尺寸測量設備、尺寸測量方法及用於尺寸測量設備的程序的製作方法

2023-09-17 21:31:40 4

專利名稱：尺寸測量設備、尺寸測量方法及用於尺寸測量設備的程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及尺寸測量設備、尺寸測量方法和用於尺寸測量設備的程序。更具體地說，本發明涉及尺寸測量設備的改進，其中該尺寸測量設備基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。
背景技術：
通常，尺寸測量設備是這樣ー種設備，其基於通過拍攝エ件而獲得的エ件圖像的邊沿來測量エ件的尺寸，並且可以稱為圖像測量設備(例如，日本未審查專利公開No. 2009-300124，日本未審查專利公開No. 2009-300125，日本未審查專利公開No. 2010-19667)。一般來說，エ件置於可在X軸、Y軸和Z軸方向移動的可移動臺上。可移動臺在Z軸方向上移動從而執行エ件圖像的聚焦調整，並且在X軸和Y軸方向上移動從而在視場內執行エ件的定位。無論移動臺在Z軸方向上的位置如何，エ件圖像都具有與エ件的形狀非常精確類似的形狀，並且由此確定圖像上的距離和角度可以檢測エ件圖像上的實際尺寸。在藉助這種尺寸測量設備測量エ件的尺寸的情況下，增大拍攝放大率可以帶來測量精度的提高。然而，視場深度隨著拍攝放大率的增加而降低，由此在エ件具有超過視場深度的階梯的情況下，只有エ件的一部分位於焦點。由此問題在於難以掌握エ件的整個圖像從而測量設置並不容易。尤其當將エ件中具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象時，為了將這些位置中的各個位置指定為待測對象，需要手動調整可移動臺的Z方向位置從而執行聚焦調整。由此問題在於測量設置的操作過程複雜並且花長時間執行測量設置。

發明內容
基於以上情況完成本發明，本發明的ー個目的在於提供一種能夠高精度測量エ件尺寸、同時即使當エ件是具有超過視場深度的階梯的エ件時也易於將位置設置為待測對象的尺寸測量設備。尤其是，ー個目的在於提供一種能夠改善測量精度同時易於將具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象的尺寸測量設備。此外，ー個目的在於提供一種能夠簡化用於測量設置的操作過程同時減少針對エ件的測量設置和尺寸測量所需時間的尺寸測量設備。而且，本發明的ー個目的在於提供一種能夠高精度測量エ件的尺寸同時簡化用於測量設置的操作過程而且還能夠減少針對エ件的測量設置和尺寸測量所需時間的尺寸測
量方法。而且，本發明的ー個目的在於提供一種用於尺寸測量設備的程序，其使得終端裝置起到上述尺寸測量設備的功能。根據第一發明的尺寸測量設備為這樣的ー種尺寸測量設備其基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該尺寸測量設備構造為包括成像部分，其拍攝可移動臺上的エ件以生成エ件圖像；深度延伸部分，其對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個エ件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示部分，其將通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成部分，其針對主要圖像指定待測位置以及測量方法，以生成測量位置信息；邊沿提取部分，其基於測量位置信息從通過拍攝エ件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算部分，其基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。藉助這種構造，由於通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像被用作主要圖像來指定待測位置和測量方法，所以即使在エ件具有超過成像部分的 視場深度的階梯時，只要エ件具有與主要エ件相同形狀，就可以容易地掌握エ件的整個圖像。這可以便於將エ件中具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象。而且，由於從通過針對如此設置的待測位置拍攝エ件而獲得的深度延伸圖像來提取邊沿以計算尺寸值，所以可以在對エ件進行尺寸測量時無需手動調整可移動臺的Z方向位置的情況下獲得理想尺寸。即，用戶可以在無需了解到エ件的階梯的情況下執行待測位置的設置和真實尺寸測量。由此，可以改善測量精度同時簡化尺寸測量的操作過程，並且還減少了尺寸測量所需時間。根據第二發明的尺寸測量設備是這樣ー種尺寸測量設備其基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該尺寸測量設備構造為包括成像部分，其拍攝可移動臺上的エ件，以生成拍攝圖像；深度延伸部分，其對可移動臺上不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示部分，其將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成部分，其針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息；聚焦測量位置調整部分，其將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整；邊沿提取部分，其基於測量位置信息從進行了聚焦調整的エ件圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算部分，其基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。藉助這種構造，由於通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像被用作主要圖像以指定待測位置和測量方法，所以即使在エ件具有超過成像部分的視場深度的階梯時，只要エ件具有與主要エ件相同形狀，就可以容易地掌握エ件的整個圖像。這可以便於將エ件中具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象。而且，將可移動臺移動到如此設置的對應於待測位置的Z方向位置，以進行聚焦調整從而獲得エ件圖像。由於從エ件圖像提取了邊沿以計算尺寸值，因此甚至可以在對エ件進行尺寸測量時無需手動調整移動臺的Z方向位置的情況下獲得理想尺寸。即，用戶可以在無需了解エ件的階梯的情況下執行待測位置的設置和真實尺寸測量。由此，可以改善測量精度同時簡化尺寸測量的操作過程，並且還減少了尺寸測量所需時間。除了以上構造之外，將根據第三發明的尺寸測量設備構造為在針對同一エ件存在具有不同高度的兩個或多個待測位置的情況下，依次將可移動臺移動到對應於這些待測位置的Z-方向位置。藉助這種構造，由於依次移動可移動臺以進行聚焦調整，因此即使在針對同一エ件存在具有不同高度的多個待測位置的情況下，也可以自動地將這些待測位置依次變換到焦點位置，從而獲得各待測位置的尺寸值。除了以上構造之外，根據第四發明的尺寸測量設備構造成包括落射照明光源，其將來自與成像部分相同側的照明光施加到可移動臺上的エ件；以及拍攝圖像顯示部分，其在針對主要圖像指定待測位置時，將可移動臺移動到與待測位置對應的Z-方向位置以進行聚焦調整，從而在聚焦調整之後獲得並屏幕顯示主要エ件的拍攝圖像，該設備被構造成使得測量位置信息生成部分在聚焦調整之後針對主要エ件的拍攝圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息。藉助這種構造，當針對主要圖像指定了待測位置時，將可移動臺移動到對應的Z方向位置以進行聚焦調整從而獲得主要エ件的拍攝圖像。由於針對該拍攝圖像指定了待測位置和測量方法，所以可以在無需了解待測位置的高度的情況下，藉助真實圖像具體設置邊沿提取的條件等。
除了以上構造之外，根據第五發明的尺寸測量設備構造成包括特徵量信息生成部分，其基於主要エ件的拍攝圖像生成由檢查模式圖像組成的特徵量信息；以及エ件檢測部分，其基於特徵量信息指定エ件在可移動臺上的定位和姿態，該設備被構造成使得邊沿提取部分基於指定的定位和姿態以及測量位置信息對待測位置執行邊沿提取。藉助這種構造，利用模式圖像檢查通過拍攝可移動臺上的エ件獲得的エ件圖像，從而允許對具有與主要エ件相同形狀的エ件的定位和姿態進行精確指定。而且，由於基於指定定位和姿態對待測位置執行邊沿提取，所以即使エ件以任意姿態和任意位置布置在可移動臺上時，只要エ件布置在拍攝視場內就可以高精度地測量理想尺寸。除了以上構造之外，根據第六發明的尺寸測量設備構造成使得特徵量信息生成部分基於通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像生成特徵量信息，以及エ件檢測部分利用模式圖像檢查通過拍攝エ件獲得的深度延伸圖像，以指定エ件的定位和姿態。藉助這種構造，由於利用エ件的深度延伸圖像檢查從具有比成像部分更深的視場的深度延伸圖像獲得的檢查模式圖像，所以可以提高工件定位的精度。根據第七發明的尺寸測量方法是這樣ー個尺寸測量方法其基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該尺寸測量方法配置為包括成像步驟，用於拍攝可移動臺上的エ件以生成エ件圖像；深度延伸步驟，用於對可移動臺上的不同Z-方向位置處的兩個或多個エ件圖像執行深度延伸以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示步驟，用於將通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成步驟，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息；邊沿提取步驟，用於基於測量位置信息從通過拍攝エ件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算步驟，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。根據第八發明的尺寸測量方法為這樣ー種尺寸測量方法其基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該尺寸測量方法配置為包括成像步驟，用於拍攝可移動臺上的エ件，以生成拍攝圖像；深度延伸步驟，用於對可移動臺上不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示步驟，用於將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成步驟，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息；聚焦測量位置調整步驟，用於將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整；邊沿提取步驟，用於基於測量位置信息從進行了聚焦調整的エ件圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算步驟，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
根據第九發明的尺寸測量方法是用於尺寸測量設備的尺寸測量程序，該尺寸測量設備基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿測量在Z方向可移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該程序配置為包括成像過程，用於拍攝可移動臺上的エ件，以生成エ件圖像；深度延伸過程，用於對可移動臺不同Z-方向位置處的兩個或多個エ件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示過程，用於將通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成過程，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息；邊沿提取過程，用於基於測量位置信息從通過拍攝エ件獲得的深度延伸圖像提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算過程，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。根據第十發明的尺寸測量方法是用於尺寸測量設備的尺寸測量程序，該尺寸測量設備基於通過拍攝エ件獲得的エ件圖像的邊沿來測量可在Z方向移動的可移動臺上的エ件的尺寸。該程序配置為包括成像過程，用於拍攝可移動臺上的エ件，以生成拍攝圖像；深度延伸過程，用於對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝圖像執行深度延イ申，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示過程，用於將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成過程，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信 息；聚焦測量位置調整過程，用於將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整；邊沿提取過程，用於基於測量位置信息從進行了聚焦調整的エ件圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算過程，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。在根據本發明的尺寸測量設備中，可以高精度測量エ件尺寸，同時即使當エ件是具有超過視場深度的階梯的エ件時也易於將位置設置為待測對象。而且，在根據本發明的尺寸測量方法中，可以高精度測量エ件的尺寸同時簡化用於測量設置的操作過程而且還能夠減少用於エ件的測量設置和尺寸測量所需時間。而且，在根據本發明的用於尺寸測量設備的程序中，可以使得終端裝置起到上述尺寸測量設備的功能。


圖I為示出了根據本發明的實施例I的尺寸測量設備I的構成示例的透視圖；圖2是圖I的測量單元10內部的構成示例的示意圖,其示出了沿垂直面切斷測量単元10的情況下的切斷表面；圖3是示出了圖2的環形照明單元130的構成圖的示圖；圖4是示出了圖I的尺寸測量設備I中的操作示例的流程圖；圖5是示出了創建測量設置數據時圖I的尺寸測量設備I中的操作示例的流程圖；圖6是示出了通過使用圖I的尺寸測量設備I拍攝具有階梯的エ件W所獲得的各個エ件圖像Wl到W3的示例的示圖；圖7是示出了在設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖，其示出了主要圖像Ml和測量設置屏幕2 ；圖8是示出了設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖，其示出了主要圖像Ml和真實圖像之間的切換狀態；圖9是示出了設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的流程圖；圖IOA和IOB是示出了圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖，其示出了測量設置時的主要圖像Ml和エ件測量時的エ件圖像WlO ；圖11是示出了在測量エ件時圖I的尺寸測量設備I的另ー操作示例的流程圖；圖12是示出了圖I的控制單元20的構成示例的框圖，其示出了控制單元20內的功能配置的示例；圖13是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而顯示的詳細設置屏幕3的示例的示圖；
圖14是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而顯示的詳細設置屏幕3的示例的示圖，其示出了指定邊沿方向是情況；圖15是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而顯示的詳細設置屏幕3的示例的示圖，其示出了指定邊沿強度閾值是情況；圖16是示出了根據本發明的實施例2的測量エ件時尺寸測量設備I中的操作示例的流程圖；以及圖17是示出了圖16的尺寸測量設備I中的控制單元20的構成示例的框圖。
具體實施例方式實施例I圖I為示出了根據本發明的實施例I的尺寸測量設備I的構成示例的透視圖。該尺寸測量設備I為圖像測量設備，其拍攝布置在可移動臺12上的エ件並且分析拍攝圖像從而測量エ件的尺寸。尺寸測量設備I由測量單元10、控制單元20、鍵盤31和滑鼠32構成。エ件為待測對象，將測量其形狀和尺寸。測量單元10為光學系統單元，其將照明光施加到エ件並且接收透過エ件的透射光或者由エ件反射的反射光從而生成拍攝圖像。測量單元10提供有顯示器11、可移動臺12、XY-位置調整旋鈕14a、Z-位置調整旋鈕14b、電源開關15和測量啟動按鈕16。顯示器11為屏幕顯示拍攝圖像、測量結果和測量條件設置屏幕的顯示器。可移動臺12為安裝臺，用於安裝エ件作為待測對象，並且在其大致水平和平坦的安裝表面內形成有透過照明光的檢測區13。檢測區13為透明玻璃製成的圓形區。該可移動臺12可以在平行於拍攝軸的Z軸方向以及垂直於拍攝軸的X軸方向和Y軸方向上移動。XY位置調整旋鈕14a為用於在X軸方向和Y軸方向移動可移動臺12的操作部分。Z位置調整旋鈕14b為用於在Z軸方向移動可移動臺12的操作部分。電源開關15為用於接通或關閉測量単元10和控制單元20的電源的操作部分，而測量啟動按鈕16為開始尺寸測量的操作部分。控制單元20為控制顯示器11和測量單元10的可移動臺12的控制器，並且分析測量單元10所拍攝的エ件圖像從而計算エ件的尺寸。鍵盤31和滑鼠32連接到控制單元20。在接通電源之後，將エ件適當布置在檢測區13內並且操作測量啟動按鈕16從而對エ件進行自動測量。
〈測量單元10>圖2是圖I的測量單元10內部的構成示例的示意圖，其示出了沿測量單元10的垂直面切斷測量單元10的情況下的切斷表面。該測量単元10包括顯示器11、可移動臺12、臺驅動單元110、透射照明単元120、環形照明単元130、共軸落射照明光源(epi-iIluminat ion light source) 141、光接收透鏡單兀 150 和成像兀件 155 和 158。顯示器11和可移動臺12布置在外殼IOa外部。臺驅動單元110、透射照明単元120、環形照明単元130、共軸落射照明光源141、光接收透鏡単元150和成像元件155和158容納在外殼IOa內。而且，臺驅動單元110和透射照明単元120布置在可移動臺12下方。環形照明単元130、共軸落射照明光源141、光接收透鏡単元150和成像元件155和158布置在可移動臺12上方。該測量単元10將照明光施加到布置在可移動臺12的檢測區13內的エ件，並且接收透射光或反射光，從而允許成像元件155和158形成圖像以獲得エ件圖像。分析該エ件圖像來測量エ件尺寸，從而允許在顯示器11上顯示測量結果。可以利用不同的拍攝放大率拍攝可移動臺12上的エ件。例如，可以在具有25mm量級的直徑的拍攝區被看成拍攝視場的低放大率拍攝以及具有6mm量級的直徑的拍攝區被看成拍攝視場的高放大率拍攝之間進行選擇。通過用低放大率拍攝エ件獲得的低放大率圖像和通過用高放大率拍攝エ件獲得的高放大率圖像可以進行電子切換並且顯示在顯示器11上。臺驅動單元110為基於來自控制単元20的控制信號移動可移動臺12的驅動單元，並且由Z驅動部分111和XY驅動部分112組成。Z驅動部分111為在預定範圍內沿Z軸方向移動可移動臺12的Z位置調整部分，用於沿拍攝軸方向調整エ件的位置。XY驅動部分112為在預定範圍內沿XY軸方向移動可移動臺12的XY位置調整部分，用於沿拍攝軸方向調整エ件的位置。透射照明単元120為照明裝置，用於將照明光從下方施加到布置在可移動臺12的檢測區13內的エ件，並且由透射照明光源121、反射鏡122和光學透鏡123組成。從透射照明光源121發出的透射照明光由反射鏡122反射並且經由光學透鏡123發出。該透射照明光透過可移動臺12，部分透射光被エ件截斷，而其他部分入射到光接收透鏡単元150上。透射照明適於エ件的外部形狀和通孔內徑的測量。環形照明単元130為落射照明裝置，用於將照明光從上方施加到可移動臺12的エ件，並且由圍繞光接收透鏡単元150的光接收部分的環狀光源組成。環形照明単元130為能夠執行単獨點亮的照明裝置，並且可以照亮該單元的整個周界或其一部分。共軸落射照明光源141為將具有與拍攝軸大致相同的發射光軸的照明光從上方施加到可移動臺12上的エ件的光源。在光接收透鏡單元150內部，布置有半反射鏡142，用於將照明光分支到發射光軸和拍攝軸。落射照明適於測量具有不同層次(level)的エ件尺寸。特別地，使用共軸落射照明光源141的共軸落射照明優選地用於測量具有存在於反射光中的大量規則反射分量的エ件，這是因為照明光很難在エ件表面(例如經過鏡面拋光的金屬表面)上漫反射。作為エ件照明方法，可以選擇透射照明、環形照明或共軸落射照明。特別地，可以自動切換針對各個エ件理想的待測位置和照明方法來執行尺寸測量。光接收透鏡單元150為由光接收透鏡151、半反射鏡152、光闌板153和156以及圖像形成透鏡154和157組成的光學系統。光接收透鏡単元150接收透射照明光和エ件反射的光，從而允許成像元件155和158形成圖像。光接收透鏡151為布置成對著可移動臺12的物鏡，並且共用於高放大率拍攝和低放大率拍攝。光接收透鏡151具有即使エ件在Z軸方向上的位置變化時也保持圖像尺寸不變的特性。光接收透鏡151被稱為遠心透鏡。光闌板153和圖像形成透鏡154為低放大率側圖像形成透鏡部分，並且布置在與光接收透鏡151相同的軸上。圖像形成透鏡154為布置成對著成像元件155的光學透鏡。另ー方面，光闌板156和圖像形成透鏡157為高放大率側圖像形成透鏡部分，並且高放大率拍攝軸通過半反射鏡152而從低放大率拍攝軸分支出來。圖像形成透鏡157為布置成對著成像元件158的光學透鏡。成像元件155為用於低放大率的圖像傳感器，其以低放大率拍攝光接收透鏡単元150所形成的低放大率視場內的エ件從而生成低放大率圖像。成像元件158為用於高放大率的圖像傳感器，其以高放大率拍攝光接收透鏡單元150所形成的高放大率視場內的エ件從而生成高放大率圖像。高放大率視場為比低放大率視場窄的拍攝視場，並且形成在低放大率視場內。成像元件155和158各自由半導體元件例如CXD (電荷耦合器件)或CMOS (互補型金屬氧化物半導體)組成。在該尺寸測量設備I中，無論エ件以何種姿態布置在哪個位置，只要將エ件布置在可移動臺12的檢測區13內就可以對エ件進行拍攝，隨後分析低放大率圖像以在X軸方向或Y軸方向移動可移動臺12，從而自動將エ件變換到高放大率視場。圖3是示出了圖2的環形照明単元130的構成圖的示圖。該環形照明単元130由布置在圓周上的四個發光塊131組成，並且可以通過任意選擇發光塊131而點亮。可以在尺寸測量時點亮測量位置信息中指定的發光塊131。尤其在對於同一エ件W測量待測的多個位置的情況，可以指定針對各個待測位置而將被點亮的發光塊131。圖4的步驟SlOl到S103是示出了圖I的尺寸測量設備I的操作示例的流程圖。在該尺寸測量設備I中，操作由三個處理組成，即，測量設置數據的創建(步驟S101)、測量的執行(步驟S102)和測量結果的顯示(步驟S103)。測量設置數據為執行測量所需的信息，其由示出特徵量的特徵量信息、示出了待測位置和測量類型的測量位置信息以及示出了針對各個待測位置的設計值和容限的設計值信息組成。特徵量信息為用於分析エ件圖像從而檢測エ件的位置和姿態的定位信息。特徵量信息基於預定主要數據來設置。注意，當特徵量信息和測量位置信息為基於高放大率圖像設置的信息，將指示這種設置的識別信息保存為測量設置數據。在控制單元20中創建測量設置數據。可替代地，可能存在這種配置，其中在例如PC (個人計算機)的信息處理終端中創建的測量設置數據被傳送到控制單元20井隨後使用。基於這種測量設 置數據執行測量處理。隨後，測量獲得的尺寸值和質量確定結果顯示在顯示器11上，從而執行針對測量結果的顯示處理。〈測量設置數據的創建〉圖5的步驟S201到S204是示出了在創建測量設置數據時圖I的尺寸測量設備I中的操作示例的流程圖。該附圖示出了在控制單元20中創建測量設置數據的情況。
測量設置數據創建處理由以下所示的五個處理過程組成。首先，輸入設計數據(步驟S201)。在輸入設計數據吋，獲得特徵量設置和形狀對比中使用的主要數據。主要數據由拍攝主要エ件獲得的拍攝圖像、或CAD (計算機輔助設計)數據或者藉助CAD創建的CAD圖像組成。本文將描述使用通過拍攝主要エ件獲得的主要圖像作為主要數據的情況的示例。接下來，設置特徵量(步驟S202)。基於主要圖像設置特徵量信息和測量範圍，從而設置特徵量。接下來，指定待測位置和測量類型(步驟S203)。具體地說，通過針對在顯示器11上顯示的主要圖像來指定待測位置、邊沿檢測區和測量方法來執行上述指定。邊沿檢測區為圖像處理區，用於分析其中的圖像數據的亮度變化，以提取邊沿。在指定測量類型時，選擇以何種方式進行測量的測量方法。在完成待測位置和測量類型的指定時，對主要圖像執行尺寸測量。即，針對主要圖像提取待測位置的邊沿，從而通過指定的測量方法計算待測位置的尺寸值。例如在主要圖像上顯示尺寸值的測量結果。
接下來，設置設計值和容限(步驟S204)。在設置設計值和容限時，根據需要改變針對各個待測位置的顯示尺寸值，並且將其設置為設計值。而且，與設計值相關聯地設置容限。將以此方式創建的測量設置數據寫入控制單元20內的存儲器中。<具有階梯的エ件W的拍攝圖像〉圖6是示出了通過使用圖I的尺寸測量設備I拍攝具有階梯的エ件W所獲得的各個エ件圖像Wl到W3的示例的示圖。這些附圖示出了通過落射照明的拍攝情況。圖6的(A)示出了具有階梯的エ件W的透視圖，以及圖6的(B)示出了在沿Z方向移動可移動臺12的同時進行拍攝而獲得的エ件圖像Wl到W3。該エ件W由Z方向上最高的頂部塊、位於中間高度的中間塊和最低的底部塊組成，並且形成有位於頂部塊的頂面和中間塊的頂面之間的階梯、以及位於中間塊的頂面與底部塊的頂面之間的階梯。エ件圖像Wl到W3為通過拍攝布置在可移動臺12上的エ件圖像W獲得拍攝圖像，並且例如它們由通過拍攝低放大率視場內的エ件圖像W獲得低放大率圖像組成。在エ件W的前述階梯大於低放大率拍攝時的視場深度吋，由於只有視場深度範圍內的位置聚焦，所以無法在エ件圖像Wl到W3中獲取エ件W的整個圖像。即，在三個エ件圖像Wl到W3中，エ件圖像Wl是在可移動臺12的最低Z方向位置處拍攝的，並且只有頂部塊的頂面聚焦。エ件圖像W2是在可移動臺12的中間高度的Z方向位置處拍攝的，並且只有中間塊的頂面聚焦。エ件圖像W3是在可移動臺12的最高的Z方向位置處拍攝的，並且只有底部塊的頂面聚焦。在針對這種エ件W設置具有不同Z方向高度的多個位置情況下，為了將這樣的各個位置指定為待測對象，就要求傳統的尺寸測量設備手動調整可移動臺12的Z方向位置，以進行聚焦調整。與此相反，根據本實施例的尺寸測量設備I使用通過對拍攝同一主要エ件獲得的多個拍攝圖像進行深度延伸所獲得的深度延伸圖像作為主要圖像，以指定待測位置和測量方法，並且即使在エ件W具有超過視場深度的階梯時，只要エ件W具有與主要エ件相同的形狀，則可以容易地掌握エ件W的整個圖像。基於此，可以在無需手動調整可移動臺12的Z方向位置的情況下，輕鬆地將具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象。
圖7是示出了在設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖。圖7的(A)示出了對通過拍攝主要エ件獲得的多個拍攝圖像執行深度延伸所獲得的主要圖像M1，以及圖7的⑶示出了用於利用主要圖像Ml設置待測位置的測量設置屏幕2。
主要圖像Ml是對通過在使可移動臺12以規則間隔不同定位的多個Z方向位置的同時拍攝同一主要エ件而獲得的多個拍攝圖像執行深度延伸、並且對獲得的多個拍攝圖像執行深度延伸所獲得的深度延伸圖像。主要エ件為具有與作為待測對象的エ件W相同形狀的參考對象。深度延伸圖像為通過合成具有不同焦點位置的多個拍攝圖像從而臨時提高視場深度而獲得的多焦點圖像。這種深度延伸圖像創建為這樣ー種圖像，使得例如分析各個拍攝圖像的亮度變化來獲得關於各個像素的邊沿強度，並且基於獲得的邊沿強度將聚焦的拍攝圖像的像素值彼此連接。用於深度延伸的各個拍攝圖像與示出可移動臺12的Z方向位置的位置信息相關聯，並且深度延伸圖像的各個像素與相應的拍攝圖像的位置信息相關聯。因此，指定主要圖像Ml中的像素允許在拍攝相應的拍攝圖像時識別可移動臺12的Z方向位置。即，使用主要圖像Ml設置的測量位置信息與可移動臺12的Z方向位置信息相關聯。儘管針對深度延伸所獲得的拍攝圖像可以是低放大率圖像或者高放大率圖像，但是這裡假定使用低放大率圖像。在該主要圖像Ml中，頂部塊、中間塊和底部塊的各個頂面聚焦，從而可以容易地識別エ件W的整個圖像。可以針對深度延伸而任意指定沿Z方向移動可移動臺12的範圍。例如，可以適當地改變移動範圍的上限和下限。而且，可以任意指定移動可移動臺12時的間隔(間距)以及用於深度延伸的拍攝圖像的數量，並且它們可以適當地進行改變。測量設置屏幕2為輸入屏幕，用於設置待測位置和測量方法，並且顯示在顯示器11上。在該測量設置屏幕2中，布置用於顯示主要圖像Ml的顯示區21和多個設置按鈕22和23。設置按鈕22為設置測量類型、照明方法等的操作圖標。設置按鈕23為設置提取待測位置的邊沿時的邊沿提取條件的操作圖標。針對顯示區21內的主要圖像Ml指定測量位置信息和測量類型，從而創建測量位置信息。例如，通過指定主要エ件的邊沿的邊界環繞部分來設置邊沿檢測區Al。當指定待測位置及其測量類型時，對主要圖像Ml執行尺寸測量，並且可以在主要圖像Ml上顯示待測位置的尺寸值。用戶可以針對測量結果指定設計值和容限。圖8是示出了設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖，其示出了主要圖像Ml和通過拍攝主要エ件獲得的真實圖像之間的切換狀態。在對測量設置屏幕2執行測量設置的情況下，通過指定預定切換操作，根據待測位置可以彼此切換通過執行深度延伸獲得的主要圖像Ml和通過拍攝可移動臺12上的主要エ件獲得的真實圖像。例如在顯示區21內顯示的主要圖像Ml中，利用滑鼠指針等指定邊沿部分，而利用滑鼠32執行點擊操作來輸入切換命令，從而可以將顯示區21內的圖像切換到真實圖像。該真實圖像為通過拍攝可移動臺12上的主要エ件獲得的拍攝圖像，並且在切換到真實圖像時，可移動臺12自動移動到與滑鼠指針等指示的位置相對應的Z方向位置。因此可以藉助真實圖像確定聚焦狀態下的指定位置。適當地將圖像切換到真實圖像從而允許在從深度延伸圖像或拍攝圖像提取邊沿(例如掃描方向或邊沿方向)時設置針對主要エ件上的特定位置的邊沿提取條件，並且還允許對設置的邊沿提取條件執行真實尺寸測量從而確定操作。圖9的步驟S301到S311是示出了設置測量位置時圖I的尺寸測量設備I的操作示例的流程圖。當在可移動臺12上布置預定主要エ件並且通過預定操作指定了待測位置的設置開始時，首先，可移動臺12移動到開始位置用於深度延伸，並且拍攝可移動臺12上的主要エ件，從而獲得拍攝圖像(步驟S301)。隨後，可移動臺12僅在Z方向移動固定距離，從而重新獲得拍攝圖像。重複該重新獲取拍攝圖像直到可移動臺12到達結束位置，並且在可移動臺12完成Z方向掃描到達結束位置時，對獲得的多個拍攝圖像進行深度延伸(步驟S302)，並且在測量設置屏幕2上顯示深度延伸所獲得的主要圖像Ml (步驟S303)。接下來，當通過預定操作針對主要圖像Ml指定了待測位置吋，設置測量類型和邊沿檢測區Al (步驟S304和S305)。接下來，設置焦點位置(步驟S306)。在設置焦點位置時，針對待測位置指定用於焦點調整的可移動臺12的高度(Z方向位置)，其中在步驟S305中設置了該位置的測量類型和邊沿檢測區Al，並且其位置信息與待測位置相關聯地保存。焦點位置信息與各個待測位置相關聯。接下來，當通過操作設置按鈕23指定詳細設置吋，顯示區21內的圖像被切換到真實圖像(步驟S307和S308)。隨後將可移動臺12移動到與主要圖像Ml上指定的位置相對應的Z方向位置從而顯示預定詳細設置屏幕(步驟S309和S310)。重複從步驟S304到S310的處理過程直到完成測量位置的設置(步驟S311)。圖IOA和IOB是示出了圖I的尺寸測量設備I的操作示例的示圖。圖IOA示出了在設置測量位置時使用的主要圖像M1，以及圖IOB示出了在實際測量エ件W的尺寸時通過拍攝獲得的エ件圖像W10。在適當地將作為待測對象的エ件W布置在可移動臺12上的拍攝視場內的情況下，エ件圖像WlO中的エ件相比較主要圖像Ml處於不同定位和姿態。因此，在根據本實施例的尺寸測量設備I中，將先前根據主要圖像Ml等創建的檢查模式圖像與エ件圖像WlO相比較，以在エ件圖像WlO內指定エ件W的定位和姿態。作為檢查模式圖像，可以使用通過對多個拍攝圖像執行深度延伸獲得的主要圖像Ml、或者在可移動臺12位於特定Z方向位置狀態下通過拍攝主要エ件獲得的拍攝圖像，這裡使用主要圖像Ml。基於這種布置狀態下的檢測結果，規定エ件圖像WlO內的待測位置來執行邊沿提取，從而允許準確計算待測位置的尺寸值。測量結果(例如尺寸值)可以顯示在エ件圖像WlO上。在該示例中，尺寸值和尺寸線與待測位置相關聯地布置在エ件圖像WlO上。〈測量處理〉
圖11的步驟S401到S409是示出了圖I的尺寸測量設備I測量時的操作示例的流程圖。當作為待測對象的エ件W布置在可移動臺12上並且通過操作測量啟動鈕16等指定測量運行時，首先，將可移動臺12上的エ件W移動到深度延伸的開始位置，拍攝可移動臺12上的エ件W從而獲得エ件圖像(步驟S401和S402)。隨後，可移動臺12僅在Z方向移動固定距離，從而重新獲得エ件圖像。重複該エ件圖像的重新獲得直到可移動臺12到達結束位置，並且在可移動臺12完成Z方向掃描到達結束位置時，對獲得的多個エ件圖像進行深度延伸(步驟S403和S404)。接下來，利用作為特徵量信息的先前登記的模式圖像檢查通過深度延伸所獲得的深度延伸圖像，以指定エ件W的布置狀態，例如其定位和姿態(步驟S405)。具體地說，指定待測位置並且基於エ件W的布置狀態和先前登記的測量位置信息提取邊沿(步驟S406)。隨後基於所提取的待測位置的邊沿計算待測位置的尺寸值(步驟S407)。而且，從計算尺寸值與作為設計值信息的先前登記的設計值之間的差獲得誤差，並且將該誤差與相對應的容限相比較，從而對各個待測位置執行質量確定以及對エ件W執行質量確定(步驟S408和S409)。圖12是示出了圖I的控制單元20的構成示例的框圖，其示出了控制單元20內的功能配置的示例。該控制単元20由拍攝控制部分201、深度延伸部分202、深度延伸圖像存儲部分203、主要圖像顯示部分204、特徵量信息生成部分205、測量位置信息生成部分206、測量設置數據存儲部分207、エ件檢測部分208、邊沿檢測部分209、尺寸值計算部分210、質量確定部分211、測量結果顯示部分212、和真實圖像顯示部分213組成。拍攝控制部分201為基於來自測量単元10、鍵盤31和滑鼠32的操作輸入控制主要エ件和エ件W的拍攝的控制部分。拍攝控制部分201生成成像控制信號和臺控制信號，並且將生成的信號輸出到測量單元10。成像控制信號由用於控制測量單元10內的成像元件155和158、測量單元120和130以及落射照明光源141的控制命令組成。臺控制信號由用於控制臺驅動單元110的控制命令組成。深度延伸部分202對可移動臺12的Z方向位置不同時所獲得的多個拍攝圖像執行深度延伸，從而生成深度延伸圖像並且將生成的圖像存儲到深度延伸圖像存儲部分203。在設置測量位置時，拍攝布置在可移動臺12上的主要エ件從而創建深度延伸圖像(主要圖像Ml)。主要圖像顯示部分204基於深度延伸圖像存儲部分203內的深度延伸圖像創建用於顯示主要圖像Ml的屏幕數據，並且將生成的數據輸出到測量單元10。另一方面，在用於エ件W的尺寸測量時，拍攝布置在可移動臺12上的エ件W從而創建深度延伸圖像。
特徵量信息生成部分205基於深度延伸圖像存儲部分203內的深度延伸圖像生成用於檢測エ件W的特徵量信息，並且將生成的信息作為測量設置數據存儲到測量設置數據存儲部分207中。該特徵量信息由檢查模式圖像組成，並且基於主要圖像Ml而生成。測量位置信息生成部分206基於操作輸入生成由待測位置和測量方法組成的測量位置信息，並且將生成的數據作為測量設置數據存儲在測量設置數據存儲部分207內。通過指定針對主要圖像Ml的待測位置、測量類型和照明方法生成該測量位置信息。測量設置數據存儲部分207將特徵量信息、測量位置信息和設計值信息保存作為測量設置數據。特徵量信息為檢查用於檢測諸如エ件W在エ件圖像內的定位和姿態的布置狀態的特徵信息，並且由用於模式匹配的模式圖像、用於幾何形狀相關搜索的幾何形狀信息、示出了エ件W的特徵點的特徵點信息組成。設計值信息由針對各個待測位置設置的設計值和與設計值相關聯的容限組成。
エ件檢測部分208基於特徵量信息規定エ件W在エ件圖像中的定位和姿態。具體地說，將エ件W的深度延伸圖像與檢查模式圖像相比較，以確定エ件W的定位和姿態，並且將確定結果輸出到邊沿檢測部分209。邊沿檢測部分209根據エ件W的布置狀態和測量位置信息指定其布置狀態已由エ件檢測部分208指定的エ件W的深度延伸圖像中的待測位置，並且從エ件圖像提取待測位置的邊沿。通過分析測量位置信息中指定的邊緣檢測區Al內圖像數據中的相鄰像素之間的亮度值變化來執行邊沿提取。尺寸值計算部分210基於通過邊沿提取部分209提取的邊沿計算待測位置的尺寸值，並且將計算出的值輸出到質量確定部分211。具體地說，利用諸如最小二乗法的統計技術將通過邊沿提取獲得的多個邊沿點與諸如直線或弧線的幾何形狀相擬合，從而指定エ件W的邊沿。在例如將エ件W的邊沿上的兩個平行直線部分指定為待測位置吋，計算這些直線之間的距離作為尺寸值。而且，當指定了直線部分和特徵點時，計算該直線和特徵點之間的距離作為尺寸值。而且，當指定了具有不同斜度的兩個直線部分時，計算這些直線之間的夾角作為尺寸值。而且，當指定圓的一部分(圓弧)或整個圓作為待測位置吋，計算圓的直徑、半徑或中心坐標作為尺寸值。質量確定部分211從尺寸值計算部分210計算的尺寸值和與其對應的設計值之間的差獲得誤差，並且將該誤差與對應容限相比較，從而針對各個待測位置對尺寸值執行質量確定，以及對エ件W執行質量確定。通過確定尺寸值與設計值之間的差(誤差)是否落在容限範圍來執行對尺寸值的質量確定。而且，針對各個待測位置，基於對尺寸值的質量確定結果執行對エ件W的質量確定。測量結果顯示部分212創建用於顯示尺寸值和エ件W的深度延伸圖像的質量確定結果的屏幕數據，並且將生成的數據輸出到測量單元10。真實圖像顯示部分213基於操作輸入生成用於顯示拍攝主要エ件獲得的真實圖像的屏幕數據，並且將生成的數據輸出到測量單元10。〈詳細設置屏幕3>圖13是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而在顯示器11上顯示的詳細設置屏幕3示例的示圖。該附圖示出了使用通過在高放大率視場內以高放大率拍攝主要エ件獲得的高放大率真實圖像設置邊沿提取條件的情況。測量設置屏幕3為設置在從深度延伸圖像提取邊沿時的邊沿提取詳細條件的輸入屏幕。例如，針對主要圖像Ml指定待測位置從而將屏幕切換到真實圖像，並且隨後操作設置按鈕23來顯示測量設置屏幕3。在該測量設置屏幕3中，布置了用於顯示主要圖像Ml和主要エ件的真實圖像的顯示區301、用於指定邊沿提取參數的輸入欄位302、303以及指定用於邊沿提取的閾值的輸入欄位304。輸入欄位302為用於指定掃描方向作為邊沿提取參數的輸入區。掃描方向為針對邊沿檢測區A內的圖像數據分析相鄰像素之間的亮度變化時的像素行的方向。具體地說，在提取圓作為邊沿的情況下，可以選擇從中心向外的方向或者從外向中心的方向作為掃描方向。在該示例中，指定從中心向外的方向作為掃描方向。
輸入欄位303為用於指定邊沿方向作為邊沿提取參數的輸入區。邊沿方向為在以在輸入欄位302中指定作為正常方向(normal direction)的掃描方向提取邊沿時作提取對象的邊沿的強度的正值或負值。具體地說，可以選擇亮度從暗變化到亮的正極性、亮度從亮變化到暗的負極性以及非指定極性的任ー種作為邊沿方向。輸入欄位304為指定邊沿強度的上限和下限作為用於縮小待提取對象的邊沿點的閾值。基於邊沿檢測區Al內的圖像數據獲得有關掃描方向的邊沿強度的分布，並且隨後基於該邊沿強度分布提取邊沿點。在該示例中，在顯示區301內顯示在圓形通孔的外周上形成有階梯的主要エ件的真實圖像。針對該真實圖像指定了分別具有同心圓All和A12的邊緣檢測區Al作為其外邊沿和內邊沿，以檢測邊沿檢測區Al內的邊沿點，並且輸出擬合了大量檢測邊沿點的圓BI作為待測對象的邊沿。在該真實圖像的情況下，在具有大強度的通孔內邊沿的影響下，無法精確檢測待 測對象的外邊沿，這造成尺寸值內包含大誤差。圓BI的直徑為2. 8064mm。應該注意的是，在該示例中，在真實圖像上顯示用於邊沿強度的分布圖Cl。分布圖Cl通過沿掃描方向分析邊沿檢測區Al內的圖像數據來創建，並且基於指定邊沿檢測區Al內的位置的預定操作來顯示。在該分布圖Cl中，除了對應於作為待測對象的邊沿的邊沿強度的峰值點B12之外，在其外部檢測到了噪聲分量B11，並且在其內部檢測到了對應於通孔內部的邊沿的峰值B13。圖14是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而顯示的詳細設置屏幕3示例的示圖，其示出了指定邊沿方向作為邊沿提取的條件的情況。在該詳細設置屏幕3中，亮度從暗變化到亮的方向被指定為邊沿方向。基於此，未提取売度從売變暗的有關掃描方向的邊沿點，並且由此可以抑制通孔內邊沿的影響。在此情況下，圓BI的直徑的測量值為2. 8544mm，並且直徑值的誤差很小。圖15是示出了通過操作圖7的測量設置屏幕2內部的設置按鈕23而顯示的詳細設置屏幕3示例的示圖，其示出了指定邊沿強度的閾值作為邊沿提取的條件的情況。在該詳細設置屏幕3中，指定邊沿強度的上限和下限作為用於縮小作為待提取對象的邊沿點的閾值。基於有關掃描方向的邊沿強度分布，在提取邊沿點時，將邊沿點縮小到不大於上限並且不小於下限的邊沿強度的範圍C2內的邊沿點，從而執行邊沿提取。基於此，未提取邊沿強度在範圍C2之外的邊沿點和噪聲，從而允許抑制通孔內的邊沿的影響。在此情況下，圓BI的直徑的測量值為2. 8537mm，並且直徑值的誤差很小。根據本實施例，通過拍攝主要エ件獲得的深度延伸圖像被用作用於指定待測位置和測量方法的主要圖像M1，即使在エ件W具有超過成像部分的視場深度的階梯時，只要エ件W具有與主要エ件相同形狀，就可以容易地掌握エ件W的整個圖像。這可以便於將エ件W中具有不同Z方向高度的多個位置設置為待測對象。而且，由於從通過針對如此設置的待測位置拍攝エ件W獲得的深度延伸圖像提取了邊沿以計算尺寸值，所以可以在對エ件W進行尺寸測量時無需手動調整可移動臺12的Z方向位置的情況下獲得理想尺寸。而且，當針對主要圖像Ml指定了待測位置時，將可移動臺12移動到對應的Z方向位置用於聚焦調整從而獲得了主要エ件的拍攝圖像。由於針對該真實圖像指定了待測位置和測量方法，所以可以在無需了解待測位置的高度的情況下，藉助真實圖像具體設置邊沿提取的條件等。而且，利用模式圖像檢查通過拍攝可移動臺12上的エ件W獲得的エ件圖像，從而允許對具有與主要エ件相同形狀的エ件W的定位和姿態進行精確指定。而且，由於基於指定定位和姿態對待測位置執行邊沿提取，所以即使エ件W以任意姿態和任意位置布置在可移動臺12上時，只要エ件W布置在拍攝視場內就可以高精度地測量理想尺寸。另外，在本實施例中已經描述了以下情況的示例，即其中根據通過對多個拍攝圖像執行深度延伸獲得的主要圖像Ml創建檢查模式圖像，並且將エ件W的深度延伸圖像與模 式圖像相比較從而指定深度延伸圖像中エ件W的定位和姿態，但是本發明並不將エ件檢測方法限於此。例如，根據通過拍攝可移動臺12位於特定Z方向位置狀態下的主要エ件獲得的拍攝圖像創建檢查模式圖像。在針對尺寸測量而定位エ件W時，可以配置成在將可移動臺12移動到特定位置的同時拍攝エ件W，並且將獲得的エ件圖像與模式圖像相比較，從而確定拍攝視場內的エ件的定位和姿態。實施例2在實施例I中，描述了以下情況的示例，即其中從通過拍攝エ件W獲得的深度延伸圖像提取作為待測位置的邊沿來計算尺寸值。與此相反，在本實施例中，描述了以下情況，即將可移動臺12移動到對應於待測位置的Z方向位置，對測量位置進行聚焦調整，並且從進行了聚焦調整的エ件圖像提取待測位置的邊沿，以計算尺寸值。圖16的步驟S501到S510是示出了測量エ件時根據本發明的實施例2的尺寸測量設備I的操作示例的流程圖。當作為待測對象的エ件W布置在可移動臺12上並且通過操作測量啟動按鈕16等指定測量運行時，首先，將可移動臺12上的エ件W移動到已拍攝了檢查模式圖像的Z方向位置，並且拍攝可移動臺12上的エ件W從而獲得エ件圖像(步驟S501和 S502)。接下來，利用先前登記的模式圖像作為特徵量信息來檢查獲得的エ件圖像，以指定エ件W在拍攝視場內的布置狀態(例如其定位和姿態)(步驟S503)。接下來，將可移動臺12移動到與待測位置對應的Z方向位置並且拍攝可移動臺12上的エ件W，從而新獲取エ件圖像(步驟S504和S505)。隨後，指定待測位置並且基於エ件W的布置狀態和先前登記的測量位置信息提取邊沿，以提取邊沿(步驟S506)。隨後基於所提取的待測位置的邊沿計算待測位置的尺寸值(步驟S507)。而且，從計算出的尺寸值與作為設計值信息的先前登記的設計值之間的差獲得誤差，並且將該誤差與對應容限相比較，從而對各個待測位置執行質量確定以及對エ件W執行質量確定(步驟S508和S509)。在設置另ー待測位置時重複步驟S504到S509的處理過程直到獲得了針對每個待測位置的尺寸值為止(步驟S510)。圖17是示出了圖16的尺寸測量設備I中的控制單元20的構成示例的框圖。該控制單元20不同於在測量位置聚焦調整部分214中提供的圖12的控制單元20。在該控制単元20中，根據通過拍攝主要エ件獲得的拍攝圖像創建檢測模式圖像。即，特徵量信息生成部分205使得在可移動臺12位於特定Z方向位置狀態下拍攝主要エ件，並且基於獲得的拍攝圖像生成由檢查模式圖像組成的特徵量信息。可以直接指定、或者通過選擇主要圖像Ml中的待測位置來指定設置特徵量信息時的可移動臺12的位置。可替代地，可以使用獲得用於創建主要圖像Ml的用於深度延伸的任意拍攝圖像來設置特徵量信息。測量位置聚焦調整部分214基於操作輸入將可移動臺12移動到對應於檢查模式圖像的Z方向位置，以指定拍攝視場內エ件W的布置狀態。エ件檢測部分208將此時獲得的エ件圖像與模式圖像相比較，以確定拍攝視場內エ件W的定位和姿態。而且，在控制單元20中，將可移動臺12移動到與待測位置相對應的Z方向位置，從拍攝エ件圖像提取待測位置的邊沿，從而計算尺寸值。即，測量位置聚焦調整部分214將 可移動臺12移動到對應於待測位置的Z方向位置，以對待測位置進行聚焦調整。邊沿提取部分209基於測量位置信息從進行了聚焦調整的エ件圖像提取待測位置的邊沿。在存在相對於同一エ件W具有不同高度的多個待測位置的情況下，聚焦測量位置調整部分214依次將可移動臺12移動到對應於待測位置的各Z方向位置。根據本實施例，將可移動臺12移動到已使用主要圖像Ml設置的與待測位置相對應的Z方向位置，進行聚焦調整從而獲得エ件圖像。由於從エ件圖像提取邊沿從而計算尺寸值，所以甚至可以在對エ件W進行尺寸測量時無需手動調整可移動臺12的Z方向位置的情況下獲得理想的尺寸。而且，由於依次移動可移動臺12以進行聚焦調整，因此即使在針對同一エ件存在具有不同高度的多個待測位置的情況下，也可以自動地將這些待測位置依次變換到焦點位置，從而獲得這些待測位置的尺寸值。另外，儘管在實施例I和2中描述了電切換低放大率拍攝和高放大率拍攝情況的示例，但是本發明並非將用於切換拍攝放大率的方法限於此。例如，本發明包括機械切換可移動臺12側上的光接收透鏡(物鏡)的ー種方法，即所謂的轉換器型。即，由用於低放大率拍攝的光接收透鏡和用於高放大率拍攝的光接收透鏡組成的物鏡單元相對於由光闌板、圖像形成透鏡和成像元件組成的一組圖像形成単元旋轉，從而在低放大率拍攝與高放大率拍攝之間進行切換。
權利要求
1.一種尺寸測量設備，其基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述尺寸測量設備包括 成像部分，其拍攝可移動臺上的工件，以生成工件圖像； 深度延伸部分，其對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個工件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示部分，其將通過拍攝主要工件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像； 測量位置信息生成部分，其針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 邊沿提取部分，其基於測量位置信息從通過拍攝工件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算部分，其基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
2.一種尺寸測量設備，其基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述尺寸測量設備包括 成像部分，其拍攝可移動臺上的主要工件，以生成拍攝圖像； 深度延伸部分，其對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示部分，其將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像； 測量位置信息生成部分，其針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 聚焦測量位置調整部分，其將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整； 邊沿提取部分，其基於測量位置信息從進行了聚焦調整的工件圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算部分，其基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
3.根據權利要求2所述的尺寸測量設備，其中在針對同一工件存在具有不同高度的兩個或多個待測位置的情況下，聚焦測量位置調整部分依次將可移動臺移動到對應於各待測位置的Z-方向位置。
4.根據權利要求I所述的尺寸測量設備，包括 落射照明光源，其將來自與成像部分相同側的照明光施加到可移動臺上的工件；以及 拍攝圖像顯示部分，其在針對主要圖像指定待測位置時，將可移動臺移動到與待測位置對應的Z-方向位置，以進行聚焦調整，從而在聚焦調整之後獲得並屏幕顯示主要工件的拍攝圖像， 其中測量位置信息生成部分在聚焦調整之後針對主要工件的拍攝圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息。
5.根據權利要求I所述的尺寸測量設備，包括 特徵量信息生成部分，其基於主要工件的拍攝圖像生成由檢查模式圖像組成的特徵量/[目息;以及 工件檢測部分，其基於特徵量信息來指定工件在可移動臺上的定位和姿態，其中邊沿提取部分基於所指定的定位和姿態以及測量位置信息來對待測位置執行邊沿提取。
6.根據權利要求5所述的尺寸測量設備，其中 特徵量信息生成部分基於通過拍攝主要工件獲得的深度延伸圖像生成特徵量信息，以及 工件檢測部分利用檢查模式圖像檢查通過拍攝工件獲得的深度延伸圖像，以指定工件的定位和姿態。
7.一種尺寸測量方法，用於基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述方法包括 成像步驟，用於拍攝可移動臺上的工件，以生成工件圖像； 深度延伸步驟，用於對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個工件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示步驟，用於將通過拍攝主要工件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像； 測量位置信息生成步驟，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 邊沿提取步驟，用於基於測量位置信息從通過拍攝工件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算步驟，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
8.一種尺寸測量方法，用於基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述方法包括 成像步驟，用於拍攝可移動臺上的主要工件，以生成拍攝圖像； 深度延伸步驟，用於對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝工件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示步驟，用於將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像； 測量位置信息生成步驟，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 聚焦測量位置調整步驟，用於將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整； 邊沿提取步驟，用於基於測量位置信息從進行了聚焦調整的工件圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算步驟，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
9.一種用於尺寸測量設備的程序，其中所述尺寸測量設備基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述程序包括 成像過程，用於拍攝可移動臺上的工件，以生成工件圖像； 深度延伸過程，用於對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個工件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示過程，用於將通過拍攝主要工件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成過程，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 邊沿提取過程，用於基於測量位置信息從通過拍攝工件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算過程，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
10.一種用於尺寸測量設備的程序，其中所述尺寸測量設備基於通過拍攝工件獲得的工件圖像的邊沿來測量能夠在Z方向移動的可移動臺上的工件的尺寸，所述程序包括成像過程，用於拍攝可移動臺上的主要工件，以生成拍攝圖像； 深度延伸過程，用於對可移動臺中不同Z-方向位置處的兩個或多個拍攝圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像； 主要圖像顯示過程，用於將深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像； 測量位置信息生成過程，用於針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息； 聚焦測量位置調整過程，用於將可移動臺移動到對應於待測位置的Z-方向位置，以對待測位置進行聚焦調整； 邊沿提取過程，用於基於測量位置信息從進行了聚焦調整的工件圖像中提取待測位置的邊沿；以及 尺寸值計算過程，用於基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
全文摘要
本發明提供了尺寸測量設備、尺寸測量方法及用於尺寸測量設備的程序。尺寸測量設備包括成像部分，其拍攝可移動臺上的工件；深度延伸部分，其對可移動臺中不同Z-方向位置處的多個工件圖像執行深度延伸，以生成深度延伸圖像；主要圖像顯示部分，其將通過拍攝主要工件獲得的深度延伸圖像屏幕顯示為主要圖像；測量位置信息生成部分，其針對主要圖像指定待測位置和測量方法，以生成測量位置信息；邊沿提取部分，其基於測量位置信息從通過拍攝工件獲得的深度延伸圖像中提取待測位置的邊沿；以及尺寸值計算部分，其基於提取的邊沿獲得待測位置的尺寸值。
文檔編號G01B9/00GK102628669SQ20121002243
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月1日 優先權日2011年2月1日
發明者川泰孝 申請人:株式會社其恩斯