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JP6476897B2 - Hardness distribution measuring device and hardness distribution measuring method for photocured resin - Google Patents
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JP6476897B2 - Hardness distribution measuring device and hardness distribution measuring method for photocured resin - Google Patents

Hardness distribution measuring device and hardness distribution measuring method for photocured resin Download PDF

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Description

本願の開示する技術は、光硬化樹脂の硬度分布計測装置及び硬度分布計測方法に関する。   The technology disclosed in the present application relates to a hardness distribution measuring device and a hardness distribution measuring method for a photocured resin.

光硬化樹脂の硬度計測をするための装置としては、励起光を出力する光源と、光源から出力された励起光を光硬化樹脂に導く光学系と、光硬化樹脂で発生された蛍光を検出する検出器とを備える光硬化樹脂の硬度計測装置がある。   As a device for measuring the hardness of a photo-curing resin, a light source that outputs excitation light, an optical system that guides the excitation light output from the light source to the photo-curing resin, and fluorescence generated by the photo-curing resin are detected. There is a photocuring resin hardness measurement device provided with a detector.

特開2009−14667号公報JP 2009-14667 A 特開2013−228270号公報JP 2013-228270 A 特開2010−197099号公報JP 2010-197099 A 特開2013−137199号公報JP 2013-137199 A

このような硬度計測装置が計測対象とする光硬化樹脂では、一般に、硬化用の照明が照射された表面と内部では、硬化の早さが異なる。従って、硬度計測装置を用いて、光硬化樹脂の表面で発生した蛍光を検出すると共に該検出された蛍光に基づいて光硬化樹脂全体の硬度を判定する場合、光硬化樹脂の硬度の判定精度が低下する虞がある。従って、硬度の判定精度を向上させるためには、光硬化樹脂の表面に対する深さ方向の硬度分布を計測できることが望まれる。   In a photo-curing resin to be measured by such a hardness measuring device, in general, the speed of curing differs between the surface irradiated with curing illumination and the inside. Therefore, when detecting the fluorescence generated on the surface of the photocurable resin using the hardness measuring device and determining the hardness of the entire photocurable resin based on the detected fluorescence, the determination accuracy of the hardness of the photocurable resin is high. May decrease. Therefore, in order to improve the determination accuracy of the hardness, it is desired that the hardness distribution in the depth direction with respect to the surface of the photo-curing resin can be measured.

本願の開示する技術は、一つの側面として、光硬化樹脂の表面に対する深さ方向の硬度分布を計測できるようにすることを目的とする。   An object of the technology disclosed by the present application is to enable measurement of the hardness distribution in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin as one aspect.

上記目的を達成するために、本願の開示する技術の一観点によれば、光源、ビームスプリッタ、対物レンズ、結像レンズ、共焦点ピンホール部材、検出器、第一走査部、及び、第二走査部を備える光硬化樹脂の硬度分布計測装置が提供される。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the technology disclosed in the present application, a light source, a beam splitter, an objective lens, an imaging lens, a confocal pinhole member, a detector, a first scanning unit, and a second There is provided a hardness distribution measuring device for a photo-curing resin including a scanning unit.

光源は、励起光を出力する。ビームスプリッタは、前記光源から出力された前記励起光を反射する。対物レンズは、前記ビームスプリッタで反射された前記励起光を計測対象である光硬化樹脂に集光させる。結像レンズは、前記対物レンズにより集光された前記励起光の照射により前記光硬化樹脂で発生されると共に前記対物レンズ及び前記ビームスプリッタを透過した蛍光を集光させる。共焦点ピンホール部材は、前記結像レンズにより集光された前記蛍光を通過させる共焦点ピンホールを有する。   The light source outputs excitation light. The beam splitter reflects the excitation light output from the light source. The objective lens collects the excitation light reflected by the beam splitter onto a photo-curing resin that is a measurement target. The imaging lens condenses the fluorescence generated by the photo-curing resin by the irradiation of the excitation light collected by the objective lens and transmitted through the objective lens and the beam splitter. The confocal pinhole member has a confocal pinhole that allows the fluorescence condensed by the imaging lens to pass therethrough.

検出器は、前記共焦点ピンホールを通過した前記蛍光の強度を検出する。第一走査部は、前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させる。第二走査部は、前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させる。   The detector detects the intensity of the fluorescence that has passed through the confocal pinhole. The first scanning unit relatively moves the confocal pinhole in the optical axis direction of the imaging lens so that the condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole. The second scanning unit is configured so that the light-curing resin is changed with respect to the light-collecting point of the objective lens so that the position of the light-converging point of the objective lens changes in a depth direction with respect to the surface of the photo-curing resin Move relative to the height direction of.

本願の開示する技術によれば、光硬化樹脂の表面に対する深さ方向の硬度分布を計測することができる。   According to the technique disclosed in the present application, the hardness distribution in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin can be measured.

光硬化樹脂の硬度分布計測装置における共焦点光学系を示す図である。It is a figure which shows the confocal optical system in the hardness distribution measuring apparatus of photocurable resin. 共焦点光学系を作動させる電気的な構成要素を示す図である。It is a figure which shows the electrical component which operates a confocal optical system. 制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a control part. 対物レンズの集光点の位置が光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the position of the condensing point of an objective lens is changed in the depth direction with respect to the surface of photocuring resin. 結像レンズの集光点が共焦点ピンホールを通過するように共焦点ピンホールが結像レンズの光軸方向に移動される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a confocal pinhole is moved to the optical axis direction of an imaging lens so that the condensing point of an imaging lens may pass a confocal pinhole. 光硬化樹脂の複数の高さ位置の各々について共焦点ピンホールの走査位置と蛍光強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the scanning position of a confocal pinhole, and fluorescence intensity about each of several height position of photocuring resin. 表面に対する深さ方向に一様に硬化している光硬化樹脂から得られた計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result obtained from the photocuring resin uniformly hardened in the depth direction with respect to the surface. 表面から浅い部位が硬化している光硬化樹脂から得られた計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result obtained from the photocurable resin which the site | part shallow from the surface has hardened. 制御部の動作の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of operation | movement of a control part.

以下、本願の開示する技術の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the technology disclosed in the present application will be described.

図1には、本実施形態の光硬化樹脂の硬度分布計測装置10(以後、単に硬度分布計測装置10と略称する)における共焦点光学系12が示されている。この共焦点光学系12は、光源14、レンズ16、ピンホール部材18、レンズ20、ダイクロイックミラー22、対物レンズ24、台26、フィルタステージ28、結像レンズ30、共焦点ピンホール部材32、及び、検出器34を備える。   FIG. 1 shows a confocal optical system 12 in a photocured resin hardness distribution measuring apparatus 10 (hereinafter simply referred to as a hardness distribution measuring apparatus 10) of the present embodiment. The confocal optical system 12 includes a light source 14, a lens 16, a pinhole member 18, a lens 20, a dichroic mirror 22, an objective lens 24, a table 26, a filter stage 28, an imaging lens 30, a confocal pinhole member 32, and The detector 34 is provided.

光源14は、一例として、レーザ光源であり、励起光36としてのレーザ光を出力する。レンズ16、ピンホール部材18、レンズ20、及び、ダイクロイックミラー22は、光源14の光軸上に配置されている。レンズ16、ピンホール部材18、及び、レンズ20は、光源14からダイクロイックミラー22側へ順に配置されている。   The light source 14 is a laser light source as an example, and outputs a laser beam as the excitation light 36. The lens 16, the pinhole member 18, the lens 20, and the dichroic mirror 22 are disposed on the optical axis of the light source 14. The lens 16, the pinhole member 18, and the lens 20 are disposed in order from the light source 14 to the dichroic mirror 22 side.

ピンホール部材18には、光源14の光軸方向に貫通するピンホール38が形成されている。光源14から出力された励起光36は、レンズ16を透過し、ピンホール38を通過する。ピンホール38を通過した励起光36は、レンズ20を透過し、ダイクロイックミラー22で反射される。ダイクロイックミラー22は、「ビームスプリッタ」の一例である。   The pinhole member 18 is formed with a pinhole 38 penetrating in the optical axis direction of the light source 14. The excitation light 36 output from the light source 14 passes through the lens 16 and passes through the pinhole 38. The excitation light 36 that has passed through the pinhole 38 passes through the lens 20 and is reflected by the dichroic mirror 22. The dichroic mirror 22 is an example of a “beam splitter”.

対物レンズ24は、ダイクロイックミラー22と台26との間に配置されている。ダイクロイックミラー22で反射された励起光36は、対物レンズ24により集光される。台26には、計測対象である光硬化樹脂40が載置される。対物レンズ24により集光された励起光36は、台26に載置された光硬化樹脂40に照射される。光硬化樹脂40に励起光36が照射されると、光硬化樹脂40で蛍光42が発生し、この蛍光42は、対物レンズ24及びダイクロイックミラー22を透過する。   The objective lens 24 is disposed between the dichroic mirror 22 and the base 26. The excitation light 36 reflected by the dichroic mirror 22 is collected by the objective lens 24. On the table 26, a photo-curing resin 40 as a measurement target is placed. The excitation light 36 condensed by the objective lens 24 is applied to the photocurable resin 40 placed on the table 26. When the photocurable resin 40 is irradiated with the excitation light 36, fluorescence 42 is generated in the photocurable resin 40, and the fluorescence 42 passes through the objective lens 24 and the dichroic mirror 22.

なお、本実施形態では、一例として、光硬化樹脂40そのものが計測対象として台26に載置されているが、光硬化樹脂40を備える部品や製品等が台26に載置され、この部品や製品等の光硬化樹脂40が計測対象とされても良い。   In this embodiment, as an example, the photocurable resin 40 itself is placed on the table 26 as a measurement target. However, a component or product including the photocurable resin 40 is placed on the table 26, The photo-curing resin 40 such as a product may be a measurement target.

ダイクロイックミラー22、結像レンズ30、共焦点ピンホール部材32、及び、検出器34は、対物レンズ24の光軸上に配置されている。フィルタステージ28は、ダイクロイックミラー22と結像レンズ30との間に配置されている。このフィルタステージ28には、「複数の波長フィルタ」の一例として、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46が設けられている。第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46は、互いに異なる透過波長特性を有する。フィルタステージ28は、対物レンズ24及び結像レンズ30の光軸と直交する方向にスライドされる。   The dichroic mirror 22, the imaging lens 30, the confocal pinhole member 32, and the detector 34 are disposed on the optical axis of the objective lens 24. The filter stage 28 is disposed between the dichroic mirror 22 and the imaging lens 30. The filter stage 28 is provided with a first wavelength filter 44 and a second wavelength filter 46 as an example of “a plurality of wavelength filters”. The first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 have different transmission wavelength characteristics. The filter stage 28 is slid in a direction orthogonal to the optical axes of the objective lens 24 and the imaging lens 30.

フィルタステージ28のスライド位置の切替により、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46のうち、ダイクロイックミラー22を透過した蛍光42が透過するフィルタが切り替えられる。つまり、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46には、蛍光42が選択的に透過される。第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46のいずれか一方を透過した蛍光42は、結像レンズ30に入射され、この結像レンズ30により集光される。   By switching the slide position of the filter stage 28, the filter that transmits the fluorescence 42 that has passed through the dichroic mirror 22 is switched among the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46. That is, the fluorescence 42 is selectively transmitted through the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46. The fluorescence 42 transmitted through one of the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 enters the imaging lens 30 and is collected by the imaging lens 30.

共焦点ピンホール部材32は、結像レンズ30と検出器34との間に配置されている。この共焦点ピンホール部材32には、結像レンズ30の光軸方向に貫通する共焦点ピンホール48が形成されている。結像レンズ30により集光された蛍光42は、共焦点ピンホール48を通過する。   The confocal pinhole member 32 is disposed between the imaging lens 30 and the detector 34. A confocal pinhole 48 penetrating in the optical axis direction of the imaging lens 30 is formed in the confocal pinhole member 32. The fluorescence 42 collected by the imaging lens 30 passes through the confocal pinhole 48.

検出器34は、共焦点ピンホール48を通過した蛍光42の強度を検出し、検出した蛍光強度に応じて信号を出力する。   The detector 34 detects the intensity of the fluorescence 42 that has passed through the confocal pinhole 48, and outputs a signal according to the detected fluorescence intensity.

図2には、上述の共焦点光学系12を作動させるための電気的な構成要素が示されている。本実施形態の硬度分布計測装置10は、電気的な構成要素として、第一走査部50、第二走査部52、切替部54、及び、情報処理部56を備えている。   FIG. 2 shows electrical components for operating the confocal optical system 12 described above. The hardness distribution measuring apparatus 10 of the present embodiment includes a first scanning unit 50, a second scanning unit 52, a switching unit 54, and an information processing unit 56 as electrical components.

第一走査部50、第二走査部52、及び、切替部54には、例えば、電動アクチュエータ、油圧アクチュエータ、空圧アクチュエータ等の駆動装置が用いられる。第一走査部50は、共焦点ピンホール48を有する共焦点ピンホール部材32を結像レンズ30の光軸方向に移動させる。第二走査部52は、台26を昇降させることで、この台26を対物レンズ24の光軸方向に移動させる。切替部54は、フィルタステージ28を結像レンズ30の光軸方向と直交する方向にスライドさせる。   For the first scanning unit 50, the second scanning unit 52, and the switching unit 54, for example, a driving device such as an electric actuator, a hydraulic actuator, and a pneumatic actuator is used. The first scanning unit 50 moves the confocal pinhole member 32 having the confocal pinhole 48 in the optical axis direction of the imaging lens 30. The second scanning unit 52 moves the table 26 in the optical axis direction of the objective lens 24 by moving the table 26 up and down. The switching unit 54 slides the filter stage 28 in a direction orthogonal to the optical axis direction of the imaging lens 30.

情報処理部56には、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータが用いられる。この情報処理部56は、信号入力部58、制御部60、駆動回路62、制御回路64、及び、記憶部66等を備える。信号入力部58は、検出器34と電気的に接続されている。検出器34から出力された信号(アナログ信号)は、信号入力部58に入力される。信号入力部58からは、検出器34から出力された信号に応じた信号(デジタル信号)が出力され、この信号入力部58から出力された信号は、制御部60に入力される。   For the information processing unit 56, for example, a computer such as a personal computer is used. The information processing unit 56 includes a signal input unit 58, a control unit 60, a drive circuit 62, a control circuit 64, a storage unit 66, and the like. The signal input unit 58 is electrically connected to the detector 34. A signal (analog signal) output from the detector 34 is input to the signal input unit 58. A signal (digital signal) corresponding to the signal output from the detector 34 is output from the signal input unit 58, and the signal output from the signal input unit 58 is input to the control unit 60.

制御部60には、例えば、CPU(Central Processing Unit)が用いられる。この制御部60には、信号処理部68が設けられており、この信号処理部68には、信号入力部58から出力された信号が入力される。この信号処理部68を含む制御部60では、後述する如く複数の処理(図3参照)が実行される。   For example, a CPU (Central Processing Unit) is used for the control unit 60. The control unit 60 is provided with a signal processing unit 68, and a signal output from the signal input unit 58 is input to the signal processing unit 68. The control unit 60 including the signal processing unit 68 executes a plurality of processes (see FIG. 3) as will be described later.

駆動回路62は、上述の第一走査部50、第二走査部52、及び、切替部54と電気的に接続されている。制御部60から出力された駆動信号は、駆動回路62を介して第一走査部50、第二走査部52、及び、切替部54に入力される。第一走査部50、第二走査部52、及び、切替部54は、駆動回路62を介して制御部60から出力された駆動信号に応じて作動する。   The drive circuit 62 is electrically connected to the first scanning unit 50, the second scanning unit 52, and the switching unit 54 described above. The drive signal output from the control unit 60 is input to the first scanning unit 50, the second scanning unit 52, and the switching unit 54 via the driving circuit 62. The first scanning unit 50, the second scanning unit 52, and the switching unit 54 operate according to the drive signal output from the control unit 60 via the drive circuit 62.

制御回路64は、上述の光源14と電気的に接続されている。制御部60から出力された制御信号は、制御回路64を介して光源14に入力される。光源14は、制御回路64を介して制御部60から出力された制御信号に応じて作動する。記憶部66には、例えば、揮発性メモリ等の記憶素子が用いられる。記憶部66には、制御部60から出力された蛍光強度に関するデータが記憶される。   The control circuit 64 is electrically connected to the light source 14 described above. The control signal output from the control unit 60 is input to the light source 14 via the control circuit 64. The light source 14 operates according to a control signal output from the control unit 60 via the control circuit 64. For the storage unit 66, for example, a storage element such as a volatile memory is used. The storage unit 66 stores data related to the fluorescence intensity output from the control unit 60.

次に、上述の硬度分布計測装置10を用いた光硬化樹脂の硬度分布計測方法について説明する。   Next, a method for measuring the hardness distribution of the photocured resin using the above-described hardness distribution measuring apparatus 10 will be described.

以下に説明する硬度分布計測装置10を用いた光硬化樹脂の硬度分布計測方法において、硬度分布計測装置10の共焦点光学系12、及び、この共焦点光学系12を作動させるための電気的な構成要素については、図2を参照することにする。また、制御部60の処理内容及びそのステップ番号については、図3のフローチャートを参照することにする。   In a hardness distribution measuring method for a photo-curing resin using the hardness distribution measuring apparatus 10 described below, the confocal optical system 12 of the hardness distribution measuring apparatus 10 and an electric for operating the confocal optical system 12 are described. Refer to FIG. 2 for the components. The processing content of the control unit 60 and its step number will be referred to the flowchart of FIG.

制御部60は、光硬化樹脂の硬度分布計測方法を実行するための処理を開始すると、先ず、光源14を作動させる(ステップS1)。光源14が作動すると、光源14から励起光36が出力され、光源14から出力された励起光36は、レンズ16を透過し、ピンホール38を通過する。ピンホール38を通過した励起光36は、レンズ20を透過し、ダイクロイックミラー22で反射される。ダイクロイックミラー22で反射された励起光36は、対物レンズ24により集光される(図4(A)参照)。   When the control part 60 starts the process for performing the hardness distribution measuring method of photocuring resin, first, the light source 14 will be operated (step S1). When the light source 14 is activated, the excitation light 36 is output from the light source 14, and the excitation light 36 output from the light source 14 passes through the lens 16 and passes through the pinhole 38. The excitation light 36 that has passed through the pinhole 38 passes through the lens 20 and is reflected by the dichroic mirror 22. The excitation light 36 reflected by the dichroic mirror 22 is collected by the objective lens 24 (see FIG. 4A).

次いで、制御部60は、第二走査部52を制御し、台26を上昇させる(ステップS2)。このとき、図4(B)に示されるように、台26と共に光硬化樹脂40が上昇され、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の表面近辺に位置される。光硬化樹脂40に励起光36が照射されると、光硬化樹脂40で蛍光42が発生し、この蛍光42は、対物レンズ24及びダイクロイックミラー22を透過する。   Subsequently, the control part 60 controls the 2nd scanning part 52, and raises the stand 26 (step S2). At this time, as shown in FIG. 4B, the photocurable resin 40 is raised together with the table 26, and the condensing point 24 </ b> A of the objective lens 24 is positioned near the surface of the photocurable resin 40. When the photocurable resin 40 is irradiated with the excitation light 36, fluorescence 42 is generated in the photocurable resin 40, and the fluorescence 42 passes through the objective lens 24 and the dichroic mirror 22.

次いで、制御部60は、切替部54を制御し、フィルタステージ28をスライドさせる(ステップS11)。このとき、フィルタステージ28は、対物レンズ24及び結像レンズ30の光軸上に第一波長フィルタ44が配置されるようにスライドされる。これにより、ダイクロイックミラー22を透過した蛍光42は、第一波長フィルタ44を透過する。また、第一波長フィルタ44を透過した蛍光42は、結像レンズ30により集光される。   Next, the control unit 60 controls the switching unit 54 to slide the filter stage 28 (step S11). At this time, the filter stage 28 is slid so that the first wavelength filter 44 is disposed on the optical axes of the objective lens 24 and the imaging lens 30. Thereby, the fluorescence 42 transmitted through the dichroic mirror 22 passes through the first wavelength filter 44. Further, the fluorescence 42 transmitted through the first wavelength filter 44 is collected by the imaging lens 30.

次いで、制御部60は、第一走査部50を制御し、共焦点ピンホール部材32を開始位置(始めの走査位置)に移動させる(ステップS12)。図5(a)に示されるように、共焦点ピンホール部材32の開始位置は、結像レンズ30の集光点30Aよりも検出器34側の位置とされる。この共焦点ピンホール部材32の開始位置は種々の計測条件を考慮して予め設定される。   Next, the control unit 60 controls the first scanning unit 50 to move the confocal pinhole member 32 to the start position (first scanning position) (step S12). As shown in FIG. 5A, the start position of the confocal pinhole member 32 is a position closer to the detector 34 than the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30. The starting position of the confocal pinhole member 32 is set in advance in consideration of various measurement conditions.

次いで、制御部60は、記憶部66に記憶されている最大の蛍光強度をリセットする(ステップS13)。初回のステップS13の処理では、最初に検出された蛍光強度が最大の蛍光強度に設定される。   Next, the control unit 60 resets the maximum fluorescence intensity stored in the storage unit 66 (step S13). In the first process of step S13, the fluorescence intensity detected first is set to the maximum fluorescence intensity.

そして、制御部60は、検出器34から出力された信号を入力する(ステップS14)。図5(a)に示されるように、共焦点ピンホール部材32が開始位置に位置されている状態では、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の集光点30Aに対してずれている。従って、検出器34に入射される蛍光42が少ないので、検出器34からの出力信号のレベルは低とされる。   And the control part 60 inputs the signal output from the detector 34 (step S14). As shown in FIG. 5A, in the state where the confocal pinhole member 32 is positioned at the start position, the confocal pinhole 48 is displaced from the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30. Accordingly, since the amount of fluorescence 42 incident on the detector 34 is small, the level of the output signal from the detector 34 is low.

次いで、制御部60は、第一走査部50を制御し、共焦点ピンホール部材32を次の走査位置に移動させる(ステップS15)。つまり、図5(a)に示される共焦点ピンホール部材32が結像レンズ30の集光点30Aに近づく方向に僅かに移動される。このときの共焦点ピンホール部材32の移動距離は、種々の計測条件、光硬化樹脂40の材質、光硬化樹脂40の高さ寸法等を考慮して予め設定される。   Next, the control unit 60 controls the first scanning unit 50 to move the confocal pinhole member 32 to the next scanning position (step S15). That is, the confocal pinhole member 32 shown in FIG. 5A is slightly moved in the direction approaching the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30. The moving distance of the confocal pinhole member 32 at this time is set in advance in consideration of various measurement conditions, the material of the photocurable resin 40, the height dimension of the photocurable resin 40, and the like.

次いで、制御部60は、検出器34から出力された信号を入力する(ステップS16)。また、制御部60は、ステップS16の処理において今回検出された蛍光強度と、記憶部66に記憶されている過去の蛍光強度とを比較する。そして、制御部60は、今回検出された蛍光強度が過去の蛍光強度よりも高いか否か、すなわち、今回検出された蛍光強度が最大であるか否かを判断する(ステップS17)。検出器34からの出力信号のレベルが低い場合、制御部60は、今回検出された蛍光強度が最大でないと判断し、ステップS18の処理をスキップする。   Next, the control unit 60 inputs the signal output from the detector 34 (step S16). Further, the control unit 60 compares the fluorescence intensity detected this time in the process of step S <b> 16 with the past fluorescence intensity stored in the storage unit 66. Then, the control unit 60 determines whether or not the fluorescence intensity detected this time is higher than the past fluorescence intensity, that is, whether or not the fluorescence intensity detected this time is the maximum (step S17). When the level of the output signal from the detector 34 is low, the control unit 60 determines that the fluorescence intensity detected this time is not the maximum, and skips the process of step S18.

次いで、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達したか否かを判断する(ステップS19)。図5(c)に示されるように、共焦点ピンホール部材32の終了位置は、結像レンズ30の集光点30Aよりも結像レンズ30側の位置とされる。この共焦点ピンホール部材32の終了位置は、種々の計測条件を考慮して予め設定される。   Next, the control unit 60 determines whether or not the confocal pinhole member 32 has reached the end position (step S19). As shown in FIG. 5C, the end position of the confocal pinhole member 32 is a position closer to the imaging lens 30 than the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30. The end position of the confocal pinhole member 32 is set in advance in consideration of various measurement conditions.

ここで、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達していないと判断した場合には、上述のステップS15の処理に戻る。そして、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達したと判断するまで、上述のステップS15〜S19の処理を繰り返し実行する。   Here, when the control unit 60 determines that the confocal pinhole member 32 has not reached the end position, the control unit 60 returns to the process of step S15 described above. And the control part 60 repeatedly performs the process of the above-mentioned step S15-S19 until it judges that the confocal pinhole member 32 reached | attained the end position.

このようにして上述のステップS15〜S19の処理が繰り返し実行されると、図5(a)〜図5(c)に示されるように、共焦点ピンホール部材32が開始位置から終了位置へ段階的に移動される。また、共焦点ピンホール部材32が上述のステップS15の処理毎に少しずつ移動されることにより、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の光軸方向における複数の走査位置に段階的に移動される。図5(a)〜図5(c)では、一例として三カ所の走査位置P,P,Pが示されているが、本実施形態では、走査位置P〜Pの間の複数の走査位置に共焦点ピンホール48が段階的に移動される。 When the processes of steps S15 to S19 described above are repeatedly executed in this way, the confocal pinhole member 32 is moved from the start position to the end position as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). Moved. Further, the confocal pinhole member 32 is moved little by little every processing of the above-described step S15, so that the confocal pinhole 48 is moved stepwise to a plurality of scanning positions in the optical axis direction of the imaging lens 30. The In FIG. 5A to FIG. 5C, three scanning positions P U , P M , and P L are shown as an example, but in this embodiment, between the scanning positions P U to P L. The confocal pinhole 48 is moved stepwise to a plurality of scanning positions.

また、本実施形態では、上述のステップS15〜S19の処理が繰り返し実行されるうちのステップS16の処理毎に、すなわち、共焦点ピンホール48の走査位置毎に、検出器34から蛍光強度に応じて出力された信号が制御部60に入力される。   Further, in the present embodiment, the detector 34 responds to the fluorescence intensity for each process of step S16 out of the processes of steps S15 to S19 described above, that is, for each scanning position of the confocal pinhole 48. The output signal is input to the control unit 60.

ここで、例えば、図5(a)に示されるように、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の集光点30Aよりも検出器34側にずれている状態では、検出器34に入射される蛍光42が少ないので、検出器34からの出力信号のレベルは低とされる。   Here, for example, as shown in FIG. 5A, when the confocal pinhole 48 is shifted to the detector 34 side from the condensing point 30A of the imaging lens 30, the light enters the detector 34. Since the amount of fluorescence 42 is small, the level of the output signal from the detector 34 is low.

一方、例えば、図5(b)に示されるように、共焦点ピンホール48の位置と結像レンズ30の集光点30Aの位置が一致する状態では、検出器34に入射される蛍光42が多いので、検出器34からの出力信号のレベルは最高となる。また、共焦点ピンホール48の位置と結像レンズ30の集光点30Aの位置が一致しなくても、略一致する状態では、検出器34に入射される蛍光42が多いので、検出器34からの出力信号のレベルは高となる。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 5B, in a state where the position of the confocal pinhole 48 and the position of the condensing point 30A of the imaging lens 30 coincide with each other, the fluorescence 42 incident on the detector 34 is generated. Since there are many, the level of the output signal from the detector 34 becomes the highest. Even if the position of the confocal pinhole 48 and the position of the condensing point 30A of the imaging lens 30 do not coincide with each other, in the substantially coincided state, there is much fluorescence 42 incident on the detector 34. The level of the output signal from becomes high.

そして、このように検出器34からの出力信号のレベルが高い状態である場合には、制御部60が、上述のステップS15〜S19の処理を繰り返し実行するうちのステップS17の処理において、今回検出された蛍光強度が最大であると判断する。また、制御部60は、今回検出された蛍光強度が最大であると判断した場合には、この今回検出された蛍光強度を最大の蛍光強度として取得し、この最大の蛍光強度を記憶部66に記憶させる(ステップS18)。   When the level of the output signal from the detector 34 is high as described above, the control unit 60 detects the current time in the process of step S17 of repeatedly executing the processes of steps S15 to S19 described above. The determined fluorescence intensity is determined to be maximum. Further, when the control unit 60 determines that the fluorescence intensity detected this time is the maximum, the control unit 60 acquires the fluorescence intensity detected this time as the maximum fluorescence intensity and stores the maximum fluorescence intensity in the storage unit 66. Store (step S18).

次いで、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達したか否かを判断する(ステップS19)。ここで、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達していないと判断した場合には、上述のステップS15の処理に戻る。そして、制御部60は、共焦点ピンホール部材32が終了位置(図5(c)参照)に到達したと判断するまで、上述のステップS15〜S19の処理を繰り返し実行する。   Next, the control unit 60 determines whether or not the confocal pinhole member 32 has reached the end position (step S19). Here, when the control unit 60 determines that the confocal pinhole member 32 has not reached the end position, the control unit 60 returns to the process of step S15 described above. And the control part 60 repeatedly performs the process of the above-mentioned step S15-S19 until it judges that the confocal pinhole member 32 reached | attained the end position (refer FIG.5 (c)).

上述のステップS15〜S19の処理を繰り返し実行されると、図5(c)に示されるように、共焦点ピンホール部材32が結像レンズ30の集光点30Aの位置から終了位置へ移動される。また、共焦点ピンホール部材32が結像レンズ30の集光点30Aの位置から終了位置へ移動されるときには、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の集光点30Aよりも結像レンズ30側にずれた状態となる。共焦点ピンホール48が結像レンズ30の集光点30Aよりも結像レンズ30側にずれた状態では、検出器34に入射される蛍光42が少ないので、検出器34からの出力信号のレベルは低とされる。   When the processes of steps S15 to S19 described above are repeatedly executed, the confocal pinhole member 32 is moved from the position of the condensing point 30A of the imaging lens 30 to the end position, as shown in FIG. The When the confocal pinhole member 32 is moved from the position of the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30 to the end position, the confocal pinhole 48 is more than the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30. It will be in the state shifted to the side. In a state in which the confocal pinhole 48 is shifted to the imaging lens 30 side from the condensing point 30A of the imaging lens 30, the level of the output signal from the detector 34 is small because the fluorescence 42 incident on the detector 34 is small. Is considered low.

そして、このように検出器34からの出力信号のレベルが低である場合、制御部60は、上述のステップS15〜S19の処理を繰り返し実行するうちのステップS17の処理において、今回検出された蛍光強度は最大ではないと判断する。制御部60は、今回検出された蛍光強度が最大ではないと判断した場合には、ステップS18の処理をスキップし、上述の最大の蛍光強度を維持させる。そして、共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達したときには、制御部60において共焦点ピンホール部材32が終了位置に到達したと判断され、上述のステップS15〜S19の処理が終了される。   When the level of the output signal from the detector 34 is low in this way, the control unit 60 detects the fluorescence detected this time in the process of step S17 out of the processes of steps S15 to S19 described above. Judge strength is not maximum. When determining that the fluorescence intensity detected this time is not the maximum, the control unit 60 skips the process of step S18 and maintains the above-described maximum fluorescence intensity. When the confocal pinhole member 32 reaches the end position, the control unit 60 determines that the confocal pinhole member 32 has reached the end position, and the processes in steps S15 to S19 described above are ended.

このように、本実施形態では、光硬化樹脂40が任意の高さ位置にあるときに、結像レンズ30の集光点30Aが共焦点ピンホール48を通過するように共焦点ピンホール48が結像レンズ30の光軸方向の複数の走査位置に段階的に移動される。また、複数の走査位置の各々において蛍光42の強度が検出器34により検出される。つまり、本実施形態では、共焦点ピンホール48の移動範囲(走査位置P〜P)に亘って断続的に蛍光強度が検出される。 Thus, in the present embodiment, the confocal pinhole 48 is arranged so that the condensing point 30A of the imaging lens 30 passes through the confocal pinhole 48 when the photo-curing resin 40 is at an arbitrary height position. The imaging lens 30 is moved stepwise to a plurality of scanning positions in the optical axis direction. Further, the intensity of the fluorescence 42 is detected by the detector 34 at each of the plurality of scanning positions. That is, in the present embodiment, the fluorescence intensity is intermittently detected over the movement range (scanning positions P U to P L ) of the confocal pinhole 48.

また、この検出器34により検出された複数の蛍光強度のうち最大の蛍光強度が取得され、この最大の蛍光強度は、光硬化樹脂40が任意の高さ位置にあるときの最大の蛍光強度として記憶部66に記憶される。さらに、この最大の蛍光強度は、第一波長フィルタ44を用いた場合の最大の蛍光強度として記憶部66に記憶される。   Further, the maximum fluorescence intensity is acquired from the plurality of fluorescence intensities detected by the detector 34, and the maximum fluorescence intensity is obtained as the maximum fluorescence intensity when the photocurable resin 40 is at an arbitrary height position. Stored in the storage unit 66. Further, the maximum fluorescence intensity is stored in the storage unit 66 as the maximum fluorescence intensity when the first wavelength filter 44 is used.

続いて、制御部60は、切替部54を制御し、フィルタステージ28を上述のステップS11の場合と反対側へスライドさせる(ステップS21)。つまり、フィルタステージ28は、対物レンズ24及び結像レンズ30の光軸上に第二波長フィルタ46が配置されるようにスライドされる。これにより、ダイクロイックミラー22を透過した蛍光42は、第二波長フィルタ46を透過する。また、第二波長フィルタ46を透過した蛍光42は、結像レンズ30により集光される。   Subsequently, the control unit 60 controls the switching unit 54 and slides the filter stage 28 to the opposite side to the case of step S11 described above (step S21). That is, the filter stage 28 is slid so that the second wavelength filter 46 is disposed on the optical axes of the objective lens 24 and the imaging lens 30. Thereby, the fluorescence 42 transmitted through the dichroic mirror 22 passes through the second wavelength filter 46. Further, the fluorescence 42 transmitted through the second wavelength filter 46 is collected by the imaging lens 30.

次いで、制御部60は、第一走査部50を制御し、図5(a)に示される如く、共焦点ピンホール部材32を再び開始位置(始めの走査位置)に移動させる(ステップS22)。そして、制御部60は、ステップS23からステップS29の処理を実行する。このステップS22からステップS29の処理は、第二波長フィルタ46が用いられる以外は、上述のステップS12からステップS19の処理と同様である。   Next, the control unit 60 controls the first scanning unit 50 to move the confocal pinhole member 32 to the starting position (first scanning position) again as shown in FIG. 5A (step S22). And the control part 60 performs the process of step S23 to step S29. The processing from step S22 to step S29 is the same as the processing from step S12 to step S19 described above except that the second wavelength filter 46 is used.

そして、このようにして上述のステップS22からステップS29の処理が実行されることにより、第二波長フィルタ46が用いられた場合についても、第一波長フィルタ44が用いられた場合と同様に、最大の蛍光強度が記憶部66に記憶される。   As a result of the processing from step S22 to step S29 being performed in this manner, when the second wavelength filter 46 is used, the maximum is the same as when the first wavelength filter 44 is used. Are stored in the storage unit 66.

そして、以上により、光硬化樹脂40が任意の高さ位置にあるときにおける、第一波長フィルタ44を用いた場合の最大の蛍光強度、及び、第二波長フィルタ46を用いた場合の最大の蛍光強度が取得される。   As described above, the maximum fluorescence intensity when the first wavelength filter 44 is used and the maximum fluorescence when the second wavelength filter 46 is used when the photo-curing resin 40 is at an arbitrary height position. Strength is acquired.

次いで、制御部60は、蛍光42波長法を用いた硬度計算を行う(ステップS31)。このステップS31の処理では、h、I(h)、I(h)、H(h)が用いられる。hは、光硬化樹脂40が移動される複数の高さ位置のうち任意の高さ位置である。I(h)は、第一波長フィルタ44が用いられた場合の上述の任意の高さ位置について取得された最大の蛍光強度である。また、I(h)は、第二波長フィルタ46が用いられた場合の上述の任意の高さ位置について取得された最大の蛍光強度である。さらに、H(h)は、光硬化樹脂40における上述の任意の高さ位置についての硬度である。制御部60では、次式を用いて硬度H(h)が算出される。 Next, the control unit 60 performs hardness calculation using the fluorescence 42 wavelength method (step S31). In the process of step S31, h, I A (h), I B (h), and H (h) are used. h is an arbitrary height position among a plurality of height positions to which the photocurable resin 40 is moved. I A (h) is the maximum fluorescence intensity acquired for the above-described arbitrary height position when the first wavelength filter 44 is used. Further, I B (h) is the maximum fluorescence intensity acquired for the above-described arbitrary height position when the second wavelength filter 46 is used. Further, H (h) is the hardness at the above-described arbitrary height position in the photocurable resin 40. In the control unit 60, the hardness H (h) is calculated using the following equation.

そして、制御部60は、上述のステップS31で算出されたデータを記憶部66に保存させる(ステップS32)。   And the control part 60 preserve | saves the data calculated by the above-mentioned step S31 in the memory | storage part 66 (step S32).

次いで、制御部60は、計測対象である光硬化樹脂40が終了位置に移動されたか否かを判断する(ステップS33)。図4(E)に示されるように、光硬化樹脂40の終了位置は、結像レンズ30の集光点30Aが光硬化樹脂40の裏面を超えた位置とされる。この光硬化樹脂40の終了位置は、種々の計測条件、光硬化樹脂40の材質、光硬化樹脂40の高さ寸法等を考慮して予め設定される。   Next, the control unit 60 determines whether or not the photo-curing resin 40 that is the measurement target has been moved to the end position (step S33). As shown in FIG. 4E, the end position of the photocurable resin 40 is a position where the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30 exceeds the back surface of the photocurable resin 40. The end position of the photocurable resin 40 is set in advance in consideration of various measurement conditions, the material of the photocurable resin 40, the height dimension of the photocurable resin 40, and the like.

制御部60は、計測対象である光硬化樹脂40が終了位置に移動されていないと判断した場合には、上述のステップS2の処理に戻る。そして、制御部60は、第二走査部52を制御し、台26を上昇させる(ステップS2)。台26が上昇されると、光硬化樹脂40が対物レンズ24の集光点24Aに対して上側(光硬化樹脂40の高さ方向の上側)に移動し、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の深い位置に移動される(例えば図4(C)参照)。   When the control unit 60 determines that the photo-curing resin 40 to be measured has not been moved to the end position, the control unit 60 returns to the process of step S2 described above. And the control part 60 controls the 2nd scanning part 52, and raises the stand 26 (step S2). When the table 26 is raised, the photo-curing resin 40 moves upward (upward in the height direction of the photo-curing resin 40) with respect to the condensing point 24A of the objective lens 24, and the condensing point 24A of the objective lens 24 is moved. It is moved to a deep position in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40 (see, for example, FIG. 4C).

そして、制御部60は、計測対象である光硬化樹脂40が終了位置に移動されたと判断するまで、上述のステップS2〜S33の処理を繰り返し実行する。このステップS2〜S33の処理が繰り返し実行されるうちのステップS2の処理毎に、光硬化樹脂40が上側に移動される。また、光硬化樹脂40が上側に移動されることで、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の深い位置に移動される。   And the control part 60 repeatedly performs the process of the above-mentioned step S2-S33 until it judges that the photocurable resin 40 which is measurement object was moved to the end position. The photo-curing resin 40 is moved upward every time the process of step S2 is repeatedly executed. Moreover, the light condensing point 24 </ b> A of the objective lens 24 is moved to a deep position in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40 by moving the photocurable resin 40 upward.

そして、図4(E)に示されるように、光硬化樹脂40が終了位置に移動されると、制御部60において光硬化樹脂40が終了位置に移動されたと判断され、上述のステップS2〜S33の処理が終了される。   As shown in FIG. 4E, when the photocurable resin 40 is moved to the end position, the control unit 60 determines that the photocurable resin 40 has been moved to the end position, and the above-described steps S2 to S33 are performed. This process is terminated.

このように、本実施形態では、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の各々を用いた場合の最大の蛍光強度の取得と、光硬化樹脂40の高さ方向の移動(上昇)とが繰り返し行われる。そして、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の各々を用いた場合における、光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々について最大の蛍光強度が取得される。   Thus, in this embodiment, the acquisition of the maximum fluorescence intensity when each of the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 is used, and the movement (rise) of the photocurable resin 40 in the height direction are performed. Repeatedly. And when each of the 1st wavelength filter 44 and the 2nd wavelength filter 46 is used, the maximum fluorescence intensity is acquired about each of several height position of the photocurable resin 40. FIG.

さらに、本実施形態では、上述の式により、この光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々について、硬度H(h)が算出される。なお、上述の最大の蛍光強度の取得を実行するステップS11〜S29の処理は、「第一処理」の一例である。また、上述の光硬化樹脂40の高さ方向の移動を実行するステップS2の処理は、「第二処理」の一例である。   Furthermore, in the present embodiment, the hardness H (h) is calculated for each of the plurality of height positions of the photo-curing resin 40 by the above formula. In addition, the process of step S11-S29 which performs acquisition of the above-mentioned maximum fluorescence intensity is an example of a "first process". Moreover, the process of step S2 which performs the movement of the photocurable resin 40 in the height direction described above is an example of “second process”.

制御部60は、上述の如く光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々について硬度H(h)を算出した後、光源14を停止させ(ステップS34)、一連の処理を終了する。   After calculating the hardness H (h) for each of the plurality of height positions of the photo-curing resin 40 as described above, the control unit 60 stops the light source 14 (step S34) and ends the series of processes.

ここで、図6(A)〜図6(E)には、光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々について共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係が示されている。   Here, FIGS. 6A to 6E show the relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity for each of a plurality of height positions of the photo-curing resin 40.

図6(A)は、図4(A)に示されるように、光硬化樹脂40の高さ位置hのとき、すなわち、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の表面よりも上方に位置されたときの共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係を示す。また、図6(B)は、図4(B)に示されるように、光硬化樹脂40の高さ位置hのとき、すなわち、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の表面に位置されたときの共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係を示す。 6 (A) is as shown in FIG. 4 (A), when the photocurable resin 40 in height position h 0, i.e., from the surface focal point 24A of the objective lens 24 of the photocurable resin 40 The relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity when positioned above is shown. Also, FIG. 6 (B), as shown in FIG. 4 (B), when the photocurable resin 40 in height position h s, that is, the surface focal point 24A of the objective lens 24 of the photocurable resin 40 The relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity when positioned at is shown.

また、図6(C)は、図4(C)に示されるように、光硬化樹脂40の高さ位置hのとき、すなわち、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の内部に位置されたときの共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係を示す。また、図6(D)は、図4(D)に示されるように、光硬化樹脂40の高さ位置hのとき、すなわち、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の裏面に位置されたときの共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係を示す。 Also, FIG. 6 (C) as shown in FIG. 4 (C), when the photocurable resin 40 in height position h m, i.e., internal focal point 24A of the objective lens 24 of the photocurable resin 40 The relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity when positioned at is shown. Also, FIG. 6 (D) as shown in FIG. 4 (D), when the height position h e photocurable resin 40, i.e., focal point 24A of the objective lens 24 is the back surface of the photocurable resin 40 The relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity when positioned at is shown.

また、図6(E)は、図4(E)に示されるように、光硬化樹脂40の高さ位置hのとき、すなわち、対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40の裏面よりも下方に位置されたときの共焦点ピンホール48の走査位置と蛍光強度との関係を示す。 6E, when the photocurable resin 40 is at the height position h n , that is, the condensing point 24A of the objective lens 24 is the back surface of the photocurable resin 40, as shown in FIG. The relationship between the scanning position of the confocal pinhole 48 and the fluorescence intensity when positioned below is shown.

図6(B)〜図6(D)における走査位置P,P,Pは、図5(a)〜図5(c)における共焦点ピンホール48の走査位置P,P,Pを示す。上述の如く、図5(a)〜図5(c)では、一例として三カ所の走査位置P,P,Pが示されているが、本実施形態では、走査位置P〜Pの間の複数の走査位置に共焦点ピンホール48が段階的に移動される。図6(C)では走査位置Pにおいて蛍光強度が最大になっているが、図6(B),図6(D)では走査位置Pからずれた位置で蛍光強度が最大になっている。これは、励起光や蛍光42が光硬化樹脂40の表面にて屈折すること等により、図5に示される結像レンズ30の集光点30Aの位置が変化するためである。 The scanning positions P U , P M , and P L in FIGS. 6B to 6D are the scanning positions P U , P M , and P of the confocal pinhole 48 in FIGS. 5A to 5C, respectively. It shows the P L. As described above, FIGS. 5A to 5C show three scanning positions P U , P M , and P L as an example, but in this embodiment, the scanning positions P U to P are shown. The confocal pinhole 48 is moved stepwise to a plurality of scanning positions between L. Although FIG. 6 (C) the fluorescence intensity in the scanning position P M is the largest, FIG. 6 (B), the fluorescence intensity becomes maximum at a position shifted from the FIG 6 (D) in the scanning position P M . This is because the position of the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30 shown in FIG. 5 changes due to the refraction of the excitation light or the fluorescence 42 on the surface of the photocuring resin 40.

本実施形態では、この複数の走査位置の各々において検出された複数の蛍光強度のうち最大の蛍光強度が採用される。   In the present embodiment, the maximum fluorescence intensity among the plurality of fluorescence intensities detected at each of the plurality of scanning positions is employed.

なお、図6(A),図6(E)では、図4(A),図4(E)に示される如く対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40から外れているので、検出される蛍光強度は低となる。従って、上述の硬度H(h)は、最大の蛍光強度が得られる高さ位置hから高さ位置hの範囲で算出されるのが望ましい。 In FIGS. 6A and 6E, detection is performed because the condensing point 24A of the objective lens 24 is out of the photo-curing resin 40 as shown in FIGS. 4A and 4E. The fluorescence intensity is low. Therefore, the above-mentioned hardness H (h) is the maximum fluorescence intensity is calculated in a range of height h e from the height position h s obtained is desirable.

図7(A)〜図7(C)には、表面に対する深さ方向に一様に硬化している光硬化樹脂40から得られた計測結果が示されている。図7(A)は、第一波長フィルタ44を用いた場合における、光硬化樹脂40の高さ位置と蛍光強度との関係を示す。また、図7(B)は、第二波長フィルタ46を用いた場合における、光硬化樹脂40の高さ位置と蛍光強度との関係を示す。また、図7(C)は、光硬化樹脂40の高さ位置と、上述の式により算出される硬度との関係を示す。   7A to 7C show the measurement results obtained from the photo-curing resin 40 that is uniformly cured in the depth direction with respect to the surface. FIG. 7A shows the relationship between the height position of the photocurable resin 40 and the fluorescence intensity when the first wavelength filter 44 is used. FIG. 7B shows the relationship between the height position of the photocurable resin 40 and the fluorescence intensity when the second wavelength filter 46 is used. FIG. 7C shows the relationship between the height position of the photocurable resin 40 and the hardness calculated by the above formula.

図7(A)〜図7(C)に示されるように、表面に対する深さ方向に一様に硬化している光硬化樹脂40では、光硬化樹脂40の高さ位置hsから高さ位置heに亘って一様な蛍光強度が得られる。   As shown in FIGS. 7A to 7C, in the photo-curing resin 40 that is uniformly cured in the depth direction with respect to the surface, the height position he from the height position hs of the photo-curing resin 40. A uniform fluorescence intensity can be obtained over a wide range.

一方、図8(A)〜図8(C)には、表面から浅い部位が硬化している光硬化樹脂40から得られた計測結果が示されている。図8(A)は、第一波長フィルタ44を用いた場合における、光硬化樹脂40の高さ位置と蛍光強度との関係を示す。また、図8(B)は、第二波長フィルタ46を用いた場合における、光硬化樹脂40の高さ位置と蛍光強度との関係を示す。また、図8(C)は、光硬化樹脂40の高さ位置と、上述の式により算出される硬度との関係を示す。   On the other hand, FIGS. 8A to 8C show measurement results obtained from the photo-curing resin 40 in which a shallow portion is cured from the surface. FIG. 8A shows the relationship between the height position of the photocurable resin 40 and the fluorescence intensity when the first wavelength filter 44 is used. FIG. 8B shows the relationship between the height position of the photocurable resin 40 and the fluorescence intensity when the second wavelength filter 46 is used. FIG. 8C shows the relationship between the height position of the photo-curing resin 40 and the hardness calculated by the above formula.

図8(A)〜図8(C)に示されるように、表面から浅い部位が深い部位よりも早く硬化している光硬化樹脂40では、表面から浅い部位が硬化しているため、この表面から浅い部位での蛍光強度および硬度が表面から深い部位での蛍光強度および硬度よりも高くなっている。   As shown in FIGS. 8 (A) to 8 (C), in the photo-curing resin 40 in which the shallow part is hardened faster than the deep part from the surface, the shallow part is hardened from the surface. The fluorescence intensity and hardness at a shallow part are higher than the fluorescence intensity and hardness at a deep part from the surface.

このように、本実施形態では、光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の硬度分布が得られる。   Thus, in this embodiment, a hardness distribution in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40 is obtained.

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

以上詳述したように、本実施形態では、図4(A)〜図4(E)に示されるように、対物レンズ24の集光点24Aの位置が光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向に変化するように光硬化樹脂40が複数の高さ位置に移動される。これにより、光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々において発生した蛍光が得られる。この光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々において発生した蛍光は、図2に示される第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46を選択的に透過し、結像レンズ30で集光される。   As described above in detail, in this embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4E, the position of the condensing point 24 </ b> A of the objective lens 24 is in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40. The photo-curing resin 40 is moved to a plurality of height positions so as to change to Thereby, the fluorescence which generate | occur | produced in each of several height position of the photocurable resin 40 is obtained. The fluorescence generated at each of the plurality of height positions of the photo-curing resin 40 is selectively transmitted through the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 shown in FIG. The

ここで、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の透過波長特性が互いに異なることや、励起光や蛍光42が光硬化樹脂40の表面にて屈折すること等により、結像レンズ30の集光点の位置が変化する。従って、仮に共焦点ピンホール48の位置を光硬化樹脂40の高さ位置に合わせて移動させた場合でも、共焦点ピンホール48と結像レンズ30の集光点の位置が一致しないことがある。この場合、蛍光強度を精度良く検出することが困難であり、光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の硬度分布計測を実現することが困難となる。   Here, the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 have different transmission wavelength characteristics, and excitation light and fluorescence 42 are refracted on the surface of the photocuring resin 40. The position of the light spot changes. Therefore, even if the position of the confocal pinhole 48 is moved according to the height position of the photocurable resin 40, the positions of the condensing points of the confocal pinhole 48 and the imaging lens 30 may not match. . In this case, it is difficult to detect the fluorescence intensity with high accuracy, and it is difficult to realize hardness distribution measurement in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40.

しかしながら、本実施形態では、光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々(図4参照)について、図5(a)〜図5(c)に示されるように、共焦点ピンホール48が走査位置P〜Pの間の複数の走査位置に移動される。この複数の走査位置の各々において検出器34により検出された複数の蛍光強度のうち、共焦点ピンホール48の位置と結像レンズ30の集光点30Aの位置が一致又は略一致する状態のときには蛍光強度が最大になる。また、この最大となる蛍光強度が光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々についての蛍光強度として採用される。 However, in this embodiment, the confocal pinhole 48 scans for each of a plurality of height positions of the photo-curing resin 40 (see FIG. 4), as shown in FIGS. It is moved to a plurality of scanning positions between the positions P U to P L. Of the plurality of fluorescence intensities detected by the detector 34 at each of the plurality of scanning positions, the position of the confocal pinhole 48 and the position of the condensing point 30A of the imaging lens 30 are in a state of being coincident or substantially coincident with each other. The fluorescence intensity is maximized. The maximum fluorescence intensity is adopted as the fluorescence intensity for each of the plurality of height positions of the photo-curing resin 40.

従って、如く第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の透過波長特性の違いや励起光の屈折等により、結像レンズ30の集光点30Aの位置が変化する場合でも、光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々における蛍光強度を精度良く検出することができる。これにより、光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の硬度分布を得ることが可能になる。   Therefore, even when the position of the condensing point 30A of the imaging lens 30 changes due to the difference in the transmission wavelength characteristics of the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46, the refraction of the excitation light, etc. The fluorescence intensity at each of a plurality of height positions can be detected with high accuracy. Thereby, it is possible to obtain a hardness distribution in the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40.

また、本実施形態によれば、光硬化樹脂40の表面に対する深さ方向の硬度分布を得ることができるので、例えば、光硬化樹脂40を表面から削る等により硬度分布を計測する方法に比して、計測時間を短縮することができる。   Moreover, according to this embodiment, since the hardness distribution of the depth direction with respect to the surface of the photocurable resin 40 can be obtained, for example, compared with the method of measuring the hardness distribution by shaving the photocurable resin 40 from the surface or the like. Measurement time can be shortened.

さらに、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の各々を用いた場合における任意の高さ位置について取得された最大の蛍光強度から、光硬化樹脂40における任意の高さ位置についての硬度H(h)が上記式により算出される。これにより、硬度分布を定量的に示すことができる。   Furthermore, from the maximum fluorescence intensity acquired at any height position when each of the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46 is used, the hardness H (at any height position in the photocurable resin 40). h) is calculated by the above formula. Thereby, hardness distribution can be shown quantitatively.

次に、本実施形態の変形例について説明する。   Next, a modification of this embodiment will be described.

上記実施形態では、図4に示されるように、台26が昇降されることで光硬化樹脂40が対物レンズ24の集光点24Aに対して移動される。しかしながら、例えば、光源14側のレンズ20等(図2参照)が光源14の光軸方向に移動されることで対物レンズ24の集光点24Aが光硬化樹脂40に対して移動されても良い。   In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the photocurable resin 40 is moved with respect to the condensing point 24 </ b> A of the objective lens 24 by raising and lowering the table 26. However, for example, the condensing point 24 </ b> A of the objective lens 24 may be moved with respect to the photocurable resin 40 by moving the lens 20 or the like (see FIG. 2) on the light source 14 side in the optical axis direction of the light source 14. .

また、上記実施形態では、図5に示されるように、共焦点ピンホール部材32が移動されることで共焦点ピンホール48が結像レンズ30の集光点30Aに対して移動される。しかしながら、結像レンズ30に焦点可変レンズが用いられると共に、この焦点可変レンズの焦点が変化されることで、結像レンズ30の集光点30Aが共焦点ピンホール48に対して移動されても良い。   In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the confocal pinhole member 32 is moved with respect to the condensing point 30 </ b> A of the imaging lens 30 by moving the confocal pinhole member 32. However, a variable focus lens is used for the imaging lens 30 and the focal point of the variable focus lens is changed so that the condensing point 30A of the imaging lens 30 is moved with respect to the confocal pinhole 48. good.

また、上記実施形態において、図1に示される光源14を点光源とできる場合には、光源14側に設けられたピンホール部材18の代わりに、シングルモードファイバなどが用いられても良い。   Moreover, in the said embodiment, when the light source 14 shown by FIG. 1 can be used as a point light source, a single mode fiber etc. may be used instead of the pinhole member 18 provided in the light source 14 side.

また、上記実施形態では、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46の二種類の波長フィルタが用いられているが、三つ以上の波長フィルタが用いられても良い。   Moreover, in the said embodiment, although two types of wavelength filters, the 1st wavelength filter 44 and the 2nd wavelength filter 46, are used, three or more wavelength filters may be used.

また、上記実施形態では、好ましくは、複数の波長フィルタが用いられるが、一つの波長フィルタが用いられても良い。そして、この一つの波長フィルタが用いられた場合における光硬化樹脂40の複数の高さ位置の各々について最大の蛍光強度が取得されても良い。   In the above embodiment, a plurality of wavelength filters are preferably used, but a single wavelength filter may be used. Then, the maximum fluorescence intensity may be acquired for each of the plurality of height positions of the photo-curing resin 40 when this one wavelength filter is used.

また、上記実施形態では、特定の波長の光を反射及び透過させるダイクロイックミラー22が用いられているが、通常のビームスプリッタが用いられても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the dichroic mirror 22 which reflects and permeate | transmits the light of a specific wavelength is used, a normal beam splitter may be used.

また、上記実施形態では、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の光軸方向の複数の走査位置に段階的に移動される。そして、この複数の走査位置の各々で蛍光強度が検出される。しかしながら、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の光軸方向に連続的に移動されても良い。また、共焦点ピンホール48が結像レンズ30の光軸方向に連続的に移動される場合に、共焦点ピンホール48の移動範囲に亘って蛍光強度が連続的に検出されても良く、また、断続的に検出され点も良い。   In the above embodiment, the confocal pinhole 48 is moved stepwise to a plurality of scanning positions in the optical axis direction of the imaging lens 30. Then, the fluorescence intensity is detected at each of the plurality of scanning positions. However, the confocal pinhole 48 may be continuously moved in the optical axis direction of the imaging lens 30. Further, when the confocal pinhole 48 is continuously moved in the optical axis direction of the imaging lens 30, the fluorescence intensity may be continuously detected over the moving range of the confocal pinhole 48, and The point detected intermittently is also good.

また、上記実施形態では、対物レンズ24の集光点24Aの位置が光硬化樹脂40の表面側から裏面側に移動されるが、対物レンズ24の集光点24Aの位置が光硬化樹脂40の裏面側から表面側に移動されても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the position of the condensing point 24A of the objective lens 24 is moved from the surface side of the photocurable resin 40 to a back surface side, the position of the condensing point 24A of the objective lens 24 is the position of the photocurable resin 40. It may be moved from the back side to the front side.

また、上記実施形態では、台26を水平方向にスライドさせる機構が用いられても良い。そして、台26を水平方向にスライドさせることで光硬化樹脂40の同一水平面内について硬度分布が測定されても良い。また、例えば、ガルバノミラーが用いられることで対物レンズ24の集光点24Aが走査され、これにより、光硬化樹脂40の同一水平面内について硬度分布が測定されても良い。   In the above embodiment, a mechanism for sliding the table 26 in the horizontal direction may be used. Then, the hardness distribution may be measured in the same horizontal plane of the photocurable resin 40 by sliding the table 26 in the horizontal direction. Further, for example, by using a galvanometer mirror, the condensing point 24A of the objective lens 24 may be scanned, and thereby the hardness distribution may be measured in the same horizontal plane of the photocurable resin 40.

また、上記実施形態では、円周上に複数のピンホール38を有するニポウディスクがピンホール部材18として用いられると共に、検出器34に例えばカメラ等の二次元検出器が用いられても良い。そして、台26を水平方向にスライドさせることなく光硬化樹脂40の同一水平面内について硬度分布が測定されても良い。なお、この場合には、二次元検出器の複数の画素毎に最大の蛍光強度の検出と硬度の算出が行われることが望ましい。   Further, in the above embodiment, a Nipkow disk having a plurality of pinholes 38 on the circumference is used as the pinhole member 18, and a two-dimensional detector such as a camera may be used as the detector 34. And hardness distribution may be measured about the same horizontal surface of the photocurable resin 40, without making the base 26 slide in a horizontal direction. In this case, it is desirable to detect the maximum fluorescence intensity and calculate the hardness for each of the plurality of pixels of the two-dimensional detector.

また、上記実施形態では、検出器34によって検出される蛍光強度が所定の閾値以下になった場合に、ステップS33の処理において計測終了と判断されても良い。   Moreover, in the said embodiment, when the fluorescence intensity detected by the detector 34 becomes below a predetermined threshold value, it may be determined that the measurement is ended in the process of step S33.

また、上記実施形態では、上述のステップS31〜S34の代わりに、図9に示されるステップS41〜S47が実行されても良い。   Moreover, in the said embodiment, step S41-S47 shown by FIG. 9 may be performed instead of above-mentioned step S31-S34.

すなわち、制御部60は、第一波長フィルタ44及び第二波長フィルタ46について、光硬化樹脂40が任意の高さ位置にあるときの最大の蛍光強度を得た後、これらの最大の蛍光強度を記憶部66に保存させる(ステップS41)。次いで、制御部60は、計測対象である光硬化樹脂40が終了位置に移動されたか否かを判断する(ステップS42)。そして、制御部60は、光硬化樹脂40が終了位置に移動されたと判断した場合には、光源14を停止させる(ステップS43)。   That is, the control unit 60 obtains the maximum fluorescence intensity when the photocurable resin 40 is at an arbitrary height position for the first wavelength filter 44 and the second wavelength filter 46, and then sets the maximum fluorescence intensity. The data is stored in the storage unit 66 (step S41). Next, the control unit 60 determines whether or not the photo-curing resin 40 that is a measurement target has been moved to the end position (step S42). If the control unit 60 determines that the photocurable resin 40 has been moved to the end position, the control unit 60 stops the light source 14 (step S43).

続いて、制御部60は、光硬化樹脂40の深さ方向における任意の位置を指定する(ステップS44)。この指定された任意の位置は、例えば操作者が任意に指定することが可能である。   Subsequently, the control unit 60 designates an arbitrary position in the depth direction of the photocurable resin 40 (step S44). The designated arbitrary position can be arbitrarily designated by an operator, for example.

そして、制御部60は、指定された任意の位置に対応する高さ位置hについて、上述の式により蛍光42波長法を用いた硬度H(h)の計算を行う(ステップS45)。また、制御部60は、上述のステップS45で算出されたデータを記憶部66に保存させる(ステップS46)。   And the control part 60 calculates the hardness H (h) using the fluorescence 42 wavelength method by the above-mentioned formula about the height position h corresponding to the designated arbitrary positions (step S45). Further, the control unit 60 stores the data calculated in step S45 described above in the storage unit 66 (step S46).

このように、全ての高さ位置に対応する最大の蛍光強度が得られた後に、指定された任意の位置について硬度H(h)が算出されても良い。   Thus, after the maximum fluorescence intensity corresponding to all the height positions is obtained, the hardness H (h) may be calculated for any designated position.

以上、本願の開示する技術の一実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。   As mentioned above, although one embodiment of the technique disclosed in the present application has been described, the technique disclosed in the present application is not limited to the above, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, it is possible.

なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   In addition, the following additional remark is disclosed regarding one Embodiment of the technique which the above-mentioned this application discloses.

(付記1)
励起光を出力する光源と、
前記光源から出力された前記励起光を反射するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射された前記励起光を計測対象である光硬化樹脂に集光させる対物レンズと、
前記対物レンズにより集光された前記励起光の照射により前記光硬化樹脂で発生されると共に前記対物レンズ及び前記ビームスプリッタを透過した蛍光を集光させる結像レンズと、
前記結像レンズにより集光された前記蛍光を通過させる共焦点ピンホールを有する共焦点ピンホール部材と、
前記共焦点ピンホールを通過した前記蛍光の強度を検出する検出器と、
前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させる第一走査部と、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させる第二走査部と、
を備える光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
(付記2)
前記第一走査部及び前記第二走査部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記第一走査部を制御して前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させ、前記共焦点ピンホールの相対移動範囲に亘って前記共焦点ピンホールを通過する前記蛍光の強度を前記検出器により検出させると共に、前記検出器により検出された蛍光強度のうち最大の蛍光強度を取得する第一処理と、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記第二走査部を制御して前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させる第二処理とを繰り返し行うことで、前記光硬化樹脂が相対移動された複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得する、
付記1に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
(付記3)
前記ビームスプリッタと前記結像レンズとの間に配置され、互いに異なる透過波長特性を有し、前記蛍光が選択的に透過される複数の波長フィルタをさらに備え、
前記制御部は、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合の前記第一処理と、前記第二処理とを繰り返し行うことで、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合における前記光硬化樹脂の前記複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得する、
付記2に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
(付記4)
前記複数の波長フィルタは、第一波長フィルタ及び第二波長フィルタを含み、
前記複数の高さ位置のうち任意の高さ位置をhとし、
前記第一波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とし、
前記第二波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とした場合に、
前記制御部は、次式を用いて、前記光硬化樹脂における前記任意の高さ位置についての硬度H(h)を算出する、

付記3に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
(付記5)
対物レンズ、結像レンズ、及び、共焦点ピンホールを有する共焦点光学系を用い、計測対象である光硬化樹脂に前記対物レンズを通じて励起光を照射して、前記光硬化樹脂から蛍光を発生させると共に、前記対物レンズを透過した前記蛍光を前記結像レンズで集光させ、
前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させ、前記共焦点ピンホールの相対移動範囲に亘って前記共焦点ピンホールを通過する前記蛍光の強度を検出すると共に、該検出した蛍光強度のうち最大の蛍光強度を取得し、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させ、
前記最大の蛍光強度の取得と前記光硬化樹脂の相対移動とを繰り返し行うことで、前記光硬化樹脂が相対移動された複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得することを含む、
光硬化樹脂の硬度分布計測方法。
(付記6)
互いに異なる透過波長特性を有する複数の波長フィルタを用いると共に、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合の前記最大の蛍光強度の取得と、前記光硬化樹脂の相対移動とを繰り返し行うことで、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合における前記光硬化樹脂の前記複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得することを含む、
付記5に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測方法。
(付記7)
前記複数の波長フィルタとして、第一波長フィルタ及び第二波長フィルタを用い、
前記複数の高さ位置のうち任意の高さ位置をhとし、
前記第一波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とし、
前記第二波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とした場合に、
次式を用いて、前記光硬化樹脂における前記任意の高さ位置についての硬度H(h)を算出することを含む、

付記6に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測方法。
(Appendix 1)
A light source that outputs excitation light;
A beam splitter that reflects the excitation light output from the light source;
An objective lens for condensing the excitation light reflected by the beam splitter onto a photo-curing resin to be measured;
An imaging lens that condenses the fluorescence generated by the photo-curing resin by irradiation of the excitation light collected by the objective lens and transmitted through the objective lens and the beam splitter;
A confocal pinhole member having a confocal pinhole that allows the fluorescence condensed by the imaging lens to pass through;
A detector for detecting the intensity of the fluorescence that has passed through the confocal pinhole;
A first scanning unit that relatively moves the confocal pinhole in the optical axis direction of the imaging lens so that a condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole;
Relative to the light condensing point of the objective lens in the height direction of the light curable resin relative to the light condensing point of the objective lens so that the position of the light condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the light curable resin. A second scanning unit to be moved;
A hardness distribution measuring device for photo-curing resin.
(Appendix 2)
A control unit for controlling the first scanning unit and the second scanning unit;
The control unit controls the first scanning unit so that a condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole, and relatively moves the confocal pinhole in the optical axis direction of the imaging lens. The intensity of the fluorescence passing through the confocal pinhole over the range of relative movement of the confocal pinhole is detected by the detector, and the maximum fluorescence intensity among the fluorescence intensities detected by the detector First process to get
The second scanning unit is controlled so that the position of the condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the photocuring resin, and the photocuring resin is moved with respect to the condensing point of the objective lens. By repeatedly performing the second process of relative movement in the height direction of the photocurable resin, the maximum fluorescence intensity is obtained for each of a plurality of height positions where the photocurable resin is relatively moved.
The hardness distribution measuring device for a photocurable resin according to Appendix 1.
(Appendix 3)
A plurality of wavelength filters disposed between the beam splitter and the imaging lens, having different transmission wavelength characteristics, and selectively transmitting the fluorescence;
The said control part repeats said 1st process at the time of using each of these wavelength filters, and said 2nd process, The said photocurable resin at the time of using each of these wavelength filters Obtaining the maximum fluorescence intensity for each of the plurality of height positions of
The hardness distribution measuring device for a photocurable resin according to Supplementary Note 2.
(Appendix 4)
The plurality of wavelength filters include a first wavelength filter and a second wavelength filter,
An arbitrary height position among the plurality of height positions is h,
I A (h) is the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the first wavelength filter is used,
When the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the second wavelength filter is used is I B (h),
The control unit calculates a hardness H (h) for the arbitrary height position in the photo-curing resin, using the following equation:

The hardness distribution measuring device for a photocurable resin according to Supplementary Note 3.
(Appendix 5)
Using a confocal optical system having an objective lens, an imaging lens, and a confocal pinhole, the photocurable resin to be measured is irradiated with excitation light through the objective lens to generate fluorescence from the photocurable resin. And condensing the fluorescence transmitted through the objective lens with the imaging lens,
The confocal pinhole is relatively moved in the optical axis direction of the imaging lens so that the condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole, and over the relative movement range of the confocal pinhole. Detecting the intensity of the fluorescence passing through the confocal pinhole and obtaining the maximum fluorescence intensity of the detected fluorescence intensity;
Relative to the light condensing point of the objective lens in the height direction of the light curable resin relative to the light condensing point of the objective lens so that the position of the light condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the light curable resin. Move
Including obtaining the maximum fluorescence intensity for each of a plurality of height positions to which the photocurable resin is relatively moved by repeatedly performing acquisition of the maximum fluorescence intensity and relative movement of the photocurable resin. ,
Hardness distribution measurement method for photo-curing resin.
(Appendix 6)
By using a plurality of wavelength filters having different transmission wavelength characteristics, and repeatedly performing the acquisition of the maximum fluorescence intensity when using each of the plurality of wavelength filters and the relative movement of the photocurable resin, Including obtaining the maximum fluorescence intensity for each of the plurality of height positions of the photocurable resin when using each of the plurality of wavelength filters.
The method for measuring the hardness distribution of the photocurable resin according to Appendix 5.
(Appendix 7)
Using the first wavelength filter and the second wavelength filter as the plurality of wavelength filters,
An arbitrary height position among the plurality of height positions is h,
I A (h) is the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the first wavelength filter is used,
When the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the second wavelength filter is used is I B (h),
Using the following formula to calculate the hardness H (h) for the arbitrary height position in the photo-curing resin,

The method for measuring the hardness distribution of the photocurable resin according to Appendix 6.

10 硬度分布計測装置
12 共焦点光学系
14 光源
22 ダイクロイックミラー(ビームスプリッタの一例)
24 対物レンズ
26 台
28 フィルタステージ
30 結像レンズ
32 共焦点ピンホール部材
34 検出器
36 励起光
40 光硬化樹脂
42 蛍光
44 第一波長フィルタ
46 第二波長フィルタ
48 共焦点ピンホール
50 第一走査部
52 第二走査部
54 切替部
60 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hardness distribution measuring device 12 Confocal optical system 14 Light source 22 Dichroic mirror (an example of a beam splitter)
24 objective lens 26 stage 28 filter stage 30 imaging lens 32 confocal pinhole member 34 detector 36 excitation light 40 photocurable resin 42 fluorescence 44 first wavelength filter 46 second wavelength filter 48 confocal pinhole 50 first scanning section 52 Second scanning unit 54 Switching unit 60 Control unit

Claims (5)

励起光を出力する光源と、
前記光源から出力された前記励起光を反射するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射された前記励起光を計測対象である光硬化樹脂に集光させる対物レンズと、
前記対物レンズにより集光された前記励起光の照射により前記光硬化樹脂で発生されると共に前記対物レンズ及び前記ビームスプリッタを透過した蛍光を集光させる結像レンズと、
前記結像レンズにより集光された前記蛍光を通過させる共焦点ピンホールを有する共焦点ピンホール部材と、
前記共焦点ピンホールを通過した前記蛍光の強度を検出する検出器と、
前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させる第一走査部と、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させる第二走査部と、
を備える光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
A light source that outputs excitation light;
A beam splitter that reflects the excitation light output from the light source;
An objective lens for condensing the excitation light reflected by the beam splitter onto a photo-curing resin to be measured;
An imaging lens that condenses the fluorescence generated by the photo-curing resin by irradiation of the excitation light collected by the objective lens and transmitted through the objective lens and the beam splitter;
A confocal pinhole member having a confocal pinhole that allows the fluorescence condensed by the imaging lens to pass through;
A detector for detecting the intensity of the fluorescence that has passed through the confocal pinhole;
A first scanning unit that relatively moves the confocal pinhole in the optical axis direction of the imaging lens so that a condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole;
Relative to the light condensing point of the objective lens in the height direction of the light curable resin relative to the light condensing point of the objective lens so that the position of the light condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the light curable resin. A second scanning unit to be moved;
A hardness distribution measuring device for photo-curing resin.
前記第一走査部及び前記第二走査部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記第一走査部を制御して前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させ、前記共焦点ピンホールの相対移動範囲に亘って前記共焦点ピンホールを通過する前記蛍光の強度を前記検出器により検出させると共に、前記検出器により検出された蛍光強度のうち最大の蛍光強度を取得する第一処理と、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記第二走査部を制御して前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させる第二処理とを繰り返し行うことで、前記光硬化樹脂が相対移動された複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得する、
請求項1に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
A control unit for controlling the first scanning unit and the second scanning unit;
The control unit controls the first scanning unit so that a condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole, and relatively moves the confocal pinhole in the optical axis direction of the imaging lens. The intensity of the fluorescence passing through the confocal pinhole over the range of relative movement of the confocal pinhole is detected by the detector, and the maximum fluorescence intensity among the fluorescence intensities detected by the detector First process to get
The second scanning unit is controlled so that the position of the condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the photocuring resin, and the photocuring resin is moved with respect to the condensing point of the objective lens. By repeatedly performing the second process of relative movement in the height direction of the photocurable resin, the maximum fluorescence intensity is obtained for each of a plurality of height positions where the photocurable resin is relatively moved.
The hardness distribution measuring apparatus of the photocurable resin according to claim 1.
前記ビームスプリッタと前記結像レンズとの間に配置され、互いに異なる透過波長特性を有し、前記蛍光が選択的に透過される複数の波長フィルタをさらに備え、
前記制御部は、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合の前記第一処理と、前記第二処理とを繰り返し行うことで、前記複数の波長フィルタの各々を用いた場合における前記光硬化樹脂の前記複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得する、
請求項2に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
A plurality of wavelength filters disposed between the beam splitter and the imaging lens, having different transmission wavelength characteristics, and selectively transmitting the fluorescence;
The said control part repeats said 1st process at the time of using each of these wavelength filters, and said 2nd process, The said photocurable resin at the time of using each of these wavelength filters Obtaining the maximum fluorescence intensity for each of the plurality of height positions of
The hardness distribution measuring device of the photocurable resin according to claim 2.
前記複数の波長フィルタは、第一波長フィルタ及び第二波長フィルタを含み、
前記複数の高さ位置のうち任意の高さ位置をhとし、
前記第一波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とし、
前記第二波長フィルタが用いられた場合の前記任意の高さ位置について取得された前記最大の蛍光強度をI(h)とした場合に、
前記制御部は、次式を用いて、前記光硬化樹脂における前記任意の高さ位置についての硬度H(h)を算出する、

請求項3に記載の光硬化樹脂の硬度分布計測装置。
The plurality of wavelength filters include a first wavelength filter and a second wavelength filter,
An arbitrary height position among the plurality of height positions is h,
I A (h) is the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the first wavelength filter is used,
When the maximum fluorescence intensity acquired for the arbitrary height position when the second wavelength filter is used is I B (h),
The control unit calculates a hardness H (h) for the arbitrary height position in the photo-curing resin, using the following equation:

The hardness distribution measuring device of the photocurable resin according to claim 3.
対物レンズ、結像レンズ、及び、共焦点ピンホールを有する共焦点光学系を用い、計測対象である光硬化樹脂に前記対物レンズを通じて励起光を照射して、前記光硬化樹脂から蛍光を発生させると共に、前記対物レンズを透過した前記蛍光を前記結像レンズで集光させ、
前記結像レンズの集光点が前記共焦点ピンホールを通過するように前記共焦点ピンホールを前記結像レンズの光軸方向に相対移動させ、前記共焦点ピンホールの相対移動範囲に亘って前記共焦点ピンホールを通過する前記蛍光の強度を検出すると共に、該検出した蛍光強度のうち最大の蛍光強度を取得し、
前記対物レンズの集光点の位置が前記光硬化樹脂の表面に対する深さ方向に変化するように前記光硬化樹脂を前記対物レンズの集光点に対して前記光硬化樹脂の高さ方向に相対移動させ、
前記最大の蛍光強度の取得と前記光硬化樹脂の相対移動とを繰り返し行うことで、前記光硬化樹脂が相対移動された複数の高さ位置の各々について前記最大の蛍光強度を取得することを含む、
光硬化樹脂の硬度分布計測方法。
Using a confocal optical system having an objective lens, an imaging lens, and a confocal pinhole, the photocurable resin to be measured is irradiated with excitation light through the objective lens to generate fluorescence from the photocurable resin. And condensing the fluorescence transmitted through the objective lens with the imaging lens,
The confocal pinhole is relatively moved in the optical axis direction of the imaging lens so that the condensing point of the imaging lens passes through the confocal pinhole, and over the relative movement range of the confocal pinhole. Detecting the intensity of the fluorescence passing through the confocal pinhole and obtaining the maximum fluorescence intensity of the detected fluorescence intensity;
Relative to the light condensing point of the objective lens in the height direction of the light curable resin relative to the light condensing point of the objective lens so that the position of the light condensing point of the objective lens changes in the depth direction with respect to the surface of the light curable resin. Move
Including obtaining the maximum fluorescence intensity for each of a plurality of height positions to which the photocurable resin is relatively moved by repeatedly performing acquisition of the maximum fluorescence intensity and relative movement of the photocurable resin. ,
Hardness distribution measurement method for photo-curing resin.
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