JPH1082630A - 測長装置および測長装置の精度確認方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測長誤差の発生を防止することのできる測長
装置および測長装置の精度確認方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 測長装置における校正作業の終了後、測
定テーブル１４に設けられた測定ターゲット２２におけ
る測定ポイントＰ１〜Ｐ９の座標がＣＣＤカメラ１７に
より測定され、ＲＡＭ３３に記憶される。また、被測定
物１２の長さを測定するに先立ち、測定ポイントＰ１〜
Ｐ９の座標がＣＣＤカメラ１７により測定され、先に記
憶した測定値と比較される。この比較結果が予め設定し
た許容範囲を超える場合には、ＣＲＴ１９にエラー表示
がなされる。

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、プリント配線基
盤や液晶用ガラス基板、またはそれらを作成するための
原版、あるいは高精度印刷物等の図形の寸法や座標値を
測定するための測長装置およびこの測長装置の精度確認
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような測長装置としては、被測定物
を載置する測定テーブルと、測定テーブルの上方に配設
され被測定物を上方より観察する観察手段と、測定テー
ブルと平行な平面内で観察手段と測定テーブルとを相対
的に移動させる移動手段とを備え、観察手段により被測
定物の測定対象となる２点の座標値を測定し、その時の
相対移動量により被測定物の長さを求めるものが知られ
ている（例えば、特開平５−１０７２２号公報）。

【０００３】このような測長装置においては、経時変化
等により測定精度が劣化する場合がある。このため、測
長装置の精度を校正する校正作業が定期的に行われる。
この校正作業は、国家標準に対してトレーサビリティが
とれている標準器を使用して測長機における測定精度が
一定の範囲に維持されているか否かを確認する作業であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような校正作業を
行うためには、国家標準に対してトレーサビリティがと
れている標準器を準備した上で、それを測定テーブル上
に載置し、測長装置によりこの標準器を実際に測長した
後、測定精度を確認するという煩雑な操作を繰り返す必
要がある。このため、このような校正作業が省略され、
あるいは、校正作業を行う頻度が減少し、測長装置の測
定精度が劣化したままで日常の測長作業が行われる場合
がある。

【０００５】また、校正作業は一定期間毎に行われるこ
とから、その間の時期において何らかの原因により精度
が急激に劣化した場合であっても、オペレータがその精
度の劣化を認識することはできない。

【０００６】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、測長装置の精度を確認することによ
り、測長誤差の発生を防止することのできる測長装置お
よび測長装置の精度確認方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被測定物を載置する測定テーブルと、前記測定テー
ブルの上方に配設され前記被測定物を上方より観察する
観察手段と、前記測定テーブルと平行な平面内で前記観
察手段と前記測定テーブルとを相対的に移動させる移動
手段とを備え、前記観察手段の相対移動量により被測定
物の長さを求める測長装置において、前記観察手段の相
対移動領域内において複数の座標を表示するための測定
ターゲットと、測長装置の精度の校正後に、前記観察手
段により前記測定ターゲットを観察して測定した前記複
数の座標の測定値を記憶する記憶手段と、被測定物の長
さを測定する前に、前記観察手段により前記測定ターゲ
ットを観察して測定した前記複数の座標の測定値を前記
記憶手段に記憶された測定値と比較すると共に、これら
の測定値の差異が許容範囲内にあるか否かを判定する判
定手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記測定ターゲットは、少なくとも、
前記測定テーブルにおけるＸ方向の略両端付近の座標を
表示する表示部と、前記測定テーブルにおけるＹ方向の
略両端付近の座標を表示する表示部とを備えている。

【０００９】請求項３に記載の発明は、被測定物を載置
する測定テーブルと、前記測定テーブルの上方に配設さ
れ前記被測定物を上方より観察する観察手段と、前記測
定テーブルと平行な平面内で前記観察手段と前記測定テ
ーブルとを相対的に移動させる移動手段とを備え、前記
観察手段の相対移動量により被測定物の長さを求める測
長装置の精度確認方法であって、標準器を用いて測長装
置の精度を校正する校正工程と、前記校正工程の後に、
前記観察手段の相対移動領域内において複数の座標を表
示する測定ターゲットを前記観察手段により観察して前
記複数の座標を測定する第１の測定工程と、被測定物の
長さを測定するに先立ち、前記測定ターゲットを前記観
察手段により観察して前記複数の座標を測定する第２の
測定工程と、前記第１の測定工程において測定された複
数の座標の測定値と前記第２の測定工程において測定さ
れた複数の座標の測定値とを比較し、これらの測定値の
差異が許容範囲内にあるか否かを判定する判定工程とを
備えたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る測長装置の
実施形態を図面に基づいて説明する。図１は測長装置の
斜視図であり、図２は測長装置のブロック図である。

【００１１】この測長装置は、本体１３上に配設された
測定テーブル１４と、測定テーブル１４の左右に配設さ
れた一対のレール１５上をＹ方向に摺動可能な架台１６
と、ＣＣＤカメラ１７を搭載して架台１６上をＸ方向に
移動可能な観察ヘッド１８と、ＣＣＤカメラ１７により
撮影された画像を表示するモニターテレビ１９と、操作
パネル２０と、制御部２１とを備える。

【００１２】測定テーブル１４は、被測定物１２を載置
するためのものであり、その下方には図示しない複数の
蛍光灯が配設されている。

【００１３】図３はこの測定テーブル１４の平面図であ
り、図４はその断面図である。この測定テーブル１４は
透光性のガラス板からなり、その厚みｔは例えば１５ｍ
ｍに設定されている。そして、測定テーブル１４の下面
には、格子状の測定ターゲット２２が設けられている。
この測定ターゲット２２は、ガラス板よりなる測定テー
ブル１４の下面をエッチングし、そのエッチング部分に
黒色の塗料を埋め込むことにより形成された３０〜５０
ミクロンの線より構成される。

【００１４】この測定ターゲット２２の端部は、測定テ
ーブル１４のＸ方向およびＹ方向の略両端部付近に至る
位置に配置されており、この測定ターゲット２２は、測
定テーブル１４のほぼ全域をカバーする格子状の形状を
有する。

【００１５】なお、上述したように、測定ターゲット２
２を測定テーブル１４の下面に設けているのは次のよう
な理由による。すなわち、測長作業を行う際には、測定
テーブル１４上に被測定物１２を載置し、その画像をＣ
ＣＤカメラ１７で撮影する必要があるが、このとき被測
定物１２の画像と測定ターゲット２２との両者がＣＣＤ
カメラ１７により撮影されれば、それらの画像の識別が
困難となる。特に、撮影した画像を画像処理することに
より、自動的に測長作業を行う場合には、測定誤差が生
じやすい。このため、測定テーブル１４の厚みｔをＣＣ
Ｄカメラ１７に使用される光学系の焦点深度以上の値と
すると共に、後述するようにＣＣＤカメラ１７を上下移
動可能に構成し、測定ターゲット２２を撮影する場合と
被測定物１２の画像を測定する場合とでＣＣＤカメラ１
７の高さ位置を変化させることにより、測定ターゲット
２２と被測定物１２の画像とのいずれか一方のみに光学
系の焦点を一致させて、これらの像を選択的に撮影する
ようにしているのである。

【００１６】なお、このように測定ターゲット２２を撮
影する場合と被測定物１２の画像を測定する場合とでＣ
ＣＤカメラ１７の高さ位置を変化させるかわりに、ある
照明系でのみ観察可能な測定ターゲットを使用し、測定
ターゲットの測定時にのみその照明系を使用するように
してもよい。

【００１７】架台１６は、図２に示すＹ軸モータ２５の
駆動により、一対のレール１５に沿ってＹ方向に往復移
動する。そして、架台１６の原点からのＹ軸方向の移動
量、すなわちＹ座標位置は、図２に示すＹ軸リニアスケ
ール２７により測定されている。また、観察ヘッド１８
は、図２に示すＸ軸モータ２６の駆動により、架台１６
に沿ってＸ方向に往復移動する。そして、観察ヘッド１
８の原点からのＸ軸方向の移動量、すなわちＸ座標位置
は、図２に示すＸ軸リニアスケール２８により測定され
ている。

【００１８】このため、観察ヘッド１８に搭載されたＣ
ＣＤカメラ１７は、Ｘ軸モータ２６およびＹ軸モータ２
５の駆動により、測定テーブル１４と平行な平面内で
Ｘ、Ｙ方向に平行移動する。そして、そのときのＸ、Ｙ
座標位置は、Ｘ軸リニアスケール２８およびＹ軸リニア
スケール２７により常に測定されていることとなる。

【００１９】ＣＣＤカメラ１７は、観察ヘッド１８とリ
ニアガイド３０を介して接続されており、図２に示すＣ
ＣＤモータ２９の駆動により、鉛直方向に上下移動可能
に構成されている。ＣＣＤカメラ１７により撮像された
被測定物１２の画像は、図示しない画像処理機構によ
り、標線等と共に、ＣＲＴ１９上に表示される。

【００２０】制御部２１は、記憶手段として機能するＲ
ＯＭ３２およびＲＡＭ３３と、後述する比較および判定
手段として機能するＣＰＵ３４とを備える。この制御部
２１は、インタフェース３５を介して、上記ＣＣＤカメ
ラ１７、ＣＲＴ１９、操作パネル２０、Ｘ軸モータ２
６、Ｙ軸モータ２５、ＣＣＤモータ２９、Ｘ軸リニアス
ケール２８およびＹ軸リニアスケール２７と接続されて
いる。

【００２１】この測長機において被測定物１２の長さを
測定する際には、オペレータが操作パネル２０における
ジョイスティック等を操作し、Ｘ軸モータ２６およびＹ
軸モータ２５の駆動によりＣＣＤカメラ１７をＸ、Ｙ方
向に移動させて、ＣＲＴ１９に表示された標線を被測定
物１２における測定箇所の始点および終点に一致させ
る。このときのＣＣＤカメラ１７のＸ、Ｙ方向の移動量
は、Ｘ軸リニアスケール２８およびＹ軸リニアスケール
２７により測定される。そして、制御部２１は、この測
定値に基づいて始点と終点間の距離を算出し、その結果
をＣＲＴ１９上に表示する。

【００２２】このような測長装置においては、装置の搬
入時およびその後の一定の期間経過毎に校正作業が行わ
れる。この校正作業は、国家標準に対してトレーサビリ
ティがとれている標準器を被測定物１２のかわりに測定
テーブル１４上に載置し、この標準器の長さ等を測定す
ることにより、測長装置の測定精度が許容誤差内に入っ
ているか否かを確認する作業である。なお、測長装置の
測定誤差が許容誤差を超えている場合には、この誤差が
許容誤差内となるまで調整および校正作業が繰り返され
る。

【００２３】次に、測長装置における精度確認作業につ
いて説明する。

【００２４】精度確認作業を行う前提として、上述した
校正作業の終了後の測長装置の測定精度が保証された状
態で、測定テーブル１４に設けられた測定ターゲット２
２における複数の座標を測定し、その測定値を記憶して
おく。

【００２５】より具体的には、Ｘ軸モータ２６およびＹ
軸モータ２５の駆動により観察ヘッド１８を移動させ、
ＣＣＤカメラ１７を格子状の測定ターゲット２２におけ
る９点の測定ポイントＰ１〜Ｐ９（図３参照）のいずれ
かに対向する位置まで移動させる。この測定ポイントＰ
１〜Ｐ９の位置は、予め制御部２１のＲＯＭ３２に記憶
されている。また、ＣＣＤモータ２９の駆動によりＣＣ
Ｄカメラ１７を下降させＣＣＤカメラ１７における光学
系の焦点を測定テーブル１４の裏面に設けられた測定タ
ーゲット２２と一致させる。そして、測定ポイントＰ１
〜Ｐ９の９点の座標を順次測定するとともに、各測定ポ
イントＰ１〜Ｐ９の座標の測定値を制御部２１のＲＡＭ
３３に記憶する。ここで測定した各測定ポイントＰ１〜
Ｐ９の座標の測定結果は、後述する確認作業時における
各測定ポイントＰ１〜Ｐ９の座標の測定結果と比較する
ための基礎データとして使用される。

【００２６】次に、精度確認動作について説明する。図
５は測長装置における精度確認動作を示すフローチャー
トである。なお、この精度確認動作は、測長装置の起動
時に自動的に実行される。

【００２７】先ず、装置の電願が投入されると、各測定
ポイントＰ１〜Ｐ９のうち最初の測定ポイントＰ１の座
標位置がＲＯＭ３２より読み出される（ステップＳ
１）。

【００２８】続いて、Ｘ軸モータ２６およびＹ軸モータ
２５の駆動により観察ヘッド１８を最初の測定ポイント
Ｐ１と対向する位置に移動させるとともに、ＣＣＤモー
タ２９の駆動によりＣＣＤカメラ１７を下降させ、ＣＣ
Ｄカメラ１７における光学系の焦点を測定テーブル１４
の裏面に設けられた測定ターゲット２２と一致させる
（ステップＳ２）。そして、最初の測定ポイントＰ１の
座標を測定し、その測定値をＲＡＭ２３に記憶する（ス
テップＳ３）。

【００２９】この測定、記憶動作は、全ての測定ポイン
トＰ１〜Ｐ９について繰り返し行われる（ステップＳ
４）。

【００３０】全ての測定ポイントＰ１〜Ｐ９の測定が完
了すれば、制御部２１において、各測定ポイントＰ１〜
Ｐ９の座標の測定値を、先に記憶した精度が保証された
状態での各測定ポイントＰ１〜Ｐ９の座標の測定値と各
々比較する（ステップＳ５）。そして、各々の測定値を
比較した結果、その差異が予め設定した許容範囲内にあ
るか否かを制御部２１において判断する（ステップＳ
６）。

【００３１】上述した差異が許容範囲内にあった場合に
は、校正作業の終了後の測長装置の測定精度が保証され
た状態と同程度の精度が得られていると判断できる。こ
のため、ＣＲＴ１９に精度確認終了表示を行い（ステッ
プＳ７）、精度確認動作を終了する。オペレータは、こ
れに引き続き被測定物１２の測長作業を開始する。

【００３２】一方、差異が許容範囲を超えた場合には、
測長装置の精度が劣化していると判断できる。このた
め、ＣＲＴ１９にエラー表示を行うとともに（ステップ
Ｓ８）、以後の測長動作を禁止し、精度確認動作を終了
する。

【００３３】なお、測定テーブル１４に設けられた測定
ターゲット２２として、国家標準にトレーサビリティが
とれているものを使用した場合においては、上述した差
異が許容範囲を超えた場合に、その誤差を補正すること
により測長動作を継続して実行し得るようにしてもよ
い。

【００３４】例えば、測長装置における原点を測定ター
ゲット２２の測定ポイントＰ１とした場合において、測
定ポイントＰ２のＸ座標が３００ｍｍであるにもかかわ
らず、この測定値が３００．００３ｍｍと測定された場
合には、測定ポイントＰ２におけるＸ座標の実際の測定
値から０．００３ｍｍを減算したものを補正後の測定値
として使用する。他の測定ポイントＰ３〜Ｐ９において
も同様の補正を行うとともに、各測定ポイントＰ１〜Ｐ
９間の位置においてはそれぞれ補間計算を行う。これに
より、測定領域全体において測定値の補正を行うことが
でき、測定誤差が発生した場合においてもその誤差を補
正して測長動作を継続することが可能となる。

【００３５】なお、上述した実施の形態においては、測
定ターゲット２２のうち、田の字状に配置された９点の
測定ポイントＰ１〜Ｐ９の座標を測定する場合について
述べたが、これらの測定ポイントＰ１〜Ｐ９のうちの一
部の測定ポイントのみの座標を測定してもよく、また、
格子状の測定ターゲット２２における全ての格子点の座
標を測定するようにしてもよい。但し、Ｘ軸方向の誤差
とＹ軸方向の誤差とを正確に確認するため、Ｘ方向に離
隔した２点の座標値とＹ方向に離隔した２点の座標値と
を測定することが好ましい。このため、測定ターゲット
２２における測定ポイントとしては、測定テーブル１４
におけるＸ方向の略両端付近の座標を表示する部分と、
測定テーブル１４におけるＹ方向の略両端付近の座標を
表示する部分とを含むようにすることが好ましい。

【００３６】また、上述した実施の形態においては、９
点の測定ポイントＰ１〜Ｐ９の座標そのものを測定し記
憶しているが、これをある点（例えば測定ポイントＰ
１）からの距離として測定し記憶してもよい。

【００３７】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。図６は測定テーブル１４の他の実施形態を示す
平面図である。この測定テーブル１４においては、その
表面に略Ｌ字状の測定ターゲット１２２が設けられてい
る。

【００３８】図３および図４に示す測定テーブル１４に
おいては格子状の測定ターゲット２２を使用しているの
に対し、この実施形態に係る測定テーブル１４において
は略Ｌ字状の測定ターゲット１２２を使用していること
から、被測定物１２の設置領域は測定ターゲット１２２
と重複しない。このため、測定ターゲット１２２を測定
テーブル１４の表面に設けた場合においても、被測定物
１２の画像と測定ターゲット２２との両者がＣＣＤカメ
ラ１７により撮影されてそれらの画像の識別が困難とな
ることはない。

【００３９】このため、測定ターゲット１２２を撮影す
る場合と被測定物１２の画像を測定する場合とでＣＣＤ
カメラ１７の高さ位置を変化させる必要はなくなり、装
置を簡易なものとすることができる。また、測定ターゲ
ット１２２が測定テーブル１４の表面に配設されている
ことから、測定テーブル１４の厚みやその表面のうね
り、あるいはその表面と裏面との平行度の誤差等による
測定ターゲット１２２の測定誤差の発生を防止すること
ができる。

【００４０】なお、図６に示す実施の形態においても、
図３および図４に示す測定テーブル１４と同様、測定タ
ーゲット１２２は、測定テーブル１４におけるＸ方向の
略両端付近の座標を表示する表示部たる測定ポイントＰ
１１およびＰ１２と、測定テーブル１４におけるＹ方向
の略両端付近の座標を表示する表示部たる測定ポイント
Ｐ１１およびＰ１３とを備えることから、Ｘ軸方向の誤
差とＹ軸方向の誤差とを正確に確認することが可能とな
る。

【００４１】上述した実施の形態においては、測定ター
ゲット２２、１２２として線状の形態を有するものを使
用したが、少なくとも２点の座標を表示しうるものであ
れば、任意の形状のものを使用することができる。

【００４２】また、上述した実施の形態においては、測
定ターゲット２２、１２２を測定テーブル１４に付設し
たものについて説明したが、測定ターゲット２２、１２
２はＣＣＤカメラ１７の移動領域内の任意の位置に配設
することができる。

【００４３】さらに、上述した実施の形態においては、
測定ターゲット２２、１２２を測定テーブル１４に固定
した場合について説明したが、例えば測定テーブル１４
におけるＹ方向の略両端付近の座標を表示する測定ター
ゲットをＸ方向に平行移動可能に構成することにより、
測定テーブル１４の全域において、単一の測定ターゲッ
トによりＹ方向の座標位置を測定するようにしてもよ
い。

【００４４】また、上述した実施の形態においては、被
測定物１２を観察する観察手段としてＣＣＤカメラ１７
を使用した場合について説明したが、観察手段として被
測定物１２の画像を拡大投影する投影器や画像のエッジ
部分を検出することのできるセンサ、あるいは、タッチ
プローブ等を使用することもできる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、被測定
物の長さを測定する前に、観察手段により測定ターゲッ
トを観察して測定した複数の座標の測定値を記憶手段に
記憶された精度校正後の測定値と比較すると共に、これ
らの測定値の差異が許容範囲内にあるか否かを判定する
判定手段を備えることから、被測定物の測定時における
測長装置の精度を確認することが可能となる。このた
め、測長装置の精度が劣化した状態のままで測長作業を
行ってしまうということを防止することができる。

【００４６】請求項２に記載の発明によれば、測定ター
ゲットが、測定テーブルにおけるＸ方向の略両端付近の
座標を表示する表示部とＹ方向の略両端付近の座標を表
示する表示部とを備えることから、Ｘ軸方向の誤差とＹ
軸方向の誤差とを正確に確認することが可能となる。

【００４７】請求項３に記載の発明によれば、標準器を
用いて測長装置の精度を校正する校正工程と、校正工程
の後に観察手段の相対移動領域内において複数の座標を
表示する測定ターゲットを観察手段により観察して複数
の座標を測定する第１の測定工程と、被測定物の長さを
測定するに先立ち測定ターゲットを観察手段により観察
して複数の座標を測定する第２の測定工程と、第１の測
定工程において測定された複数の座標の測定値と第２の
測定工程において測定された複数の座標の測定値とを比
較し、これらの測定値の差異が許容範囲内にあるか否か
を判定する判定工程とを備えることから、被測定物の長
さを測定するに先立ち、測長装置の精度を確認すること
が可能となる。このため、測長装置の精度が劣化した状
態のままで測長作業を行ってしまうということを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る測長装置の斜視図である。

【図２】この発明に係る測長装置のブロック図である。

【図３】測定テーブル１４の平面図である。

【図４】測定テーブル１４の断面図である。

【図５】測長装置における精度確認動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】測定テーブル１４の他の実施形態を示す平面図
である。

【符号の説明】

１２ 被測定物 １４ 測定テーブル １５ レール １６ 架台 １７ ＣＣＤカメラ １８ 観察ヘッド ２１ 制御部 ２２ 測定ターゲット １２２ 測定ターゲット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物を載置する測定テーブルと、前
   記測定テーブルの上方に配設され前記被測定物を上方よ
   り観察する観察手段と、前記測定テーブルと平行な平面
   内で前記観察手段と前記測定テーブルとを相対的に移動
   させる移動手段とを備え、前記観察手段の相対移動量に
   より被測定物の長さを求める測長装置において、 前記観察手段の相対移動領域内において複数の座標を表
   示するための測定ターゲットと、 測長装置の精度の校正後に、前記観察手段により前記測
   定ターゲットを観察して測定した前記複数の座標の測定
   値を記憶する記憶手段と、 被測定物の長さを測定する前に、前記観察手段により前
   記測定ターゲットを観察して測定した前記複数の座標の
   測定値を前記記憶手段に記憶された測定値と比較すると
   共に、これらの測定値の差異が許容範囲内にあるか否か
   を判定する判定手段と、 を備えたことを特徴とする測長装置。
2. 【請求項２】 前記測定ターゲットは、少なくとも、前
   記測定テーブルにおけるＸ方向の略両端付近の座標を表
   示する表示部と、前記測定テーブルにおけるＹ方向の略
   両端付近の座標を表示する表示部とを備える請求項１に
   記載の測長装置。
3. 【請求項３】 被測定物を載置する測定テーブルと、前
   記測定テーブルの上方に配設され前記被測定物を上方よ
   り観察する観察手段と、前記測定テーブルと平行な平面
   内で前記観察手段と前記測定テーブルとを相対的に移動
   させる移動手段とを備え、前記観察手段の相対移動量に
   より被測定物の長さを求める測長装置の精度確認方法で
   あって、 標準器を用いて測長装置の精度を校正する校正工程と、 前記校正工程の後に、前記観察手段の相対移動領域内に
   おいて複数の座標を表示する測定ターゲットを前記観察
   手段により観察して前記複数の座標を測定する第１の測
   定工程と、 被測定物の長さを測定するに先立ち、前記測定ターゲッ
   トを前記観察手段により観察して前記複数の座標を測定
   する第２の測定工程と、 前記第１の測定工程において測定された複数の座標の測
   定値と前記第２の測定工程において測定された複数の座
   標の測定値とを比較し、これらの測定値の差異が許容範
   囲内にあるか否かを判定する判定工程と、 を備えたことを特徴とする測長装置の精度確認方法。