JPS62135705A - 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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- JPS62135705A JPS62135705A JP27651585A JP27651585A JPS62135705A JP S62135705 A JPS62135705 A JP S62135705A JP 27651585 A JP27651585 A JP 27651585A JP 27651585 A JP27651585 A JP 27651585A JP S62135705 A JPS62135705 A JP S62135705A
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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、画像処理式測定装置に係り、特に、テレビカ
メラを使用した画像処理型測定間に用いるのに好適な、
載物台上に配置したエリ定対象物と関与した光を受けて
、前記載物台と相対移動される拡大光学系により所定の
測定対象部分の倣を拡大し、該測定対象部分の拡大像を
評価して、」11定対象物の司法や形状等を測定するよ
うにした両1り;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’19ハy!1へ°4
の測定機が研究されている。この画像処理型のJII定
1;1において、テレビカメラ撮像面の大きさ、分割膜
は限られているため、測定殿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、測定対象物の寸法や形
状等を測定する必要がある。
メラを使用した画像処理型測定間に用いるのに好適な、
載物台上に配置したエリ定対象物と関与した光を受けて
、前記載物台と相対移動される拡大光学系により所定の
測定対象部分の倣を拡大し、該測定対象部分の拡大像を
評価して、」11定対象物の司法や形状等を測定するよ
うにした両1り;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’19ハy!1へ°4
の測定機が研究されている。この画像処理型のJII定
1;1において、テレビカメラ撮像面の大きさ、分割膜
は限られているため、測定殿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、測定対象物の寸法や形
状等を測定する必要がある。
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!!!Il隔づ゛る2点間の寸法等を測
定する39合に、同一画面上に前記2点を同時に表示す
ることができなくなり、操作性が悪くなると同時に、光
学側定義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、出願人が、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、前記測定対象物と関与した光(
反射光、通過光あるいは透過光)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
拡大ずべく、前記載物台と拡大光学系とを相対移動させ
る移動(4構と、+iij記拡大光学系に光電結合され
、測定対象部分の拡大(象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型W、11定償を試作TII′
l究したところ、迅速な測定を可能として実効を1!7
1するためには、’<f4大な問題が内在していること
を認識できた。 即ち、通常、拡大光学系と載物台を相対移動させるul
IMは、2次元の場合、X−Y方向に独立移動できる
よう形成される。従って、載物台に測定対象物を取付け
る場合、両名の軸線を合¥lt!シめることが求められ
る。 しかしながら、0.1μmオーダで評価しにうとする画
殻処理型測定践にJ3いて、軸線を合わし゛た取付けは
、例え治具を準備したとしても、事実上至難である。又
、これを強制ずれば、その測定埠((11作業が煩随ず
ぎ、長時間を要し極めて作V’s lu亭が悪いものと
なってしまう。 1追って、ある程度の位置ずれ取付けは許容UざるをI
+7な、いが、その程度を定量的に規定できず、人によ
っても異なるので、結果として拡大像が七二タ装買に傾
斜映像され、所定拡大像のjぢ択操1′1:に支障をき
たすほか、一段に両測定、Lツジが映像ざ机ない場合に
あっては、一方側で慎重にエツジ検出しても、他方側で
検出誤着が発生したり、1.スしい場合には検知不能と
なるという事態も招来した。 又、拡大光学系において測定対象物の測定対象部分が基
準姿態でモニタ装置に映された(すは、1!II定対粂
部分のエツジ演出等を11って、所定の画(((ミ処理
を行うことは、電子技術の発達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、これをモニタ装
置に拡大表示するまでの、いわゆる準備工桿に多大な時
間や労力を右し、又拡大像の選択を誤る場合も多かった
。 これは、通常、数十倍の拡大率をもってモニタ装置に表
示される拡大性が、測定対象物のいずれの個所に該当す
るのか見極めるのが困難である1ζめ、操作者が、測定
対象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作業をiテリなければならないから
であるつしかも、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、比較確認すら行い梵いので、熟練者1ノか1
モ作できないという問題もある。従って、特にtCパタ
ーンのように繰返し形状のある測定対象物の場合や、載
物台上に測定対象物を傾斜して取付けた場合には更に作
業困難となり、又、光透過あるいは通′A型の照明光学
系を選択したときには、目?51確認が困到となるとい
う事態も1B<。更に又、確認困難のため、1tt作名
が数冊本体に近付き過ざる危険性もあった。 このような問題点は、測定手順の各ステップFnに操作
者が操作する手動型だけでなく、測定千阿iプログラム
に基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テ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。
ば測定対象物の!!!Il隔づ゛る2点間の寸法等を測
定する39合に、同一画面上に前記2点を同時に表示す
ることができなくなり、操作性が悪くなると同時に、光
学側定義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、出願人が、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、前記測定対象物と関与した光(
反射光、通過光あるいは透過光)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
拡大ずべく、前記載物台と拡大光学系とを相対移動させ
る移動(4構と、+iij記拡大光学系に光電結合され
、測定対象部分の拡大(象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型W、11定償を試作TII′
l究したところ、迅速な測定を可能として実効を1!7
1するためには、’<f4大な問題が内在していること
を認識できた。 即ち、通常、拡大光学系と載物台を相対移動させるul
IMは、2次元の場合、X−Y方向に独立移動できる
よう形成される。従って、載物台に測定対象物を取付け
る場合、両名の軸線を合¥lt!シめることが求められ
る。 しかしながら、0.1μmオーダで評価しにうとする画
殻処理型測定践にJ3いて、軸線を合わし゛た取付けは
、例え治具を準備したとしても、事実上至難である。又
、これを強制ずれば、その測定埠((11作業が煩随ず
ぎ、長時間を要し極めて作V’s lu亭が悪いものと
なってしまう。 1追って、ある程度の位置ずれ取付けは許容UざるをI
+7な、いが、その程度を定量的に規定できず、人によ
っても異なるので、結果として拡大像が七二タ装買に傾
斜映像され、所定拡大像のjぢ択操1′1:に支障をき
たすほか、一段に両測定、Lツジが映像ざ机ない場合に
あっては、一方側で慎重にエツジ検出しても、他方側で
検出誤着が発生したり、1.スしい場合には検知不能と
なるという事態も招来した。 又、拡大光学系において測定対象物の測定対象部分が基
準姿態でモニタ装置に映された(すは、1!II定対粂
部分のエツジ演出等を11って、所定の画(((ミ処理
を行うことは、電子技術の発達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、これをモニタ装
置に拡大表示するまでの、いわゆる準備工桿に多大な時
間や労力を右し、又拡大像の選択を誤る場合も多かった
。 これは、通常、数十倍の拡大率をもってモニタ装置に表
示される拡大性が、測定対象物のいずれの個所に該当す
るのか見極めるのが困難である1ζめ、操作者が、測定
対象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作業をiテリなければならないから
であるつしかも、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、比較確認すら行い梵いので、熟練者1ノか1
モ作できないという問題もある。従って、特にtCパタ
ーンのように繰返し形状のある測定対象物の場合や、載
物台上に測定対象物を傾斜して取付けた場合には更に作
業困難となり、又、光透過あるいは通′A型の照明光学
系を選択したときには、目?51確認が困到となるとい
う事態も1B<。更に又、確認困難のため、1tt作名
が数冊本体に近付き過ざる危険性もあった。 このような問題点は、測定手順の各ステップFnに操作
者が操作する手動型だけでなく、測定千阿iプログラム
に基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テ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1
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、測定対象物の取付姿態に拘りら1ノ゛、拡大像に
よる測定を正確、迅速1つ容易に行うことができる画像
処理式測定装置を1ヱ供することを第1の目的どする。 本発明は、更に、測定対象物上の拡大像の位置を容易に
確認することができる画像処理式測定装置を提供するこ
とを第2の目的とする。 【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如く、載物台1
o上に配置された測定対象物12に光照射する照明光学
系14と、前記測定対客物12と関与した光を受けて、
測定対象部分の象を拡大する拡大光学系16と、所定の
測定対象部分を拡大サベく、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構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
机、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隔えた画像処理式測定装
置において、前記載物台10に対する測定対象物12の
取f1角度と両者の基準相対角度との角度差を、前記拡
大光学系16による拡大像を評価して求める角度差識別
手段24と、該角度差識別手段24出力の角度差13号
に応じて、前記角度差を打潤す反対方向に前記拡大像を
傾斜させて前記モニタ装置22に映す゛ための角度補正
手段26とを設け、前記モニタ装置22の拡大[IQの
姿態を常に基準姿態に傾斜補正するように構成して、1
)を2第1の目的を達成したものである。 又、本発明は、前記のにうむ画像処理式測定装置におい
て、第2図にその要旨構成を示寸如く、前記測定対象物
12の全体像を捉える全体光学系28と、該全体像を固
定的に映す第2のモニタ装置(第2図ではモニタ装置2
2と共用)と、+1i+記載物台10と拡大光学系16
の相対移動変位量から、前記拡大像の測定対象物12上
の現在位置を特定する現在位置特定手段30と、前記載
物台10に対する測定対象物12の取付角度と両者の基
準相対角度との角度差を、前記拡大光学系16による拡
大像又は全体光学系28にJ:る仝体1象の少くどもい
ずれか一方を評価して求める角度差識別手段24ど、該
角度差識別手段24出力のfQ度メf15号に応じて、
前記角度差を打消づ反対方向に前記拡大像及び全体像を
傾斜さ往て前記モニタ装置22に映寸ための角α補正手
段26とを設け、前記拡大像の姿態を常に基準姿態に傾
斜補正すると共に、前記載物台10ど拡大光学系16の
相対移動に伴って変位する拡大像の現在位置を、同じく
基準姿態に傾斜補正した全体像上に重複表示させるよう
に構成することにより、前記第2の目的を)構成したも
のである。 又、本発明の実IM態様は、前記拡大像の傾斜iIi正
角度と前記全体俄の傾斜補正角度を、各々独立に調整可
能どするようにしたものである。 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、表示両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′な画像処理式測定装置において
、載物台に対する測定対染物の取付角度と両91のjQ
l il+相対角度との角度差を、拡大光学系による拡
大像を評価して求める角度差識別手段と、該角度差識別
手段出力の角度差信号に応じて、前記角度差を打消す反
対方向に前記拡大像を傾斜させてモニタ装置に映すため
の角度補正手段とを設け、前記モニタ装置の拡大代の姿
態を常に基?(−姿態に傾斜補正するように(7+1成
している。従って、測定対象物の取付姿態に拘わらず、
拡大像を水平姿態、垂直姿態等の所定のも1ハf姿(ぶ
で映し出づことができ、拡大像による測定を正確、迅速
且つ容易に行うことができる。 本発明は、又、前記のような画像タハ理式測定装置にお
いて、測定対象物の全体(象を捉える全体光学系と、該
全体1′CA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動変位量から、拡大□□□の測
定対象物上の現在位置を特定する現在位置特定手段と、
前記載物台に対する測定対e−1均の取付角度と両者の
コ;木姑相対角度との角1夏着を、前記拡大光学系によ
る拡大像又は全体光学系による全体像の少くともいずれ
か一方を評価して求める角度差識別手段と、該角麿差識
別手[Ω出力の角度差18号に応じて、1)a記角度丹
を打消11−反え1方向に前記拡大(〜及び全体像をl
1hi斜さuでモニク哀「に1llJB−、lための角
度補正手段とを;9け、前記拡大i矛の姿態を常に基準
姿態に傾斜補正すると共に、前記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の現在1ヴ首を、同じ
く阜ti姿態に傾斜?+(i正した全体像上に重複表示
させるように11う成している。従って、拡大像及び全
体像を基ip姿態で映し出すことができるだけでイ≧く
、載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する拡大
像の位置を確認することができ、拡大像による測定を迅
速りつ容易に行うことができる。 又、前記拡大像の傾斜補正角度と前記全体像のKij:
l ?ili正角度を、各々独立に調整可能とした場合
には、拡大1悦と全体像の基準姿態が異なる場合にも容
易に対応できる。 又、前記モニタ装置と第2のモニタ装置を、表示両面を
同一として形成した場合には、装置の構成が比較的単純
となり、小型化できる。 (実施例1 以下図面を参照して、本発明が採用された両1ffi処
理型測定(大の実施例を詳細に説明する。 本発明の第1実施例は、第3図に示づ如く、載物台であ
るX−Yテーブル40、該X−Yテーブル/10をX−
Y方向に移動自在に支持する、側面にJす定3−1象物
を1.1Q入出するための1肴入出口42△が形成され
たテーブル栗白42、照明光学系、411、大光学系、
全体光学系、テレビカメラ等が内蔵された、Z@方向に
移動自在む測定ヘッド44、該測定ヘッド44をX−Y
テーブル40上ぐ支持ヅる支持アーム46答を有し、前
記X−Yテーブル40の位置を制t)[1するための駆
動制御系、flit記×−Yテーブル40の位置を検出
するための直線■1変位検出器をCむ位置検出系、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づ゛るためのレンズIi
’l 1lln系、前記テレビカメラで17られた画像
を処理するための、本発明による角度差識別回路どi1
4斜補正補正を含むビデオα理系、前記テレビカメラの
焦点を自動的に調節覆るためのオートフォーカス系等が
内蔵された測定台38ど、前記テレビカメラで捉えられ
、傾斜補正された1q:人像及び全体像を(IHIHづ
モニタ装置48と、ハードデスクやフロッピーデスク及
び中央処理ユニットを合むコンピュータ50ど、該コン
ピュータ50に必要イア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tつするためのジョイステ
ィック52、操作=、p 54及びデジタイザ56と、
測定対象物の全体像の輪郭等を必要に応じて描くための
プロッタ58とから主に溝成されている。 前記測定ヘッド4/Iの内部では、′f34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62が軸64A廻りに回動可能とされたレボルバ6
4上に固定され、例えばベルト66を介して光学系切換
モークロ8にj:り該レボルバ64の位置を切換えるこ
とによって、拡大光学系60と仝体光学系62が切換え
可能とされ、単一のテレビカメラ70の受光部70Aに
像が入力覆るようにされている。図にJ3いて、72は
、光軸の位置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器るだめの光学系検出
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上に測定対柔物をセットづ゛
る。次いで、ヌー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、測定対象物の全体像
を捉えて、傾斜補正を行った後、モニタ装置48の画面
の一部分、例えば第5図に示づ如く左−ヒ部に固定的に
表示づ゛ろ。 この全体像の表示は、以後測定が終了するまで床持して
おく。 次いで、光学系切換モータ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
70の前面に押入り゛る。j広大光学系6oによって捉
えられ、傾斜補正されIζ拡大像は、第5図に示した如
く、モニタ装置/I8の例えば左下部に表示される。 X−Yテーブル40の位γ、即ち拡大光学系60の測定
対象物に対する位置は、例えばテーブル架台42に内蔵
された直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
置間係が、前記全体■上に例えば輝点の現在位置マーク
で重複表示される。 従って測定者は、望む目標値に向【ノて、全体Rf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(図示省略)
等を用いてX−Yテーブル40を駆動する。 第5図に示した如く、測定すべきエツジ線G−Gを含む
所望拡大像がモニタ装置48に表示された段階で、操作
者が探作車54のボタン、例えばデジタイザ56で第5
図の矢印A→Bに示づ如く、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
Hでエツジ位置(画面中心からの長さし1)が自動的に
検出される。 次いで、X−Yテーブル移動量を移動させ、第6図に示
す如く、反対側のエツジ線J−’Jを含む所望拡大像を
モニタ装置48に表示する。次いで、第5図とは逆に、
矢印C→Dの如くエツジ検出系路の位置と方向を定め、
エツジ点にの位置〈画面中心からの長さL2)を求める
。 このようにしてエツジ点FIK間の寸法を、(寸法L1
+寸法L2+変位検出器で検出したテーブル移動量)で
求めることができる。なa3、この場合には、モニタ装
胃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。 ここで測定精度は、テレビカメラ70の分盲了能をW5
00ビクセルX H500ビクセル(受光面の大ぎさを
10x10關とする)、拡大光学系60の侶埠tを50
18とした時、テレビカメラ70からの出力信号は、横
方向について、1150X10.1500=1/250
0/ビクセルと仕る。従って、測定対象の腺を、0.1
1μm/ビクヒルの分解能で評価できることになる。こ
の揚台、前記変位検出器の出力信号の分ガY能は0.4
μm以上どづ゛る。これは、第7図に示す如く、エツジ
線G−GどJ−Jを同時に映した場合には、土ツジ腺G
−G−J−J間に入るピクセル攻×0.4μmがG−G
−J−J間寸法となる。 処理データは記憶され、必要に応じてメツレージとして
、前出第5図に示した如くモニタ装置48の右半分に出
力される。 な33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111定するこ
とができる。この拡大伝に対するエツジ検出方向、検出
点数、拡大づべき測定対象物の位置等は、各スデツブ毎
に決められた測定プログラムどして記↑0されている。 なお前記全体光学系62で捕えられた全体代は、輪郭の
みを抽出し、スケッチ図として、プリンタやプロッタ5
8へ出力することができ、従来の手出に比べて正確で速
やかにトレース図が作成でさる。又、トレース図形上に
測定結果を記入づ“ることも可能となる。更に、全体浄
上に、第8図に示づ如く、座標軸や測定点(円の中心C
1や直線の交点I+、Iz等)を名称付きで重ねて表示
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4にるので、複鉗なデータ処理を行
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、倍率の異なる複数組のレンズ系を設けてVJ
換え可能に(j4成しているので、各光学系の設訓が容
易である。 又、この第1実施四においては、テレビカメラ70を共
用としているので、装置を′り、価に(j・1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、71−1〜フオ一カ
ス機構を絹み込んでいるので、画像がj了明となり測定
精度が高い。なJ3、オートフォーカス1;1描を省略
することも可能である。 次に本発明の第2実施例を詳細に説明する。 この′?52実施例は、第9図に示ず如く、全体光学系
をズームレンズ80で(r11成するど共に、移動ボッ
クス82を図の右方向に移動8ぼた時に、Jl:1定用
レンズ84即ら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9図において、86はミラー、88は、ギ119Q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
ム用モータ、92はズーム位置を(の出するためのセン
サ、91及び96は、それぞれVレール」ニに支持され
た移!FJJ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によって駆動するためのラック
である。 面間測定用レンズ8/l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i’18づ゛る。 この第2実施例においては、第9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に入力される像によって、全体象の表示が行われ
る。なa3、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、拡大像を覗察する際には、光学系I、l171灸
えモータ68によりランク98を介して移動ボックス8
2の全体を図の右方向に移動刃る。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84による拡
大光学系となる。 この第2実り色間にiJ3いては、光学系を切換えるた
めの1ま構が測定ヘッド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、Ill定対象物の大きさに
合わせて任意の縮小倍率を連携することが容易にできる
。 なお前記実/II!i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10図に承
り第3実施例の如く、例えば甲−のズームレンズ80を
用いて、光学系を光軸方向に変f、l、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=30.20.40等)の拡大光学系ど
簡小率1 / n 13の全体光学系を共用することも
可能である。この場合に(よ、測定ヘッドを小型化する
ことが可能である。又、全体光学系を省略することも可
能である。 又、+”+if記実施例においては、いずれも、光学系
の現在位置のみを輝点て表示するようにしていlこが、
予め記憶しておいた測定プログラムに従つζ、移動すべ
き次の目標位置も合わせてマーク表示又は接近程度によ
って点滅表示することら可能である。更に、現在位置が
目標位置と一致した0)に、へ1測Q’= f(i°1
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、操作名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C15、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方向に移動し、測定
ヘッド44を用いて光学系をZ軸方向に移動するように
構成していたが、載物台と光らγ・系を相対移すJ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XYZ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(;(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、オートフォーカス別格を利用して3次
元測定l凌としたり、あるいは顕微鏡等にも同様に適用
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、測定対象1力の取
付姿態に拘わらず、拡大画や全体像を所定の基準¥態で
映し出づ゛ことができ、従って、迅速且つ確実な測定が
可能となるという岡れた効果を有づ゛る。
ので、測定対象物の取付姿態に拘りら1ノ゛、拡大像に
よる測定を正確、迅速1つ容易に行うことができる画像
処理式測定装置を1ヱ供することを第1の目的どする。 本発明は、更に、測定対象物上の拡大像の位置を容易に
確認することができる画像処理式測定装置を提供するこ
とを第2の目的とする。 【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如く、載物台1
o上に配置された測定対象物12に光照射する照明光学
系14と、前記測定対客物12と関与した光を受けて、
測定対象部分の象を拡大する拡大光学系16と、所定の
測定対象部分を拡大サベく、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構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
机、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隔えた画像処理式測定装
置において、前記載物台10に対する測定対象物12の
取f1角度と両者の基準相対角度との角度差を、前記拡
大光学系16による拡大像を評価して求める角度差識別
手段24と、該角度差識別手段24出力の角度差13号
に応じて、前記角度差を打潤す反対方向に前記拡大像を
傾斜させて前記モニタ装置22に映す゛ための角度補正
手段26とを設け、前記モニタ装置22の拡大[IQの
姿態を常に基準姿態に傾斜補正するように構成して、1
)を2第1の目的を達成したものである。 又、本発明は、前記のにうむ画像処理式測定装置におい
て、第2図にその要旨構成を示寸如く、前記測定対象物
12の全体像を捉える全体光学系28と、該全体像を固
定的に映す第2のモニタ装置(第2図ではモニタ装置2
2と共用)と、+1i+記載物台10と拡大光学系16
の相対移動変位量から、前記拡大像の測定対象物12上
の現在位置を特定する現在位置特定手段30と、前記載
物台10に対する測定対象物12の取付角度と両者の基
準相対角度との角度差を、前記拡大光学系16による拡
大像又は全体光学系28にJ:る仝体1象の少くどもい
ずれか一方を評価して求める角度差識別手段24ど、該
角度差識別手段24出力のfQ度メf15号に応じて、
前記角度差を打消づ反対方向に前記拡大像及び全体像を
傾斜さ往て前記モニタ装置22に映寸ための角α補正手
段26とを設け、前記拡大像の姿態を常に基準姿態に傾
斜補正すると共に、前記載物台10ど拡大光学系16の
相対移動に伴って変位する拡大像の現在位置を、同じく
基準姿態に傾斜補正した全体像上に重複表示させるよう
に構成することにより、前記第2の目的を)構成したも
のである。 又、本発明の実IM態様は、前記拡大像の傾斜iIi正
角度と前記全体俄の傾斜補正角度を、各々独立に調整可
能どするようにしたものである。 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、表示両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′な画像処理式測定装置において
、載物台に対する測定対染物の取付角度と両91のjQ
l il+相対角度との角度差を、拡大光学系による拡
大像を評価して求める角度差識別手段と、該角度差識別
手段出力の角度差信号に応じて、前記角度差を打消す反
対方向に前記拡大像を傾斜させてモニタ装置に映すため
の角度補正手段とを設け、前記モニタ装置の拡大代の姿
態を常に基?(−姿態に傾斜補正するように(7+1成
している。従って、測定対象物の取付姿態に拘わらず、
拡大像を水平姿態、垂直姿態等の所定のも1ハf姿(ぶ
で映し出づことができ、拡大像による測定を正確、迅速
且つ容易に行うことができる。 本発明は、又、前記のような画像タハ理式測定装置にお
いて、測定対象物の全体(象を捉える全体光学系と、該
全体1′CA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動変位量から、拡大□□□の測
定対象物上の現在位置を特定する現在位置特定手段と、
前記載物台に対する測定対e−1均の取付角度と両者の
コ;木姑相対角度との角1夏着を、前記拡大光学系によ
る拡大像又は全体光学系による全体像の少くともいずれ
か一方を評価して求める角度差識別手段と、該角麿差識
別手[Ω出力の角度差18号に応じて、1)a記角度丹
を打消11−反え1方向に前記拡大(〜及び全体像をl
1hi斜さuでモニク哀「に1llJB−、lための角
度補正手段とを;9け、前記拡大i矛の姿態を常に基準
姿態に傾斜補正すると共に、前記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の現在1ヴ首を、同じ
く阜ti姿態に傾斜?+(i正した全体像上に重複表示
させるように11う成している。従って、拡大像及び全
体像を基ip姿態で映し出すことができるだけでイ≧く
、載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する拡大
像の位置を確認することができ、拡大像による測定を迅
速りつ容易に行うことができる。 又、前記拡大像の傾斜補正角度と前記全体像のKij:
l ?ili正角度を、各々独立に調整可能とした場合
には、拡大1悦と全体像の基準姿態が異なる場合にも容
易に対応できる。 又、前記モニタ装置と第2のモニタ装置を、表示両面を
同一として形成した場合には、装置の構成が比較的単純
となり、小型化できる。 (実施例1 以下図面を参照して、本発明が採用された両1ffi処
理型測定(大の実施例を詳細に説明する。 本発明の第1実施例は、第3図に示づ如く、載物台であ
るX−Yテーブル40、該X−Yテーブル/10をX−
Y方向に移動自在に支持する、側面にJす定3−1象物
を1.1Q入出するための1肴入出口42△が形成され
たテーブル栗白42、照明光学系、411、大光学系、
全体光学系、テレビカメラ等が内蔵された、Z@方向に
移動自在む測定ヘッド44、該測定ヘッド44をX−Y
テーブル40上ぐ支持ヅる支持アーム46答を有し、前
記X−Yテーブル40の位置を制t)[1するための駆
動制御系、flit記×−Yテーブル40の位置を検出
するための直線■1変位検出器をCむ位置検出系、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づ゛るためのレンズIi
’l 1lln系、前記テレビカメラで17られた画像
を処理するための、本発明による角度差識別回路どi1
4斜補正補正を含むビデオα理系、前記テレビカメラの
焦点を自動的に調節覆るためのオートフォーカス系等が
内蔵された測定台38ど、前記テレビカメラで捉えられ
、傾斜補正された1q:人像及び全体像を(IHIHづ
モニタ装置48と、ハードデスクやフロッピーデスク及
び中央処理ユニットを合むコンピュータ50ど、該コン
ピュータ50に必要イア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tつするためのジョイステ
ィック52、操作=、p 54及びデジタイザ56と、
測定対象物の全体像の輪郭等を必要に応じて描くための
プロッタ58とから主に溝成されている。 前記測定ヘッド4/Iの内部では、′f34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62が軸64A廻りに回動可能とされたレボルバ6
4上に固定され、例えばベルト66を介して光学系切換
モークロ8にj:り該レボルバ64の位置を切換えるこ
とによって、拡大光学系60と仝体光学系62が切換え
可能とされ、単一のテレビカメラ70の受光部70Aに
像が入力覆るようにされている。図にJ3いて、72は
、光軸の位置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器るだめの光学系検出
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上に測定対柔物をセットづ゛
る。次いで、ヌー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、測定対象物の全体像
を捉えて、傾斜補正を行った後、モニタ装置48の画面
の一部分、例えば第5図に示づ如く左−ヒ部に固定的に
表示づ゛ろ。 この全体像の表示は、以後測定が終了するまで床持して
おく。 次いで、光学系切換モータ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
70の前面に押入り゛る。j広大光学系6oによって捉
えられ、傾斜補正されIζ拡大像は、第5図に示した如
く、モニタ装置/I8の例えば左下部に表示される。 X−Yテーブル40の位γ、即ち拡大光学系60の測定
対象物に対する位置は、例えばテーブル架台42に内蔵
された直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
置間係が、前記全体■上に例えば輝点の現在位置マーク
で重複表示される。 従って測定者は、望む目標値に向【ノて、全体Rf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(図示省略)
等を用いてX−Yテーブル40を駆動する。 第5図に示した如く、測定すべきエツジ線G−Gを含む
所望拡大像がモニタ装置48に表示された段階で、操作
者が探作車54のボタン、例えばデジタイザ56で第5
図の矢印A→Bに示づ如く、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
Hでエツジ位置(画面中心からの長さし1)が自動的に
検出される。 次いで、X−Yテーブル移動量を移動させ、第6図に示
す如く、反対側のエツジ線J−’Jを含む所望拡大像を
モニタ装置48に表示する。次いで、第5図とは逆に、
矢印C→Dの如くエツジ検出系路の位置と方向を定め、
エツジ点にの位置〈画面中心からの長さL2)を求める
。 このようにしてエツジ点FIK間の寸法を、(寸法L1
+寸法L2+変位検出器で検出したテーブル移動量)で
求めることができる。なa3、この場合には、モニタ装
胃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。 ここで測定精度は、テレビカメラ70の分盲了能をW5
00ビクセルX H500ビクセル(受光面の大ぎさを
10x10關とする)、拡大光学系60の侶埠tを50
18とした時、テレビカメラ70からの出力信号は、横
方向について、1150X10.1500=1/250
0/ビクセルと仕る。従って、測定対象の腺を、0.1
1μm/ビクヒルの分解能で評価できることになる。こ
の揚台、前記変位検出器の出力信号の分ガY能は0.4
μm以上どづ゛る。これは、第7図に示す如く、エツジ
線G−GどJ−Jを同時に映した場合には、土ツジ腺G
−G−J−J間に入るピクセル攻×0.4μmがG−G
−J−J間寸法となる。 処理データは記憶され、必要に応じてメツレージとして
、前出第5図に示した如くモニタ装置48の右半分に出
力される。 な33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111定するこ
とができる。この拡大伝に対するエツジ検出方向、検出
点数、拡大づべき測定対象物の位置等は、各スデツブ毎
に決められた測定プログラムどして記↑0されている。 なお前記全体光学系62で捕えられた全体代は、輪郭の
みを抽出し、スケッチ図として、プリンタやプロッタ5
8へ出力することができ、従来の手出に比べて正確で速
やかにトレース図が作成でさる。又、トレース図形上に
測定結果を記入づ“ることも可能となる。更に、全体浄
上に、第8図に示づ如く、座標軸や測定点(円の中心C
1や直線の交点I+、Iz等)を名称付きで重ねて表示
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4にるので、複鉗なデータ処理を行
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、倍率の異なる複数組のレンズ系を設けてVJ
換え可能に(j4成しているので、各光学系の設訓が容
易である。 又、この第1実施四においては、テレビカメラ70を共
用としているので、装置を′り、価に(j・1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、71−1〜フオ一カ
ス機構を絹み込んでいるので、画像がj了明となり測定
精度が高い。なJ3、オートフォーカス1;1描を省略
することも可能である。 次に本発明の第2実施例を詳細に説明する。 この′?52実施例は、第9図に示ず如く、全体光学系
をズームレンズ80で(r11成するど共に、移動ボッ
クス82を図の右方向に移動8ぼた時に、Jl:1定用
レンズ84即ら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9図において、86はミラー、88は、ギ119Q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
ム用モータ、92はズーム位置を(の出するためのセン
サ、91及び96は、それぞれVレール」ニに支持され
た移!FJJ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によって駆動するためのラック
である。 面間測定用レンズ8/l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i’18づ゛る。 この第2実施例においては、第9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に入力される像によって、全体象の表示が行われ
る。なa3、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、拡大像を覗察する際には、光学系I、l171灸
えモータ68によりランク98を介して移動ボックス8
2の全体を図の右方向に移動刃る。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84による拡
大光学系となる。 この第2実り色間にiJ3いては、光学系を切換えるた
めの1ま構が測定ヘッド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、Ill定対象物の大きさに
合わせて任意の縮小倍率を連携することが容易にできる
。 なお前記実/II!i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10図に承
り第3実施例の如く、例えば甲−のズームレンズ80を
用いて、光学系を光軸方向に変f、l、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=30.20.40等)の拡大光学系ど
簡小率1 / n 13の全体光学系を共用することも
可能である。この場合に(よ、測定ヘッドを小型化する
ことが可能である。又、全体光学系を省略することも可
能である。 又、+”+if記実施例においては、いずれも、光学系
の現在位置のみを輝点て表示するようにしていlこが、
予め記憶しておいた測定プログラムに従つζ、移動すべ
き次の目標位置も合わせてマーク表示又は接近程度によ
って点滅表示することら可能である。更に、現在位置が
目標位置と一致した0)に、へ1測Q’= f(i°1
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、操作名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C15、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方向に移動し、測定
ヘッド44を用いて光学系をZ軸方向に移動するように
構成していたが、載物台と光らγ・系を相対移すJ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XYZ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(;(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、オートフォーカス別格を利用して3次
元測定l凌としたり、あるいは顕微鏡等にも同様に適用
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、測定対象1力の取
付姿態に拘わらず、拡大画や全体像を所定の基準¥態で
映し出づ゛ことができ、従って、迅速且つ確実な測定が
可能となるという岡れた効果を有づ゛る。
第1図及び第2図は、本発明に係る画像処]11j式測
定装置の基本的な構成の例を示づブロック線図、第3図
は、本発明が採用された両(免処理型測定汐の第1実施
例の全体構成を示す斜視図、第4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5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6図
及び第7図は、前記第1実施例におけるモニタ装置の拡
大像の表示例泰示1線図、第8図は、同じく全体像の表
示例を示す線図、第9図は、本発明の第2実施例にJ3
<jる測定ヘッドの構成を示す断面図、第10図は、同
じく第3実rM例における光学系の基本的な(111成
を示す線図である。 10・・・載物台、 12・・・測定対象物、 14・・・照明光学系、 16.60・・・拡大光学系、 18・・・移動橙描、 20.70・・・テレビカメラ、 22.48・・・モニタ装置、 24・・・角度差識別手段、 26・・・角度補正手段、 28・・・全体光学系、 30・・・現在位(支)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。
定装置の基本的な構成の例を示づブロック線図、第3図
は、本発明が採用された両(免処理型測定汐の第1実施
例の全体構成を示す斜視図、第4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5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6図
及び第7図は、前記第1実施例におけるモニタ装置の拡
大像の表示例泰示1線図、第8図は、同じく全体像の表
示例を示す線図、第9図は、本発明の第2実施例にJ3
<jる測定ヘッドの構成を示す断面図、第10図は、同
じく第3実rM例における光学系の基本的な(111成
を示す線図である。 10・・・載物台、 12・・・測定対象物、 14・・・照明光学系、 16.60・・・拡大光学系、 18・・・移動橙描、 20.70・・・テレビカメラ、 22.48・・・モニタ装置、 24・・・角度差識別手段、 26・・・角度補正手段、 28・・・全体光学系、 30・・・現在位(支)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。
Claims (4)
- (1)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、 前記載物台に対する測定対象物の取付角度と両者の基準
相対角度との角度差を、前記拡大光学系による拡大像を
評価して求める角度差識別手段と、該角度差識別手段出
力の角度差信号に応じて、前記角度差を打消す反対方向
に前記拡大像を傾斜させて前記モニタ装置に映すための
角度補正手段とを設け、 前記モニタ装置の拡大像の姿態を常に基準姿態に傾斜補
正す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)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測定
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、 前記測定対象物の全体像を捉える全体光学系と、該全体
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、前記拡大像の測定対象
物上の現在位置を特定する現在位置特定手段と、 前記載物台に対する測定対象物の取付角度と両者の基準
相対角度との角度差を、前記拡大光学系による拡大像又
は全体光学系による全体像の少くともいずれか一方を評
価して求める角度差識別手段と、 該角度差識別手段出力の角度差信号に応じて、前記角度
差を打消す反対方向に前記拡大像及び全体像を傾斜させ
て前記モニタ装置に映すための角度補正手段とを設け、 前記拡大像の姿態を常に基準姿態に傾斜補正すると共に
、前記載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する
拡大像の現在位置を、同じく基準姿態に傾斜補正した全
体像上に重複表示させ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。 - (3)前記拡大像の傾斜補正角度と前記全体像の傾斜補
正角度が、各々独立に調整可能とされている特許請求の
範囲第2項記載の画像処理式測定装置。 - (4)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2項記載
の画像処理式測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27651585A JPS62135705A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 画像処理式測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27651585A JPS62135705A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 画像処理式測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62135705A true JPS62135705A (ja) | 1987-06-18 |
JPH0357403B2 JPH0357403B2 (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=17570544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27651585A Granted JPS62135705A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 画像処理式測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62135705A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036285A1 (ja) * | 2002-08-26 | 2004-04-29 | Japan Science And Technology Agency | 一細胞長期観察装置 |
JP2008107645A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 画像表示装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6554695B2 (ja) | 2014-07-18 | 2019-08-07 | 株式会社ミツトヨ | 画像測定装置 |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP27651585A patent/JPS62135705A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036285A1 (ja) * | 2002-08-26 | 2004-04-29 | Japan Science And Technology Agency | 一細胞長期観察装置 |
JP2008107645A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 画像表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0357403B2 (ja) | 1991-09-02 |
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