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JP2011080952A - Distance measuring device, method of measuring distance, distance measurement program, and computer-readable recording medium - Google Patents

Distance measuring device, method of measuring distance, distance measurement program, and computer-readable recording medium Download PDF

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JP2011080952A
JP2011080952A JP2009235185A JP2009235185A JP2011080952A JP 2011080952 A JP2011080952 A JP 2011080952A JP 2009235185 A JP2009235185 A JP 2009235185A JP 2009235185 A JP2009235185 A JP 2009235185A JP 2011080952 A JP2011080952 A JP 2011080952A
Authority
JP
Japan
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probe
distance
image
straight line
edge
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009235185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michisato Toyoda
岐聡 豊田
Toshio Tajima
敏男 田嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Msitokyo
MSI Tokyo Inc
University of Osaka NUC
Original Assignee
Msitokyo
Osaka University NUC
MSI Tokyo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Msitokyo, Osaka University NUC, MSI Tokyo Inc filed Critical Msitokyo
Priority to JP2009235185A priority Critical patent/JP2011080952A/en
Publication of JP2011080952A publication Critical patent/JP2011080952A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

【課題】ワーク表面に発生したプローブの二次像とプローブの先端部との位置関係から、プローブの先端部とワーク表面との距離を測定する距離測定装置を提供する。
【解決手段】LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像とプローブ6とを撮像した画像において、プローブ6のエッジを特定するエッジ特定部101と、二次像の外縁に沿った直線を画像上に挿入する直線挿入部102と、上記エッジと上記直線との重なりを判定する重なり判定部103と、を備え、1以上のLEDランプ7、撮像装置、及びプローブ6が、ワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持されている。それゆえ、距離測定装置100は、ワーク9の表面に発生したプローブ6の二次像とプローブ6のエッジとの位置関係から、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を測定することができる。
【選択図】図1
A distance measuring device that measures the distance between the tip of a probe and the surface of the workpiece from the positional relationship between the secondary image of the probe generated on the workpiece surface and the tip of the probe.
An edge specifying unit 101 for specifying an edge of a probe 6 in an image obtained by capturing a secondary image appearing on the surface of a workpiece 9 by irradiating light from the LED lamp 7 to the probe 6 and the probe 6; A straight line insertion unit 102 that inserts a straight line along the outer edge of the next image on the image; and an overlap determination unit 103 that determines an overlap between the edge and the straight line. One or more LED lamps 7, an imaging device, The probe 6 is held so as to be movable integrally with the surface of the workpiece 9. Therefore, the distance measuring apparatus 100 can measure the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 from the positional relationship between the secondary image of the probe 6 generated on the surface of the work 9 and the edge of the probe 6. it can.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、プローブの二次像をワーク表面に発生させて、その二次像とプローブの先端部との位置関係から、プローブの先端部とワーク表面との距離を測定することが可能な距離測定装置、距離測定方法、距離測定プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention generates a secondary image of the probe on the workpiece surface, and can measure the distance between the tip of the probe and the workpiece surface from the positional relationship between the secondary image and the tip of the probe. The present invention relates to a measurement apparatus, a distance measurement method, a distance measurement program, and a computer-readable recording medium.

従来から、画像処理装置を搭載し、ワークの位置補正をしながら塗布作業を行うディスペンサーや、分析試料に点在する化合物群の分布状態を拡大して検出する顕微鏡などの装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there are known devices such as a dispenser that carries an image processing device and performs a coating operation while correcting the position of a workpiece, and a microscope that expands and detects the distribution state of compound groups scattered in an analysis sample. .

これらの装置では、例えば流動性試料をワーク表面に塗布するときに流動性試料の塗布位置や塗布量をコントロールする必要があるため、プローブの先端部とワーク表面との距離を正確に制御する必要がある。   In these devices, for example, when applying a fluid sample to the workpiece surface, it is necessary to control the application position and amount of the fluid sample, so the distance between the probe tip and the workpiece surface must be accurately controlled. There is.

特許文献1に記載の試料採取システムは、後続の分析のために表面アレイのうちの少なくとも1つの点から試料を得ることを目的としており、プローブと表面アレイと間の距離を制御するために画像分析手法を用いている。   The sampling system described in US Pat. No. 6,057,017 is intended to obtain a sample from at least one point of the surface array for subsequent analysis, and an image to control the distance between the probe and the surface array. Analytical methods are used.

より具体的には、当該試料採取システムは、光源、カメラ、および、画像処理装置を備える。光源は、プローブの先端部に隣接して配置されており、プローブの先端部の影が表面アレイに落ちるよう、プローブの先端部に向かって光のビームを照射する。カメラは、プローブの先端部の画像、および、光源からプローブに光を照射することによって表面アレイに現れる影の像を取得するために設けられている。画像処理装置は、カメラが取り込んだ画像に対してライン平均輝度技術(LAB(average line brightness))を適用し、プローブの先端と表面アレイとの間の実際の距離を決定する。   More specifically, the sampling system includes a light source, a camera, and an image processing device. The light source is disposed adjacent to the tip of the probe, and irradiates a beam of light toward the tip of the probe so that the shadow of the tip of the probe falls on the surface array. The camera is provided for acquiring an image of the tip of the probe and an image of a shadow appearing on the surface array by irradiating the probe with light from the light source. The image processing device applies an average line brightness (LAB) to the image captured by the camera to determine the actual distance between the probe tip and the surface array.

すなわち、当該試料採取システムでは、光源がプローブに向かって光ビームを照射し、カメラは、プローブの先端部と表面アレイの連続的な画像、より具体的には、表面アレイ上に落とされるプローブの先端部の影を取り込む。そして、画像処理装置は、取り込んだ影の画像を輝度によって二値化する。このとき、プローブの先端部および表面アレイを示すLABが最も低い輝度となるため、画像処理装置は、その最も低いLABである2つの水平ライン間の距離をプローブの先端部および表面アレイの間の距離として測定する。そして、当該試料採取システムは、測定した上記距離に基づき、表面アレイを載置するステージを移動してプローブの先端部と表面アレイとの距離を制御している。   That is, in the sampling system, the light source emits a light beam toward the probe, and the camera captures a continuous image of the tip of the probe and the surface array, more specifically, the probe that is dropped onto the surface array. Capture the shadow of the tip. Then, the image processing apparatus binarizes the captured shadow image by luminance. At this time, since the LAB indicating the probe tip and the surface array has the lowest luminance, the image processing apparatus calculates the distance between the two horizontal lines that are the lowest LAB between the probe tip and the surface array. Measure as distance. Then, the sampling system controls the distance between the tip of the probe and the surface array by moving the stage on which the surface array is placed based on the measured distance.

特許文献2に記載の分画装置は、サンプルプレートへの液滴の滴下の際にサンプルプレートとプローブの先端部との距離を一定に保つために、プローブとサンプルプレートとの距離を測定するための近接センサーをプローブの側方に備えている。そのサンプルプレートは、ステージに搭載されて上下水平方向に移動する。ステージは、制御装置に接続され、その制御装置がステージの移動を制御する。制御装置は、近接センサーの測定値が設定された値となるようにステージをフィードバック制御し、プローブから液滴を滴下する際にサンプルプレートを上方に移動させて、プローブとサンプルプレートとの距離を接近させ、液滴をサンプルプレートに接触させて分画を行っている。   The fractionation device described in Patent Document 2 is for measuring the distance between the probe and the sample plate in order to keep the distance between the sample plate and the tip of the probe constant when droplets are dropped onto the sample plate. Proximity sensor is provided on the side of the probe. The sample plate is mounted on the stage and moves in the vertical and horizontal directions. The stage is connected to a control device, and the control device controls the movement of the stage. The control device feedback-controls the stage so that the measured value of the proximity sensor becomes the set value, and moves the sample plate upward when dropping a droplet from the probe, so that the distance between the probe and the sample plate is increased. Fractionation is performed by bringing the droplets close to each other and contacting the sample plate.

特開2008−542752号公報(2008年11月27日公開)JP 2008-542752 A (published on November 27, 2008) 特開2005− 98766号公報(2005年 4月14日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-98766 (released on April 14, 2005)

しかしながら、特許文献1、2に記載の技術では以下の問題が生じる。   However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.

特許文献1に記載の試料採取システムでは、プローブの先端部と表面アレイとの間の距離を測定するためにプローブの影を利用しており、この点は後述する本願発明に係る距離測定装置と共通する。   In the sample collection system described in Patent Document 1, the shadow of the probe is used to measure the distance between the tip of the probe and the surface array. This point is the same as the distance measuring device according to the present invention described later. Common.

しかしながら、当該試料採取システムは、ライン平均輝度(LAB)技術を利用してプローブと表面アレイとの間の距離を測定するため、表面アレイに生じるプローブの影の幅を可能な限り細くする必要がある。これを可能にするためには、プローブに対するカメラの角度を可能な限り大きくする必要がある。一方、このようにカメラ角度を大きくすると、表面での変化を観察することが難しくなる。特に、小さな点の状態で試料を塗布する場合には、観察する点の面積が限りなく小さくなり、像倍率が小さい場合には点の存在すら掴めなくなることもある。   However, since the sampling system uses line average luminance (LAB) technology to measure the distance between the probe and the surface array, it is necessary to make the width of the probe shadow on the surface array as narrow as possible. is there. To make this possible, the angle of the camera relative to the probe needs to be as large as possible. On the other hand, when the camera angle is increased in this way, it becomes difficult to observe changes on the surface. In particular, when the sample is applied in the state of a small point, the area of the point to be observed becomes extremely small, and even when the image magnification is small, even the presence of the point may not be grasped.

このように、LAB技術を利用した画像分析方法では、プローブに対するカメラ角度の設定が極めて重要である。それに対して、特許文献1は、プローブに対してカメラの角度をどのように設定するかについて何ら言及していない。また、特許文献1に記載の試料採取システムは、先端の外径が635μmのプローブを使用しており(明細書の段落〔0044〕参照)、そのように太い先端径のプローブを使用して、表面アレイに生じるプローブの影の幅を可能な限り小さくすることも困難である。加えて、このように太い外径のプローブでは、プローブの先端部に近接するほどカメラによる影の撮像が困難になる。それゆえ、当業者にとって、特許文献1に開示の技術を用いて、どのように特許文献1に記載の課題を解決するか定かではない。   Thus, in the image analysis method using the LAB technique, setting of the camera angle with respect to the probe is extremely important. On the other hand, Patent Document 1 does not mention at all how to set the angle of the camera with respect to the probe. In addition, the sampling system described in Patent Document 1 uses a probe having a tip outer diameter of 635 μm (see paragraph [0044] of the specification), and uses a probe having such a thick tip diameter, It is also difficult to make the width of the probe shadow generated on the surface array as small as possible. In addition, with such a probe having a large outer diameter, it becomes more difficult to capture a shadow with the camera as the probe approaches the tip of the probe. Therefore, it is unclear for those skilled in the art how to solve the problem described in Patent Document 1 using the technique disclosed in Patent Document 1.

さらに、LAB技術に特有の問題もある。すなわち、特許文献1に記載の試料採取システムは、プローブの先端に現れる影を利用してプローブの先端部と表面アレイとの間の距離を測定するものである。しかしながら、ワーク表面の種類によっては、図23に示すように、プローブの先端部分において鏡面現象が発生してしまう。また、ワーク表面が白い場合には、先端部が白くなってしまい、プローブの先端に影が出なくなることもある。同様に、ワーク表面の状態(材質(シリコン・ガラスなど)、色、面粗さ等)や、プローブに対する光源の位置・角度によっては、ワーク表面にプローブの影を発生させることができない。従って、特許文献1の試料採取システムは、LAB技術を利用するがゆえに、ワーク表面の状態(材質、色、面粗さ等)、プローブに対する光源の位置・角度などの制約を受けるという問題がある。   There are also problems specific to LAB technology. That is, the sample collection system described in Patent Document 1 measures the distance between the tip of the probe and the surface array using a shadow appearing at the tip of the probe. However, depending on the type of workpiece surface, a specular phenomenon occurs at the tip of the probe as shown in FIG. In addition, when the workpiece surface is white, the tip portion may become white, and the tip of the probe may not be shaded. Similarly, the shadow of the probe cannot be generated on the workpiece surface depending on the state of the workpiece surface (material (silicon, glass, etc.), color, surface roughness, etc.) and the position / angle of the light source with respect to the probe. Therefore, since the sample collection system of Patent Document 1 uses the LAB technology, there is a problem in that it is subject to restrictions such as the state of the workpiece surface (material, color, surface roughness, etc.) and the position and angle of the light source with respect to the probe. .

さらに、当該試料採取システムは、プローブの先端部と表面アレイとの距離を制御するために表面アレイを載置するステージを移動している。つまり、当該試料採取システムは、ステージに対してプローブが移動する方法を採用するものではない。従って、そのワークエリアは必然的に小さくなり、かつ、ワークエリア表面に傾きが存在する場合には、プローブの先端部と表面アレイとの間の距離を制御することは困難になる。それゆえ、特許文献1に記載の試料採取システムは、大型液晶装置などのワークエリアの大きな装置に対する塗布作業に使用することができない。   Furthermore, the sample collection system moves a stage on which the surface array is placed in order to control the distance between the tip of the probe and the surface array. That is, the sampling system does not employ a method in which the probe moves with respect to the stage. Therefore, the work area is inevitably small, and when there is an inclination on the surface of the work area, it is difficult to control the distance between the tip of the probe and the surface array. Therefore, the sample collection system described in Patent Document 1 cannot be used for coating work on a device having a large work area such as a large liquid crystal device.

このように、特許文献1に記載の試料採取システムは、上記種々の問題点を有していることから、ユーザにとって利用性の高いシステムではなかった。   As described above, the sample collection system described in Patent Document 1 has the above-described various problems, and thus is not a highly usable system for the user.

一方、特許文献2に記載の試料採取システムは、プローブの先端部と表面アレイとの間の距離を近接センサーによって制御するものである。従って、二次像を利用して上記距離を制御する本願発明に係る距離測定装置とは、そもそも距離の測定方法が異なる。   On the other hand, the sample collection system described in Patent Document 2 controls the distance between the tip of the probe and the surface array using a proximity sensor. Therefore, the distance measuring method is originally different from the distance measuring apparatus according to the present invention that controls the distance using a secondary image.

また、近接センサーによってプローブの先端部と表面アレイとの間の距離を測定する場合、測定前の段階で、プローブの先端部と表面アレイとの距離の関係を前もって割り出しておく必要があり、ユーザに手間を強いるものであった。また、ワーク表面が必ずしも水平に支持されているとは限らないため、ある1点の位置で測定した距離が他の位置においても適用されるとは限らず、測定結果の安定性に欠けるものであった。   Also, when measuring the distance between the probe tip and the surface array using a proximity sensor, it is necessary to determine in advance the relationship between the probe tip and the surface array before measurement. It was hard work. In addition, since the workpiece surface is not necessarily supported horizontally, the distance measured at a certain point is not always applied at other positions, and the measurement results are not stable. there were.

なお、特許文献2に記載の試料採取システムは、プローブとサンプルプレートとの距離を接近させるために、サンプルプレートを上方に移動させるという方法を採用している。また、プローブの先端とサンプルプレートとの間の距離は0.6mmと記載されている(明細書の段落〔0012〕)。このような特許文献2の開示内容に基づけば、また、特許文献2には近接センサーの取付位置等についての詳細な説明が開示されていないことに鑑みれば、当該試料採取システムは、プローブの先端部とサンプルプレートとの間の距離を十数μオーダーにまで接近させることを意図するものではなく、またそのように設計されたものとも言えない。   Note that the sample collection system described in Patent Document 2 employs a method of moving the sample plate upward in order to make the distance between the probe and the sample plate closer. The distance between the probe tip and the sample plate is described as 0.6 mm (paragraph [0012] of the specification). Based on such disclosure of Patent Document 2, and considering that Patent Document 2 does not disclose a detailed description of the attachment position and the like of the proximity sensor, the sampling system includes the tip of the probe. It is not intended to bring the distance between the plate and the sample plate closer to the order of several tens of microns, and it cannot be said that it is designed as such.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワーク表面に発生したプローブの二次像とプローブの先端部との位置関係から、プローブの先端部とワーク表面との距離を測定する距離測定装置、距離測定装置方法、距離測定プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to determine the relationship between the tip of the probe and the workpiece surface from the positional relationship between the secondary image of the probe generated on the workpiece surface and the tip of the probe. A distance measuring device, a distance measuring device method, a distance measuring program, and a computer-readable recording medium are provided.

本発明に係る距離測定装置は、上記の課題を解決するために、
光源からプローブに光を照射することによってワーク表面に現れる二次像と上記プローブとを撮像装置によって撮像し、その撮像装置が撮像した画像を用いて上記プローブの先端部と上記ワーク表面との距離を測定する距離測定装置において、
上記画像における上記先端部を特定する特定手段と、
上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入手段と、
上記特定手段が特定した上記先端部と上記挿入手段が挿入した上記直線との重なりを判定する判定手段と、を備え、
1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブが、上記ワーク表面に対して一体に移動可能に保持されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a distance measuring device according to the present invention provides
A secondary image that appears on the workpiece surface by irradiating the probe with light from the light source and the probe are picked up by the imaging device, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface using the image captured by the imaging device In a distance measuring device for measuring
Specifying means for specifying the tip in the image;
Insertion means for inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image;
Determining means for determining an overlap between the tip portion specified by the specifying means and the straight line inserted by the insertion means;
One or more of the light sources, the imaging device, and the probe are held movably integrally with the workpiece surface.

また、本発明に係る距離測定方法は、上記の課題を解決するために、
光源からプローブに光を照射することによってワーク表面に現れる二次像と上記プローブとを撮像装置によって撮像し、その撮像装置が撮像した画像を用いて上記プローブの先端部と上記ワーク表面との距離を測定する距離測定方法であって、
上記画像における上記先端部を特定する特定ステップと、
上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入ステップと、
上記特定ステップにて特定された上記先端部と上記挿入ステップにて挿入された上記直線との重なりを判定する判定ステップと、を含むことを特徴としている。
In addition, the distance measuring method according to the present invention is to solve the above problems,
A secondary image that appears on the workpiece surface by irradiating the probe with light from the light source and the probe are picked up by the imaging device, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface using the image captured by the imaging device A distance measuring method for measuring
A specifying step of specifying the tip in the image;
An insertion step of inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image;
A determination step of determining an overlap between the tip portion specified in the specifying step and the straight line inserted in the insertion step.

上記構成によれば、特定手段(特定ステップ)は、撮像装置が撮像したワーク表面に現れるプローブの二次像とプローブとの画像において、プローブの先端部を特定する。また挿入手段は、その画像において、上記二次像の外縁に沿った直線を挿入する。そして、判定手段は、特定手段(特定ステップ)が特定した上記先端部と挿入手段が挿入した上記直線との重なりを判定する。   According to the above configuration, the specifying unit (specifying step) specifies the tip of the probe in the probe secondary image and the probe image appearing on the workpiece surface imaged by the imaging device. The inserting means inserts a straight line along the outer edge of the secondary image in the image. And a determination means determines the overlap with the said front-end | tip part which the specific means (specific step) specified, and the said straight line which the insertion means inserted.

つまり、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)は、プローブとワーク表面とが接近するほど、上記画像上において、上記先端部と上記二次像の外縁に沿って挿入された上記直線とが近づき、プローブとワーク表面とが接触したときに、上記画像上において、上記先端部と上記直線とが重なる性質を利用するものである。従って、判定手段が上記先端部と上記直線とが重なったと判定することにより、プローブとワーク表面との接触を確認することができる。   In other words, the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention is configured such that, as the probe and the workpiece surface are closer, the straight line inserted along the outer edge of the tip and the secondary image on the image. When the probe approaches and the surface of the workpiece comes into contact, the property that the tip and the straight line overlap on the image is used. Therefore, when the determination means determines that the tip portion and the straight line overlap, the contact between the probe and the workpiece surface can be confirmed.

それゆえ、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)は、上記先端部と上記直線とが重なった時点でプローブとワーク表面とが接触したものと捉え、その点を基準に、プローブの移動量および移動方向に基づき、上記先端部と上記ワーク表面との距離を測定することができる。   Therefore, the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention considers that the probe and the workpiece surface are in contact with each other when the tip and the straight line overlap each other, and moves the probe based on that point. The distance between the tip and the workpiece surface can be measured based on the amount and the moving direction.

また、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)は、上述したように、上記プローブの二次像をワーク表面に発生させて、特定手段(特定ステップ)が特定した上記先端部と上記二次像の外縁に沿って挿入された上記直線との位置関係から、上記先端部と上記ワーク表面との距離を測定するものである。   Further, as described above, the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention generates a secondary image of the probe on the workpiece surface, and the tip portion and the second portion specified by the specifying means (specifying step). The distance between the tip and the workpiece surface is measured from the positional relationship with the straight line inserted along the outer edge of the next image.

それゆえ、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)は、LAB技術を利用した画像分析方法とは異なり、プローブの径の大小に左右されることなく上記先端部と上記ワーク表面との距離を測定することができる。   Therefore, the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention is different from the image analysis method using the LAB technique, and the distance between the tip and the workpiece surface is not affected by the size of the probe diameter. Can be measured.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブが、上記ワーク表面に対して一体に移動可能に保持された構成である。   Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention, one or more of the light sources, the imaging device, and the probe are configured to be held so as to be integrally movable with respect to the workpiece surface.

これにより、1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブの位置関係は固定された状態で維持されるため、撮像する画像内において、プローブの位置が測定ごとに移動し、それにより測定結果にばらつきが生じる事態も回避でき、より安定した測定結果をユーザに提供することができる。しかも、その測定方法ゆえに、ワーク表面の形状が安定していない場合(例えばワーク表面に傾斜が存在する場合)においても、上記先端部と上記ワーク表面との距離を測定することができる。   Thereby, since the positional relationship between the one or more light sources, the imaging device, and the probe is maintained in a fixed state, the position of the probe moves for each measurement in the image to be captured, and thereby the measurement result It is also possible to avoid a situation in which variations occur, and to provide a more stable measurement result to the user. Moreover, because of the measurement method, even when the shape of the workpiece surface is not stable (for example, when the workpiece surface is inclined), the distance between the tip portion and the workpiece surface can be measured.

加えて、1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブが、上記ワーク表面に対して一体に移動可能に保持されているため、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)では、ワーク表面に対する作業領域の制限がなくなり、巨大なワーク表面への対応も可能となる。つまり、従来の試料塗布装置では、ワーク表面の側が移動可能に制御されていたため、ワーク表面の形状等によっては、同じワーク表面に対して複数のプローブを利用して複数の試料を塗布することは困難であった。これに対して、本発明に係る距離測定装置を試料塗布装置に適用した場合には、同じワーク表面に対して短時間に複数の異なる試料の塗布が可能となる。それゆえ、本発明に係る距離測定装置(距離測定方法)を利用することにより、著しい生産性の向上をユーザにもたらすことができる。   In addition, since the one or more light sources, the imaging device, and the probe are held so as to be integrally movable with respect to the work surface, the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention The work area on the surface is not limited, and it is possible to handle a huge workpiece surface. In other words, in the conventional sample coating apparatus, the workpiece surface side is controlled so as to be movable, so depending on the shape of the workpiece surface, etc., it is not possible to apply multiple samples to the same workpiece surface using multiple probes. It was difficult. On the other hand, when the distance measuring apparatus according to the present invention is applied to a sample coating apparatus, a plurality of different samples can be coated on the same workpiece surface in a short time. Therefore, by using the distance measuring device (distance measuring method) according to the present invention, a significant productivity improvement can be brought to the user.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記特定手段が特定した上記先端部から上記挿入手段が挿入した上記直線までの距離に基づいて、上記先端部と上記ワーク表面との距離を算出する算出手段を備えることが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
It is preferable that calculation means is provided for calculating a distance between the tip portion and the workpiece surface based on a distance from the tip portion specified by the specifying means to the straight line inserted by the insertion means.

上述したように、本発明に係る距離測定装置では、特定手段が、撮像装置が撮像したワーク表面に現れるプローブの二次像とプローブとの画像において、プローブの先端部を特定する。また挿入手段が、当該画像において、上記二次像の外縁に沿った直線を挿入する。そして、さらに、本発明に係る距離測定装置では、算出手段が、上記特定手段が特定した上記先端部から上記挿入手段が挿入した上記直線までの距離に基づいて、上記先端部と上記ワーク表面との距離を算出する。   As described above, in the distance measuring device according to the present invention, the specifying unit specifies the tip of the probe in the probe secondary image and the probe image appearing on the workpiece surface imaged by the imaging device. The inserting means inserts a straight line along the outer edge of the secondary image in the image. Further, in the distance measuring device according to the present invention, the calculating means includes the tip portion and the workpiece surface based on the distance from the tip portion specified by the specifying means to the straight line inserted by the insertion means. The distance is calculated.

具体的には、例えば、上記先端部とワーク表面との実際の距離と、上記先端部から上記挿入手段が挿入した上記直線までの距離との相関関係を予め準備しておくことにより、算出手段は、上記先端部から上記直線までの距離に基づいて、上記先端部と上記ワーク表面との距離を算出することができる。これにより、上記先端部と上記ワーク表面との距離が自動的に算出される構成を実現することができる。   Specifically, for example, by calculating in advance a correlation between the actual distance between the tip and the workpiece surface and the distance from the tip to the straight line inserted by the insertion means, the calculation means Can calculate the distance between the tip and the workpiece surface based on the distance from the tip to the straight line. Thereby, the structure by which the distance of the said front-end | tip part and the said workpiece | work surface is calculated automatically is realizable.

なお、ここでいう上記先端部から上記直線までの距離とは、上記先端部を通り、画像内のプローブの長手方向に延びた直線と上記挿入手段が挿入した直線との交点と上記先端部との間の距離をいう。   Here, the distance from the tip to the straight line is the intersection of the straight line passing through the tip and extending in the longitudinal direction of the probe in the image and the straight line inserted by the insertion means, and the tip. The distance between.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記二次像は、上記プローブの影または上記プローブの反射像であることが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
The secondary image is preferably a shadow of the probe or a reflection image of the probe.

上記構成によれば、本発明に係る距離測定装置では、上記二次像が上記プローブの影または上記プローブの反射像の何れであっても対応可能である。すなわち、ワーク表面の材質等によって、プローブの影ではなくプローブの反射像が発生した場合においても、本発明に係る距離測定装置は、上記先端部と上記ワーク表面との距離を測定することができる。   According to the above configuration, in the distance measuring device according to the present invention, it is possible to cope with the secondary image that is either the shadow of the probe or the reflected image of the probe. That is, the distance measuring device according to the present invention can measure the distance between the tip and the workpiece surface even when a reflected image of the probe is generated instead of the shadow of the probe due to the material of the workpiece surface or the like. .

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記光源は、複数存在することが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
It is preferable that a plurality of the light sources exist.

上記構成によれば、本発明に係る距離測定装置では、プローブに光を照射する光源が複数存在する。これにより、プローブに対して複数の方向から光が照射されるため、撮像装置は、プローブの先端部の形状を鮮明に撮像することができる。この結果、本発明に係る距離測定装置は、プローブの先端部とワーク表面との距離をより正確に測定することができる。   According to the above configuration, the distance measuring device according to the present invention includes a plurality of light sources that irradiate the probe with light. Thereby, since light is irradiated with respect to the probe from a plurality of directions, the imaging device can clearly capture the shape of the tip of the probe. As a result, the distance measuring device according to the present invention can measure the distance between the tip of the probe and the workpiece surface more accurately.

なお、プローブに対して複数の方向から光を照射することにより、反射像がより鮮明にワーク表面に発生するという特性からも、上記構成は有効であることが分かる。   In addition, it turns out that the said structure is effective also from the characteristic that a reflected image generate | occur | produces on a workpiece | work surface more clearly by irradiating light from a several direction with respect to a probe.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記光源は、平面視で、上記撮像装置の撮像方向に対して前記プローブの中心を通って直交する軸から、上記撮像装置の側およびその反対側に対して45°の範囲内にある領域において配置されていることが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
The light source is in a region in a range of 45 ° with respect to the imaging device side and the opposite side from an axis perpendicular to the imaging direction of the imaging device through the center of the probe in plan view. It is preferable that they are arranged.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記光源は、平面視で、上記撮像装置の撮像方向に対して前記プローブの中心を通って直交する軸から、上記撮像装置の側に対して、30°から60°の範囲内にある領域において配置されていることが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
The light source is in a region within a range of 30 ° to 60 ° with respect to the imaging device side from an axis orthogonal to the imaging direction of the imaging device through the center of the probe in plan view. It is preferable that they are arranged.

上記構成により、撮像装置は、ワーク表面に発生するプローブの二次像をより鮮明に撮像することができ、プローブの先端部とワーク表面との距離をより正確に測定することができる。   With the above configuration, the imaging apparatus can more clearly capture the secondary image of the probe generated on the workpiece surface, and can measure the distance between the tip of the probe and the workpiece surface more accurately.

さらに、本発明に係る距離測定装置では、
上記撮像装置は、その撮像方向が上記プローブに対して40°から80°、好ましくは50°から65°の範囲内にある領域において配置されていることが好ましい。
Furthermore, in the distance measuring device according to the present invention,
The imaging device is preferably arranged in a region where the imaging direction is in the range of 40 ° to 80 °, preferably 50 ° to 65 ° with respect to the probe.

上記構成により、ワーク表面に発生するプローブの二次像をより鮮明に撮像することができ、プローブの先端部とワーク表面との距離をより正確に測定することができる。   With the above configuration, the secondary image of the probe generated on the workpiece surface can be captured more clearly, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface can be measured more accurately.

なお、上記距離測定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記距離測定装置をコンピュータにて実現させる距離測定プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。   The distance measuring device may be realized by a computer. In this case, the distance measuring program for causing the distance measuring device to be realized by the computer by operating the computer as each of the means, and the program are recorded. Computer-readable recording media are also within the scope of the present invention.

本発明に係る距離測定装置は、以上のように、上記画像における上記先端部を特定する特定手段と、上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入手段と、上記特定手段が特定した上記先端部から上記挿入手段が挿入した上記直線までの距離に基づいて、上記先端部と上記ワーク表面との距離を算出する算出手段と、を備え、1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブが、上記ワーク表面に対して一体に移動可能に保持されている構成である。   As described above, the distance measuring device according to the present invention includes a specifying unit that specifies the tip portion in the image, and an insertion unit that inserts a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image. Calculating means for calculating a distance between the tip portion and the work surface based on a distance from the tip portion specified by the specifying means to the straight line inserted by the insertion means. In this configuration, the light source, the imaging device, and the probe are held so as to be integrally movable with respect to the workpiece surface.

また、本発明に係る距離測定方法は、以上のように、上記画像における上記先端部を特定する特定ステップと、上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入ステップと、上記特定ステップにて特定された上記先端部と上記挿入ステップにて挿入された上記直線との重なりを判定する判定ステップと、を含む構成である。   In addition, the distance measuring method according to the present invention includes, as described above, a specifying step for specifying the tip in the image, and an insertion for inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image. And a determination step for determining an overlap between the tip portion specified in the specifying step and the straight line inserted in the insertion step.

それゆえ、ワーク表面に発生したプローブの二次像とプローブの先端部との位置関係から、プローブの先端部とワーク表面との距離を測定することが可能になるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to measure the distance between the probe tip and the workpiece surface from the positional relationship between the probe secondary image generated on the workpiece surface and the probe tip.

本発明に係る距離算出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the distance calculation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る距離測定装置が組み込まれた試料塗布装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sample coating device with which the distance measuring device which concerns on this invention was integrated. 直線挿入部による直線挿入例を示す図であり、プローブのエッジとワークの表面との間の距離が0μmの状態において、第1〜第3直線が挿入された様子を示す画像である。It is a figure which shows the example of a straight line insertion by a straight line insertion part, and is an image which shows a mode that the 1st-3rd straight line was inserted in the state whose distance between the edge of a probe and the surface of a workpiece | work is 0 micrometer. 直線挿入部による直線挿入例を示す図であり、プローブのエッジとワークの表面との間の距離が50μmの状態において、第1〜第3直線が挿入された様子を示す画像である。It is a figure which shows the example of a straight line insertion by a straight line insertion part, and is an image which shows a mode that the 1st-3rd straight line was inserted in the state whose distance between the edge of a probe and the surface of a workpiece | work is 50 micrometers. 直線挿入部による直線挿入例を示す図であり、プローブのエッジとワークの表面との間の距離が100μmの状態において、第1〜第3直線が挿入された様子を示す画像である。It is a figure which shows the example of a straight line insertion by a straight line insertion part, and is an image which shows a mode that the 1st-3rd straight line was inserted in the state whose distance between the edge of a probe and the surface of a workpiece | work is 100 micrometers. プローブのエッジとワークの表面との間の距離が100μmの状態において、第1〜第3直線が挿入された様子を示す図であり、LEDランプを2個使用して、2つの影が現れた場合の例を示す画像である。It is a figure which shows a mode that the 1st-3rd straight line was inserted in the state whose distance between the edge of a probe and the surface of a workpiece | work is 100 micrometers, and two shadows appeared using two LED lamps It is an image which shows the example of a case. シリコン製のワークの表面にプローブの反射像が発生した場合において、プローブのエッジとワークの表面との距離が0μmの場合を示す画像であり、(a)は、1つのLEDランプを使用した場合を、(b)は、複数個のLEDランプを使用した場合を示す画像である。When a reflection image of the probe is generated on the surface of the silicon workpiece, the image shows a case where the distance between the probe edge and the workpiece surface is 0 μm, and (a) shows the case where one LED lamp is used. (B) is an image showing a case where a plurality of LED lamps are used. シリコン製のワークの表面にプローブの反射像が発生した場合において、プローブのエッジとワークの表面との距離が50μmの場合を示す画像であり、(a)は、1つのLEDランプを使用した場合を、(b)は、複数個のLEDランプを使用した場合を示す画像である。When a reflection image of the probe is generated on the surface of the silicon workpiece, the image shows a case where the distance between the probe edge and the workpiece surface is 50 μm, and (a) shows the case where one LED lamp is used. (B) is an image showing a case where a plurality of LED lamps are used. ITOプレートの表面にプローブ6の反射像が発生した場合において、プローブ6のエッジとITOプレートの表面との距離が0μmの場合を示す画像であり、 (a)は、1つのLEDランプを使用した場合を、(b)は、複数個のLEDランプを使用した場合を示す画像である。When a reflection image of the probe 6 is generated on the surface of the ITO plate, it is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the ITO plate is 0 μm, and (a) uses one LED lamp. (B) is an image showing a case where a plurality of LED lamps are used. ITOプレートの表面にプローブ6の反射像が発生した場合において、プローブ6のエッジとITOプレートの表面との距離が50μmの場合を示す画像であり、 (a)は、1つのLEDランプを使用した場合を、(b)は、複数個のLEDランプを使用した場合を示す画像である。When a reflection image of the probe 6 is generated on the surface of the ITO plate, it is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the ITO plate is 50 μm, and (a) uses one LED lamp. (B) is an image showing a case where a plurality of LED lamps are used. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を75°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(c)はそれぞれ、プローブのエッジとワークの表面との間の距離を0μm、50μm、100μmとしたときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 75 °, it is an image in which a shadow and a probe appearing on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (c) are respectively probes. It is an image when the distance between the edge of this and the surface of a workpiece | work is 0 micrometer, 50 micrometers, and 100 micrometers. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を70°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(c)はそれぞれ、プローブのエッジとワークの表面との間の距離を0μm、50μm、100μmとしたときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 70 °, it is an image in which a shadow and a probe appearing on the surface of the work imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (c) are respectively probes. It is an image when the distance between the edge of this and the surface of a workpiece | work is 0 micrometer, 50 micrometers, and 100 micrometers. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を60°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(c)はそれぞれ、プローブのエッジとワークの表面との間の距離を0μm、50μm、100μmとしたときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 60 °, it is an image in which the shadow and the probe appearing on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (c) are the probes. It is an image when the distance between the edge of this and the surface of a workpiece | work is 0 micrometer, 50 micrometers, and 100 micrometers. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を45°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(c)はそれぞれ、プローブのエッジとワークの表面との間の距離を0μm、50μm、100μmとしたときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 45 °, it is an image in which the shadow and the probe appearing on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (c) are respectively probes. It is an image when the distance between the edge of this and the surface of a workpiece | work is 0 micrometer, 50 micrometers, and 100 micrometers. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を75°に設定したときの試料塗布装置の様子を示す画像である。It is an image which shows the mode of the sample coating device when the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 75 °. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を60°に設定したときの試料塗布装置の様子を示す画像である。It is an image which shows the mode of the sample coating device when the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe is set to 60 °. プローブに対するCCDカメラの撮像方向の角度を45°に設定したときの試料塗布装置の様子を示す画像である。It is an image which shows the mode of the sample application | coating apparatus when the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to a probe is set to 45 degrees. プローブ6対するCCDカメラの撮像方向の角度を75°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(e)はそれぞれ、プローブ6の中心に向かって照射するLEDランプ7の照射方向を、CCDカメラ3の撮像方向に対して平面視で左側に約110°回転させた方向、左側に約25°回転させた方向、右側に約30°回転させた方向、右側に約75°回転させた方向、左側に約60°回転させた方向に設定したときの画像である。When the angle in the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe 6 is set to 75 °, the shadow and the probe appear on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera, and (a) to (e) are respectively images. The direction in which the irradiation direction of the LED lamp 7 irradiating toward the center of the probe 6 is rotated about 110 ° to the left in plan view with respect to the imaging direction of the CCD camera 3, the direction rotated about 25 ° to the left, and the right This is an image when set in a direction rotated about 30 °, a direction rotated about 75 ° to the right, and a direction rotated about 60 ° to the left. プローブ6対するCCDカメラの撮像方向の角度を60°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(e)はそれぞれ、プローブ6の中心に向かって照射するLEDランプ7の照射方向を、CCDカメラ3の撮像方向に対して平面視で左側に約130°回転させた方向、左側に約25°回転させた方向、右側に約25°回転させた方向、右側に約80°回転させた方向、左側に約60°回転させた方向に設定したときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe 6 is set to 60 °, it is an image in which a shadow and a probe appearing on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (e) are respectively The direction in which the LED lamp 7 that irradiates toward the center of the probe 6 is rotated about 130 ° to the left in plan view with respect to the imaging direction of the CCD camera 3, the direction rotated about 25 ° to the left, and the right The image is set in a direction rotated about 25 °, a direction rotated about 80 ° to the right, and a direction rotated about 60 ° to the left. プローブ6対するCCDカメラの撮像方向の角度を45°に設定したときに、CCDカメラが撮像したワークの表面に現れる影とプローブとを撮像した画像であり、(a)〜(e)はそれぞれ、プローブ6の中心に向かって照射するLEDランプ7の照射方向を、CCDカメラ3の撮像方向に対して平面視で左側に約130°回転させた方向、左側に約25°回転させた方向、右側に約25°回転させた方向、右側に約80°回転させた方向、左側に約60°回転させた方向に設定したときの画像である。When the angle of the imaging direction of the CCD camera with respect to the probe 6 is set to 45 °, it is an image in which the shadow and the probe appearing on the surface of the workpiece imaged by the CCD camera are imaged, and (a) to (e) are respectively The direction in which the LED lamp 7 that irradiates toward the center of the probe 6 is rotated about 130 ° to the left in plan view with respect to the imaging direction of the CCD camera 3, the direction rotated about 25 ° to the left, and the right The image is set in a direction rotated about 25 °, a direction rotated about 80 ° to the right, and a direction rotated about 60 ° to the left. 本発明に係る距離測定装置が組み込まれた切削装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the cutting device with which the distance measuring device which concerns on this invention was integrated. プローブをフッ素系材料によりコーティングすることにより、先端部での鏡面現象が防止されることを示すための画像である。It is an image for demonstrating that the mirror surface phenomenon in a front-end | tip part is prevented by coating a probe with a fluorine-type material. プローブの先端部分において鏡面現象が発生する様子を示す画像である。It is an image which shows a mode that a specular phenomenon generate | occur | produces in the front-end | tip part of a probe.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の便宜上、図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

なお、本発明に係る距離測定装置100を概略的に説明すれば以下のとおりである。すなわち、図1および図2を参照すると、距離測定装置100は、LEDランプ(光源)7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像とプローブ6とを撮像した画像において、プローブ6のエッジを特定するエッジ特定部(特定手段)101と、上記画像における二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する直線挿入部(挿入手段)102と、エッジ特定部101が特定した上記エッジと直線挿入部102が挿入した上記直線との重なりを判定する重なり判定部(判定手段)103と、を備え、1以上のLEDランプ7、CCDカメラ3、及びプローブ6は、ワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持されている構成である。   The distance measuring apparatus 100 according to the present invention will be briefly described as follows. That is, referring to FIGS. 1 and 2, the distance measuring apparatus 100 captures a secondary image that appears on the surface of the work 9 and the probe 6 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp (light source) 7. , An edge specifying part (specifying means) 101 for specifying the edge of the probe 6, a straight line inserting part (inserting means) 102 for inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image, and an edge specifying An overlap determination unit (determination unit) 103 that determines an overlap between the edge specified by the unit 101 and the straight line inserted by the straight line insertion unit 102, and includes one or more LED lamps 7, a CCD camera 3, and a probe 6 Is configured to be movable integrally with the surface of the workpiece 9.

これにより、距離測定装置100は、ワーク9の表面に発生したプローブ6の二次像とプローブ6の先端部との位置関係から、プローブ6の先端部とワーク9の表面との距離を測定することができる。   Thereby, the distance measuring apparatus 100 measures the distance between the tip of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 from the positional relationship between the secondary image of the probe 6 generated on the surface of the workpiece 9 and the tip of the probe 6. be able to.

以下、距離測定装置100の構成、及び距離測定装置100を備えた試料塗布装置50の構成について説明する。なお、説明の便宜のため、試料塗布装置50の構成から説明する。   Hereinafter, the configuration of the distance measuring apparatus 100 and the configuration of the sample coating apparatus 50 including the distance measuring apparatus 100 will be described. For convenience of explanation, the configuration of the sample coating apparatus 50 will be described.

〔試料塗布装置50の構成〕
図2は、試料塗布装置50の概略構成を示す図である。
[Configuration of Sample Coating Apparatus 50]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the sample coating apparatus 50.

同図に示すとおり、試料塗布装置50は、レンズ1と、エクステンションチューブ2と、CCDカメラ3と、USBビデオキャプチャー4と、パソコン5と、プローブ6と、LEDランプ7と、LED用照明電源8と、ワーク9と、ワーク用ステージ10と、微量塗布装置11と、移動装置12と、保持部13とを含む構成である。   As shown in the figure, the sample coating apparatus 50 includes a lens 1, an extension tube 2, a CCD camera 3, a USB video capture 4, a personal computer 5, a probe 6, an LED lamp 7, and an LED illumination power supply 8. And a workpiece 9, a workpiece stage 10, a minute amount coating device 11, a moving device 12, and a holding unit 13.

レンズ1は、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによってワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とをCCDカメラ3の被写体として結像し、CCDカメラ3に当該被写体を撮像させるものである。本実施形態では、レンズ1は、株式会社エルモ社製のスーパー・マイクロカメラレンズQT3515を使用している。スーパー・マイクロカメラレンズQT3515は、焦点距離f=15mm、最大口径比 1:3.5であり、さらに、画角が9°以下である。従って、当該レンズは、撮影対象物をピンポイントで、つまり、撮像対象として狙った箇所付近のみが表示装置60に映し出されるように、撮影対象物を捕捉できることを特徴としている。   The lens 1 irradiates the probe 6 with light from the LED lamp 7 to form a secondary image (shadow or reflected image) appearing on the surface of the work 9 and the probe 6 as a subject of the CCD camera 3. The subject is imaged. In this embodiment, the lens 1 uses a super micro camera lens QT3515 manufactured by Elmo Co., Ltd. The super micro camera lens QT3515 has a focal length f = 15 mm, a maximum aperture ratio of 1: 3.5, and an angle of view of 9 ° or less. Therefore, the lens is characterized in that the object to be photographed can be captured in such a manner that the object to be photographed is pinpointed, that is, only the vicinity of the location targeted as the object to be imaged is displayed on the display device 60.

エクステンションチューブ2は、レンズ1が取り込んだ被写体の像を拡大するために設けられるものであり、レンズ1とCCDカメラ3の間に2〜4個取り付けられている。エクステンションチューブ2は、2個取り付けることにより25〜30倍に、3個取り付けることにより50〜60倍に、4個取り付けることにより100〜120倍に、被写体の像を拡大する効果を有する。   The extension tubes 2 are provided for enlarging the subject image captured by the lens 1, and 2 to 4 extension tubes 2 are attached between the lens 1 and the CCD camera 3. The extension tube 2 has an effect of enlarging the subject image to 25 to 30 times by attaching two, 50 to 60 times by attaching three, and 100 to 120 times by attaching four.

CCDカメラ3は、レンズ1およびエクステンションチューブ2を介して、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによってワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とを撮像するものであり、カメラ本体3aとカメラアンプ3bとを含む。本実施形態では、CCDカメラ3として、株式会社アルス社製のマイクロビューAS-807SPを使用している。マイクロビューAS-807SPは、ヘッド外径φ7mm、ヘッド長41mm、NTSC/PAL方式採用、1/6インチCCD固体素子使用、および、有効画素38万画素という仕様である。なお、CCDカメラ3は、レンズ1およびエクステンションチューブ2をその一部に含む構成で実現されてもよい。   The CCD camera 3 captures a secondary image (shadow or reflected image) appearing on the surface of the work 9 and the probe 6 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7 via the lens 1 and the extension tube 2. And includes a camera body 3a and a camera amplifier 3b. In the present embodiment, a microview AS-807SP manufactured by ARS Co., Ltd. is used as the CCD camera 3. The micro view AS-807SP has a head outer diameter of 7 mm, a head length of 41 mm, an NTSC / PAL system, a 1/6 inch CCD solid element, and an effective pixel of 380,000 pixels. The CCD camera 3 may be realized by a configuration including the lens 1 and the extension tube 2 as a part thereof.

USBビデオキャプチャー4は、カメラアンプ3bから取得した画像をデジタルデータとしてパソコン5の中に取り込むために使用されるものであり、本実施形態では、株式会社アルファデータ社製のAD-VD0303を使用している。   The USB video capture 4 is used to capture an image acquired from the camera amplifier 3b into the personal computer 5 as digital data. In this embodiment, the AD-VD0303 manufactured by Alpha Data Co., Ltd. is used. ing.

パソコン5は、USBビデオキャプチャー4からデジタル化された画像を取り込むものであり、本実施形態では、画像取り込み用ソフトとして株式会社ULEAD製のVideoStudio 7 SE Basicを使用している。また、パソコン5は、プローブ6の先端部とワーク9の表面との距離を測定するためにも使用される。当該距離を測定する構成、方法については後述する。   The personal computer 5 captures a digitized image from the USB video capture 4. In this embodiment, VideoStudio 7 SE Basic manufactured by ULEAD Co., Ltd. is used as image capturing software. The personal computer 5 is also used for measuring the distance between the tip of the probe 6 and the surface of the work 9. The configuration and method for measuring the distance will be described later.

プローブ6は、微量塗布装置11から供給された試料を、その先端部からワーク9の表面に滴下するものであり、マイクロシリンジのニードル、超硬製針、タングステン製針、あるいは、マイクロドリル(日進工具株式会社製)などが使用される。   The probe 6 drops a sample supplied from the micro-coating device 11 onto the surface of the work 9 from its tip, and is a microsyringe needle, a cemented carbide needle, a tungsten needle, or a micro drill (Nisshin). Tool Co., Ltd.) is used.

LEDランプ7は、プローブ6に光を照射することによってワーク9の表面に二次像(影あるいは反射像)を発生させるためのものであり、本実施形態では、高輝度LED(丸型、φ5mm、単色、青緑)を使用している。緑や青緑色のLEDランプは、他の色のLEDランプよりも大きな光度を与えてくれるため、試料塗布装置50に好適に使用すること ができる。また、指向角は、15°、30°、60°等から任意の指向角を選択できる。   The LED lamp 7 is for generating a secondary image (shadow or reflected image) on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light. In this embodiment, the LED lamp 7 is a high-intensity LED (round, φ5 mm). , Single color, blue-green). Since green and blue-green LED lamps provide a greater luminous intensity than other color LED lamps, they can be suitably used in the sample coating apparatus 50. The directivity angle can be selected from 15 °, 30 °, 60 °, and the like.

但し、LEDランプ7は、緑や青緑色のランプに限定されず、白色など他の色のランプを使用することも勿論可能である。そして、指向角も、上記の角度に限定されず、種々の角度から選択可能である。また、LED用照明電源8は、1または複数個設けられる。   However, the LED lamp 7 is not limited to a green or blue-green lamp, and it is of course possible to use lamps of other colors such as white. The directivity angle is not limited to the above angle, and can be selected from various angles. One or a plurality of LED illumination power supplies 8 are provided.

LED用照明電源8は、LEDランプ7に電源を供給するためのものであり、本実施形態では、株式会社イマック製のパルス調光電源IDPW-30M8Vを使用している。なお、パルス調光電源IDPW-30M8Vは、8回路独立回路である。   The LED illumination power supply 8 is used to supply power to the LED lamp 7, and in this embodiment, a pulse dimming power supply IDPW-30M8V manufactured by Immac Co., Ltd. is used. The pulse dimming power supply IDPW-30M8V is an eight-circuit independent circuit.

ワーク9は、プローブ6から滴下された試料を捕集するためのものである。   The workpiece 9 is for collecting a sample dropped from the probe 6.

ワーク用ステージ10は、ワーク9を上部に搭載し、後述のY軸アクチュエータ12bと下部で接続している。そして、ワーク用ステージ10は、Y軸アクチュエータ12bの駆動に伴い、ワーク9をY軸方向に動作させる。   The workpiece stage 10 has a workpiece 9 mounted on the upper part and connected to a Y-axis actuator 12b described later at the lower part. Then, the workpiece stage 10 moves the workpiece 9 in the Y-axis direction as the Y-axis actuator 12b is driven.

微量塗布装置11は、プローブ6に所定量の試料を供給するものであり、当該試料は、プローブ6の先端部からワーク9の表面に滴下される。本実施形態では、武蔵エンジニアリング株式会社製の極微量ディスペンサーSMP-3を使用しており、当装置は、体積計量方式で1nLの超微量の試料を吐出することができる。   The minute amount coating apparatus 11 supplies a predetermined amount of sample to the probe 6, and the sample is dropped from the tip of the probe 6 onto the surface of the work 9. In the present embodiment, a very small amount dispenser SMP-3 manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. is used, and this apparatus can discharge a very small amount of sample of 1 nL by a volume measuring method.

移動装置12は、プローブ6からワーク9に試料を塗布するときに、その滴下位置の位置決めを3次元方向で制御するものであり、本実施形態では、武蔵エンジニアリング株式会社製のSHOT mini 200Sを使用している。   The moving device 12 controls the positioning of the dropping position in a three-dimensional direction when a sample is applied from the probe 6 to the workpiece 9, and in this embodiment, a SHOT mini 200S manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. is used. is doing.

なお、移動装置12は、X軸アクチュエータ12aと、Y軸アクチュエータ12bと、Z軸アクチュエータ12cと、駆動制御部12dと、を含む構成である。X軸アクチュエータ12a、Y軸アクチュエータ12b(ステッピングモーター使用)、およびZ軸アクチュエータ12cはそれぞれ、プローブ6とワーク9との位置関係をX方向、Y方向、及びZ方向(図2の上下方向で示される方向)において制御する。駆動制御部12dは、移動装置12の駆動を制御するためのものであり、市販の塗布プログラム(武蔵エンジニアリング株式会社製のMuPRO ver.1.0)がインストールされている。   The moving device 12 includes an X-axis actuator 12a, a Y-axis actuator 12b, a Z-axis actuator 12c, and a drive control unit 12d. The X-axis actuator 12a, the Y-axis actuator 12b (using a stepping motor), and the Z-axis actuator 12c respectively show the positional relationship between the probe 6 and the workpiece 9 in the X direction, Y direction, and Z direction (up and down directions in FIG. 2). Direction). The drive control unit 12d is for controlling the drive of the moving device 12, and a commercially available coating program (MuPRO ver.1.0 manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) is installed.

保持部13は、カメラ本体3a、およびLEDランプ7を保持するものである。また、保持部13は、プローブ6のXYZ方向への動作に連動するように試料塗布装置50に固定されている。これにより、カメラ本体3a、LEDランプ7、及びプローブ6がワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持された状態が形成される。また、保持部13は、プローブ6に対するCCDカメラ3あるいはLEDランプ7との角度、または、CCDカメラ3とLEDランプ7との位置関係を適宜調整できる構成で実現されている。なお、カメラ本体3a、LEDランプ7、及びプローブ6をワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持するものであれば、保持部13はいかなる構成で実現されてもよい。   The holding unit 13 holds the camera body 3 a and the LED lamp 7. The holding unit 13 is fixed to the sample coating device 50 so as to be interlocked with the operation of the probe 6 in the XYZ directions. As a result, a state is formed in which the camera body 3a, the LED lamp 7, and the probe 6 are held so as to be movable integrally with the surface of the workpiece 9. The holding unit 13 is realized by a configuration that can appropriately adjust the angle of the CCD camera 3 or the LED lamp 7 with respect to the probe 6 or the positional relationship between the CCD camera 3 and the LED lamp 7. As long as the camera body 3a, the LED lamp 7, and the probe 6 are held so as to be integrally movable with respect to the surface of the workpiece 9, the holding unit 13 may be realized in any configuration.

〔距離測定装置100の構成〕
次に、距離測定装置100の詳細を図1により説明する。図1は、距離測定装置100の概略構成を示すブロック図である。
[Configuration of Distance Measuring Device 100]
Next, details of the distance measuring apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the distance measuring apparatus 100.

パソコン5は、制御部40を含む。制御部40は、CPU(central processing unit)が不図示のROM(read only memory)等の記憶装置に記憶されているプログラムをRAM(random access memory)等に読み出して実行することで実現できる。すなわち、制御部40は、上記CPUが上記記憶装置に格納されたプログラムを実行し、図示しない入出力回路などの周辺回路を制御することによって実現される。   The personal computer 5 includes a control unit 40. The control unit 40 can be realized by a CPU (central processing unit) reading a program stored in a storage device such as a ROM (read only memory) (not shown) into a RAM (random access memory) and executing the program. That is, the control unit 40 is realized by the CPU executing a program stored in the storage device and controlling peripheral circuits such as an input / output circuit (not shown).

その制御部40は、距離測定装置100を含む。距離測定装置100は、プローブ6の先端部(エッジ)とワーク9の表面との距離を測定するものであり、エッジ特定部101と、直線挿入部102と、重なり判定部103と、距離算出部104とを含む構成である。   The control unit 40 includes a distance measuring device 100. The distance measuring device 100 measures the distance between the tip (edge) of the probe 6 and the surface of the workpiece 9, and includes an edge specifying unit 101, a straight line inserting unit 102, an overlap determining unit 103, and a distance calculating unit. 104.

エッジ特定部101は、USBビデオキャプチャー4からデジタル化された画像を取り込む。なお、その画像は、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とを撮像した画像である。   The edge identifying unit 101 captures a digitized image from the USB video capture 4. The image is an image obtained by capturing the secondary image (shadow or reflection image) appearing on the surface of the work 9 and the probe 6 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7.

そして、エッジ特定部101は、取り込んだ画像におけるプローブ6の先端部(ワーク9の側の先端部であり、以下エッジと称する)を特定する。なお、大半のプローブ6の形状は円柱や円錐であるため、プローブ6の正面中央部がCCDカメラ3に対して最も突き出している部分となる。従って、エッジ特定部101は、その最も突き出している部分をプローブ6のエッジとして特定する。また、最も突き出している部分が存在しないプローブ6の場合(たとえば、先端部がフラットである場合)においても、エッジ特定部101は、プローブの正面中央部をエッジとして特定する。   The edge specifying unit 101 specifies the tip of the probe 6 (the tip on the workpiece 9 side, hereinafter referred to as an edge) in the captured image. Since most of the probes 6 are cylinders or cones, the front center portion of the probe 6 is the most protruding portion with respect to the CCD camera 3. Therefore, the edge specifying unit 101 specifies the most protruding portion as the edge of the probe 6. Even in the case of the probe 6 in which the most protruding portion does not exist (for example, when the tip is flat), the edge specifying unit 101 specifies the front center portion of the probe as an edge.

その後、エッジ特定部101は、直線挿入部102に対して、USBビデオキャプチャー4から取得したデジタル化された画像と共に、プローブ6のエッジ位置を示す情報を送信する。   Thereafter, the edge specifying unit 101 transmits information indicating the edge position of the probe 6 together with the digitized image acquired from the USB video capture 4 to the straight line insertion unit 102.

なお、エッジ特定部101がプローブ6のエッジ位置を特定する方法は、従来の画像処理で用いられる方法で行えばよいため、ここでの詳細説明は省略する。   Note that the method of specifying the edge position of the probe 6 by the edge specifying unit 101 may be performed by a method used in conventional image processing, and thus detailed description thereof is omitted here.

直線挿入部102は、エッジ特定部101から、上記画像、すなわち、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とを撮像した画像と、プローブ6のエッジ位置を示す情報とを受け取る。そして、直線挿入部102は、上記画像とプローブ6のエッジ位置を示す情報とを受け取る。そして、直線挿入部102は、上記画像上に、上記二次像の外縁に沿った直線を挿入する。以下、当該直線を第1直線と称する。なお、直線挿入部102が第1直線を挿入する位置については、図3を参照して後ほど具体的に説明する。   The straight line insertion unit 102 irradiates the probe 6 with the secondary image (shadow or reflection image) that appears on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the above-mentioned image, that is, the LED lamp 7. The captured image and information indicating the edge position of the probe 6 are received. The straight line insertion unit 102 receives the image and information indicating the edge position of the probe 6. Then, the straight line insertion unit 102 inserts a straight line along the outer edge of the secondary image on the image. Hereinafter, the straight line is referred to as a first straight line. The position where the straight line insertion unit 102 inserts the first straight line will be described in detail later with reference to FIG.

ここで、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによってワーク9の表面に影が現れた場合、その影の外縁はプローブ6の形状(円柱や円錐、棒状など)に従い直線で示されるため、直線挿入部102は、その影の外縁に沿った第1直線を上記画像に挿入する。一方、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによってワーク9の表面に反射像が現れた場合、直線挿入部102は、反射像におけるプローブ6のエッジ部を通る第1直線を上記画像上に挿入する。   Here, when a shadow appears on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7, the outer edge of the shadow is indicated by a straight line according to the shape of the probe 6 (cylinder, cone, rod, etc.). The straight line insertion unit 102 inserts a first straight line along the outer edge of the shadow into the image. On the other hand, when a reflected image appears on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7, the straight line insertion unit 102 displays the first straight line passing through the edge portion of the probe 6 in the reflected image on the image. Insert into.

さらに、直線挿入部102は、第1直線に加え、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジを通る第2及び第3直線を上記画像に挿入する。なお、第2直線は、上記画像において、プローブ6の長手方向に延びた直線であって、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジを通る直線である。また、第3直線は、上記画像において、第2直線に垂直な直線であって、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジを通る直線である。ここで、第2及び第3直線は、CCDカメラ3、プローブ6、及びLEDランプ7がワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持されていることから、CCDカメラ3やプローブを動かさない限り固定されたものとなる。   Furthermore, in addition to the first straight line, the straight line insertion unit 102 inserts the second and third straight lines that pass through the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101 into the image. Note that the second straight line is a straight line extending in the longitudinal direction of the probe 6 in the image and passing through the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. The third straight line is a straight line that is perpendicular to the second straight line and passes through the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101 in the image. Here, the second and third straight lines do not move the CCD camera 3 and the probe because the CCD camera 3, the probe 6, and the LED lamp 7 are held so as to be movable integrally with the surface of the work 9. As long as it is fixed.

以上のように、直線挿入部102は、第1〜第3直線を上記画像に挿入するものである。そして、直線挿入部102は、重なり判定部103に対して、第1〜第3直線を示す情報を送信する。また、直線挿入部102は、重なり判定部103に対して、エッジ特定部101から取得したプローブ6のエッジ位置を示す情報を送信する。ただし、プローブ6のエッジ位置を示す情報は、エッジ特定部101から重なり判定部103に対して送信される構成で実現されてもよい。   As described above, the straight line insertion unit 102 inserts the first to third straight lines into the image. Then, the straight line insertion unit 102 transmits information indicating the first to third straight lines to the overlap determination unit 103. Further, the straight line insertion unit 102 transmits information indicating the edge position of the probe 6 acquired from the edge specification unit 101 to the overlap determination unit 103. However, the information indicating the edge position of the probe 6 may be realized by a configuration transmitted from the edge specifying unit 101 to the overlap determining unit 103.

なお、直線挿入部102が第1〜第3直線を上記画像に挿入する方法は、従来の画像処理で用いられる方法で行えばよいため、ここでの詳細説明は省略する。   Note that the method of inserting the first to third straight lines into the image by the straight line insertion unit 102 may be performed by a method used in conventional image processing, and thus detailed description thereof is omitted here.

重なり判定部103は、直線挿入部102から、直線挿入部102が挿入した第1〜第3直線を示す情報を受け取ると共に、エッジ特定部101あるいは直線挿入部102から、プローブ6のエッジ位置を示す情報を受け取る。そして、重なり判定部103は、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジと直線挿入部102が挿入した第1直線とが重なっているかどうかを判定する。   The overlap determination unit 103 receives information indicating the first to third straight lines inserted by the straight line insertion unit 102 from the straight line insertion unit 102, and indicates the edge position of the probe 6 from the edge specifying unit 101 or the straight line insertion unit 102. Receive information. Then, the overlap determination unit 103 determines whether or not the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101 and the first straight line inserted by the straight line insertion unit 102 overlap.

つまり、重なり判定部103は、プローブ6とワーク9の表面とが接近するほど、上記画像上において、プローブ6のエッジと影の外縁に沿って挿入された第1直線とが近づき、プローブ6とワーク9の表面とが接触したときに、上記画像上において、プローブ6のエッジと第1直線とが重なる性質を利用するものである。これにより、上記画像上において、重なり判定部103がプローブ6のエッジと第1直線とが重なったと判定することにより、プローブ6とワーク9の表面との接触が確認される。   That is, as the probe 6 and the surface of the work 9 approach each other, the overlap determining unit 103 approaches the first straight line inserted along the outer edge of the shadow and the edge of the probe 6 on the image. When the surface of the workpiece 9 comes into contact with the surface of the work 9, the property that the edge of the probe 6 and the first straight line overlap is used. Thereby, in the said image, the overlap determination part 103 determines with the edge of the probe 6 and the 1st straight line having overlapped, and the contact with the surface of the probe 6 and the workpiece | work 9 is confirmed.

なお、プローブ6のエッジと第1直線とが重なったかどうかは、従来の画像処理で用いられる方法で行えばよいため、ここでの詳細説明は省略する。   Note that whether or not the edge of the probe 6 and the first straight line overlap each other may be performed by a method used in conventional image processing, and thus detailed description thereof is omitted here.

続いて、重なり判定部103は、上記画像上において、プローブ6のエッジと第1直線とが重なったことを示す情報を距離算出部104に送信する。また、重なり判定部103は、距離算出部104に対して、直線挿入部102から取得した、直線挿入部102が挿入した第1〜第3直線を示す情報と共に、エッジ特定部101あるいは直線挿入部102から取得した、プローブ6のエッジ位置を示す情報を送信する。   Subsequently, the overlap determination unit 103 transmits information indicating that the edge of the probe 6 and the first line overlap on the image to the distance calculation unit 104. In addition, the overlap determination unit 103 receives the edge calculation unit 104 or the straight line insertion unit from the distance calculation unit 104 together with information indicating the first to third straight lines inserted by the straight line insertion unit 102 and acquired from the straight line insertion unit 102. Information indicating the edge position of the probe 6 acquired from 102 is transmitted.

距離算出部104は、重なり判定部103から、直線挿入部102が挿入した第1〜第3直線を示す情報と、プローブ6のエッジ位置を示す情報と、プローブ6のエッジと第1直線とが重なったことを示す情報とを受け取る。   The distance calculation unit 104 receives information indicating the first to third straight lines inserted by the straight line insertion unit 102 from the overlap determination unit 103, information indicating the edge position of the probe 6, and the edge of the probe 6 and the first straight line. And information indicating that they overlap.

そして、距離算出部104は、プローブ6が移動して、プローブ6のエッジがワーク9の表面から離れた場合に、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジから直線挿入部102が挿入した第1直線までの距離に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出する。なお、距離算出部104は、プローブ6のエッジと第1直線とが重なったことを示す情報を受け取ったことをトリガとしてエッジとワーク9の表面との距離を算出してもよいし、上記トリガの有無に係らず、エッジとワーク9の表面との距離を算出してもよい。   Then, the distance calculation unit 104 is configured such that when the probe 6 moves and the edge of the probe 6 is separated from the surface of the workpiece 9, the linear insertion unit 102 is inserted from the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. Based on the distance to one straight line, the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 is calculated. Note that the distance calculation unit 104 may calculate the distance between the edge and the surface of the work 9 by receiving information indicating that the edge of the probe 6 and the first straight line have overlapped, or the trigger Regardless of the presence or absence, the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 may be calculated.

以下、距離算出部104が上記距離を算出する3つの方法を、〔距離算出部104による距離算出方法1〕、〔距離算出部104による距離算出方法2〕、〔距離算出部104による距離算出方法3〕にて説明する。   Hereinafter, three methods for the distance calculation unit 104 to calculate the distance are [Distance calculation method 1 by the distance calculation unit 104], [Distance calculation method 2 by the distance calculation unit 104], and [Distance calculation method by the distance calculation unit 104]. 3].

〔距離算出部104による距離算出方法1〕
距離測定装置100は、エッジ特定部101によって特定されたプローブ6のエッジにおいて第1〜第3直線すべてが交差するときに、当該エッジとワーク9の表面との距離を0と算出する。換言すれば、第2及び第3直線はそもそも、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジを通る直線である。従って、距離測定装置100は、第1直線が当該エッジを通るときに(第1直線が当該エッジと重なるときに)、当該エッジとワーク9の表面との距離を0と算出する。そして、試料塗布装置50では、Z軸アクチュエータ12cの1回の動作で移動するプローブ6の移動量は既知である。
[Distance Calculation Method 1 by Distance Calculation Unit 104]
The distance measuring device 100 calculates the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 as 0 when all the first to third straight lines intersect at the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. In other words, the second and third straight lines are originally straight lines passing through the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. Therefore, the distance measuring apparatus 100 calculates the distance between the edge and the surface of the work 9 as 0 when the first straight line passes through the edge (when the first straight line overlaps the edge). In the sample application device 50, the amount of movement of the probe 6 that is moved by one operation of the Z-axis actuator 12c is known.

従って、試料塗布装置50の最初の動作時に、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジに第1直線を重ね合わせておくことにより、プローブ6が移動して、プローブ6のエッジがワーク9の表面から離れた場合に、距離算出部104は、Z軸アクチュエータ12cの移動量および移動方向に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。   Therefore, when the sample coating apparatus 50 is initially operated, the probe 6 is moved by superimposing the first straight line on the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101, and the edge of the probe 6 is moved to the workpiece 9. When away from the surface, the distance calculation unit 104 can calculate the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 based on the movement amount and movement direction of the Z-axis actuator 12c.

〔距離算出部104による距離算出方法2〕
次に、距離算出部104が上記距離を算出する他の方法を説明する。
[Distance Calculation Method 2 by Distance Calculation Unit 104]
Next, another method in which the distance calculation unit 104 calculates the distance will be described.

距離算出部104は、挿入した第1〜第3直線を示す情報を直線挿入部102から取得し、その情報に基づいて、第1及び第3直線によって挟まれる第2直線の距離を算出する。このとき、試料塗布装置50の図示しない記憶装置には、エッジとワーク9の表面との実際の距離と、第1及び第3直線によって挟まれる第2直線の距離との相関関係を示す相関テーブルを準備しておく。すると、距離算出部104は、当該相関テーブルを参照して、算出した第2直線上の距離に対応するエッジとワーク9の表面との間の実際の距離を導出することができる。   The distance calculation unit 104 acquires information indicating the inserted first to third straight lines from the straight line insertion unit 102, and calculates the distance between the second straight lines sandwiched between the first and third straight lines based on the information. At this time, the storage device (not shown) of the sample coating apparatus 50 stores a correlation table indicating the correlation between the actual distance between the edge and the surface of the workpiece 9 and the distance between the second straight lines sandwiched between the first and third straight lines. Prepare. Then, the distance calculation unit 104 can derive the actual distance between the edge corresponding to the calculated distance on the second straight line and the surface of the workpiece 9 with reference to the correlation table.

〔距離算出部104による距離算出方法3〕
次に、距離算出部104が上記距離を算出するさらに他の方法を説明する。
[Distance Calculation Method 3 by Distance Calculation Unit 104]
Next, still another method in which the distance calculation unit 104 calculates the distance will be described.

プローブ6の種類、プローブ6とワーク9の表面との距離、LEDランプ7の数、LEDランプ7の位置、プローブ6に対するCCDカメラ3の角度、CCDカメラ3とLEDランプ7との位置関係など、様々な条件における画像を撮像しておき、それらの画像を試料塗布装置50の図示しない記憶装置に記憶しておく。同時に、各々の条件におけるプローブ6のエッジとワーク9の表面との距離も測定しておき、対応する画像と関連付けて当該記憶装置に記憶しておく。   Types of probe 6, distance between probe 6 and surface of workpiece 9, number of LED lamps 7, position of LED lamp 7, angle of CCD camera 3 with respect to probe 6, positional relationship between CCD camera 3 and LED lamp 7, etc. Images under various conditions are taken and stored in a storage device (not shown) of the sample coating apparatus 50. At the same time, the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 under each condition is also measured and stored in the storage device in association with the corresponding image.

そして、距離算出部104は、CCDカメラ3が画像(LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とを撮像した画像)を撮像した際に、上記記憶装置に記憶された画像中に同じ画像が記憶されているかどうかを読み取りにいく。そして、距離算出部104は、同じ画像が上記記憶装置に記憶されている場合に、その画像に関連付けて記憶されたプローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を読み出す。これにより、距離算出部104は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を取得(算出)することができる。   Then, the distance calculation unit 104 captures an image (secondary image (shadow or reflection image) appearing on the surface of the work 9 when the CCD camera 3 irradiates the probe 6 with light from the LED lamp 7 and the probe 6). ) Is imaged, it is read whether the same image is stored in the image stored in the storage device. Then, when the same image is stored in the storage device, the distance calculation unit 104 reads the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 stored in association with the image. Thereby, the distance calculation unit 104 can acquire (calculate) the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9.

以上の各種方法によって、距離算出部104は、エッジとワーク9の表面との間の距離を算出することができる。   The distance calculation unit 104 can calculate the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 by the various methods described above.

続いて、距離算出部104は、エッジとワーク9の表面との間の距離を示す情報を表示装置60に送信する。   Subsequently, the distance calculation unit 104 transmits information indicating the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 to the display device 60.

ここで、表示装置60は、表示制御部61と表示部62とを含む。   Here, the display device 60 includes a display control unit 61 and a display unit 62.

表示制御部61は、距離算出部104から、エッジとワーク9の表面との間の距離を示す情報を取得し、当該情報を、表示部62にユーザが確認可能な状態で表示するための信号に変換して、変換した情報を表示部62に出力する。なお、表示部62は、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、またはCRT(cathode-ray tube)ディスプレイなどの表示装置で構成される。   The display control unit 61 acquires information indicating the distance between the edge and the surface of the work 9 from the distance calculation unit 104 and displays the information on the display unit 62 in a state that can be confirmed by the user. And the converted information is output to the display unit 62. The display unit 62 includes a display device such as an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma display panel), or a CRT (cathode-ray tube) display.

このように、距離算出部104が表示装置60に対してエッジとワーク9の表面との間の距離を示す情報を送信することにより、ユーザは、エッジとワーク9の表面との間の距離を確認することができる。   In this way, the distance calculation unit 104 transmits information indicating the distance between the edge and the surface of the work 9 to the display device 60, so that the user can determine the distance between the edge and the surface of the work 9. Can be confirmed.

また、距離算出部104は、エッジとワーク9の表面との間の距離を示す情報を駆動制御部12dに送信する構成とすることもできる。   The distance calculation unit 104 can also be configured to transmit information indicating the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 to the drive control unit 12d.

上述したように、駆動制御部12dは、移動装置12の駆動を制御するためのものである。従って、エッジとワーク9の表面との間の距離を示す情報が駆動制御部12dに入力されることにより、駆動制御部12dは、エッジとワーク9の表面との間の距離をユーザが所望する距離に自動的に制御することができる。   As described above, the drive control unit 12d is for controlling the driving of the moving device 12. Accordingly, when the information indicating the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 is input to the drive control unit 12d, the drive control unit 12d allows the user to determine the distance between the edge and the surface of the workpiece 9. The distance can be automatically controlled.

以上、距離測定装置100に含まれる各部詳細について説明した。次に、直線挿入部102による第1〜第3直線の挿入例を説明する。   The details of each part included in the distance measuring apparatus 100 have been described above. Next, an example of insertion of the first to third straight lines by the straight line insertion unit 102 will be described.

〔直線挿入部102の直線挿入例〕
直線挿入部102は、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる二次像(影あるいは反射像)とプローブ6とを撮像した画像に第1〜第3直線を挿入する。図3から図5は、直線挿入部102による直線挿入例を示す画像である。
[Linear insertion example of the straight line insertion section 102]
The straight line insertion unit 102 applies first to third straight lines to an image obtained by capturing the secondary image (shadow or reflected image) appearing on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7 and the probe 6. insert. 3 to 5 are images showing examples of straight line insertion by the straight line insertion unit 102. FIG.

まず、図3について説明する。図3は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離が0μmの状態において、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3が挿入された様子を示す画像である。   First, FIG. 3 will be described. FIG. 3 is an image showing a state in which the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are inserted in a state where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is 0 μm.

同図において、ワーク9の表面にはプローブ6の影300が1つ現れている。これは、試料塗布装置50がLEDランプ7を1つ備える場合に該当する。なお、プローブ6の影300は図面右側に延びているため、LEDランプ7は図面左側からプローブ6に対して光を照射していることが分かる。このことは、図4、図5においても同様である。   In the figure, one shadow 300 of the probe 6 appears on the surface of the work 9. This corresponds to the case where the sample coating device 50 includes one LED lamp 7. Since the shadow 300 of the probe 6 extends to the right side of the drawing, it can be seen that the LED lamp 7 irradiates the probe 6 with light from the left side of the drawing. The same applies to FIGS. 4 and 5.

図3において、直線挿入部102は、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3を上記画像に挿入している。ここで、第1直線L1が挿入される具体的な位置を説明する。なお、第2直線L2、及び第3直線L3が挿入される位置は上述したとおりであるため、ここでの説明は省略する。   In FIG. 3, the straight line insertion unit 102 inserts a first straight line L1, a second straight line L2, and a third straight line L3 into the image. Here, a specific position where the first straight line L1 is inserted will be described. In addition, since the position where the 2nd straight line L2 and the 3rd straight line L3 are inserted is as above-mentioned, description here is abbreviate | omitted.

上述したように、直線挿入部102は、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる影300とプローブ6とを撮像した画像に、影300の外縁に沿った直線を挿入する。図3では、その影300の外縁は2つ現れる(図中の(a)、(b))。そして、直線挿入部102は、外縁(b)の側に第1直線L1を挿入している。これは、外縁(a)の側に第1直線L1が挿入された場合、エッジ特定部101によって特定されたプローブ6のエッジにおいて第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3すべてが交差するときに、当該エッジとワーク9の表面との距離が0とならないためである。   As described above, the straight line insertion unit 102 forms a straight line along the outer edge of the shadow 300 in an image obtained by capturing the shadow 300 and the probe 6 that appear on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7. Insert. In FIG. 3, two outer edges of the shadow 300 appear ((a) and (b) in the figure). And the straight line insertion part 102 has inserted the 1st straight line L1 in the outer edge (b) side. This is because when the first straight line L1 is inserted on the outer edge (a) side, the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are all at the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. This is because the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 does not become zero when intersecting.

これに対して、外縁(b)の側に第1直線L1を挿入した場合には、エッジ特定部101によって特定されたプローブ6のエッジにおいて第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3すべてが交差するときに、当該エッジとワーク9の表面との距離が0となる。つまり、直線挿入部102が挿入する第1直線L1は、影300の外縁であって、しかも影300がプローブ6によって隠れることのない、CCDカメラ3が撮像した画像において下側(図3で言えば、図面下側)に位置する影300の外縁である。   On the other hand, when the first straight line L1 is inserted on the outer edge (b) side, the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line at the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. When all of L3 intersect, the distance between the edge and the surface of the work 9 becomes zero. That is, the first straight line L1 inserted by the straight line insertion unit 102 is the outer edge of the shadow 300, and the lower side of the image captured by the CCD camera 3 in which the shadow 300 is not hidden by the probe 6 (which can be said in FIG. 3). For example, it is the outer edge of the shadow 300 located on the lower side of the drawing.

続いて、図3の説明に戻ると、距離測定装置100は、エッジ特定部101によって特定されたプローブ6のエッジにおいて第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3すべてが交差するときに、当該エッジとワーク9の表面との距離を0と算出する。この点、図3では、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3すべてが上記エッジで交差しているため、距離測定装置100は、当該エッジとワーク9の表面との距離を0と算出する。   Subsequently, returning to the description of FIG. 3, the distance measuring apparatus 100 is configured such that all of the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 intersect at the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101. In addition, the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 is calculated as zero. In this regard, in FIG. 3, since the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 all intersect at the edge, the distance measuring device 100 calculates the distance between the edge and the surface of the workpiece 9. Calculate as 0.

次に、図4は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離が50μmの状態において、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3が挿入された様子を示す画像である。また、図5は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離が100μmの状態において、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3が挿入された様子を示す画像である。   Next, FIG. 4 is an image showing a state in which the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are inserted in a state where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 is 50 μm. It is. FIG. 5 is an image showing a state in which the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are inserted in a state where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 is 100 μm. is there.

両図に示すように、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離が大きくなるにつれ、第1直線L1、及び第3直線L3によって挟まれる第2直線L2の距離が長くなる。なお、距離算出部104がエッジとワーク9の表面との間の距離を算出する方法は上述したとおりであるため、ここでの詳細説明は省略する。   As shown in both figures, as the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 increases, the distance between the first straight line L1 and the second straight line L2 sandwiched between the third straight lines L3 increases. Since the method for calculating the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 by the distance calculation unit 104 is as described above, detailed description thereof is omitted here.

続いて、図6は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離が100μmの状態において、第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3が挿入された様子を示す画像であり、LEDランプ7を2個使用して、2つの影300が現れた場合の例を示す図である。   Subsequently, FIG. 6 is an image showing a state in which the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are inserted in a state where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 is 100 μm. It is a figure showing an example when two shadows 300 appear using two LED lamps 7.

同図において、ワーク9の表面にはプローブ6の影300が2つ現れている。これは、試料塗布装置50がLEDランプ7を2つ備えることによる。プローブ6の影300は図面右側および左側に延びているため、2つのLEDランプ7はそれぞれ、図面左側および右側からプローブ6に対して光を照射していることが分かる。   In the figure, two shadows 300 of the probe 6 appear on the surface of the work 9. This is because the sample coating apparatus 50 includes two LED lamps 7. Since the shadow 300 of the probe 6 extends to the right and left sides of the drawing, it can be seen that the two LED lamps 7 irradiate the probe 6 with light from the left and right sides of the drawing, respectively.

同図において、直線挿入部102は、右側の影300の外縁に沿って第1直線L1を挿入している。しかしながら、直線挿入部102は、左側の影300の外縁に沿って第1直線L1を挿入することもでき、何れの場合であっても、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。これは、いずれの場合であっても、エッジ特定部101によって特定されたプローブ6のエッジにおいて第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3すべてが交差するときに、当該エッジとワーク9の表面との距離が0となるためである。   In the figure, the straight line insertion portion 102 inserts a first straight line L1 along the outer edge of the right shadow 300. However, the straight line insertion unit 102 can also insert the first straight line L1 along the outer edge of the left shadow 300, and in any case, the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is calculated. can do. In any case, when all of the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 intersect at the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101, the edge and the workpiece This is because the distance from the surface of 9 is zero.

このように、距離測定装置100は、影300が複数存在する場合であっても、直線挿入部102がいずれか1つの影300に着目して第1直線L1を挿入することにより、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。   As described above, the distance measuring apparatus 100 is configured so that the straight line insertion unit 102 inserts the first straight line L1 while paying attention to any one of the shadows 300 even when there are a plurality of shadows 300. The distance between the edge and the surface of the work 9 can be calculated.

〔ワーク9の表面に反射像が現れる場合について〕
上記の〔直線挿入部102の直線挿入例〕では、ワーク9の表面にプローブ6の影が現れる場合について説明した。しかしながら、ワーク9の表面の状態(材質(シリコン・ガラスなど)、色、面粗さ等)や、プローブ6に対するLEDランプ7の位置・角度によっては、ワーク9の表面にプローブ6の影が発生せず、プローブ6の反射像が発生する場合がある。そのような場合には、その反射像を利用してプローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。
[When a reflected image appears on the surface of the work 9]
In the above [Linear insertion example of the linear insertion portion 102], the case where the shadow of the probe 6 appears on the surface of the workpiece 9 has been described. However, the shadow of the probe 6 is generated on the surface of the work 9 depending on the state of the surface of the work 9 (material (silicon, glass, etc.), color, surface roughness, etc.) and the position / angle of the LED lamp 7 with respect to the probe 6. Otherwise, a reflected image of the probe 6 may be generated. In such a case, the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 can be calculated using the reflected image.

図7は、シリコン製のワーク9の表面にプローブ6の反射像6aが発生した場合において、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離が0μmの場合を示す画像であり、図7(a)は、1つのLEDランプ7を使用した場合を、図7(b)は、複数個のLEDランプ7を使用した場合を示す画像である。   FIG. 7 is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 is 0 μm when the reflection image 6a of the probe 6 is generated on the surface of the work 9 made of silicon. ) Is a case where one LED lamp 7 is used, and FIG. 7B is an image showing a case where a plurality of LED lamps 7 are used.

また、図8は、シリコン製のワーク9の表面にプローブ6の反射像6aが発生した場合において、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離が50μmの場合を示す画像であり、図7(a)は、1つのLEDランプ7を使用した場合を、図7(b)は、複数個のLEDランプ7を使用した場合を示す画像である。   FIG. 8 is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 is 50 μm when the reflection image 6a of the probe 6 is generated on the surface of the work 9 made of silicon. FIG. 7A is an image showing a case where one LED lamp 7 is used, and FIG. 7B is an image showing a case where a plurality of LED lamps 7 are used.

両図に示すように、ワーク9の表面の材質等によっては、ワーク9の表面にプローブ6の反射像6aが発生する場合がある。また、反射像6aが発生する場合には、図7(a)及び図8(a)と図7(b)及び図8(b)とを比較して分かるように、プローブ6に対して複数の方向から光を照射することによって、つまり、複数個のLEDランプ7からプローブ6に光を照射することによって、プローブ6の先端の形状を鮮明に撮像することができる。これにより、プローブ6とワーク9の表面との距離の算出が容易になる。   As shown in both figures, the reflected image 6 a of the probe 6 may be generated on the surface of the work 9 depending on the material of the surface of the work 9. Further, when the reflected image 6a is generated, a plurality of the reflected images 6a with respect to the probe 6 can be seen by comparing FIGS. 7 (a) and 8 (a) with FIGS. 7 (b) and 8 (b). By irradiating light from the direction, that is, by irradiating light from the plurality of LED lamps 7 to the probe 6, the shape of the tip of the probe 6 can be clearly imaged. This facilitates calculation of the distance between the probe 6 and the surface of the work 9.

ここで、距離算出部104は、ワーク9の表面に反射像6aが発生する場合に、次のようにプローブ6とワーク9の表面との距離を算出する。なお、図1等を参照して行った説明と同じ内容については、その説明を省略する。また、図面の見易さのため、図中には第1直線L1、第2直線L2、及び第3直線L3は記載していない。   Here, when the reflected image 6 a is generated on the surface of the work 9, the distance calculation unit 104 calculates the distance between the probe 6 and the surface of the work 9 as follows. In addition, about the same content as the description performed with reference to FIG. For the sake of easy viewing, the first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are not shown in the drawing.

まず、エッジ特定部101は、USBビデオキャプチャー4からデジタル化された画像を取り込む。なお、その画像は、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる反射像6aとプローブ6とを撮像した画像である。   First, the edge specifying unit 101 captures a digitized image from the USB video capture 4. The image is an image obtained by capturing the reflected image 6 a and the probe 6 that appear on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7.

そして、エッジ特定部101は、取り込んだ画像におけるプローブ6のエッジ位置を特定する。なお、大半のプローブ6の形状は円柱や円錐であるため、プローブ6の正面中央部がCCDカメラ3に対して最も突き出している部分となる。従って、エッジ特定部101は、その最も突き出している部分をプローブ6のエッジとして特定する。   The edge specifying unit 101 specifies the edge position of the probe 6 in the captured image. Since most of the probes 6 are cylinders or cones, the front center portion of the probe 6 is the most protruding portion with respect to the CCD camera 3. Therefore, the edge specifying unit 101 specifies the most protruding portion as the edge of the probe 6.

直線挿入部102は、エッジ特定部101から、上記画像とプローブ6のエッジ位置を示す情報とを受け取る。そして、直線挿入部102は、上記画像、すなわち、LEDランプ7からプローブ6に光を照射することによりワーク9の表面に現れる反射像6aとプローブ6とを撮像した画像に、上記反射像6aの外縁(反射像の場合は、プローブ6の影のエッジ部)に沿って第1直線を挿入する。なお、その第1直線は、直線挿入部102が挿入する上記第3直線と平行である。   The straight line insertion unit 102 receives the image and information indicating the edge position of the probe 6 from the edge specifying unit 101. Then, the straight line insertion unit 102 converts the reflected image 6a into the image, that is, the image obtained by capturing the reflected image 6a and the probe 6 that appear on the surface of the workpiece 9 by irradiating the probe 6 with light from the LED lamp 7. A first straight line is inserted along the outer edge (in the case of a reflected image, the shadow edge of the probe 6). The first straight line is parallel to the third straight line inserted by the straight line insertion unit 102.

その後、距離算出部104は、直線挿入部102あるいは重なり判定部103から、直線挿入部102が挿入した第1〜第3直線を示す情報を受け取ると共に、エッジ特定部101、直線挿入部102、あるいは重なり判定部103から、プローブ6のエッジ位置を示す情報を受け取る。そして、距離算出部104は、エッジ特定部101が特定したプローブ6のエッジから直線挿入部102が挿入した第1直線までの距離に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出する。なお、距離の算出方法は、上述した〔距離算出部104による距離算出方法1〕、〔距離算出部104による距離算出方法2〕のいずれを用いてもよい。   After that, the distance calculation unit 104 receives information indicating the first to third straight lines inserted by the straight line insertion unit 102 from the straight line insertion unit 102 or the overlap determination unit 103, and the edge specifying unit 101, the straight line insertion unit 102, or Information indicating the edge position of the probe 6 is received from the overlap determination unit 103. The distance calculation unit 104 calculates the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 based on the distance from the edge of the probe 6 specified by the edge specifying unit 101 to the first straight line inserted by the straight line insertion unit 102. As the distance calculation method, any one of [Distance calculation method 1 by distance calculation unit 104] and [Distance calculation method 2 by distance calculation unit 104] described above may be used.

また、距離算出部104は、プローブ6のエッジと第1直線とが重なったことを示す情報を受け取ったことをトリガとしてエッジとワーク9の表面との距離を算出してもよいし、上記トリガの有無に係らず、エッジとワーク9の表面との距離を算出してもよい。   In addition, the distance calculation unit 104 may calculate the distance between the edge and the surface of the work 9 by receiving the information indicating that the edge of the probe 6 and the first straight line overlap each other as a trigger. Regardless of the presence or absence, the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 may be calculated.

このようにして、ワーク9の表面に反射像6aが発生する場合においても、距離測定装置100は、プローブ6とワーク9の表面との距離を算出することができる。   In this way, even when the reflected image 6 a is generated on the surface of the work 9, the distance measuring device 100 can calculate the distance between the probe 6 and the surface of the work 9.

なお、ワーク9の表面に反射像6aを発生させる他の例として、図9、図10を示す。   In addition, FIG. 9, FIG. 10 is shown as another example which produces | generates the reflected image 6a on the surface of the workpiece | work 9. In FIG.

図9は、ITOプレートの表面にプローブ6の反射像6aが発生した場合において、プローブ6のエッジとITOプレートの表面との距離が0μmの場合を示す画像であり、図9(a)は、1つのLEDランプ7を使用した場合を、図9(b)は、複数個のLEDランプ7を使用した場合を示す画像である。   FIG. 9 is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the ITO plate is 0 μm when the reflection image 6a of the probe 6 is generated on the surface of the ITO plate. FIG. 9B is an image showing a case where a plurality of LED lamps 7 are used when one LED lamp 7 is used.

図10は、ITOプレートの表面にプローブ6の反射像6aが発生した場合において、プローブ6のエッジとITOプレートの表面との距離が50μmの場合を示す画像であり、図10(a)は、1つのLEDランプ7を使用した場合を、図10(b)は、複数個のLEDランプ7を使用した場合を示す画像である。   FIG. 10 is an image showing a case where the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the ITO plate is 50 μm when the reflection image 6a of the probe 6 is generated on the surface of the ITO plate. FIG. 10B is an image showing a case where a plurality of LED lamps 7 are used when one LED lamp 7 is used.

図9、図10、及び図7、図8に示すように、ワーク9の表面に反射像6aが発生するケースもある。この点、距離測定装置100では、二次像は、プローブ6の影あるいはプローブ6の反射像6aの何れの場合であっても、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。それゆえ、利便性の高い距離測定装置100をユーザに提供することができる。   As shown in FIGS. 9, 10, 7, and 8, the reflected image 6 a may be generated on the surface of the work 9. In this respect, the distance measuring apparatus 100 calculates the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 regardless of whether the secondary image is a shadow of the probe 6 or a reflected image 6a of the probe 6. Can do. Therefore, the highly convenient distance measuring device 100 can be provided to the user.

〔プローブ6に対するCCDカメラ3の角度について〕
CCDカメラ3が鮮明な二次像(影あるいは反射像)を撮像するために、プローブ6に対するCCDカメラ3の角度に配慮する必要がある。このことを図11から図14を用いて説明する。
[An angle of the CCD camera 3 with respect to the probe 6]
In order for the CCD camera 3 to capture a clear secondary image (shadow or reflected image), it is necessary to consider the angle of the CCD camera 3 with respect to the probe 6. This will be described with reference to FIGS.

図11〜図14は、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度を75°、70°、60°、45°に設定したときに、CCDカメラ3が撮像したワーク9の表面に現れる影300とプローブ6とを撮像した画像であり、(a)〜(c)はそれぞれ、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離を0μm、50μm、100μmとしたときの画像である。   11 to 14 show shadows 300 appearing on the surface of the work 9 imaged by the CCD camera 3 when the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 is set to 75 °, 70 °, 60 °, and 45 °. And (c) are images when the distances between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 are 0 μm, 50 μm, and 100 μm, respectively.

上記各図から分かるように、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度を小さくするほど、ワーク9の表面を詳細に観察することができる。しかしながら、上記角度が小さくなると、プローブ6と影300との位置関係、とくに、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を観察することが困難になる。つまり、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度が小さくなるほどに、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離を割り出す能力(空間分解能)が低下することになる。このことは、例えば図14(b)にも示されており、プローブ6の先端とワーク9の表面との距離が50μmと離れているにも係らず、影300がプローブ6に対してかなり接近している画像しか得られなくなる。   As can be seen from the above figures, the surface of the work 9 can be observed in more detail as the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 is reduced. However, when the angle becomes small, it becomes difficult to observe the positional relationship between the probe 6 and the shadow 300, particularly the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9. That is, as the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 decreases, the ability (spatial resolution) to determine the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9 decreases. This is also shown in FIG. 14B, for example, and the shadow 300 is very close to the probe 6 even though the distance between the tip of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is 50 μm. You can only get the image you are doing.

このような結果に基づき、CCDカメラ3は、その撮像方向がプローブ6に対して40°から80°、好ましくは50°から65°の範囲内で、保持部13に保持されていることが好ましいことを本願発明者らは見出した。そのような角度に設定することで、プローブ6と影300との位置関係、とくに、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離の観察が容易になる。   Based on such a result, it is preferable that the CCD camera 3 is held by the holding unit 13 within an imaging direction of 40 ° to 80 °, preferably 50 ° to 65 ° with respect to the probe 6. The present inventors have found that. By setting such an angle, the positional relationship between the probe 6 and the shadow 300, particularly the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 can be easily observed.

なお、各図に示されるワーク9の表面の白色円の径は800μmである。また、ワーク9は、ブルカー社のPrespotted AnchorChip 384MALDI matrixspotsを使用している。さらに、各図のプローブは、三菱マテリアルのMF20を放電加工して製作された超硬製ピンであり、その先端径は100μmである。   The diameter of the white circle on the surface of the work 9 shown in each figure is 800 μm. In addition, Work 9 uses Bruker's Prespotted AnchorChip 384 MALDI matrix spots. Furthermore, the probe in each figure is a cemented carbide pin manufactured by electric discharge machining of Mitsubishi Materials MF20, and its tip diameter is 100 μm.

次に、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度を75°、60°、45°に設定したときの試料塗布装置50の様子を図15から図17を用いて説明する。   Next, the state of the sample coating apparatus 50 when the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 is set to 75 °, 60 °, and 45 ° will be described with reference to FIGS.

図15から図17はそれぞれ、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度を75°、60°、45°に設定したときの試料塗布装置50の様子を示す画像である。   15 to 17 are images showing the state of the sample coating apparatus 50 when the angles of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 are set to 75 °, 60 °, and 45 °, respectively.

図15から分かるように、たとえプローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度が75°に設定されている場合においても、CCDカメラ3はワーク9の表面にかなり接近しつつも接触することはなく、しかも、プローブ6の先端よりもCCDカメラ3の先端下部が上側に位置しているため、CCDカメラ3とワーク9が衝突することはない。   As can be seen from FIG. 15, even when the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 is set to 75 °, the CCD camera 3 does not come into contact with the surface of the work 9 even though it is quite close. In addition, since the lower end of the CCD camera 3 is positioned above the tip of the probe 6, the CCD camera 3 and the work 9 do not collide.

〔CCDカメラ3とLEDランプ7との位置関係について〕
CCDカメラ3が鮮明な二次像(影あるいは反射像)を撮像するために、CCDカメラ3とLEDランプ7との位置関係には配慮する必要がある。このことを図18〜図20を用いて説明する。
[Position relationship between CCD camera 3 and LED lamp 7]
In order for the CCD camera 3 to capture a clear secondary image (shadow or reflected image), it is necessary to consider the positional relationship between the CCD camera 3 and the LED lamp 7. This will be described with reference to FIGS.

図18〜図20は、プローブ6に対するCCDカメラ3の撮像方向の角度を75°、60°、45°に設定したときに、CCDカメラ3が撮像したワーク9の表面に現れる影300とプローブ6とを撮像した画像を示す図であり、(a)〜(e)はそれぞれ、プローブ6の中心に向かって照射するLEDランプ7の照射方向を、CCDカメラ3の撮像方向に対して平面視でプローブ6の回りに左側に110〜130°回転させた方向、左側に約25°回転させた方向、右側に25〜30°回転させた方向、右側に75〜80°回転させた方向、左側に約60°回転させた方向に設定したときの画像を示す図である。なお、各図において、プローブ6の先端とワーク9の表面との距離はいずれも50μmとしている。   18 to 20 show the shadow 300 and the probe 6 appearing on the surface of the work 9 imaged by the CCD camera 3 when the angle of the imaging direction of the CCD camera 3 with respect to the probe 6 is set to 75 °, 60 °, and 45 °. (A) to (e) respectively show the irradiation direction of the LED lamp 7 that irradiates toward the center of the probe 6 in a plan view with respect to the imaging direction of the CCD camera 3. Direction rotated about 110-130 ° to the left around the probe 6, direction rotated about 25 ° to the left, direction rotated 25-30 ° to the right, direction rotated 75-80 ° to the right, left It is a figure which shows an image when setting to the direction rotated about 60 degrees. In each figure, the distance between the tip of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is 50 μm.

このうち、図18(b)・(c)、図19(b)・(c)、及び図20(b)・(c)は、プローブ6の中心に向かって照射するLEDランプ7の照射方向を、CCDカメラ3の撮像方向に対して平面視で左側に約25°回転させた方向、右側に25〜30°回転させた方向の領域に配設されたときのワーク9の表面に現れる影300とプローブ6とを撮像した画像を示す図である。各図に示すように、CCDカメラ3に対して小さな角度の範囲内にLEDランプ7を配した場合、ワーク9の表面に現れる影300がプローブ6によって隠された状態となり、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離を影300を利用して算出することは困難となる。このような結果に基づき、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側に対して接近した範囲内にある領域に含まれないように配置する必要があることを本願発明者らは見出した。   Among these, FIGS. 18B and 19C, FIGS. 19B and 20C, and FIGS. 20B and 20C are irradiation directions of the LED lamp 7 that irradiates toward the center of the probe 6. Appearing on the surface of the work 9 when it is disposed in a region rotated about 25 ° to the left and 25 ° to 30 ° to the right in a plan view with respect to the imaging direction of the CCD camera 3 It is a figure which shows the image which imaged 300 and the probe 6. FIG. As shown in each figure, when the LED lamp 7 is arranged within a small angle range with respect to the CCD camera 3, the shadow 300 appearing on the surface of the workpiece 9 is hidden by the probe 6, and the edge of the probe 6 It is difficult to calculate the distance to the surface of the workpiece 9 using the shadow 300. Based on such a result, the LED lamp 7 is in a range close to the CCD camera 3 side from an axis perpendicular to the imaging direction of the CCD camera 3 through the center of the probe 6 in plan view. The inventors of the present application have found that it is necessary to arrange so as not to be included in a certain region.

さらに、図18等を考察した結果、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側およびその反対側に対して45°の範囲内に、好ましくは、CCDカメラ3の側およびその反対側に対して30°の範囲内にある領域において配置されている場合に、ワーク9の表面に発生するプローブ6の影300を鮮明に撮像できることを本願発明者らは見出した。   Further, as a result of considering FIG. 18 and the like, the LED lamp 7 is seen from the axis orthogonal to the imaging direction of the CCD camera 3 through the center of the probe 6 and to the CCD camera 3 side and the opposite side in plan view. Of the probe 6 generated on the surface of the work 9 when it is disposed within a range of 45 ° with respect to the CCD camera 3 and preferably within a range of 30 ° with respect to the opposite side. The inventors of the present application have found that the shadow 300 can be clearly imaged.

また、複数のLEDランプ7を使用する場合、CCDカメラ3が鮮明な影を撮像するためには、LEDランプ7を最大で4個程度の使用に抑えることが好ましい。一方、反射像を撮像する場合は、複数個のLEDランプ7を使用した方が1個の場合と比べて鮮明な正面反射像が得られることを本願発明者らは見出した。   When a plurality of LED lamps 7 are used, it is preferable that the number of LED lamps 7 be limited to about four in order for the CCD camera 3 to capture a clear shadow. On the other hand, the present inventors have found that when a reflection image is captured, a clear front reflection image can be obtained by using a plurality of LED lamps 7 as compared with the case of using one LED lamp 7.

ここで、上記説明では、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側に対して接近した範囲内にある領域に含まれないように配置する必要があることを述べた。しかしながら、このことは、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離を影を利用して算出する場合に言えることであって、反射像を利用して上記距離を算出する場合には当てはまらない。むしろ、反射像を利用する場合には、LEDランプ7が強い光をプローブ6に当てることで、光の当たった部分の周りが白くぼやけてしまうハレーションに留意しつつ、正面反射を得る場合には有効となる場合がある。   Here, in the above description, the LED lamp 7 is in a range close to the CCD camera 3 side from an axis orthogonal to the imaging direction of the CCD camera 3 through the center of the probe 6 in plan view. I mentioned that it is necessary to arrange so that it is not included in a certain area. However, this can be said when the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is calculated using a shadow, and when the distance is calculated using a reflected image. Not true. Rather, in the case of using a reflection image, when the LED lamp 7 applies strong light to the probe 6 and pays attention to halation in which the area around the light is blurred white, the front reflection is obtained. May be valid.

なお、図示していないが、プローブ6のエッジとワーク9の表面との間の距離を反射像を利用して算出する場合には、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側に対して、30°から60°の範囲内で、保持部13に保持されることが好ましいことを本願発明者らは確認した。   Although not shown, when the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 is calculated using a reflected image, the LED lamp 7 is in the imaging direction of the CCD camera 3 in plan view. The inventors of the present application preferably hold the holder 13 within a range of 30 ° to 60 ° with respect to the CCD camera 3 from an axis orthogonal to the center of the probe 6 with respect to the CCD camera 3 side. Confirmed.

〔距離測定装置100によって得られる効果〕
以下、距離測定装置100によって得られる効果を説明する。
[Effects obtained by the distance measuring apparatus 100]
Hereinafter, effects obtained by the distance measuring apparatus 100 will be described.

上記構成によれば、エッジ特定部101は、CCDカメラ3が撮像したワーク9の表面に現れるプローブ6の二次像とプローブ6との画像において、プローブ6のエッジを特定する。また直線挿入部102は、その画像において、二次像の外縁に沿った第1直線を挿入する。そして、重なり判定部103は、エッジ特定部101が特定したエッジと直線挿入部102が挿入した第1直線との重なりを判定する。   According to the above configuration, the edge specifying unit 101 specifies the edge of the probe 6 in the secondary image of the probe 6 that appears on the surface of the work 9 captured by the CCD camera 3 and the image of the probe 6. The straight line insertion unit 102 inserts a first straight line along the outer edge of the secondary image in the image. Then, the overlap determining unit 103 determines the overlap between the edge specified by the edge specifying unit 101 and the first straight line inserted by the straight line inserting unit 102.

つまり、距離測定装置100は、プローブ6とワーク9の表面とが接近するほど、画像上において、エッジと二次像の外縁に沿って挿入された第1直線とが近づき、プローブ6とワーク9の表面とが接触したときに、画像上において、エッジと第1直線とが重なる性質を利用するものである。従って、重なり判定部103がエッジと第1直線とが重なったと判定することにより、プローブ6とワーク9の表面との接触を確認することができる。   That is, as the probe 6 and the surface of the workpiece 9 approach each other, the distance measuring device 100 approaches the edge and the first straight line inserted along the outer edge of the secondary image on the image, and the probe 6 and the workpiece 9 are closer to each other. This utilizes the property that the edge and the first straight line overlap each other on the image when the surface touches. Therefore, the contact between the probe 6 and the surface of the workpiece 9 can be confirmed by determining that the edge determination unit 103 has overlapped the edge and the first straight line.

それゆえ、距離測定装置100は、エッジと第1直線とが重なった時点でプローブ6とワーク9の表面とが接触したものと捉え、その点を基準に、プローブ6の移動量および移動方向に基づき、エッジとワーク9の表面との距離を測定することができる。   Therefore, the distance measuring apparatus 100 regards that the probe 6 and the surface of the work 9 are in contact with each other when the edge and the first straight line overlap each other, and uses the point as a reference in the moving amount and moving direction of the probe 6. Based on this, the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 can be measured.

また、距離測定装置100は、上述したように、プローブ6の二次像をワーク9の表面に発生させて、エッジ特定部101が特定したエッジと二次像の外縁に沿って挿入された第1直線との位置関係から、エッジとワーク9の表面との距離を測定するものである。   Further, as described above, the distance measuring apparatus 100 generates the secondary image of the probe 6 on the surface of the workpiece 9 and inserts the edge specified by the edge specifying unit 101 and the outer edge of the secondary image. The distance between the edge and the surface of the workpiece 9 is measured from the positional relationship with one straight line.

それゆえ、距離測定装置100は、LAB技術を利用した画像分析方法とは異なり、プローブ6の径の大小に左右されることなくエッジとワーク9の表面との距離を測定することができる。   Therefore, unlike the image analysis method using the LAB technique, the distance measuring apparatus 100 can measure the distance between the edge and the surface of the work 9 without being influenced by the size of the probe 6.

さらに、距離測定装置100では、1以上のLEDランプ7、CCDカメラ3、及びプローブ6が、ワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持された構成である。   Further, the distance measuring device 100 has a configuration in which one or more LED lamps 7, the CCD camera 3, and the probe 6 are held so as to be integrally movable with respect to the surface of the workpiece 9.

これにより、1以上のLEDランプ7、CCDカメラ3、及びプローブ6の位置関係は固定された状態で維持されるため、撮像する画像内において、プローブ6の位置が測定ごとに移動し、それにより測定結果にばらつきが生じる事態も回避でき、より安定した測定結果をユーザに提供することができる。しかも、その測定方法ゆえに、ワーク9の表面の形状が安定していない場合(例えばワーク9の表面に傾斜が存在する場合)においても、エッジとワーク9の表面との距離を測定することができる。   Thereby, since the positional relationship among the one or more LED lamps 7, the CCD camera 3, and the probe 6 is maintained in a fixed state, the position of the probe 6 moves for each measurement in the image to be captured. A situation in which the measurement results vary can be avoided, and a more stable measurement result can be provided to the user. Moreover, because of the measurement method, the distance between the edge and the surface of the work 9 can be measured even when the shape of the surface of the work 9 is not stable (for example, when the surface of the work 9 is inclined). .

加えて、1以上のLEDランプ7、CCDカメラ3、及びプローブ6が、ワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持されているため、距離測定装置100では、ワーク9の表面に対する作業領域の制限がなくなり、巨大なワーク9の表面への対応も可能となる。つまり、従来の試料塗布装置では、ワーク9の表面の側が移動可能に制御されていたため、ワーク9の表面の形状等によっては、同じワーク9の表面に対して複数のプローブ6を利用して複数の試料を塗布することは困難であった。   In addition, since the one or more LED lamps 7, the CCD camera 3, and the probe 6 are held so as to be integrally movable with respect to the surface of the work 9, the distance measuring device 100 has a work area for the surface of the work 9. Therefore, it is possible to cope with the surface of the huge workpiece 9. That is, in the conventional sample coating apparatus, since the surface side of the workpiece 9 is controlled to be movable, a plurality of probes 6 are used on the surface of the same workpiece 9 depending on the shape of the surface of the workpiece 9. It was difficult to apply this sample.

これに対して、距離測定装置100を試料塗布装置に適用した場合には、同じワーク9の表面に対して短時間に複数の異なる試料の塗布が可能となる。それゆえ、距離測定装置100を利用することにより、著しい生産性の向上をユーザにもたらすことができる。   On the other hand, when the distance measuring device 100 is applied to a sample coating device, a plurality of different samples can be applied to the surface of the same workpiece 9 in a short time. Therefore, by using the distance measuring device 100, a significant productivity improvement can be brought to the user.

さらに、距離測定装置100では、エッジ特定部101が特定したエッジから直線挿入部102が挿入した第1直線までの距離に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出する算出手段を備える構成である。   Further, the distance measuring apparatus 100 includes a calculation unit that calculates the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 based on the distance from the edge specified by the edge specifying unit 101 to the first straight line inserted by the straight line insertion unit 102. It is a configuration.

上述したように、距離測定装置100では、エッジ特定部101が、CCDカメラ3が撮像したワーク9の表面に現れるプローブ6の二次像とプローブ6との画像において、プローブ6のエッジを特定する。また直線挿入部102が、当該画像において、二次像の外縁に沿った第1直線を挿入する。そして、さらに、距離測定装置100では、距離算出部104が、エッジ特定部101が特定したエッジから直線挿入部102が挿入した第1直線までの距離に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出する。   As described above, in the distance measuring apparatus 100, the edge specifying unit 101 specifies the edge of the probe 6 in the secondary image of the probe 6 that appears on the surface of the work 9 captured by the CCD camera 3 and the image of the probe 6. . Further, the straight line insertion unit 102 inserts a first straight line along the outer edge of the secondary image in the image. Further, in the distance measuring apparatus 100, the distance calculation unit 104 determines whether the edge and the surface of the workpiece 9 are based on the distance from the edge specified by the edge specifying unit 101 to the first straight line inserted by the straight line inserting unit 102. Calculate the distance.

具体的には、例えば、エッジとワーク9の表面との実際の距離と、エッジから直線挿入部102が挿入した第1直線までの距離との相関関係を予め準備しておくことにより、距離算出部104は、エッジから第1直線までの距離に基づいて、エッジとワーク9の表面との距離を算出することができる。これにより、エッジとワーク9の表面との距離が自動的に算出される構成を実現することができる。   Specifically, for example, the distance is calculated by preparing in advance a correlation between the actual distance between the edge and the surface of the workpiece 9 and the distance from the edge to the first straight line inserted by the straight line insertion unit 102. The unit 104 can calculate the distance between the edge and the surface of the workpiece 9 based on the distance from the edge to the first straight line. Thereby, the structure by which the distance of an edge and the surface of the workpiece | work 9 is calculated automatically is realizable.

なお、ここでいうエッジから第1直線までの距離とは、エッジを通り、画像内のプローブ6の長手方向に延びた第1直線と直線挿入部102が挿入した第1直線との交点とエッジとの間の距離をいう。   Here, the distance from the edge to the first straight line is the intersection of the first straight line that passes through the edge and extends in the longitudinal direction of the probe 6 in the image and the first straight line inserted by the straight line insertion portion 102 and the edge. The distance between.

さらに、距離測定装置100では、二次像は、プローブ6の影またはプローブ6の反射像である構成である。   Further, in the distance measuring apparatus 100, the secondary image is a shadow of the probe 6 or a reflected image of the probe 6.

上記構成によれば、距離測定装置100では、二次像がプローブ6の影またはプローブ6の反射像の何れであっても対応可能である。すなわち、ワーク9の表面の材質等によって、プローブ6の影ではなくプローブ6の反射像が発生した場合においても、距離測定装置100は、エッジとワーク9の表面との距離を測定することができる。   According to the above configuration, the distance measuring apparatus 100 can handle the secondary image that is either the shadow of the probe 6 or the reflected image of the probe 6. That is, the distance measuring apparatus 100 can measure the distance between the edge and the surface of the work 9 even when a reflected image of the probe 6 is generated instead of the shadow of the probe 6 due to the material of the surface of the work 9 or the like. .

さらに、距離測定装置100では、LEDランプ7は、複数存在する構成である。   Furthermore, in the distance measuring device 100, a plurality of LED lamps 7 exist.

上記構成によれば、距離測定装置100では、プローブ6に光を照射するLEDランプ7が複数存在する。これにより、プローブ6に対して複数の方向から光が照射されるため、CCDカメラ3は、プローブ6のエッジの形状を鮮明に撮像することができる。この結果、距離測定装置100は、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離をより正確に測定することができる。   According to the above configuration, the distance measuring device 100 includes a plurality of LED lamps 7 that irradiate the probe 6 with light. Thereby, since light is irradiated with respect to the probe 6 from a plurality of directions, the CCD camera 3 can capture the shape of the edge of the probe 6 clearly. As a result, the distance measuring apparatus 100 can more accurately measure the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9.

なお、プローブ6に対して複数の方向から光を照射することにより、反射像がより鮮明にワーク9の表面に発生するという特性からも、上記構成は有効であることが分かる。   It can be seen that the above configuration is also effective from the characteristic that a reflected image is generated more clearly on the surface of the work 9 by irradiating the probe 6 with light from a plurality of directions.

さらに、距離測定装置100では、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側および反対側に対して45°の範囲内にある領域において配置されている構成である。   Further, in the distance measuring apparatus 100, the LED lamp 7 is 45 from the axis orthogonal to the imaging direction of the CCD camera 3 through the center of the probe 6 in a plan view with respect to the CCD camera 3 side and the opposite side. This is a configuration arranged in a region within a range of °.

さらに、距離測定装置100では、LEDランプ7は、平面視で、CCDカメラ3の撮像方向に対してプローブ6の中心を通って直交する軸から、CCDカメラ3の側に対して、30°から60°の範囲内にある領域において配置されている構成である。   Further, in the distance measuring apparatus 100, the LED lamp 7 is viewed from 30 ° from the axis orthogonal to the imaging direction of the CCD camera 3 through the center of the probe 6 in the plan view and from the CCD camera 3 side. It is the structure arrange | positioned in the area | region which exists in the range of 60 degrees.

上記構成により、CCDカメラ3は、ワーク9の表面に発生するプローブ6の二次像をより鮮明に撮像することができ、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離をより正確に測定することができる。   With the above configuration, the CCD camera 3 can more clearly capture the secondary image of the probe 6 generated on the surface of the work 9, and more accurately measures the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the work 9. be able to.

さらに、距離測定装置100では、上記CCDカメラ3は、外径が7mmのCCDカメラと、焦点距離が15mmの望遠レンズとを組み合わせてなるものである構成である。   Further, in the distance measuring apparatus 100, the CCD camera 3 is configured by combining a CCD camera having an outer diameter of 7 mm and a telephoto lens having a focal length of 15 mm.

従来においても、画像を撮像するために用いられるCCDカメラ3はレンズ部分がCマウントとなっているため、CCDカメラ3をワーク9の表面に近づけるということは、垂直方向(重力方向)での設置以外に不可能といってよかった。   Conventionally, since the lens portion of the CCD camera 3 used for taking an image has a C-mount, bringing the CCD camera 3 close to the surface of the work 9 means installation in the vertical direction (gravity direction). It was good to say that it was impossible.

この点、上記構成とすることにより、100倍前後のズーム率であっても、プローブ6とレンズとの距離を数十ミリ離して観察することが可能であり、かつ、ワーク9の表面に対する作業領域の制限を軽減することができる。しかも、上記構成を備えるCCDカメラ3は、軽量化が実現されているため、プローブ6と同じ駆動軸に搭載することが可能となる。これにより、距離測定装置100は、1以上のLEDランプ7、CCDカメラ3、及びプローブ6が、ワーク9の表面に対して一体に移動可能に保持されているという構成を容易に実現することができる。   In this respect, with the above-described configuration, it is possible to observe the distance between the probe 6 and the lens several tens of millimeters even at a zoom ratio of about 100 times, and work on the surface of the workpiece 9. The area limitation can be reduced. In addition, since the CCD camera 3 having the above-described configuration has been reduced in weight, it can be mounted on the same drive shaft as the probe 6. Thereby, the distance measuring device 100 can easily realize a configuration in which one or more LED lamps 7, the CCD camera 3, and the probe 6 are held so as to be movable integrally with the surface of the workpiece 9. it can.

さらに、距離測定装置100では、CCDカメラ3は、その撮像方向がプローブ6に対して40°から80°、好ましくは50°から65°の範囲内で保持されている構成である。   Further, in the distance measuring apparatus 100, the CCD camera 3 is configured such that its imaging direction is held within a range of 40 ° to 80 °, preferably 50 ° to 65 ° with respect to the probe 6.

上記構成により、ワーク9の表面に発生するプローブ6の二次像をより鮮明に撮像することができ、プローブ6のエッジとワーク9の表面との距離をより正確に測定することができる。   With the above configuration, the secondary image of the probe 6 generated on the surface of the workpiece 9 can be captured more clearly, and the distance between the edge of the probe 6 and the surface of the workpiece 9 can be measured more accurately.

以上のように、距離測定装置100によって種々の効果が期待できる。   As described above, various effects can be expected from the distance measuring apparatus 100.

〔他の実施例(切削装置200)〕
上記説明では、距離測定装置100を備えた試料塗布装置50について説明した。しかしながら、距離測定装置100は、汎用性が高い装置であるため、その他の各種装置に容易に組み込むことができる。その応用例としては、試料採取装置、マイクロ加工装置、切削装置などが挙げられる。これらの装置では、プローブ(あるいはドリル等)とワーク表面との間の距離を正確に測定・制御する必要があるため、本発明に係る距離測定装置100を好適に適用することができる。
[Other Examples (Cutting Device 200)]
In the above description, the sample coating device 50 including the distance measuring device 100 has been described. However, since the distance measuring device 100 is a highly versatile device, it can be easily incorporated into other various devices. Examples of the application include a sampling device, a micro processing device, and a cutting device. In these apparatuses, since it is necessary to accurately measure and control the distance between the probe (or drill or the like) and the workpiece surface, the distance measuring apparatus 100 according to the present invention can be suitably applied.

ここで、距離測定装置100を備えた切削装置200について図21を参照して説明する。図21は、距離測定装置100が組み込まれた切削装置200の概略構成を示す図である。なお、図2等を参照して行った説明と同じ内容についてはその説明を省略する。また、図21では、図2に記載されていたUSBビデオキャプチャー4と、パソコン5、移動装置12等の記載は省略している。しかしながら、図21に記載された各部を、図2の移動装置12に組み込むことにより、切削装置200を実現することができる。   Here, the cutting device 200 provided with the distance measuring device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a diagram illustrating a schematic configuration of a cutting device 200 in which the distance measuring device 100 is incorporated. In addition, the description about the same content as the description performed with reference to FIG. 2 etc. is abbreviate | omitted. In FIG. 21, the description of the USB video capture 4, the personal computer 5, the mobile device 12 and the like described in FIG. 2 is omitted. However, the cutting device 200 can be realized by incorporating the components described in FIG. 21 into the moving device 12 in FIG. 2.

切削装置200は、ワーク9の表面に対するマイクロ単位での微細加工を行う装置であり、特にワーク9の表面に対する切削を行う装置である。切削装置200は、レンズ1と、エクステンションチューブ2と、CCDカメラ3と、USBビデオキャプチャー4と、パソコン5と、ドリル201と、LEDランプ7と、LED用照明電源8と、ワーク9と、ワーク用ステージ10と、移動装置12と、保持部13、スピンドル202と、ブラシレスモータ203とを含む構成である。   The cutting device 200 is a device that performs micro processing on the surface of the workpiece 9 in micro units, and in particular, is a device that performs cutting on the surface of the workpiece 9. The cutting apparatus 200 includes a lens 1, an extension tube 2, a CCD camera 3, a USB video capture 4, a personal computer 5, a drill 201, an LED lamp 7, an LED illumination power supply 8, a work 9, a work The configuration includes a stage 10, a moving device 12, a holding unit 13, a spindle 202, and a brushless motor 203.

ここで、ドリル201は、自身とワーク9の表面との間の距離を正確に制御されたうえで、対象物に対してドリルによる穴あけ加工(切削)を行うものであり、日進工具株式会社製のマイクロドリルNSMDを使用している。マイクロドリルNSMDは、超微細加工に好適な先端部の外径が最小φ0.01mmのものから存在し、その何れを使用してもよい。また、使用するドリルは他社製品であってもよい。   Here, the drill 201 performs drilling (cutting) with a drill on an object after the distance between itself and the surface of the work 9 is accurately controlled. The micro drill NSMD is used. The micro drill NSMD is present from those having a minimum outer diameter of 0.01 mm suitable for ultra-fine processing, and any of them may be used. The drill used may be a product of another company.

スピンドル202は、株式会社ナカニシ製のNR-2550を使用しており、ブラシレスモータ203は、株式会社ナカニシ製のEM25-5000-J4を使用しており、両者の協働により、ドリル201へ回転力を与えている。   The spindle 202 uses NR-2550 manufactured by Nakanishi Co., Ltd., and the brushless motor 203 uses EM25-5000-J4 manufactured by Nakanishi Co., Ltd. Is given.

上記構成を備えることにより、距離測定装置100を備えた切削装置200は以下の効果を奏することができる。すなわち、距離測定装置100は、ドリル201とワーク9の表面との距離を測定することができ、しかも、ドリル201の径の大小に左右されることなく適用可能である。それゆえ、距離測定装置100を備えた切削装置200は、外径が最小φ0.01mmから最大φ0.10mmまでの細い径のドリルを使用するものであるため、マイクロ単位の微細加工を実現することができる。そして、微細加工の分野においては、日本では数少ない職人への依存度が高いことが問題となっているため、距離測定装置100を備えた切削装置200を使用することにより、素人であっても同程度の微細加工を施すことが可能となる。また同時に、製造業全般への極めて大きな経済的効果が期待できる。   By providing the above configuration, the cutting device 200 including the distance measuring device 100 can achieve the following effects. That is, the distance measuring device 100 can measure the distance between the drill 201 and the surface of the workpiece 9 and can be applied without being influenced by the diameter of the drill 201. Therefore, since the cutting device 200 provided with the distance measuring device 100 uses a drill with a thin outer diameter of a minimum diameter of 0.01 mm to a maximum diameter of 0.10 mm, it is possible to realize micro processing in micro units. Can do. And in the field of micromachining, since there is a problem of high dependence on few craftsmen in Japan, it is the same even for an amateur by using the cutting device 200 provided with the distance measuring device 100. It is possible to perform a fine processing of a degree. At the same time, a huge economic effect on the manufacturing industry can be expected.

〔従来技術の課題に対する対策〕
上述したように、ワーク表面の種類によっては、プローブの先端部分において鏡面現象が発生する(図23参照)。その場合、ワーク9の表面にはプローブ6の虚像が映し出され、距離測定装置100は、プローブ6(あるいはドリル等)とワーク9の表面との間の距離の算出が困難になる。
[Countermeasures for problems of conventional technology]
As described above, depending on the type of workpiece surface, a specular phenomenon occurs at the tip of the probe (see FIG. 23). In this case, a virtual image of the probe 6 is displayed on the surface of the work 9, and the distance measuring device 100 has difficulty in calculating the distance between the probe 6 (or a drill or the like) and the surface of the work 9.

そこで、上記問題への対処として、プローブ6をフッ素系材料によりコーティングするという対策が挙げられる。これは、プローブ6をフッ素系材料によりコーティングすることにより、先端部での鏡面現象を防止することが可能となるためである(図22)。これにより、距離測定装置100は、プローブ6(あるいはドリル等)とワーク9の表面との距離を算出できるようになり、上記問題への解決とすることができる。   Therefore, as a countermeasure to the above problem, there is a countermeasure of coating the probe 6 with a fluorine-based material. This is because it is possible to prevent the specular phenomenon at the tip by coating the probe 6 with a fluorine-based material (FIG. 22). As a result, the distance measuring device 100 can calculate the distance between the probe 6 (or drill or the like) and the surface of the work 9 and can solve the above problem.

さらに、従来技術の課題として次のような問題点も指摘した。つまり、特許文献1に記載の発明に対して指摘したとおり、表面アレイに生じるプローブの影の幅を可能な限り細くする必要があり、これを可能にするためには、プローブに対するカメラの角度を可能な限り大きくする必要がある。一方、このようにカメラ角度を大きくすると、表面での変化を観察することが難しくなる。特に、小さな点の状態で試料を塗布する場合には、観察する点の面積が限りなく小さくなり、像倍率が小さい場合には点の存在すら掴めなくなることもある。   Furthermore, the following problems were pointed out as problems of the prior art. In other words, as pointed out with respect to the invention described in Patent Document 1, it is necessary to make the width of the shadow of the probe generated on the surface array as narrow as possible. In order to make this possible, the angle of the camera with respect to the probe is set. It needs to be as large as possible. On the other hand, when the camera angle is increased in this way, it becomes difficult to observe changes on the surface. In particular, when the sample is applied in the state of a small point, the area of the point to be observed becomes extremely small, and even when the image magnification is small, even the presence of the point may not be grasped.

この点、距離測定装置100では、自身が組み込まれる装置の目的やプローブ6の外径等に応じて、プローブ6に対するCCDカメラ3の角度、または、CCDカメラ3とLEDランプ7との位置関係を適宜調整している。これにより、上記従来技術の課題を克服することができる。   In this respect, the distance measuring device 100 determines the angle of the CCD camera 3 relative to the probe 6 or the positional relationship between the CCD camera 3 and the LED lamp 7 in accordance with the purpose of the device in which the distance measuring device 100 is incorporated, the outer diameter of the probe 6 and the like. Adjustments are made as appropriate. As a result, the above-mentioned problems of the prior art can be overcome.

〔補足〕
最後に、距離測定装置100の各ブロック、特に距離測定装置100のエッジ特定部101、直線挿入部102、重なり判定部103、距離算出部104は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Supplement]
Finally, each block of the distance measuring device 100, in particular, the edge specifying unit 101, the straight line inserting unit 102, the overlap determining unit 103, and the distance calculating unit 104 of the distance measuring device 100 may be configured by hardware logic. As described above, it may be realized by software using a CPU.

すなわち、距離測定装置100は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、前記プログラムを格納したROM(read only memory)、前記プログラムを展開するRAM(random access memory)、前記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである距離測定装置100の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、前記距離測定装置100に供給し、そのコンピュータ(又はCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the distance measuring apparatus 100 includes a central processing unit (CPU) that executes instructions of a control program that realizes each function, a read only memory (ROM) that stores the program, and a random access memory (RAM) that expands the program. And a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. An object of the present invention is a recording medium in which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the distance measuring apparatus 100, which is software that realizes the above-described functions, is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the distance measuring device 100 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやコンパクトディスク−ROM/MO/MD/デジタルビデオデイスク/コンパクトディスク−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and a compact disk-ROM / MO / MD / digital video disk / compact disk-R. A disk system including an optical disk, a card system such as an IC card (including a memory card) / optical card, or a semiconductor memory system such as a mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM can be used.

また、距離測定装置100を通信ネットワークと接続可能に構成し、前記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Further, the distance measuring device 100 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、プローブの二次像をワーク表面に発生させて、その二次像とプローブの先端部との位置関係から、プローブの先端部とワーク表面との距離を測定することが可能な距離測定装置に適用され、とくに、試料塗布装置、試料採取装置、マイクロ加工装置、切削装置などに好適に適用することができる。   The present invention generates a secondary image of the probe on the workpiece surface, and can measure the distance between the tip of the probe and the workpiece surface from the positional relationship between the secondary image and the tip of the probe. The present invention is applied to a measuring apparatus, and in particular, can be suitably applied to a sample coating apparatus, a sample collection apparatus, a micro processing apparatus, a cutting apparatus, and the like.

1 レンズ(撮像装置)
2 エクステンションチューブ
3 CCDカメラ
3a カメラ本体(撮像装置)
3b カメラアンプ(撮像装置)
4 USBビデオキャプチャー
5 パソコン
6 プローブ
6a プローブの反射像
7 LEDランプ(光源)
8 LED用照明電源
9 ワーク
10 ワーク用ステージ
11 微量塗布装置
12 移動装置
12a X軸アクチュエータ
12b Y軸アクチュエータ
12c Z軸アクチュエータ
12d 駆動制御部
13 保持部
40 制御部
50 試料塗布装置
60 表示装置
61 表示制御部
62 表示部
100 距離測定装置
101 エッジ特定部(特定手段)
102 直線挿入部(挿入手段)
103 重なり判定部(判定手段)
104 距離算出部(算出手段)
200 切削装置
201 ドリル
202 スピンドル
203 ブラシレスモータ
300 影
L1 第1直線
L2 第2直線
L3 第3直線
1 Lens (imaging device)
2 Extension tube 3 CCD camera 3a Camera body (imaging device)
3b Camera amplifier (imaging device)
4 USB video capture 5 PC 6 Probe 6a Probe reflected image 7 LED lamp (light source)
8 LED illumination power source 9 Work 10 Work stage 11 Trace application device 12 Moving device 12a X-axis actuator 12b Y-axis actuator 12c Z-axis actuator 12d Drive control unit 13 Holding unit 40 Control unit 50 Sample application device 60 Display device 61 Display control Unit 62 Display unit 100 Distance measuring device 101 Edge specifying unit (specifying means)
102 Straight insertion part (insertion means)
103 Overlap determination unit (determination means)
104 Distance calculation unit (calculation means)
200 Cutting device 201 Drill 202 Spindle 203 Brushless motor 300 Shadow L1 First straight line L2 Second straight line L3 Third straight line

Claims (10)

光源からプローブに光を照射することによってワーク表面に現れる二次像と上記プローブとを撮像装置によって撮像し、その撮像装置が撮像した画像を用いて上記プローブの先端部と上記ワーク表面との距離を測定する距離測定装置において、
上記画像における上記先端部を特定する特定手段と、
上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入手段と、
上記特定手段が特定した上記先端部と上記挿入手段が挿入した上記直線との重なりを判定する判定手段と、を備え、
1以上の上記光源、上記撮像装置、及び上記プローブが、上記ワーク表面に対して一体に移動可能に保持されていることを特徴とする距離測定装置。
A secondary image that appears on the workpiece surface by irradiating the probe with light from the light source and the probe are picked up by the imaging device, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface using the image captured by the imaging device In a distance measuring device for measuring
Specifying means for specifying the tip in the image;
Insertion means for inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image;
Determining means for determining an overlap between the tip portion specified by the specifying means and the straight line inserted by the insertion means;
The distance measuring device, wherein the one or more light sources, the imaging device, and the probe are held so as to be integrally movable with respect to the workpiece surface.
上記特定手段が特定した上記先端部から上記挿入手段が挿入した上記直線までの距離に基づいて、上記先端部と上記ワーク表面との距離を算出する算出手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。   2. A calculation means for calculating a distance between the tip portion and the workpiece surface based on a distance from the tip portion specified by the specifying means to the straight line inserted by the insertion means. The distance measuring device described in 1. 上記二次像は、上記プローブの影または上記プローブの反射像であることを特徴とする請求項1または2に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein the secondary image is a shadow of the probe or a reflected image of the probe. 上記光源は、複数存在することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein a plurality of the light sources exist. 上記光源は、平面視で、上記撮像装置の撮像方向に対して前記プローブの中心を通って直交する軸から、上記撮像装置の側およびその反対側に対して45°の範囲内にある領域において配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の距離測定装置。   The light source is in a region in a range of 45 ° with respect to the imaging device side and the opposite side from an axis perpendicular to the imaging direction of the imaging device through the center of the probe in plan view. It is arrange | positioned, The distance measuring apparatus of any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. 上記光源は、平面視で、上記撮像装置の撮像方向に対して前記プローブの中心を通って直交する軸から、上記撮像装置の側に対して、30°から60°の範囲内にある領域において配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の距離測定装置。   The light source is in a region within a range of 30 ° to 60 ° with respect to the imaging device side from an axis orthogonal to the imaging direction of the imaging device through the center of the probe in plan view. It is arrange | positioned, The distance measuring apparatus of any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. 上記撮像装置は、その撮像方向が上記プローブに対して40°から80°、好ましくは50°から65°の範囲内にある領域において配置されていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の距離測定装置。   7. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is arranged in a region in which an imaging direction is within a range of 40 ° to 80 °, preferably 50 ° to 65 ° with respect to the probe. The distance measuring device according to claim 1. 光源からプローブに光を照射することによってワーク表面に現れる二次像と上記プローブとを撮像装置によって撮像し、その撮像装置が撮像した画像を用いて上記プローブの先端部と上記ワーク表面との距離を測定する距離測定方法であって、
上記画像における上記先端部を特定する特定ステップと、
上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入ステップと、
上記特定ステップにて特定された上記先端部と上記挿入ステップにて挿入された上記直線との重なりを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする距離測定方法。
A secondary image that appears on the workpiece surface by irradiating the probe with light from the light source and the probe are picked up by the imaging device, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface using the image captured by the imaging device A distance measuring method for measuring
A specifying step of specifying the tip in the image;
An insertion step of inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image;
A determination step of determining an overlap between the tip portion specified in the specifying step and the straight line inserted in the insertion step.
光源からプローブに光を照射することによってワーク表面に現れる二次像と上記プローブとを撮像装置によって撮像し、その撮像装置が撮像した画像を用いて上記プローブの先端部と上記ワーク表面との距離を測定する距離測定プログラムであって、
上記画像における上記先端部を特定する特定ステップと、
上記画像における上記二次像の外縁に沿った直線を上記画像上に挿入する挿入ステップと、
上記特定ステップにて特定された上記先端部と上記挿入ステップにて挿入された上記直線との重なりを判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させるための距離測定プログラム。
A secondary image that appears on the workpiece surface by irradiating the probe with light from the light source and the probe are picked up by the imaging device, and the distance between the tip of the probe and the workpiece surface using the image captured by the imaging device A distance measurement program for measuring
A specifying step of specifying the tip in the image;
An insertion step of inserting a straight line along the outer edge of the secondary image in the image onto the image;
A distance measurement program for causing a computer to execute a determination step of determining an overlap between the tip portion specified in the specifying step and the straight line inserted in the insertion step.
請求項9に記載の距離測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   The computer-readable recording medium which recorded the distance measurement program of Claim 9.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014521938A (en) * 2011-07-22 2014-08-28 ロッシュ ダイアグノスティクス ヘマトロジー インコーポレイテッド Detection and positioning of sample application equipment
JP2015087169A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 エンジニアリングシステム株式会社 Interval detection method of liquid discharge nozzle and liquid discharge device
JP2015526713A (en) * 2012-07-13 2015-09-10 ロッシュ ダイアグノスティクス ヘマトロジー インコーポレイテッド Controlled supply of sample on substrate
JP2018013406A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 アペックスエナジー株式会社 Device and method for detecting distance between object and body of matter
US10326167B2 (en) 2014-12-16 2019-06-18 Murata Manufacturing Inc. Secondary battery-use electrolytic solution, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10305379A (en) * 1997-05-12 1998-11-17 Nippon Steel Corp Butt position detector
JPH1151612A (en) * 1997-08-05 1999-02-26 Ricoh Co Ltd Hole position measurement system
JP2001280935A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical inspection method and optical inspection device
JP2001298036A (en) * 2000-02-08 2001-10-26 Toshiba Corp Bump height measuring method, bump position measuring method, bump height measuring device, bump position measuring device, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device mounting method
JP2005098766A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Shimadzu Corp Fractionation device
JP2008059283A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Operation detection device and its program
JP2008542752A (en) * 2005-06-03 2008-11-27 ユーティバトル・エルエルシイ Automatic position control of surface array for liquid microjunction surface sampler

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10305379A (en) * 1997-05-12 1998-11-17 Nippon Steel Corp Butt position detector
JPH1151612A (en) * 1997-08-05 1999-02-26 Ricoh Co Ltd Hole position measurement system
JP2001298036A (en) * 2000-02-08 2001-10-26 Toshiba Corp Bump height measuring method, bump position measuring method, bump height measuring device, bump position measuring device, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device mounting method
JP2001280935A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical inspection method and optical inspection device
JP2005098766A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Shimadzu Corp Fractionation device
JP2008542752A (en) * 2005-06-03 2008-11-27 ユーティバトル・エルエルシイ Automatic position control of surface array for liquid microjunction surface sampler
JP2008059283A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Operation detection device and its program

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014521938A (en) * 2011-07-22 2014-08-28 ロッシュ ダイアグノスティクス ヘマトロジー インコーポレイテッド Detection and positioning of sample application equipment
JP2015526713A (en) * 2012-07-13 2015-09-10 ロッシュ ダイアグノスティクス ヘマトロジー インコーポレイテッド Controlled supply of sample on substrate
US9784652B2 (en) 2012-07-13 2017-10-10 Roche Diagnostics Hematology, Inc. Controlled dispensing of samples onto substrates
JP2015087169A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 エンジニアリングシステム株式会社 Interval detection method of liquid discharge nozzle and liquid discharge device
US10326167B2 (en) 2014-12-16 2019-06-18 Murata Manufacturing Inc. Secondary battery-use electrolytic solution, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus
JP2018013406A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 アペックスエナジー株式会社 Device and method for detecting distance between object and body of matter

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