JPS62130305A - 画像処理式測定装置 - Google Patents
画像処理式測定装置Info
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- JPS62130305A JPS62130305A JP27196685A JP27196685A JPS62130305A JP S62130305 A JPS62130305 A JP S62130305A JP 27196685 A JP27196685 A JP 27196685A JP 27196685 A JP27196685 A JP 27196685A JP S62130305 A JPS62130305 A JP S62130305A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野１
本発明は、画像処理式ｉｎ！Ｉｔ装慨に係り、特に、テ
レビカメラを使用した画像処理型測定Ｕ（に用いるのに
好適な、載物台上に配置した測定対τと物と関与した光
を受けて、前記載物台と相対ｇ動される拡大光学系によ
り所定の測定対象部分の像を拡大し、該測定対象部分の
拡大像を評価して、測’ｒ５対牟物の寸法や形状等を測
定するようにした画像処理式測定装置に関する。 【従来の技術］ 近年、テレビカメラを使用した両ａＩ５１！ｌ埋型の測
定機が研究されている。この画像処理型の測定機におい
て、テレビカメラ撥像面の大きさ、分割数は限られてい
るため、測定機として使用するには、測定対象物乃至そ
の部分を対物レンズ等の拡大光学系により拡大し、拡大
像を画像処理して、測定対条物の寸法や形状等を測定す
る必要がある。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしがら、拡大すると視野範囲が狭くなるため、例え
ば測定対象物の汀１隔する２点間の寸法等を測定するＩ
Ｃ合に、同一両面上に前記２点を同ｎ￥に表示すること
ができなくなり、操作性が悪くなると同時に、光学測定
１幾の最大長所である目で観察できるという利点が制限
されるという問題点を有していた。 即ち、出頼人が、載物台上に配置された測定対象物に光
照射する照明光学系と、前記測定対τ！物と関与した光
（反射光、通過光あるいｉ：Ｌ透過光）を受けて、測定
対象部分の像を拡大する拡大光学系と、所定の測定対象
部分を拡大すべく、前記載物台と拡大光学系とを相対８
′＃Ｊさせる移動機構と、前記拡大光学系に光電結合さ
れ、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置と、該拡大
像を処理して、測定対象物のゴ法や形状等を求める計測
手段とを備えた画像処１！Ｊ型測定磯を試作研究１ノだ
ところ、迅速な測定を可能として実効を１町するために
は、重大な問題が内在していることを認識できた。 即ち、拡大光学系において測定対象物の測定対イミ部分
がモニタ装置に映された後は、測定対象部分のエツジ検
出等を行って、所定の画像処理を行うことは、電子技術
の発３ヱから明らかな通り容易であり、迅速且つ正確な
測定を行うことができるが、その前に、所定の測定対象
部分を選択して、これをモニタ８ｉ′胃に拡大表示する
までの、いわ小る準備工程に多大な時間や労力を有し、
又拡大像の選択を誤る場合も多かった。 これは、通常、数十イ８の拡大率をもってモニタ装置に
表示される拡大像が、測定対条物のいずれの個所に該当
するのか見極めるのが困辻であるため、操作者が、測定
対条物とモニタ装置とを比較確認しつつ、載物台と拡大
光学系との相対移動（′［葉を行わなければならむいか
らである。しかも、拡大像と測定対象物との対応させた
形状や模様、更には測定点の順序等を確実に記憶してお
かなければ、比較確認すら行い勤いので、熟練省しか操
作できないという開閉もある。従って、特にＩＣパター
ンのように繰返し形状のある測定対τ！物の＋９合や、
載物台上に測定対条物を傾斜して取付けた場合には更に
ｆヤ業困難となり、又、光透過あるいは通過型の照明光
学系を選択したときには、目視確認が困難となるという
事態も招く。更に又、確認困ツπのため、操作者が蛎器
本体に近付き過ぎる危険性もあった。 このような問題点は、測定手順の各ステップ毎に操作者
が操１ｖ、する手動型だけでなく、測定子、叩プログラ
ムに星づいて前期相対移動を自動的に行う自動型にあっ
ても、測定手順プログラム作成上のデーチング作業中に
手動型のそれと全く同様の手順を踏まなければならない
ので、問題は同じである。
レビカメラを使用した画像処理型測定Ｕ（に用いるのに
好適な、載物台上に配置した測定対τと物と関与した光
を受けて、前記載物台と相対ｇ動される拡大光学系によ
り所定の測定対象部分の像を拡大し、該測定対象部分の
拡大像を評価して、測’ｒ５対牟物の寸法や形状等を測
定するようにした画像処理式測定装置に関する。 【従来の技術］ 近年、テレビカメラを使用した両ａＩ５１！ｌ埋型の測
定機が研究されている。この画像処理型の測定機におい
て、テレビカメラ撥像面の大きさ、分割数は限られてい
るため、測定機として使用するには、測定対象物乃至そ
の部分を対物レンズ等の拡大光学系により拡大し、拡大
像を画像処理して、測定対条物の寸法や形状等を測定す
る必要がある。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしがら、拡大すると視野範囲が狭くなるため、例え
ば測定対象物の汀１隔する２点間の寸法等を測定するＩ
Ｃ合に、同一両面上に前記２点を同ｎ￥に表示すること
ができなくなり、操作性が悪くなると同時に、光学測定
１幾の最大長所である目で観察できるという利点が制限
されるという問題点を有していた。 即ち、出頼人が、載物台上に配置された測定対象物に光
照射する照明光学系と、前記測定対τ！物と関与した光
（反射光、通過光あるいｉ：Ｌ透過光）を受けて、測定
対象部分の像を拡大する拡大光学系と、所定の測定対象
部分を拡大すべく、前記載物台と拡大光学系とを相対８
′＃Ｊさせる移動機構と、前記拡大光学系に光電結合さ
れ、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置と、該拡大
像を処理して、測定対象物のゴ法や形状等を求める計測
手段とを備えた画像処１！Ｊ型測定磯を試作研究１ノだ
ところ、迅速な測定を可能として実効を１町するために
は、重大な問題が内在していることを認識できた。 即ち、拡大光学系において測定対象物の測定対イミ部分
がモニタ装置に映された後は、測定対象部分のエツジ検
出等を行って、所定の画像処理を行うことは、電子技術
の発３ヱから明らかな通り容易であり、迅速且つ正確な
測定を行うことができるが、その前に、所定の測定対象
部分を選択して、これをモニタ８ｉ′胃に拡大表示する
までの、いわ小る準備工程に多大な時間や労力を有し、
又拡大像の選択を誤る場合も多かった。 これは、通常、数十イ８の拡大率をもってモニタ装置に
表示される拡大像が、測定対条物のいずれの個所に該当
するのか見極めるのが困辻であるため、操作者が、測定
対条物とモニタ装置とを比較確認しつつ、載物台と拡大
光学系との相対移動（′［葉を行わなければならむいか
らである。しかも、拡大像と測定対象物との対応させた
形状や模様、更には測定点の順序等を確実に記憶してお
かなければ、比較確認すら行い勤いので、熟練省しか操
作できないという開閉もある。従って、特にＩＣパター
ンのように繰返し形状のある測定対τ！物の＋９合や、
載物台上に測定対条物を傾斜して取付けた場合には更に
ｆヤ業困難となり、又、光透過あるいは通過型の照明光
学系を選択したときには、目視確認が困難となるという
事態も招く。更に又、確認困ツπのため、操作者が蛎器
本体に近付き過ぎる危険性もあった。 このような問題点は、測定手順の各ステップ毎に操作者
が操１ｖ、する手動型だけでなく、測定子、叩プログラ
ムに星づいて前期相対移動を自動的に行う自動型にあっ
ても、測定手順プログラム作成上のデーチング作業中に
手動型のそれと全く同様の手順を踏まなければならない
ので、問題は同じである。
【発明の目的］
本発明は、前期従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、拡大像による測定を迅速且つ容易に行うことがで
き、しかも、（ｊ４成が比較的小Ｎ！な画像処理式測定
装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１図にその要旨構成を示すウロ（、載物台
１０上に配Ｖされた測定対象物１２に光照射する照明光
学系１４と、前記測定対象物１２と関与した光を受けて
、測定対象部分の像を拡大する拡大光学系１６と、所定
の測定対象部分を拡大すべく、前記載物台１０と拡大光
学系１６とを相対移動させる移動機侶１８と、前記拡大
光学系１６に例えばテレビカメラ２０を用いて光電結合
され、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置２２と、
該拡大像を例えばエツジ検出処理して、測定対象物の寸
法や形状等を求める計測手段とを備えた画像処理式測定
装Ｐにおいて、前記拡大光学系１６の倍率変更を可能と
して、拡大特性の伯に縮小性を持つ縮小光学系を併設さ
せると共に、該縮小光学系で捉えた前記測定対象物１２
の全体像を固定的に映す第２のモニタ装置２６と、前記
載物台１０と拡大光学系１６の相対移動変位但から、前
記拡大光学系１６で捉えている拡大像相当個所の現在位
置を特定する現在位置特定手段２８を設け、該拡大像相
当個所の現在位置を前記第２のモニタ装置２６に映され
た全体像上に重複表示して、載物台１０と拡大光学系１
６の相対移動に伴って変位する拡大像相当個所の（を置
を確認できるように１１４成して、前記目的を達成した
ものである。 又、本発明の実ｔＳ態様は、前記拡大光学系を、光軸方
向に変位可能なレンズ系で形成して、倍率変更を可能と
したちのである。 又、本発明の他の実施態様は、前記拡大光学系”がｎ倍
の拡大率、前記縮小光学系が１／ｎの縮小率となるよう
に、一つのレンズをＶｔ筒内に位置決め可能に形成して
、拡大光学系と縮小光学系を並設構成したものである。 又、本発明の他の実施態杼は、前記拡大光学系及び縮小
光学系を、倍率の異なる？！２数相のレンズ系を設置ジ
で、切換え可能に構成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記モニタ装置と第２のモニ
タ装置を、表示画面を同一として形成したものである。 【作用］ 本発明は、前記のような画へ処理式測定装置において、
拡大光学系の倍率変更を可能として、拡大特性の他に縮
小特性を持つ縮小光学系を並設させると共に、該縮小光
学系で捉えた測定対象物の全体像を固定的に映す第２の
モニタ装置と、載物台と拡大光学系の相対移ｆ４）変位
量から、前記拡大光学系で捉えている拡大像相当個所の
現在位置を特定する現在位置特定も１段を設け、該拡大
像相当個所の現在位置を前記第２のモニタ装置に映され
た全体像上に重複表示するようにしている。従つ°て、
載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する拡大像
相当個所の位置を確認づ゛ることがでさ・、比較的簡単
な（を成で、拡大像による測定を迅速ｎつ容易に行うこ
とができる。 又、前記拡大光学系を、光軸方向に変位可能なレンズ系
で形成して、倍率変更を可能とした場合には、任意の倍
率を容易に４４することができる。 又、前記拡大光学系がｎ倍の拡大率、前記縮小光学系が
１／ｎの縮小率となるように、一つのレンズを鏡筒内に
位置決め可能に形成して、拡大光学系と縮小光学系を並
設構成した１３合には、光学系を小型に構成することが
できる。 又、前記拡大光学系及び縮小光学系を、倍率の異なる複
数相のレンズ系をπ９けて、切換え可能に（ｂ成した場
合には、レンズ系の設計が容易である。 又、前記モニタ装置と第２のモニタ装置を、表示画面を
同一として形成した場合には、共面を簡単且つ小型に１
１成することができる。 【実施例］ 以下図面を参照して、本発明が採用された画像処理型測
定別の実施例を詳祠に説明する。 本発明の第１実施例は、第２図に示す如く、載物台であ
るＸ−Ｙテーブル４０、該Ｘ−Ｙテーブル４０をＸ−Ｙ
方向に移動自在に支持する、側面に測定対象物を搬入量
するための１竹入出口４２Δが形成されたテーブル架台
４２、照明光学系、拡大光学系、全体光学系、テレビカ
メラ等が内蔵された、２＠方向に移動自在な測定ヘッド
／Ｉ４、該測定ヘッド４４をＸ−Ｙテーブル４０上で支
持する支持アーム４６等を有し、前記Ｘ−Ｙテーブル４
０の位２を制御するための１甲動制御系、前記Ｘ−Ｙテ
ーブル４０の位置を検出づるための直ｆ！、１型変位検
出器を含む位「検出系、前記照明光学系を制御するため
の照明制御系、前記拡大光学系や全体光学系のレンズを
制御するためのレンズ制御系、前記テレビカメラで４Ｇ
られた画像を処理するためのビデオ処理系、前記テレビ
カメラの焦点を自動的に調節するためのオートフォーカ
ス系等が内蔵された測定台３８と、前記テレビカメラで
１ｉえられた拡大像及び全体像を映すモニタ装ｒ１１４
８と、ハードデスクやフロッピーデスク及び中央処Ｆｐ
ユニットを含むコンピュータ５０と、該コンピュータ５
０に必要な指令を与えたりあるいは前記Ｘ−Ｙテーブル
４０を操作したりするためのジョイスティック５２、操
作卓５４及びデジタイザ５６と、測定対粂物の全体像の
輪郭等を必要に応じて描くためのブロック５８とから主
に偶成されている。 前記測定ヘッド４４の内部では、第３図に詳細に示した
如く、少くとも１木の拡大光学系６０及び全体光学系６
２が軸６４Ａ廻りに回動可能とされたレボルバ６４上に
固定され、例えばベル１−６６を介して光学系切操モー
タ６８により該レボル −バ６／ｌの位＝を切換えるこ
とによって、拡大光学系６０と全体光学系６２が切換え
可能とされ、１１ｉ−のテレビカメラ７０の受光部７０
Ａに像が入力するようにされている。図において、７２
は、光軸の位首決めを行うためのクリック、７４は、ど
の光学系が使用されているかを検出するための光学系検
出センサである。 以下第１実施例の作用を説明する。 まず、Ｘ−Ｙテーブル４０上に測定対争物をセットする
。次いで、Ｘ−Ｙテーブル４０の位置を大略調整した後
、光学系切換モータ６８を駆動して全体光学系６２をテ
レビカメラ７０の前面に挿入し、測定対τ１物の全体像
を捉えて、モニタ装置４８の両面の一部分、例えば第４
図に示す如く左上部に固定的に表示する。この全体像の
表示は、以後測定が終了するまで保持しておく。 次いで、光学系１，７Ｊ Ｉ？モータ６８を駆動してレ
ボルバ６４を回転させ、所定倍率の拡大光学系６０をテ
レビカメラ７ｏの前面に挿入する。拡大光学系６０によ
って捉えられた拡大像は、第４図に示した如く、モニタ
装置４８の例えば左下部に表示される。 Ｘ−Ｙテーブル４０の位置、即ち拡大光学系６０の測定
対争物に対する位置は、例えばテーブル架台４２に内蔵
された心線型変位検出器で検出されており、これによっ
て検出された拡大光学系６０とＸ−Ｙテーブル４０の位
置関係が、前記全体像上に例えば評点の現在位置マーク
で重複表示される。 （ηつで測定者は、望む目標１１ｔＪに向けて、全体ｒ
Ｑ上に表示された現在位置マークを近付けよう、ジョイ
スティック５２、デジタイザ５６又はライトベン（図示
前１１８）ｐ８を用いてＸ−Ｙテーブル４０を駆ｅ ７
ｊる。 第４図に示した如く、測定寸べきエツジ線Ｇ−Ｇを含む
所望拡大像がモニタ装置４Ｂに表示された段階で、操作
者が操作卓５４のボタン、伜）えばデジタイザ５６で第
４図の矢印Ａ−）Ｂにポリ如く、エツジ検出系路の位置
と方向を定め、エツジ検出ボタンをオンとすると、エツ
ジ点１」でエツジ位置く画面中心からの長さＩｔ）が自
助的に依出される。 次いで、Ｘ−Ｙテーブル４０を移動さゼ、第５図に示す
如く、反対側のエツジ線Ｊ−Ｊを合む所望拡大像をモニ
タ装置４８に表示する。次いで、第４因とは逆に、矢印
Ｃ−＝ Ｏの如くエツジ検出系？８の位置と方向を定め
、エツジ点にの位置く両面中心からの長さＬｚ）を求め
る。 このようにしてエツジ５７Ｆ、 Ｈ−Ｋ間の寸仏を、（
寸法Ｌ１＋寸法Ｌ２＋変位検出器で検出したテーブル移
動Ｍ）で求めることができる。なお、この場合には、モ
ニタ装置４８上でエツジ線Ｇ−ＧとＪ−Ｊが同一線上に
位置付けされたと仮定している。 ここで調定精度は、テレビカメラ７０の分解能を分割数
Ｗ５００ピクセルＸＨ３Ｏ０ビクセル（受光面の大ぎさ
を１０Ｘ１０間とする）、拡大光学系６０の倍率を５０
１８とした時、テレビカメラ７ｏからの出力１８号は、
横方向について、１．１５０Ｘ１０１５００−１／２５
００／ビクセルとなる。従って、測定対争の横幅が１間
でｄうると寸ると、０．４μｍ／ビクセルの分解能で拡
大顔を、；’１’ 価できることになる。この場合、前
記変位検出器の出力信弓の分解能は０．４μｍ以上とす
る。 これは、第６図に示づ如く、エツジ線Ｇ−ＧとＪ−Ｊを
同時に映した場合には、エツジ線Ｇ−Ｇ〜Ｊ −Ｊ間に
入るビクセル数×０．４μＩがＧ−Ｇ〜Ｊ −Ｊ同寸法
となる。 処理データは記憶され、必要に応じてメツセージとして
、前出第４図に示した如くモニタ装で４８の右半分に出
力される。 なお円の径や仮想中心位置、勾配、角度等も、それぞれ
同様の手順でエツジを検出して同様に測定することがで
きる。この拡大象に対するエツジ検出方向、検出点数、
拡大寸べき測定対象物の位置等は、各ステップ毎に決め
られた測定プログラムとして記憶されている。 なお前記全体光学系６２で捕えられた全体像は、輪郭の
みを油出し、スケッチ図として、プリンタやブロック５
Ｂへ出力することができ、従来の手書に比べて正確で速
やかにトレース図が作成できる。又、トレース図形上に
測定結果を記入することも可０ヒとなる。更に、仝体数
」−に、第７図に示す如く、座標軸つ測定点く円の中心
Ｃ１や直線の交点ｒ１．１２等）を名称付ぎで更ねて表
示することもできる。この場合には、測定手順の把握や
図面との対比が容易となるので、複雑なデータ処理を行
う場合に便利である。 この第１実施例においては、拡大光学系６０と全体光学
系６２を、倍率の異なる複数相のレンズ系を設けて切換
え可能に構成しているので、各光学系の設計が容易であ
る。 又、この第１実施例においては、テレビカメラ７０を共
用としているので、装置を安価に構成することができる
。なおテレビカメラ７０を拡大光学系６０と全体光学系
６２のそれぞれに設けることも可能である。 更に、この第１実施例においては、ｘ−ｔ−フォーカス
機構を組み込んでいるので、画像が鮮明どなり測定精度
が高い。なお、オートフォーカスＪｉ構を省略すること
も可能である。 次に本発明の第２′Ａ絶例を詳細に説明する。 このｍ２実施例は、第８図に示す如く、全体光学系をズ
ームレンズ８０で（ａ成すると共に、移動ボックス８２
を図の右方向に移動させた時に、測定用レンズ８４即ち
拡大レンズとなるようにして拡大光学系を形成したもの
である。 第８図において、８６はミラー、８８は、ギヤ９０を介
してズームレンズ８０のズーミングを行うためのズーム
田七−夕、９２はズーム位ｒを検出するためのセンサ、
９４及び９６は、それぞれＶレール上に支持された移動
板及び固定板、９８は、移動ボックス８２を光学系切換
モータ６８によって駆デカするためのラックである。 前記測定用レンズ８４は、例えばレボルバ（図示省略）
等により、拡大率の異なるものに切換えあるいは、着脱
により交換可能とされている。 他の点については前記第１実施例と同様であるので説明
は省略する。 この第２実施例においては、第８図に示した状態で測定
用レンズ８４及びズームレンズ８０を介してテレビカメ
ラ７０に入力される作によって、全体像の表示が行われ
る。なお、ズームレンズ８０の拡大率は、ズーム用モー
タ８８で変えられる。 一方、拡大像を観察する際には、光学系切換えモータ６
８によりラック９８を介して移動ボックス８２の仝休を
図の右方向に移動する。すると、光路中からズームレン
ズ８０が外されて測定用レンズ８／Ｉによる拡大光学系
となる。 この第２実施例においては、光学系を１，７］ １ｆｉ
えるためのｎ（８が測定ヘッド４４内に完全に収容され
ているので、破損の恐れが少ない。又、全体光学系にズ
ームレンズ８０を用いているので、測定対象物の大きさ
に合わせて任意の縮小倍率を選択することが容易にでき
る。 なお前記実施例においては、いずれも、拡大光学系と全
体光学系が独立とされていたが、第９因に示を第３実施
例の如く、例えば単一のズームレンズ８０を用いて、光
学系を光軸方向に変位可能なレンズ系で形成し、該レン
ズ系の位置を調整することで、例えば拡大率ｎ倍（ｎ−
，３０，２０１４０等）の拡大光学系と縮小率１／ｎ倍
の全体光学系を共用で”ることも可ｆｉヒである。この
場合には、測定ヘッドを小型化することが可能である。 又、前記実施例においては、いずれも、光学系の現在位
置のみを評点で表示するようにしていたが、予め記憶し
てＪ３いた測定プログラムに従って、８勤すべき次の目
標位置も合わせてマーク表示又は接近Ｐｉ！度によって
熱誠表示することも可能である。更に、現在位置が目標
位置と一致した時に、削？Ｉ！１準備完了信号を出力す
ることも可能である。 これらの場合には、操作者が測定点の順序を熟知してい
なくても、正確な測定が迅速に行える。 なお、前記実施例においては、いずれも、Ｘ−Ｙテーブ
ル４０を用いて載物台をＸ−Ｙ方向に移チｈし、測定ヘ
ッド／１４を用いて光学系を７＠方向に移動するように
（構成していたが、Ｍ、吻合と光学系を相対′９９））
させる構成は、これに限定されず、例えば、載物台を固
定し、光学系のみをＸＹ／’方向に移動するように構成
することもできる。 又、前記実施例においては、いずれも、本発明が２次元
測定機に用いられていたが、本発明の適用範囲はこれに
限定されず、オートフォーカス機構を利用して３次元副
室■としたり、あるいは顕微鏡等にも同１１に適用でき
ることが明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、比較的η５純な構
成で、測定対象たる拡大像の位置を測定対？！物の全体
他との関係において表示することができ、従って、迅速
且つ確実な測定が可能となるという侵れた効果を有する
。
ので、拡大像による測定を迅速且つ容易に行うことがで
き、しかも、（ｊ４成が比較的小Ｎ！な画像処理式測定
装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１図にその要旨構成を示すウロ（、載物台
１０上に配Ｖされた測定対象物１２に光照射する照明光
学系１４と、前記測定対象物１２と関与した光を受けて
、測定対象部分の像を拡大する拡大光学系１６と、所定
の測定対象部分を拡大すべく、前記載物台１０と拡大光
学系１６とを相対移動させる移動機侶１８と、前記拡大
光学系１６に例えばテレビカメラ２０を用いて光電結合
され、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置２２と、
該拡大像を例えばエツジ検出処理して、測定対象物の寸
法や形状等を求める計測手段とを備えた画像処理式測定
装Ｐにおいて、前記拡大光学系１６の倍率変更を可能と
して、拡大特性の伯に縮小性を持つ縮小光学系を併設さ
せると共に、該縮小光学系で捉えた前記測定対象物１２
の全体像を固定的に映す第２のモニタ装置２６と、前記
載物台１０と拡大光学系１６の相対移動変位但から、前
記拡大光学系１６で捉えている拡大像相当個所の現在位
置を特定する現在位置特定手段２８を設け、該拡大像相
当個所の現在位置を前記第２のモニタ装置２６に映され
た全体像上に重複表示して、載物台１０と拡大光学系１
６の相対移動に伴って変位する拡大像相当個所の（を置
を確認できるように１１４成して、前記目的を達成した
ものである。 又、本発明の実ｔＳ態様は、前記拡大光学系を、光軸方
向に変位可能なレンズ系で形成して、倍率変更を可能と
したちのである。 又、本発明の他の実施態様は、前記拡大光学系”がｎ倍
の拡大率、前記縮小光学系が１／ｎの縮小率となるよう
に、一つのレンズをＶｔ筒内に位置決め可能に形成して
、拡大光学系と縮小光学系を並設構成したものである。 又、本発明の他の実施態杼は、前記拡大光学系及び縮小
光学系を、倍率の異なる？！２数相のレンズ系を設置ジ
で、切換え可能に構成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記モニタ装置と第２のモニ
タ装置を、表示画面を同一として形成したものである。 【作用］ 本発明は、前記のような画へ処理式測定装置において、
拡大光学系の倍率変更を可能として、拡大特性の他に縮
小特性を持つ縮小光学系を並設させると共に、該縮小光
学系で捉えた測定対象物の全体像を固定的に映す第２の
モニタ装置と、載物台と拡大光学系の相対移ｆ４）変位
量から、前記拡大光学系で捉えている拡大像相当個所の
現在位置を特定する現在位置特定も１段を設け、該拡大
像相当個所の現在位置を前記第２のモニタ装置に映され
た全体像上に重複表示するようにしている。従つ°て、
載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する拡大像
相当個所の位置を確認づ゛ることがでさ・、比較的簡単
な（を成で、拡大像による測定を迅速ｎつ容易に行うこ
とができる。 又、前記拡大光学系を、光軸方向に変位可能なレンズ系
で形成して、倍率変更を可能とした場合には、任意の倍
率を容易に４４することができる。 又、前記拡大光学系がｎ倍の拡大率、前記縮小光学系が
１／ｎの縮小率となるように、一つのレンズを鏡筒内に
位置決め可能に形成して、拡大光学系と縮小光学系を並
設構成した１３合には、光学系を小型に構成することが
できる。 又、前記拡大光学系及び縮小光学系を、倍率の異なる複
数相のレンズ系をπ９けて、切換え可能に（ｂ成した場
合には、レンズ系の設計が容易である。 又、前記モニタ装置と第２のモニタ装置を、表示画面を
同一として形成した場合には、共面を簡単且つ小型に１
１成することができる。 【実施例］ 以下図面を参照して、本発明が採用された画像処理型測
定別の実施例を詳祠に説明する。 本発明の第１実施例は、第２図に示す如く、載物台であ
るＸ−Ｙテーブル４０、該Ｘ−Ｙテーブル４０をＸ−Ｙ
方向に移動自在に支持する、側面に測定対象物を搬入量
するための１竹入出口４２Δが形成されたテーブル架台
４２、照明光学系、拡大光学系、全体光学系、テレビカ
メラ等が内蔵された、２＠方向に移動自在な測定ヘッド
／Ｉ４、該測定ヘッド４４をＸ−Ｙテーブル４０上で支
持する支持アーム４６等を有し、前記Ｘ−Ｙテーブル４
０の位２を制御するための１甲動制御系、前記Ｘ−Ｙテ
ーブル４０の位置を検出づるための直ｆ！、１型変位検
出器を含む位「検出系、前記照明光学系を制御するため
の照明制御系、前記拡大光学系や全体光学系のレンズを
制御するためのレンズ制御系、前記テレビカメラで４Ｇ
られた画像を処理するためのビデオ処理系、前記テレビ
カメラの焦点を自動的に調節するためのオートフォーカ
ス系等が内蔵された測定台３８と、前記テレビカメラで
１ｉえられた拡大像及び全体像を映すモニタ装ｒ１１４
８と、ハードデスクやフロッピーデスク及び中央処Ｆｐ
ユニットを含むコンピュータ５０と、該コンピュータ５
０に必要な指令を与えたりあるいは前記Ｘ−Ｙテーブル
４０を操作したりするためのジョイスティック５２、操
作卓５４及びデジタイザ５６と、測定対粂物の全体像の
輪郭等を必要に応じて描くためのブロック５８とから主
に偶成されている。 前記測定ヘッド４４の内部では、第３図に詳細に示した
如く、少くとも１木の拡大光学系６０及び全体光学系６
２が軸６４Ａ廻りに回動可能とされたレボルバ６４上に
固定され、例えばベル１−６６を介して光学系切操モー
タ６８により該レボル −バ６／ｌの位＝を切換えるこ
とによって、拡大光学系６０と全体光学系６２が切換え
可能とされ、１１ｉ−のテレビカメラ７０の受光部７０
Ａに像が入力するようにされている。図において、７２
は、光軸の位首決めを行うためのクリック、７４は、ど
の光学系が使用されているかを検出するための光学系検
出センサである。 以下第１実施例の作用を説明する。 まず、Ｘ−Ｙテーブル４０上に測定対争物をセットする
。次いで、Ｘ−Ｙテーブル４０の位置を大略調整した後
、光学系切換モータ６８を駆動して全体光学系６２をテ
レビカメラ７０の前面に挿入し、測定対τ１物の全体像
を捉えて、モニタ装置４８の両面の一部分、例えば第４
図に示す如く左上部に固定的に表示する。この全体像の
表示は、以後測定が終了するまで保持しておく。 次いで、光学系１，７Ｊ Ｉ？モータ６８を駆動してレ
ボルバ６４を回転させ、所定倍率の拡大光学系６０をテ
レビカメラ７ｏの前面に挿入する。拡大光学系６０によ
って捉えられた拡大像は、第４図に示した如く、モニタ
装置４８の例えば左下部に表示される。 Ｘ−Ｙテーブル４０の位置、即ち拡大光学系６０の測定
対争物に対する位置は、例えばテーブル架台４２に内蔵
された心線型変位検出器で検出されており、これによっ
て検出された拡大光学系６０とＸ−Ｙテーブル４０の位
置関係が、前記全体像上に例えば評点の現在位置マーク
で重複表示される。 （ηつで測定者は、望む目標１１ｔＪに向けて、全体ｒ
Ｑ上に表示された現在位置マークを近付けよう、ジョイ
スティック５２、デジタイザ５６又はライトベン（図示
前１１８）ｐ８を用いてＸ−Ｙテーブル４０を駆ｅ ７
ｊる。 第４図に示した如く、測定寸べきエツジ線Ｇ−Ｇを含む
所望拡大像がモニタ装置４Ｂに表示された段階で、操作
者が操作卓５４のボタン、伜）えばデジタイザ５６で第
４図の矢印Ａ−）Ｂにポリ如く、エツジ検出系路の位置
と方向を定め、エツジ検出ボタンをオンとすると、エツ
ジ点１」でエツジ位置く画面中心からの長さＩｔ）が自
助的に依出される。 次いで、Ｘ−Ｙテーブル４０を移動さゼ、第５図に示す
如く、反対側のエツジ線Ｊ−Ｊを合む所望拡大像をモニ
タ装置４８に表示する。次いで、第４因とは逆に、矢印
Ｃ−＝ Ｏの如くエツジ検出系？８の位置と方向を定め
、エツジ点にの位置く両面中心からの長さＬｚ）を求め
る。 このようにしてエツジ５７Ｆ、 Ｈ−Ｋ間の寸仏を、（
寸法Ｌ１＋寸法Ｌ２＋変位検出器で検出したテーブル移
動Ｍ）で求めることができる。なお、この場合には、モ
ニタ装置４８上でエツジ線Ｇ−ＧとＪ−Ｊが同一線上に
位置付けされたと仮定している。 ここで調定精度は、テレビカメラ７０の分解能を分割数
Ｗ５００ピクセルＸＨ３Ｏ０ビクセル（受光面の大ぎさ
を１０Ｘ１０間とする）、拡大光学系６０の倍率を５０
１８とした時、テレビカメラ７ｏからの出力１８号は、
横方向について、１．１５０Ｘ１０１５００−１／２５
００／ビクセルとなる。従って、測定対争の横幅が１間
でｄうると寸ると、０．４μｍ／ビクセルの分解能で拡
大顔を、；’１’ 価できることになる。この場合、前
記変位検出器の出力信弓の分解能は０．４μｍ以上とす
る。 これは、第６図に示づ如く、エツジ線Ｇ−ＧとＪ−Ｊを
同時に映した場合には、エツジ線Ｇ−Ｇ〜Ｊ −Ｊ間に
入るビクセル数×０．４μＩがＧ−Ｇ〜Ｊ −Ｊ同寸法
となる。 処理データは記憶され、必要に応じてメツセージとして
、前出第４図に示した如くモニタ装で４８の右半分に出
力される。 なお円の径や仮想中心位置、勾配、角度等も、それぞれ
同様の手順でエツジを検出して同様に測定することがで
きる。この拡大象に対するエツジ検出方向、検出点数、
拡大寸べき測定対象物の位置等は、各ステップ毎に決め
られた測定プログラムとして記憶されている。 なお前記全体光学系６２で捕えられた全体像は、輪郭の
みを油出し、スケッチ図として、プリンタやブロック５
Ｂへ出力することができ、従来の手書に比べて正確で速
やかにトレース図が作成できる。又、トレース図形上に
測定結果を記入することも可０ヒとなる。更に、仝体数
」−に、第７図に示す如く、座標軸つ測定点く円の中心
Ｃ１や直線の交点ｒ１．１２等）を名称付ぎで更ねて表
示することもできる。この場合には、測定手順の把握や
図面との対比が容易となるので、複雑なデータ処理を行
う場合に便利である。 この第１実施例においては、拡大光学系６０と全体光学
系６２を、倍率の異なる複数相のレンズ系を設けて切換
え可能に構成しているので、各光学系の設計が容易であ
る。 又、この第１実施例においては、テレビカメラ７０を共
用としているので、装置を安価に構成することができる
。なおテレビカメラ７０を拡大光学系６０と全体光学系
６２のそれぞれに設けることも可能である。 更に、この第１実施例においては、ｘ−ｔ−フォーカス
機構を組み込んでいるので、画像が鮮明どなり測定精度
が高い。なお、オートフォーカスＪｉ構を省略すること
も可能である。 次に本発明の第２′Ａ絶例を詳細に説明する。 このｍ２実施例は、第８図に示す如く、全体光学系をズ
ームレンズ８０で（ａ成すると共に、移動ボックス８２
を図の右方向に移動させた時に、測定用レンズ８４即ち
拡大レンズとなるようにして拡大光学系を形成したもの
である。 第８図において、８６はミラー、８８は、ギヤ９０を介
してズームレンズ８０のズーミングを行うためのズーム
田七−夕、９２はズーム位ｒを検出するためのセンサ、
９４及び９６は、それぞれＶレール上に支持された移動
板及び固定板、９８は、移動ボックス８２を光学系切換
モータ６８によって駆デカするためのラックである。 前記測定用レンズ８４は、例えばレボルバ（図示省略）
等により、拡大率の異なるものに切換えあるいは、着脱
により交換可能とされている。 他の点については前記第１実施例と同様であるので説明
は省略する。 この第２実施例においては、第８図に示した状態で測定
用レンズ８４及びズームレンズ８０を介してテレビカメ
ラ７０に入力される作によって、全体像の表示が行われ
る。なお、ズームレンズ８０の拡大率は、ズーム用モー
タ８８で変えられる。 一方、拡大像を観察する際には、光学系切換えモータ６
８によりラック９８を介して移動ボックス８２の仝休を
図の右方向に移動する。すると、光路中からズームレン
ズ８０が外されて測定用レンズ８／Ｉによる拡大光学系
となる。 この第２実施例においては、光学系を１，７］ １ｆｉ
えるためのｎ（８が測定ヘッド４４内に完全に収容され
ているので、破損の恐れが少ない。又、全体光学系にズ
ームレンズ８０を用いているので、測定対象物の大きさ
に合わせて任意の縮小倍率を選択することが容易にでき
る。 なお前記実施例においては、いずれも、拡大光学系と全
体光学系が独立とされていたが、第９因に示を第３実施
例の如く、例えば単一のズームレンズ８０を用いて、光
学系を光軸方向に変位可能なレンズ系で形成し、該レン
ズ系の位置を調整することで、例えば拡大率ｎ倍（ｎ−
，３０，２０１４０等）の拡大光学系と縮小率１／ｎ倍
の全体光学系を共用で”ることも可ｆｉヒである。この
場合には、測定ヘッドを小型化することが可能である。 又、前記実施例においては、いずれも、光学系の現在位
置のみを評点で表示するようにしていたが、予め記憶し
てＪ３いた測定プログラムに従って、８勤すべき次の目
標位置も合わせてマーク表示又は接近Ｐｉ！度によって
熱誠表示することも可能である。更に、現在位置が目標
位置と一致した時に、削？Ｉ！１準備完了信号を出力す
ることも可能である。 これらの場合には、操作者が測定点の順序を熟知してい
なくても、正確な測定が迅速に行える。 なお、前記実施例においては、いずれも、Ｘ−Ｙテーブ
ル４０を用いて載物台をＸ−Ｙ方向に移チｈし、測定ヘ
ッド／１４を用いて光学系を７＠方向に移動するように
（構成していたが、Ｍ、吻合と光学系を相対′９９））
させる構成は、これに限定されず、例えば、載物台を固
定し、光学系のみをＸＹ／’方向に移動するように構成
することもできる。 又、前記実施例においては、いずれも、本発明が２次元
測定機に用いられていたが、本発明の適用範囲はこれに
限定されず、オートフォーカス機構を利用して３次元副
室■としたり、あるいは顕微鏡等にも同１１に適用でき
ることが明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、比較的η５純な構
成で、測定対象たる拡大像の位置を測定対？！物の全体
他との関係において表示することができ、従って、迅速
且つ確実な測定が可能となるという侵れた効果を有する
。
第１図は、本発明に係る画像処理式測定装置の基本的な
構成の例を示すブロック株回、第２因は、本発明が採用
された画像処理型測定；幾の第１実施例の全体構成を示
す斜視図、第３図は、前記第１実施例の測定ヘッドの構
成を示す断面図、第４図は、前記第１実施例におけるモ
ニタ装置の表示例を示す線図、第５図及び第６図は、前
記第１実施例におけるモニタ装置の拡大像の表示例を示
すね図、第７図は、同じく全体像の表示例を示す線図、
第８図は、本発明の第２実施例における測定ヘッドの構
成を示す断面図、第９図は、同じく第３実施例における
光学系のＩル木的な構成を示づ°線図である。 １０・・・載物台、 １２・・・測定対客物、 １４・・・照明光学系、 １６．６０・・・拡大光学系、 １８・・・移動機栴、 ２０．７０・・・テレビカメラ、 ２２．２６．４８・・・モニタ装置、 ２８・・・現在位置特定手段、 ３８・・・測定台、 ４０・・・Ｘ−Ｙテーブル、 ４４・・・測定ヘッド、 ５０・・・コンピュータ、 ６２・・・全体光学系、 ６４・・・レボルバ、 ６８・・・光学系切換モータ、 ８０・・・ズームレンズ、 ８２・・・移動ボックス、 ８４・・・測定用レンズ。
構成の例を示すブロック株回、第２因は、本発明が採用
された画像処理型測定；幾の第１実施例の全体構成を示
す斜視図、第３図は、前記第１実施例の測定ヘッドの構
成を示す断面図、第４図は、前記第１実施例におけるモ
ニタ装置の表示例を示す線図、第５図及び第６図は、前
記第１実施例におけるモニタ装置の拡大像の表示例を示
すね図、第７図は、同じく全体像の表示例を示す線図、
第８図は、本発明の第２実施例における測定ヘッドの構
成を示す断面図、第９図は、同じく第３実施例における
光学系のＩル木的な構成を示づ°線図である。 １０・・・載物台、 １２・・・測定対客物、 １４・・・照明光学系、 １６．６０・・・拡大光学系、 １８・・・移動機栴、 ２０．７０・・・テレビカメラ、 ２２．２６．４８・・・モニタ装置、 ２８・・・現在位置特定手段、 ３８・・・測定台、 ４０・・・Ｘ−Ｙテーブル、 ４４・・・測定ヘッド、 ５０・・・コンピュータ、 ６２・・・全体光学系、 ６４・・・レボルバ、 ６８・・・光学系切換モータ、 ８０・・・ズームレンズ、 ８２・・・移動ボックス、 ８４・・・測定用レンズ。
Claims (5)
- （１）載物台に配置された測定対象物に光照射する照明
光学系と、前記測定対象物と関与した光を受けて、測定
対象部分の像を拡大する拡大光学系と、所定の測定対象
部分を拡大すべく、前記載物台と拡大光学系とを相対移
動させる移動機構と、前記拡大光学系に光電結合され、
測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置と、該拡大像を
処理して、測定対象物の寸法や形状等を求める計測手段
とを備えた画像処理式測定装置において、 前記拡大光学系の倍率変更を可能として、拡大特性の他
に縮小性を持つ縮小光学系を併設させると共に、 該縮小光学系で捉えた前記測定対象物の全体像を固定的
に映す第２のモニタ装置と、 前記載物台と拡大光学系の相対移動変位量から前記拡大
光学系で捉えている拡大像相当個所の現在位置を特定す
る現在位置特定手段を設け、該拡大像相当個所の現在位
置を前記第２のモニタ装置に映された全体像上に重複表
示して、載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位す
る拡大像相当個所の位置を確認できるように構成したこ
とを特徴とする画像処理式測定装置。 - （２）前記拡大光学系を、光軸方向に変位可能なレンズ
系で形成して、倍率変更を可能とした特許請求の範囲第
１項記載の画像処理式測定装置。 - （３）前記拡大光学系がｎ倍の拡大率、前記縮小光学系
が１／ｎの縮小率となるように、一つのレンズを鏡筒内
に位置決め可能に形成して、拡大光学系と縮小光学系を
併設構成した特許請求の範囲第１項記載の画像処理式測
定装置。 - （４）前記拡大光学系及び縮小光学系を、倍率の異なる
複数組のレンズ系を設けて、切換可能に構成した特許請
求の範囲第１項記載の画像処理式測定装置。 - （５）前記モニタ装置と第２のモニタ装置が、表示画面
を同一として形成されている特許請求の範囲第１項記載
の画像処理測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27196685A JPS62130305A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 画像処理式測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27196685A JPS62130305A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 画像処理式測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62130305A true JPS62130305A (ja) | 1987-06-12 |
Family
ID=17507288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27196685A Pending JPS62130305A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 画像処理式測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62130305A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421322U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421316U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421315U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421314U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPH0245734A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動組織解析処理装置 |
| JPH04105001A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Tokyo Process Service Kk | デジタル精密測長機 |
| JPH0540894U (ja) * | 1991-11-07 | 1993-06-01 | 株式会社光電製作所 | 船舶などの位置表示装置 |
| JP2014055864A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラム |
-
1985
- 1985-12-03 JP JP27196685A patent/JPS62130305A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421322U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421316U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421315U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421314U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-02-02 | ||
| JPH0245734A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動組織解析処理装置 |
| JPH04105001A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Tokyo Process Service Kk | デジタル精密測長機 |
| JPH0540894U (ja) * | 1991-11-07 | 1993-06-01 | 株式会社光電製作所 | 船舶などの位置表示装置 |
| JP2014055864A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラム |
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