difference calculator 34 crosses the reference level signal of 0, a pulse signal P shown in FIG. 4(H) is applied to the other input terminal of the AND gate 61.
アントゲート6Jは、両入力端子に与えられる信号がと
もにHレベルのときに、第4図(I)に示すような、例
えばIOμsecのエツジ信号Eを出力する。これによ
り、カウンタ73の計数値がラッチ回路74にラッチさ
れる。つまり、測定対象物6のエツジか検出されたとき
のカウンタ73の値がラッチされる。The ant gate 6J outputs an edge signal E of, for example, IO μsec as shown in FIG. 4(I) when the signals applied to both input terminals are both at H level. As a result, the count value of the counter 73 is latched into the latch circuit 74. That is, the value of the counter 73 when the edge of the object to be measured 6 is detected is latched.
(傾き補正動作)
例えば、第5図に示す如く、測定対象物6に傾きがあっ
た場合、分割受光素子221〜224における受光量が
互いに異なるので、これらの受光量の差がら測定対象物
6の傾きを求めることかできる。従って、その傾きを補
正すれば、測定対象物6の傾きを補正することができる
。(Tilt correction operation) For example, as shown in FIG. 5, when the measurement target 6 is tilted, the amounts of light received by the divided light receiving elements 221 to 224 are different from each other. It is possible to find the slope of Therefore, by correcting the inclination, the inclination of the measurement object 6 can be corrected.
そこで、傾き検出回路41では、和演算器42において
分割受光素子22..22□から得られた信号Bl、B
2の和を、和演算器43において分割受光素子223,
224から得られた信号B3、B、の和を、和演算器4
4において分割受光素子221,224から得られた信
号Bl、B4の和を、和演算器45において分割受光素
子222.223から得られた信号B2.B3の和を、
それぞれ演算する。Therefore, in the tilt detection circuit 41, the summation unit 42 uses the divided light receiving elements 22. .. Signals Bl and B obtained from 22□
The sum of 2 is divided into divided light receiving elements 223,
224, the sum of the signals B3 and B obtained from
4, the sum of the signals Bl and B4 obtained from the divided light receiving elements 221 and 224 is added to the signal B2. The sum of B3,
Calculate each.
差演算器46は、和演算器42.43の出力信号の差を
求め、その差ΔXをモータ駆動制御回路48へ与える。The difference calculator 46 calculates the difference between the output signals of the sum calculators 42 and 43, and provides the difference ΔX to the motor drive control circuit 48.
また、差演算器47は、和演算器44.45の出力信号
の差を求め、その差Δyをモータ駆動制御回路48へ与
える。これにより、モータ駆動制御回路48は、その差
ΔX、Δyに基づいて各モータFVI x 、 M V
を駆動させ、その差ΔX、Δyがなくなった時点でモー
タMx 、 M yの駆動を停止させる。Further, the difference calculator 47 calculates the difference between the output signals of the sum calculators 44 and 45, and provides the difference Δy to the motor drive control circuit 48. Thereby, the motor drive control circuit 48 controls each motor FVI x , M V based on the difference ΔX, Δy.
are driven, and when the differences ΔX and Δy disappear, the driving of the motors Mx and My is stopped.
従って、本実施例によれば、1つのセンサ14を利用し
て、フォーカスを自動的に調整することかできるととも
に、測定対象物6のエツジも検出することかできるので
、従来のようにオートフォーカス機構とエツジ検出機構
とを別々に構成する場合に比へ、構造を簡素化できると
ともに、部品点数を削減することかできる。このことは
、コストダンウかはかれるとともに、装置の小型化をは
かることかできる。また、組み立て調整か容易で、かつ
、装置としての信頼性を向上させることかできる。Therefore, according to this embodiment, the focus can be automatically adjusted using one sensor 14, and the edges of the measurement object 6 can also be detected, so that autofocusing can be performed using one sensor 14. When the mechanism and the edge detection mechanism are configured separately, the structure can be simplified and the number of parts can be reduced. This not only reduces costs but also allows the device to be made more compact. Furthermore, assembly and adjustment are easy, and the reliability of the device can be improved.
特に、オートフォーカス機構を、センサ14と、変位検
出回路31と、焦点位置調整装置36とから構成したの
で、従来のように投影レンズを挟んだ両側に一対の測距
用対物レンズを配置しな(でもよいので、視野が制限さ
れることがない上、測定対象物の脱着操作にも支障か生
じることもない。In particular, since the autofocus mechanism is composed of the sensor 14, the displacement detection circuit 31, and the focal position adjustment device 36, there is no need to arrange a pair of distance-measuring objective lenses on both sides of the projection lens as in the conventional case. (However, the field of view is not restricted, and there is no problem with the operation of attaching and detaching the object to be measured.
また、外側受光素子22を4個に等分割した分割受光素
子221〜224によって構成したので、これら分割受
光素子221〜22.の出力信号の差がら測定対象物6
の傾きを検出することができ、かつ、モータMx、My
によってその傾きを補正することができる。Furthermore, since the outer light receiving element 22 is constituted by divided light receiving elements 221 to 224 which are equally divided into four, these divided light receiving elements 221 to 22. Measurement object 6
can detect the inclination of motors Mx, My
The inclination can be corrected by
しかも、分割受光素子22、〜224の出力信号か互い
に等しくなるように、センサ14を配置すれば、センサ
14の中心を光軸に一致させることかできる。よって、
センサ14の取り付は調整も簡単にできる。Moreover, if the sensor 14 is arranged so that the output signals of the divided light receiving elements 22, 224 are equal to each other, the center of the sensor 14 can be aligned with the optical axis. Therefore,
The attachment of the sensor 14 can be easily adjusted.
なお、上記実施例では、測定対象物6のエツジか第1図
でY軸方向へ移動する場合について説明したが、測定対
象物か第1図でX軸方向へ移動する場合、あるいは、斜
めに移動する場合であっても、前記と同様に測定対象物
6のエツジを検出することができる。In the above embodiment, the case where the edge of the object to be measured 6 moves in the Y-axis direction in FIG. 1 was explained, but when the edge of the object to be measured 6 moves in the Even when moving, edges of the measurement target 6 can be detected in the same manner as described above.
第2実施例
第2実施例を第7図に示す。なお、同図の説明に当たっ
て、第1実施例と同一構成要件については、同一符号を
付し、その説明を省略もしくは簡略化する。Second Embodiment A second embodiment is shown in FIG. In the explanation of the figure, the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted or simplified.
本実施例では、第1実施例におけるセンサ14、変位検
出回路3]、傾き検出回路41および領域信号発生回路
51を、センサ14A、変位検出回路131、傾き検出
回路141および領域信号発主回路151に変更した点
を除き、第1実施例と同一である。In this embodiment, the sensor 14A, the displacement detection circuit 131, the tilt detection circuit 141, and the area signal generation circuit 151 are replaced with the sensor 14A, the displacement detection circuit 3], the tilt detection circuit 41, and the area signal generation circuit 51 in the first embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment except that it is changed to .
前記センサ14Aは、第1実施例と同様に、前記対物レ
ンズ4の光軸を中心として同心状に配置された内側受光
素子21および外側受光素子22とを備える。内側受光
素子21は、外周が円形で、かつ、X軸線を分割線とし
て、2個に等分割された半円状の内側分割受光素子21
1,212によって構成されている。外側受光素子22
は、輪帯状に形成され、かつ、X軸線を分割線として、
円周方向に2個に等分割された外側分割受光素子22、
.222によって構成されている。The sensor 14A includes an inner light receiving element 21 and an outer light receiving element 22 that are arranged concentrically about the optical axis of the objective lens 4, as in the first embodiment. The inner light-receiving element 21 is a semicircular inner divided light-receiving element 21 that has a circular outer periphery and is equally divided into two parts with the X-axis line as a dividing line.
1,212. Outer light receiving element 22
is formed in an annular shape, and the X-axis is the dividing line,
an outer divided light receiving element 22 equally divided into two in the circumferential direction;
.. 222.
前記変位検出回路131は、アンプ231.23□を通
じて入力される分割受光素子211.212からの出力
信号の和を演算する和演算器132と、アンプ24□、
242を通じて入力される分割受光素子221,222
からの出力信号の和を演算する和演算器133と、この
和演算器133の出力信号に係数αを乗算する乗算器1
34と、この乗算器134の出力信号と前記和演算器1
32の出力信号との差を演算する差演算器135と、こ
の差演算器135の出力信号と0の基準レベル信号とを
比較し、出力信号が基準レベル信号より小さいとき↑信
号を、出力信号か基準レベル信号より大きいとき一信号
を、両者か一致したとき一致信号をそれぞれ出力するコ
ンパレータ136とから構成されている。The displacement detection circuit 131 includes a sum calculator 132 that calculates the sum of output signals from the divided light receiving elements 211 and 212 inputted through the amplifier 231.23□, an amplifier 24□,
Divided light receiving elements 221 and 222 input through 242
a sum calculator 133 that calculates the sum of the output signals from the sum calculator 133, and a multiplier 1 that multiplies the output signal of the sum calculator 133 by a coefficient α.
34, the output signal of this multiplier 134 and the sum operator 1
A difference calculator 135 calculates the difference with the output signal of 32, and compares the output signal of this difference calculator 135 with a reference level signal of 0, and when the output signal is smaller than the reference level signal, the ↑ signal is set as the output signal. The comparator 136 outputs one signal when the signal is greater than the reference level signal, and outputs a match signal when the two match.
前記傾き検出回路141は、アンプ23..232を通
じて入力される分割受光素子21+、212からの出力
信号の差を演算する差演算器142と、アンプ24□、
242を通じて入力される分割受光素子22+、22□
からの出力信号の差を演算する差演算器143とから構
成されている。The slope detection circuit 141 includes an amplifier 23. .. A difference calculator 142 that calculates the difference between the output signals from the split light receiving elements 21+ and 212 inputted through 232, and an amplifier 24□.
Divided light receiving elements 22+, 22□ input through 242
and a difference calculator 143 that calculates the difference between the output signals.
前記領域信号発生回路151は、前記傾き検出回路14
1と、この傾き検出回路141の差演算器142,14
3からの出力信号を基準レベルの信号V ref(+)
、 V ref(−)と比較し出力信号が基準レベルの
信号範囲内にないときに領域信号を出力するウィンドコ
ンパレータ152,153と、いずれかのウィンドコン
パレータ152,153から領域信号か出力された際そ
の信号を前記アントケート61へ出力するオアーゲート
154とから構成されている。The area signal generation circuit 151 is connected to the slope detection circuit 14.
1 and the difference calculators 142 and 14 of this slope detection circuit 141.
The output signal from 3 is the reference level signal V ref (+)
, window comparators 152 and 153 that output a region signal when the output signal is not within the reference level signal range when compared with V ref (-), and when a region signal is output from either of the window comparators 152 and 153. An OR gate 154 outputs the signal to the anchor 61.
従って、この場合には、センサ14Aの内側分割受光素
子211.21□から得られる信号をA1、A2、外側
分割受光素子22++ 222から得られる信号をB
l、B2とすると、変位検出回路131の差演算器13
5の出力信号Sは、S = (A 1+A2 )−α(
Bl 十B! )となる。ここで、第2図(A)に示す
如く、対物レンズ4の焦点位置に測定対象物6が位置し
たとき、つまりフォーカスが合ったとき、出力信号Sが
基準値、ここではOになるように、内側分割受光素子2
11,212と外側分割受光素子22.222との面積
、あるいは、乗算器134の係数αを選択しておく。Therefore, in this case, the signals obtained from the inner divided light receiving elements 211.
l, B2, the difference calculator 13 of the displacement detection circuit 131
The output signal S of 5 is S = (A1+A2)-α(
Bl 10B! ). Here, as shown in FIG. 2(A), when the object to be measured 6 is located at the focal position of the objective lens 4, that is, when it is in focus, the output signal S becomes the reference value, here O. , inner divided light receiving element 2
11, 212 and the outer divided light receiving elements 22, 222, or the coefficient α of the multiplier 134 is selected in advance.
(オートフォーカス動作)
この実施例の場合でも、対物レンズ4の焦点位置に対し
て測定対象物6が遠方にあれば、外側受光素子22の受
光量が増加するので、差演算器135からは出力信号S
〈0か、逆に、対物レンズ4の焦点位置に対して測定対
象物6か手前にあれば、外側受光素子22の受光量が減
少するので、差演算器135からは出力信号S>Oか、
それぞれコンパレータ136に与えられる。従って、第
1実施例と同様にして、モータ駆動制御回路37を介し
て載物台5か焦点位置に達したときにモータM zの駆
動か停止される。つまり、フォーカスが自動的に調整さ
れる。(Autofocus operation) Even in the case of this embodiment, if the measurement target 6 is far away from the focal position of the objective lens 4, the amount of light received by the outer light receiving element 22 increases, so the difference calculator 135 outputs Signal S
<0, or conversely, if the object to be measured 6 is located in front of the focal position of the objective lens 4, the amount of light received by the outer light receiving element 22 decreases, so the difference calculator 135 outputs a signal S>O. ,
Each is provided to a comparator 136. Therefore, similarly to the first embodiment, the drive of the motor Mz is stopped via the motor drive control circuit 37 when the stage 5 reaches the focal position. In other words, focus is automatically adjusted.
(傾き補正動作・エツジ検出動作)
内側分割受光素子211,212からの出力信号AI、
A2の差ΔXが差演算器142によって、外側分割受光
素子22..222からの出力信号Bl、B2の差Δy
が差演算器143によって、それぞれ演算されるから、
これらの差ΔX、Δyを基に測定対象物6の傾きを補正
することかできる。(Tilt correction operation/edge detection operation) Output signals AI from the inner divided light receiving elements 211 and 212,
The difference ΔX of A2 is calculated by the difference calculator 142, and the difference ΔX between the outer split light receiving elements 22. .. Difference Δy between output signals Bl and B2 from 222
are calculated by the difference calculator 143, so
The inclination of the measurement object 6 can be corrected based on these differences ΔX and Δy.
同時に、これらの差ΔX、Δyかウィンドコンパレータ
152,153に入力されているから、第1実施例と同
様にして、測定対象物6のエッジを検出することかでき
る。At the same time, since these differences ΔX and Δy are input to the window comparators 152 and 153, the edges of the object to be measured 6 can be detected in the same manner as in the first embodiment.
従って、第2実施例でも、第1実施例で述へた効果を奏
することができほかに、信号処理回路25を簡略化でき
る利点がある。Therefore, the second embodiment also has the advantage of being able to achieve the effects described in the first embodiment and of simplifying the signal processing circuit 25.
なお、上記第1および第2実施例では、センサ14.1
4Aを構成する外側受光素子22のみを輪帯状としたが
、内側受光素子21および外側受光素子22を共に輪帯
状としてもよい。In addition, in the above first and second embodiments, the sensor 14.1
Although only the outer light-receiving element 22 constituting 4A is annular, both the inner light-receiving element 21 and the outer light-receiving element 22 may be annular.
また、上記第1実施例では、外側受光素子22を4個に
等分割したが、内側受光素子21を4個に等分割しても
よい。その際、分割数についても、4個以上であればよ
い。上記第2実施例では、内側受光素子21および外側
受光素子22を共に2個に等分割したが、分割数は2個
以上であればよい。Further, in the first embodiment, the outer light receiving element 22 is equally divided into four pieces, but the inner light receiving element 21 may be equally divided into four pieces. At this time, the number of divisions may be four or more. In the second embodiment, both the inner light-receiving element 21 and the outer light-receiving element 22 are equally divided into two parts, but the number of divisions may be two or more.
なお、上記各実施例では、測定対象物6の反射光を利用
するようにしたが、透過光を利用してもよい。更に、上
記各実施例は顕微鏡に適用した例について説明したが、
本発明は、これに限らず、投影機などにも適用すること
ができる。Note that in each of the above embodiments, reflected light from the measurement object 6 is used, but transmitted light may also be used. Furthermore, although each of the above embodiments has been described as an example applied to a microscope,
The present invention is not limited to this, but can also be applied to projectors and the like.
以上の通り、本発明によれば、1つのセンサを利用して
、オートフォーカス機構を構成するとともに、エツジ検
出機構を構成するようにしたので、従来のオートフォー
カス機構とエツジ検出機構とを別々に構成する場合に比
べ、構造を簡略化できるとともに、部品点数を削減する
ことかできる。As described above, according to the present invention, one sensor is used to configure the autofocus mechanism and the edge detection mechanism, so that the conventional autofocus mechanism and edge detection mechanism can be configured separately. The structure can be simplified and the number of parts can be reduced compared to the case where the configuration is made up.
よって、コストダンウがはかれるとともに、装置の小型
化をはかることができ、しかも、投影レンズを挟んだ両
側に一対の測距用対物レンズを配置しなくてもよいので
、視野が制限されることがない上、測定対象物の脱着操
作にも支障が生じることもない。Therefore, costs can be reduced and the device can be made more compact.Furthermore, since there is no need to arrange a pair of distance-measuring objective lenses on both sides of the projection lens, the field of view is not limited. Moreover, there is no problem in attaching and detaching the object to be measured.
第1図〜第6図は本発明の第1実施例を示す図で、第1
図は主に電気的構成を示す回路図、第2図はオートフォ
ーカス動作を説明するための図、第3図はエツジ検出動
作を説明するための図、第4図はそのときの信号の流れ
を示すタイミンクチャート、第5図は測定対象物が傾い
たときの状態を示す図、第6図は顕微鏡の概略構成を示
す図である。第7図は本発明の第2実施例を示す回路図
である。
6・・・測定対象物、9・・・光学系、14.14A・
・・センサ、15・・・結像レンズ、21・・・内側受
光素子、211.212・・・内側分割受光素子、22
・・・外側受光素子、221,22□、223,224
・・・外側分割受光素子、31,131・・・変位検出
回路、36・・・焦点位置調整装置、41,141・・
・領域信号発生回路、61・・・アンドケート(エツジ
信号発生回路)。
第2図1 to 6 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
The figure is a circuit diagram mainly showing the electrical configuration, Figure 2 is a diagram to explain the autofocus operation, Figure 3 is a diagram to explain the edge detection operation, and Figure 4 is the signal flow at that time. FIG. 5 is a diagram showing the state when the object to be measured is tilted, and FIG. 6 is a diagram showing the schematic configuration of the microscope. FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. 6...Measurement object, 9...Optical system, 14.14A.
...Sensor, 15...Imaging lens, 21...Inner light receiving element, 211.212...Inner divided light receiving element, 22
...Outer light receiving element, 221, 22□, 223, 224
...Outer divided light receiving element, 31,131...Displacement detection circuit, 36...Focus position adjustment device, 41,141...
- Area signal generation circuit, 61...Andcate (edge signal generation circuit). Figure 2
Claims (2)
物の画像を結像させる光学系を有し、この光学系と測定
対象物とを相対移動させながら結像された画像から測定
対象物の寸法などを測定する光学式測定装置において、 外周が円形の内側受光素子およびこの内側受光素子と同
心状に配置された輪帯状の外側受光素子を有し、かつ、
これら内側受光素子および外側受光素子のいずれか一方
が円周方向に少なくとも4個以上に等分割された分割受
光素子によって構成されたセンサと、 このセンサに前記測定対象物に照射された光を結像させ
る結像レンズと、 前記センサの内側受光素子の出力と外側受光素子の出力
との差に対応した信号を出力する変位検出回路と、 この変位検出回路からの出力に基づき前記測定対象物と
光学系とを光学系の焦点深度方向へ相対移動させるとと
もに、変位検出回路からの出力が基準値に達したときに
前記相対移動を停止させる焦点位置調整装置と、 前記センサの分割受光素子のうち直径方向に対向する2
つの分割受光素子の出力の差が所定値を越えたときに領
域信号を出力する領域信号発生回路と、 この領域信号発生回路から領域信号が出力されているこ
とを条件として前記変位検出回路からの出力が基準値に
達したときにエッジ信号を出力するエッジ信号発生回路
と、 を具備したことを特徴とする光学式測定装置。(1) It has an optical system that irradiates light onto the measurement target and forms an image of the measurement target based on the light, and measures from the image formed while moving this optical system and the measurement target relative to each other. An optical measuring device for measuring the dimensions of an object, which has an inner light-receiving element with a circular outer periphery and an annular outer light-receiving element arranged concentrically with the inner light-receiving element, and
Either one of the inner light receiving element and the outer light receiving element is composed of divided light receiving elements divided into at least four equal parts in the circumferential direction; an imaging lens for imaging; a displacement detection circuit that outputs a signal corresponding to the difference between the output of the inner light-receiving element and the output of the outer light-receiving element of the sensor; a focal position adjustment device that moves the optical system relative to the optical system in the depth of focus direction of the optical system, and stops the relative movement when the output from the displacement detection circuit reaches a reference value; and a split light receiving element of the sensor. 2 diametrically opposed
an area signal generation circuit that outputs an area signal when the difference between the outputs of the two divided light-receiving elements exceeds a predetermined value; An optical measuring device comprising: an edge signal generation circuit that outputs an edge signal when the output reaches a reference value;
物の画像を結像させる光学系を有し、この光学系と測定
対象物とを相対移動させながら結像された画像から測定
対象物の寸法などを測定する光学式測定装置において、 外周が円形の内側受光素子およびこの内側受光素子と同
心状に配置された輪帯状の外側受光素子を有し、かつ、
これら内側受光素子および外側受光素子が円周方向に少
なくとも2個以上に等分割された内側分割受光素子およ
び外側分割受光素子によって構成されたセンサと、 このセンサに前記測定対象物に照射された光を結像させ
る結像レンズと、 前記センサの内側受光素子の出力と外側受光素子の出力
との差に対応した信号を出力する変位検出回路と、 この変位検出回路からの出力に基づき前記測定対象物と
光学系とを光学系の焦点深度方向へ相対移動させるとと
もに、変位検出回路からの出力が基準値に達したときに
前記相対移動を停止させる焦点位置調整装置と、 前記センサの分割受光素子のうち同一側でかつ直径方向
に対向する2つの分割受光素子の出力の差が所定値を越
えたときに領域信号を出力する領域信号発生回路と、 この領域信号発生回路から領域信号が出力されているこ
とを条件として前記変位検出回路からの出力が基準値に
達したときにエッジ信号を出力するエッジ信号発生回路
と、 を具備したことを特徴とする光学式測定装置。(2) It has an optical system that irradiates light onto the measurement target and forms an image of the measurement target based on the light, and measures from the image formed while moving this optical system and the measurement target relative to each other. An optical measuring device for measuring the dimensions of an object, which has an inner light-receiving element with a circular outer periphery and an annular outer light-receiving element arranged concentrically with the inner light-receiving element, and
A sensor constituted by an inner divided light receiving element and an outer divided light receiving element in which the inner light receiving element and the outer light receiving element are divided into at least two equal parts in the circumferential direction; an imaging lens that forms an image of the object; a displacement detection circuit that outputs a signal corresponding to the difference between the output of the inner light-receiving element and the output of the outer light-receiving element of the sensor; a focal position adjustment device that relatively moves the object and the optical system in the direction of the focal depth of the optical system and stops the relative movement when the output from the displacement detection circuit reaches a reference value; and a divided light receiving element of the sensor. an area signal generation circuit that outputs an area signal when the difference between the outputs of two divided light-receiving elements on the same side and facing each other in the diametrical direction exceeds a predetermined value; an edge signal generation circuit that outputs an edge signal when the output from the displacement detection circuit reaches a reference value on the condition that the displacement detection circuit reaches a reference value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14401590A JP2815463B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Optical measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14401590A JP2815463B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Optical measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436603A true JPH0436603A (en) | 1992-02-06 |
| JP2815463B2 JP2815463B2 (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=15352342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14401590A Expired - Fee Related JP2815463B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Optical measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815463B2 (en) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP14401590A patent/JP2815463B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2815463B2 (en) | 1998-10-27 |
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