JP2006266748A - 画像測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 載物ガラスの平面度を保ちつつ載物ガラス上の被測定物を鮮明に透過照明できる画像測定装置を提供する。
【解決手段】 載物部220は、開口240する収納空間260を有する基台部230と、上面にワークが載置される載置面281を有し、かつ、基台部230の開口240を覆う位置に配設された載物ガラス280と、収納空間260内において移動自在に配設されているとともに載物ガラス280を通してワークを透過照明する照明手段290と、開口240を横切って架け渡され載物ガラス280を支持する支持板300と、を備える。支持板300は、厚み寸法aに対して高さ寸法bが大きい扁平形状であり、かつ、その高さ方向(b)を載物ガラス280の載置面281に垂直な方向とするとともにその厚み方向(a)を載物ガラス280の載置面281に平行な方向として配設されている。
【選択図】 図1
Description
図6に画像測定装置100の構成を示す。
この画像測定装置100は、画像測定機200と、制御部600と、入力手段700と、出力手段800と、を備える。
画像測定機200は、ベースとなる架台210と、架台210上に配設されワークWが載置される載物部220と、ワークWを撮像する撮像手段としてのCCDカメラ400と、CCDカメラ400とワークWとを三次元的に移動させる移動機構500と、を備える。
載物部220は、上方に向けて開口(240)する収納空間260を有する基台部230と、基台部230の開口端縁250上に載置された載物ガラス280と、基台部230の収納空間260内において二次元的に移動自在に配設されているとともに載物ガラス280を通してワークを透過照明する照明手段290と、を備えている。
載物ガラス280は、4辺が基台部230の開口端縁250に載ることにより全周縁にて支持されている。
なお、照明手段290を二次元的(X方向、Y方向)に移動させる駆動機構は、詳しく図示しないが、基台部230の収納空間260内においてX方向およびY方向にそれぞれ配設されたビームと、両ビームを摺動するスライダと、により構成できる。
Xスライダ530から垂下する状態でCCDカメラ400はXスライダ530の先端に取り付けられている。
しかしながら、単純に載物ガラス280を大きくした場合、載物ガラス280をその4辺で支持するのみでは自重によりたわみが生じる。例えば、厚さ25mmで2500mm×2500mmのガラスでは自重撓みが0.8mm〜1.8mm程度になる。
そして、図8に示されるように、載物ガラス280がたわんでしまうと、載物ガラス280に載置される被測定物Wもたわんでしまうことになる。このとき、被測定物Wを撮像するにあたって、被測定物Wのたわみにより被測定物Wの中央と端部とではCCDカメラ400からの撮像距離が異なってくるので、仮に被測定物Wの端部で焦点が合っていたとしても被測定物Wの中央ではCCDカメラ400の焦点が合わず、測定が正確に行われないという問題が生じる。
そのため、載物ガラス280の平面度を保ちつつ大型化でき、かつ、載物ガラス280上の被測定物Wを鮮明に透過照明できる構成が望まれていた。
そして、支持板は高さ寸法が厚み寸法より大きいので高さ方向からの応力には十分な剛性を有しており、この高さ方向を光透過性板材に垂直な方向としているので、支持板によって光透過性板材の重さが十分に支えられる。
従って、支持板による支持により光透過性板材の載置面はたわむことなくその平面度が保たれる。例えば、非常に大きな光透過性部材であったとしても支持板による支持によってその平面度が保たれる。
さらには、光透過性板材の載置面にワークが載置された際にも、光透過性板材およびワークの重量が支持板にて支えられ、光透過性板材およびワークの平面度が維持される。そして、このようにワークの平面度が保たれることからワークのたわみによる測定誤差が排除され、ワークの各ポイントが正確に測定されて測定精度が向上される。
ここで、光透過性板材を支持するにあたっては、十分な剛性を有する一本の梁によって支持することも考えられるが、一本の梁で大きな光透過性板材を支持するには相当の太さの梁を必要とする。そして、このように太い梁を使用すると、照明手段からの透過照明が梁によって遮蔽されてしまい、ワークを十分に照明できない領域が生じてしまうことになる。
この点、本発明では支持板を複数とするので一枚の支持板にかかる負担は小さくなり、支持板一枚の剛性は多少低くてもよい。その結果、支持板の一枚一枚を非常に薄くすることができる。よって、支持板による透過照明の遮蔽を非常に少なくすることができる。
さらに、一枚一枚を薄くできることに加えて、複数の支持板が所定間隔をあけて配設されるので、照明手段からの透過照明に複数の支持板が同時に被って透過照明が遮られるようなことはなく、透過照明によってワークを良好に照明することができる。
なお、互いに交差する組ができるように複数の支持板を配設するにあたっては、支持板を格子状に配設してもよく、あるいはハニカム状に配設してもよい。
例えば、組み立てにあたって、複数の支持板の高さを正確に揃える手間を省くことができるので、組み立て効率を向上させることができる。
また、支持板と光透過性板材と別々に配置することに比べ、支持板が光透過性板材に埋設されている分だけ支持板を別個に設けるスペースが必要なくなるので、全体に小型化を図ることができる。
(第1実施形態)
本発明の画像測定装置に係る第1実施形態について説明する。なお、第1実施形態における画像測定装置100の基本的構成としては、背景技術(図6)で説明した構成に同様であるが、載物部220の構成に特徴を有する。
図1は、第1実施形態において画像測定機200の構成を示す図である。図2は、図1中のY方向に平行なII-II線による断面図である。図3は、図1中のX方向に平行なIII-III線による断面図である。
図2および図3に示されるように、基台部230の開口端縁250は断面L字状に形成され、内側が一段低くなった段差部251が形成されている。そして、この段差部251に載物ガラス280の縁が載置されており、四角枠状の段差部251により載物ガラス280の全周縁が支持されている。
このように載物ガラス280が基台部230の開口端縁250に支持されるように配設されることにより、基台部230の開口240が覆われて収納空間260が閉塞される。
支持板300は、Y方向において対向する長辺272同士を架橋するように架け渡されており、三枚の支持板300はY方向において互いに平行であるとともにX方向を等間隔のピッチで刻んで設けられている。
そして、支持板300の高さ方向(b)は載物ガラス280に垂直な方向である。また、支持板300の厚み方向(a)は、水平方向であり、すなわち、載物ガラス280に平行な方向である。
支持板300は、基台部230の開口端縁250を段差部251からさらに切り込んだ細溝252に嵌設されている。
このように基台部230の開口240を横切って配設された3枚の支持板300の上に載物ガラス280が載置され、支持板300により載物ガラス280が支持されている。
また、支持板300を設けるにあたっては、支持板300自体がたわまないようにその長さは短い方が好ましく、本実施形態であれば、短辺271であるY方向に架橋することが好ましい。
このとき、載物ガラス280の下面には支持板300が設けられてはいるが、水平方向において支持板300は扁平であって薄いので、ワークWを真下から照明する照明手段290の光が支持板300で遮られることはほとんどない。
この状態で、CCDカメラ400の焦点をワークWの表面に合わせる。CCDカメラ400の焦点がワーク表面に合ったところで、移動機構500によってCCDカメラ400をX方向およびY方向に移動させながらCCDカメラ400でワーク表面を撮像する。撮像された撮像データは解析部によって画像処理され、ワークWの形状および寸法が測定される。なお、CCDカメラ400を移動させるにあたって、CCDカメラ400と照明手段290とが常に対向状態となるように照明手段290をCCDカメラ400の移動に応じた位置に移動させることが好ましい。
(1)基台部230の開口240を横切って架け渡された支持板300によって載物ガラス280が支持されるので、載物ガラス280が自重でたわむことはなく載置面281の平面度を保つことができる。このとき、支持板300の高さ寸法bを大きくしているので支持板300は高さ方向(b)から掛かる載物ガラス280の重みを十分に支えることができる。
さらには、載物ガラス280にワークWが載置されたときでも、載物ガラス280の重さに加えてワークWの重さも支持板300によって支持することができる。その結果、載置面281に載置されるワークWの平面度を維持することができる。このようにワークWの平面度を維持できるのでワークWのたわみによる測定誤差を排除してワークWの各ポイントを正確に測定でき、測定精度を向上させることができる。
次の、本発明の変形例1について図4を参照して説明する。
変形例1の基本的構成は、第1実施形態に同様であるが、支持板300の配設位置が異なっている。すなわち、変形例1においては、図4に示されるように、二枚の支持板300が互いに直交するように配設されている。
次に本発明の第2実施形態について図5を参照して説明する。
第2実施形態の基本的構成は、第1実施形態に同様であるが、第2実施形態は、支持板300が載物ガラス280に埋設されている点に特徴を有する。
図4において、4枚の支持板300が設けられているところ、3枚がY方向に沿って互いに平行に配設されており、1枚がX方向に沿って配設され前記3枚の支持板300に直交している。なお、支持板300の端部310は載物ガラス280から突出している。
(7)載物ガラス280に支持板300が埋設されているので、組立てにあたって部品点数を少なくできる。例えば、組み立てにあたって、複数の支持板300の高さを正確に揃える手間を省くことができるので、組み立て効率を向上させることができる。
例えば、ワークWをCCDカメラ400で撮像するにあたって、載物ガラス280に載置されたワークWの位置を固定した状態でCCDカメラ400を移動させる例を示したが、ワークWとCCDカメラ400を相対移動させる構成であればよく、例えば、載物ガラス280あるいは載物ガラス280を含む載物部220が二次元的に移動自在に設けられていてもよい。
そして、このように支持板300の端部310が載物ガラス280から突出していない場合、基台部230の開口端縁250に設けられた段差部251に載物ガラス280の縁を載置すれば、基台部230の開口部分に載物ガラス280を配設することができるところ、支持板300は、少なくとも載物ガラス280の縁部では載物ガラス280の下面と面一であって、載物ガラス280の縁を基台部230の開口端縁250の段差部251に載置した際に、支持板300が前記段差部251に当接するようにしてもよい。
Claims (5)
- ワークが載置される載物部と、前記載物部に載置されたワークを撮像する撮像手段と、前記ワークと前記撮像手段とを三次元的に相対移動させる移動機構と、前記撮像手段にて撮像された画像データに基づいて前記ワークの形状あるいは寸法を解析する解析部と、を備える画像測定装置において、
前記載物部は、
少なくとも上方に向けて開口する収納空間を有する基台部と、
上面に前記ワークが載置される載置面を有し、かつ、前記載置面を略水平にして前記基台部の前記開口を覆う位置に配設された光透過性板材と、
前記収納空間内において二次元的に移動自在に配設されているとともに前記光透過性板材を通して前記載置面に載置されたワークを透過照明する照明手段と、
前記開口を横切って架け渡され前記光透過性板材を支持する支持板と、
を備え、
前記支持板は、厚み寸法に対して高さ寸法が大きい扁平形状であり、かつ、その高さ方向を前記光透過性板材の前記載置面に垂直な方向とするとともにその厚み方向を前記光透過性板材の載置面に平行な方向として配設されている
ことを特徴とする画像測定装置。 - 請求項1に記載の画像測定装置において、
前記支持板は、所定間隔をあけて複数枚設けられている
ことを特徴とする画像測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像測定装置において、
前記支持板は、複数枚設けられ、かつ、互いに交差する組が少なくとも一つ存在する
ことを特徴とする画像測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像測定装置において、
前記支持板は、前記光透過性板材の下面側において前記基台部の開口端縁に前記開口を横切る状態で架け渡され、
前記光透過性板材は、前記支持板上に載置されて支持されている
ことを特徴とする画像測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像測定装置において、
前記支持板は、前記光透過性板材に埋設されている
ことを特徴とする画像測定装置。
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