DE102016214035A1

DE102016214035A1 - Messzielobjekt-Messprogramm, Messzielobjekt-Messverfahren und vergrössernde Beobachtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102016214035A1
Application number: DE102016214035.3A
Authority: DE
Inventors: Kazuki Natori; Shinya Takahashi
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-02-02
Also published as: US20170030706A1; US9970745B2; JP6460938B2; JP2017032362A

Abstract

Es werden ein Messzielobjekt-Messverfahren und eine vergrößernde Beobachtungseinrichtung bereitgestellt, die es möglich machen, eine Abweichung zwischen tatsächlichen Höhenbilddaten und CAD-Daten in Bezug auf einen speziellen Bereich eines Messzielobjekts in einfacher und intuitiver Weise zu erkennen. Eine CAD-Höhendaten-Erzeugungseinheit erzeugt mehrere Datenabschnitte an CAD-Höhendaten auf der Grundlage von Grund-CAD-Daten. Eine Referenzhöhendaten-Auswahleinheit wählt Bildreferenzhöhendaten aus den mehreren Datenabschnitten an CAD-Höhendaten aus. Eine Referenzerscheinungsbilddaten-Sammeleinheit gewinnt ein Referenzerscheinungsbild, das den Referenzhöhendaten entspricht. Eine Zielobjektbild-Anzeigeeinheit zeigt ein Zielobjektbild auf der Grundlage von Texturdaten oder tatsächlichen Höhenbilddaten an, und eine Referenzbild-Anzeigeeinheit zeigt ein Referenzbild auf der Grundlage der Referenzerscheinungsbilddaten oder der Referenzhöhendaten an.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messzielobjekt-Messprogramm, ein Messzielobjekt-Messverfahren und eine vergrößernden Beobachtungseinrichtung, die einen Vergleich zwischen CAD-Daten und anderen Bilddaten ermöglichen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Durch Anwendung eines Dreiecksbereichssystem bzw. Triangulationssystems oder dergleichen ist es möglich, Bilddaten zu gewinnen, die eine Abstandsinformation (beispielsweise eine Höhe oder eine Tiefe) in Bezug auf eine Referenzposition eines Zielobjekt in einer Richtung enthalten (im Weiteren werden die Bilddaten als Abstandsbilddaten bezeichnet). Die ungeprüfte offen gelegten japanischen Patentanmeldungen mit Nummern 2002-46087 und 2012-26895 beschreiben jeweils eine Technik zum Vergleichen derartiger Abstandsbilddaten mit zuvor erzeugten CAD-Daten.
In einer Messeinrichtung der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2002-46087 werden dreidimensionale Koordinatenwerte eines Zielobjekts mittels eines Abstandsbildsensors gewonnen. Die dreidimensionalen Koordinatenwerte werden entsprechend zu einem Koordinatensystem eines CAD-Modells umgewandelt, um ein Zielobjektmodell zu erzeugen, und es wird ein simuliertes Bild aus dem Zielobjektmodell erzeugt. Indessen wird ein CAD-Modell aus CAD-Daten des Zielobjekts erzeugt, die in einem Speicher gespeichert werden, und es wird ein simuliertes Bild des CAD-Modells aus dem CAD-Modell erzeugt. Eine Tiefeninformation des simulierten Bildes des Zielobjektmodells wird mit Tiefeninformation des simulierten Bildes des CAD-Modells verglichen, um die Größe einer Positionsabweichung zwischen dem CAD-Modell und dem Zielobjektmodell zu messen.
In einer Positions-Stellungs-Messeinrichtung der offen gelegte ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2012-26895 wird ein Abstandsbild eines Zielobjekts durch einen Abstandssensor als eine dreidimensionale Information gemessen. Ein Tiefenwert, der in dem Abstandsbild enthalten ist, wird in dreidimensionale Koordinaten in einem Referenzkoordinatensystem umgewandelt, und erforderliche Messdaten werden aus der umgewandelten dreidimensionalen Punktgruppe als Raster erhalten. Ein gespeichertes dreidimensionales Modell des Zielobjekts wird mit den ausgewählten Messdaten verknüpft, um eine Position und eine Lage bzw. Stellung des Zielobjekts zumessen.
Die in den ungeprüften offen gelegten japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2002-46087 und 2012-26895 beschriebenen Techniken sind auch auf die Positionsmessung für ein Zielobjekt und dergleichen anwendbar.
Jedoch kann ein Fehler in den Abmessungen und dergleichen eines speziellen Bereichs des Zielobjekts nicht durch diese Techniken untersucht werden. Ferner ist es erforderlich, dass die Abstandsbilddaten und die CAD-Daten einfach und intuitiv verglichen werden können, ohne dass der Anwender einen aufwändigen Vorgang oder dergleichen anwenden muss.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Messzielobjekt-Messprogramm, eine Messzielobjekt-Messverfahren und eine vergrößernde Beobachtungseinrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, einfach und intuitiv eine Abweichung zwischen tatsächlichen Höhenbilddaten und CAD-Daten, die einen speziellen Bereich eines Messzielobjekt betreffen, zu erkennen.

(1) Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranlasst ein Messzielobjekt-Messprogramm einen Computer, die Schritte auszuführen: Gewinnen bzw. Sammeln dreidimensionaler Grund-CAD-Daten, die ein Messzielobjekt repräsentieren; Gewinnen bzw. Sammeln tatsächlicher Höhenbilddaten, die als Höheninformation einen Abstand zwischen einer Referenzposition und jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts in einer Richtung enthalten; Erzeugen mehrerer Datenabschnitte bzw. Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten, die jeweils als Höheninformation Abstände zwischen einer Referenzposition und entsprechenden Teilchen auf der Oberfläche des Messzielobjekts in mehreren Richtungen enthalten, auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten; Auswählen, aus den mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten, CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten; Anzeigen, als ein Zielobjektbild, eines ersten Bildes auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild entspricht, und Anzeigen, als eine Referenzbild, eines dritten Bildes auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten, oder eines vierten Bildes, das dem dritten Bild entspricht; Ausführen einer Ausrichtung bzw. Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes als erste Justierung durch Mustervergleich; Spezifizieren eines Messortes für das Messzielobjekt; und Anzeigen von Information, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt.

Entsprechend diesem Messzielobjekt-Messprogramm werden von mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten, die auf der Grundlage von Grund-CAD-Daten erzeugt sind, CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf tatsächliche Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt. Ein Referenzbild auf der Grundlage dieser Referenz-Höhenbilddaten, oder das diesen Referenz-Höhenbilddaten entspricht, wird zusammen mit einem Zielobjektbild auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder entsprechend dazu angezeigt, und das Zielobjektbild und das Referenzbild werden durch Mustervergleich ausgerichtet bzw. justiert. Dies ermöglicht es, dass der Anwender einen Vergleich zwischen dem Zielobjektbild und dem Referenzbild ohne Ausführung einer aufwändiger Verarbeitung durchführt.
Wenn ferner ein Messort für das Messzielobjekt spezifiziert wird, wird Information angezeigt, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt. In diesem Falle kann der Anwender in einfacher und präziser Weise den Messort auf der Grundlage des Zielobjektbildes und des Referenzbildes, die zueinander ausgerichtet bzw. justiert sind, spezifizieren. Ferner kann der Anwender in einfacher und intuitiver Weise die Abweichung zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den CAD-Daten, die einen speziellen Bereich des Messzielobjekts betreffen, erkennen.

(2) Die mehreren Richtungen können eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte, eine fünfte und eine sechste Richtung umfassen. Die erste und die zweite Richtung können parallel und entgegengesetzt zueinander sein. Die zweite und die dritte Richtung können parallel und entgegengesetzt zueinander sein. Die fünfte und die sechste Richtung können parallel und entgegengesetzt zueinander sein. Die dritte und die vierte Richtung können entsprechend senkrecht zu der ersten und der zweiten Richtung sein. Die fünfte und die sechste Richtung können entsprechend senkrecht zu der ersten und der zweiten Richtung und entsprechend senkrecht zu der dritten und der vierten Richtung sein. In diesem Falle können die Referenz-Höhenbilddaten in geeigneter Weise auf der Grundlage von sechs Datenabschnitten an CAD-Höhenbilddaten, die der ersten bis sechsten Richtung entsprechen, ausgewählt werden.
(3) In einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den Grund-CAD-Daten entspricht, können die erste, die zweite und die dritte Achse festgelegt werden. Die erste und die zweite Richtung können parallel zu der ersten Achse sein, die dritte und die vierte Richtung können parallel zu der zweiten Achse sein, und die fünfte und die sechste Richtung können parallel zu der dritten Achse sein. In diesem Falle entsprechend die erste bis sechste Richtung entsprechend der ersten bis dritten Achse der Grund-CAD-Daten, um damit die Erzeugung von sechs Datenabschnitten an CAD-Höhenbilddaten zu ermöglichen.
(4) In dem Messzielobjekt-Messprogramm kann der Computer veranlasst werden, den Schritt des Anzeigens des Referenzbildes vor dem Schritt der Ausführung der ersten Justierung bzw. Ausrichtung auszuführen. In diesem Falle kann der Anwender das Referenzbild vor der ersten Justierung prüfen.
(5) In dem Messzielobjekt-Messprogramm kann das Referenzbild in Bezug auf das Zielobjektbild vor dem Schritt der Ausführung der ersten Justierung verschoben werden, und das Zielobjektbild kann in Bezug auf das Referenzbild in dem Schritt zur Ausführung der ersten Justierung verschoben werden. In diesem Falle kann die Justierung ausgeführt werden, ohne dass der Anwender einen befremdlichen Eindruck erhält.
(6) In dem Messzielobjekt-Messprogramm kann der Computer veranlasst werden, ferner einen Schritt zur Änderung einer Orientierung des Zielobjektbildes auszuführen. In diesem Falle kann der Anwender in geeigneter Weise die Orientierung des Zielobjektbildes ändern.
(7) In einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenz-Höhenbilddaten entspricht, können eine vierte Achse parallel zu der einen Richtung oder einer Richtung, die den Referenz-Höhenbilddaten entspricht, und eine fünfte und eine sechste Achse orthogonal zueinander auf einer Ebene vertikal zu der vierten Achse separat definiert werden. Der Schritt des Ausführens der ersten Justierung kann einen Justierschritt zur parallelen Positionierung zum Ausführen einer Justierung bzw. Ausrichtung in einer Richtung parallel zu der fünften und sechsten Achse und zur Justierung einer Drehrichtung um eine Achse parallel zu der vierten Achse aufweisen, und einen Höhenjustierschritt zur Ausführung einer Justierung bzw. Ausrichtung in einer Richtung parallel zu der vierten Achse nach dem Justierschritt zur parallel Positionierung. In diesem Falle wird nach Ausführung der Justierung auf der Ebene vertikal zu der vierten Achse die Justierung in der Richtung parallel zu der vierten Achse ausgeführt. Dies ermöglicht eine effiziente Justierung bzw. Ausrichtung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes.
(8) In dem Messzielobjekt-Messprogramm wird der Computer veranlasst, ferner einen Schritt zur Anzeige eines CAD-Bildes auf der Grundlage von Grund-CAD-Daten vor dem Schritt der Auswahl der Referenz-Höhenbilddaten auszuführen. In diesem Falle kann der Anwender, während er das CAD-Bild betrachtet, eine Überprüfung über die Korrektheit/Fehlerhaftigkeit der Grund-CAD-Daten, eine Überprüfung über die Korrektheit/Fehlerhaftigkeit der Referenz-Bildhöhendaten und dergleichen ausführen.
(9) In dem Messzielobjekt-Messprogramm wird der Computer veranlasst, ferner einen Schritt zur Spezifizierung einer Referenzposition des Messzielobjekts nach dem Schritt der Ausführung der ersten Justierung und zur Ausführung einer Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes als zweite Justierung mit der Referenzposition als eine Referenz auszuführen. In diesem Falle kann im Hinblick auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts die Justierung bzw. Ausrichtung präziser ausgeführt werden.
(10) In einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenz-Höhenbilddaten entspricht, können eine vierte Achse parallel zu der einen Richtung oder einer Richtung, die den Referenz-Höhenbilddaten entspricht, und eine fünfte und eine sechste Achse senkrecht zueinander auf einer Ebene, die vertikal zu der vierten Achse ist, separat festgelegt werden. In dem Schritt zur Ausführung der zweiten Justierung können eine Justierung in einer Drehrichtung um eine Achse parallel zu der vierten Achse und/oder eine Justierung in einer Richtung parallel zu der fünften und sechsten Achse und/oder eine Justierung in einer Richtung parallel zu der vierten Achse ausgeführt werden. In diesem Falle kann im Hinblick auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts eine Justierung in zweckgebundener Weise mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
(11) In dem Messzielobjekt-Messprogramm kann in dem Schritt des Anzeigens des Referenzbildes das Referenzbild mit einer Orientierung zuerst angezeigt werden, die in Bezug auf das Zielobjektbild eingestellt ist. In diesem Falle sieht der Anwender kein unnötiges Bild, so dass sich für den Anwender eine geringere Belastung und kein unnötiger Zeitaufwand ergeben.
(12) In dem Messzielobjekt-Messprogramm kann der Computer veranlasst werden, ferner einen Schritt zur Sammlung bzw. Gewinnung von Bilddaten für das tatsächliche Aussehen auszuführen, die eine Erscheinungsform bzw. ein Aussehen des Messzielobjekts repräsentieren, die durch Abbildung in der einen Richtung erhalten werden. Das zweite Bild kann ein Bild auf der Grundlage der Bilddaten der tatsächlichen Erscheinungsform sein. In diesem Falle kann das Anzeigen des zweiten Bildes als das Zielobjektbild den Anwender in die Lage versetzen, das Aussehen des Messzielobjekts zu betrachten.
(13) Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Messzielobjekt-Messverfahren die Schritte: Gewinnen bzw. Sammeln dreidimensionaler Grund-CAD-Daten, die ein Messzielobjekt repräsentieren; Gewinnen bzw. Sammeln tatsächlicher Höhenbilddaten, die als Höheninformation einen Abstand zwischen einer Referenzposition und jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts in einer Richtung enthält; Erzeugen mehrerer Datenabschnitte bzw. Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten, die jeweils als Höheninformation Abstände zwischen einer Referenzposition und jeweiligen Teilen auf der Oberfläche des Messzielobjekts in mehreren Richtungen enthalten, auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten; Auswählen aus den mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten diejenigen CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten; Anzeigen, als eine Zielobjektbild, eines ersten Bildes auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild entspricht, und Anzeigen, als ein Referenzbild, eines dritten Bildes auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten, oder eines vierten Bildes, das dem dritten Bild entspricht; Ausführen einer Justierung bzw. einer Ausrichtung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes als erste Justierung durch Mustervergleich; Spezifizieren eines Messortes für das Messzielobjekt; und Anzeigen von Information, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt. Gemäß diesem Messzielobjekt-Messverfahren kann der Anwender in einfacher und intuitiver Weise die Abweichung zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den CAD-Daten in Bezug auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts erkennen.
(14) Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst eine vergrößernde Beobachtungseinrichtung: eine Halterung, auf der ein Messzielobjekt anzuordnen ist; eine Höhenbilddaten-Sammeleinheit zur Gewinnung tatsächlicher Höhenbilddaten, die als Höheninformation einen Abstand zwischen einer Referenzposition und jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts, das auf der Halterung angeordnet ist, in einer Richtung enthält; einen Speicherteil zur Speicherung dreidimensionaler Grund-CAD-Daten, die das Messzielobjekt repräsentieren; einen Anzeigeteil; einen Bedienteil, der von einem Anwender bedient wird; und einen Informationsverarbeitungsteil. Der Informationsverarbeitungsteil umfasst eine Grund-CAD-Daten-Sammeleinheit zur Gewinnung der Grund-CAD-Daten, die in der Speichereinheit zu speichern sind, eine Sammelbefehlseinheit zur Ausgabe eines Befehls an die Höhenbilddaten-Sammeleinheit, um die tatsächlichen Höhenbilddaten zu gewinnen, eine CAD-Höhenbilddaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung mehrerer Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten, die jeweils als Höheninformationsabstände zwischen einer Referenzposition und jeweiligen Teilen auf der Oberfläche des Messzielobjekts in mehreren Richtungen enthalten, auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten, eine Referenz-Höhenbilddaten-Auswahleinheit zur Auswahl aus den mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten derjenigen CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten, eine Bildanzeigeeinheit, um den Anzeigeteil zu veranlassen, als ein Zielobjektbild ein erstes Bild auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder ein zweites Bild, das dem ersten Bild entspricht, anzuzeigen, und den Anzeigeteil zu veranlassen, als ein Referenzbild ein drittes Bild auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten oder ein viertes Bild, das dem dritten Bild entspricht, anzuzeigen, eine Justierungsausführungseinheit zur Ausführung einer Justierung bzw. Ausrichtung des Zielbildes und des Referenzbildes durch Mustervergleich, eine Messort-Spezifizierungseinheit zur Spezifizierung eines Messortes für das Messzielobjekt auf der Grundlage der Betätigung des Bedienteils, und eine Abweichungsinformation-Anzeigeeinheit, um den Anzeigeteil zu veranlassen, Information anzuzeigen, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt.

In dieser vergrößernden Beobachtungsmesseinrichtung werden aus mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten, die auf der Grundlage von Grund-CAD-Daten erzeugt sind, CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf tatsächliche Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt. Ein Referenzbild auf der Grundlage von oder entsprechend zu diesen Referenz-Höhenbilddaten wird zusammen mit einem Zielobjektbild auf der Grundlage von oder entsprechend zu den tatsächlichen Höhenbilddaten angezeigt, und das Messzielobjektbild und das Referenzbild werden durch Mustervergleich ausgerichtet bzw. justiert. Dies versetzt den Anwender in der Lage, einen Vergleich zwischen dem Zielobjektbild und dem Referenzbild ohne Ausführung einer aufwändigen Tätigkeit auszuführen.
Wenn ferner ein Messort für das Messzielobjekt spezifiziert wird, wird Information angezeigt, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt. In diesem Falle kann der Anwender in einfacher und genauer Weise den Messort auf der Grundlage des Zielobjektbildes und des Referenzbildes, die zueinander ausgerichtet bzw. zueinander justiert sind, spezifizieren. Ferner kann der Anwender in einfacher und intuitiver Weise die Abweichung zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den CAD-Daten im Hinblick auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts erkennen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Anwender in einfacher und intuitiver Weise eine Abweichung zwischen tatsächlichen Höhenbilddaten und CAD-Daten, die einen speziellen Bereich eines Messzielobjekts betreffen, erkennen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Blockansicht, die einen Aufbau einer vergrößernden Beobachtungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Messteils der vergrößernden Beobachtungseinrichtung der 1 zeigt;
3 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Prinzips eines Triangulationssystems;
4A bis 4D sind Ansichten, die Beispiele eines Musters von Messlichtes zeigen, das von einem Lichtprojektionsteil ausgesendet wird;
5 ist eine perspektivische Ansicht von außen, die ein Beispiel eines Messzielobjekts zeigt;
6 ist eine Ansicht, die ein Texturbild des Messzielobjekts der 5 zeigt;
7 ist eine Ansicht, die ein Höhenbild des Messzielobjekts der 5 zeigt;
8 ist eine Ansicht zur Erläuterung von CAD-Daten des Messzielobjekts der 5;
9A bis 9F sind Ansichten zur Erläuterung mehrerer Abschnitte bzw. Datenabschnitte von CAD-Höhenbilddaten, die auf der Grundlage der CAD-Daten der 8 erzeugt sind;
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines von einem Anzeigeteil der 1 angezeigten Bildes zeigt;
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel von Bildern zeigt, die von dem Anzeigeteil der 1 angezeigt werden;
12 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer vereinfachten bzw. einfachen Justierung;
13 ist eine Ansicht zur Erläuterung der vereinfachten Justierung;
14 ist eine Ansicht zur Erläuterung der vereinfachten Justierung;
15 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer erweiterten Justierung;
16 ist eine Ansicht zur Erläuterung der erweiterten Justierung;
17 ist eine Ansicht zur Erläuterung der erweiterten Justierung;
18 ist eine Ansicht zur Erläuterung der erweiterten Justierung;
19 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Vergleichsmessung;
20 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Vergleichsmessung;
21 ist eine Blockansicht, die einen funktionellen Aufbau der vergrößernden Beobachtungseinrichtung zeigt;
22 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Messzielobjekts-Messablaufs zeigt; und
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Messzielobjekts-Messablaufs zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
(1) Aufbau der vergrößernden Beobachtungseinrichtung
1 ist eine Blockansicht, die einen Aufbau einer vergrößernden Beobachtungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Messteils einer vergrößernden Beobachtungseinrichtung 500 der 1 zeigt. Im Weiteren wird die vergrößernde Beobachtungseinrichtung 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist die vergrößernden Beobachtungseinrichtung 500 mit einem Messteil 100, einem PC (Personalcomputer) 200, einem Steuerungsteil 300 und einem Anzeigeteil 400 versehen.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Messteil 100 beispielsweise ein Mikroskop und umfasst einen Lichtprojektionsteil 110, einen Lichtempfangsteil 120, einen Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130, eine Halterungseinrichtung 140 und eine Steuerplatine 150. Der Lichtprojektionsteil 110, der Lichtempfangsteil 120 und der Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130 bilden einen Messkopf 100H. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Lichtprojektionsteil 110 eine Messlichtquelle 111, eine Mustererzeugungseinheit 112 und mehrere Linsen 113, 114, 115. Der Lichtempfangsteil 120 umfasst eine Kamera 121 und mehrere Linsen 122, 123.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Halterungseinrichtung 140 eine Halterung 141, einen Halterungsbedienteil 142 und einen Halterungsantriebsteil 143. Ein Messzielobjekt S ist auf der Halterung 141 angeordnet. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Halterung 141 aus einer X-Y-Halterung 10, einer Z-Halterung 20 und einer Θ-Halterung 30 aufgebaut. Die Halterung 141 kann ferner ein Fixierelement (Klemme), nicht gezeigt, zur Fixierung des Messzielobjekts S an der Oberfläche, auf der das Messzielobjekt S angeordnet wird (im Weiteren als eine Positionierfläche bezeichnet) aufweisen.
Wie in 2 gezeigt, ist der Lichtprojektionsteil 110 schräg über der Halterung 141 angeordnet. Der Messteil 100 kann mehrere Lichtprojektionsteile 110 aufweisen. In dem Beispiel der 2 umfasst der Messteil 100 zwei Lichtprojektionsteile 110. Wenn im Weiteren die zwei Lichtprojektionsteile 110 zu unterscheiden sind, wird ein Lichtprojektionsteil 110 als ein Lichtprojektionsteil 110A bezeichnet, und der andere Lichtprojektionsteil 110 wird als ein Lichtprojektionsteil 110B bezeichnet. Die Lichtprojektionsteile 110A, 110B sind symmetrisch zu einer Strahlachse des Lichtempfangsteils 120, der dazwischen liegt, angeordnet.
Die Messlichtquelle 111 ist jeweils für die Lichtprojektionsteile 110A, 110B beispielsweise eine Halogenleuchte, die weißes Licht aussendet. Die Messlichtquelle 111 kann eine andere Lichtquelle sein, etwa eine weiße LED (lichtemittierende Diode), die weißes Licht aussendet. Licht, das aus der Messlichtquelle 111 ausgesendet wird (im Weiteren als Messlicht bezeichnet), wird von der Linse 113 in geeigneter Weise gebündelt, und fällt daraufhin auf die Mustererzeugungseinheit 112.
Die Mustererzeugungseinheit 112 ist beispielsweise eine DMD (digitale Spiegel-Spiegel-Einrichtung). Die Mustererzeugungseinheit 112 kann eine LCD (Flüssigkristallanzeige), eine LCOS (Flüssigkristall auf Silizium) oder eine Maske sein. Das auf die Mustererzeugungseinheit 112 fallende Messlicht wird so umgewandelt, dass es ein zuvor festgelegtes Muster und eine zuvor festgelegte Intensität (Helligkeit) annimmt, und dann ausgesendet wird. Im Weiteren wird ein Teil des Messlichtes mit einer Intensität, die nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist, als ein heller Teil bzw. Bereich bezeichnet, und ein Teil des Messlichtes mit einer Intensität, die kleiner als der vorgegebenen Wert ist, wird als ein dunkler Bereich bezeichnet.
Das aus der Mustererzeugungseinheit 112 ausgesandte Messlicht wird durch mehrere der Linsen 114, 115 in Licht umgewandelt, das einen relativ großen Durchmesser hat. Daraufhin wird das Messzielobjekt S auf der Halterung 141 mit dem umgewandelten Licht beleuchtet. Der Lichtempfangsteil 120 ist über der Halterung 141 angeordnet. Das von der Halterung 141 durch das Messzielobjekt S nach oben reflektierte Messlicht wird von mehreren Linsen 122, 123 des Lichtempfangsteils 120 zur Erzeugung eines Bildes gesammelt, das dann von einer Kamera 121 aufgenommen wird.
Die Kamera 121 ist beispielsweise eine CCD-(ladungsgekoppelte Einrichtung)Kamera mit einem bildgebenden Element bzw. Abbildungselement 121a und einer unse. Das Abbildungselement 121a ist beispielsweise eine einfarbige CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung). Das Abbildungselement 121a kann eine Farb-CCD oder ein anderes bildgebendes Element, etwa ein CMOS-(komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter)Bildsensor sein. Von jedem Pixel des Abbildungselements 121a wird ein analoges elektrisches Signal, das einer Lichtempfangsintensität (im Weiteren als Lichtempfangssignal bezeichnet) entspricht, an die Steuerplatine 150 ausgegeben.
Die Steuerplatine 150 ist mit einem A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler) und einem FIFO-(zuerst hinein-zuerst heraus-)Speicher versehen, die nicht gezeigt sind. Das von der Kamera 121 ausgegebene Lichtempfangssignal wird in einem konstanten Abtastzyklus abgetastet und von dem A/D-Wandler der Steuerplatine 150 auf der Grundlage der Steuerung durch den Steuerungsteil 300 in ein digitales Signal umgewandelt. Die von dem A/D-Wandler ausgegebenen digitalen Signale werden der Reihe nach in dem FIFO-Speicher gespeichert. Die in dem FIFO-Speicher gespeicherten digitalen Signale werden der Reihe nach als Pixeldaten an den PC 200 gesendet.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der PC 200 eine CPU (zentrale Recheneinheit) 210, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 220, einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff bzw. Direktzugriffsspeicher) 230, eine Speichereinrichtung 240 und einen Bedienteil 250. Ferner umfasst der Bedienteil 250 eine Tastatur und eine Zeigereinrichtung. Als die Zeigereinrichtung wird eine Maus, ein Joystick oder dergleichen verwendet.
Computerprogramme, etwa ein Betriebssystem und ein Messzielobjekt-Messprogramm sind in dem ROM 220 gespeichert. Der RAM 230 wird zur Verarbeitung einer Vielzahl von Daten verwendet. Die Speichereinrichtung 240 ist aus einer Festplatte und dergleichen aufgebaut. Die Speichereinrichtung 240 wird zur Speicherung einer Vielzahl von Daten, etwa von Pixeldaten, die aus der Steuerplatine 150 erhalten werden, verwendet. Ferner werden ein oder mehrere Abschnitte bzw. Datenabschnitte dreidimensionaler CAD-Daten des Messzielobjekts S in der Speichereinrichtung 240 gespeichert. Des Weiteren kann das Messzielobjekt-Messprogramm in der Speichereinrichtung 240 gespeichert werden.
Die CPU 210 erzeugt Bilddaten auf der Grundlage der aus der Steuerplatine 150 erhaltenen Pixeldaten. Ferner fuhrt die CPU 210 eine Verarbeitung an dem erzeugten Bilddaten unter Verwendung des RAM 230 aus und zeigt auf dem Anzeigeteil 400 ein Bild auf der Grundlage der Bilddaten an. Des Weiteren leitet die CPU 210 einen Ansteuerpuls dem Halterungsantriebsteil 143 zu. Der Anzeigeteil 400 ist beispielsweise aus einem LCD-Panel oder einem organischen EL-(Elektrolumineszenz-)Panel aufgebaut.
Der Steuerungsteil 300 umfasst eine Steuerplatine 310 und eine Beleuchtungslichtquelle 320. Die Steuerplatine 310 ist mit einer CPU, die nicht gezeigt ist, versehen. Die CPU der Steuerplatine 310 steuert den Lichtprojektionsteil 110, den Lichtempfangsteil 120 und die Steuerplatine 150 auf der Grundlage eines Befehls aus der CPU 210 des PC 200.
Die Beleuchtungslichtquelle 320 umfasst drein LED, die beispielsweise entsprechend rotes Licht, grünes Licht und blaues aussenden. Die Steuerung der Leuchtstärke des von jeder LED ausgesandten Lichtes ermöglicht die Erzeugung von Licht mit beliebiger Farbe für die Beleuchtungslichtquelle 320. Das von der Beleuchtungslichtquelle 320 erzeugte Licht (im Weiteren als Beleuchtungslicht bezeichnet) wird aus dem Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130 des Messteils 100 über ein Lichtleiterelement (Lichtleiter) herausgeführt. Zu beachten ist, dass die Beleuchtungslichtquelle 320 gegebenenfalls nicht in dem Steuerungsteil 300 sondern in dem Messteil 100 vorgesehen ist. In diesem Falle ist der Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130 nicht in dem Messteil 100 vorgesehen.
Der Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130 der 2 hat eine Ringform, und ist über der Halterung 141 so angeordnet, dass er die Linse 122 des Lichtempfangsteils 120 umgibt. Dadurch wird das Messzielobjekt S mit dem Beleuchtungslicht aus dem Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 120 derart beleuchtet, dass eine Schattierung bzw. ein Schatten nicht erzeugt wird. Da die Bestrahlung mit dem Beleuchtungslicht in nahezu gerader Linie von oben über dem Messzielobjekt S ausgeführt wird, erreicht das Beleuchtungslicht, selbst wenn in dem Messzielobjekt S ein Loch vorhanden ist, den Boden des Loches. Es ist daher möglich, den Boden des Loches sowie die Oberfläche des Messzielobjekts S mittels des Beleuchtungslichts zu beobachten.
In dem Messteil 100 werden in einem Zustand, in welchem das Messzielobjekt S mit dem Beleuchtungslicht aus dem Beleuchtungslicht-Ausgabeteil 130 beleuchtet wird, Texturbilddaten, die die Erscheinungsform bzw. das Aussehen des Messzielobjekts S repräsentieren, wenn es in einer Richtung betrachtet wird, erzeugt. Die Texturbilddaten sind ein Beispiel der Bilddaten der tatsächlichen Erscheinung bzw. des tatsächlichen Aussehens. Ferner werden in dem Messteil 100 tatsächliche Höhenbilddaten einschließlich der Informationen des Messzielobjekts S erzeugt. Details der tatsächlichen Höhenbilddaten sind später beschrieben. Auf dem Anzeigeteil 400 werden ein Texturbild auf der Grundlage der Texturbilddaten und ein tatsächliches Höhenbild auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten angezeigt. Ferner können synthetisierte Bilddaten, die eine synthetisiertes Bild der Texturbilddaten und der tatsächlichen Höhenbilddaten zeigen, erzeugt werden, und ein synthetisiertes Bild auf der Grundlage der synthetisierte Bilddaten kann angezeigt werden. Zu beachten ist, dass das Höhenbild (das tatsächliche Höhenbild und ein CAD-Höhenbild, die später beschrieben sind) auch als ein Abstandsbild bezeichnet wird.
(2) Aufbau der Halterung
In dem Messteil 100 sind ein dreidimensionales Koordinatensystem speziell für die Einrichtung (im Weiteren als tatsächliches Koordinatensystem bezeichnet) und eine Position des Ursprungs definiert. Das tatsächliche Koordinatensystem des vorliegenden Beispiels hat eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse, die zueinander senkrecht sind. In 2 wird eine Richtung parallel zu der X-Achse als eine X-Richtung genommen und durch einen Pfeil X angegeben, eine Richtung parallel zu der Y-Achse wird als eine Y-Richtung genommen und durch einen Pfeil Y angegeben, und eine Richtung parallel zu der Z-Achse wird als eine Z-Richtung genommen und durch einen Pfeil Z angegeben. Ferner ist eine Drehrichtung um eine Achse parallel zu der Z-Richtung als eine Θ-Richtung definiert und wird durch einen Pfeil Θ angegeben.
Die Positionierfläche der Halterung 141 ist in einer Ebene parallel zu der X-Richtung und der Y-Richtung enthalten. Die X-Y-Halterung 10 hat einen X-Richtungsbewegungsmechanismus und einen Y-Richtungsbewegungsmechanismus. Die Z-Halterung 20 hat einen Z-Richtungsbewegungsmechanismus. Die Θ-Halterung 30 hat einen Θ-Drehrichtungsmechanismus.
Eine Ebene, die an einem Brennpunkt des Lichtprojektionsteils 120 und vertikal zu der Strahlachse des Lichtempfangsteils 120 angeordnet ist, wird als eine Brennebene des Lichtempfangsteils 120 bezeichnet. Die relative Positionsbeziehung der Lichtprojektionsteile 110A, 110B, des Lichtempfangsteils 120 und der Halterung 141 ist so festgelegt, dass eine Strahlachse des Lichtprojektionsteils 110A, eine Strahlachse des Lichtprojektionsteils 110B und die Strahlachse des Lichtempfangsteils 120 sich in der Brennebene des Lichtempfangsteils 120 schneiden.
Ferner wird eine Ebene, die in einem Brennpunkt des Lichtprojektionsteils 110 (ein Punkt, an welchem ein Bild eines Musters des Messelichts gebildet wird) und vertikal zu der Strahlachse des Lichtprojektionsteils 110 liegt, als eine Brennebene des Lichtprojektionsteils 110 bezeichnet. Die Lichtprojektionsteile 110A, 110B sind so gestaltet, dass die Brennebene des Lichtprojektionsteils 110A und die Brennebene des Lichtprojektionsteils 110B sich an einer Position schneiden, die den Brennpunkt des Lichtempfangsteils 120 enthält.
Die Mitte der Θ-Drehrichtungsachse der Θ-Halterung 30 fällt mit der Strahlachse des Lichtempfangsteils 120 zusammen. Wenn daher die Θ-Halterung 30 in der Θ-Richtung gedreht wird, kann sie sich um die Drehachse innerhalb eines Sichtfeldes drehen, ohne dass das Messzielobjekt S aus dem Sichtfeld heraustritt. Ferner werden die X-Y-Halterung 10 und die Θ-Halterung 30 von der Z-Halterung 20 getragen.
Es wird ein Schrittmotor jeweils für den X-Richtungsbewegungsmechanismus, den Y-Richtungsbewegungsmechanismus, den Z-Richtungsbewegungsmechanismus und den Θ-Drehrichtungsmechanismus der Halterung 141 verwendet. Der X-Richtungsbewegungsmechanismus, der Y-Richtungsbewegungsmechanismus, der Z-Richtungsbewegungsmechanismus und der Θ-Drehrichtungsmechanismus der Halterung 141 werden von dem Halterungsbedienteil 142 oder dem Halterungsantriebsteil 143 der 1 angetrieben.
Der Anwender betätigt dem Halterungsbedienteil 142 der 1 manuell und kann damit die Positionierfläche der Halterung 141 in der X-Richtung, der Y-Richtung oder der Z-Richtung relativ zu dem Lichtempfangsteil 120 verfahren, oder er kann sie in der Θ-Richtung drehen. Der Halterungsantriebsteil 143 liefert Strom für einen Schrittmotor der Halterung 141 auf der Grundlage des Ansteuerpulses, der aus dem PC 200 zugeführt wird, und kann damit die Halterung 141 in der X-Richtung, der Y-Richtung oder der Z-Richtung relativ zu dem Lichtempfangsteil 120 verschieben oder diesen in der Θ-Richtung drehen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Halterung 141 eine elektrische Halterung, die manuell oder durch Ansteuern des Schrittmotors betätigt werden kann, aber dies ist keine Einschränkung. Die Halterung 141 kann eine elektrische Haltung sein, die ausschließlich von dem Schrittmotor angetrieben wird, oder kann eine manuelle Halterung sein, die ausschließlich manuell betrieben wird. Ferner ist die Anordnung der X-Y-Halterung 10, der Z-Halterung 20 und der Θ-Halterung 30 nicht auf das vorhergehende Beispiel beschränkt. Obwohl die X-Y-Halterung 10 auf der Θ-Halterung 30 in dem Beispiel der 2 angeordnet ist, ist dies beispielsweise keine Einschränkung, und die Θ-Halterung 20 kann auf der X-Y-Halterung 10 angeordnet sein.
(3) Messung der Form des Messzielobjekts
In dem Messteil 100 wird Höheninformation des Messzielobjekts S durch das Triangulationssystem gewonnen bzw. gesammelt. Die Höheninformation repräsentiert einen Abstand (eine Höhe) zwischen bzw. von einer Referenzposition und bzw. zu jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts S in einer Richtung (die Z Richtung). Die Referenzposition ist beispielsweise der Ursprung des tatsächlichen Koordinatensystems. 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips des Triangulationssystems. Wie in 3 gezeigt ist, wird ein Winkel α zwischen der Strahlachse des aus dem Lichtprojektionsteil 110 ausgesandten Messlichtes und der Strahlachse des Messlichts, das auf dem Lichtempfangsteil 120 einfällt (Strahlachse des Lichtempfangsteils 120) zuvor festgelegt. Der Winkel α ist größer als 0 Grad und ist keiner als 90 Grad.
Wenn das Messzielobjekt S nicht auf der Halterung 141 angeordnet ist, wird das aus dem Lichtprojektionsteil 110 ausgesandte Messlicht an einem Punkt O auf der Positionierfläche der Halterung 141 reflektiert und fällt auf den Lichtempfangsteil 120. Wenn andererseits das Messzielobjekt S auf der Halterung 141 angeordnet ist, wird das von dem Lichtprojektionsteil 110 ausgesandte Messlicht an einem Punkt A auf der Oberfläche des Messzielobjekt S reflektiert und fällt auf den Lichtempfangsteil 120.
Wenn ein Abstand zwischen dem Punkt O und dem Punkt A in der X-Richtung als d genommen wird, ist eine Höhe h an dem Punkt A des Messzielobjekts S in Bezug auf die Positionierfläche der Halterung 141 gegeben durch: h = d ÷ tan(α). Die CPU 210 des PC 200 der 1 misst einen Abstand d zwischen dem Punkt O und dem Punkt A in der X-Richtung auf der Grundlage der Pixeldaten des Messzielobjekts S, die von der Steuerplatine 150 zugeleitet werden. Ferner berechnet die CPU 210 die Höhe h des Punktes A auf der Oberfläche des Messzielobjekts S auf der Grundlage des gemessenen Abstands d. Die Höhen alter Punkte auf der Oberfläche des Messzielobjekts S werden berechnet, um die Höheninformation des Messzielobjekts S zu messen.
Damit alle Punkte auf der Oberfläche des Messzielobjekts S mit Messlicht bestrahlt werden, wird Messlicht mit vielen Mustern aus dem Lichtprojektionsteil 110 der 1 ausgesendet. 4A bis 4D sind Ansichten, die Beispiele des Musters des Messlichts zeigen, das von dem Lichtprojektionsteil 110 ausgesendet wird. Das Muster des Messlichts wird von dem Mustererzeugungseinheit 112 der 1 gesteuert.
Messlicht der 4A wird als lineares bzw. geradliniges Messlicht bezeichnet. Das lineare Messlicht ist ein Messlicht mit einem linearen Querschnitt parallel zu einer Richtung. Messlicht der 4B wird als sinusförmiges Messlichts bezeichnet. Das sinusförmige Messlicht ist ein Messlicht mit einem linearen Querschnitt parallel zu der einen Richtung und mit einem Intensitätswertmuster, das sich sinusförmige ändert, in der anderen Richtung senkrecht zu der einen Richtung.
Messlicht der 4C wird als gestreiftes Messlicht bezeichnet. Das gestreifte Messlicht ist ein Messlicht mit einem linearen Querschnitt parallel zu der einen Richtung und ist geschichtet in der anderen Richtung senkrecht zu der einen Richtung. Messlicht der 4D wird als schnurartiges Messlicht bezeichnet. Das schnurartige Messlicht ist Messlicht mit einem linearen Querschnitt parallel zu der einen Richtung und mit dem hellen Bereich und dem dunklen Bereich, die in der anderen Richtung senkrecht zu der einen Richtung nacheinander angeordnet sind.
Ein Verfahren zur abtastenden Bewegung des linearen Messlichts über das Messzielobjekt S wird generell als das optische Schnittverfahren bezeichnet. Das lineare Messlicht wird derart abtastend bewegt, dass der gesamte Bereich der Beleuchtung mit dem Messlicht mit dem hellen Bereich des lineare Messlichts mindestens einmal entsprechend dem allgemeinen optischen Schnittverfahren überspannt wird, wodurch somit tatsächliche Höhenbilddaten des Messzielobjekts S erzeugt werden.
Indessen wird ein Verfahren zur Beleuchtung des Messzielobjekts S mit dem sinusförmigen Messlicht, dem gestreiften Messlicht oder dem schnurartigen Messlicht als das Musterprojektionsverfahren bezeichnet. Von den Musterprojektionsverfahren wird das Verfahren zur Beleuchtung des Messzielobjekts S mit dem sinusförmigen Messlicht oder mit dem gestreiften Messlicht als das Phasenverschiebungsverfahren bezeichnet, und das Verfahren zur Beleuchtung des Messzielobjekts S mit dem schnurartigen Messlicht wird als Verfahren mit räumlicher Kodierung bezeichnet.
Das sinusförmige Messlicht oder das gestreifte Messlicht werden abtastend derart bewegt, dass der gesamte Beleuchtungsbereich mit dem Messlicht mit dem hellen Bereich des sinusförmigen Messlichts oder des gestreiften Messlichts mindestens einmal entsprechend dem allgemeinen Phasenverschiebungsverfahren überspannt wird, wodurch tatsächliche Höhenbilddaten des Messzielobjekts S erzeugt werden. Ferner wird das Messzielobjekt S sequenziell mit mehreren schnurartigen Messlichtstrahlen mit zueinander unterschiedlichen Muster entsprechend dem allgemeinen Verfahren für räumliche Kodierung ausgeleuchtet, wodurch tatsächliche Höhenbilddaten des Messzielobjekts S erzeugt werden.
(4) Texturbild und tatsächliches Höhenbild
5 ist eine perspektivische Ansicht von außen, die ein Beispiel des Messzielobjekts S zeigt. 6 zeigt ein Texturbild des Messzielobjekts S aus 5, und 7 zeigt ein tatsächliches Höhenbild des Messzielobjekts S der 5. Wie zuvor beschrieben ist, wird das Texturbild auf der Grundlage der Texturbilddaten angezeigt, und das tatsächliche Höhenbild wird auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten angezeigt.
Wie in 6 gezeigt ist, ist das Texturbild ein Bild, das die Erscheinung bzw. das Aussehen des Messzielobjekts S repräsentiert, wenn dieses in einer Richtung (in dem vorliegenden Beispiel die Z-Richtung) betrachtet wird. Wie in 7 gezeigt ist, repräsentiert ein tatsächliches Höhenbild die Höhe jedes Teils auf der Oberfläche des Messzielobjekts S. In 7 sind Unterschiede der Farbe durch Unterschiede der Punktmuster dargestellt. Beispielsweise ist ein Bereich mit der geringsten Helligkeit blau dargestellt, und ein Bereich mit der größten Höhe ist rot dargestellt. Die anderen Bereiche des Messzielobjekts S sind durch Farben entsprechend ihren Höhen derart dargestellt, dass die Farbe des Bereichs mit größerer Höhe näher an der Farbe Rot liegt und die Farbe des Bereichs mit einer kleineren Höhe näher an der Farbe Blau liegt. In dem Texturbild werden ein Buchstabe, ein Muster und dergleichen auf der Oberfläche des Messzielobjekts S in dem Texturbild angezeigt, wohingegen ein derartiger Buchstabe, Muster und dergleichen auf der Oberfläche in dem tatsächlichen Höhenbilddaten nicht angezeigt sind.
Ferner ist in den tatsächlichen Höhenbilddaten eine Hohe eines Bereichs, der betrachtet werden kann, in einer Richtung repräsentiert, aber eine Höhe eines Bereichs, der nicht betrachtet werden kann, ist in dieser Richtung nicht dargestellt. Beispielsweise ist eine Höhe eines Bereichs des Messzielobjekts S, der nur von der Seite her betrachtet werden kann, in den tatsächlichen Höhenbilddaten nicht repräsentiert.
(5) CAD-Daten
Wie zuvor beschrieben ist, werden ein oder mehrere Abschnitte an dreidimensionalen CAD-Daten des Messzielobjekts S zuvor in der Speichereinrichtung 240 der 1 gespeichert. Die CAD-Daten repräsentieren eine Entwurfsgröße des Messzielobjekts S. 8 ist eine Ansicht zur Erläuterung von CAD-Daten des Messzielobjekts S der 5. Wie in 8 gezeigt ist, werden in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den CAD-Daten entspricht (im Weiteren als ein CAD-Koordinatensystem bezeichnet), eine X'-Achse, eine Y'-Achse und eine Z'-Achse, die senkrecht zueinander sind, festgelegt. Die X'-Achse, die Y'-Achse und die Z'-Achse sind Beispiele für die erste, zweite und dritte Achse. In dem vorliegenden Beispiel sind die X'-Achse, die Y'-Achse und die Z'-Achse entsprechend parallel zu drei Seiten des Messzielobjekts S. Die X'-Achse, die Y'-Achse und die Z'-Achse können zweckmäßigerweise aufgrund der Einwirkung eines Anwenders geändert werden. Im Weiteren wird ein Bild, das durch die CAD-Daten repräsentiert ist, als ein CAD-Bild bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden auf der Grundlage der CAD-Daten mehrere Abschnitte bzw. Datenabschnitte an CAD-Höhenbilddaten (CAD-Höhendaten) erzeugt, die jeweils Höheninformation enthalten, die Höhen ausgehend von einer Referenzposition zu jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts S in mehreren Richtungen repräsentieren. In dem vorliegenden Beispiel werden sechs Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten erzeugt, die entsprechend insgesamt sechs Richtungen zugeordnet sind: zwei Richtungen parallel zu der X'-Achse und entgegengesetzt dazu, zwei Richtungen parallel zu der Y'-Achse und entgegengesetzt dazu, und zwei Richtungen parallel zu der Z'-Achse und entgegengesetzt dazu. Diese sechs Richtungen sind Beispiele der ersten bis sechsten Richtung. Die Referenzposition ist beispielsweise der Ursprung des CAD-Koordinatensystems.
9A bis 9F sind Ansichten zur Erläuterung mehrerer Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten, die auf der Grundlage der CAD-Daten der 8 erzeugt werden. 9A bis 9F zeigen mehrere CAD-Höhenbilder auf der Grundlage mehrerer Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten. Die CAD-Höhenbilder der 9A und 9B entsprechen jeweils den zwei Richtungen parallel zu der X'-Achse und der entgegengesetzten Richtung. Die CAD-Höhenbilddaten der 9C und 9D entsprechen jeweils den zwei Richtungen parallel zu der Y'-Achse und der Richtung entgegengesetzt dazu. Die CAD-Höhenbilder der 9E und 9F entsprechen jeweils den zwei Richtungen parallel zur Z'-Achse, die entgegengesetzt zueinander sind.
Aus den mehreren Abschnitten an erzeugten CAD-Höhenbilddaten werden die CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt. Beispielsweise hat von den CAD-Höhenbilddaten der 9A bis 9F das CAD-Höhenbild der 9B den höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf das tatsächliche Höhenbild der 7. Daher werden die CAD-Höhenbilddaten, die das CAD-Höhenbild der 9B repräsentieren, als die Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt. Der Übereinstimmungsgrad der jeweiligen CAD-Höhenbilddaten und der tatsächlichen Höhenbilddaten wird beispielsweise durch Mustervergleich erhalten. Im Weiteren wird ein CAD-Höhenbild, das durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, als ein Referenz-Höhenbilddaten zeichnet.
Ferner werden auf der Grundlage der CAD-Daten Referenz-Erscheinungsbilddaten, die die Erscheinung bzw. das Aussehen des Messzielobjekts S bei Betrachtung in der gleichen Richtung wie die Richtung angeben, die dem Referenz-Höhenbilddaten spricht, gewonnen. Im Weiteren wird ein CAD-Bild, das durch die Referenzerscheinungsbilddaten repräsentiert wird, als ein Referenzerscheinungsbild bezeichnet. Das Referenzerscheinungsbild ist ein Beispiel des vierten Bildes. Die Referenzerscheinungsbilddaten können separat zu den CAD-Daten erzeugt werden, oder die CAD-Daten können als die Referenzerscheinungsbilddaten verwendet werden.
(6) Anzeigen jedes Bildes
10 und 11 sind Ansichten, die Beispiele von Bildern zeigen, die durch den Anzeigeteil 400 der 1 angezeigt werden. Nach der Erzeugung der Texturbilddaten und der tatsächlichen Höhenbilddaten in dem Messteil 100 der 1 wird ein Bildschirm zur Einstellung von Referenzdaten DS1 der 10 angezeigt. Der Bildschirm zur Einstellung von Referenzdaten DS1 umfasst einen Bildanzeigebereich 410, Höhenanzeigebereiche 420a, 420b und einen Einstellungsanzeigebereich 430. In dem Bildanzeigebereich 410 werden ein Texturbild oder ein tatsächliches Höhenbild des Messzielobjekts S auf der Grundlage der erzeugten Texturbilddaten oder der tatsächlichen Höhenbilddaten angezeigt. Die Anzeige des Texturbildes und die Anzeige des tatsächlichen Höhenbildes können durch geeignetes Umschalten auf der Grundlage der Einwirkung des Anwenders erfolgen. Im Weiteren werden die Texturbilddaten und die tatsächlichen Höhenbilddaten gemeinsam als tatsächliche Bilddaten bezeichnet, und das Texturbild und das tatsächliche Höhenbild werden gemeinsam als ein Zielobjektbild bezeichnet.
Ferner werden in dem Bildanzeigebereich 410 ein linearer bzw. gerader Zeiger CS1, der sich horizontal erstreckt, und ein linearer bzw. geradliniger Zeiger CS2, der sich vertikal erstreckt, angezeigt. In dem Höhenanzeigebereich 420a wird eine Höhenanzeigelinie D1, die die Höheninformation eines Bereichs des Zielobjektbildes repräsentiert, angezeigt, die mit dem Zeiger CS1 überlappt. In dem Höhenanzeigebereich 420b wird eine Höhenanzeigelinie D2, die Höheninformation eines Bereichs des Zielobjektbildes repräsentiert, angezeigt, die mit dem Zeiger CS2 überlappt. Die Höhenanzeigelinien D1, D2 werden auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten erzeugt und repräsentieren jeweils ein Querschnittsprofil des Messzielobjekts S. In dem Einstellungsanzeigebereich 430 werden Bedienknöpfe für viele Einstellungen, ein Kontrollkästchen, ein Aufklappmenü, und dergleichen angezeigt.
In dem Einstellungsanzeigebereich 430 wählt beispielsweise der Anwender geeignete CAD-Daten aus den in der Speichereinrichtung 240 der 1 gespeicherten CD-Daten aus. Auf der Grundlage der ausgewählten CAD-Daten werden mehrere Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten erzeugt, wie zuvor beschrieben ist. Aus den mehreren Abschnitten an erzeugten CAD-Höhenbilddaten werden CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die erzeugten tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt. Auf der Grundlage der CAD-Daten werden ferner Referenzerscheinungsbilddaten gewonnen, die die Erscheinung des Messzielobjekts S bei Betrachtung in einer Richtung, die den Referenz-Höhenbilddaten entspricht, repräsentieren.
Wenn die Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt sind, wird beispielsweise ein Bildschirm zur Richtungseinstellung DS2 der 11 angezeigt. Der Bildschirm zur Richtungseinstellung DS2 umfasst Bildanzeigebereiche 411, 412. In dem Bildanzeigebereich 411 wird das Zielobjektbild (das Texturbild oder das tatsächliche Höhenbild) angezeigt. In dem Bildanzeigebereich 412 werden das Referenzerscheinungsbild oder das Referenzhöhenbild auf der Grundlage der Referenzerscheinungsbilddaten oder die Referenz-Höhenbilddaten angezeigt. Im Weiteren werden die Referenzerscheinungsbilddaten und die Referenz-Höhenbilddaten gemeinsam als Referenzbilddaten bezeichnet, und das Referenzerscheinungsbild und das Referenzhöhenbild werden gemeinsam als eine Referenzbild bezeichnet.
Das Anzeigen des Referenzerscheinungsbildes und das Anzeigen des Referenzhöhenbildes können durch Einwirkung des Anwenders in geeigneter Weise umgeschaltet werden. Wenn beispielsweise ein Vergleich im Hinblick auf das Aussehen bzw. die Erscheinung vorzunehmen ist, werden das Texturbild und das Referenzerscheinungsbild angezeigt, und wenn ein Vergleich mit Höheninformation vorzunehmen ist, werden das tatsächliche Höhenbild und das Referenzhöhenbild gezeigt.
Die Orientierung des Referenzbildes (die Drehposition), das in dem Bildanzeigebereich 412 angezeigt ist, wird so eingestellt, dass sie im Wesentlichen mit der Orientierung des Zielobjektbildes, das in dem Bildanzeigebereich 411 angezeigt ist, übereinstimmt. Beispielsweise wird die Orientierung des Referenzbildes durch Mustervergleich eingestellt. Die Orientierung des Referenzbildes kann auf der Grundlage der Einwirkung des Anwenders in geeigneter Weise eingestellt werden. Wenn ferner falsche CAD-Höhenbilddaten als die Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt werden, oder wenn die Auswahl der Referenz-Höhenbilddaten fehlschlägt, ist der Anwender in der Lage, geeignete Referenz-Höhenbilddaten aus den mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten als zweckmäßig zu spezifizieren.
Ein Referenzbild, das nach der Auswahl der geeigneten CAD-Daten zuerst angezeigt wird, ist vorzugsweise eine Referenzbild, dessen Orientierung justiert ist. Dabei schließt die Bedeutung von „zuerst angezeigt” ein sofortiges Anzeigen während der internen Verarbeitung aus, sondern „zuerst angezeigt” bedeutet, das Bild wird in einem stillstehenden Zustand nach Abschluss der vorhergehenden Reihe von Bearbeitungsschritten dann zuerst angezeigt. Wenn normalerweise die CAD-Daten für den Vergleich mit dem Zielobjektbild verwendet werden, besteht kein Bedarf für ein Bild des Messzielobjekts S, das in einer Richtung betrachtet wird, die sich von der Richtung des Zielobjektbildes unterscheidet. Wenn ferner die Orientierung des Referenzbildes sich von der Orientierung des Zielobjektbildes unterscheidet, sind diese schwer zu vergleichen. Daher wird das Referenzbild, dessen Orientierung eingestellt ist, zuerst angezeigt, während andere Bilder nicht angezeigt werden, wodurch es möglich ist, die nachfolgende Verarbeitung problemloser auszuführen. Dies verringert eine Belastung für den Anwender und erhöht die Verarbeitungseffizienz. Zu beachten ist, dass es möglich sein kann, ein CAD-Bild, das eine stereoskopische Form des Messzielobjekts S repräsentiert, auf der Grundlage der Einwirkung des Anwenders in geeigneter Weise anzuzeigen.
(7) Justierung bzw. Ausrichtung
Als nächstes wird die Justierung bzw. Ausrichtung des Zielobjektbildes, das in dem Bildanzeigebereich 410 angezeigt ist, beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform können eine vereinfachte bzw. einfache Justierung und eine erweiterte Justierung als die Justierung bzw. Ausrichtung ausgeführt werden. in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenz-Höhenbilddaten entspricht (im Weiteren als ein Höhenbild-Koordinatensystem bezeichnet) werden eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse, die senkrecht zueinander sind, definiert. Die z-Achse ist ein Beispiel der vierten Achse und die x-Achse und die y-Achse sind entsprechend ein Beispiel der fünften und sechsten Achse. In der folgenden Beschreibung werden Richtungen parallel zu der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse als eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung bezeichnet. Ferner wird eine Drehrichtung um eine Achse in der Z-Richtung als eine Φ-Richtung definiert. Die x-Richtung, die y-Richtung, die z-Richtung und die Φ-Richtung sind entsprechend der X-Richtung, der Y-Richtung, der Z-Richtung und der Φ-Richtung, die zuvor beschrieben sind, zugeordnet. Auf dem Bildschirm entspricht die x-Richtung der horizontalen Richtung, die y-Richtung entspricht der vertikalen Richtung und die z-Richtung entspricht der Tiefenrichtung. In den Zeichnungen sind die x-Richtung, die y-Richtung, die z-Richtung und die Φ-Richtung durch Pfeile x, y, z, Φ angegeben.
(7-1) Vereinfachte bzw. einfache Justierung
12–14 sind Ansichten zur Erläuterung der einfachen Justierung. Die einfache Justierung ist ein Beispiel der ersten Justierung. Die einfache Justierung umfasst eine automatische Justierung und eine Punktspezifizierungsjustierung. Die automatische Justierung oder die Punktspezifizierungsjustierung können wahlweise ausgeführt werden, oder die automatische Justierung und die Punktspezifizierungsjustierung können nacheinander ausgeführt werden.
Nach der Einstellung der Orientierung des Referenzbildes, wie dies zuvor beschrieben ist, werden beispielsweise das Zielobjektbild und das Referenzbild in überlagpender Weise auf dem Bildanzeigebereich 410 des Bildschirms für die Einstellung der Referenzdaten DS1 angezeigt, wie in 12 dargestellt ist. In dem Beispiel der 12 wird das Texturbild als das Zielobjektbild angezeigt, und das Referenzerscheinungsbild wird als das Referenzbild angezeigt. In diesem Falle kann der Anwender eine Abweichung zwischen dem Zielobjektbild und dem Referenzbild in intuitiver Weise erkennen. Wenn es einen Unterschied zwischen dem Messzielobjekt S, das durch das Zielobjektbild repräsentiert ist, und dem Messzielobjekt S, das durch das Referenzbild repräsentiert ist, gibt, könnte der Anwender den Unterschied kaum wahrnehmen, wenn das Zielobjektbild und das Referenzbild parallel angezeigt werden. Die Anzeige dieser Bilder in überlappender Weise ermöglicht es jedoch dem Anwender, den Unterschied schneller zu bemerken.
In dem Höhenanzeigebereich 420a wird zusätzlich zu der Höhenanzeigelinie D1 eine Höhenanzeigelinie E1, die eine Bildinformation eines Bereichs des Referenzbildes repräsentiert, angezeigt, die mit dem Zeiger CS1 überlappt. In dem Höhenanzeigebereich 420b wird zusätzlich zu der Höhenanzeigelinie D2 eine Höhenanzeigelinie E2 angezeigt, die Höheninformation eines Bereichs des Referenzbildes repräsentiert, die mit dem Zeiger CS2 überlappt. Die Höhenanzeigelinien E1, E2 werden jeweils auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten erzeugt. Um die Unterscheidung der Höheninformation des Zielobjektbildes und der Höheninformation des Referenzbildes zu ermöglichen, werden die Höhenanzeigelinie D1, D2 und die Höhenanzeigelinie E1, E2 vorzugsweise in unterschiedlichen Farben dargestellt.
Auf dem Bildschirm für die Einstellung der Referenzdaten DS1 wird ein Dialogfeld DB für die Auswahl angezeigt, ob die automatische Justierung auszuführen ist oder nicht. Wenn „Ja” in dem Dialogfeld DB ausgewählt wird, wird die automatische Justierung ausgeführt. Bei der automatischen Justierung wird ein Mustervergleich zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenz-Höhenbilddaten ausgeführt. Auf der Grundlage eines Ergebnisses des Mustervergleichs werden die Positionen des Zielobjektbildes in der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung und die Orientierung des Zielobjektbildes in der Φ-Richtung eingestellt. Der Sollwertbereich für den Mustervergleich kann von dem Anwender einstellbar sein, oder kann das gesamte Zielobjektbild sein. Ferner kann zum Zwecke der Beschleunigung der Mustervergleich nach Reduktion der Daten ausgeführt werden. Ferner kann die automatische Justierung unter Verwendung eines Ergebnisses des Mustervergleichs, der zum Zeitpunkt der Auswahl der Referenz-Höhenbilddaten ausgeführt wurde, durchgeführt werden. Für eine effiziente Ausführung der automatischen Justierung wird die Justierung vorzugsweise in der Abfolge der Justierung der x-Richtung, der y-Richtung und der Φ-Richtung ausgeführt, und anschließend erfolgt die Justierung in der z-Richtung. Die Justierung in der z-Richtung wird beispielsweise so ausgeführt, dass eine mittlere Höhe, die durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, mit einer mittleren Höhe, die durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, in dem Sollwertbereich des Mustervergleichs übereinstimmt. Auf dem Bildschirm wird das Zielobjektbild vergrößert oder verkleinert, indem das Zielobjektbild in der z-Richtung bewegt wird.
13 zeigt den Bildschirm zur Einstellung der Referenzdaten DS1 nach der automatischen Justierung. Wie in dem Beispiel der 13 steigt bei der automatischen Justierung der Übereinstimmungsgrad des Zielobjektbildes und des Referenzbildes, die in dem Bildanzeigebereich 410 angezeigt sind, an. Ferner nimmt der Übereinstimmungsgrad der Höhenanzeigelinie D1 und der Höhenanzeigelinie E1, die in dem Höhenanzeigebereich 420a angezeigt sind, zu, und der Übereinstimmungsgrad der Höhenanzeigelinie D2 und der Höhenanzeigelinie E2, die in dem Höhenanzeigebereich 420b angezeigt sind, nimmt zu.
Bei der Punktspezifizierungsjustierung werden mehrere Punkte jeweils auf dem Zielobjektbild und dem Referenzbild spezifiziert, und das Zielobjektbild wird auf der Grundlage dieser mehreren Punkte justiert bzw. ausgerichtet. Beispielsweise wird ein Bildschirm zur Einstellung der Punktspezifizierungsjustierung DS3 der 14 angezeigt. Der Bildschirm zur Punktspezifizierungsjustierungseinstellung DS3 enthält Bildanzeigebereiche 413, 414. Das Zielobjektbild wird in dem Bildanzeigebereich 413 angezeigt, und das Referenzbild wird in dem Bildanzeigebereich 414 angezeigt. In dem Beispiel der 14 wird das Texturbild als das Zielobjektbild angezeigt, und das Referenzerscheinungsbild wird als das Referenzbild angezeigt. In dem vorliegenden Beispiel werden drei Punkte jeweils auf dem Zielobjektbild und dem Referenzbild spezifiziert bzw. angegeben. Insbesondere werden Punkte Pa1, Pa2, Pa3 auf dem Zielobjektbild in dem Bildanzeigebereich 413 spezifiziert, und Punkte Pb1, Pb2, Pb3 werden auf dem Referenzbild in dem Anzeigebereich 414 spezifiziert. Die Punkte Pa1, Pa2, Pa3 sind entsprechend den Punkten Pb1, Pb2, Pb3 zugeordnet. Diese Punkte sind vorzugsweise charakteristische Punkte des Messzielobjekts S. Diese Punkte können von dem Anwender spezifiziert werden, oder können automatisch auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten und der Referenz-Höhenbilddaten spezifiziert werden.
Ferner werden in dem Bildanzeigebereich 413 eine gerade Linie LA, die durch die Punkte Pa1, Pa2 verläuft, und ein Pfeil RA, der von dem Punkt Pa1 zu dem Punkt Pa2 zeigt, angezeigt. In dem Bildanzeigebereich 414 werden eine gerade Linie LB, die durch die Punkte Pb1, Pb2 verläuft, und ein Pfeil RB, der von den Punkt Pb1 zu dem Punkt Pb2 zeigt, angezeigt.
Wenn diese Punkte spezifiziert werden, wird zunächst das Zielobjektbild in der x-Richtung und in der y-Richtung derart verschoben, dass der Punkt Pa1 mit dem Punkt Pb1 übereinstimmt. Danach wird das Zielobjektbild in der Φ-Richtung derart gedreht, dass die gerade Linie LA und die gerade Linie LB übereinstimmen und dass die Richtung des Pfeils RA und die Richtung des Pfeils RB übereinstimmen. Schließlich werden die Position und die Neigung des Zielobjektbildes in der z-Richtung so eingestellt, dass eine Ebene, die die Punkte Pa1, Pa2, Pa3 enthält, mit einer Ebene übereinstimmt, die die Punkte Pb1, Pb2, Pb3 enthält. Insbesondere wird in dem Höhenbild-Koordinatensystem das Zielobjektbild so korrigiert, dass die Ebene, die die Punkte Pa1, Pa2, Pa3 enthält, mit der Ebene übereinstimmt, die die Punkte Pb1, Pb2, Pb3 enthält. Die jeweiligen Höhen (z-Koordinaten) der Punkte Pa1, Pa2, Pa3 sind durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert, und die jeweiligen Höhen (z-Koordinaten) der Punkte Pb1, Pb2, Pb3 sind durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert. Dadurch steigt, wie in dem Beispiel der 13, der Übereinstimmungsgrad des Zielobjektbildes und des Referenzbildes, die in dem Bildanzeigebereich 410 angezeigt werden, an.
(7-2) Erweiterte Justierung
Bei der erweiterten Justierung wird die Referenzposition für das Messzielobjekt S spezifiziert, und die Justierung wird mittels der Referenzposition als eine Referenz ausgeführt. Die erweiterte Justierung ist ein Beispiel der zweiten Justierung. 15 bis 18 sind Ansichten zur Erläuterung der erweiterten Justierung. Die erweiterte Justierung umfasst eine Neigungsjustierung, eine xy-Justierung und eine Höhenversatzjustierung. Die Neigungsjustierung und/oder die xy-Justierung und die Höhenversatzjustierung werden wahlweise ausgeführt, oder alle diese Justierungen können der Reihe nach ausgeführt werden. Wenn die Neigungsjustierung, die xy-Justierung und die Höhenversatzjustierung der Reihe nach ausgeführt werden, ist bevorzugt, dass die Neigungsjustierung zuerst ausgeführt wird, anschließend die xy-Justierung ausgeführt wird und die Höhenversatzjustierung wird zuletzt ausgeführt.
15 zeigt ein Beispiel des Bildschirms für die Einstellung der Referenzdaten DS1, nachdem die vorhergehende einfache Justierung ausgeführt wurde. In dem Beispiel der 15 wird ein Höhenbild, das eine Differenz zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert (im Weiteren als ein Differenz-Höhenbild bezeichnet) in dem Bildanzeigebereich 410 angezeigt. Das Differenz-Höhenbild repräsentiert eine Differenz zwischen der Höheninformation der tatsächlichen Höhenbilddaten und der Höheninformation der Referenz-Höhenbilddaten unter Anwendung von Farben. Beispielsweise wird ein Bereich mit der größten Differenz durch Rot dargestellt, und ein Bereich mit der kleinsten Differenz wird durch Blau dargestellt. Andere Bereiche werden jeweils durch eine Zwischenfarbe zwischen Rot und Blau entsprechend der Differenz dargestellt. Durch Betrachtung des Differenzbildes kann der Anwender die Neigung des Zielobjektbildes in Bezug auf das Referenzbild erkennen.
Bei der Neigungsjustierung wird beispielsweise ein Bildschirm für die Einstellung der Neigungsjustierung DS4 der 16 angezeigt. Der Bildschirm für die Einstellung der Neigungsjustierung DS4 weist einen Bildanzeigebereich 415 auf. In dem Bildanzeigebereich 415 wird das Referenzbild angezeigt. In dem Beispiel der 16 wird das Referenzerscheinungsbild als das Referenzbild angezeigt. In dem Referenzbild wird ein Bereich BR1 als die Referenzposition festgelegt. In 16 ist der Bereich BR1 schraffiert. Wenn der Bereich BR1 festgelegt ist, wird ein Bereich des Zielobjektbildes, der mit dem Bereich BR1 (im Weiteren als ein überlappender Bereich bzw. überlappende Fläche bezeichnet) spezifiziert. Zu beachten ist, dass im Gegensatz zu dem vorliegenden Beispiel eine Fläche bzw. ein Bereich in dem Zielobjektbild als die Referenzposition festgelegt werden kann. in diesem Falle wird der Bereich des Referenzbildes, der mit dem festgelegten Bereich überlappt, spezifiziert.
Auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten und der Referenz-Höhenbilddaten wird die Position des Zielobjektbildes in der z-Richtung so eingestellt, dass der Übereinstimmungsgrad der Höhe des überlappenden Bereichs und der Höhe des Bereichs BR1 hoch ist. Insbesondere wird die Position des Zielobjektbildes in der Drehrichtung um die Achse, die die z-Achse schneidet, eingestellt. Wenn es eine Verzerrung (beispielsweise eine Sinkmarke) beim Vergießen in dem überlappenden Bereich des Zielobjektbildes gibt, verbleibt ein Unterschied zwischen dem Bereich BR1 und dem überlappenden Bereich entsprechend einem Betrag, der der Verzerrung entspricht.
Bei der xy-Justierung wird beispielsweise ein Bildschirm für die Einstellung der xy-Justierung DS5 der 17 angezeigt. Der Bildschirm für die Einstellung der xy-Justierung DS5 umfasst Bildanzeigebereiche 416, 417. Das Zielobjektbild wird in dem Bildanzeigebereich 416 angezeigt, und das Referenzbild wird in dem Bildanzeigebereich 417 angezeigt. In dem Beispiel der 17 wird das Texturbild als das Zielobjektbild angezeigt, und das Referenzerscheinungsbild wird als das Referenzbild angezeigt.
Beispielsweise sind als die Referenzpositionen ein Kreisbogen CA1 und ein Kreis CB1 auf dem Zielobjektbild spezifiziert, und ein Kreisbogen CA2 und ein Kreis CB2 sind in dem Referenzbild spezifiziert. Die Bögen CA1, CA2 überlappen in einem gemeinsamen Kreisbereich des Messzielobjekts S, und die Kreise CB1, CB2 überlappen in einem weiteren kreisförmigen Bereich des Messzielobjekts S.
Ferner wird eine gerade Linie Lx1, die durch einen Mittelpunkt Px1 des Bogens CA1 und einen Mittelpunkt Py1 des Kreises CB1 verläuft, festgelegt, und eine gerade Linie Lx2, die durch einen Mittelpunkt Px2 des Bogens CA2 und einen Mittelpunkt Py2 des Kreises CB2 verläuft, wird festgelegt. Ferner wird ein Pfeil Rx1, der in eine Richtung zeigt, auf der geraden Linie Lx1 festgelegt, und ein Pfeil Rx2, der in eine Richtung weist, wird auf der geraden Linie Lx2 festgelegt.
Wenn die Einstellungen in der zuvor beschriebenen Weise ausgeführt werden, werden beispielsweise die Positionen des Zielobjektbildes in der x-Richtung und der y-Richtung so eingestellt, dass der Punkt Px1 und der Punkt Px2 übereinstimmen. Ferner wird das Zielobjektbild in der Φ-Richtung derart gedreht, dass die gerade Linie Lx1 und die gerade Linie Lx2 zusammenfallen und dass die Richtung des Pfeils Rx1 und die Richtung des Pfeils Rx2 übereinstimmen.
Bei der Justierung des Höhenversatzes wird beispielsweise ein Bildschirm zur Einstellung des Höhenversatzes DS6 der 18 angezeigt. Der Bildschirm zur Einstellung des Höhenversatzes DS6 weist einen Bildanzeigebereich 418 auf. In dem Bildanzeigebereich 418 ist das Referenzbild angezeigt. In dem Beispiel der 18 wird das Referenz Höhenbild als das Referenzbild angezeigt. In dem Referenzbild werden drei Punkte Pc1, Pc2, Pc3 spezifiziert, wodurch eine Kreisfläche BR2 als die Referenzposition spezifiziert wird. Der Bereich BR2 ist ein kreisförmiger Bereich des Messzielobjekts S, in welchem der Bogen CA2 der 17 festgelegt ist. Ferner wird ein Bereich bzw. eine Fläche des Zielobjektbildes, der bzw. die den Bereich BR2 (ein überlappender Bereich) überlappt, spezifiziert. Zu beachten ist, dass im Gegensatz zu dem vorliegenden Beispiel ein Bereich als die Referenzposition in dem Zielobjektbild festgelegt werden kann. In diesem Falle wird der Bereich bzw. die Fläche des Referenzbildes, der bzw. die dem festgelegten Bereich bzw. die festgelegte Fläche überlappt, spezifiziert. Auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten und der Referenz-Höhenbilddaten wird die Position des Zielobjektbildes in der z-Richtung so eingestellt, dass der Übereinstimmungsgrad der Höhe des überlappenden Bereichs und der Höhe des Bereichs BR2 hoch ist.
Durch aufeinanderfolgendes Ausführen der Neigungsjustierung, der xy-Justierung und der Höhenversatzjustierung, wie zuvor beschrieben ist, kann die Justierung mit sehr hoher Genauigkeit im Hinblick auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts S ausgeführt werden. In dem vorliegenden Beispiel entspricht der Bereich BR2 der 18 dem speziellen Bereich.
(8) Vergleichsmessung
Nachdem das Zielobjektbild und das Referenzbild in der zuvor beschriebenen Weise justiert sind, wird eine Vergleichsmessung in Bezug auf eine tatsächliche Größe des Messzielobjekts S und einer Entwurfsgröße, die durch die CAD-Daten repräsentiert es, auf der Grundlage der Zielobjektbilddaten und der Referenzbilddaten ausgeführt. 19 und 20 sind Ansichten zur Erläuterung der Vergleichsmessung.
Beispielsweise wird ein Bildschirm für eine Vergleichsmessung DS7 der 19 angezeigt. Der Bildschirm für die Vergleichsmessung DS7 umfasst Bildanzeigebereiche 421, 422 und einen Vergleichsergebnis-Anzeigebereich 423. Das Zielobjektbild wird in dem Bildanzeigebereich 421 angezeigt, und das Referenzbild wird in dem Bildanzeigebereich 422 angezeigt. In dem Beispiel der 19 wird das Texturbild als das Zielobjektbild angezeigt, und das Referenzerscheinungsbild wird als das Referenzbild angezeigt.
Es wird ein Messort jeweils in dem Zielobjektbild und dem Referenzbild spezifiziert. Beispielsweise wird ein Liniensegment Ld1 in dem Zielobjektbild festgelegt, und ein Liniensegment Ld2 wird in dem Referenzbild festgelegt. Die Liniensegmente Ld1, Ld2 repräsentieren einen gemeinsamen Messort für das Messzielobjekt S. Wenn in diesem Falle der Messort auf einem Bild spezifiziert ist, kann der Messwert automatisch an einem entsprechenden Ort in dem anderen Bild spezifiziert werden. Wenn beispielsweise das Liniensegment Ld1 in dem Zielobjektbild festgelegt ist, ist das Liniensegment Ld2 automatisch in dem Referenzbild festgelegt. Ferner kann ein Bildschirm für Vergleichsmessung DS8 der 20 angezeigt werden. Der Bildschirm für Vergleichsmessung DS8 der 20 enthält Bildanzeigebereiche 424, 425. Es wird ein dreidimensionales Bild auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten in dem Bildanzeigebereich 424 angezeigt, und ein dreidimensionales Bild wird auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten in dem Bildanzeigebereich 425 angezeigt. In dem Bildschirm für Vergleichsmessung DS8 kann eine Einstellung, Prüfung und dergleichen des Messortes ausgeführt werden.
In dem Vergleichsergebnis-Anzeigebereich 423 der 19 wird eine Information angezeigt, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Hähenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist (im Weiteren als Abweichungsinformation bezeichnet) zeigt. In dem Beispiel der 19 werden als die Abweichungsinformation eine Höhenanzeigelinie Dd1, die Höheninformation eines Bereichs des Zielobjektsbildes repräsentiert, die das Liniensegment Ld1 überlappt, und eine Höhenanzeigelinie Dd2, die Höheninformation eines Bereichs des Referenzbildes repräsentiert, die das Liniensegment Ld2 überlappt, angezeigt. Die Höhenanzeigelinie Dd1 wird auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten erzeugt, und die Höhenanzeigelinie Dd2 wird auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten erzeugt. Beispielsweise werden die Höhenanzeigelinie Dd1 und die Höhenanzeigelinie Dd2 mit unterschiedlichen Farben angezeigt. In 19 ist die Höhenanzeigelinie Dd1 durch eine gepunktete Linie repräsentiert, und die Höhenanzeigelinie Dd2 ist durch eine durchgezogene Linie dargestellt.
Ferner kann eine Farbe zwischen der Höhenanzeigelinie Dd1 und der Höhenanzeigelinie Dd2 derart vorgesehen werden, dass eine Abweichung zwischen der Höhenanzeigelinie Dd1 und der Höhenanzeigelinie Dd2 effizient erkannt werden kann. Ferner können unterschiedliche Farben für einen Bereich vorgesehen werden, in welchem die durch die Höhenanzeigelinie Dd1 repräsentierte Höhe größer ist als die Höhe, die durch die Höhenanzeigelinie Dd2 repräsentiert ist (ein Bereich, in welchem die Höhenanzeigelinie Dd1 über der Höhenanzeigelinie Dd2 positioniert ist), und für einen Bereich, in welchem die durch die Höhenanzeigelinie Dd1 repräsentierte Höhe kleiner ist als die durch die Höhenanzeigelinie Dd2 repräsentierte Höhe (ein Bereich, in welchem die Höhenanzeigelinie Dd1 unter der Höhenanzeigelinie Dd2 angeordnet ist). in 19 ist ein Bereich zwischen der Höhenanzeigelinie Dd1 und der Höhenanzeigelinie Dd2 schaffiert. Ferner können unterschiedliche Arten an Schraffur für den Bereich, in welchem die durch die Höhenanzeigelinie Dd1 repräsentierte Höhe kleiner ist als die Höhe, die durch die Höhenanzeigelinie Dd2 dargestellt ist, und für den Bereich vorgesehen werden, in welchem die durch die Höhenanzeigelinie Dd1 repräsentierte Hohe kleiner ist als die durch die Höhenanzeigelinie Dd2 repräsentierte Höhe.
Es kann der maximale Wert und der minimale Wert von Höhen, die jeweils durch die tatsächlichen Höhenbilddaten und die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert sind, als die Abweichungsinformation angezeigt werden. Es können Unterschiede zwischen diesen maximalen Werten und minimalen Werten angezeigt werden. Ein Mittelwert der Höhen, die jeweils durch die tatsächlichen Höhenbilddaten und die Referenz-Höhenbilddaten dargestellt sind, kann ebenfalls angezeigt werden. Ferner können der maximale Wert, der minimale Wert oder ein Mittelwert der Unterschiede zwischen der Höhenanzeigelinie Dd1 und der Höhenanzeigelinie Dd2 angezeigt werden.
(9) Messzielobjekt-Messprozess
21 ist eine Blockansicht, die einen funktionellen Aufbau der vergrößernden Beobachtungseinrichtung 500 zeigt. Wie in 21 dargestellt ist, umfasst die vergrößernde Beobachtungseinrichtung 500 eine CAD-Datensammeleinheit 501, eine Texturbilddaten-Sammelbefehlseinheit 502, eine Sammelbefehlseinheit für tatsächliche Höhenbilddaten 503, eine CAD-Höhenbilddaten-Erzeugungseinheit 504, eine Referenz-Hohenbilddaten-Auswahleinheit 505, eine Referenzerscheinungsbilddaten-Sammeleinheit 506, eine Zielobjektbild-Anzeigeeinheit 507, eine Referenzbild-Anzeigeeinheit 508, eine Einheit für einfache Justierung 509, eine Einheit für erweiterte Justierung 510, eine Messort-Spezifizierungseinheit 511 und eine Abweichungsinformations-Anzeigeeinheit 512. Diese Funktionen werden durch die CPU 210 der 1 erreicht, die das in dem ROM 220 oder in der Speichereinrichtung 240 gespeicherte Messzielobjekt-Messprogramm ausführt.
Die CAD-Datensammeleinheit 501 gewinnt bzw. sammelt CAD-Daten des Messzielobjekts S, die in der Speichereinrichtung 240 der 1 zu speichern sind (im Weiteren als Grund-CAD-Daten bezeichnet). Die Texturbilddaten-Sammelbefehlseinheit 502 gibt einen Befehl an den Messteil 100 und den Steuerungsteil 300 der 1 aus, um Texturbilddaten des Messzielobjekts S zu gewinnen bzw. zu sammeln. Die Sammelbefehlseinheit für tatsächliche Höhenbilddaten 503 gibt einen Befehl an den Messteil 110 und den Steuerungsteil 300 der 1 aus, um tatsächliche Höhenbilddaten zu gewinnen. Die CAD-Höhenbilddaten-Erzeugungseinheit 504 erzeugt mehrere Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten (vergleiche 9) auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten. Die Referenz-Höhenbilddaten-Auswahleinheit 505 wählt Referenz-Höhenbilddaten aus mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten aus. Die Referenzerscheinungsbilddaten-Sammeleinheit 506 gewinnt ein Referenzerscheinungsbild, das den Referenz-Höhenbilddaten entspricht.
Die Zielobjektbild-Anzeigeeinheit 507 veranlasst einen Anzeigeteil 400 der 1, ein Zielobjektbild anzuzeigen, und die Referenzbild-Anzeigeeinheit 508 veranlasst den Anzeigeteil 400 der 1, ein Referenzbild anzuzeigen. Die Einheit für einfache Justierung 509 führt die einfache bzw. vereinfachte Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes aus, und die Einheit für die erweiterte Justierung 510 führt eine erweiterte Justierung an dem Zielobjektbild und dem Referenzbild aus. Die Messort-Spezifizierungseinheit 511 spezifiziert den Messort für das Messzielobjekt S auf der Grundlage der Betätigung des Bedienteils 250 der 1. Die Abweichungsinformations-Anzeigeeinheit 512 veranlasst den Anzeigeteil 400 der 1, Anzeigeinformationen (Abweichungsinformationen) anzuzeigen, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt.
Anschließen wird die Steuerungsfunktion der CPU 210 beschrieben. Die Messzielobjekts-Messverarbeitung wird von der CPU 210 ausgeführt, die das in dem ROM 220 oder in der Speichereinrichtung 240 gespeicherte Messzielobjekt-Messprogramm ausführt. 22 und 23 sind Flussdiagramme, die jeweils ein Beispiel des Messzielobjekt-Messprozesses zeigen.
Zunächst gibt die CPU 210 einen Befehl an den Messteil 100 und den Steuerungsteil 300 aus, um Texturbilddaten zu gewinnen (Schritt S1) und um auch tatsächliche Höhenbilddaten zu gewinnen (Schritt S2). Als nächstes veranlasst die CPU 210 den Anzeigeteil 400, ein Zielobjektbild (ein Texturbild oder ein tatsächliches Höhenbild auf der Grundlage der gewonnenen tatsächlichen Bilddaten (die Texturbilddaten oder die tatsächlichen Höhenbilddaten) anzuzeigen (Schritt S3). Anschließend erhält die CPU 210 Grund-CAD-Daten des Messzielobjekts S aus der Speichereinrichtung 240 (Schritt S4) und erzeugt mehrere Abschnitte bzw. Datenabschnitte an CAD-Höhenbilddaten auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten (Schritt S5). Zu beachten ist, dass mehrere Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten, die jeweiligen Abschnitten an Grund-CAD-Daten entsprechen, zuvor erzeugt werden können, und diese Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten können in der Speichereinrichtung 240 gespeichert werden.
Nachfolgend wählt die CPU 210 aus den mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten solche CAD-Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten aus, die den höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten haben (Schritt S6). Anschließend erhält auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten die CPU 210 Referenzerscheinungsbilddaten, die die Erscheinungsform bzw. das Aussehen des Messzielobjekts S repräsentieren, wenn es in einer Richtung betrachtet wird, die den ausgewählten Referenz-Höhenbilddaten entspricht (Schritt S7).
Als nächstes veranlasst die CPU 210 den Anzeigeteil 400, ein Referenzbild (ein Referenzerscheinungsbild oder ein Referenzhöhenbild) auf der Grundlage der Referenzbilddaten (die Referenzerscheinungsbilddaten oder die Referenz-Höhenbilddaten) anzuzeigen (Schritt S8). In diesem Falle ist bevorzugt, ein Referenzbild anzuzeigen, dessen Orientierung in Bezug auf das Zielobjektbild eingestellt ist.
Als nächstes ermittelt die CPU 210, ob eine automatische Justierung als die einfache Justierung auszuführen ist oder nicht, wobei dies auf der Grundlage der Betätigung durch einen Anwender erfolgt (Schritt S9). Wenn beispielsweise „Ja” in dem Dialogfeld DB der 12 ausgewählt wird, führt die CPU 210 die automatische Justierung durch Mustervergleich aus (Schritt S10), und wenn „Nein” ausgewählt wird, überspringt die CPU 210 den Schritt S10. Nachfolgend ermittelt die CPU 210 auf der Grundlage der Betätigung durch den Anwender, ob eine Punktspezifizierungsjustierung als die einfache Justierung auszuführen ist oder nicht (Schritt S11). Beispielsweise wird, wie in dem Beispiel der 12, ein Dialogfeld angezeigt, um auszuwählen, ob die Punktspezifizierungsjustierung auszuführen ist oder nicht. Alternativ kann in dem Einstellungsanzeigebereich 430 des Bildschirms für die Einstellung der Referenzdaten DS1 ausgewählt werden, ob die Punktspezifizierungsjustierung auszuführen ist oder nicht. Wenn die Punktspezifizierungsjustierung auszuführen ist, nimmt die CPU 210 als Eingabe mehrere Punkte auf, die von dem Anwender in dem Zielobjektbild und dem Referenzbild spezifiziert sind, und führt die Punktspezifizierungsjustierung auf der Grundlage der mehreren Punkte aus (Schritt S12). Wenn die Punktspezifizierungsjustierung nicht ausgeführt wird, überspringt die CPU 210 den Schritt S12.
Als nächstes ermittelt die CPU 210 auf der Grundlage der Betätigung eines Anwenders, ob eine erweiterte Justierung ausgeführt werden soll oder nicht (Schritt S13). Beispielsweise wird in dem Einstellungsanzeigebereich 430 des Bildschirms für die Einstellung der Referenzdaten DS1 ausgewählt, ob die erweiterte Justierung auszuführen ist oder nicht. Wenn die erweiterte Justierung auszuführen ist, führt die CPU 210 sequenziell die Neigungsjustierung, die XY-Justierung und die Höhenversatzjustierung, die zuvor mit der spezifizierten Referenzposition als eine Referenz beschrieben sind, aus (Schritte S14 bis S16). Zu beachten ist, dass nur gegebenenfalls nur eine oder zwei aus der Neigungsjustierung, der XY-Justierung und der Höhenversatzjustierung selektiv ausgeführt werden. Wenn die erweiterte Justierung nicht auszuführen ist, überspringt die CPU 210 die Schritte S14 bis S16.
Als nächstes spezifiziert die CPU 210 den Messort für das Messzielobjekt S auf der Grundlage der Betätigung des Anwenders (Schritt S17). Nachfolgend veranlasst die CPU 210 den Anzeigeteil 400, eine Abweichungsinformation auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten und der Referenz-Höhenbilddaten anzuzeigen (Schritt S18). Damit ist der Messzielobjekt-Messablauf abgeschlossen.
(10) Wirkungen
Bei der vergrößernden Beobachtungseinrichtung 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden aus mehreren Abschnitten an CAD-Höhenbilddaten, die auf der Grundlage von Grund-CAD-Daten erzeugt sind, CAD-Höhenbilddaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf tatsächliche Höhenbilddaten als Referenz-Höhenbilddaten ausgewählt, und Referenzerscheinungsbilddaten, die den Referenz-Höhenbilddaten entsprechen, werden gewonnen bzw. gesammelt. Es wird ein Referenzbild auf der Grundlage der Referenz-Höhenbilddaten oder der Referenzerscheinungsbilddaten zusammen mit einem Zielobjektbild auf der Grundlage von Texturbilddaten oder den tatsächlichen Höhenbilddaten angezeigt, und das Zielobjektbild und das Referenzbild werden durch Mustervergleich als automatische Justierung justiert bzw. ausgerichtet. In diesem Falle muss der Anwender keine Spezifizierung einer Richtung und dergleichen an den Grund-CAD-Daten vornehmen. Dies macht es für den Anwender leichter, einen Vergleich zwischen dem Zielobjektbild und dem Referenzbild ohne Ausführung eines komplexen Vorgangs durchzuführen.
Wenn ferner ein Messort für das Messzielobjekt spezifiziert wird, wird Information angezeigt, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenz-Höhenbilddaten repräsentiert ist, zeigt. In diesem Falle kann der Anwender in einfacher und präziser Weise den Messort auf der Grundlage des Zielobjektbildes und des Referenzbildes spezifizieren, die zueinander justiert bzw. ausgerichtet sind. Ferner kann der Anwender in einfacher und intuitiver Weise die Abweichung zwischen den tatsächlichen Höhenbilddaten und den CAD-Daten in Bezug auf einen speziellen Bereich des Messzielobjekts erkennen.
(11) Andere Ausführungsformen
(11-1)
In der vorhergehenden Ausführungsform wird die automatische Justierung durch Mustervergleich ausgeführt, nachdem das Zielobjektbild angezeigt ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Zielobjekt kann angezeigt werden, nachdem die automatische Justierung intern ausgeführt ist. In diesem Falle kann die Verarbeitungseffizienz noch weiter verbessert werden.
(11-2)
In der vorhergehenden Ausführungsform werden sechs CAD-Höhenbilder aus einem CAD-Datensatz erzeugt, jedoch ist die Anzahl an Datenabschnitten von erzeugten CAD-Höhenbildern nicht darauf beschränkt. Nicht mehr als fünf oder nicht weniger als sieben Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten können ebenfalls erzeugt werden. Beispielsweise wird für das Messzielobjekt S, das eine einfache Form hat, so dass sie nur in wenigen Richtungen beobachtbar ist, die Anzahl an Datenabschnitten an erzeugten CAD-Höhenbilddaten klein. Im Hinblick für das Messzielobjekt S mit einer Form, die so komplex ist, dass sie als in jeder Richtung wahrnehmbar angenommen wird, gilt, dass die Anzahl an Datenabschnitten von erzeugten CAD-Höhenbilddaten vorzugsweise ist.
Ferner werden in der vorhergehenden Ausführungsform die Abschnitte an CAD-Höhenbilddaten des Messzielobjekt S erzeugt, wenn es in Richtungen parallel zu der X'-Achse, der Y'-Achse und der Z-Achse betrachtet wird, die den CAD-Daten entsprechen, jedoch können die CAD-Höhenbilddaten unabhängig von diesen Achsen erzeugt werden.
(11-3)
In der vorhergehenden Ausführungsform wird vor der einfachen Justierung das Referenzbild in Bezug auf das Zielobjektbild verschoben, und das Zielobjektbild wird mit Bezug zu dem Referenzbild in der einfachen Justierung und der erweiterten Justierung verschoben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es kann das Zielobjektbild in Bezug zu dem Referenzbild vor der einfachen Justierung verschoben werden, und das Referenzbild kann in Bezug zu dem Zielobjektbild bei der einfachen Justierung und der erweiterten Justierung verschoben werden. Um jedoch beim Anwender ein merkwürdiges Gefühl zu vermeiden, werden das Zielobjektbild und das Referenzbild vorzugsweise so verschoben wie in der vorhergehenden Ausführungsform.
(11-4)
In der vorhergehenden Ausführungsform werden die Texturbilddaten und die tatsächlichen Höhenbilddaten zur Anzeige des Zielobjektbildes gewonnen, und die Referenzerscheinungsbilddaten und die Referenz-Höhenbilddaten werden zur Anzeige des Referenzbildes ermittelt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Texturbilddaten oder die Referenzerscheinungsbilddaten werden gegebenenfalls nicht gewonnen. In diesem Falle werden das Texturbild oder das Referenzerscheinungsbild nicht angezeigt, und es werden nur das tatsächliche Höhenbild und das Referenzbild angezeigt.
(11-5)
In der vorhergehenden Ausführungsform werden die tatsächlichen Höhenbilddaten einschließlich der Höheninformation des Messzielobjekts S durch das Triangulationssystem unter Anwendung des optischen Schnittverfahrens oder des Musterprojektionsverfahrens gewonnen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die tatsächlichen Höhenbilddaten können durch ein weiteres System gewonnen werden. Beispielsweise können die tatsächlichen Höhenbilddaten durch das Laufzejtverfahren, das konfokale Verfahren, das fotometrische Stereo-Verfahren, das kalibrierte Stereo-Verfahren, das Fotogrammmetrie-Verfahren, das Linsenfokus-Verfahren oder dergleichen gewonnen werden.
(12) Zuordnung zwischen Bestandteilen der Ansprüche und jedem Teil der Ausführungsform
Im Weiteren werden Beispiele der Zuordnung zwischen jedem Bestandteil der Ansprüche und jedem Teil der Ausführungsform beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
In der vorhergehenden Ausführungsform ist die vergrößernde Beobachtungseinrichtung 500 ein Beispiel der vergrößernden Beobachtungseinrichtung, das Messzielobjekt S ist ein Beispiel des Messzielobjekts, die Halterung 141 ist ein Beispiel der Halterung, der Messkopf 100H ist ein Beispiel der Höhenbilddaten-Sammeleinheit, die Speichereinrichtung 240 ist ein Beispiel des Speicherteils, der Anzeigeteil 400 ist ein Beispiel des Anzeigeteils, der Bedienteil 250 ist ein Beispiel des Bedienteils, die CPU 210 ist ein Beispiel des Informationsverarbeitungsteils, die CAD-Datensammeleinheit 501 ist ein Beispiel der CAD-Datensammeleinheit, die Sammelbefehlseinheit für tatsächliche Höhenbilddaten 503 ist ein Beispiel der Sammelbefehlseinheit, die CAD-Höhenbilddaten-Erzeugungseinheit 504 ist ein Beispiel der CAD-Höhenbilddaten-Erzeugungseinheit, die Referenz-Höhenbilddaten-Auswahleinheit 505 ist ein Beispiel der Referenz-Höhenbilddaten-Auswahleinheit, die Zielobjektbild-Anzeigeeinheit 507 ist ein Beispiel der Zielobjektbild-Anzeigeeinheit, die Referenzbild-Anzeigeeinheit 508 ist ein Beispiel der Referenzbild-Anzeigeeinheit, die Einheit für einfache Justierung 509 ist ein Beispiel der Justierausführungseinheit, die Messort-Spezifizierungseinheit 511 ist ein Beispiel der Messort-Spezifizierungseinheit, und die Abweichungsinformations-Anzeigeeinheit 512 ist ein Beispiel der Abweichungsinformations-Anzeigeeinheit.
Es können viele andere Bestandteile mit dem Aufbau oder der Funktion, die in den Ansprüchen genannt sind, als die Bestandteile der Ansprüche verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann effizient für den Vergleich zwischen CAD-Daten und anderen Bilddaten eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002-46087 [0002, 0003, 0005]
JP 2012-26895 [0002, 0004, 0005]

Claims

Ein Messzielobjekt-Messverfahren, mit: Gewinnen dreidimensionaler CAD-Daten, die ein Messzielobjekt repräsentieren; Gewinnen tatsächlicher Höhenbilddaten, die als Höheninformation einen Abstand zwischen einer Referenzposition und jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts in einer Richtung enthalten; Erzeugen mehrerer Datenabschnitte an CAD-Höhendaten, die jeweils Abstände zwischen einer Referenzposition und jeweiligen Teilen auf der Oberfläche des Messzielobjekts in mehreren Richtungen enthalten, auf der Grundlage der CAD-Daten; Auswählen aus den mehreren Datenabschnitten an CAD-Höhendaten solche CAD-Höhendaten, die den höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten haben, als Referenzhöhendaten; Anzeigen, als ein Zielobjektbild, eines ersten Bildes auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild entspricht, und Anzeigen, als eine Referenzbild, eines ersten Bildes auf der Grundlage der Referenzhöhendaten oder eines vierten Bildes, das dem dritten Bild entspricht; Ausführen einer Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes als erste Justierung durch Mustervergleich; Spezifizieren eines Messortes für das Messzielobjekt; und Anzeigen von Information, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenzhöhendaten repräsentiert ist, zeigt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mehreren Richtungen eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte, eine fünfte und eine sechste Richtung umfassen, die erste und die zweite Richtung parallel und entgegengesetzt zueinander sind, die zweite und dritte Richtung parallel und entgegengesetzt zueinander sind, die fünfte und die sechste Richtung parallel und entgegengesetzt zueinander sind, die dritte und die vierte Richtung entsprechend senkrecht zu der ersten und der zweiten Richtung sind, und die fünfte und die sechste Richtung entsprechend senkrecht zu der ersten und der zweiten Richtung und entsprechend senkrecht zu der dritten und der vierten Richtung sind.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den CAD-Daten entspricht, eine erste, eine zweite und eine dritte Achse festgelegt werden, und die erste und die zweite Richtung parallel zu der ersten Achse sind, die dritte und die vierte Richtung parallel zu der zweiten Achse sind, und die fünfte und die sechste Richtung parallel zu der dritten Achse sind.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner umfasst: Anzeigen des Referenzbildes vor dem Schritt des Ausführens der ersten Justierung.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Referenzbild in Bezug zu dem Zielobjektbild vor dem Schritt des Ausführens der ersten Justierung verschoben wird, und das Zielobjekt in Bezug zu dem Referenzbild in dem Schritt des Ausführens der ersten Justierung verschoben wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner umfasst: Ändern einer Orientierung des Zielobjektbildes.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenzhöhendaten entspricht, eine vierte Achse parallel zu der einen Richtung oder eine Richtung, die den Referenzhöhendaten entspricht, und eine fünfte und eine sechste Achse orthogonal zueinander in einer Ebene vertikal zu der vierten Achse separat festgelegt werden, und der Schritt des Ausführens der ersten Justierung umfasst einen Parallelpositioniereinstellschritt zur Ausführung einer Justierung in einer Richtung parallel zu der fünften und der sechsten Achse, und einer Justierung in einer Drehrichtung um eine Achse parallel zu der vierten Achse, und einen Höheneinstellungsschritt zur Ausführung einer Justierung in einer Richtung parallel zu der vierten Achse nach dem Parallelpositioniereinstellschritt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner umfasst: Anzeigen eines CAD-Bildes auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten vor dem Schritt der Auswahl der Referenzhöhendaten.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner umfasst: Spezifizieren einer Referenzposition des Messzielobjekts nach dem Schritt des Ausführens der ersten Justierung, und Ausführen einer Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes als zweite Justierung in Bezug auf die Referenzposition, die als Referenz verwendet ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, das den tatsächlichen Höhenbilddaten und den Referenzhöhendaten entspricht, eine vierte Achse parallel zu der einen Richtung oder einer Richtung, die den Referenzhöhendaten entspricht, und eine fünfte und eine sechste Achse senkrecht zueinander in eine Ebene vertikal zu der vierten Achse separat festgelegt werden, und in dem Schritt des Ausführens der zweiten Justierung eine Justierung in einer Drehrichtung um eine Achse parallel zu der vierten Achse und/oder eine Justierung in einer Richtung parallel zu der fünften und der sechsten Achse und/oder eine Justierung in einer Richtung parallel zu der vierten Achse ausgeführt werden.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in dem Schritt des Anzeigens des Referenzbildes das Referenzbild mit einer Orientierung zuerst angezeigt wird, die in Bezug zu dem Zielobjektbild eingestellt ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner umfasst: Gewinnen tatsächlicher Erscheinungsbilddaten, die eine Erscheinungsform des Messzielobjekts repräsentieren, die durch Abbildung in der einen Richtung erhalten werden, und wobei das zweite Bild ein Bild auf der Grundlage der tatsächlichen Erscheinungsbilddaten ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei Anzeigen der Abweichung durch Anzeigen der Abweichung so erfolgt, dass das Zielobjektbild und das Referenzbild parallel vorhanden sind.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Anzeigen des ersten und des zweiten Bildes und des Anzeigen des dritten oder des vierten Bildes umfasst: Anzeigen des ersten und des zweiten Bildes und des dritten oder des vierten Bildes parallel, und wobei Anzeigen der Abweichung umfasst: Anzeigen des Zielobjektbildes und des Referenzbildes in miteinander überlappender Weise.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Ausführung der Justierung als automatische Ausführung der Justierung erfolgt.
Eine vergrößernde Beobachtungseinrichtung, mit: einer Halterung, auf der ein Messzielobjekt anzuordnen ist; einer Höhenbilddaten-Sammeleinheit zur Gewinnung tatsächlicher Höhenbilddaten, die als Höheninformation einen Abstand zwischen einer Referenzposition und jedem Teil auf der Oberfläche des Messzielobjekts, das auf der Halterung angeordnet ist, in einer Richtung enthalten; einem Speicherteil zur Speicherung dreidimensionaler CAD-Daten, die das Messzielobjekt repräsentieren; einem Anzeigeteil; einem Bedienteil, das von einem Anwender betätigt wird; und einem Informationsverarbeitungsteil, wobei der Informationsverarbeitungsteil aufweist eine CAD-Daten-Sammeleinheit zur Gewinnung der CAD-Daten, die in der Speichereinheit zu speichern sind, eine Sammelbefehlseinheit zum Ausgeben eines Befehls an die Höhenbilddaten-Sammeleinheit, um die tatsächlichen Höhenbilddaten zu gewinnen, eine CAD-Höhendaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung mehrerer Datenabschnitte an CAD-Höhendaten, die jeweils Abstände zwischen einer Referenzposition und entsprechenden Teilen auf der Oberfläche des Messzielobjekts in mehreren Richtungen enthalten, auf der Grundlage der Grund-CAD-Daten, eine Referenzhöhendaten-Auswahleinheit zur Auswahl aus den mehreren Datenabschnitten an CAD-Höhendaten von CAD-Höhendaten mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad in Bezug auf die tatsächlichen Höhenbilddaten als Referenzhöhendaten, eine Bildanzeigeeinheit, die den Anzeigeteil veranlasst, ein erstes Bild auf der Grundlage der tatsächlichen Höhenbilddaten oder ein zweites Bild, das dem ersten Bild entspricht, als ein Zielobjektbild anzuzeigen, und die ferner den Anzeigeteil veranlasst, ein drittes Bild auf der Grundlage der Referenzhöhendaten oder ein viertes Bild, das dem dritten Bild entspricht, als ein Referenzbild anzuzeigen, eine Justierungsausführungseinheit zur Ausführung einer Justierung des Zielobjektbildes und des Referenzbildes durch Mustervergleich, eine Messort-Spezifizierungseinheit zur Spezifizierung eines Messortes für das Messzielobjekt auf der Grundlage einer Betätigung des Bedienteils, und eine Abweichungsinformations-Anzeigeeinheit, die den Anzeigeteil veranlasst, Information anzuzeigen, die eine Abweichung zwischen dem Messort, der durch die tatsächlichen Höhenbilddaten repräsentiert ist, und dem Messort, der durch die Referenzhöhendaten repräsentiert ist, zeigt.