JP2003202208A - 画像測定装置及び画像測定用プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定前に実施するアライメント調整を迅速、
簡単に行う。 【解決手段】ビデオウインドウ５１には、ＣＣＤカメラ
で撮像される画像が表示される。ナビゲートウインドウ
５２Ａには移動目標とその周辺の画像が、ナビゲートウ
インドウ５２Ｂには被測定対象の全体像が表示される。
「移動」アイコンがクリックされると、ＣＡＤデータ内
の該移動目標の位置データに基づきＣＣＤカメラがＸＹ
Ｚ駆動機構により駆動され、その移動目標付近の画像が
ビデオウインドウ５１に映し出される。ジョイスティッ
ク等を使用して移動目標を画面中央に移動させ、「測
定」アイコンをクリックすると、重心位置検出により該
移動目標の位置が検出され、これにより座標系の変換が
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、測定顕微鏡や非
接触三次元測定機等の画像測定装置に関し、特に被測定
対象のアライメント調整機能を備えた画像測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の三次元測定機や顕微鏡・投影機で
は、たとえパートプログラム等による自動測定機能が付
加されていても、測定開始前においては、被測定対象
（ワーク）を所定の位置にアライメントし、これにより
ワーク座標系と設計座標系を一致させる必要がある。ま
た、ＸＹ方向（水平面方向）のみでなく高さ方向（Ｚ方
向）に関しても厳しい精度が要求されるものを被測定対
象とする場合には、焦点合わせ機構により高さ基準面を
厳密に決定してから測定を開始する必要がある。この作
業は、モニタ画面上に表示されたワーク像に基づいてオ
ペレータが判断してステージを移動させるなど、マニュ
アル的な調整を行わなければならない。

【０００３】このようなステージ移動を行う場合、従来
は、例えば「ＸＹ原点にカメラを移動させて下さい」な
どの文字表示がなされるのみであった。このため、オペ
レータはどの点が原点かなのかが分かり難く、ＣＡＤ図
面を照合しながら原点位置を探すなどの作業を行う必要
があり、アライメントには多大の労力を要していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みなされたもので、ステージ移動操作を簡単にし
て測定作業の効率を大幅に向上させることができる画像
測定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本出願の第１の発明に係
る画像測定装置は、被測定対象を載置するステージと、
被測定対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像
された前記被測定対象を表示する測定表示部と、前記撮
像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる移動手
段と、前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を
記憶する移動目標位置記憶手段と、前記被測定対象の全
体像を表示するとともに前記移動目標の位置を特に強調
して表示するナビゲート表示部と、前記ステージに対す
る前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する位
置検出手段と、前記移動目標記憶手段の記憶内容と前記
位置検出手段の検出結果とに基づき前記移動手段を制御
させる自動制御手段と、前記移動手段を手動で調整する
ための手動調整手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】この第１の発明に係る画像測定装置によれ
ば、前記被測定対象の全体像が表示されるとともに前記
移動目標の位置が特に強調表示され、移動目標記憶手段
の記憶内容と位置検出手段の検出結果に基づき移動手段
が自動制御手段により制御される。また、被測定対象の
加工誤差等のために自動制御手段のみによっては調整し
きれなかったズレを、測定表示部を見ながら手動調整手
段により調整する。すなわち、移動目標への概略の移動
は自動制御手段等によりなされ、最終的な微細調整は手
動調整手段により行う。このとき、ナビゲート表示部に
より、移動目標の位置を確認することができるので、調
整が非常に容易になる。

【０００７】前記第1の発明において、前記ナビゲート
表示手段が前記被測定対象の全体像を表示する低倍率表
示部と前記移動目標とその周辺の画像を前記低倍率表示
部よりも大なる倍率で表示する中倍率表示部とからなる
ようにすることもできる。また、前記第１の発明におい
て、前記移動目標への移動命令を入力する移動命令入力
部を更に備え、前記自動制御手段は、前記移動命令の入
力を待って前記ナビゲート表示部に表示中の前記移動目
標への移動の制御を開始するように構成することもでき
る。このようにすることにより、オペレータは自動制御
手段により移動された位置がどの辺りなのかを確認する
ことができ、調整作業に役立つ情報が提供される。ま
た、前記ナビゲート表示部は、前記移動目標とその周辺
を表示するものであり、かつ前記移動目標を他と区別で
きる表示形態で表示するようにすることもできる。

【０００８】また、前記第１の発明において、前記撮像
された画像の特定の位置を測定する特定位置測定手段
と、前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目
標記憶手段に記憶された位置との差に基づき前記位置検
出手段からの前記位置情報を表現する座標系を変更する
座標系変更手段とを更に、備えるようにすることもでき
る。この場合、前記手動調整手段による調整後、前記特
定位置測定手段により特定位置が測定される。ここにい
う特定位置とは、重心検出、エッジ検出により求めれら
る画像の中心位置、重心位置などを含む。そして、前記
特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標記憶手
段に記憶された位置との差に基づき、前記座標系が変更
され、これによりアライメントが完了する。

【０００９】また、前記移動目標位置記憶手段はアライ
メント基準点を記憶するものとする場合、前記座標系変
更手段は、複数の前記アライメント基準点のうち最初に
測定した前記アライメント基準点を仮の原点とするよう
に前記変更を行った後、他のアライメント基準点を測定
し、この結果に基づいて前記座標の原点及び座標軸の方
向を変更するようにしてもよい。

【００１０】さらに、前記被測定対象の高さを測定する
高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基づき
前記被測定対象の傾きを演算する傾き演算手段とを備
え、前記座標系変更手段はこの傾き演算手段の演算結果
に基づいて前記変更を行うようにしてもよい。

【００１１】本発明に係る第２の画像測定用プログラム
は、被測定対象を載置するステージと、前記被測定対象
を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された前記被
測定対象の画像を表示する表示手段と、前記撮像手段を
移動させるべき移動目標の位置を記憶する移動目標位置
記憶手段と、前記撮像手段を前記ステージに対し相対的
に移動させる移動手段と、前記ステージに対する前記撮
像手段の位置を検出して位置情報を出力する位置検出手
段とを備えた画像測定装置に画像測定を実行させるため
の画像測定用プログラムにおいて、前記撮像手段を移動
させるべき移動目標の位置のデータを取得する移動目標
位置データ取得ステップと、前記被測定対象の全体像を
表示するとともに、前記移動目標の位置を特に強調して
表示する表示ステップと、前記位置検出手段に位置検出
を行わせる位置検出ステップと、前記前記移動目標の位
置データと前記位置検出ステップの検出結果とに基づき
前記移動手段を制御させる制御ステップと、前記移動手
段を手動で調整させる手動調整ステップとを実行させる
ように構成されたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明
の実施の形態に係る画像測定システムの全体構成を示す
斜視図である。 ［全体構成］このシステムは、非接触型の画像測定機１
と、この画像測定機１を駆動制御すると共に、必要なデ
ータ処理を実行するコンピュータシステム２と、計測結
果をプリントアウトするプリンタ３とにより構成されて
いる。

【００１３】画像測定機１は、次のように構成されてい
る。即ち、架台１１上には、被測定対象（以下、ワーク
と呼ぶ）１２を載置する測定テーブル１３が装着されて
おり、この測定テーブル１３は、図示しないＹ軸駆動機
構によってＹ軸方向に駆動される。架台１１の両側縁中
央部には上方に延びる支持アーム１４，１５が固定され
ており、この支持アーム１４、１５の両上端部を連結す
るようにＸ軸ガイド１６が固定されている。このＸ軸ガ
イド１６には、撮像ユニット１７が支持されている。撮
像ユニット１７は、図示しないＸ軸駆動機構によってＸ
軸ガイド１６に沿って駆動される。撮像ユニット１７の
下端部には、ＣＣＤカメラ１８が測定テーブル１３と対
向するように装着されている。また、撮像ユニット１７
の内部には、図示しない照明装置及びフォーカシング機
構の他、ＣＣＤカメラ１８のＺ軸方向の位置を移動させ
るＺ軸駆動機構が内蔵されている。また、撮像ユニット
１７およびステージ１３には、図１において図示を略す
Ｘ軸エンコーダ４２Ａ、Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、Ｚ軸エ
ンコーダ４２Ｃが配置され、ＸＹＺ３軸方向の移動量を
検出できるようになっている。

【００１４】コンピュータシステム２は、コンピュータ
本体２１、キーボード２２、ジョイスティックボックス
（以下、Ｊ／Ｓと呼ぶ）２３、マウス２４及びＣＲＴ画
面２５を備えて構成されている。 ［コンピュータ２１の構成］コンピュータ本体２１は、
例えば図２に示すように構成されている。即ち、ＣＣＤ
カメラ１８から入力される画像情報は、インタフェース
（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）３１を介して画像メモリ３２に
格納される。

【００１５】また、ワーク１２のＣＡＤデータは、図示
しないＣＡＤシステムにより作成され、Ｉ／Ｆ３３を介
してＣＰＵ３５に入力され、ＣＰＵ３５でビットマップ
の画像情報に展開された後、画像メモリ３２に格納され
る。ＣＡＤデータは、一旦ハードディスクドライブ（以
下、ＨＤＤと呼ぶ）３８に格納され、このＨＤＤ３８か
ら出力されたＣＡＤデータは、同様にＣＰＵ３５でビッ
トマップの画像情報に展開された後、画像メモリ３２に
格納される。画像メモリ３２に格納された画像情報は、
表示制御部３６を介して後述するようにＣＲＴ画面２５
に表示される。

【００１６】また、撮像ユニット１７及びステージ１３
の移動量を検出するために画像測定機１に設置されたＸ
軸エンコーダ４２Ａ,Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、Ｚ軸エン
コーダ４２Ｃからの出力は、Ｉ／Ｆ４２Ａ´、４２Ｂ
´、４２Ｃ´、ＣＰＵ３５を介して表示制御部３６へ送
られＸＹＺ座標値がＣＲＴ２５に表示される。一方、キ
ーボード２２、Ｊ／Ｓ２３、及びマウス２４から入力さ
れるコード情報及び位置情報は、Ｉ／Ｆ３４を介してＣ
ＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格
納されたマイクロプログラム及びＨＤＤ３８からＩ／Ｆ
３９を介してＲＡＭ４０に格納された測定実行プログラ
ム、測定結果表示プログラム等に従って、測定実行処理
及び測定結果の表示処理等を実行する。ＣＰＵ３５は、
測定実行処理によって、Ｉ／Ｆ４１を介して画像測定機
１を制御する。

【００１７】ＨＤＤ３８は、各種プログラムを格納する
他、ステージを移動させる目標位置のデータを、被測定
対象の種類に応じて記憶する。ここにいう目標位置と
は、アライメント調整の際のアライメント基準位置や、
パートプログラムに測定位置として記憶された位置など
をいう。この目標位置データは測定実行プログラムが実
行される際に適宜読み出され、この読出し値及びとエン
コーダ４２Ａ−４２Ｃの出力に応じた駆動信号がＩ/Ｆ
４３を介してＸＹＺ駆動機構（不図示）に送信され、Ｘ
ＹＺ駆動機構が制御され、目標位置への移動がなされ
る。また、ＨＤＤ３８には、エンコーダ４２Ａ−Ｃから
の検出信号をＣＡＤデータに基づく座標系に沿った形式
の座標系データとして提供するための基準座標系設定用
ファイルＰＣＳが記憶され、適宜読み出される。このフ
ァイルの内容については後述する。ＲＡＭ４０は、各種
プログラムを格納する他、各種処理のワーク領域を提供
する。

【００１８】［表示画面例］図３は、この画像測定装置
の測定時のＣＲＴ２５の表示画面を示す図である。表示
画面は、ビデオウインドウ５１、ナビゲートウインドウ
５２Ａと５２Ｂ、カウンタウインドウ５３、ファンクシ
ョンウインドウ５４、照明・ステージウインドウ５５か
ら構成されている。ビデオウインドウ５１には、ＣＣＤ
カメラ１６で撮像される画像が表示される。ナビゲート
ウインドウ５２は、ＨＤＤ３８に記憶されたＣＡＤデー
タを表示する部分であり、一部分を拡大表示するナビゲ
ートウインドウ５２Ａと、ワーク１２の全体像、若しく
はそれに準じたより広い範囲を表示するナビゲートウイ
ンドウ５２Ｂとを備えている。これにより、オペレータ
は、これから測定しようとする部分や、現在ビデオウイ
ンドウに移っている部分が、ワーク１２のどの位置にあ
るのかを把握することができる。

【００１９】ナビゲートウインドウ５２Ａは、ワーク１
２上の位置のうち、特に移動目標となる位置を拡大して
表示するウインドウである。その拡大倍率は、ビデオウ
インドウ５１におけるそれよりも低くナビゲートウイン
ドウ５２Ｂのそれよりも高くされ、これにより移動目標
となる位置がワーク１２全体におけるどの部分なのかが
分かるようになっている。移動目標となる位置は、例え
ばアライメントを実行する場合のアライメント基準位置
となるピンＰ１（以下、アライメントピンＰ１というよ
うに表現する）などである。また、移動目標となるアラ
イメントピンＰ１の位置が他のピンと区別するために黒
塗りで表示されるとともに、ウインドウ右上に「測定箇
所：アライメントピンＰ１」というような名称の表示が
なされる。

【００２０】ナビゲートウインドウ５２Ｂには、ワーク
１２の全体像が表示される。例えば、アライメント基準
位置としてアライメントピンＰ１−４が設定されている
場合には、その位置に該当する位置が他のピンと区別す
るために黒塗りで表示される。カウンタウインドウ５３
には、Ｘ軸エンコーダ４２Ａ、Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、
Ｚ軸エンコーダ４２Ｃからの出力が、前述の基準座標系
設定用ファイルＰＣＳにより設定されたプログラムに基
づき演算されるＣＣＤカメラ１６の撮像範囲の中心座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が表示される。ファンクションウインド
ウ５４には、各種測定処理及び測定値算出するためのマ
イクロプログラムを起動するアイコンが配置されてい
る。

【００２１】照明・ステージウインドウ５５は、照明装
置１７やステージに関する各種設定操作のためのウイン
ドウである。測定ウインドウ５６は、測定手順を実行、
進行させるためのアイコン群を表示するウインドウであ
り、移動目標への移動を指示する「移動」アイコン、ビ
デオウインドウ５１のレチクル中心に表示された画像の
測定を指示する「測定」アイコン、測定済の移動目標の
測定手順に戻るための「前へ」アイコン、次の移動目標
の測定手順に移る場合の「次へ」アイコンなどを含んで
いる。

【００２２】なお、本実施の形態においては、ワーク１
２を図４に示すような、水平方向（ＸＹ方向）の位置だ
けでなく、高さ方向（Ｚ方向）の寸法も厳密な寸法精度
が要求される複数のピン６１であるとする。４つの角に
あるピンが、アライメント基準点としてのアライメント
ピンＰ１−Ｐ４であるとする。

【００２３】次に、本実施の形態の画像測定システムに
おけるワーク１２（複数のピン６１）のアライメント調
整を図５に示すフローチャートを用いて説明する。本実
施の形態のアライメント調整ステップは、図５（ａ）に
示すように、仮原点設定（Ｓ１）、高さ基準面設定（Ｓ
２）、原点決定及び座標系の調整（Ｓ３）の３つのステ
ップからなり、このアライメント調整ステップの完了後
測定ステップに移行するようにされている。測定ステッ
プでの実行内容は従来の画像測定機と同一であるので、
説明は省略する。

【００２４】Ｓ１−３のそれぞれの効果を図６に基づい
て説明する。図６中、同図（ａ）はＣＡＤデータに基づ
く設計座標系Ｃｄとワーク１２の設計データ１２´との
関係を示し、同図（ｂ）はアライメント調整前のワーク
座標系Ｃｗとワーク１２の位置関係を示している。ワー
ク１２を設置する際は、設置冶具等を使用することによ
りこの設計データの位置に合致するようにされるが、実
際には、同図（ｂ）に示すように設計座標系Ｃｄで想定
される位置（１２´の位置）とは若干ズレた位置に配置
されることになる。また、ステージ１３自体の傾きやワ
ーク１２の製造誤差などにより、設計データ１２´より
も多少傾いて配置されることが生じ得る。また、加工誤
差等により傾きが生じることもある。

【００２５】このようなズレや傾きを修正するため、Ｓ
１において１つのアライメント基準位置を測定し、この
測定した点をワーク座標系の仮の原点（以下、仮原点と
いう）として設定する（図６（ｃ））。図４に示すよう
な複数のピン６１を測定する場合には、格子上に配列さ
れたピン６１の４角のピンＰ１−Ｐ４をアライメント基
準位置として設定し、そのうちの１つを測定して仮原点
とすることができる。そして、Ｓ２において高さ基準面
を測定し、この高さ基準面にあわせて座標系を変換する
（図６（ｄ））。すなわち、アライメント基準位置と同
様にＨＤＤ３８に設定された複数の高さ基準位置を測定
し、その結果から高さ基準面を算出する。さらに、アラ
イメントピンＰ１−Ｐ４を測定して設計座標系との誤差
に基づき、誤差が最小になるように座標系を更に合わせ
込む。これにより、図６（ｅ）に示すように、図（ａ）
に示す設計座標系と合致した、すなわち、ワーク１２の
設置誤差の影響が除かれた座標系Ｃｗ´を得る。これに
より、アライメントが完了する。

【００２６】仮原点の設定（Ｓ１）の詳細な手順を図５
（ｂ）に示す。まず、ナビゲートウインドウ５２Ｂにピ
ン６１の全体像をグラフィック表示する（Ｓ１−１）。
前述のように、移動目標となるアライメント基準位置と
してのアライメントピンＰ１−４は他のピンと区別する
ために黒塗りで表示されている。次に、仮座標系を設定
する（Ｓ１−２）。この設定は、基準座標系設定用ファ
イルＰＣＳをＨＤＤ３８から読み込むことにより行う。
この基準座標系設定用ファイルＰＣＳは、測定テーブル
１３と撮像ユニット１７の移動により変化するエンコー
ダ４２Ａ−４２Ｃの出力値を、直交座標系表現（図６の
座標系Ｃｗ等）に変換するためのファイルである。

【００２７】このファイルの読み込みの際の標準設定
は、測定テーブル１３と撮像ユニット１７の可動範囲の
中心を原点とし、ＸＹＺ駆動系による駆動方向をそれぞ
れＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした座標系とされている。この基
準座標系設定用ファイルＰＣＳは、後にＳ１、Ｓ２での
仮原点の設定、高さ基準面の設定がされるときに書き換
えられ、さらにステップ３で座標系が最終的に決定され
たときにさらに書き換えられる。なお、測定の終了後リ
セット動作がなされると、基準座標系設定用ファイルは
元通りの標準設定に戻される。

【００２８】仮座標系の設定が終わると、次にナビゲー
トウインドウ５２ＡにアライメントピンＰ１付近のグラ
フィック画像が中倍率で表示される（Ｓ１−３）。画面
の表示は、図７の（ａ）のような状態となる。すなわ
ち、ナビゲートウインドウ５２Ａでは、アライメントピ
ンＰ１に該当する部分の画像は黒塗り表示されるととも
に、ウインドウ５２Ａの右上には、この黒塗り部分の名
称が「測定箇所：アライメントピンＰ１」のように表示
される。ビデオウインドウ５１の表示は、ＣＣＤカメラ
１８が初期位置から動いていないため、アライメントピ
ンＰ１の位置とは無関係な位置が映し出されている。

【００２９】オペレータはこのナビゲートウインドウ５
２Ａの表示を見て移動目標の位置等を確認し、「移動」
アイコンをマウス２４でクリックする（Ｓ１−４）。

【００３０】「移動」アイコンがクリックされると、Ｃ
ＰＵ３５は移動目標としてのアライメントピンＰ１の座
標値と、現在のＣＣＤカメラ１８の中心座標とを比較し
て駆動信号をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。これに
より、ＣＣＤカメラ１８は、Ｚ方向の最上点に上昇後、
ＸＹ方向に駆動され、アライメントピンＰ１付近に移動
する（Ｓ１−５）。

【００３１】すなわち、図７（ｂ）に示すように、ビデ
オウインドウ５１にはアライメントピンＰ１の画像が映
し出されるが、大抵の場合、アライメントピンＰ１はビ
デオウインドウ５１の中心に一致せず、或る程度ビデオ
ウインドウ５１のレチクル中心から外れた位置となる。
これは、ワーク１２を設置する際の設置誤差（水平方向
のずれ、傾き）や、ワーク１２自体の設計データからの
誤差などによるものである。

【００３２】ＣＲＴ２５の画面上には、アライメントピ
ンＰ１が画面中心に来るようにジョイスティック２３に
よる調整を行うよう促す表示がなされる。オペレータ
は、この位置のずれをビデオウインドウ５２を見ながら
アライメントピンＰ１がレチクル中心に一致するように
ジョイスティック２３を操作し、ＣＲＴ２５の表示画面
を図７（ｃ）に示すような状態にする（Ｓ１−６）。一
致させることができたら、マウス２４により「測定」ア
イコンをクリックする（Ｓ１−７）。「測定」アイコン
がクリックされると、その位置において、ＣＣＤカメラ
１８のオートフォーカス機能により、アライメントピン
Ｐ１の高さ測定が実行されるとともに、アライメントピ
ンＰ１の画像の重心位置が検出され、この重心位置が原
点位置となるよう、基準座標設定ファイルＰＣＳが書き
換えられる（Ｓ１−８）。

【００３３】すなわち、座標原点が測定テーブル１３と
撮像ユニット１７の可動範囲中心から、「測定」アイコ
ンがクリックされた時点でのＣＣＤ１８の中心座標位置
へ移動し、この位置が仮原点とされる。

【００３４】仮原点が設定されると、次に高さ基準面の
測定に移行する（Ｓ２）。すなわち、ワーク１２の傾き
を検出し、この傾きの方向及び量に合致するようにワー
ク座標系Ｃｗを調整するため、複数（３点以上。以下の
説明では６点とする）の高さ基準位置を測定し、これに
よりワーク１２の傾きを測定する。この高さ基準面の測
定の具体的な手順を、図８に示すフローチャートを用い
て説明する。

【００３５】仮原点の設定完了後、測定ウインドウ５６
の「次へ」アイコンをクリックすると、高さ基準面の測
定に移行する。ナビゲートウインドウ５２Ａの右上に
「測定箇所：高さ基準位置Ｈ１」との表示がなさるとと
もに、ナビゲートウインドウ５２Ａには、高さ基準位置
Ｈ１に該当する画像がグラフィック表示される（Ｓ２−
１）。ステップ１におけるアライメントピンＰ１と同
様、ナビゲートウインドウ５２Ａ及び５２Ｂにおいて
は、高さ基準位置Ｈ１−Ｈ６は他の点と区別するために
黒塗りで表示される。

【００３６】測定ウインドウ５６の「移動」アイコンが
クリックされると（Ｓ２−２）、ＣＰＵ３５は移動目標
としての高さ基準位置のＸＹ座標値と、現在のＣＣＤカ
メラ１８が存する位置のＸＹ座標とを比較して駆動信号
をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。Ｚ方向に関して
は、ＣＣＤカメラ１８は可動範囲の最上位置に移動す
る。これにより、ＣＣＤカメラ１８が高さ基準位置１付
近に移動される（Ｓ２-３）。ステップ１の場合と同
様、大抵の場合、Ｓ３−５のＣＣＤカメラの動作だけで
は、高さ基準位置１はビデオウインドウ５１の中心に一
致せず、或る程度ビデオウインドウ５１のレチクル中心
とはずれた位置への移動となる。

【００３７】オペレータは、この位置のずれをビデオウ
インドウ５２を見ながら高さ基準位置Ｈ１がレチクル中
心に一致するようにジョイスティック２３を操作する
（Ｓ２−４）。一致させることができたら、マウス２４
により「測定」アイコンをクリックする（Ｓ２-５）。
「測定」アイコンがクリックされると、その位置におい
てＣＣＤカメラのオートフォーカス機能により高さ測定
が実行される（Ｓ２−６）。同様にして、高さ基準位置
Ｈ２〜Ｈ６の測定も実行する。この際、高さ基準位置Ｈ
２〜Ｈ６への移動の際には、高さ基準位置１でのオート
フォーカスの結果に基づいてＺ方向の移動をすることに
より、より迅速な移動動作を行うことができる。

【００３８】全ての高さ基準位置の測定が終了すると
（Ｓ２−７）、この高さ基準位置Ｈ１−６の測定結果に
基づき、これらの測定結果に最も適合する面を最小二乗
法に基づき演算し、この演算結果を高さ基準面とする
（Ｓ２−８）。この高さ基準面に基づき、基準座標系設
定ファイルＰＣＳが書き換えられる。

【００３９】高さ基準面の測定が完了すると、次に原点
の決定及び座標系の決定が行われる（Ｓ３）。このＳ３
では、Ｓ１で仮原点位置として測定したアライメントピ
ンＰ１の位置データはそのまま使用し、残りのアライメ
ントピンＰ２−４を測定して、この結果に基づき座標系
の原点位置及び座標軸の方向の決定を行う。このＳ３の
具体的な手順を図９に基づき説明する。

【００４０】まず、ナビゲートウインドウ５２Ａに、ア
ライメントピンＰ２付近のグラフィック画像が中倍率で
表示される（Ｓ３−１）。アライメントピンＰ２に該当
する部分の画像は黒塗り表示されるとともに、ウインド
ウ５２Ａの右上には、この黒塗り部分の名称が「測定箇
所：アライメントピンＰ２」のように表示される。オペ
レータはこの表示を見て移動目標の位置等を確認し、
「移動」アイコンをマウス２４でクリックする（Ｓ３−
２）。

【００４１】「移動」アイコンがクリックされると、Ｃ
ＰＵ３５は移動目標としてのアライメントピンＰ２の座
標値と、現在のＣＣＤカメラ１８の中心座標とを比較し
て駆動信号をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。これに
より、ＣＣＤカメラ１８がアライメントピンＰ２付近に
移動される（Ｓ３−３）。Ｓ１の場合と同様、大抵の場
合、アライメントピンＰ２はビデオウインドウ５１の中
心に一致せず、或る程度ビデオウインドウ５１のレチク
ル中心とはずれた位置への移動となる。

【００４２】オペレータは、この位置のずれをビデオウ
インドウ５２を見ながらアライメントピンＰ２がレチク
ル中心に一致するようにジョイスティック２３を操作す
る（Ｓ３−４）。一致させることができたら、マウス２
４により「測定」アイコンをクリックする（Ｓ３−
５）。「測定」アイコンがクリックされると、その位置
においてＣＣＤカメラ１８のオートフォーカス機能によ
る高さ測定が実行されるとともに、画像の重心位置が検
出され、ＸＹ方向の位置測定がなされる（Ｓ３−６）。

【００４３】同様にして、アライメントピンＰ３，Ｐ４
も測定する。こうして全てのアライメントピンＰ１−４
のＸＹＺ方向のデータが得られると（Ｓ３−７）、この
重心位置と設計座標系に基づく設計値との間の誤差が最
小になるように、ＸＹ原点と座標軸方向を決定する（Ｓ
３−８）。誤差が最小となる位置は、いわゆる最小二乗
法により求めることができる。以上のようにして、座標
系の調整が完了する。以後、公知の画像測定機と同様の
手法により、ワーク１２の測定を実行する。

【００４４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限るものではない。例えば、上記
実施の形態では、移動目標を特に示すためにナビゲート
ウインドウ５２Ａを設けたが、ワーク１２の全体像を示
すナビゲートウインドウ５２Ｂのみを残してナビゲート
ウインドウ５２Ａは省略するとともに、ウインドウ５２
Ｂにおいて、次の測定点を目立つ形（例えば図１０に示
すように矢印で示すなど）で表示するようにしてもよ
い。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ワ
ークのアライメント調整を簡単に行うことができ、測定
の効率を大幅に向上させることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態の画像測定機の外観を示す図で
ある。

【図２】 コンピュータ２の構成を示す図である。

【図３】 ＣＲＴ２５の画面表示の例を示す。

【図４】 被測定対象としての複数のピン６１を説明し
たものである。

【図５】 本実施の形態のアライメント調整の手順を示
すフローチャートである。

【図６】 ＣＲＴの画面表示の例を示す。

【図７】 図５のフローチャートに示す手順を実施した
場合の効果を説明するための概念図である。

【図８】 本実施の形態のアライメント調整の手順を示
すフローチャートである。

【図９】 本実施の形態のアライメント調整の手順を示
すフローチャートである。

【図１０】 本実施の形態の変形例を示す。

【符号の説明】

１・・・画像測定機、２・・・コンピュータシステム、３・・・
プリンタ３、１１・・・架台１２・・・ワーク、１３・・・測定
テーブル、１７・・・撮像ユニット、１８・・・ＣＣＤカメ
ラ、２３・・・ジョイスティックボックス、２４・・・マウ
ス、２５・・・ＣＲＴ、３１、３３、３４、４３・・・インタ
フェース、３２・・・画像メモリ３２、３５・・・ＣＰＵ、３
６・・・表示制御部、３７・・・ＲＡＭ、３８・・・ハードディ
スクドライブ、４０・・・ＲＯＭ、４２・・・エンコーダ、５
１・・・ビデオウインドウ、５２・・・ナビゲートウインド
ウ、５３・・・カウンタウインドウ、５４・・・ファンクショ
ンウインドウ、５５・・・照明・ステージウインドウ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉木 良一 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 (72)発明者 松宮 貞行 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１号 株式会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA06 AA07 AA17 AA20 AA24 AA37 BB05 DD06 DD19 FF04 FF10 FF16 FF21 FF61 FF67 JJ03 JJ26 NN20 PP02 PP12 PP24 QQ18 QQ24 QQ25 QQ28 QQ31 RR05 RR10 SS02 SS13 TT08

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定対象を載置するステージと、 被測定対象を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段で撮像された前記被測定対象を表示する測
   定表示部と、 前記撮像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる
   移動手段と、 前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶す
   る移動目標位置記憶手段と、 前記被測定対象の全体像を表示するとともに前記移動目
   標の位置を特に強調して表示するナビゲート表示部と、 前記ステージに対する前記撮像手段の位置を検出して位
   置情報を出力する位置検出手段と、 前記移動目標記憶手段の記憶内容と前記位置検出手段の
   検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる自動制御
   手段と、 前記移動手段を手動で調整するための手動調整手段とを
   備えたことを特徴とする画像測定装置。
2. 【請求項２】 前記ナビゲート表示部は、前記被測定対
   象の全体像を表示する低倍率表示部と前記移動目標とそ
   の周辺の画像を前記低倍率表示部よりも大なる倍率で表
   示する中倍率表示部とからなる請求項１に記載の画像測
   定装置。
3. 【請求項３】 前記移動目標への移動命令を入力する移
   動命令入力部を備え、前記自動制御手段は、前記移動命
   令の入力を待って前記ナビゲート表示部に表示中の前記
   移動目標への移動の制御を開始するように構成された請
   求項１に記載の画像測定装置。
4. 【請求項４】 前記ナビゲート表示部は、前記移動目標
   を他と区別できる表示形態で表示するようにされた請求
   項１に記載の画像測定装置。
5. 【請求項５】 前記移動目標位置記憶手段はアライメン
   ト基準点を記憶するものである請求項１に記載の画像測
   定装置。
6. 【請求項６】 前記撮像された画像の特定の位置を測定
   する特定位置測定手段と、 前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標記
   憶手段に記憶された位置との差に基づき前記位置検出手
   段からの前記位置情報を表現する座標系を変更する座標
   系変更手段とを備えた請求項１に記載の画像測定装置。
7. 【請求項７】 前記座標系変更手段は、複数の前記アラ
   イメント基準点のうち最初に測定した前記アライメント
   基準点を仮の原点とするように前記変更を行った後、他
   のアライメント基準点を測定し、この結果に基づいて前
   記座標の原点及び座標軸の方向を変更する請求項６に記
   載の画像測定装置。
8. 【請求項８】 前記被測定対象の高さを測定する高さ測
   定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基づき前記被
   測定対象の傾きを演算する傾き演算手段とを備え、前記
   座標系変更手段はこの傾き演算手段の演算結果に基づい
   て前記変更を行う請求項６に記載の画像測定装置。
9. 【請求項９】 被測定対象を載置するステージと、前記
   被測定対象を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像さ
   れた前記被測定対象の画像を表示する表示手段と、前記
   撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶する移
   動目標位置記憶手段と、前記撮像手段を前記ステージに
   対し相対的に移動させる移動手段と、前記ステージに対
   する前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する
   位置検出手段とを備えた画像測定装置に画像測定を実行
   させるための画像測定用プログラムにおいて、 前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置のデータ
   を取得する移動目標位置データ取得ステップと、 前記被測定対象の全体像を表示するとともに、前記移動
   目標の位置を特に強調して表示する表示ステップと、 前記位置検出手段に位置検出を行わせる位置検出ステッ
   プと、 前記前記移動目標の位置データと前記位置検出ステップ
   の検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる制御ス
   テップと、 前記移動手段を手動で調整させる手動調整ステップとを
   実行させるように構成されたことを特徴とする画像測定
   用プログラム。
10. 【請求項１０】 前記表示ステップは、前記移動目標と
    その周辺の画像を別個に拡大表示する請求項９に記載の
    画像測定用プログラム。
11. 【請求項１１】 前記移動目標への移動命令を入力する
    移動命令入力ステップとを実行させるように構成され、
    前記制御ステップは、前記移動命令の入力を待って前記
    表示ステップで表示された前記移動目標への移動の制御
    を開始するようにされた請求項９に記載の画像測定用プ
    ログラム。
12. 【請求項１２】 前記表示ステップは、前記移動目標を
    他と区別できる表示形態で表示するようにされた請求項
    ９に記載の画像測定用プログラム。
13. 【請求項１３】 前記移動目標位置データ取得ステップ
    ではアライメント基準点の位置データを取得するように
    された請求項９に記載の画像測定用プログラム。
14. 【請求項１４】前記撮像された画像の特定の位置を測定
    する特定位置測定手段と、 前記手動調整ステップによる手動調整後に前記特定位置
    測定手段による測定を指示する測定指示ステップと、 前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標位
    置データ取得ステップで取得された位置との差に基づき
    前記位置検出ステップでの位置検出結果を表現する座標
    系を変更する座標系変更ステップとを備えた請求項９に
    記載の画像測定用プログラム。
15. 【請求項１５】 前記座標系変更ステップは、複数の前
    記アライメント基準点のうち最初に測定した前記アライ
    メント基準点を仮の原点として設定した後、他のアライ
    メント基準点を測定し、この結果に基づいて原点及び座
    標軸の方向を変更する請求項１４に記載の画像測定用プ
    ログラム。
16. 【請求項１６】 前記被測定対象の高さを測定する高さ
    測定ステップと、前記高さ測定ステップの測定結果に基
    づき前記被測定対象の傾きを演算する傾き演算ステップ
    とを更に実行させるように構成され、前記座標系変更ス
    テップはこの傾き演算ステップの演算結果に基づいて前
    記座標系を変更する請求項１４に記載の画像測定用プロ
    グラム。