JP4897076B2 - Measuring apparatus and measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、被測定物における複数の場所における複数の点間の距離、複数の部位の取り付け角度又は配置（アライメント）等を測定する測定装置及び測定方法に関する。特に、電子部品における複数の場所における複数の点間の距離（寸法）、電子部品を構成する各パーツの取り付け角度又は配置を高精度にかつ安価に測定する測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method for measuring a distance between a plurality of points at a plurality of places in a measured object, a mounting angle or arrangement (alignment) of a plurality of parts, and the like. In particular, the present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method for measuring distances (dimensions) between a plurality of points at a plurality of locations in an electronic component, attachment angles or arrangements of the parts constituting the electronic component with high accuracy and low cost.
従来、被測定物の異なる複数の点の距離や各パーツの配置を測定する測定装置として、測定する部位の映像を光学レンズ系（顕微鏡）により拡大し、イメージセンサにて映像信号として出力し、表示装置にその拡大映像を表示する装置が知られている。 Conventionally, as a measuring device that measures the distance of multiple points of different objects to be measured and the arrangement of each part, the image of the part to be measured is enlarged by an optical lens system (microscope) and output as an image signal by an image sensor Devices that display enlarged images on a display device are known.
このような従来の測定装置１００の概略構成図を図１２に示す。１０１は被測定物であり、ステージ１０２上に配置される。また、１０５は顕微鏡筒であり、複数の光学レンズが収納されている。１０６はイメージセンサであり、被測定物１０１の測定部位の映像を光学レンズを通して取り込み、電気信号に変換し、その電気信号を表示装置１０７に送信する。表示装置１０７は、被測定物１０１の測定部位の拡大映像を表示画面１０８に表示する。表示画面１０８に測長のための目盛りが画像に重畳して表示されるか、又は、この画像を画像処理装置によって処理することにより、被測定物１０１の測定部位の基準点から被測定点までの距離を測定することができる。なお、図１２には、説明の便宜上、被測定物１０１の側面に「Ａ」という文字を示しているが、実際の被測定物１０１には、その測定部位の上面に「Ａ」という文字が記載されている。図１２に示すとおり、被測定物１０１の測定部位にある「Ａ」という文字が拡大されて表示画面１０８に表示されている。 A schematic configuration diagram of such a conventional measuring apparatus 100 is shown in FIG. Reference numeral 101 denotes an object to be measured, which is disposed on the stage 102. Reference numeral 105 denotes a microscope tube that houses a plurality of optical lenses. Reference numeral 106 denotes an image sensor, which captures an image of a measurement site of the DUT 101 through an optical lens, converts it into an electrical signal, and transmits the electrical signal to the display device 107. The display device 107 displays an enlarged image of the measurement site of the DUT 101 on the display screen 108. A scale for length measurement is displayed superimposed on the image on the display screen 108, or this image is processed by an image processing device, so that the measurement point from the reference point to the measurement point is measured. Can be measured. In FIG. 12, for convenience of explanation, the letter “A” is shown on the side of the DUT 101, but the actual DUT 101 has a letter “A” on the upper surface of the measurement site. Are listed. As shown in FIG. 12, the letter “A” in the measurement site of the DUT 101 is enlarged and displayed on the display screen 108.
ここで、図１３を用いて、この従来の測定装置を、例えば、ハードディスク等のサスペンションのフレキシャの取り付け状態（アライメント）を検査するための測定装置として用いる場合について説明する。 Here, the case where this conventional measuring apparatus is used as a measuring apparatus for inspecting the attachment state (alignment) of a flexure of a suspension such as a hard disk will be described with reference to FIG.
図１３（ａ）は、ハードディスクのサスペンション部分の構成を示しており、ビーム３がヒンジ７を介してベースプレート２に接続されている。ビーム３上には、ビーム３に設けられたディンプル３ａに接してフレキシャ５が搭載されている。フレキシャ５には、パッド５ａが設けられている。４は仮基準穴であり、６はボス穴である。ハードディスクのヘッド部の取り付け位置の検査においては、パッド５ａとボス穴の６の中心との距離Ｌｍ（＝Ｌｃ＋Ｌｖ）及びパッド５ａの取り付け位置を正確に測定する必要がある。図１３（ｂ）は測定が行われるテレビモニタ画面の例である。 FIG. 13A shows the configuration of the suspension portion of the hard disk, and the beam 3 is connected to the base plate 2 via a hinge 7. On the beam 3, a flexure 5 is mounted in contact with a dimple 3a provided on the beam 3. The flexure 5 is provided with a pad 5a. 4 is a temporary reference hole, and 6 is a boss hole. In the inspection of the mounting position of the head portion of the hard disk, it is necessary to accurately measure the distance Lm (= Lc + Lv) between the pad 5a and the center of the boss hole 6 and the mounting position of the pad 5a. FIG. 13B is an example of a television monitor screen on which measurement is performed.
このような精密部品の検査においては、高精度の測定が要求されているため、測定部位の映像の倍率を高く設定する場合が多い。図１３（ｂ）は拡大倍率が高く設定された時の表示画面を示しており、ボス穴６が画面視野外となってしまっている。このようなケースでは、パッド５ａとボス穴６の中心との距離Ｌｍを直接測定することは不可能である。また、ボス穴６の中心と仮基準穴４の中心を結ぶ線に対するパッド５ａの取り付け位置（アライメント）を直接測定することは不可能である。このように、従来の測定装置においては、測定精度を高めるために画像拡大率をあげると、画面視野内に測定点全体が納まりきらないことになり、画面上での所望の２点間距離やアライメントの測定ができない。また、測定精度向上のためには、上記の拡大率の向上の他に、多画素CCDでの対応ができるが、高価なシステムになってしまう。 In such inspection of precision parts, since high-precision measurement is required, the magnification of the image of the measurement site is often set high. FIG. 13B shows a display screen when the enlargement magnification is set high, and the boss hole 6 is out of the screen field of view. In such a case, it is impossible to directly measure the distance Lm between the pad 5a and the center of the boss hole 6. Further, it is impossible to directly measure the mounting position (alignment) of the pad 5a with respect to a line connecting the center of the boss hole 6 and the center of the temporary reference hole 4. As described above, in the conventional measuring apparatus, if the image enlargement ratio is increased in order to increase the measurement accuracy, the entire measurement point cannot be accommodated in the screen field of view, and a desired distance between two points on the screen or The alignment cannot be measured. Further, in order to improve the measurement accuracy, in addition to the above-described improvement of the enlargement ratio, a multi-pixel CCD can be used, but this results in an expensive system.
そこで、このような従来の装置を用いる場合は、画面視野内に存在する別の点（ここでは仮基準穴４の中心）を仮の基準点としてＬｖを測定し、仮基準穴の中心と取り付け穴の中心との距離Ｌｃを設計値によって調べておき、このＬｃが一定であると仮定して、Ｌｖを測定し、測定値ＬｖからＬｍを得る（Ｌｍ＝Ｌｖ＋Ｌｃ）。 Therefore, when such a conventional apparatus is used, Lv is measured using another point (in this case, the center of the temporary reference hole 4) existing in the screen field as a temporary reference point, and is attached to the center of the temporary reference hole. The distance Lc from the center of the hole is checked by a design value, Lv is measured assuming that Lc is constant, and Lm is obtained from the measured value Lv (Lm = Lv + Lc).
しかしながら、仮基準４の中心とボス穴６の中心の距離は加工精度や組み立て精度によるばらつきがあり、厳密には一定ではなく、結果として精度の高い測定結果を得ることができない。 However, the distance between the center of the temporary reference 4 and the center of the boss hole 6 varies depending on the processing accuracy and the assembly accuracy, and is not strictly constant. As a result, a highly accurate measurement result cannot be obtained.
上述の問題点を回避する測定装置として、例えば上記の特許文献１（特開平７−１３９９２４号公報）において、電子部品の２点を同時に測定する方法が開示されている。この例では２点の像は２つのイメージセンサでそれぞれの画像を得るもので、イメージセンサが２つ必要となり、装置のコストアップになる。 As a measuring apparatus for avoiding the above-mentioned problems, for example, in the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-139924), a method of simultaneously measuring two points of an electronic component is disclosed. In this example, two image points are obtained by two image sensors, and two image sensors are required, which increases the cost of the apparatus.
また、上記の特許文献２（特開平１１−３７７２０号公報）に開示されている測定方法は、各点の像が独立した２つの光学系によって得られるので、光学系の倍率が大きくなっても像が光学系の視野からはみ出すことがない。しかしながら、この方法ではレンズ系、イメージセンサを２系統必要とし、装置の構成が複雑となり装置のコストアップにもなる。 Further, in the measurement method disclosed in the above-mentioned Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-37720), since the image of each point is obtained by two independent optical systems, even if the magnification of the optical system increases. The image does not protrude from the field of view of the optical system. However, this method requires two lens systems and image sensors, which complicates the configuration of the apparatus and increases the cost of the apparatus.
また、従来の装置を用いる場合には、ボス穴６の中心と仮基準穴４の中心を結ぶ線に対するパッド５ａの取り付け位置（アライメント）を正確に測定することができなかった。 Further, when the conventional apparatus is used, the attachment position (alignment) of the pad 5a with respect to the line connecting the center of the boss hole 6 and the center of the temporary reference hole 4 cannot be measured accurately.
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、被測定物の複数の場所における複数点間の距離（寸法）並びに被測定物における各部の取り付け角度及び配置を１つの光学系と１つの画面上で測定できる装置及び方法を提供することを目的とする。また、本発明は、被測定物の複数の場所における複数の点が、それぞれ、表面、裏面にある場合にも対応可能な測定装置及び測定方法を実現することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the distance (dimension) between a plurality of points at a plurality of locations of the object to be measured and the mounting angle and arrangement of each part of the object to be measured are defined as one optical system. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of measuring on one screen. It is another object of the present invention to realize a measuring apparatus and a measuring method that can cope with a case where a plurality of points at a plurality of locations of an object to be measured are on the front surface and the back surface, respectively.
本発明の測定装置は、被測定物の一面上の第１及び第２の場所からの反射光をそれぞれ取り込む第１及び第２の平行プリズムと、前記第１及び第２の平行プリズムからの光を収束又は発散させる光学レンズと、前記光学レンズからの光を取り込み、前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示する表示装置と、を有することを特徴としている。 The measuring apparatus according to the present invention includes first and second parallel prisms that take in reflected light from first and second locations on one surface of an object to be measured, and light from the first and second parallel prisms, respectively. An optical lens that converges or diverges, an image sensor that captures light from the optical lens and converts images of the first location and the second location into electrical signals, and the first location based on the electrical signals And a display device that displays an image of the second place on one screen.
また、本発明の測定装置は、第１の被測定物上の第１の場所及び第２の被測定物上の第２の場所からの反射光をそれぞれ取り込む第１及び第２の平行プリズムと、前記第１及び第２の平行プリズムからの光を収束又は発散させる光学レンズと、前記光学レンズからの光を取り込み、前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示する表示装置と、を有することを特徴としている。 In addition, the measuring apparatus of the present invention includes first and second parallel prisms that capture reflected light from the first location on the first object to be measured and the second location on the second object to be measured, respectively. An optical lens that converges or diverges the light from the first and second parallel prisms, and an image that captures the light from the optical lens and converts the images of the first location and the second location into electrical signals. It has a sensor and a display device which displays the picture of the 1st place and the 2nd place on one screen based on the electric signal.
また、前記第１及び第２の平行プリズムは、前記第１及び第２の場所からの反射光を、それぞれ、同じ方向に向けて出射するようにしている。 The first and second parallel prisms emit reflected light from the first and second locations in the same direction, respectively.
また、本発明の測定装置は、被測定物の異なる面上の第１及び第２の場所からの反射光をそれぞれ取り込む第１及び第２の台形プリズムと、前記第１及び第２の台形プリズムからの光をそれぞれ取り込み、それぞれの光を同一方向へ出射する第１及び第２の反射プリズムと、前記第１及び前記第２の反射プリズムからの光を収束又は発散させる光学レンズと、前記光学レンズからの光を取り込み、前記被測定物上の前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示する表示装置と、を有することを特徴としている。 In addition, the measuring apparatus of the present invention includes first and second trapezoidal prisms that respectively receive reflected light from first and second locations on different surfaces of the object to be measured, and the first and second trapezoidal prisms. First and second reflecting prisms that respectively take in light from each of them and emit the respective light in the same direction, an optical lens that converges or diverges light from the first and second reflecting prisms, and the optical An image sensor that captures light from a lens and converts the images of the first and second locations on the object to be measured into electrical signals; and the first and second locations based on the electrical signals And a display device that displays the video on one screen.
また、前記第１及び第２の台形プリズムは、前記被測定物上の前記第１及び第２の点からの反射光を、それぞれ、１８０度異なる方向に向けて出射するようにしている。 Further, the first and second trapezoidal prisms emit reflected light from the first and second points on the object to be measured in directions different by 180 degrees, respectively.
また、前記第１及び第２の反射プリズムは、直角プリズムであるようにしてもよい。 The first and second reflecting prisms may be right angle prisms.
また、また、本発明の測定装置は、被測定物の一面上の第１及び第２の場所からの反射光を光学レンズによって収束又は発散させ、前記被測定物の前記第１及び第２の場所の映像をイメージセンサを介して一つの画面に表示し、前記一つの画面上で前記第１及び第２の場所にある複数の点の間の距離又は前記第１及び第２の場所にある前記被測定物の部位の角度又は配置を測定する測定装置であって、前記被測定物の前記第１及び第２の場所からの反射光を受光する２つの平行プリズムの入射側反射面部位を前記第１及び第２の場所それぞれの直上に設け、前記２つの平行プリズムの前記被測定物と反対側の出射側反射面部位を互いに近接して配置した箇所に前記光学レンズを配置することを特徴としている。 Moreover, the measuring apparatus of the present invention converges or diverges the reflected light from the first and second locations on one surface of the object to be measured by an optical lens, and the first and second of the object to be measured An image of a place is displayed on one screen via an image sensor, and the distance between a plurality of points at the first and second places on the one screen or at the first and second places. A measuring apparatus for measuring an angle or an arrangement of a part of the object to be measured, wherein incident side reflecting surface parts of two parallel prisms that receive reflected light from the first and second locations of the object to be measured The optical lens is disposed at a position where the exit side reflection surface portion on the opposite side of the object to be measured of the two parallel prisms is disposed close to each other, provided immediately above each of the first and second locations. It is a feature.
また、また、本発明の測定装置は、被測定物の一面上の第１の場所及び前記被測定物の前記一面とは異なる面上の第２の場所からの反射光を光学レンズによって収束又は発散させ、前記被測定物の前記第１及び第２の場所の映像をイメージセンサを介して一つの画面に表示し、前記一つの画面上で前記第１及び第２の場所にある複数の点の間の距離、前記第１及び第２の場所にある前記被測定物の部位の角度又は位置を測定する測定装置であって、前記第１及び第２の場所からの反射光が入射側と出射側とで反対方向となるように、２つの台形プリズムの入射側反射面部位を前記第１及び第２の場所の直上にそれぞれを設け、
前記２つの台形プリズムの出射側反射面部位に、それぞれ、複数の反射プリズムを配置し、前記複数の反射プリズムの出射側反射面部位を互いに近接して配置した箇所に前記光学レンズ部を配置することを特徴としている。
Moreover, the measuring apparatus of the present invention converges or reflects the reflected light from the first location on one surface of the object to be measured and the second location on a surface different from the one surface of the object to be measured by the optical lens. Diversify and display images of the first and second locations of the object to be measured on one screen via an image sensor, and a plurality of points at the first and second locations on the one screen. A measuring apparatus for measuring a distance between the first and second locations, and an angle or position of a part of the object to be measured at the first and second locations, wherein reflected light from the first and second locations is incident on the incident side Provide the incident-side reflection surface portions of the two trapezoidal prisms directly above the first and second locations so as to be in opposite directions on the emission side,
A plurality of reflecting prisms are respectively disposed on the exit side reflecting surface portions of the two trapezoidal prisms, and the optical lens unit is disposed at a location where the exit side reflecting surface portions of the plurality of reflecting prisms are disposed close to each other. It is characterized by that.
また、前記複数の反射プリズムは、直角プリズムであるようにしてもよい。 The plurality of reflecting prisms may be right angle prisms.
また、前記複数の反射プリズムは、一つが直角プリズムであり、もう一つが台形プリズムであるようにしてもよい。 Further, one of the plurality of reflecting prisms may be a right-angle prism, and the other may be a trapezoidal prism.
また、また、本発明の測定方法は、被測定物の一面上の第１及び第２の場所からの反射光をそれぞれ第１及び第２の平行プリズムに取り込み、前記第１及び第２の平行プリズムからの光を収束又は発散させ、前記収束又は発散させた光を取り込み、前記被測定物上の前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換し、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示することを特徴としている。 In the measuring method of the present invention, reflected light from the first and second locations on one surface of the object to be measured is taken into the first and second parallel prisms, respectively, and the first and second parallel prisms are taken. The light from the prism is converged or diverged, the converged or diverged light is taken in, the images of the first place and the second place on the object to be measured are converted into electric signals, and based on the electric signals The video of the first place and the second place is displayed on one screen.
また、また、本発明の測定方法は、第１の被測定物上の第１の場所及び第２の被測定物上の第２の場所からの反射光をそれぞれ第１及び第２の平行プリズムに取り込み、前記第１及び第２の平行プリズムからの光を収束又は発散させ、前記収束又は発散させた光を取り込み、前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換し、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示することを特徴としている。 In addition, the measurement method of the present invention provides reflected light from the first location on the first object to be measured and the second location on the second object to be measured, respectively, as the first and second parallel prisms. And converging or diverging light from the first and second parallel prisms, capturing the converged or diverged light, and converting the images of the first location and the second location into electrical signals; An image of the first location and the second location is displayed on one screen based on the electrical signal.
また、前記第１及び第２の平行プリズムは、前記被測定物上の前記第１及び第２の場所からの反射光を、それぞれ、同じ方向に向けて出射するようにしている。 The first and second parallel prisms emit reflected light from the first and second locations on the object to be measured in the same direction, respectively.
また、本発明の測定方法は、被測定物の異なる面上の第１及び第２の場所からの反射光をそれぞれ第１及び第２の台形プリズムに取り込み、前記第１及び第２の台形プリズムからの光をそれぞれ第１及び第２の反射プリズムに取り込み、それぞれの光を同一方向へ出射し、前記第１及び第２の反射プリズムからの光を収束又は発散させ、前記収束又は発散させた光を取り込み、前記被測定物上の前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換し、前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示することを特徴としている。 In the measuring method of the present invention, the reflected light from the first and second locations on different surfaces of the object to be measured is taken into the first and second trapezoidal prisms, respectively, and the first and second trapezoidal prisms are used. The light from the first and second reflecting prisms is taken into the first and second reflecting prisms, respectively, the respective lights are emitted in the same direction, and the light from the first and second reflecting prisms is converged or diverged, and the converged or diverged light is emitted. Captures light, converts the images of the first location and the second location on the object to be measured into electrical signals, and displays the images of the first location and the second location on one screen based on the electrical signals It is characterized by being displayed on.
また、前記第１及び第２の台形プリズムは、前記被測定物上の前記第１及び第２の場所からの反射光を、それぞれ、１８０度異なる方向に向けて出射するようにしている。 The first and second trapezoidal prisms emit reflected light from the first and second locations on the object to be measured in directions different by 180 degrees, respectively.
また、前記第１及び第２の反射プリズムは、直角プリズムであるようにしてもよい。 The first and second reflecting prisms may be right angle prisms.
本発明の測定装置及び測定方法によると、離れた複数の場所における複数の点の距離の測定を１つの光学系を用いることで可能となる。また、本発明の測定装置及び測定方法によると、被測定物の特定部分の傾きを正確に測定することができ、当該特定部分の取り付け角度を正確に測定することができる。 According to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, it is possible to measure the distances of a plurality of points at a plurality of distant locations by using one optical system. Moreover, according to the measuring apparatus and measuring method of this invention, the inclination of the specific part of a to-be-measured object can be measured correctly, and the attachment angle of the said specific part can be measured correctly.
また、本発明の測定装置及び測定方法によると、被測定物の表面及び裏面の複数の場所を１画面上で並べて表示でき、１つの光学系を用いることで表面及び裏面の離れた複数の場所の測定が可能となる。 In addition, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, a plurality of locations on the front and back surfaces of the object to be measured can be displayed side by side on one screen, and a plurality of locations where the front and back surfaces are separated by using one optical system. Can be measured.
また、本発明の測定装置及び測定方法によると、平行プリズムを用いることにより、光路を被測定物の直上で高さ方向に対し９０度曲げることができ、光学系の大きさ・高さ（ワークディスタンス）を小さくでき、装置のレイアウトの自由度を向上させ、測定装置を小型化することができる。 Further, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, by using a parallel prism, the optical path can be bent 90 degrees with respect to the height direction directly above the object to be measured. Distance) can be reduced, the degree of freedom of the layout of the apparatus can be improved, and the measuring apparatus can be miniaturized.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、本発明の測定装置及び測定方法をハードディスクのサスペンションにおけるフレキシャのパッドの取り付け位置及び角度を検査することに用いた例について説明するが、これに限定されるわけではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which the measuring apparatus and the measuring method of the present invention are used for inspecting the mounting position and angle of a flexure pad in a suspension of a hard disk will be described, but the present invention is not limited to this.
まず、図１を参照する。図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、製造中間工程におけるハードディスク用サスペンションの上面図、下面図及び側面図であり、８はワークフレーム、２はベースプレート、３はビーム、５はフレキシャ、７はヒンジである。ビーム３は、磁気ヘッドがジンバル機構で動作できるように、先端部分にディンプル３ａが形成された梁である。フレキシャ５は、磁気ヘッド（図示せず）が搭載されるタング面を有し、信号配線であるパッド５ａが形成されている。ヒンジ７は、荷重を発生するバネ部分である。ベースプレート２には、ボス穴６が形成されており、サスペンション１の寸法基準となる。図１に示すとおり、ビーム３がヒンジ７を介してベースプレート２に接続されている。ビーム３上には、ビーム３に設けられたディンプル３ａに接してフレキシャ５が搭載されている。各サスペンション１が１つ１つ切り取られる前には、ワークフレーム８に帯状につながっている様子が理解される。ビーム３にはディンプル３ａが設けられており、ビーム３上にはディンプル３ａに接してフレキシャ５が搭載される。なお、仮基準穴４は、ビーム３とフレキシャ５に空けられており、ビーム３の仮基準穴４とフレキシャ５の仮基準穴４とが一致するように、ビーム３にフレキシャ５が搭載される。 First, refer to FIG. 1A, 1B, and 1C are a top view, a bottom view, and a side view, respectively, of a hard disk suspension in an intermediate manufacturing process, where 8 is a work frame, 2 is a base plate, 3 is a beam, 5 Is a flexure, and 7 is a hinge. The beam 3 is a beam having a dimple 3a formed at the tip so that the magnetic head can operate with a gimbal mechanism. The flexure 5 has a tongue surface on which a magnetic head (not shown) is mounted, and a pad 5a that is a signal wiring is formed. The hinge 7 is a spring part that generates a load. A boss hole 6 is formed in the base plate 2 and serves as a dimensional reference for the suspension 1. As shown in FIG. 1, the beam 3 is connected to the base plate 2 via a hinge 7. On the beam 3, a flexure 5 is mounted in contact with a dimple 3a provided on the beam 3. Before each suspension 1 is cut out one by one, it is understood that the suspension is connected to the work frame 8 in a band shape. A dimple 3 a is provided on the beam 3, and a flexure 5 is mounted on the beam 3 in contact with the dimple 3 a. The temporary reference hole 4 is formed in the beam 3 and the flexure 5, and the flexure 5 is mounted on the beam 3 so that the temporary reference hole 4 of the beam 3 and the temporary reference hole 4 of the flexure 5 coincide with each other. .
図２は、ワークフレーム８から切り出された各サスペンション１を切り離した状態を説明したものである。ハードディスクのヘッド部の取り付け位置の検査においては、パッド５ａとボス穴の６の中心との距離Ｌｍ（＝Ｌｃ＋Ｌｖ）及びパッド５ａの取り付け位置を正確に測定する必要がある。ボス穴６は、サスペンション１をハードディスクへ取り付けるための穴である。 FIG. 2 illustrates a state in which each suspension 1 cut out from the work frame 8 is separated. In the inspection of the mounting position of the head portion of the hard disk, it is necessary to accurately measure the distance Lm (= Lc + Lv) between the pad 5a and the center of the boss hole 6 and the mounting position of the pad 5a. The boss hole 6 is a hole for attaching the suspension 1 to the hard disk.
次に、図３を参照する。図３（ａ）は、本実施形態に係る本発明の測定装置の概略構成を示したものであり、被測定物の一面上の離れた複数の場所における複数の点の間の距離並びに被測定物上の部位の取り付け角度及び配置を測定することができる。図３において、１１は被測定物、１２は被測定物１１を設置するステージ、１３ａ及び１３ｂは平行プリズム、１４は顕微鏡鏡筒、１５はイメージセンサ、１６はコンピュータ（画像処理装置）、１７は表示装置、１８は表示装置の表示画面である。平行プリズム１３ａ及び１３ｂは、反射プリズムの一種であり、平行四辺形プリズム（平行な２面が２組あり、各辺の長さが不等であるプリズム）において、平行な２面がなす角度が４５°である反射面を２つ有するプリズムである。平行プリズム１３ａ及び１３ｂは、図３（ａ）の点線で示すように、その一端（入射側反射面部位）に入射した光の進路をずらして他端（出射側反射面部位）から同じ方向に向かって光を出射する。 Reference is now made to FIG. FIG. 3A shows a schematic configuration of the measuring apparatus of the present invention according to the present embodiment, and the distance between a plurality of points at a plurality of distant locations on one surface of the measured object and the measured object. The mounting angle and arrangement of the part on the object can be measured. In FIG. 3, 11 is an object to be measured, 12 is a stage on which the object to be measured 11 is installed, 13a and 13b are parallel prisms, 14 is a microscope barrel, 15 is an image sensor, 16 is a computer (image processing apparatus), 17 is A display device 18 is a display screen of the display device. The parallel prisms 13a and 13b are a kind of reflection prisms, and the angle formed by the two parallel surfaces in a parallelogram prism (two parallel surfaces with two sets of parallel surfaces and unequal lengths on each side) is formed. It is a prism having two reflecting surfaces of 45 °. As shown by the dotted lines in FIG. 3A, the parallel prisms 13a and 13b shift the path of light incident on one end (incident side reflection surface portion) in the same direction from the other end (outgoing side reflection surface portion). Light is emitted toward.
図３（ｂ）は、被測定物の上面図である。なお、図３（ａ）には、説明の便宜上、被測定物１１の側面の２点に「Ａ」及び「Ｂ」という文字を示しているが、被測定物１１には、図３（ｂ）に示すように、その測定部位の一面上の２点に「Ａ」及び「Ｂ」という文字が記載されている。以下、これらの文字が記載されている場所を、それぞれ、「場所Ａ」及び「場所Ｂ」という。図２に示すとおり、被測定物１１の測定部位の上面の場所Ａ及び場所Ｂにある「Ａ」及び「Ｂ」という文字の映像が拡大され、合成されて表示画面１８に表示されている。なお、図２（ａ）において、点線は測定部位からの反射光路を示す。なお、ここでは、本発明の測定装置を説明する便宜上、「Ａ」及び「Ｂ」という文字が記載された被測定物１１を用いているが、後述するとおり、本発明の測定装置は、このような文字が記載されている被測定物１１に限定されるわけではない。なお、ここでは、「被測定物の一面上」とは、被測定物が一体形成されて一つのパーツで構成されている場合における複数の場所における同一面上だけではなく、被測定物が複数のパーツで構成されている場合におけるそれらパーツ上の複数の場所における同一面上を含むものとする。 FIG. 3B is a top view of the object to be measured. In FIG. 3A, for convenience of explanation, the letters “A” and “B” are shown at two points on the side surface of the object to be measured 11. As shown in (2), the letters “A” and “B” are written at two points on one surface of the measurement site. Hereinafter, the places where these characters are described are referred to as “place A” and “place B”, respectively. As shown in FIG. 2, the images of the characters “A” and “B” at the location A and the location B on the upper surface of the measurement site of the DUT 11 are enlarged, synthesized, and displayed on the display screen 18. In FIG. 2A, the dotted line indicates the reflected light path from the measurement site. Note that, here, for the convenience of describing the measurement apparatus of the present invention, the DUT 11 on which the letters “A” and “B” are described is used. It is not necessarily limited to the DUT 11 on which such characters are described. Here, “on one surface of the object to be measured” means not only on the same surface in a plurality of places when the object to be measured is integrally formed and composed of one part. In the case of being composed of parts, the same surface at a plurality of places on those parts shall be included.
図３（ａ）において、平行プリズム１３ａ及び１３ｂのそれぞれの端部は、第１の基準点の場所Ａ及び第２の基準点である場所Ｂの上に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光はそれぞれ点線で示すように平行プリズム１３ａ及び１３ｂに入射する（取り込まれる）。本実施形態における平行プリズム１３ａ及び１３ｂは、その一端（入射側反射面部位）に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と同じ方向へ曲げ、他端（出射側反射面部位）から光を出射する。平行プリズム１３ａ及び１３ｂの他端部（光出射測部）は互いに近接して配置され、場所Ａ及び場所Ｂからの光が並べられ、その直上部に顕微鏡筒１４の対物レンズ部（図示せず）が配置される。顕微鏡筒１４で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ１５で電気信号に変換され、コンピュータ１６で処理され、表示装置１７の一つの表示画面１８に表示される。本実施形態においては、図３に示すとおり、場所Ａ及び場所Ｂの像である「Ａ」及び「Ｂ」が合成され、「Ａ」及び「Ｂ」の映像が表示画面１８に並んで表示される。なお、イメージセンサ１５からの映像信号を適宜コンピュータ１６に取り込んだ後、画像処理を施し、画像を加工してもよい。 In FIG. 3A, the respective end portions of the parallel prisms 13a and 13b are arranged on the location A of the first reference point and the location B of the second reference point. Reflected light from the location B is incident on (taken in) the parallel prisms 13a and 13b as indicated by dotted lines. The parallel prisms 13a and 13b in the present embodiment bend light incident on one end thereof (incident-side reflecting surface portion) by 90 degrees, pass through the light guide unit, and further bend by 90 degrees, whereby light is incident. And light is emitted from the other end (exit-side reflection surface portion). The other end portions (light emission measuring portions) of the parallel prisms 13a and 13b are arranged close to each other, the lights from the location A and the location B are arranged, and an objective lens portion (not shown) of the microscope tube 14 is directly above it. ) Is arranged. The images of the places A and B converged or diverged by the microscope tube 14 are converted into electrical signals by the image sensor 15, processed by the computer 16, and displayed on one display screen 18 of the display device 17. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, “A” and “B” which are images of the place A and the place B are combined, and the images of “A” and “B” are displayed side by side on the display screen 18. The Note that the image signal from the image sensor 15 may be taken into the computer 16 as appropriate, and then image processing may be performed to process the image.
次に、図４を参照する。図４には、本実施形態に係る本発明の測定装置を図１で説明したハードディスクのサスペンション１の測定に用いた例が示されている。ステージ１２の上には、１つ１つ切り離されたサスペンション１が設置され、サスペンション１上の測定対象となる場所Ａ及び場所Ｂに、それぞれ、平行プリズム１３ａ及び１３ｂの一端が設定される。本実施形態においては、測定対象となる場所Ａ及び場所Ｂは、それぞれ、フレキシャ５のパッド５ａ及びボス穴６の中心である。 Reference is now made to FIG. FIG. 4 shows an example in which the measuring apparatus according to the present embodiment is used for measuring the hard disk suspension 1 described in FIG. On the stage 12, the suspensions 1 separated one by one are installed, and one end of each of the parallel prisms 13a and 13b is set at a place A and a place B to be measured on the suspension 1, respectively. In the present embodiment, the place A and the place B to be measured are the centers of the pad 5a and the boss hole 6 of the flexure 5, respectively.
図４に示すとおり、平行プリズム１３ａ及び１３ｂのそれぞれの端部は、第１の場所である場所Ａ（フレキシャ５のパッド５ａ付近）及び第２の場所である場所Ｂ（ボス穴６の中心付近）の上に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光がそれぞれ点線で示すように平行プリズム１３ａ及び１３ｂに入射する（取り込まれる）。本実施形態における平行プリズム１３ａ及び１３ｂは、その一端（入射側反射面部位）に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と同じ方向へ曲げ、他端（出射側反射面部位）から光を出射する。平行プリズム１３ａ及び１３ｂの他端部（出射側反射面部位）は互いに接合され、場所Ａ及び場所Ｂからの光が並べられ、その直上部に顕微鏡筒１４の対物レンズ部（図示せず）が配置される。顕微鏡筒１４で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ部１５で電気信号に変換され、コンピュータ１６で処理され、表示装置１７の一つの表示画面１８に表示される。本実施形態においては、表示画面１７に示すとおり、フレキシャ５のパッド５ａの映像とボス穴６の中心の映像が合成され並んで表示される。 As shown in FIG. 4, the end portions of the parallel prisms 13 a and 13 b are the first place, the place A (near the pad 5 a of the flexure 5), and the second place, the place B (near the center of the boss hole 6). The reflected light from the location A and location B of the object to be measured is incident on (taken in) the parallel prisms 13a and 13b as indicated by dotted lines. The parallel prisms 13a and 13b in the present embodiment bend light incident on one end thereof (incident-side reflecting surface portion) by 90 degrees, pass through the light guide unit, and further bend by 90 degrees, whereby light is incident. And light is emitted from the other end (exit-side reflection surface portion). The other end portions (outgoing side reflection surface portions) of the parallel prisms 13a and 13b are joined to each other, the lights from the locations A and B are arranged, and an objective lens portion (not shown) of the microscope tube 14 is directly above the parallel prisms 13a and 13b. Be placed. The image of the place A and the place B converged or diverged by the microscope tube 14 is converted into an electric signal by the image sensor unit 15, processed by the computer 16, and displayed on one display screen 18 of the display device 17. In the present embodiment, as shown on the display screen 17, the image of the pad 5a of the flexure 5 and the image of the center of the boss hole 6 are combined and displayed side by side.
本実施形態においては、イメージセンサ部１５で電気信号に変換された場所Ａ及び場所Ｂの映像は、コンピュータ（画像処理装置）１６によって画像処理されるようになっている、以下、本実施形態における画像処理について説明する。なお、本実施形態で説明する画像処理方法は、本発明の測定装置における画像処理方法の一手段に過ぎず、これに限定されるわけではない。 In this embodiment, the video of the place A and the place B converted into electric signals by the image sensor unit 15 is subjected to image processing by a computer (image processing device) 16. Image processing will be described. Note that the image processing method described in the present embodiment is only one means of the image processing method in the measurement apparatus of the present invention, and is not limited to this.
図５には、本実施形態に係る本発明の測定装置において、サスペンション１と平行プリズム１３ａ及び１３ｂとの関係を示したものである。図５に示すように、平行プリズム１３ａにおいては、サスペンション１のフレキシャ５及び仮基準穴４の部分の映像が取り込まれ、平行プリズム１３ｂにおいては、サスペンション１のヒンジ７及びボス穴６の部分の映像が取り込まれる。図５に示すように、測定開始時には、ハードディスクのサスペンション１は、任意の傾きθ（ボス穴６の中心と仮基準穴４の中心とを結ぶ線（「基準軸」と言う。）と画面水平軸との傾き）をもっている。 FIG. 5 shows the relationship between the suspension 1 and the parallel prisms 13a and 13b in the measurement apparatus of the present invention according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the parallel prism 13a captures the images of the flexure 5 and the temporary reference hole 4 of the suspension 1, and the parallel prism 13b captures the images of the hinge 7 and the boss hole 6 of the suspension 1. Is captured. As shown in FIG. 5, at the start of measurement, the hard disk suspension 1 has an arbitrary inclination θ (a line connecting the center of the boss hole 6 and the center of the temporary reference hole 4 (referred to as a “reference axis”) and the horizontal screen. (Tilt with the axis).
本実施形態においては、基準軸方向のパッド５ａとボス穴６との間の距離Ｌｍと、パッド５ａと仮基準穴４との間の距離Ｌｖと、基準軸に対して垂直軸方向のパッド５ａのズレ量Δｘとを求める。 In the present embodiment, the distance Lm between the pad 5a in the reference axis direction and the boss hole 6, the distance Lv between the pad 5a and the temporary reference hole 4, and the pad 5a in the vertical axis direction with respect to the reference axis. Is obtained.
ここで、画面垂直軸方向のボス穴６の中心と仮基準穴４の中心との距離をＬｈ、画面水平軸方向の距離をＬｃとすると、以下の式（１）が成立する。
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌｈ／Ｌｃ） （１）
Here, when the distance between the center of the boss hole 6 in the screen vertical axis direction and the center of the temporary reference hole 4 is Lh and the distance in the screen horizontal axis direction is Lc, the following expression (1) is established.
θ = arctan (Lh / Lc) (1)
ここで、図６を参照する。図６には、本実施形態に係る本発明の測定装置の表示画面１８を示す。図６（ａ）に示すとおり、表示画面１８においては、画面が２分割されており、表示画面１８の左側部分には、サスペンション１のフレキシャ５及び仮基準穴４の部分の映像が映し出され、また、表示画面１８の右側部分にはサスペンション１のヒンジ７及びボス穴６の部分の映像が映し出されている様子が理解される。 Reference is now made to FIG. In FIG. 6, the display screen 18 of the measuring apparatus of this invention which concerns on this embodiment is shown. As shown in FIG. 6 (a), the display screen 18 is divided into two parts, and on the left part of the display screen 18, images of the flexure 5 and the temporary reference hole 4 of the suspension 1 are projected. In addition, it can be understood that the right side portion of the display screen 18 shows the images of the hinge 7 and the boss hole 6 of the suspension 1.
ここで、キャリブレーションにより、平行プリズム１３ａと１３ｂとの距離Ｌｃ＊と、画面水平方向倍率ａ、画面垂直方向の倍率ｂを処理用初期パラメータとして求めておく。 Here, the distance Lc * between the parallel prisms 13a and 13b, the screen horizontal magnification a, and the screen vertical magnification b are obtained as initial parameters for processing by calibration.
図６（ａ）に示すとおり、画面垂直軸方向のボス穴６の中心と仮基準穴４の中心との表示画面１８における距離をＬｈ’、画面水平軸方向の距離をＬｃ’とすると、以下の式（２）〜（４）が成立する。
Ｌｃ＝ａ・Ｌｃ’＋Ｌｃ＊ （２）
Ｌｈ＝ｂ・Ｌｈ’ （３）
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌｈ／Ｌｃ）
＝ａｒｃｔａｎ（ｂ・Ｌｈ’／（ａ・Ｌｃ’＋Ｌｃ＊）） （４）
As shown in FIG. 6A, when the distance on the display screen 18 between the center of the boss hole 6 in the screen vertical axis direction and the center of the temporary reference hole 4 is Lh ′ and the distance in the screen horizontal axis direction is Lc ′, Equations (2) to (4) are established.
Lc = a · Lc ′ + Lc * (2)
Lh = b · Lh ′ (3)
θ = arctan (Lh / Lc)
= Arctan (b · Lh ′ / (a · Lc ′ + Lc * )) (4)
よって、式（４）より、θを求めることができる。 Therefore, θ can be obtained from Equation (4).
次に、表示画面１８上のサスペンション１をコンピュータ１６によって角度θだけ回転させることによって、図６（ｂ）に示すような表示画面１８の状態を得ることができる。この状態において、パッド５ａと仮基準穴４の中心との表示画面１８上の基準軸方向の距離をＬｖ’とし、ボス穴６の中心とパッド５ａとの表示画面１８上の基準軸方向の距離をＬｍ’とし、且つ基準軸に対して垂直軸方向のパッド５ａの表示画面１８上のズレ量をΔｘ’とすると、以下の式（５）から（７）が成立する。
Ｌｖ＝ａ・Ｌｖ’ （５）
Δｘ＝ｂ・Δｘ （６）
Ｌｍ＝ａ・Ｌｍ’＋ａｒｃｃｏｓ（Ｌｃ＊） （７）
Next, the state of the display screen 18 as shown in FIG. 6B can be obtained by rotating the suspension 1 on the display screen 18 by an angle θ by the computer 16. In this state, the distance in the reference axis direction on the display screen 18 between the pad 5a and the center of the temporary reference hole 4 is Lv ′, and the distance in the reference axis direction on the display screen 18 between the center of the boss hole 6 and the pad 5a. Is Lm ′, and the amount of deviation on the display screen 18 of the pad 5a in the direction perpendicular to the reference axis is Δx ′, the following equations (5) to (7) are established.
Lv = a · Lv ′ (5)
Δx = b · Δx (6)
Lm = a · Lm ′ + arccos (Lc * ) (7)
このようにして、本実施形態においては、基準軸方向のパッド５ａとボス穴６との間の距離Ｌｍと、パッド５ａと仮基準穴４との間の距離Ｌｖと、基準軸に対して垂直軸方向のパッド５ａのズレ量Δｘとを正確に求めることができる。 Thus, in the present embodiment, the distance Lm between the pad 5a and the boss hole 6 in the reference axis direction, the distance Lv between the pad 5a and the temporary reference hole 4, and the reference axis are perpendicular to each other. The shift amount Δx of the pad 5a in the axial direction can be accurately obtained.
なお、本実施形態においては、表示画面上の映像の座標値又は角度を測定するために、距離目盛り（図示せず）又は角度目盛り（図示せず）が合わせて表示されるようにしてもよい。 In the present embodiment, a distance scale (not shown) or an angle scale (not shown) may be displayed together to measure the coordinate value or angle of the image on the display screen. .
このように、図６に示す表示画面上の映像により、又はこの映像を画像処理することにより、それぞれの部分の座標位置や距離を測定することができ、ボス穴６とパッド５ａとの距離、ボス穴６の中心と仮基準穴４の中心とを結ぶ軸に対するパッド５ａの対称性（ズレ量）、ベースプレート２とパッド５ａのアライメント等を測定することができる。 In this way, by the image on the display screen shown in FIG. 6 or image processing of this image, the coordinate position and distance of each part can be measured, and the distance between the boss hole 6 and the pad 5a, The symmetry (shift amount) of the pad 5a with respect to the axis connecting the center of the boss hole 6 and the center of the temporary reference hole 4, the alignment between the base plate 2 and the pad 5a, and the like can be measured.
なお、本実施形態においては、平行プリズム１３ａ及び１３ｂを用いたが、菱形プリズムを用いても良いし、複数のプリズムを組み合わせて、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と同じ方向へ曲げ、他端から光を出射するようにしてもよい。 In this embodiment, the parallel prisms 13a and 13b are used. However, a rhombus prism may be used, or a plurality of prisms may be combined to bend light incident on one end thereof by 90 degrees, and the light guide portion may be Then, it may be bent in the same direction as the direction in which the light has entered by bending it by 90 degrees and emitting light from the other end.
また、本実施の形態においては、平行プリズムを２つ用いて、離れた２つの場所を１画面上で測定することができるようにしたが、３つ以上の複数の平行プリズムを用いることにより、離れた複数の場所を１画面上で測定することができる。 In this embodiment, two parallel prisms are used so that two distant locations can be measured on one screen. However, by using three or more parallel prisms, A plurality of remote locations can be measured on one screen.
なお、本実施の形態においては、平行プリズム１３ａ及び１３ｂを用いたが、平行プリズムの代わりに、２つの直角プリズムをそれぞれ平行プリズム１３ａ及び１３ｂの両端部の位置に配置することによって、平行プリズム１３ａ及び１３ｂと同様の機能を具備するようにしてもよい。即ち、２つの直角プリズムを一定の距離をおいて配置し、図３（ａ）の点線で示すように、その一方の直角プリズムの一端に入射した光をその他端から９０°曲げて出射し、続いて他方の直角プリズムの一端に入射した光をその他端から９０°曲げて出射し、顕微鏡筒１４内の光学レンズに入射するようにしてもよい。このようにして、１つの平行プリズムを２つの直角プリズムに置き換えることができる。 In this embodiment, the parallel prisms 13a and 13b are used. Instead of the parallel prisms, two right-angle prisms are arranged at the positions of both end portions of the parallel prisms 13a and 13b, respectively. And 13b may be provided. That is, two right-angle prisms are arranged at a certain distance, and light incident on one end of one right-angle prism is bent by 90 ° from the other end as shown by the dotted line in FIG. Subsequently, the light incident on one end of the other right-angle prism may be bent by 90 ° from the other end and emitted, and then incident on the optical lens in the microscope tube 14. In this way, one parallel prism can be replaced with two right-angle prisms.
また、本実施形態においては、被測定物１１の一面上の離れた複数の場所の映像を一画面に表示するようにしたが、被測定物１１の側面に平行プリズムや反射プリズムを配置し、当該側面からの反射光を顕微鏡筒１４の光学レンズに取り込み、被測定物１１の側面の映像を表示画面１８上に同時に表示することによって、アライメント測定を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, images of a plurality of locations on one surface of the object to be measured 11 are displayed on one screen. However, parallel prisms and reflecting prisms are arranged on the side surface of the object to be measured 11, The alignment measurement may be performed by capturing the reflected light from the side surface into the optical lens of the microscope tube 14 and simultaneously displaying the image of the side surface of the DUT 11 on the display screen 18.
上述したとおり、本発明の測定装置及び測定方法によると、１画面上で離れた２つの場所の測定を１つの光学系を用いることで可能となり、離れた複数の場所における複数の点の間の距離や各部品のアライメント等の正確な測定を行うことができる。 As described above, according to the measurement apparatus and the measurement method of the present invention, it is possible to measure two locations separated on one screen by using one optical system, and between a plurality of points at a plurality of separated locations. Accurate measurement such as distance and alignment of each part can be performed.
また、本発明の測定装置及び測定方法によると、平行プリズムを用いることにより、光路を被測定物の直上で高さ方向に対し９０度曲げることができ、光学系の大きさ・高さ（ワークディスタンス）を小さくでき、測定装置を小型化することができる。 Further, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, by using a parallel prism, the optical path can be bent 90 degrees with respect to the height direction directly above the object to be measured. Distance) can be reduced, and the measuring apparatus can be miniaturized.
被測定物の構造によっては、測定する場所が測定物の一面上になく、表面と裏面に存在する場合がある。また測定装置の構造上、測定する２つの場所をある特定の一面側から測定することが困難な場合がある。そこで、本実施例においては、このような場合に対応できる、本発明の測定装置及び測定方法の例について説明する。なお、上述の実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一符号を付してあるので、ここではその説明を省略する。 Depending on the structure of the object to be measured, the place to measure may not be on one side of the object to be measured, but may exist on the front and back surfaces. In addition, due to the structure of the measuring apparatus, it may be difficult to measure the two locations to be measured from a specific one side. Therefore, in this embodiment, an example of the measuring apparatus and measuring method of the present invention that can cope with such a case will be described. In addition, since the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the component demonstrated by the above-mentioned embodiment, the description is abbreviate | omitted here.
図７（ａ）を参照する。本実施例においては、台形プリズム１９ａ、１９ｂ及び１９ｃ並びに直角プリズム２０を用いている。台形プリズムは、反射プリズムの一種であり、直角プリズムの頂角部分を底面と平行にカットしたプリズムである。本実施例においては、底面と両側面とのなす角度がそれぞれ４５°である台形プリズム１９ａ及び１９ｂと、底面と一方の側面とのなす角度が９０°でかつ底面と他方の側面とのなす角度が４５°である反射面を２つ有する台形プリズム１９ｃを用いている。台形プリズム１９ａ及び１９ｂは、図７（ａ）の点線で示すように、その一端（入射側反射面部位）に入射した光の進路をずらし、入射光とは逆方向に向かって即ち入射光を１８０°異なる方向に向けて他端（出射側反射面部位）から光を出射する。また、台形プリズム１９ｃは、直角プリズムの一変形であり、図７（ａ）の点線で示すように、その一端に入射した光を９０°曲げて他端から光を出射する反射面が１つの反射プリズムである。また、直角プリズムは、反射プリズムの一種であり、本実施例においては、直角プリズム２０は、その底面と斜面とのなす角度が４５°である反射面を１つ有する直角プリズムを用いている。なお、これらのプリズムの組み合わせは、これに限定されるわけではなく、本発明の目的・作用を達成できるように、他の複数のプリズムを組み合わせてもよい。 Reference is made to FIG. In this embodiment, trapezoidal prisms 19a, 19b and 19c and a right-angle prism 20 are used. The trapezoidal prism is a kind of reflecting prism, and is a prism obtained by cutting the apex angle portion of a right-angle prism in parallel with the bottom surface. In this embodiment, the trapezoidal prisms 19a and 19b whose angle between the bottom surface and both side surfaces is 45 °, respectively, and the angle between the bottom surface and one side surface is 90 °, and the angle between the bottom surface and the other side surface. A trapezoidal prism 19c having two reflecting surfaces with a 45 ° is used. The trapezoidal prisms 19a and 19b, as shown by the dotted lines in FIG. 7A, shift the path of the light incident on one end (incidence-side reflecting surface portion) and move the incident light in the direction opposite to the incident light. Light is emitted from the other end (exit-side reflecting surface part) in a direction different by 180 °. The trapezoidal prism 19c is a modification of a right-angle prism. As shown by a dotted line in FIG. 7A, the trapezoidal prism 19c has one reflecting surface that bends light incident on one end thereof by 90 ° and emits light from the other end. It is a reflecting prism. The right-angle prism is a kind of reflection prism, and in this embodiment, the right-angle prism 20 is a right-angle prism having one reflection surface whose angle between the bottom surface and the inclined surface is 45 °. The combination of these prisms is not limited to this, and a plurality of other prisms may be combined so as to achieve the object and function of the present invention.
図７（ａ）に示すとおり、ステージ１２上には、被測定物１１が設置される。なお、図７（ａ）においては、説明の便宜上、被測定物１１の側面の２点に「Ａ」及び「Ｂ」という文字を示しているが、実際の被測定物１１には、図７（ｂ）にその上面図（表面図）を示すように、その測定部位の上面（表面）の１点に「Ａ」とうい文字が記載されており、また、図７（ｃ）にその下面図（裏面図）を示すように、その測定部位の下面（裏面）の１点に「Ｂ」とうい文字が記載されている。以下、これらの文字が記載されている点を、それぞれ、「場所Ａ」及び「場所Ｂ」という。図７（ａ）に示すとおり、被測定物１１の測定部位の上面の場所Ａにある「Ａ」及び下面の場所Ｂにある「Ｂ」という文字の映像が拡大され、合成されて表示画面１８に表示されている。なお、図７（ａ）において、点線は測定部位からの反射光路を示す。 As shown in FIG. 7A, the DUT 11 is installed on the stage 12. In FIG. 7A, for convenience of explanation, the letters “A” and “B” are shown at two points on the side surface of the object to be measured 11. As shown in the top view (surface view) in (b), a letter “A” is written at one point on the top surface (surface) of the measurement site, and the bottom surface is shown in FIG. 7 (c). As shown in the figure (rear view), a letter “B” is written at one point on the lower surface (rear surface) of the measurement site. Hereinafter, the points where these characters are described are referred to as “location A” and “location B”, respectively. As shown in FIG. 7A, the images of the characters “A” at the location A on the upper surface of the measurement site of the DUT 11 and the characters “B” at the location B on the lower surface are enlarged and combined to form a display screen 18. Is displayed. In FIG. 7A, the dotted line indicates the reflected light path from the measurement site.
図７（ａ）において、台形プリズム１９ａ及び１９ｂのそれぞれの端部（入射側反射面部位）は、第１の場所である場所Ａの上部及び第２の場所である場所Ｂの下部に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光はそれぞれ点線で示すように台形プリズム１９ａ及び１９ｂに入射する（取り込まれる）。本実施例における台形プリズム１９ａ及び１９ｂは、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と反対の方向へ曲げ、他端から光を出射する。台形プリズム１９ａ及び１９ｂの他端から出射される光は、それぞれ、直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃに入射され、それぞれの光が同一方向に出射され、顕微鏡筒１４の対物レンズ部（図示せず）に導かれる。台形プリズム１９ｃを用いることによって、場所Ａから対物レンズ部（図示せず）迄の距離と、場所Ｂから対物レンズ部（図示せず）迄の距離とを合わせている。このように、直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃを鏡筒の対物部に設置することで、位置の異なる場所Ａ及び場所Ｂから顕微鏡筒１４内の対物レンズ部（図示せず）までの光路長をそろえることができ、２つの場所Ａ及び場所Ｂからの反射光を焦点を合わせて測定することができる。なお、直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃの代わりに、平行プリズムやその組み合わせを用いても良い。また、光路長をそろえるための直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃは、上記形状に限定されるものではなく本実施例とは異なる形状のプリズムの組み合わせにより得られるものが含まれることは言うまでもない。 In FIG. 7A, the end portions (incident side reflection surface portions) of the trapezoidal prisms 19a and 19b are arranged at the upper part of the place A which is the first place and the lower part of the place B which is the second place. Reflected light from the location A and location B of the object to be measured is incident (taken in) on the trapezoidal prisms 19a and 19b as indicated by dotted lines. The trapezoidal prisms 19a and 19b in the present embodiment are bent in the direction opposite to the direction in which the light is incident by bending the light incident on one end thereof by 90 degrees, passing through the light guide unit, and further bending by 90 degrees. Light is emitted from the other end. Light emitted from the other ends of the trapezoidal prisms 19a and 19b is incident on the right-angle prism 20 and the trapezoidal prism 19c, respectively, and the respective lights are emitted in the same direction, and an objective lens unit (not shown) of the microscope tube 14 is shown. Led to. By using the trapezoidal prism 19c, the distance from the location A to the objective lens portion (not shown) and the distance from the location B to the objective lens portion (not shown) are matched. In this way, by installing the right-angle prism 20 and the trapezoidal prism 19c on the objective part of the lens barrel, the optical path length from the different positions A and B to the objective lens part (not shown) in the microscope cylinder 14 can be increased. The reflected light from the two locations A and B can be focused and measured. Instead of the right-angle prism 20 and the trapezoidal prism 19c, a parallel prism or a combination thereof may be used. Needless to say, the right-angle prism 20 and the trapezoidal prism 19c for aligning the optical path length are not limited to the above-mentioned shapes, and include those obtained by combining prisms having shapes different from those of the present embodiment.
直角プリズム１９及び台形プリズム１９ｃの他端部（出射側面部位）は互いに接合され、場所Ａ及び場所Ｂからの光が並べられ、その直上部（直横部）に顕微鏡筒１４内の対物レンズ部（図示せず）が配置される。顕微鏡筒１４で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ部１５で電気信号に変換され、表示装置１７の一つの表示画面に表示される。本実施例においては、図７に示すものと同様、場所Ａ及び場所Ｂの像である「Ａ」及び「Ｂ」が合成され、「Ａ」及び「Ｂ」の映像が表示画面１８に並んで表示される。なお、イメージセンサ１５からの映像信号を適宜コンピュータ等に取り込み、加工してもよい。 The other end portions (outgoing side surface portions) of the right-angle prism 19 and the trapezoidal prism 19c are joined to each other, and the lights from the places A and B are arranged, and the objective lens portion in the microscope tube 14 is directly above (right side portion). (Not shown) is arranged. The images of the places A and B converged or diverged by the microscope tube 14 are converted into electrical signals by the image sensor unit 15 and displayed on one display screen of the display device 17. In this embodiment, as shown in FIG. 7, “A” and “B” that are images of the place A and the place B are combined, and the images of “A” and “B” are arranged on the display screen 18. Is displayed. Note that a video signal from the image sensor 15 may be appropriately taken into a computer or the like and processed.
次に、図８を参照する。図８には、本実施例に係る本発明の測定装置を図１で説明したハードディスクのサスペンション１の測定に用いた例が示されている。ステージ１２の上には、ワークフレーム８に繋がった状態のサスペンション１が設置され、サスペンション１上の測定対象となる場所Ａ及び場所Ｂに、それぞれ、台形プリズム１９ａ及び１９ｂの一端が設定される。本実施例においては、測定対象となる場所Ａ及び場所Ｂは、それぞれ、フレキシャ５のパッド５ａ付近及びボス穴６の中心付近である。なお、サスペンション１をワークフレーム８から１つ１つ切り離した状態で、本実施例の測定装置に用いても良いことは言うまでもない。 Reference is now made to FIG. FIG. 8 shows an example in which the measuring apparatus of the present invention according to this embodiment is used for measuring the suspension 1 of the hard disk described in FIG. On the stage 12, the suspension 1 connected to the work frame 8 is installed, and one ends of trapezoidal prisms 19a and 19b are set at locations A and B to be measured on the suspension 1, respectively. In the present embodiment, the location A and the location B to be measured are near the pad 5a of the flexure 5 and the center of the boss hole 6, respectively. Needless to say, the suspension 1 may be used in the measuring apparatus of this embodiment in a state where the suspension 1 is separated from the work frame 8 one by one.
図８に示すとおり、台形プリズム１９ａ及び１９ｂのそれぞれの端部は、第１の場所である場所Ａ（フレキシャ５のパッド５ａ付近）の上部及び第２の場所である場所Ｂ（ボス穴６の中心付近）の下部に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光はそれぞれ点線で示すように台形プリズム１９ａ及び１９ｂに入射する（取り込まれる）。本実施例における台形プリズム１９ａ及び１９ｂは、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と反対の方向へ曲げ、他端から光を出射する。台形プリズム１９ａ及び１９ｂの他端から出射される光は、それぞれ、直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃに入射され、それぞれの光が同一方向に出射され、顕微鏡筒１４内の対物レンズ部（図示せず）に導かれる。顕微鏡筒１４内で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ部１５で電気信号に変換され、表示装置１７の一つの表示画面に表示される。本実施例においては、表示画面１８に示すとおり、フレキシャ５のパッド５ａ映像とボス穴６の中心の映像が合成され並んで表示される。 As shown in FIG. 8, the end portions of the trapezoidal prisms 19 a and 19 b are located at the upper part of the place A (the vicinity of the pad 5 a of the flexure 5) as the first place and the place B (the boss hole 6 of the boss hole 6). The reflected light from the location A and location B of the object to be measured is incident on (taken in) the trapezoidal prisms 19a and 19b as indicated by dotted lines. The trapezoidal prisms 19a and 19b in the present embodiment are bent in the direction opposite to the direction in which the light is incident by bending the light incident on one end thereof by 90 degrees, passing through the light guide unit, and further bending by 90 degrees. Light is emitted from the other end. Light emitted from the other ends of the trapezoidal prisms 19a and 19b is incident on the right-angle prism 20 and the trapezoidal prism 19c, respectively, and the respective lights are emitted in the same direction, and an objective lens unit (not shown) in the microscope tube 14 is shown. ). The image of the place A and the place B converged or diverged in the microscope tube 14 is converted into an electrical signal by the image sensor unit 15 and displayed on one display screen of the display device 17. In the present embodiment, as shown on the display screen 18, the pad 5a image of the flexure 5 and the image of the center of the boss hole 6 are combined and displayed side by side.
なお、表示画面１８の詳細については、図６に示したものと同様である。図６に示す表示画面上の映像により、又はこの映像を画像処理することにより、それぞれの部分の座標位置や距離を測定し、ボス穴６とパッド５ａとの距離、ボス穴６の中心と仮基準穴４の中心とを結ぶ軸に対するパッド５ａの対称性、ベースプレート２とパッド５ａのアライメントを測定することができる。 The details of the display screen 18 are the same as those shown in FIG. By measuring the image on the display screen shown in FIG. 6 or by processing the image, the coordinate position and distance of each part are measured, the distance between the boss hole 6 and the pad 5a, the center of the boss hole 6 and the temporary position. The symmetry of the pad 5a with respect to the axis connecting the center of the reference hole 4 and the alignment between the base plate 2 and the pad 5a can be measured.
また、本実施形態においては、被測定物１１の表裏にある複数の場所の映像を一画面に表示するようにしたが、被測定物１１の側面に平行プリズムや反射プリズムを配置し、当該側面からの反射光を顕微鏡筒１４の光学レンズに取り込み、被測定物１１の側面の映像を表示画面１８上に同時に表示することによって、アライメント測定を行うようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, images of a plurality of places on the front and back of the object to be measured 11 are displayed on one screen. However, a parallel prism or a reflecting prism is disposed on the side surface of the object to be measured 11, and the side surface The alignment measurement may be performed by capturing the reflected light from the optical lens of the microscope tube 14 and simultaneously displaying the image of the side surface of the object to be measured 11 on the display screen 18.
なお、本実施例においては、台形プリズム１９ａ及び１９ｂを用いたが、菱形プリズムを用いても良いし、直角プリズムを用いても良いし、複数のプリズムを組み合わせて、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光を入射してきた方向と反対方向へ曲げ、他端から光を出射するようにしてもよい。 In this embodiment, the trapezoidal prisms 19a and 19b are used. However, a rhombus prism or a right angle prism may be used, or a plurality of prisms may be combined and light incident on one end thereof may be used. By bending 90 degrees, passing through the light guide portion, and further bending 90 degrees, the light may be bent in the direction opposite to the direction in which the light is incident, and light may be emitted from the other end.
なお、複数の被測定物１１をステージ１２に設置し、それぞれの被測定物１１の場所Ａ及び場所Ｂの反射光をそれぞれの場所の上に設けられた台形プリズム１９ａ及び１９ｂ並びに直角プリズム２０及び台形プリズム１９ｃを用いて顕微鏡筒１４内にある光学レンズへ集光し、１つのイメージセンサ１５に集光することにより、複数の被測定物１１の場所Ａ及び場所Ｂの映像を、並べて同時に表示画面１８に表示することができる。 A plurality of objects to be measured 11 are set on the stage 12, and the trapezoidal prisms 19 a and 19 b and the right-angle prism 20 and the reflected light from the places A and B of the objects to be measured 11 are provided on the respective positions. The trapezoidal prism 19c is used to collect light on the optical lens in the microscope tube 14 and to the single image sensor 15 so that the images of the locations A and B of the plurality of objects to be measured 11 are displayed side by side simultaneously. It can be displayed on the screen 18.
なお、本実施例においては、台形プリズム１９ａ及び１９ｂを用いたが、台形プリズムの代わりに、２つの直角プリズムをそれぞれ台形プリズム１９ａ及び１９ｂの両端部の位置に配置することによって、台形プリズム１９ａ及び１９ｂと同様の機能を具備するようにしてもよい。即ち、台形プリズム１９ａの代わりに２つの直角プリズムを一定の距離をおいて配置し、図７（ａ）の点線で示すように、その一方の直角プリズムの一端に入射した光をその他端から９０°曲げて出射し、続いて他方の直角プリズムの一端に入射した光をその他端から９０°曲げて出射し、直角プリズム２０に入射するようにしてもよい。このようにして、１つの台形プリズムを２つの直角プリズムに置き換えることができる。 In this embodiment, the trapezoidal prisms 19a and 19b are used. However, instead of the trapezoidal prism, two rectangular prisms are arranged at the positions of both end portions of the trapezoidal prisms 19a and 19b, respectively. You may make it comprise the same function as 19b. That is, instead of the trapezoidal prism 19a, two right-angle prisms are arranged at a certain distance, and as shown by the dotted line in FIG. The light that has been bent and emitted and then incident on one end of the other right-angle prism may be bent 90 degrees from the other end and then emitted and incident on the right-angle prism 20. In this way, one trapezoidal prism can be replaced with two right-angle prisms.
上述したとおり、本実施例に係る本発明の測定装置及び測定方法によると、１画面上で離れており、且つ異なる面にある２つの場所の測定を１つの光学系を用いることで可能となり、複数点間の距離等の正確な測定を行うことができる。また、本実施例に係る本発明の測定装置及び測定方法によると、離れた複数の場所にあるパターン等の角度を測定することができる。 As described above, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention according to the present embodiment, it is possible to measure two places that are separated on one screen and on different surfaces by using one optical system, Accurate measurement of the distance between multiple points can be performed. In addition, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention according to the present embodiment, it is possible to measure angles of patterns and the like at a plurality of distant locations.
また、本実施例に係る本発明の測定装置及び測定方法によると、台形プリズムを用いることにより、光路を被測定物の直上で高さ方向に対し９０度曲げることができ、光学系の大きさ・高さ（ワークディスタンス）を小さくでき、測定装置を小型化することができる。 In addition, according to the measuring apparatus and measuring method of the present invention related to the present embodiment, by using the trapezoidal prism, the optical path can be bent 90 degrees with respect to the height direction directly above the object to be measured, and the size of the optical system -The height (work distance) can be reduced, and the measuring device can be miniaturized.
本実施例においては、上述の実施形態で説明した図３に示す本発明の測定装置及び測定方法において、サスペンション１の配置の仕方を変更することにより、複数のサスペンションの測定を同時に行う例について説明する。 In the present embodiment, an example in which a plurality of suspensions are simultaneously measured by changing the arrangement of the suspension 1 in the measurement apparatus and the measurement method of the present invention shown in FIG. 3 described in the above embodiment will be described. To do.
図９を参照する。図９には、本実施例に係る本発明の測定装置を図１で説明したハードディスクのサスペンション部の測定に用いた例が示されている。本実施例においては、ステージ１２の上には、３つのサスペンション１−１、１−２及び１−３が、その長さ方向を紙面の鉛直方向に向けて配置されており、それぞれのサスペンションを構成するビーム３−１、３−２及び３−３並びにフレキシャ５−１、５−２及び５−３が図９に示されている。これらサスペンション１−１、１−２及び１−３は、１つ１つ切り離されていてもよいし、ワークフレーム８から切り離される前のものでもよい。図９に示すように、測定対象となるサスペンション１−１及び１−３のフレキシャ５−１及び５−３の上部に、それぞれ、平行プリズム１３ａ及び１３ｂの一端が設定される。なお、これらサスペンション１−１、１−２及び１−３がワークフレーム８と一体となっている場合は、ワークフレーム８を横方向に移動させることにより（又は、ステージ１２を横方向に移動させることにより）、これらのサスペンション１−１、１−２及び１−３のフレキシャ５−１，５−２及び５−３を連続的に測定することができる。 Please refer to FIG. FIG. 9 shows an example in which the measurement apparatus of the present invention according to this embodiment is used for measurement of the suspension portion of the hard disk described in FIG. In the present embodiment, three suspensions 1-1, 1-2, and 1-3 are arranged on the stage 12 with their length directions oriented in the vertical direction of the paper surface. The constituting beams 3-1, 3-2 and 3-3 and flexures 5-1, 5-2 and 5-3 are shown in FIG. These suspensions 1-1, 1-2, and 1-3 may be separated one by one or before being separated from the work frame 8. As shown in FIG. 9, one end of parallel prisms 13a and 13b is set on top of the flexures 5-1 and 5-3 of the suspensions 1-1 and 1-3 to be measured. In addition, when these suspensions 1-1, 1-2, and 1-3 are integrated with the work frame 8, the work frame 8 is moved in the horizontal direction (or the stage 12 is moved in the horizontal direction). Thus, the flexures 5-1, 5-2 and 5-3 of these suspensions 1-1, 1-2 and 1-3 can be measured continuously.
図９に示すとおり、平行プリズム１３ａ及び１３ｂのそれぞれの端部は、第１の場所である場所Ａ（磁気ヘッド２−１のパッド５ａ付近）及び第２の場所である場所Ｂ（磁気ヘッド２−３のパッド５ａ付近）の上に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光がそれぞれ点線で示すように平行プリズム１３ａ及び１３ｂに入射する（取り込まれる）。本実施例における平行プリズム１３ａ及び１３ｂは、その一端（入射側反射部位）に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と同じ方向へ曲げ、他端から光を出射する。平行プリズム１３ａ及び１３ｂの他端部（出射側反射部位）は互いに接合され、場所Ａ及び場所Ｂからの光が並べられ、その直上部に顕微鏡筒１４の対物レンズ部（図示せず）が配置される。顕微鏡筒１４で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ部１５で電気信号に変換され、表示装置１７の一つの表示画面に表示される。本実施例においては、表示画面１７に示すとおり、フレキシャ５−１のパッド５ａ−１の映像とフレキシャ５−３のパッド５ａ−１の映像が合成され並んで表示される。 As shown in FIG. 9, the end portions of the parallel prisms 13a and 13b are the first place, the place A (near the pad 5a of the magnetic head 2-1), and the second place, the place B (magnetic head 2). -3, the reflected light from the place A and the place B of the object to be measured is incident on (taken in) the parallel prisms 13a and 13b as indicated by dotted lines. The parallel prisms 13a and 13b in the present embodiment have a direction in which light is incident by bending light incident on one end thereof (incident side reflection portion) by 90 degrees, passing through the light guide unit, and further bending by 90 degrees. Bend in the same direction and emit light from the other end. The other end portions (outgoing side reflection portions) of the parallel prisms 13a and 13b are joined to each other, the lights from the locations A and B are arranged, and an objective lens portion (not shown) of the microscope tube 14 is disposed immediately above the parallel prisms 13a and 13b. Is done. The images of the places A and B converged or diverged by the microscope tube 14 are converted into electrical signals by the image sensor unit 15 and displayed on one display screen of the display device 17. In the present embodiment, as shown on the display screen 17, the image of the pad 5a-1 of the flexure 5-1 and the image of the pad 5a-1 of the flexure 5-3 are combined and displayed side by side.
このように、本実施例の測定装置によると、一つの光学系及び１つのイメージセンサ一を用いて、一度に複数のサスペンションにおけるパッド５ａの取り付け位置、各部の取付け角度、各部位間の距離及びアライメントの測定を行うことができ、測定装置の小型化を実現することができる。また、各サスペンション外観・欠陥検査の高速化を実現することができる。 As described above, according to the measuring apparatus of the present embodiment, using one optical system and one image sensor, the mounting position of the pad 5a, the mounting angle of each part, the distance between the parts, Measurement of alignment can be performed, and downsizing of the measuring apparatus can be realized. In addition, it is possible to increase the speed of each suspension appearance and defect inspection.
本実施例においては、測定する場所が被測定物の一面上になく、表面と裏面に存在する場合に対応できる、本発明の測定装置及び測定方法の別の例について説明する。なお、上述の実施形態及び実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一符号を付してあるので、ここではその説明を省略する。 In the present embodiment, another example of the measuring apparatus and the measuring method of the present invention that can cope with the case where the place to be measured is not on one surface of the object to be measured and exists on the front surface and the back surface will be described. In addition, since the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the component demonstrated in the above-mentioned embodiment and Example 1, the description is abbreviate | omitted here.
図１０を参照する。本実施例に係る本発明の測定装置を図１で説明したハードディスクのサスペンション１の測定に用いた例が示されている。本実施例においては、台形プリズム１９ａ及び１９ｂ並びに直角プリズム２０ａ及び２０ｂを用いている。本実施例においては、底面と両側面とのなす角度がそれぞれ４５°である反射面を２つ有する台形プリズム１９ａ及び１９ｂを用いている。台形プリズム１９ａ及び１９ｂは、図１０の点線で示すように、その一端に入射した光の進路をずらし、入射光とは逆方向に向かって即ち入射光を１８０°異なる方向に向けて他端から光を出射する。また、本実施例においては、直角プリズム２０ａ及び２０ｂは、その底面と斜面とのなす角度が４５°である反射面を１つ有する直角プリズムを用いている。なお、これらのプリズムの組み合わせは、これに限定されるわけではなく、本発明の目的・作用を達成できるように、他の複数のプリズムを組み合わせてもよい。 Please refer to FIG. The example which used the measuring apparatus of this invention concerning a present Example for the measurement of the suspension 1 of the hard disk demonstrated in FIG. 1 is shown. In this embodiment, trapezoidal prisms 19a and 19b and right-angle prisms 20a and 20b are used. In this embodiment, trapezoidal prisms 19a and 19b having two reflecting surfaces each having an angle of 45 ° between the bottom surface and both side surfaces are used. The trapezoidal prisms 19a and 19b, as indicated by the dotted lines in FIG. 10, shift the path of the light incident on one end thereof, and move in the direction opposite to the incident light, that is, toward the direction different from the incident light by 180 ° from the other end. Emits light. In this embodiment, the right-angle prisms 20a and 20b are right-angle prisms having one reflecting surface whose angle between the bottom surface and the inclined surface is 45 °. The combination of these prisms is not limited to this, and a plurality of other prisms may be combined so as to achieve the object and function of the present invention.
ステージ１２の上には、ワークフレーム８に繋がった状態のサスペンション１が設置され、サスペンション１上の測定対象となるフレキシャ５のパッド５ａ（場所Ａ）及びフレキシャ５が搭載されている面と反対側の面にあるビーム３のディンプル３ａが形成されている部分（場所Ｂ）に、それぞれ、台形プリズム１９ａ及び１９ｂの一端が設定される。つまり、本実施例においては、サスペンション１の特定の場所を表裏から測定することになる。なお、サスペンション１をワークフレーム８から１つ１つ切り離した状態で、本実施例の測定装置に用いても良いことは言うまでもない。 A suspension 1 connected to the work frame 8 is installed on the stage 12, and the side of the flexure 5 to be measured on the suspension 1 opposite to the surface on which the pads 5 a (location A) and the flexure 5 are mounted. One end of each of the trapezoidal prisms 19a and 19b is set in the portion (location B) where the dimple 3a of the beam 3 on the surface is formed. That is, in this embodiment, a specific location of the suspension 1 is measured from the front and back. Needless to say, the suspension 1 may be used in the measuring apparatus of this embodiment in a state where the suspension 1 is separated from the work frame 8 one by one.
図１０に示すとおり、台形プリズム１９ａ及び１９ｂのそれぞれの端部は、第１の場所である場所Ａ（パッド５ａ付近）の下部及び第２の場所である場所Ｂ（ディンプル３ａ付近）の上部に配置され、被測定物の場所Ａ及び場所Ｂからの反射光はそれぞれ点線で示すように台形プリズム１９ａ及び１９ｂに入射する（取り込まれる）。本実施例における台形プリズム１９ａ及び１９ｂは、上述したとおり、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光が入射してきた方向と反対の方向へ曲げ、他端から光を出射する。台形プリズム１９ａ及び１９ｂの他端から出射される光は、それぞれ、直角プリズム２０ａ及び２０ｂに入射され、それぞれの光が同一方向に出射され、顕微鏡筒１４内の対物レンズ部（図示せず）に導かれる。顕微鏡筒１４内で収束又は発散された場所Ａ及び場所Ｂの像は、イメージセンサ部１５で電気信号に変換され、表示装置１７の一つの表示画面１８に表示される。図１１に示すとおり、本実施例においては、表示画面１８に、パッド５ａの映像とディンプル３ａの映像が合成され並んで表示される。 As shown in FIG. 10, the end portions of the trapezoidal prisms 19a and 19b are located below the first place, the place A (near the pad 5a) and above the second place, the place B (near the dimple 3a). The reflected light from the places A and B of the object to be measured is incident (taken in) on the trapezoidal prisms 19a and 19b as indicated by dotted lines. As described above, the trapezoidal prisms 19a and 19b in this embodiment are opposite to the direction in which light is incident by bending light incident on one end thereof by 90 degrees, passing through the light guide portion, and further bending by 90 degrees. Bend in the direction and emit light from the other end. Lights emitted from the other ends of the trapezoidal prisms 19a and 19b are incident on the right-angle prisms 20a and 20b, respectively, and the respective lights are emitted in the same direction, and are supplied to an objective lens unit (not shown) in the microscope tube 14. Led. The images of the places A and B converged or diverged in the microscope tube 14 are converted into electric signals by the image sensor unit 15 and displayed on one display screen 18 of the display device 17. As shown in FIG. 11, in this embodiment, the video of the pad 5a and the video of the dimple 3a are synthesized and displayed on the display screen 18 side by side.
このように、サスペンション１のフレキシャ５が搭載されている場所の表裏の映像を並べて同時に表示することにより、ディンプル３ａに対するパッド５ａのアライメント等を容易に確認することができる。 In this way, by aligning and displaying the front and back images of the place where the flexure 5 of the suspension 1 is mounted, it is possible to easily confirm the alignment of the pad 5a with the dimple 3a.
なお、複数の被測定物１１をステージ１２に設置し、それぞれの被測定物１１の場所Ａ及び場所Ｂの反射光をそれぞれの場所の上に設けられた台形プリズム１９ａ及び１９ｂ並びに直角プリズム２０ａ及び２０ｂを用いて顕微鏡筒１４にある光学レンズへ集光し、１つのイメージセンサ１５に集光することにより、複数の被測定物１１の場所Ａ及び場所Ｂの映像を、並べて同時に表示画面１８に表示することができる。 A plurality of objects to be measured 11 are set on the stage 12, and the trapezoidal prisms 19a and 19b and the right-angle prisms 20a and 20b provided on the respective places with the reflected light of the places A and B of the objects to be measured 11 are provided. The image of the location A and the location B of the plurality of objects to be measured 11 are arranged side by side on the display screen 18 simultaneously by condensing on the optical lens in the microscope tube 14 using 20b and condensing on one image sensor 15. Can be displayed.
また、本実施例においては、被測定物１１の表裏にある複数の場所の映像を一画面に表示するようにしたが、被測定物１１の側面に平行プリズムや反射プリズムを配置し、当該側面からの反射光を顕微鏡筒１４の光学レンズに取り込み、被測定物１１の側面の映像を表示画面１８上に同時に表示することによって、アライメント測定を行うようにしてもよい。 In this embodiment, the images of a plurality of places on the front and back of the object to be measured 11 are displayed on one screen. However, a parallel prism or a reflecting prism is disposed on the side surface of the object to be measured 11 and the side surface is measured. The alignment measurement may be performed by capturing the reflected light from the optical lens of the microscope tube 14 and simultaneously displaying the image of the side surface of the object to be measured 11 on the display screen 18.
なお、本実施形態においては、台形プリズム１９ａ及び１９ｂを用いたが、菱形プリズムを用いても良いし、直角プリズムを用いても良いし、複数のプリズムを組み合わせて、その一端に入射した光を９０度曲げ、その導光部を通り、そして更に９０度曲げることによって、光を入射してきた方向と反対方向へ曲げ、他端から光を出射するようにしてもよい。 In the present embodiment, the trapezoidal prisms 19a and 19b are used. However, a rhombus prism, a right-angle prism, or a combination of a plurality of prisms and light incident on one end thereof may be used. By bending 90 degrees, passing through the light guide portion, and further bending 90 degrees, the light may be bent in the direction opposite to the direction in which the light is incident, and light may be emitted from the other end.
以上述べたとおり、本発明の測定装置及び測定方法によると、１画面上で離れた複数の場所の測定を１つの光学系を用いることで可能となる。また、本発明の測定装置及び測定方法によると、被測定物の表面及び裏面にある複数の場所を１画面上で並べて表示でき、１つの光学系を用いることで表面及び裏面の離れた複数点間の測定が可能となる。また、本発明の測定装置及び測定方法によると、被測定物のパーツのアライメントや配置を正確かつ容易に測定することができる。 As described above, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, it is possible to measure a plurality of locations separated on one screen by using one optical system. In addition, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, a plurality of locations on the front and back surfaces of the object to be measured can be displayed side by side on one screen, and a plurality of points separated from the front and back surfaces by using one optical system. Measurement in between is possible. Further, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, it is possible to accurately and easily measure the alignment and arrangement of the parts of the object to be measured.
また、本発明の測定装置及び測定方法によると、平行プリズムを用いることにより、光路を被測定物の直上で高さ方向に対し９０度曲げることができ、光学系の大きさ・高さ（ワークディスタンス）を小さくでき、測定装置を小型化することができる。 Further, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, by using a parallel prism, the optical path can be bent 90 degrees with respect to the height direction directly above the object to be measured. Distance) can be reduced, and the measuring apparatus can be miniaturized.
また、本発明の測定装置及び測定方法によると、被測定物の複数の場所又は複数の被測定物における複数の場所における外観・欠陥検査の高速化を実現することができる。 In addition, according to the measuring apparatus and the measuring method of the present invention, it is possible to realize high-speed appearance / defect inspection at a plurality of locations of a measured object or a plurality of locations of a plurality of measured objects.
よって、本発明の測定装置及び測定方法は、電子デバイスの寸法測定だけでなく高精度測定が求められる構造物一般に適応できる。 Therefore, the measuring apparatus and measuring method of the present invention can be applied to general structures that require not only dimension measurement of electronic devices but also high-precision measurement.
１ サスペンション
２ ベースプレート
３ ビーム
４ 仮基準穴
５ フレキシャ
５ａ パッド
６ ボス穴
７ ヒンジ
８ ワークフレーム
１０ 測定装置
１１ 被測定物
１２ ステージ
１３ａ、１３ｂ 平行プリズム
１４ 顕微鏡筒
１５ イメージセンサ
１６ コンピュータ
１７ 表示装置
１８ 表示画面
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 台形プリズム
２０、２０ａ、２０ｂ 直角プリズム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Suspension 2 Base plate 3 Beam 4 Temporary reference hole 5 Flexure 5a Pad 6 Boss hole 7 Hinge 8 Work frame 10 Measuring device 11 Measuring object 12 Stage 13a, 13b Parallel prism 14 Microscope cylinder 15 Image sensor 16 Computer 17 Display device 18 Display screen 19a, 19b, 19c Trapezoidal prism 20, 20a, 20b Right angle prism
Claims (4)
前記第１の台形プリズムからの光を取り込み９０度異なる方向に向けて出射する第１の反射プリズムと、
前記第２の台形プリズムからの光を取り込み、９０度異なる方向に向け、前記第１の反射プリズムが前記第１の台形プリズムからの光を出射するのと同じ方向に出射する第２の反射プリズムと、
前記第１及び前記第２の反射プリズムからの光を収束又は発散させる光学レンズと、
前記光学レンズからの光を取り込み、前記被測定物上の前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示する表示装置と、
を有し、
前記第１の場所に対応する前記被測定物の異なる面側の場所が前記第２の場所と異なり、
前記第１の台形プリズムの光路長が前記第２の台形プリズムの光路長より大きく、前記第１の反射プリズムは直角プリズムであり、前記第２の反射プリズムは三角柱に直方体が接合した形状の台形プリズムであり前記第１及び前記第２の場所からの反射光それぞれが前記光学レンズに到達するまでの光路長が等しいことを特徴とする測定装置。 First and second trapezoidal prisms having different lengths of the light guide unit that takes in reflected light from the first and second locations on different surfaces of the object to be measured and emits them in directions different by 180 degrees;
A first reflecting prism that takes in light from the first trapezoidal prism and emits it in directions different by 90 degrees;
A second reflecting prism that takes in light from the second trapezoidal prism and directs it in a direction different by 90 degrees in the same direction as the first reflecting prism emits light from the first trapezoidal prism. When,
An optical lens that converges or diverges light from the first and second reflecting prisms;
An image sensor that captures light from the optical lens and converts images of the first and second locations on the object to be measured into electrical signals;
A display device for displaying images of the first place and the second place on one screen based on the electrical signal;
Have
The location on the different surface side of the object to be measured corresponding to the first location is different from the second location,
The optical path length of the first trapezoidal prism is larger than the optical path length of the second trapezoidal prism, the first reflecting prism is a right angle prism, and the second reflecting prism is a trapezoid in which a rectangular parallelepiped is joined to a triangular prism. measurement and wherein the optical path length is equal to the respective reflected light from the prism is and said first and said second location reaches the optical lens.
前記第１及び第２の台形プリズムからの光をそれぞれ９０度異なる方向に向けて出射する第１及び第２の反射プリズムに取り込み、それぞれの光を同一方向へ出射し、
前記第１及び第２の反射プリズムからの光を収束又は発散させ、
前記収束又は発散させた光を取り込み、前記被測定物上の前記第１の場所及び第２の場所の映像を電気信号に変換し、
前記電気信号に基づき前記第１の場所及び第２の場所の映像を一つの画面に表示し、
前記第１の場所に対応する前記被測定物の異なる面側の場所が前記第２の場所と異なり、
前記第１の台形プリズムの光路長が前記第２の台形プリズムの光路長より大きく、前記第１の反射プリズムは直角プリズムであり、前記第２の反射プリズムは三角柱に直方体が接合した形状の台形プリズムであり前記第１及び前記第２の場所からの反射光それぞれが前記光学レンズに到達するまでの光路長が等しいことを特徴とする、測定方法。 Reflected light from the first and second locations on different surfaces of the object to be measured is taken into the first and second trapezoidal prisms having different light guide lengths, respectively, and emitted in directions different by 180 degrees,
The light from the first and second trapezoidal prisms is taken into the first and second reflecting prisms that emit light in directions different by 90 degrees, and the respective lights are emitted in the same direction,
Converge or diverge light from the first and second reflecting prisms;
Capturing the converged or diverged light, and converting the images of the first location and the second location on the object to be measured into electrical signals;
Displaying images of the first place and the second place on one screen based on the electrical signal,
The location on the different surface side of the object to be measured corresponding to the first location is different from the second location,
The optical path length of the first trapezoidal prism is larger than the optical path length of the second trapezoidal prism, the first reflecting prism is a right angle prism, and the second reflecting prism is a trapezoid in which a rectangular parallelepiped is joined to a triangular prism. A measuring method, characterized in that the optical path lengths until the reflected lights from the first and second locations reach the optical lens are equal.
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