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 | ||
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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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