JPH0429363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、測定対象の試料の平行な微小寸法を
光学的に拡大しながら、画像処理技術を利用して
自動的に測定する装置に関する。

従来技術 測定対象の試料、例えば磁気ヘツドのギヤツプ
の寸法などは、通常、拡大鏡によつて光学的に拡
大し、スクリーン上の目盛を視覚的に読み込むこ
とによつて測定される。しかし、このような測定
手段によると、試料の測定位置への位置決めが必
要とされ、またスクリーン上で目盛の読み取りが
必要となるため、測定作業が繁雑であり、時間的
な処理能力に限界がある。

一方、画像処理技術の普及にともない、微小寸
法の測定に画像処理装置が利用されている。しか
し、測定対象の寸法が画像メモリのドツト（画
素）の寸法に近くなると、正確な精度での測定が
困難となる。例えば、ドツト寸法が17.2〔μm〕平
方であると、測定対象の寸法がそれよりも小さく
0.3〔μm〕程度であると、画像メモリの分解能が
測定対象の寸法よりも大きくなつてしまうため、
画像処理での測定が不可能となる。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、画像処理技術で
の分解能に近い平行な微小寸法を画像処理技術の
分野で高い精度の下に測定できるようにすること
である。

考案の解決手段 そこで、本考案は、測定対象の試料の平行な微
小寸法を撮像カメラの走査方向に対して微小角度
だけ回転させることにより、平行な微小寸法の位
置に撮像カメラの走査線を交差させ、その微小寸
法内での走査線の長さから三角関数を利用して、
微小寸法を算出できるようにしている。

考案の構成 第１図は、本考案の微小寸法測定装置１を示し
ている。この微小寸法測定装置１は、顕微鏡２、
撮像カメラ３、画像メモリ４、回転割り出し手段
５、および画像処理装置６によつて組み立てられ
ている。

上記顕微鏡２は、ステージ２ａの上で、測定対
象の試料７を光学的に例えば250倍程度の倍率Ｋ
で光学的に拡大する。そして、上記撮像カメラ３
は、顕微鏡２による試料７の実像を走査して、増
幅、クランプ操作をした後、デイジタル的な画像
信号に変換する。また上記画像メモリ４は、その
撮像カメラ３のデイジタル的な画像信号を１フレ
ームとして一時的に記憶し、測定対象の試料７の
像をインターフエース８を通じて上記画像処理装
置６に送り込む。

一方、上記回転割り出し手段５は、顕微鏡２の
ステージ２ａの部分に取り付けられている駆動源
５ａによつて、顕微鏡２の光軸に対し直交状態の
ステージ２ａをその光軸を中心として所定の微小
角度θだけ回転させるとともに、その微小角度θ
に対応する情報をインターフエース８を通じて画
像処理装置６に送り込む。

そして、上記画像処理装置６は、コンピユータ
によつて構成されており、デイスプレイ９、キー
ボード１０、プリンタ１１に接続されており、内
蔵のメモリで画像処理プログラムを記憶してお
り、このプログラムにもとづいて、必要な画像処
理動作および演算動作を実行していく。

考案の作用 測定動作時に、測定対象の試料７は、顕微鏡２
のステージ２ａの上にストツパなどにより所定の
位置決め状態で供給される。このようにして、試
料７は、撮像カメラ３の走査方向に対し、回転割
り出し手段５によつて、あらかじめ所定の微小角
度θだけ顕微鏡２の光軸を中心として回転した状
態で位置決めされる。この結果、撮像カメラ３の
ある走査線１２は、第２図に示すように、測定対
象の微小寸法Ｄの平行線に対し微小角度θで交差
している。

この状態で、顕微鏡２は、その試料７を光学的
に倍率Ｋで拡大している。そこで、撮像カメラ３
は、その実像を走査して、アナログ的な画像信号
に変換し、これをさらに増幅し、またクランプ回
路を通じて適当な直流分を重畳し、その後にＡ／
Ｄ変換器によつてデイジタル的な画像信号に変換
し、それを１フレームとして画像メモリ４に送り
込む。

そこで、画像処理装置６は、測定開始の指令を
受けた時点で、まず画像メモリ４から１フレーム
の画像信号をインターフエース８を通じて読み出
し、またそのインターフエース８を通じて回転割
り出し手段５からの微小角度θをも同時に読み込
み、内部のメモリに格納する。その後、画像処理
装置６の画像処理プログラムは、１フレームの画
像信号から試料７の平行な微小寸法Ｄの範囲を確
定し、その画像信号の信号レベルＶの変化から、
微小寸法Ｄに対する部分の走査線１２の長さＬを
確定し、その長さＬに対応する部分のドツト数を
数えることによつて、その長さＬの寸法を数量的
に算出する。この算出過程では、複数の走査線１
２について平均値を求めることにより、その長さ
測定の精度が一層高められる。

その後、画像処理プログラムは、倍率Ｋ、走査
線の長さＬおよび微小角度θをもとにして、下記
の演算を行うことにより、微小寸法Ｄを計算によ
つて求める。

Ｄ＝（Ｌ・sinθ）／Ｋ このようにして、測定対象の微小寸法Ｄが画像
処理および演算によつて自動的に求められる。な
お、この微小寸法Ｄは、必要に応じて、プリンタ
１１によつて記録紙上に記憶され、またデイスプ
レイ９によつて上記画像信号とともに必要に応じ
て表示される。

考案の効果 本考案では、測定対象の試料の平行な微小寸法
が撮像カメラの走査方向に対し微小角度だけ傾斜
状態で位置決めされ、画像処理の分野での測定長
が拡大されているため、画像処理での分解能の限
界に拘わらず、それよりも小さな微小寸法が実用
上充分な精度で測定できる。また試料の位置決
め、測定動作および画像処理動作が自動的に行わ
れ、測定動作が短時間のうちに完了するため、大
量生産過程での微小寸法の連続的な測定や品質管
理などに有効となる。

特に、回転割り出し手段によつて画像処理的に
測定すべき長さが走査線の方向と一致した状態に
設定され、そのときの傾き設定のための微小角度
に理論的な限界がないため、測定対象の微小寸法
が走査線上で適当に拡大できる。しかも、拡大の
結果、長さＬが微寸法の直接測定よりも多いドツ
トとして計測されるため、寸法の測定精度が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の微小寸法測定装置のブロツク
線図、第２図は微小寸法と走査線との位置関係お
よび画像信号のレベルを示す説明図である。 １……微小寸法測定装置、２……顕微鏡、３…
…撮像カメラ、４……画像メモリ、５……回転割
り出し手段、６……画像処理装置、７……試料、
８……インターフエース、９……デイスプレイ、
１０……キーボード、１１……プリンタ、１２…
…走査線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定対象の試料を光学的に所定の倍率Ｋで拡大
   する顕微鏡と、この顕微鏡による試料の像を走査
   してデイジタル的な画像信号に変換する撮像カメ
   ラと、上記画像信号を１フレームとして記憶する
   画像メモリと、上記試料を上記撮像カメラの走査
   方向に対して微小角度θだけ上記顕微鏡の光軸を
   中心として回転させる回転割り出し手段と、上記
   画像メモリから画像信号を読み出し信号レベルの
   変動範囲から画像メモリ上の長さＬを確定し、上
   記回転割り出し手段からの微小角度θを読み出
   し、さらに上記顕微鏡の倍率Ｋを入力して、上記
   試料の平行な微小寸法Ｄ＝（Ｌ・sinθ）／Ｋの演
   算により上記試料の平行な微小寸法Ｄを算出する
   画像処理装置とからなることを特徴とする微小寸
   法測定装置。