WO1992021057A1 - Appareil de controle par projection - Google Patents

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    • G02B21/00—Microscopes
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    • G02B21/0016—Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
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    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/364—Projection microscopes

Definitions

  • the present invention relates to a projection inspection machine capable of projecting an image of an object to be measured on a screen for observation and inspection and also capable of observing and inspecting the image of the object to be measured more accurately using a microscope.
  • a projection lens mount mounting part for mounting a projection lens that constitutes a part of the projection optical system is provided above a stage that can move in two dimensions and mounts the object to be measured.
  • the point is to quickly and accurately observe and inspect the object to be measured based on the image of the object to be measured.
  • Attention is being directed.
  • Tokoro force s the reflected hard surface as an image on the object to be measured colors, shapes (such as black, matte plastics step, R surface or the like) while others have a, of an image Dasa reflects on a screen
  • illuminance, resolution, and transmittance there are naturally limits on illuminance, resolution, and transmittance, and in the case of such an inspection of an object to be measured, the advanced measurement functions used in a conventional projection inspection machine can be fully demonstrated. There is a problem that it cannot be done.
  • an object of the present invention is to provide a projection inspection machine which can project and observe and inspect an image of an object to be measured on a screen and can observe and inspect the image of the object to be measured more accurately using a microscope. It is in.
  • the present invention provides a projection lens for mounting a projection lens constituting a part of a projection optical system above a workpiece on which an object to be measured is placed, which is movable in a two-dimensional direction.
  • a projection inspection machine comprising: a mount mounting part, for projecting an image of the object to be measured on a screen via the projection optical system based on irradiation of illumination light to perform observation and inspection, wherein the projection lens mount includes an eyepiece optical system. Detachable and interchangeable with mount A reference index is provided in the field of view of the eyepiece optical system, and a moving amount display unit for displaying a moving amount is provided on the stage.
  • a microscope lens barrel having an eyepiece optical system is provided in the projection inspection machine main body, and an optical system switching means for observing the object to be measured by the microscope lens barrel is provided. It is characterized by.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a projection inspection machine according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a first embodiment of a projection inspection machine according to the present invention, and is a perspective view showing a state in which a projection lens mount is mounted on a projection lens mount mounting portion.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a microscope mount is mounted instead of the projection lens mount of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a visual field of an eyepiece optical system.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the projection inspection machine according to the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a third embodiment of the projection inspection machine according to the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of an optical system switching plate as the optical system switching means of FIG.
  • FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of a projection inspection machine according to the present invention.
  • 1 is a projection inspection machine main body
  • 1 is a projection inspection machine main body. It is roughly composed of a gantry section 2, a support section 3, and a screen section 4.
  • the gantry 2 is provided with an XY table 5 as a stage on which the object to be measured is placed.
  • the X—Y table 5 is connected to the focusing mechanism 6.
  • the focusing mechanism 6 is roughly composed of a rack 7 and a pinion 8, and the X-Y table 5 is moved in two dimensions by operating the moving handle 9, and the focusing handle 10 connected to the pinion 8 is connected.
  • the gantry 2 has a transmitted illumination optical system 11, and the transmitted illumination optical system 11 is roughly composed of a lamp 12, a condenser lens 13, a zoom lens 14, a mirror 15, and a collimating lens 16.
  • the object to be measured (not shown) placed on the XY table 5 is illuminated from below the XY table 5.
  • Zoo The lens 14 is provided to change the illumination range of the transmitted illumination light in accordance with the observation range that changes when the observation magnification of the eyepiece optical system described later is changed.
  • a projection lens mount mounting portion 17 is provided above the X-Y table 5 and below the screen portion 4.
  • a projection lens mount 18 as a part of a projection optical system to be described later is screwed to the projection lens mount mounting portion 17.
  • the projection lens mount 18 is roughly composed of a projection lens 19, a half mirror 20 and a condenser lens 21.
  • the half mirror 20 is shared with the reflection illumination optical system 22, and the reflection illumination optical system 22 is generally composed of condenser lenses 23, 24, and a lamp 25 0 Condenser lens 2 4
  • the lamp 25 is provided on the column 3, and the condenser lens 23 is provided on the projection lens mount 18.
  • the illumination light from the lamp 25 is applied to the XY table 5 via the condenser lenses 24 and 23, the half mirror 20 and the projection lens 19.
  • This illumination light is resized by the object placed on the XY table 5 to become reflected illumination light, and the reflected illumination light passes through the projection lens mount 18 and is guided to the screen unit 4.
  • the screen section 4 is provided with mirrors 26 and 27, and constitutes a projection optical system together with the projection lens mount 18 and an image of the object to be measured is formed on the mat screen 28 via the projection optical system. It is.
  • the mat screen 28 is provided in front of the screen part 4, and the mat screen 28 has a cross reference mark 28a formed at a position corresponding to the intersection 28b of the reference mark 28a.
  • An edge sensor (not shown) serving as a photoelectric element is provided.
  • the edge sensor detects an edge of an object to be measured, and is used for zero point adjustment of X and Y coordinates during length measurement.
  • the projection lens mount 18 is detachable from the projection lens mount mounting portion 17, and the microscope mount 29 can be screwed in the detached state.
  • the microscope mount 29 comprises an objective lens 30, a prism 31, an aiming plate 32, and an eyepiece 33 3 .
  • the aiming plate 32 has a cross reference mark 34, and the microscope mount 29 has an eyepiece.
  • the optical system is roughly configured. To observe the object under eye observation, the image formed on the sighting plate 32 is observed with the microscope mount 29 screwed into the projection lens mount mounting portion 17.
  • Reference numeral 35 denotes a movement amount display portion for displaying the movement amount of the XY table 5
  • 36 denotes a reset button for resetting the display of the movement amount display portion 35
  • 37 denotes a light shielding plate.
  • a photoelectric element such as an edge sensor
  • the edge of the object to be measured is detected, and the X and Y coordinates of the object are detected. It is also possible to adjust the zero point and measure the length of the DUT.
  • FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the projection inspection machine according to the present invention, in which a turret plate 38 is rotatably provided below the screen part 4, and a turret plate is provided.
  • the projection lens mount 3 is provided with two projection lens mounts, and the projection lens mounts are equipped with projection lens mounts 18 of different magnifications. If one wants to observe the eye, one of the projection lens mounts 1 If the binocular microscope mount 29 a is attached to the projection lens mount mounting part from which the projection lens mount 18 has been removed and the projection lens mount 18 has been removed, it is possible to quickly switch between projection observation inspection and eyepiece observation inspection. It is profitable.
  • Reference numeral 39 denotes a case of an illumination light source, and the case 39 incorporates an optical element (not shown) constituting a reflection illumination optical system.
  • the illumination light from the illumination light source illuminates the X-Y table 5 from above the X-Y table 5 via the optical fiber member 40, and the tip of the optical fiber member 40 is mounted on a microscope mount 29. It is detachably fixed to the outer periphery of a by a stopper (not shown).
  • FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the projection inspection machine according to the present invention.
  • the projection inspection machine main body 1 is provided with a lens barrel 41 of a microscope.
  • the eyepiece lens 42 and the aiming plate 43 are roughly composed of an aiming plate 43 and an imaging lens 44, respectively.
  • the eyepiece lens 42 and the aiming plate 43 are the same components as the eyepiece lens 33 and the aiming plate 32 of the first embodiment, respectively.
  • an optical system switching plate 46 which is a switching means of an optical system in which a mirror 26 and a prism 45 are arranged.
  • Fig. 7 shows the optical system switching plate A schematic configuration diagram of 46 is shown. For this switching, a manual switching or a motor-driven switching (not shown) can be used.
  • the switching plate 46 when observing an object to be measured on the mat screen 28, the switching plate 46 is moved to adjust the mirror 26 to the position of the imaging lens 44. Since the mirror 26 is a total reflection mirror, the image of the measured object does not reach the lens barrel 41, but is projected on the mat screen 28 via the mirror 27. In order to observe the object under eye observation, the optical system switching plate 46 is moved to set the prism 45 to the position of the imaging lens 44. At this time, the image of the object to be measured reaches the imaging lens 44 via the prism 45 and is observed via the eyepiece 42. As in the first embodiment, the length of the object to be measured is measured using the reference index 34 on the aiming plate 32.
  • the imaging lens 44 can be provided on the surface of the force prism 45 provided on the lens barrel 41, facing the projection lens mount 18. Further, in this embodiment, since the projection lens 19 of the projection lens mount 18 can be replaced with a lens having another magnification, it is possible to observe an object to be measured with a high magnification eyepiece. Note that the present invention is not limited to these examples.

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Description

明 細 書
発明の名称 投影検査機
業上の利用分野
本発明は、 被測定物の像をスクリーンに投影して観察検査できると共に顕微鏡 を用いて被測定物の像をより一層正確に観察検査できる投影検査機に関するもの でめる。
従来の枝術
従来から、 2次元方向に移動可能で被測定物を載置する載物台の上方に投影光 学系の一部を構成する投影レンズを装着するための投影レンズマウント装着部が 設けられ、 照明光の照射に基づき投影光学系を介してスクリーンに被測定物の像 を拡大投影して観察検査する投影検査機が知られている。
本発明が解決しょうとする課穎
ところで、 従来の投影検査機では、 被測定物の像に基づき素早く、 かつ正確に 被測定物の観察検査を行なうかがボイントであるが、 スクリーン上への像の投影 精度をいかに向上させるかに注意が向けられている。 ところ力 s、 被測定物には像 として映り難い表面の色、 形状 （例えば黒色のもの、 艷消しされたプラスチック 段差、 R面等） を有するものがあり、 スクリーン上に映しだされる像の照度、 解 像度、 透過率には自ずから限界があり、 このような被測定物の検査の場合には従 来の投影検査機に装傭されている高度の計測機能を十分に発揮することができな いという問題点がある。
そこで、 本発明の目的は、 被測定物の像をスクリーンに投影して観察検査でき ると共に顕微鏡を用いて被測定物の像をより一層正確に観察検査できるようにし た投影検査機を提供することにある。
諜穎を解决するための丰段
本発明は、 上記課題を解決するために、 2次元方向に移動可能で被測定物を載 置する載物合の上方に投影光学系の一部を構成する投影レンズを装着するための 投影レンズマウント装着部を備え、 照明光の照射に基づき前記投影光学系を介し てスクリーンに前記被測定物の像を投影して観察検査する投影検査機において、 投影レンズマウントが接眼光学系を備えた顕微鏡マウントと交換可能に着脱可能 とされ、 前記接眼光学系の視野内には基準指標が設けられ、 前記載物台には移動 量を表示する移動量表示部が設けられていることを特徴とする。 さらに、 上記投 影検査機において、 接眼光学系を傭えた顕微鏡鏡筒部を投影検査機本体に設け、 前記被測定物を前記顕微鏡鏡筒部により観察するための光学系切換手段を設けた ことを特徴とする。
冈面の簡単な説明
第 1図は本発明に係わる投影検査機の第 1実施例を示す縦断面図である。 第 2図は本発明に係わる投影検査機の第 1実施例を示す図であつて、 投影レン ズマウント装着部に投影レンズマウントが装着されている状態を示す斜視図であ
-to ©
第 3図は第 2図の投影レンズマウントの代わりに顕微鏡マゥントが装着されて いる状態を示す斜視図である。
第 4図は接眼光学系の視野を示す図である。
第 5図は本究明に係わる投影検査機の第 2実施例を示す斜視図である。
第 6図は本発明に係る投影検査機の第 3実施例を示す斜視図である。
第 7図は第 6図の光学系切換手段である光学系切換板の拡大図である。
荬施例
以下に、 本発明に係わる投影検査機について、 図面を参照しつつ説明する。 第 1図〜第 4図は本 明に係わる投影検査機の第 1実施例を示す図であって、 第 1図〜第 3図において、 1は投影検査機本体で、 投影検査機本体 1は、 架台部 2、 支柱部 3、 スクリーン部 4より大略構成されている。 架台部 2には被測定物 を載置する載物台としての X— Yテーブル 5が設けられている。 X— Yテーブル 5は合焦機構 6に連結されている。 合焦機構 6はラック 7とピニオン 8とから大 略構成され、 X— Yテーブル 5は移動ハンドル 9を操作することにより 2次元方 向に移動されると共にピニオン 8と連結の合焦ハンドル 1 0を操作することによ り上下方向に移動される。 架台部 2は、 透過照明光学系 1 1を有し、 透過照明 光学系 1 1はランプ 1 2、 集光レンズ 1 3、 ズームレンズ 1 4、 ミラー 1 5、 コ リメ一トレンズ 1 6から大略構成され、 X— Yテーブル 5の下方から X— Yテ一 ブル 5に載置された被測定物 （図示を略す） を照明するものとなっている。 ズー ムレンズ 1 4は後述する接眼光学系の観察倍率を変更することによつて変動する 観察範囲に応じて透過照明光の照明範囲を可変するために設けられている。
X— Yテーブル 5の上方であつてスクリーン部 4の下部には投影レンズマウン ト装着部 1 7が設けられている。 投影レンズマウント装着部 1 7には後述する投 影光学系の一部としての投影レンズマウント 1 8が螺着されている。 投影レンズ マウント 1 8は投影レンズ 1 9、 ハーフミラ一 2 0、 集光レンズ 2 1から大略構 成されている。 ハーフミラー 2 0は反射照明光学系 2 2に共用されるもので、 反 射照明光学系 2 2は集光レンズ 2 3、 2 4、 ランプ 2 5から大略構成されている 0 集光レンズ 2 4、 ランプ 2 5は支柱部 3に設けられ、 集光レンズ 2 3は投影レ ンズマウント 1 8に設けられている。 ランプ 2 5からの照明光は集光レンズ 2 4 、 2 3、 ハーフミラー 2 0、 投影レンズ 1 9を介して X— Yテーブル 5に照射さ れる。 この照明光は X— Yテーブル 5に載置された被測定物により反寸されて反 射照明光となり、 反射照明光は投影レンズマウント 1 8内を通ってスクリーン部 4に導かれる。 スクリーン部 4にはミラー 2 6、 2 7が設けられ、 投影レンズマ ゥント 1 8と共に投影光学系を構成し、 被測定物の像は投影光学系を介してマツ トスクリーン 2 8に形成されるものである。 なお、 マッ トスクリーン 2 8はスク リーン部 4の正面に設けられ、 マツトスクリーン 2 8には十字の基準指標 2 8 a が形成され、 基準指標 2 8 aの交点 2 8 bに相当する箇所に光電素子としてのエツ ジセンサ一 （図示を略す） が設けられ、 このエッジセンサーは被測定物のエッジ を検出し、 測長の際の X , Y座標の零点調整に用いられる。 投影レンズマウント 1 8は投影レンズマウント装着部 1 7に対して取り外し可能で、 取り外した状態 で顕微鏡マウント 2 9が螺着可能である。 顕微鏡マウント 2 9は対物レンズ 3 0 、 プリズム 3 1、 照準板 3 2、 接眼レンズ 3 3から大略構成され、 照準板 3 2に は十字の基準指標 3 4が設けられ、 顕微鏡マウント 2 9は接眼光学系を大略構成 している。 被測定物を接眼観察したい場合には顕微鏡マウント 2 9を投影レンズ マウント装着部 1 7に螺着させた状態で照準板 3 2に結像された像を観察するも のである。 なお、 3 5は X— Yテーブル 5の移動量を表示する移動量表示部、 3 6は移動量表示部 3 5の表示をリセッ トするリセッ トボタン、 3 7は遮光板であ
Ό o マットスクリーン 2 8に投影された像を見て、 被測定物の寸法等を正確に検査 し難い場合は顕微鏡マウント 2 9を用いて観察を行なうもので、 X— Yテーブル 5上に載置された被測定物の基準となる測点に、 第 4図に示すように照準板 3 2 に形成された基準指標 3 4の交点 3 4 aが位置するように X— Yテーブル 5を移 動ハンドル 9により X方向あるいは Y方向に移動させる。 そして、 測点に交点 3 4 aがー致したときにリセッ トボタン 3 6により移動量表示部 3 5の X， Y座標 を （0 , 0 ) にリセットしてこれを原点として被測定物の測長を行なう。 測定結 杲は移動量表示部 3 5に表示される。 なお、 照準板 3 2上の交点 3 4 aに該当す る部分に例えばエッジセンサーのような光電素子 （図示を略す） を配置すること で被測定物のエッジを検知して X , Y座標の零点調整を行い、 被測定物の測長を 行なうこともできる。
第 5図は本究明に係わる投影検査機の第 2実施例を示す図であって、 スクリ一 ン部 4の下部にはタ一レツト板 3 8が回転可能に設けられ、 タ一レツ ト板 3 8に は 2個の投影レンズマウント装着部が設けられ、 その投影レンズマウント装着部 には倍率の異なる投影レンズマウント 1 8が装着され、 接眼観察したい場合には いずれか一方の投影レンズマウント 1 8を取り外してその投影レンズマウント 1 8が取り外された投影レンズマウント装着部に双眼式の顕微鏡マゥント 2 9 aを 装着すれば、 投影観察検査と接眼観察検査とを速やかに切替えることができて便 利である。 なお、 3 9は照明光源のケースで、 ケース 3 9には反射照明光学系を 構成する光学要素 （図示を略す） が内蔵されている。 照明光源からの照明光は光 学繊維部材 4 0を介して X— Yテーブル 5の上方から X— Yテーブル 5に照 Iすさ れるもので、 光学繊維部材 4 0の先端部は顕微鏡マウント 2 9 aの外周部に止め 具 （図示を略す） によって着脱可能に固定されている。
第 6図は本発明に係る投影検査機の第 3実施例を示す図であつて、 投影検査機 本体 1に顕微鏡の鏡筒部 4 1が設けられ、 鏡筒部 4 1は接眼レンズ 4 2、 照準板 4 3及び結像レンズ 4 4から大略構成され、 接眼レンズ 4 2、 照準板 4 3はそれ ぞれ、 第 1実施例の接眼レンズ 3 3、 照準板 3 2と同一の構成要素となっている 。 また、 スクリーン部 4の内部にはミラー 2 6とプリズム 4 5とを配置した光学 系の切換手段である光学系切換板 4 6が設けられている。 第 7図に光学系切換板 4 6の概略構成図を示す。 この切り換えには、 図示していない力 手動によるも の、 あるいは電動式に切り換えるもの等が使用可能である。
上述した構成により、 マツ トスクリーン 2 8により被測定物を観察するときに は、 切換板 4 6を移動させミラー 2 6を結像レンズ 4 4の位置に合わせる。 ミラ - 2 6は全反射ミラ一であるので、 被測定物の像は鏡筒部 4 1には到達せず、 ミ ラ一2 7を介してマツトスクリーン 2 8に投影される。 被測定物を接眼観察した い場合には、 光学系切換板 4 6を移動させプリズム 4 5を結像レンズ 4 4の位置 に合わせる。 この際には、 被測定物の像はプリズム 4 5を介して結像レンズ 4 4 に到達して、 接眼レンズ 4 2を介して観察される。 第 1実施例と同様に、 照準板 3 2上の基準指標 3 4を用い、 被測定物の測長が行われる。 第 3実施例において は、 結像レンズ 4 4を鏡筒部 4 1の部分に設けている力 プリズム 4 5の、 投影 レンズマウント 1 8と対向する面に傭えることも可能である。 さらに、 この実施 例では、 投影レンズマウント 1 8の投影レンズ 1 9を他の倍率のレンズに交換す ることができるので、 被測定物の高倍率の接眼観察が可能である。 なお、 本発明 はこれらの実施例に限定されるものではない。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 2次元方向に移動可能で被測定物を載置する載物合の上方に投影光学系 の一部を構成する投影レンズを装着するための投影レンズマウント装着部を備え 、 照明光の照射に基づき前記投影光学系を介してスクリ一ンに前記被測定物の像 を投影して観察検査する投影検査機において、 投影レンズマウントが接眼光学系 を備えた顕微鏡マウントと交換可能に着脱可能とされ、 前記接眼光学系の視野内 には基準指標が設けられ、 前記載物台には移動量を表示する移動量表示部が設け られていることを特徴とする投影検査機。
( 2 ) 2次元方向に移動可能で被測定物を載置する載物台の上方に投影光学系 の一部を構成する投影レンズを装着するための投影レンズマウント装着部を備え 、 照明光の照射に基づき前記投影光学系を介してスクリーンに前記被測定物の像 を投影して観察検査する投影検査機において、 接眼光学系を備えた顕微鏡鏡筒部 を前記投影検査機本体に設け、 前記被測定物を前記顕微鏡鏡筒部により観察する ための光学系切換手段を設けたことを特徴とする投影検査機。
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