DE102015203178A1

DE102015203178A1 - Bildmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102015203178A1
Application number: DE102015203178.0A
Authority: DE
Inventors: c/o Keyence Corporation Oba Hayato; c/o Keyence Corporation Takahashi Koji
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2015-08-27
Also published as: JP2015161612A; US20150241680A1; JP6290651B2; US9638908B2

Abstract

Die Bildmesseinrichtung weist auf: eine seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtmengenverteilung hat, die sich in der Richtung der Fotoachse einer Kamera scharf ändert, und ein Werkstück auf einem beweglichen Tisch seitlich mit Beleuchtungslicht bestrahlt; einen Messzielort-Spezifikationsteil, der einen Messzielort auf einem Werkstückbild spezifiziert; einen Beleuchtungspositionseinstellteil, der die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung in der Richtung der Fotoachse bewegt, um eine Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung und dem beweglichen Tisch einzustellen; einen Relativpositionsermittlungsteil, der eine Änderung der Beleuchtung an dem Messzielort bezüglich zweier oder mehr Werkstückbilder, die fotografiert werden, während die Relativposition geändert wird, erhält, um eine Relativposition zu ermitteln; einen Bildgebungssteuerteil, der den Beleuchtungspositionseinstellteil basierend auf der ermittelten Relativposition steuert und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung betätigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildmesseinrichtung und insbesondere eine Verbesserung bei einer Bildmesseinrichtung, welche eine Kante in einem Werkstückbild, das durch Fotografieren eines Werkstücks erhalten wird, extrahiert, um eine Dimension des Werkstücks zu messen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Bildmesseinrichtung ist eine Einrichtung, welche ein Werkstück fotografiert, um ein Werkstückbild zu erhalten, und eine Kante in dem Werkstückbild extrahiert bzw. erkennt, um eine Dimension bzw. Abmessung und eine Form des Werkstücks zu messen (beispielsweise JP 2012-32224 A , JP 2012-32341 A , JP 2012-32344 A , JP 2012-159409 A und JP 2012-159410 A ). Üblicherweise wird das Werkstück auf einem beweglichen Tisch angeordnet, der in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achse bewegbar ist. Durch Bewegen des beweglichen Tischs in der Richtung der Z-Achse wird das Werkstückbild in den Fokus gebracht und durch Bewegen des beweglichen Tischs in den Richtungen der X- oder Y-Achse wird eine Position des Werkstücks in einem Sichtbereich eingestellt.
Da das Werkstückbild eine sehr genaue Nachbildung des Werkstücks ist, ungeachtet einer Position des beweglichen Tischs in der Richtung der Z-Achse, ermöglicht die Bestimmung eines Abstands und eines Winkels in dem Werkstückbild die Detektion einer tatsächlichen Dimension des Werkstücks. Die Kantenextraktion wird durch Analysieren einer Änderung der Beleuchtung des Werkstückbilds, Detektieren von Kantenpunkten und Fitten einer geometrischen Figur, wie beispielsweise einer geraden Linie, eines Kreises oder eines Bogens an die detektierten mehreren Kantenpunkte durchgeführt, wodurch eine Kante, welche eine Grenze zwischen dem Werkstück und einem Hintergrund markiert, und eine Rauigkeit auf dem Werkstück erhalten werden. Die Dimension des Werkstücks wird als ein Abstand oder ein Winkel zwischen den Kanten, die auf diese Weise erhalten wurden, oder einer zentralen Position oder einem Durchmesser einer kreisförmigen Kante erhalten. Ferner wird eine Differenz (ein Fehler) zwischen dem Wert der gemessenen Dimension und einem Designwert als Toleranz verglichen, um eine Qualitätsbestimmung durchzuführen.
Im Fall der Messung einer äußeren Form des Werkstücks unter Verwendung einer solchen Bildmesseinrichtung wird oft eine Transmissionsbeleuchtung zum Bestrahlen des Werkstücks auf dem Tisch mit Beleuchtungslicht von der bezüglich einer Kamera gegenüberliegenden Seite verwendet. Auf der anderen Seite wird im Fall der Messung einer nicht durchgehenden Öffnung, einer Stufe und Rauigkeit des Werkstücks oft eine Epi-Beleuchtung zum Bestrahlen des Werkstücks auf dem Tisch mit Beleuchtungslicht von derselben Seite wie die Kamera angewendet.
Bei der herkömmlichen Bildmesseinrichtung kann es vorkommen, dass eine Textur auf der Werkstückoberfläche, das heißt eine Bearbeitungsmarkierung, ein Muster oder eine feine Rauigkeit, bei der Bestimmen der Dimension unter Verwendung von Epi-Beleuchtung fälschlicherweise als ein Rand extrahiert wird und es somit schwierig ist, die Dimensionsmessung zu stabilisieren, verglichen mit dem Fall der Verwendung von Transmissionsbeleuchtung, was problematisch war. Besonders in dem Fall des Fotografierens des Werkstücks auf dem Tisch unter Verwendung einer Kamera mit einer geringen Fotovergrößerung (photographing magnification), kann eine Kante nicht stabil extrahiert werden, was problematisch war. Üblicherweise wird bei der Dimensionsmessung eine vertikale Ebene, die parallel zu einer Fotoachse der Kamera liegt, als eine Kante extrahiert. Da allerdings die Kamera mit einer geringen Fotovergrößerung eine hohe Schärfentiefe (depth of field) aufweist, wird, selbst wenn das obere Ende der vertikalen Ebene ursprünglich in den Fokus gebracht wurde, auch das untere Ende der vertikalen Ebene in den Fokus gebracht. Folglich war eine korrekte Kantenextraktion schwierig, da diese nicht nur durch eine Textur an dem oberen Ende der vertikalen Ebene, sondern auch durch eine Textur an dem unteren Ende der vertikalen Ebene beeinflusst wurde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände getätigt, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der eine stabile Kantenextraktion durchgeführt werden kann. Insbesondere besteht eine Aufgabe derselben darin, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der eine fälschliche Extraktion einer Textur auf einer Werkstückoberfläche als eine Kante bei der Dimensionsmessung unter Verwendung von Epi-Beleuchtung vermindert werden kann. Ferner besteht eine Aufgabe derselben darin, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der eine Stufe im Fall des Messens eines Werkstücks, welches die Stufe in einer Richtung der Fotoachse einer Kamera aufweist, korrekt als eine Kante extrahiert werden kann.
Eine Bildmesseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist auf: einen Tisch zum Anordnen eines Werkstücks; eine Kamera, welche das Werkstück auf dem Tisch fotografiert und ein Werkstückbild erzeugt; eine seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtmengenverteilung hat, welche sich in einer Richtung der Fotoachse der Kamera scharf bzw. rasch ändert und das Werkstück auf dem Tisch seitlich bzw. von einer Seite mit Beleuchtungslicht bestrahlt; eine Messzielort-Spezifikationseinheit, welche einen Messzielort auf dem Werkstückbild spezifiziert; eine Relativpositionseinstelleinheit, welche den Tisch oder die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung in der Richtung der Fotoachse bewegt, um eine Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung und dem Tisch einzustellen; eine Relativpositionsermittlungseinheit, welche eine Änderung der Beleuchtung am Messzielort bezüglich zweier oder mehr Werkstückbilder, die unter Änderung der Relativposition fotografiert werden, erhält, um eine Relativposition zu ermitteln; eine Bildgebungssteuereinheit, welche die Relativpositionseinstelleinheit basierend auf der ermittelten Relativposition steuert und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung betätigt, um das Werkstückbild zu erhalten; und eine Dimensionsmesseinheit, welche eine Kante des Messzielorts basierend auf dem erhaltenen Werkstückbild extrahiert, um eine Abmessung bzw. Dimension des Messzielorts basierend auf der extrahierten Kante zu erhalten.
Mit dieser Bildmesseinrichtung kann eine Position der Beleuchtung mit dem Beleuchtungslicht des Werkstücks auf dem Tisch in der Richtung der Fotoachse lokalisiert werden, da die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Lichtmengenverteilung aufweist, welche sich in der Richtung der Fotoachse der Kamera scharf bzw. rasch ändert. Beispielsweise kann im Fall des Messens des Werkstücks, das eine Stufe in der Richtung der Fotoachse aufweist, das Werkstück durch Bestrahlen entweder eines oberen Endteils oder eines unteren Endteils der Stufe mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt werden. Die Lokalisierung der Bestrahlungsposition mit dem Beleuchtungslicht auf diese Weise kann einen Einfluss einer Textur an einer Position, die in der Richtung der Fotoachse entfernt von dem Messzielort ist, vermeiden. Aus diesem Grund ist es bei der Dimensionsmessung unter Verwendung der Epi-Beleuchtung möglich, eine fehlerhafte Extraktion der Textur auf der Werkstückfläche als eine Kante zu vermindern.
Ferner, da der Einfluss einer Textur an der Position, welche in der Richtung der Fotoachse entfernt von dem Messzielort ist, vermieden wird, ist es möglich, eine gewünschte Kante korrekt zu extrahieren, selbst in dem Fall des Fotografierens des Werkstücks unter Verwendung einer Kamera mit einer geringen Fotovergrößerung. Im Fall des Messens eines Werkstücks, das eine Stufe in der Richtung der Fotoachse aufweist, kann die Stufe beispielsweise korrekt als eine Kante extrahiert werden, wenn das Werkstück unter Bestrahlung lediglich des oberen Endteils oder des unteren Endteils der Stufe mit dem Beleuchtungslicht fotografiert wird.
Ferner wird eine Änderung der Beleuchtung des Messzielorts bezüglich zweier oder mehr Werkstückbilder, die unter Änderung der Relativposition fotografiert werden, erhalten, und die Relativposition wird anschließende ermittelt, wodurch es möglich ist, eine geeignete Bestrahlungsposition mit dem Beleuchtungslicht zum Extrahieren einer Kante des Messzielorts automatisch zu ermitteln und das Werkstück zu fotografieren.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Beleuchtung mit Beleuchtungslicht als paralleles Licht oder mit Beleuchtungslicht, das einen Aufweitungswinkel, der parallelem Licht nahekommt, hat, durchführt, wobei das Beleuchtungslicht einen Änderungsbereich an einen peripheren Teil bzw. Umfangsbereich der Lichtmengenverteilung hat, die geringer als eine Schärfentiefe der Kamera ist.
Mit einem solchen Aufbau ist es durch Einstellung der Relativposition der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung, so dass eine Grenze des Beleuchtungslichts innerhalb der Schärfentiefe der Kamera lokalisiert ist, möglich, eine Kante innerhalb der Schärfentiefe korrekt zu extrahieren, ohne durch eine Textur, die sich entfernt von dem Messzielort befindet, beeinflusst zu werden.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Bestrahlung mit Beleuchtungslicht in einem Bereich durchführt, der schmaler als die Schärfentiefe ist. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine Beleuchtung innerhalb der Schärfentiefe der Kamera an einem feinen Punkt (pinpoint) bezüglich der Richtung der Fotoachse durchzuführen, so dass eine Kante innerhalb der Schärfentiefe korrekt extrahiert werden kann.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung einen Spiegel, der Beleuchtungslicht, das von einer Lichtquelle in der Richtung der Fotoachse emittiert wird, in eine Richtung reflektiert, welche die Richtung der Fotoachse schneidet, und einen Schlitz aufweist, der einen Aufweitungswinkel des Beleuchtungslichts, das von dem Spiegel reflektiert wird, begrenzt.
Da das Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle emittiert wird, durch den Spiegel abgelenkt wird, ist es gemäß einem solchen Aufbau möglich, die Abmessung der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung in einer Richtung zu verringern, welche die Richtung der Fotoachse schneidet. Ferner ist es durch die Begrenzung des Aufweitungswinkels des Beleuchtungslichts durch den Schlitz möglich, eine Bestrahlung mit Beleuchtungslicht, das parallelem Licht näher kommt, durchzuführen.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass der Schlitz der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung ein Spalt ist, der schmaler als die Schärfentiefe der Kamera ist. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, Beleuchtungslicht zu erhalten, das schmaler als die Schärfentiefe der Kamera ist.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau weist eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Diffus-Beleuchtungseinrichtung auf, die eine ringförmige Lichtquelle hat, welche die Fotoachse der Kamera umgibt, und das Werkstück auf dem Tisch mit diffusem Licht von oben bestrahlt, wobei die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle aufweist, welche bezüglich der Lichtquelle der Diffus-Beleuchtungseinrichtung konzentrisch angeordnet ist, und wobei diese mit dem Schlitz in einem Stufenteil vorgesehen ist, der ausgebildet ist, indem ein Linsentubusteil in der Richtung der Fotoachse stärker als das untere Ende der Diffus-Beleuchtungseinrichtung hervorsteht.
Da die Lichtquelle der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung konzentrisch bezüglich der Lichtquelle der Diffus-Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, ist es mit einem solchen Aufbau möglich, die Peripherie bzw. die Umgebung des Werkstücks von der Seite zu beleuchten. Ferner, da der Schlitz in dem Stufenteil ausgebildet ist, der dadurch ausgebildet wird, dass der Linsentubusteil stärker in der Richtung der Fotoachse hervorsteht als das unteren Ende der Diffus-Beleuchtungseinrichtung, ist es möglich, die Diffus-Beleuchtungseinrichtung und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung anzuordnen, ohne die Größe der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung in der Richtung, welche die Richtung der Fotoachse schneidet, zu erhöhen.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die Messzielort-Spezifikationseinheit einen Bereich auf dem Werkstückbild, das unter Bestrahlung mit diffusem Licht von der Diffus-Beleuchtungseinrichtung fotografiert wird, als Messzielort spezifiziert. Unter Verwendung des Werkstückbilds, das unter Bestrahlung mit dem diffusen Licht fotografiert wird, ist es mit einem solchen Aufbau möglich, den Messzielort zu spezifizieren, während das gesamte Bild des Werkstücks geprüft wird.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Messzielinformations-Speichereinheit aufweisen, welche zwei oder mehr Messzielorte im Zusammenhang mit Relativpositionen speichert bzw. hält, wobei die Bildgebungssteuereinheit bezüglich jedes Messzielorts, der in der Messzielinformations-Speichereinheit gespeichert ist, den Tisch oder die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung wiederholend an die entsprechende Relativposition bewegt und das Werkstück auf dem Tisch mit dem Beleuchtungslicht der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung von einer Seite bestrahlt, um das Werkstückbild zu erhalten. Wenn mehrere Messzielorte auf demselben Werkstückbild spezifiziert werden, ist es mit einem solchen Aufbau möglich, Kanten dieser Messzielorte sequentiell zu extrahieren, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung und dem Tisch eingestellt wird.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die Relativpositionsermittlungseinheit einen Kontrast in einer Umgebung einer Kante des Messzielorts bezüglich jedes einer Mehrzahl von Werkstückbildern, die durch Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht von der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung bestrahlt werden, erhält, um eine Relativposition, die mit dem Messzielort in Zusammenhang zu bringen ist, basierend auf den erhaltenen Kontrasten zu ermitteln. Es ist gemäß einem solchen Aufbau möglich, die Stabilität der Kantenextraktion zu verbessern, indem eine Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, basierend auf einer Relativposition ermittelt wird, an der ein Werkstückbild mit einem hohen Kontrast aus den mehreren Werkstückbildern fotografiert wurde, die unter Änderung der Relativposition fotografiert wurden.
Zusätzlich zu dem obigen Aufbau kann eine Bildmesseinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut sein, dass die Bildgebungssteuereinheit die Relativpositionseinstelleinheit so steuert, dass eine Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht mit einer Fokusposition der Kamera übereinstimmt, um das Werkstückbild zu erhalten. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine Kante in einem im Fokus befindlichen Bildbereich korrekt zu extrahieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der eine stabile Kantenextraktion durchgeführt werden kann. Da ein Einfluss einer Textur, die sich in einer Richtung der Fotoachse entfernt von einem Messzielort befindet, vermieden wird, ist es insbesondere möglich, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der bei einer Dimensionsmessung unter Verwendung von Epi-Beleuchtung eine fehlerhafte Extraktion einer Textur auf der Werkstückfläche als eine Kante vermindert werden kann. Ferner ist es möglich, eine Bildmesseinrichtung bereitzustellen, mit der eine Stufe im Fall der Vermessung eines Werkstücks, das eine Stufe in einer Richtung der Fotoachse einer Kamera aufweist, korrekt als eine Kante extrahiert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Aufbau einer Bildmesseinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht zur Erläuterung, welche einen beispielhaften Aufbau einer Messeinheit 10 der 1 schematisch zeigt und eine Schnittebene im Fall des Schnitts der Messeinheit 10 mittels einer vertikalen Ebene parallel zu einer Fotoachse zeigt;
3 ist eine Schnittansicht, die einen beispielhaften Aufbau einer Ringbeleuchtungseinheit 140 der 2 zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Lichtmengenverteilung einer seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 der 3 zeigt;
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Betriebs der Messeinheit 10 der 2 zeigt und einen Fall zeigt, in dem ein oberer Endteil des Werkstücks W auf einem beweglichen Tisch 12 mit Beleuchtungslicht 2 der seitlich emittierenden Beleuchtung bestrahlt wird;
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Betriebs der Messeinheit 10 der 2 zeigt und ein Werkstückbild zeigt, das in dem Zustand der 5 fotografiert ist;
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Betriebs der Messeinheit 10 der 2 zeigt und einen Fall zeigt, in dem ein Zwischenteil des Werkstücks W auf dem beweglichen Tisch 12 mit dem Beleuchtungslicht 2 der seitlich emittierenden Beleuchtung bestrahlt wird;
8 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel des Betriebs der Messeinheit 10 der 2 zeigt und ein Werkstückbild zeigt, das im Zustand der 7 fotografiert ist;
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Funktionsaufbaus einer Steuereinheit 20 der 1 zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise der Bildmesseinrichtung 1 der 1 zur Zeit der Messeinstellung zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise der Bildmesseinrichtung 1 der 1 zur Zeit der Messeinstellung zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise der Bildmesseinrichtung 1 der 1 zur Zeit einer Dimensionsmessung zeigt;
13 ist eine Schnittansicht, die einen weiteren beispielhaften Aufbau der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 zeigt; und
14A und 14B sind Schnittansichten, die jeweils einen weiteren beispielhaften Aufbau der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Bildmesseinrichtung 1>
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Aufbau einer Bildmesseinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Bildmesseinrichtung 1 ist eine Dimensionsmesseinrichtung, welche eine Kante in einem Werkstückbild extrahiert, das durch Fotografieren eines Werkstücks erhalten wird, um eine Dimension bzw. Abmessung des Werkstücks zu messen. Die Bildmesseinrichtung 1 wird von einer Messeinheit 10, einer Steuereinheit 20, einer Tastatur 31 und einer Maus 32 aufgebaut. Das Werkstück ist ein Messziel, dessen Form und Dimension bzw. Abmessung zu messen sind.
Die Messeinheit 10 weist eine Displayeinrichtung 11, einen beweglichen Tisch 12, einen XY-Einstelldrehknopf 14a, einen Z-Einstelldrehknopf 14b, einen Leistungsschalter 15 und einen Ausführungsschalter 16 auf. Die Messeinheit 10 bestrahlt das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit Messlicht, das sichtbares Licht ist, und empfängt das übertragene Licht oder reflektierte Licht, um ein Werkstückbild zu erzeugen. Das Werkstück wird ein einem Detektionsbereich 13 des beweglichen Tischs 12 angeordnet. Ferner zeigt die Messeinheit 10 das Werkstückbild auf einem Display 11a der Displayeinrichtung 11 an.
Die Displayeinrichtung 11 ist eine Displayeinrichtung, welche ein Werkstückbild oder ein Messresultat auf dem Display 11a anzeigt. Der bewegliche Tisch 12 ist ein Anordnungstisch zum Anordnen des Werkstücks und ist mit dem Detektionsbereich 13, an den Detektionslicht übertragen wird, vorgesehen. Der Detektionsbereich 13 ist ein kreisförmiger Bereich, der aus transparentem Glas gefertigt ist. Dieser bewegliche Tisch 12 kann in der Richtung der Z-Achse, die parallel zu einer Fotoachse einer Kamera liegt, und in einer Richtung der X-Achse und einer Richtung der Y-Achse, die vertikal auf der Fotoachse stehen, bewegt werden.
Der XY-Einstelldrehknopf 14a ist ein Bedienteil zum Bewegen des beweglichen Tischs 12 in der Richtung der X-Achse oder der Richtung der Y-Achse, um die Position in der Richtung der X-Achse und der Richtung der Y-Achse einzustellen. Der Z-Einstelldrehknopf 14b ist ein Bedienteil zum Bewegen des beweglichen Tischs 12 in der Richtung der Z-Achse, zur Einstellung der Position in der Richtung der Z-Achse. Der Leistungsschalter 15 ist ein Bedienteil zum Schalten einer Hauptstromzufuhr bzw. Hauptleistung sowohl der Messeinheit 10 als auch der Steuereinheit 20 zwischen einem An-Zustand und einem Aus-Zustand. Der Ausführungsschalter 16 ist ein Bedienteil zum Starten der Dimensionsmessung.
Die Steuereinheit 20 ist ein Steuerteil, der das Fotografieren und die Anzeige auf dem Display durch die Messeinheit 10 steuert und ein Werkstückbild zur Messung einer Dimension bzw. Abmessung des Werkstücks analysiert. Die Steuereinheit 20 ist mit der Tastatur 31 und der Maus 32 verbunden. Nach dem Einschalten der Stromversorgung wird, wenn das Werkstück in dem Detektionsbereich 13 angeordnet ist und der Ausführungsschalter 16 betätigt ist, die Dimension bzw. Abmessung des Werkstücks automatisch gemessen.
<Messeinheit 10>
2 ist eine Ansicht zur Erläuterung, welche einen beispielhaften Aufbau der Messeinheit 10 der 1 schematisch zeigt und eine Schnittebene im Fall des Schneidens der Messeinheit 10 mittels einer vertikalen Ebene parallel zur Fotoachse zeigt. Diese Messeinheit 10 wird von der Displayeinrichtung 11, dem beweglichen Tisch 12, einem Gehäuse 100, einem Tischeinstellteil 101, einem Linsentubusteil 102, einem Beleuchtungspositionseinstellteil 103, Kameras 110, 120 einer Koaxial-Epi-Beleuchtungseinheit 130, einer Ringbeleuchtungseinheit 140 und einer Transmissionsbeleuchtungseinheit 150 aufgebaut.
Der Tischeinstellteil 101, der Linsentubusteil 102, die Kameras 110, 120, die Koaxial-Epi-Beleuchtungseinheit 130 und die Transmissionsbeleuchtungseinheit 150 sind in dem Gehäuse 100 angeordnet. Der Tischeinstellteil 101 bewegt den beweglichen Tisch 12 in den Richtungen der X-, Y- oder Z-Achse, basierend auf einem Betätigungssignal von der Steuereinheit 20, und stellt die Position des Werkstücks in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achse ein.
Die Kamera 110 ist eine Abbildungseinrichtung mit einer geringen Fotovergrößerung bzw. Fotoverstärkung (photographing magnification) und wird von einem Bildgebungselement 111, einer Bildausbildungslinse 112, einer Blende 113 und einer Lichtempfangslinse 114 aufgebaut. Das Bildgebungselement 111 empfängt Detektionslicht und erzeugt ein Werkstückbild. Dieses Bildgebungselement 111 ist so angeordnet, dass dessen Lichtempfangsfläche nach unten gerichtet ist. Die Bildausbildungslinse 112 ist ein optisches Element, das ein Bild mit dem Detektionslicht auf dem Bildgebungselement 111 ausbildet. Die Blende 113 ist eine optische Blende, welche die übertragene Lichtmenge des Detektionslichts begrenzt und ist zwischen der Bildausbildungslinse 112 und der Lichtempfangslinse 114 angeordnet. Die Lichtempfangslinse 114 ist ein optisches Element, welches das Detektionslicht von dem Werkstück sammelt, und ist gegenüber dem beweglichen Tisch 12 angeordnet. Die Bildausbildungslinse 112, die Blende 113 und die Lichtempfangslinse 114 sind mit einer sich vertikal erstreckenden Mittelachse als Zentrum angeordnet.
Die Kamera 120 ist eine Abbildungseinrichtung mit einer hohen Fotovergrößerung und wird von einem Bildgebungselement 121, einer Bildausbildungslinse 122, einer Blende 123, einem Strahlteiler 124 und einer Lichtempfangslinse 114 ausgebildet. Das Bildgebungselement 121 empfängt Detektionslicht und erzeugt ein Werkstückbild. Dieses Bildgebungselement 121 ist so angeordnet, dass dessen Lichtempfangsfläche einer horizontalen Richtung zugewandt ist. Die Bildausbildungslinse 122 ist ein optisches Element, das ein Bild mit dem Detektionslicht und dem Bildgebungselement 121 ausbildet. Die Blende 123 ist eine optische Blende, welche die übertragene Lichtmenge des Detektionslichts begrenzt und zwischen der Bildausbildungslinse 122 und dem Strahlteiler 124 angeordnet ist. Die Lichtempfangslinse 114 wird mit der Kamera 110 gemeinsam genutzt. Das Detektionslicht, das durch die Lichtempfangslinse 114 übertragen wird, wird von dem Strahlteiler 124 in der horizontalen Richtung abgelenkt, und ein Bild wird auf dem Bildgebungselement 121 mittels der Blende 123 und der Bildausbildungslinse 122 ausgebildet.
Als Bildgebungselemente 111 und 121 wird ein Bildsensor, wie etwa eine CCD (Charge Coupled Device) oder ein CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) verwendet. Als Lichtempfangslinse wird eine telezentrische Linse verwendet, welche die Eigenschaft hat, dass sich die Größe eines Bilds nicht verändert, selbst wenn sich deren Position in der vertikalen Richtung, das heißt der Richtung der Fotoachse, ändert.
Die Koaxial-Epi-Beleuchtungseinheit 130 ist eine Epi-Beleuchtungseinrichtung, die das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit Beleuchtungslicht von oben bestrahlt, und eine optische Achse des Beleuchtungslichts mit der Fotoachse in Übereinstimmung bringt. Diese Koaxial-Epi-Beleuchtungseinheit 130 wird von einer Lichtquelle 131, die so angeordnet ist, dass diese der horizontalen Richtung zugewandt ist, und einem Strahlteiler 132 aufgebaut, der Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle 131 ausgesendet wird, nach unten ablenkt.
Die Bildausbildungslinsen 112, 122, die Blenden 113, 123, die Strahlteiler 124, 132 und die Lichtempfangslinse 114 sind in dem Linsentubusteil 102 angeordnet.
Die Transmissionsbeleuchtungseinheit 150 ist eine Transmissionsbeleuchtungseinrichtung, welche das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit Beleuchtungslicht von unten bestrahlt und wird von einer Lichtquelle 151, einem Spiegel 152 und einem Kondensor 153 aufgebaut. Die Lichtquelle 151 ist so angeordnet, dass diese der horizontalen Richtung zugewandt ist. Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle 151 ausgesendet wird, wird von dem Spiegel 152 reflektiert und über den Kondensor 153 emittiert. Dieses Beleuchtungslicht wird durch den beweglichen Tisch 12 übertragen, und ein Teil des übertragenen Lichts wird von dem Werkstück abgeschirmt und ein anderer Teil desselben fällt auf die Lichtempfangslinse 114.
Die Ringbeleuchtungseinheit 140 ist eine Epi-Beleuchtungseinrichtung, welche das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit Beleuchtungslicht von oben oder von der Seite bestrahlt und ist ringförmig ausgebildet, so dass diese die Fotoachse der Kameras 110 und 120 umgibt. Als Lichtquellen der Beleuchtungseinheiten 130 bis 150 kann etwa eine LED (Leuchtdiode) oder eine Halogenleuchte verwendet werden. Der Beleuchtungspositionseinstellteil 103 ist eine Relativpositionseinstelleinheit, welche die Ringbeleuchtungseinheit 140 in der Richtung der Fotoachse bewegt, um eine Relativposition zwischen einer seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und des beweglichen Tischs 12 einzustellen. Als Werkstückbeleuchtungsverfahren kann die Transmissionsbeleuchtung und/oder die Ringbeleuchtung und/oder die Koaxial-Epi-Beleuchtung ausgewählt werden.
<Ringbeleuchtungseinheit 140>
3 ist eine Schnittansicht, die einen beispielhaften Aufbau der Ringbeleuchtungseinheit 140 der 2 zeigt. Diese Ringbeleuchtungseinheit 140 ist eine Beleuchtungseinrichtung, die durch koaxiales Anordnen einer seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40, die eine Beleuchtung von der Seite mit Beleuchtungslicht 2 durchführt, das einen Aufweitungswinkel aufweist, der parallelem Licht nahekommt, und einer Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 ausgebildet ist, welche eine Bestrahlung mit diffusem Licht durchführt.
Die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 ist eine Epi-Beleuchtungseinrichtung, die von einem Verdrahtungssubstrat 41, einer Lichtquelle 42, einem Linsentubusteil 43, einem Spiegel 44, einer Diffusionsplatte 45 und einem Schlitz 46 aufgebaut wird und eine Lichtmengenverteilung aufweist, die sich in der Richtung der Fotoachse scharf ändert. Der Linsentubusteil 43 ist mit einem zylindrischen Innenraum ausgebildet, der sich in der Richtung der Fotoachse erstreckt und das Verdrahtungssubstrat 41, die Lichtquelle 42, den Spiegel 44 und die Diffusionsplatte 45 aufnimmt.
Das Verdrahtungssubstrat 41 und die Lichtquelle 42 sind an einem Deckelteil des Linsentubusteils 43 angeordnet, und der Spiegel 44, die Diffusionsplatte 45 und der Schlitz 46 sind an dem Boden des Linsentubusteils 43 angeordnet. Die Lichtquelle 42 ist an dem Verdrahtungssubstrat 41 in einem Zustand angeordnet, in dem diese nach unten gerichtet ist. Beispielsweise wird eine LED (Leuchtdiode) als Lichtquelle 42 verwendet. Die Lichtquelle 42 ist eine ringförmige Lichtquelle mit zwei oder mehr LEDs, die auf deren Umfang angeordnet sind.
Der Spiegel 44 ist ein optisches Element, welches das Beleuchtungslicht 2, das in der Richtung der Fotoachse von der Lichtquelle 42 ausgesendet wird, in einer Richtung reflektiert, welche die Richtung der Fotoachse schneidet. Dieser Spiegel 44 ist aus einer ringförmigen reflektierenden Platte ausgebildet und ist ungefähr um 45 Grad geneigt angeordnet. Da das Beleuchtungslicht 2, das von der Lichtquelle 42 ausgesendet wird, von dem Spiegel 44 umgelenkt wird, ist es möglich, die Größe bzw. Abmessung der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 in der Richtung, welche die Richtung der Fotoachse schneidet, zu verringern, während ein optischer Weg von der Lichtquelle 42 zum Schlitz 46 sichergestellt wird.
Der Schlitz 46 ist ein Aufweitungswinkel-Begrenzungsteil, der einen Aufweitungswinkel des Beleuchtungslichts 2, das von dem Spiegel 44 reflektiert wird, begrenzt. Der Schlitz 46 ist ein Spalt in der Richtung der Fotoachse und ist in einer Form ausgebildet, die sich in einer Umfangsrichtung erstreckt. Der Schlitz 46 ist an einer Position angeordnet, die von der Lichtquelle 42 um einen bestimmten Abstand entfernt ist. Indem der Aufweitungswinkel des Beleuchtungslichts 2 durch den Schlitz 46 begrenzt wird, ist es möglich, eine Bestrahlung mit Beleuchtungslicht 2, das näher an paralleles Licht kommt, durchzuführen. Beispielsweise ist der Schlitz 46 als ein Spalt ausgebildet, der schmaler als eine Schärfentiefe der Kamera 110 zur Fotografie mit geringer Vergrößerung ist.
Die Diffusionsplatte 45 ist eine Diffusionsplatte mit einem großen Bildseitenverhältnis bzw. Aspektverhältnis, welche das Beleuchtungslicht 2 in der Umfangsrichtung diffus macht und zwischen dem Spiegel 44 und dem Schlitz 46 angeordnet ist. Diese Diffusionsplatte 45 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die sich in der Richtung der Fotoachse erstreckt. Durch Anordnen einer solchen Diffusionsplatte 45 ist es möglich, das Auftreten einer ungleichmäßigen Lichtmenge in der Umfangsrichtung zu vermeiden, selbst wenn die Lichtquelle 42 eine große Anzahl von einzeln angeordneten LEDs aufweist.
Die optische Achse des Beleuchtungslichts 2, das von einem Lichtprojektionsfenster der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 ausgesendet wird, ist bezüglich der horizontalen Richtung innerhalb des Bereichs von 0° oder mehr und 45° oder weniger geneigt. Beispielsweise ist die optische Achse des Beleuchtungslichts 2 bezüglich der horizontalen Richtung im Bereich von 30° geneigt.
Die Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 ist eine Epi-Beleuchtungseinrichtung, die durch ein Verdrahtungssubstrat 51, eine Lichtquelle 52 und eine Diffusionsplatte 53 aufgebaut wird, und die Lichtquelle 52 ist eine ringförmige Lichtquelle, welche die Fotoachsen der Kameras 110 und 120 umgibt. Die Lichtquelle 52 ist auf dem Verdrahtungssubstrat 51 in einem Zustand angeordnet, in dem diese nach unten gerichtet ist. Die Diffusionsplatte 53 ist ein optisches Element, das Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle 52 ausgesendet wird, in einer Umfangsrichtung oder einer radialen Richtung diffus macht. Diese Diffusionsplatte 53 weist eine Ringform auf, und deren Querschnittsform bezüglich einer vertikalen Ebene, die parallel zur Fotoachse liegt, ist aus einer bogenförmig gekrümmten Ebene ausgebildet. Das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 wird mit dem diffusen Licht von oben oder von der Seite bestrahlt.
Der Linsentubusteil 43 der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 ist in der radialen Richtung außerhalb der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 ausgebildet, und die Lichtquelle 42 ist konzentrisch bezüglich der Lichtquelle 52 der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 angeordnet. Ferner ist der Schlitz 46 in einem Stufenteil 3 ausgebildet, der dadurch hergestellt wird, dass der Linsentubusteil 43 in der Richtung der Fotoachse stärker als das untere Ende der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 hervorsteht. Da die Lichtquelle 42 der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 konzentrisch bezüglich der Lichtquelle 52 der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 angeordnet ist, kann die Peripherie bzw. Umgebung des Werkstücks von der Seite beleuchtet werden. Ferner, da der Schlitz 46 in dem Stufenteil 3 ausgebildet ist, können die Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 angeordnet werden, ohne die Abmessung der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 in der Richtung, welche die Richtung der Fotoachse schneidet, zu erhöhen.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Lichtmengenverteilung der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 der 3 zeigt. In 4 ist die Lichtmengenverteilung des Beleuchtungslichts 2 in der Umgebung des Detektionsbereichs 13 des beweglichen Tischs 12 gezeigt, wobei eine horizontale Achse eine Lichtmenge kennzeichnet und eine vertikale Achse eine Position in der Richtung der Z-Achse kennzeichnet. 4 zeigt einen Fall, in dem das Beleuchtungslicht 2 eine ungefähr lineare symmetrische Lichtmengenverteilung, wobei eine Position Z₀ in der Richtung der Z-Achse als Zentrum genommen wird, aufweist.
Die Lichtmengenverteilung des Beleuchtungslichts 2 entspricht einer Beleuchtungsintensitätsverteilung auf dem Werkstück in dem Fall, in dem das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit dem Beleuchtungslicht 2 bestrahlt wird. Die Lichtmenge weist an der Position Z₀ in der Richtung der Z-Achse den Maximalwert Km auf und verringert sich mit zunehmendem Abstand von der Position Z₀ rasch bzw. scharf. Im Hinblick auf das Extrahieren einer feinen Rauigkeit als Kante, indem eine klare Grenze zwischen einem Bestrahlungsbereich und einem bestrahlungsfreien Bereich mit dem Beleuchtungslicht 2 hergestellt wird, ist es mehr vorzuziehen, dass die Änderungsbereiche ΔZa und ΔZb an einem Umfangsbereich der Lichtbetragsverteilung schmaler sind.
Beispielsweise ist jeder der Änderungsbereiche ΔZa und ΔZb ein Bereich, in dem sich die Lichtmenge von ungefähr 90% bis ungefähr 10% des Maximalwerts Km ändert, und dieser ist schmaler als die Schärfentiefe der Kamera 110 für die Fotografie mit geringer Vergrößerung. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine Kante innerhalb der Schärfentiefe korrekt zu extrahieren, ohne durch eine Textur, die sich von dem Messzielort entfernt befindet, beeinflusst zu werden, indem die Relativposition der Ringbeleuchtungseinheit 140 so eingestellt wird, dass eine Grenze des Beleuchtungslichts 2 innerhalb der Schärfentiefe der Kamera 110 lokalisiert ist.
Ferner ist eine Breite ΔZc des Beleuchtungslichts 2 in der Richtung der Z-Achse ausreichend schmaler als die Schärfentiefe der Kamera 110, und ein Bereich, der schmaler als die Schärfentiefe der Kamera 110 ist, wird mit dem Beleuchtungslicht 2 bestrahlt. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine Beleuchtung innerhalb der Schärfentiefe der Kamera 110 an einem feinen Punkt (pinpoint) bezüglich der Richtung der Fotoachse durchzuführen, um eine Kante innerhalb der Schärfentiefe zu extrahieren.
5 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel der Funktionsweise der Messeinheit 10 der 2 zeigt, und diese zeigt einen Fall, in dem ein oberer Endteil des Werkstücks W auf dem beweglichen Tisch 12 mit dem Beleuchtungslicht 2 der seitlich emittierenden Beleuchtung bestrahlt wird. Ferner ist 6 eine Ansicht, welche ein Beispiel der Funktionsweise der Messeinheit 10 der 2 zeigt, und diese zeigt ein Werkstückbild, das in dem Zustand der 5 fotografiert ist.
Da die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 eine Lichtmengenverteilung aufweist, die sich in der Richtung der Fotoachse scharf ändert, kann eine Bestrahlungsposition des Werkstücks W auf dem beweglichen Tisch 12 mit dem Beleuchtungslicht 2 in der Richtung der Fotoachse lokalisiert werden. Aus diesem Grund kann in dem Fall der Vermessung eines Werkstücks W, das eine Stufe in der Richtung der Fotoachse aufweist, das Werkstück W unter Bestrahlung lediglich des oberen Endteils der Stufe mit dem Beleuchtungslicht 2 fotografiert werden.
In diesem Fall wird lediglich der obere Endteil des Werkstücks W mit dem Beleuchtungslicht 2 bestrahlt, und in dem Werkstückbild ändert sich die Beleuchtung stark in der Umgebung der Kante des oberen Endes. Eine Lokalisierung der Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 auf diese Weise kann einen Einfluss einer Textur an einer Position, die sich in der Richtung der Fotoachse entfernt von dem Messzielort befindet, vermieden werden.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Funktionsweise der Messeinheit 10 der 2 zeigt, und diese zeigt einen Fall, in dem ein Zwischenteil des Werkstücks W auf dem beweglichen Tisch 12 mit dem Beleuchtungslicht 2 der seitlich emittierenden Beleuchtung bestrahlt wird. Ferner ist 8 eine Ansicht, die ein Beispiel der Funktionsweise der Messeinheit 10 der 2 zeigt, und diese zeigt ein Werkstückbild, das in dem Zustand der 7 fotografiert ist.
In diesem Beispiel wird lediglich der Zwischenteil des Werkstücks W mit dem Beleuchtungslicht 2 bestrahlt, und in dem Werkstückbild ändert sich die Beleuchtung in der Umgebung der Kante des Zwischenteils stark. Eine Lokalisierung der Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 auf diese Weise kann einen Einfluss einer Textur an einer Position vermeiden, die sich in der Richtung der Fotoachse von dem Messzielort entfernt befindet.
<Steuereinheit 20>
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Funktionsaufbaus in der Steuereinheit 20 der 1 zeigt. Diese Steuereinheit 20 wird von einem Bildgebungssteuerteil 21, einem Werkstückbildspeicherteil 22, einem Messzielort-Spezifikationsteil 23, einem Messortinformations-Speicherteil 24, einem Relativpositionsermittlungsteil 25 und einem Dimensionsmessteil 26 aufgebaut.
Der Bildgebungssteuerteil 21 steuert die Kameras 110, 120, den Beleuchtungspositionseinstellteil 103 und die Beleuchtungseinheiten 130 bis 150 basierend auf der Steuerung durch den Benutzer, um ein Werkstückbild von den Kameras 110, 120 zu erhalten, und speichert das Werkstückbild in dem Werkstückbildspeicherteil 22.
Der Messzielort-Spezifikationsteil 23 spezifiziert einen Messzielort auf dem Werkstückbild. Beispielsweise spezifiziert der Messzielort-Spezifikationsteil 23 basierend auf der Benutzereinstellung als den Messzielort einen Bereich auf dem Werkstückbild, das unter Bestrahlung mit dem diffusen Licht der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 fotografiert wird. Durch Verwendung des Werkstückbilds, das unter Bestrahlung mit dem diffusen Licht fotografiert wird, ist es möglich, den Messzielort zu spezifizieren, während das gesamte Bild des Werkstücks geprüft wird. Positionsinformationen, welche den Messzielort und einen Messtyp kennzeichnen, werden als Messortinformationen in dem Messortinformations-Speicherteil 24 gespeichert.
Der Relativpositionsermittlungsteil 25 erhält eine Änderung der Beleuchtung an dem Messzielort relativ zu zwei oder mehr Werkstückbildern, die fotografiert werden, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 geändert wird, um die Relativposition zu ermitteln. Die obigen zwei oder mehr Werkstückbilder sind Werkstückbilder, die durch Fotografieren desselben Werkstücks unter Verwendung von Beleuchtung mittels der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 erhalten werden. Beispielsweise erhält der Relativpositionsermittlungsteil 25 einen Kontrast eines Bilds an dem Messzielort bezüglich jedes einer Mehrzahl von Werkstückbildern, die unter Bestrahlen mit dem Beleuchtungslicht 2 durch die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 fotografiert werden, und vergleicht die erhaltenen Kontraste, um eine Relativposition, an der das Werkstückbild mit dem größten Kontrast fotografiert wurde, als eine Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, zu ermitteln.
Allgemein gesprochen, wenn der Kontrast des Bilds größer ist, ist die Kantenextraktion stabiler. Ein solcher Kontrast des Messzielorts wird als ein Beurteilungswert erhalten, der die Stabilität der Kantenextraktion kennzeichnet, wobei ein Werkstückbild mit dem höchsten Beurteilungswert, das heißt ein Werkstückbild mit dem größten Kontrast, aus mehreren Werkstückbildern extrahiert wird, die fotografiert werden, während die Relativposition der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 geändert wird, und die Relativposition wird anschließend ermittelt, wodurch eine Verbesserung der Stabilität der Kantenextraktion ermöglicht wird.
Ferner gibt es als Verfahren zur Ermittlung der Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, ein Verfahren, das sich von dem oben dargelegten Verfahren unterscheidet, bei dem ein Werkstückbild mit dem höchsten Kontrast am Messzielort aus mehreren Werkstückbildern ermittelt wird und eine Relativposition, an der das Werkstückbild erhalten wurde, als die obige Relativposition ermittelt wird. Beispielsweise kann der Aufbau aber so vorgesehen sein, dass, basierend auf drei oder mehr Werkstückbildern mit unterschiedlichen Relativpositionen zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12, eine Verteilung, welche den Kontrast an jeder Relativposition enthält, erhalten wird, und eine Kurve, wie beispielsweise eine quadratische Kurve auf diese Verteilung angewendet wird, um eine Relativposition zu ermitteln, an der ein Kontrast am größten ist.
In dem Messortinformations-Speicherteil 24 werden zwei oder mehr Messzielorte zusammen mit Relativpositionen gehalten bzw. gespeichert. Der Messzielort und die Relativposition werden als Messortinformationen gespeichert. Der Bildgebungssteuerteil 21 steuert den Beleuchtungspositionseinstellteil 103 basierend auf der Relativposition, die durch das Relativpositionsermittlungsteil 25 ermittelt wird, und betätigt die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40, um ein Werkstückbild zu erhalten. Basierend auf dem Werkstückbild, das von dem Bildgebungssteuerteil 21 erhalten wird, extrahiert der Dimensionsmessteil 26 eine Kante des Messzielorts, erhält eine Abmessung bzw. Dimension des Messzielorts basierend auf der extrahierten Kante und gibt das Messresultat aus.
Da die Relativposition basierend auf zwei oder mehr Werkstückbildern ermittelt wird, die fotografiert werden, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 geändert wird, ist es möglich, das Werkstück durch automatische Ermittlung einer geeigneten Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 zur Extraktion einer Kante des Messzielorts zu fotografieren.
Bezüglich jedes Messzielorts, der in dem Messortinformations-Speicherteil 24 gespeichert ist, bewegt der Bildgebungssteuerteil 21 die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 an die entsprechende Relativposition und bestrahlt das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mit Beleuchtungslicht 2 der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 von der Seite, auf eine wiederholende Weise, um das Werkstückbild zu erhalten. Mit einem solchen Aufbau können Kanten dieser Messzielorte sequentiell extrahiert werden, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 eingestellt wird, wenn mehrere Messzielorte bezüglich desselben Werkstückbilds spezifiziert sind.
Ferner steuert der Bildgebungssteuerteil 21 den Beleuchtungspositionseinstellteil 103, so dass die Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 mit einer Fokusposition der Kamera 110 zusammenfällt, um das Werkstückbild zu erhalten. Mit einem solchen Aufbau kann eine Kante in einem Bildbereich im Fokus korrekt extrahiert werden.
Ein Messresultat, wie beispielsweise ein Dimensionswert bzw. Abmessungswert wird auf der Displayeinrichtung 11 angezeigt. Ferner erzeugt die Steuereinheit 20 Messeinstellungsdaten zum aufeinanderfolgenden bzw. wiederholenden Messen des Werkstücks. Diese Messeinstellungsdaten enthalten Positionierungsinformationen, Messortinformationen, Informationen, welche einen Designwert kennzeichnen und eine Toleranz für jeden Messzielort. Die Positionsinformationen sind Informationen zum Analysieren eines Werkstückbilds zur Detektion einer Position und einer Lage des Werkstücks.
Die 10 und 11 mit den Schritten S101 bis S115 sind Flussdiagramme, welche ein Beispiel des Funktionsablaufs zur Zeit der Messeinstellung der Bildmesseinrichtung 1 der 1 zeigen. Zunächst setzt die Steuereinheit 20 die Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 der Ringbeleuchtungseinheit 140 in Betrieb, fotografiert das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mittels der Kamera 110 (Schritte S101, S102) und zeigt ein Werkstückbild, das von der Kamera 110 erhalten wird, auf der Displayeinrichtung 11 an.
Als Nächstes akzeptiert die Steuereinheit 20 die Benutzereingaben, und wenn ein Messzielort auf dem Werkstückbild spezifiziert ist (Schritt S103), setzt die Steuereinheit 20 die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 anstelle der Diffus-Beleuchtungseinrichtung 50 in Betrieb und fotografiert das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12 mittels der Kamera 110 (Schritte S104, S105). Basierend auf dem Werkstückbild, das unter Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 von der Seite fotografiert wird, erhält die Steuereinheit 20 eine Änderung der Beleuchtung an dem Messzielort und berechnet einen Kontrast in der Umgebung der Kante als einen Beurteilungswert, der die Stabilität der Kantenextraktion kennzeichnet (Schritt S106).
Die Steuereinheit 20 steuert den Beleuchtungspositionseinstellteil 103, um die Bearbeitungsprozedur der Schritte S105 und S106 zu wiederholen, während die Ringbeleuchtungseinheit 140 sequentiell an zwei oder mehr im Voraus eingestellte Positionen in der Richtung der Z-Achse bewegt wird (Schritt S107). Anschließend vergleicht die Steuereinheit 20 die Relativpositionen zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12, das heißt Beurteilungswerte einer Mehrzahl von Werkstückbildern mit unterschiedlichen Beleuchtungspositionen, und berechnet eine Relativposition entsprechend dem Messzielort (Schritt S108).
Als nächstes steuert zur Einstellung der Beleuchtungsposition die Steuereinheit 20 den Beleuchtungspositionseinstellteil 103, um die Ringbeleuchtungseinheit 140 an die Relativposition, die aus dem Beurteilungsschritt erhalten wurde, zu bewegen (Schritt S109). Anschließend fotografiert die Steuereinheit 20 das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12, um ein Werkstückbild zu erhalten (Schritt S110).
Die Steuereinheit 20 extrahiert eine Kante des Messzielorts basierend auf dem erhaltenen Werkstückbild (Schritt S111) und berechnet einen Dimensionswert bzw. Wert der Abmessung des Messzielorts basierend auf der extrahierten Kante (Schritt S112), um die Kante und den Dimensionswert als Messresultate auf der Displayeinrichtung 11 anzuzeigen (Schritt S113).
Die Steuereinheit 20 akzeptiert die Eingaben des Benutzers, und wenn ein anderer Messzielort spezifiziert wird, wiederholt die Steuereinheit 20 die Verarbeitungsprozedur des Schritts S103 und der nachfolgenden Schritte (Schritt S114). Wenn die Dimensionsmessung bezüglich aller Messzielorte abgeschlossen ist, erzeugt die Steuereinheit 20 Messeinstellungsdaten und schließt diese Verarbeitung ab (Schritt S115).
Die 12 mit den Schritten S201 bis S211 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Funktionsablaufs zur Zeit der Dimensionsmessung in der Bildmesseinrichtung 1 der 1 zeigt. Zunächst akzeptiert die Steuereinheit 20 die Eingaben des Benutzers und wählt gemäß dem Werkstück Messeinstellungsdaten als ein nachfolgendes Messziel aus (Schritt S201).
Als Nächstes, wenn der Ausführungsschalter 16 der Messeinheit 10 betätigt wird (Schritt S202), liest die Steuereinheit 20 den Messzielort aus, der als Messeinstellungsdaten gespeichert ist (Schritt S203), und steuert den Beleuchtungspositionseinstellteil 103 zum Einstellen der Beleuchtungsposition, um die Ringbeleuchtungseinheit 140 an die Relativposition zu bewegen, die mit der Messzielposition in Verbindung steht (Schritt S204). Anschließend setzt die Steuereinheit 20 die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 in Betrieb und fotografiert das Werkstück auf dem beweglichen Tisch 12, um ein Werkstückbild zu erhalten (Schritt S205).
Die Steuereinheit 20 extrahiert eine Kante des Messzielorts basierend auf dem erhaltenen Werkstückbild (Schritt S206) und berechnet einen Dimensionswert des Messzielorts basierend auf der extrahierten Kante (Schritt S207). Wenn ein weiterer Messzielort vorhanden ist, wiederholt die Steuereinheit 20 die Verarbeitungsprozedur vom Schritt S203 bis zum Schritt S207 (Schritt S208). Wenn die Dimensionsmessung bezüglich aller Messzielorte abgeschlossen ist, zeigt die Steuereinheit 20 die Kante und den Dimensionswert als Messresultate auf der Displayeinrichtung 11 an (Schritt S209) und speichert die Messresultate (Schritt S210).
Wenn als nachfolgendes Messziel ein weiteres Werkstück vorhanden ist, wiederholt die Steuereinheit 20 die Verarbeitungsprozedur des Schritts S202 und nachfolgender Schritte, und wenn kein weiteres Werkstück als nachfolgendes Messziel vorhanden ist, schließt die Steuereinheit 20 diese Verarbeitung ab (Schritt S211).
Da die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 eine Lichtmengenverteilung aufweist, welche sich in den Richtungen der Fotoachse der Kameras 110 und 120 scharf ändert, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Bestrahlungsposition des Werkstücks auf dem beweglichen Tisch 12 in der Richtung der Fotoachse lokalisiert werden. Da eine solche Lokalisierung der Bestrahlungsposition einen Einfluss einer Textur an einer Position, welche sich in der Richtung der Fotoachse von dem Messzielort entfernt befindet, vermeidet, ist es möglich, eine fehlerhafte Extraktion einer Textur auf der Werkstückoberfläche als eine Kante bei der Dimensionsmessung unter Verwendung der Epi-Beleuchtung zu vermeiden.
Ferner, da der Einfluss der Textur an der Position entfernt von dem Messzielort in der Richtung der Fotoachse vermieden wird, ist es möglich, eine gewünschte Kante korrekt zu extrahieren, selbst in dem Fall des Fotografierens eines Werkstücks unter Verwendung der Kamera 110 mit einer geringen Fotovergrößerung. Ferner wird bezüglich zweier oder mehr zu fotografierender Werkstückbilder, während die Relativposition geändert wird, eine Änderung der Beleuchtung des Messzielorts erhalten, und die Relativposition wird dann ermittelt, wodurch es möglich ist, das Werkstück durch automatisches Ermitteln einer geeigneten Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2 zum Extrahieren einer Kante des Messzielorts zu fotografieren.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Beschreibung bezüglich eines Beispiels der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 gegeben, welche Beleuchtungslicht, das in der Richtung der Fotoachse von der Lichtquelle 42 emittiert wird, durch den Spiegel 44 in die Richtung reflektiert, welche die Fotoachse schneidet. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen beispielhaften Aufbau der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 beschränkt. Beispielsweise kann die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 ohne den Spiegel 44 vorgesehen sein, und Beleuchtungslicht, das in der horizontalen Richtung von der Lichtquelle 42 ausgesendet sind, kann von dem Schlitz 46 verschmälert werden, um eine Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht 2, das einen Aufweitungswinkel hat, der parallelem Licht nahekommt, durchzuführen.
13 ist eine Schnittansicht, die einen weiteren beispielhaften Aufbau der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 zeigt. Diese seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 wird durch das Verdrahtungssubstrat 41, die Lichtquelle 42, den Linsentubusteil 43 und den Schlitz 46 aufgebaut. Der Linsentubusteil 43 weist einen Innenraum auf, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Das Verdrahtungssubstrat 41 und die Lichtquelle 42 sind an einem rechten Endteil des Linsentubusteils 43 angeordnet, und der Schlitz 46 ist am linken Ende des Linsentubusteils 43 ausgebildet.
Die Lichtquelle 42 ist auf dem Verdrahtungssubstrat 41 in einem Zustand angeordnet, in dem diese in der horizontalen Richtung zur linken Seite gerichtet ist. Der Schlitz 46 steuert den Aufweitungswinkel des Beleuchtungslichts 2, das von der Lichtquelle 42 ausgesendet wird. Der Schlitz 46 ist an einer Position angeordnet, die um einen bestimmten Abstand von der Lichtquelle 42 entfernt ist. Selbst eine solche seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 ermöglicht die Realisierung einer Epi-Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtmengenverteilung aufweist, die sich in den Richtungen der Fotoachse der Kameras 110 und 120 scharf ändert.
Die 14A und 14B sind Schnittansichten, die jeweils einen weiteren beispielhaften Aufbau der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 zeigen. 14A zeigt den Fall, in dem Beleuchtungslicht 2, das einen Aufweitungswinkel hat, der parallelem Licht nahekommt, unter Verwendung eines Kondensors 47 erhalten wird. 14B zeigt einen Fall, in dem Beleuchtungslicht 2 als paralleles Licht unter Verwendung der Lichtquelle 42, welche Laserlicht erzeugt, erhalten wird.
Die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40, die in 14A gezeigt ist, wird durch das Verdrahtungssubstrat 41, die Lichtquelle 42, den Linsentubusteil 43 und den Kondensor 47 aufgebaut. Der Linsentubusteil 43 weist einen Innenraum auf, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Das Verdrahtungssubstrat 41 und die Lichtquelle 42 sind an dem rechen Endteil des Linsentubusteils 43 angeordnet, und der Kondensator 47 ist am linken Ende des Linsentubusteils 43 angeordnet.
Die Lichtquelle 42 ist in einem Zustand auf dem Verdrahtungssubstrat 41 angeordnet, in dem diese in der horizontalen Richtung zur linken Seite gerichtet. Der Kondensator 47 ist ein optisches Element, das Beleuchtungslicht 2, das einen Aufweitungswinkel hat, der parallelem Licht nahekommt, durch Sammeln des Beleuchtungslichts 2 erhält, das von der Lichtquelle 42 ausgesendet wird.
Die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40, die in 14B gezeigt ist, wird durch die Lichtquelle 42 aufgebaut, die mit einem Laseroszillator, der Laserlicht erzeugt, vorgesehen ist. Die Lichtquelle 42 ist so angeordnet, dass diese in der horizontalen Richtung der linken Seite zugewandt ist, und führt eine Bestrahlung mit Laserlicht, das von dem Laseroszillator ausgesendet wird, als Beleuchtungslicht 2 durch, das paralleles Licht ist. Selbst eine solche seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 ermöglicht die Realisierung einer Epi-Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtmengenverteilung aufweist, welche sich in den Richtungen der Fotoachse der Kameras 110 und 120 scharf ändert.
Ferner wurde gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung hinsichtlich eines Beispiels gegeben, in dem basierend auf mehreren zu fotografierenden Werkstückbildern, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 verändert wird, die Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, ermittelt wird.
Allerdings gibt es im Unterschied dazu ein weiteres Verfahren zur Ermittlung der Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist. Beispielsweise kann eine Höhenmesseinheit, welche eine Höhe des Werkstücks in der Richtung der Z-Achse misst, bereitgestellt werden, und basierend auf einem Messresultat der Höhe kann die Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, ermittelt werden. Ferner kann die Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, basierend auf Designinformationen, welche eine Form und eine Abmessung des Werkstücks kennzeichnen, ermittelt werden.
Ferner wurde gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung hinsichtlich eines Beispiels der Ermittlung der Stabilität der Kantenextraktion basierend auf dem Kontrast in der Umgebung der Kante des Messzielorts gegeben. Allerdings ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf dieses Verfahren zur Ermittlung der Stabilität der Kantenextraktion beschränkt. Beispielsweise kann bezüglich des Messzielorts ein Mittelwert der Beleuchtung erhalten werden, und basierend auf dem Mittelwert der Beleuchtung kann die Stabilität der Kantenextraktion beurteilt werden. Wenn der Mittelwert der Beleuchtung größer wird, erhöht sich die Stabilität der Kantenextraktion. Alternativ kann bezüglich eines Bereichs, der sich von einem Bereich unterscheidet, in dem ein Änderungsbetrag der Beleuchtung am Messzielort groß ist, eine Beleuchtungsungleichmäßigkeit erhalten werden, und basierend auf der Beleuchtungsungleichmäßigkeit kann die Stabilität der Kantenextraktion beurteilt werden. Wenn die Beleuchtungsungleichmäßigkeit kleiner wird, erhöht sich die Stabilität der Kantenextraktion.
Ferner wurde gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung hinsichtlich eines Beispiels gegeben, in dem, wenn der Messzielort basierend auf Eingaben des Benutzers spezifiziert wird, die Werkstückbilder durch Fotografieren des Werkstücks auf dem beweglichen Tisch 12, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 geändert wird, erhalten werden, und die Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, wird basierend auf der erhaltenen Mehrzahl von Werkstückbildern ermittelt. Allerdings ist im Unterschied dazu ein weiteres Verfahren zur Ermittlung der Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, möglich. Beispielsweise kann der Aufbau so vorgesehen sein, dass die Werkstückbilder durch Fotografieren des Werkstücks auf dem beweglichen Tisch 12, während die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 verändert wird, erhalten werden, und die Kantenextraktion wird bei jedem der erhaltenen Werkstückbilder durchgeführt, um eine Gruppe von Kanten, die aus den mehreren Werkstückbildern extrahiert werden, auf einem gemeinsamen Werkstückbild anzuzeigen. Aus einer solchen Gruppe von Kanten wird eine Kante als Messziel spezifiziert.
Ferner wurde gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung für ein Beispiel gegeben, in dem der Beleuchtungspositionseinstellteil 103 die Position der Ringbeleuchtungseinheit 140 in der Richtung der Z-Achse einstellt, wodurch die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 eingestellt wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau der Relativpositionseinstelleinheit beschränkt. Beispielsweise kann die Relativpositionseinstelleinheit so aufgebaut sein, dass der bewegliche Tisch 12 in der Richtung der Z-Achse bewegt wird oder der bewegliche Tisch 12 und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung 40 in der Richtung der Z-Achse separat bewegt werden, um dadurch die Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung 40 und dem beweglichen Tisch 12 einzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-32224 A [0002]
JP 2012-32341 A [0002]
JP 2012-32344 A [0002]
JP 2012-159409 A [0002]
JP 2012-159410 A [0002]

Claims

Bildmesseinrichtung, die aufweist: einen Tisch zum Anordnen eines Werkstücks; eine Kamera, welche das Werkstück auf dem Tisch fotografiert und ein Werkstückbild erzeugt; eine seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtmengenverteilung aufweist, die sich in der Richtung einer Fotoachse der Kamera scharf ändert, und das Werkstück auf dem Tisch seitlich mit Beleuchtungslicht bestrahlt; eine Messzielort-Spezifikationseinheit, welche einen Messzielort auf dem Werkstückbild spezifiziert; eine Relativpositionseinstelleinheit, welche den Tisch oder die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung entlang der Richtung der Fotoachsen bewegt, um eine Relativposition zwischen der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung und dem Tisch einzustellen; eine Relativpositionsermittlungseinheit, welche eine Änderung der Beleuchtung an dem Messzielort bezüglich zweier oder mehr Werkstückbilder, die an unterschiedlichen Relativpositionen fotografiert werden, erhält, um eine Relativposition zu ermitteln; eine Bildgebungssteuereinheit, welche die Relativpositionseinstelleinheit basierend auf der ermittelten Relativposition einstellt und die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung betätigt, um das Werkstückbild zu erhalten; und eine Dimensionsmesseinheit, die eine Kante des Messzielorts basierend auf dem erhaltenen Werkstückbild extrahiert, um eine Dimension des Messzielorts basierend auf der extrahierten Kante zu erhalten.
Bildmesseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Bestrahlung mit Beleuchtungslicht als paralleles Licht oder Beleuchtungslicht, das einen Aufweitungswinkel hat, der parallelem Licht nahekommt, durchführt, wobei das Beleuchtungslicht einen Änderungsbereich an einem peripheren Teil der Lichtmengenverteilung aufweist, der schmaler als eine Schärfentiefe der Kamera ist.
Bildmesseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht in einem Bereich durchführt, der schmaler als die Schärfentiefe ist.
Bildmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung aufweist: einen Spiegel, der Beleuchtungslicht, das in der Richtung der Fotoachse von einer Lichtquelle ausgesendet wird, in eine Richtung reflektiert, welche die Richtung der Fotoachse schneidet, und einen Schlitz, der einen Aufweitungswinkel des Beleuchtungslichts, das von dem Spiegel reflektiert wird, begrenzt.
Bildmesseinrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Schlitz der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung ein Spalt ist, der schmaler als die Schärfentiefe der Kamera ist.
Bildmesseinrichtung nach Anspruch 4, die eine Diffus-Beleuchtungseinrichtung aufweist, welche eine ringförmige Lichtquelle hat, welche die Fotoachse der Kamera umgibt und das Werkstück auf dem Tisch mit diffusem Licht von oben bestrahlt, wobei
die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle aufweist, die bezüglich der Lichtquelle der Diffus-Beleuchtungseinrichtung konzentrisch angeordnet ist und deren Schlitz in einem Stufenteil vorgesehen ist, der ausgebildet ist, indem ein Linsentubusteil in der Richtung der Fotoachse stärker als das untere Ende der Diffus-Beleuchtungseinrichtung vorsteht.
Bildmesseinrichtung nach Anspruch 6, bei der die Messzielort-Spezifikationseinheit als Messzielort einen Bereich auf dem Werkstückbild spezifiziert, das unter Bestrahlung mit dem diffusen Licht der Diffus-Beleuchtungseinrichtung fotografiert ist.
Bildmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Messortinformations-Speichereinheit aufweist, welche zwei oder mehr der Messzielorte in Verbindung mit Relativpositionen speichert, wobei bezüglich jedes Messzielorts, der in der Messortinformations-Speichereinheit gespeichert ist, die Bildgebungssteuereinheit wiederholend den Tisch oder die seitlich emittierende Beleuchtungseinrichtung an die entsprechende Relativposition bewegt und das Werkstück auf dem Tisch seitlich mit dem Beleuchtungslicht der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung beleuchtet, um das Werkstückbild zu erhalten.
Bildmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Relativpositionsermittlungseinheit einen Kontrast in einer Umgebung einer Kante des Messzielorts bezüglich jedes einer Mehrzahl der Werkstückbilder, die unter Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht der seitlich emittierenden Beleuchtungseinrichtung fotografiert werden, erhält, um eine Relativposition, die mit dem Messzielort in Verbindung zu bringen ist, basierend auf den erhaltenen Kontrasten zu ermitteln.
Bildmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bildgebungssteuereinheit die Relativpositionseinstelleinheit so steuert, dass eine Position der Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht mit einer Fokusposition der Kamera übereinstimmt, um das Werkstückbild zu erhalten.