CN109211108A - 图像测量装置 - Google Patents

Abstract

一种图像测量装置，包括图像拾取单元、安装单元和判断单元。图像拾取单元捕获测量目标。测量目标安装在安装单元上，安装单元能够相对于图像拾取单元移动。判断单元基于与预定时间内图像拾取单元与安装单元之间的相对位置相关的信息来判断图像拾取单元捕获测量图像是否可能。

Description

图像测量装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月4日提交的日本优先权专利申请JP2017-130974的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及图像测量装置。

背景技术

从过去，已知在移动图像拾取范围的同时捕获测量目标的技术。例如，日本专利申请特开2013-171425号(以下称为专利文献1)描述了一种用于通过移动工作台来生成工件的合成图像的图像处理装置。在专利文献1中，其上放置工件的工作台在X轴方向和Y轴方向上适当地移动，并且在相应的移动位置捕获工件。所捕获的工件的图像通过图像匹配处理合成，从而生成工件的合成图像。因此，在比单拍图像拾取范围更宽的范围内生成工件的图像变得可能(专利文献1的说明书中的段落[0010]、[0017]和[0020]，图5等等)。

另外，日本专利申请特开平10-31165号(以下称为专利文献2)描述了一种扫描型激光显微镜，其检测其上放置样本的工作台在Z方向上的振动。在专利文献2中，通过激光长度测量设备来测量工作台与物镜之间的相对距离，并且检测Z方向上的振动。通过监视工作台在Z方向上的振动，生成没有图像模糊的图像数据(参见专利文献2的说明书中的段落[0014]、[0024]和[0028]，图1，等等)。

发明内容

在移动图像拾取范围的同时捕获测量目标时，避免工作台的振动等的影响是重要的。需要能够在抑制这种振动等的影响的同时准确捕获测量目标的技术。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种图像测量装置，该图像测量装置能够在伴随有图像拾取范围的移动的观察中准确地捕获测量目标。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的图像测量装置包括图像拾取单元、安装单元和判断单元。

图像拾取单元捕获测量目标。

在安装单元上安装测量目标，安装单元能够相对于图像拾取单元移动。

判断单元基于预定时间内与图像拾取单元和安装单元之间的相对位置相关的信息来判断由图像拾取单元捕获测量图像是否可能。

在该图像测量装置中，图像拾取单元和安装单元可以相对于彼此移动，并且安装在安装单元上的测量目标由图像拾取单元捕获。基于与预定时间内图像拾取单元和安装单元之间的相对位置相关的信息来判断捕获测量图像是否可能。因而，在伴随有图像拾取范围的移动的观察中准确地捕获测量目标变得可能。

在预定时间内图像拾取单元和安装单元之间的相对位置的改变落入预定范围内的情况下，判断单元可以判断捕获测量图像是可能的。

因而，在图像拾取单元和安装单元之间的相对振动足够小的状态下捕获测量图像变得可能。因此，准确地捕获测量目标变得可能。

安装单元可以包括安装表面，测量目标将被安装在安装表面上，并且可以相对于图像拾取单元沿着与安装表面相互正交和平行的第一方向和第二方向移动。

因而，沿着安装表面平面地移动图像拾取范围变得可能。因此，例如，容易地生成测量目标的合成图像等变得可能。

图像测量装置还可以包括坐标检测单元，该坐标检测单元能够检测指示图像拾取单元和安装单元之间沿着第一方向的相对位置的第一坐标值以及指示图像拾取单元和安装单元之间沿着第二方向的相对位置的第二坐标值。

通过基于第一坐标值和第二坐标值判断捕获可能的状态，在伴随有图像拾取范围的移动的观察中以足够的准确度捕获测量目标变得可能。

在预定时间内的第一坐标值落入第一范围内并且预定时间内的第二坐标值落入第二范围内的情况下，判断单元可以判断捕获测量图像是可能的。

因而，在第一方向和第二方向上的振动足够小的状态下捕获测量图像并且高度准确地捕获测量目标变得可能。

第一范围和第二范围中的每一个可以是在使用用于捕获测量图像的图像拍摄位置作为参考时设置的范围。

因而，高度准确地对图像拾取位置等执行移动操作变得可能。因此，例如，在期望的图像拾取位置高度准确地捕获测量目标变得可能。

第一范围和第二范围可以具有相互相等的大小。

这使得容易执行用于确定测量图像的捕获有可能的状态的计算等。因此，可以缩短观察所需的时间。

判断单元可以以预定采样率获取第一坐标值和第二坐标值中的每一个，并且在与预定时间对应的数量的所有第一坐标值落入第一范围内并且与预定时间对应的数量的所有第二坐标值落入第二范围内的情况下判断测量图像的捕获是可能的。

因而，例如，实时地判断第一方向和第二方向上的振动变得可能。因此，可以充分缩短观察所需的时间。

与预定时间对应的数量可以是通过将通过从所述数量中减去1获得的值乘以预定采样速率获得的值变为等于或大于预定时间的数量。

因而，例如可以在振动足够小的状态下捕获测量图像，并高度准确地捕获测量目标变得可能。

在预定时间内第一坐标值的最大值与最小值之间的差小于第一阈值并且值预定时间内第二坐标值的最大值与最小值之间的差小于第二阈值的情况下，判断单元可以判断测量图像的捕获是可能的。

因而，在第一和第二方向上的振动足够小的状态下捕获测量图像并且高度准确地捕获测量目标变得可能。

第一和第二阈值可以彼此相等。

这使得容易执行用于判断测量图像的捕获有可能的状态的计算等。因此，可以缩短观察所需的时间。

在判断测量图像的捕获有可能的情况下，判断单元可以允许图像拾取单元捕获测量图像。

因而，防止在不适合捕获测量图像的状态下捕获测量目标变得可能，因此避免由于错误捕获引起的重新拍摄等。

判断单元可以在判断测量图像的捕获有可能的情况下输出用于请求图像拾取单元捕获测量图像的请求信号。

因而，例如在图像拾取单元和安装单元之间的相对振动足够小的状态下捕获测量图像，并且维持高图像拾取准确度变得可能。

图像测量装置还可以包括开关单元，其控制请求信号向图像拾取单元的输入。

因而，例如控制图像拾取单元的图像拾取定时变得可能，因此提高装置的可操作性。

开关单元可以包括操作开关，该操作开关用于执行图像拾取单元对测量图像的捕获，并且响应于对操作开关进行的操作而将从判断单元输出的请求信号输入到图像拾取单元。

通过使用操作开关，在期望的定时捕获测量图像变得可能，因此提高装置的可操作性。

图像测量装置还可以包括用于手动移动安装单元的操作机制。在这种情况下，操作开关可以布置在操作机制的附近。

因而，执行手边的(at hand)移动操作和图像拾取操作，并且因此显著提高设备的可用性。

操作开关可以包括照明单元，该照明单元基于作为图像拾取单元和安装单元之间的当前相对位置的当前位置与用于捕获测量图像的图像拾取位置之间的距离以及由判断单元获得的判断结果中的至少一个而改变照明状态。

因而，例如，基于照明单元的照明状态来执行移动操作、图像拾取操作等，并且发挥高可操作性变得可能。

图像测量装置还可以包括通知单元，该通知单元通知由判断单元获得的判断结果。

因而，例如，基于判断结果来执行移动操作和图像拾取操作变得可能，并且发挥高可操作性。

通知单元可以通知图像拾取单元捕获测量图像的完成。

因而，在确认测量图像的捕获已经完成之后执行移动安装单元的操作变得可能。因此，避免由于错误捕获引起的重新拍摄等，并且提高装置的可靠性。

图像拾取单元可以能够捕获用于观察测量目标的观察图像。

通过使用观察图像，例如，便于移动测量目标、捕获测量图像等的操作，并且可以提高装置的可操作性。

图像测量装置还可以包括能够显示测量图像和观察图像的显示单元，以及控制显示单元的图像显示的显示控制单元。

因而，例如在观看观察图像的同时捕获测量图像，并充分提高装置的操作性变得可能。

显示控制单元可以生成辅助图像，该辅助图像辅助测量图像的捕获并且将观察图像和辅助图像显示在显示单元上。

例如，在使用辅助图像作为参考的同时移动图像拾取范围变得可能。因而，可以容易地观察测量目标。

辅助图像可以包括引导图像，该引导图像指示可以捕获测量图像的区域和用于捕获测量图像的图像拾取位置中的至少一个。

例如，通过根据引导图像移动图像拾取范围，可以容易地执行测量图像的捕获。因而，可以充分缩短观察所需的时间。

判断单元可以监视与图像拾取单元和安装单元之间的相对位置相关的信息。

因而，不断地判断可以适当地捕获测量图像的状态变得可能。因此，充分提高装置的可操作性变得可能。

图像测量装置还可以包括计算单元，该计算单元基于在互不相同的定时由图像拾取单元捕获的第一图像和第二图像来计算第一图像与第二图像之间的偏差量。在这种情况下，判断单元可以基于计算出的偏差量来判断捕获测量图像是否可能。

例如，基于由图像拾取单元捕获的图像，容易地检测图像拾取单元与安装单元之间的相对位置的改变变得可能。

在由计算单元计算的偏差量持续小于预定阈值达预定次数的情况下，判断单元可以判断捕获测量图像是可能的。

因而，在图像拾取单元与安装单元之间的相对振动充分小的状态下捕获测量图像变得可能。因此，有可能准确地捕获测量目标。

根据本发明实施例的程序使计算机系统执行以下步骤。

由捕获测量目标的图像拾取单元捕获测量目标的步骤。

基于在预定时间内与图像拾取单元与其上安装有测量目标的安装单元之间的相对位置相关的信息，判断由图像拾取单元捕获测量图像是否可能的步骤，其中安装单元相对于图像拾取单元可移动。

如上所述，根据本发明，在伴随有图像拾取范围的移动的观察中准确地捕获测量目标变得可能。应当注意的是，本文描述的效果不一定是有限的，并且本公开中描述的任何效果都可以获得。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的图像测量装置的外观的示意图；

图2是示出图像测量装置的配置示例的框图；

图3是示出控制单元的功能配置示例的框图；

图4是示出操作开关的配置示例的透视图；

图5是示出标尺值的时间改变的曲线图；

图6是用于解释测量图像的捕获的示例的图；

图7A和7B是用于解释观察屏幕和测量图像的示例的示意图；

图8A和8B是用于解释操作开关的照明单元的操作的图；

图9是用于解释根据第二实施例的判断方法的图，该图是示出标尺值的时间变化的曲线图；以及

图10A和10B是用于解释根据第三实施例的判断方法的图，这些图是示出在互不相同的定时捕获的工件的图像的示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

<第一实施例>

图1是示出根据本发明第一实施例的图像测量装置的外观的示意图。如图1中所示，图像测量装置100包括测量机器主体1、命令输入单元2和控制系统3。

测量机器主体1包括底座10、框架20、图像拾取单元30和工作台单元40、测量机器主体1还包括切换开关50和操作开关51(参见图3和4)。

底座10被放置在桌子、作业台等上，并且支撑框架20和工作台单元40。

框架20布置在底座10的一个端侧上并且保持图像拾取单元30，使得图像拾取单元30在纵向方向(Z轴方向)上可移动。布置有框架20的一个端侧被设置为测量机器主体1的后侧，并且与其相反的一侧被设置为前侧。如图1中所示，图像拾取单元30附连到框架20的前侧。

图像拾取单元30包括相机31，照明单元32和Z轴驱动手柄33。如图1中所示，图像拾取单元30被布置为使得相机31面向工作台单元40。

相机31捕获作为测量目标的工件4的图像。相机31包括光学系统和捕获由光学系统成像的测量目标的图像的图像传感器(两者均未示出)。作为光学系统，使用例如具有大焦深的远心光学系统等。

作为图像传感器，例如使用CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器、CCD(电荷耦合器件)传感器等。相机31的具体配置不受限制。在这个实施例中，相机31与捕获测量目标的图像的图像拾取单元对应。

相机31捕获用于执行工件4的图像测量的测量图像。基于预定的图像拾取参数(诸如曝光时间、图像拾取灵敏度和分辨率)来捕获测量图像。可以基于捕获的测量图像来执行对工件4的相应部分的维度、角度、倾斜等的测量以及诸如通过边缘检测对粗糙形状进行检查之类的图像测量。另外，可以通过合成测量图像来生成工件4等的合成图像。

此外，相机31捕获用于观察工件4的观察图像。观察图像是例如不断获取的图像，并且是以预定的帧速率捕获的。通过使用观察图像，例如，在实时观察工件4的同时移动工件4并捕获测量图像变得可能。

例如，在用户期望的定时捕获测量图像，并且当测量图像不被捕获时，以预定的帧速率捕获观察图像。因此，可以说相机31在用于捕获测量图像的模式与用于捕获观察图像的模式之间切换的同时捕获测量目标的图像。

照明单元32发射用于捕获工件4的照明光。例如，照明光的亮度由控制系统3控制。作为照明单元32，例如使用使用诸如LED(发光二极管)之类的发光设备的环形灯。

Z轴驱动手柄33是用于使图像拾取单元30沿着Z轴方向移动的操作机制。通过操作Z轴驱动手柄33，例如可以调整相机31的焦点。应当注意的是，图像拾取单元30在Z轴方向上的位置由Z轴标尺34(参见图2)检测(未示出)。

工作台单元40包括测量台41、X轴工作台42和Y轴工作台43。

测量台41具有板状形状并且包括安装表面44。作为测量目标的工件4安装在安装表面44上。在这个实施例中，安装表面44被配置为与Z轴方向正交。作为测量台41，使用例如玻璃板等。测量台41的具体配置不受限制，并且测量台41可以根据例如工件4的类型、形状等适当地配置。在这个实施例中，测量台41与安装单元对应。

以下，将与安装表面44平行且彼此正交的方向定义为X轴方向和Y轴方向。在图1所示的示例中，在从前测观看测量机器主体1时，将X轴方向设置在横向方向，并将Y轴方向设置在前后方向。在这个实施例中，X轴方向与第一方向对应，并且Y轴方向与第二方向对应。

X轴工作台42布置在底座10上并且沿着X轴方向可移动地支撑Y轴工作台43。X轴工作台42包括X轴驱动手柄45和X轴标尺46。X轴工作台42的具体配置不受限制，并且可以使用诸如线性工作台之类的任意移动机制。

X轴驱动手柄45是用于手动操作X轴工作台42的移动的操作机制。作为X轴驱动手柄45，使用旋转手柄(参见图3)。例如，通过改变X轴驱动手柄45的旋转方向和旋转速度，可以改变X轴工作台42的横向移动方向和移动速度。X轴驱动手柄45的具体配置不受限制。

X轴标尺46检测指示X轴工作台42的位置的X坐标值。X轴标尺46检测例如预先设置的参考位置与X轴工作台42的当前位置之间的距离，作为X坐标值。例如，X轴标尺46的具体配置不受限制，并且可以使用使用激光的距离传感器等作为X轴标尺46。

Y轴工作台43沿着Y轴方向可移动地支撑测量台41。Y轴工作台43包括Y轴驱动手柄47和Y轴标尺48。Y轴工作台43的具体配置不受限制，并且可以使用诸如线性工作台之类的任意移动机制。应当注意的是，X轴工作台42和Y轴工作台43可以以与图1中所示的布置相反的方式布置。换句话说，Y轴工作台43可以布置在底座10上，X轴工作台46可以布置在Y轴工作台43上，并且测量台41可以布置在X轴工作台46上。

Y轴驱动手柄47是用于手动操作Y轴工作台43的移动的操作机制。作为Y轴驱动手柄47，例如使用与X轴驱动手柄45相同的操作机制(参见图3和4)。当然，该配置不限于此，并且可以使用任意操作机制作为Y轴驱动手柄47。

Y轴标尺48检测指示Y轴工作台43的位置的Y坐标值。例如，Y轴标尺48检测预先设置的参考位置与Y轴工作台43的当前位置之间的距离，作为Y坐标值。作为Y轴标尺48，例如使用与X轴标尺46类似的距离传感器等。本发明不限于此，并且可以使用任意传感器等作为Y轴标尺48。

以这种方式，在工作台单元40中，通过移动X轴工作台42和Y轴工作台43，可以移动测量台41(工件4)。换句话说，测量台41可以相对于相机31沿着与安装表面44平行并且彼此正交的X轴方向和Y轴方向移动。

例如，在通过操作X轴工作台42使测量台41移动的情况下，相机31与测量台41之间沿着X轴方向的相对位置改变。相对位置的这种改变可以作为X坐标值的改变被检测。具体而言，通过使用X坐标值，可以表示相机31与测量台41之间在X轴方向上的相对位置。类似地，通过使用Y坐标值，可以表示相机31与测量台41之间在Y轴方向上的相对位置。

在这个实施例中，X坐标值与指示图像拾取单元与安装单元之间沿着第一方向的相对位置的第一坐标值对应，并且Y坐标值与指示图像拾取单元与安装单元之间沿着第二方向的相对位置的第二坐标值对应。另外，X轴标尺46和Y轴标尺48用作坐标检测单元。

切换开关50和操作开关51将在后面详细描述。

命令输入单元2是用于输入用于测量所需命令的操作机制。命令输入单元2例如经由控制系统3连接到测量机器主体1。当然，命令输入单元2可以直接连接到测量机器主体。例如，可以通过操作命令输入单元2来控制照明光的亮度、相机31的图像拾取参数等。命令输入单元2的具体配置不受限制，并且可以例如适当地提供用于输入测量所需的命令的按钮、拨号盘等。

控制系统3包括显示单元60、操作单元61和控制单元62。显示单元60能够显示工件4的测量图像和观察图像。作为显示单元60，使用CRT监视器、液晶监视器等。操作单元61是例如键盘、指向(pointing)设备、触摸面板(与显示单元60集成)或其它操作装置。

图2是示出图像测量装置的配置示例的框图。如图2中所示，控制单元62包括计算机所需的硬件配置，诸如CPU(中央处理单元)63、ROM(只读存储器)64和RAM(随机存取存储器)65。控制单元62还包括图像输入单元66、图像存储器67和图像输出单元68。

图像输入单元66是用于输入图像数据的接口。例如，从相机31输出的工件4的图像数据(测量图像的图像数据和观察图像的图像数据)被输入到图像输入单元66。

图像存储器67存储输入到图像输入单元66的图像数据。另外，已经由CPU 63经过图像处理的显示图像数据也被存储在图像存储器67中。作为图像存储器67，使用例如HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态驱动器)等。

图像输出单元68是用于输出图像数据的接口。图像输出单元68将存储在图像存储器67中的显示图像数据输出到显示单元60。

经由输入/输出接口(未示出)连接到控制单元62的CPU 63的是测量机器主体1的X轴标尺46、Y轴标尺48、Z轴标尺34和照明单元32，命令输入单元2以及操作单元61。作为输入/输出接口，使用例如USB(通用串行总线)终端等。此外，可以适当地使用用于连接相应单元的专用接口等。

图3是示出控制单元62的功能配置示例的框图。例如，由控制单元62进行的信息处理通过CPU 63将存储在ROM 64等中的预定程序加载到RAM65中并执行它来实现。例如，程序经由各种记录介质安装在控制单元62中。可替代地，程序可以经由互联网等安装在控制单元62中。

如图3中所示，在这个实施例中，通过CPU 63执行根据本发明的程序来实现图像获取单元70、标尺值获取单元71、判断单元72和显示控制单元73。专用硬件可以被用于实现相应块。

图像获取单元70获取由相机31捕获的关于工件4的测量图像的图像数据和观察图像的图像数据。图像获取单元70适当地访问图2中所示的图像存储器67，并且获取存储在图像存储器67中的图像数据。所获取的每条图像数据被输出到显示控制单元73。

标尺值获取单元71获取分别由X轴标尺46和Y轴标尺48检测到的X坐标值和Y坐标值。例如，标尺值获取单元71能够以预定采样率不断地获取X坐标值和Y坐标值。在下面的描述中，X坐标值和Y坐标值都可以被称为标尺值。

图3示意性地示出了由X轴标尺46(Y轴标尺48)检测到的X坐标值(Y坐标值)的时间变化，即，标尺值的时间变化。由标尺值获取单元71获取的X坐标值和Y坐标值被输出到判断单元72。

判断单元72基于与预定时间内相机31与测量台41之间的相对位置相关的信息来判断由相机31捕获测量图像是否可能。例如，相机31捕获测量图像可能的状态是相机31能够以允许的图像拾取准确度捕获测量图像的状态。

在本发明中，X坐标值和Y坐标值被用作与相机31与测量台41之间的相对位置相关的信息。判断单元72能够监视X坐标值和Y坐标值并且不断地判断相机31捕获测量图像是否可能。应当注意的是，判断单元72将X坐标值和Y坐标值与由判断单元72获得的判断结果一起输出到显示控制单元73。

在判断捕获测量图像为可能的情况下，判断单元72允许相机31捕获测量图像。在这个实施例中，在判断捕获测量图像可能的情况下，输出请求相机31捕获测量图像的图像拾取请求信号74。

例如，当判断捕获测量图像为可能时，判断单元72不断地输出图像拾取请求信号74。在这个实施例中，图像拾取请求信号74对应于请求信号。

切换开关50将从判断单元72输出到相机31的图像拾取请求信号74的输入接通/关断。在这个实施例中，切换开关50的接通/关断通过操作开关51上的操作来切换。例如，通过操作操作开关51以接通切换开关50，图像拾取请求信号74被输入到相机31。因此，工件4的测量图像由相机31捕获。

图4是示出操作开关51的配置示例的透视图。操作开关51是用于由相机31执行对测量图像的捕获的开关。如图4中所示，操作开关51被布置在Y轴工作台43的Y轴驱动手柄47附近。可替代地，可以在X轴工作台42的X轴驱动手柄45附近提供操作开关51。

通过以这种方式将操作开关51布置在作为操作机制的Y轴驱动手柄47(X轴驱动手柄45)的附近，移动手边的工件4并捕获测量图像变得可能，并且装置的可用性大大提高。

在这个实施例中，作为操作开关51，使用包括其照明状态改变的照明单元52的按钮式开关。可替代地，操作开关51可以在用于旋转Y轴驱动手柄47(X轴驱动手柄45)的旋钮的端部等处提供。另外，例如，可以使用沿着Y轴驱动手柄47(X轴驱动手柄45)的前表面布置的旋转型或滑动型开关等作为操作开关51。应当注意的是，操作开关51的具体配置不受限制，并且例如可以使用包括照明单元52的任意操作机制作为操作开关51。

在判断单元72判断测量图像的捕获不可能的情况下，不输出图像拾取请求信号74。在这种情况下，即使当操作开关51被操作以接通切换开关时，测量图像也不被捕获。因此，防止在不适合捕获测量图像的状态下捕获测量图像变得可能，因此避免由于错误的图像拾取等引起的重新拍摄。

应当注意的是，判断单元72关于测量图像的捕获是否可能的判断不限于其被不断地执行的情况。例如，当测量台41被移动时，判断单元72的判断处理被启动，并且自测量台41的移动操作结束起经过一定时间时，判断单元72的判断处理结束。例如，可以执行这样的处理。

在这个处理中，未由判断单元72执行判断处理的状态是测量台41静止的状态。因此，在判断单元72进行判断之前，具有较少振动的图像拾取是可能的，并且因此可以将图像拾取准确度维持得充分高。因此，例如，当在判断单元72的判断之前操作操作开关51时，可以照原样执行图像拾取，而不使用从判断单元72输出到相机31的图像拾取请求信号74(请求信号)。以这种方式，即使在不输出来自判断单元72的请求信号的情况下，也可以适当地执行图像拾取。

在这个实施例中，切换开关50和操作开关51用作控制图像拾取请求信号74到相机31的输入的切换单元。切换开关50可以由控制单元62配置为软件块。

显示控制单元73控制由显示单元60进行的图像显示。显示控制单元73生成例如用于基于测量图像的图像数据执行图像测量的测量屏幕。此外，显示控制单元73基于观察图像的图像数据生成用于观察测量对象的观察屏幕80(参见图7)。而且，显示控制单元73生成通知屏幕81，该通知屏幕用于通知由判断单元72获得的判断结果以及由相机31完成测量图像的捕获。

应当注意的是，要由显示控制单元73生成的屏幕的配置等不受限制，并且例如，测量屏幕、观察屏幕和通知屏幕可以被配置为在同一屏幕上显示，或者每个屏幕可以在被切换时显示。也可以使用其它任意屏幕配置。由显示控制单元73生成的屏幕(测量屏幕、观察屏幕和通知屏幕)作为显示图像数据被存储在图像存储器67中，并且经由图像输出单元68被输出到显示单元60。

图5是示出标尺值的时间变化的曲线图。该曲线图的横坐标轴表示时间，并且纵坐标轴表示标尺值(X坐标值或Y坐标值)。

在图5所示的曲线图中，作为示例，将工作台(X轴工作台42或Y轴工作台43)的手动移动操作完成的定时设置为横坐标轴上的0(原点)。应当注意的是，由于在实际处理中不断地获取标尺值，因此不设置时间轴的原点等。图5中所示的横坐标轴上的符号是用于解释将在下面描述的判断单元72的操作的示例。如图5中所示，在工作台的移动完成之后，标尺值的值立即由于伴随着工作台移动的残余振动而振动。标尺值的值通常随着时间而收敛到恒定值。

在本发明中，在判断时间ΔT中相机31与测量台41之间的相对位置的改变落入预定范围内的情况下，判断单元72判断捕获测量图像是可能的。换句话说，判断单元72判断判断时间ΔT内标尺值(X坐标值和Y坐标值)的改变是否落入预定范围内。在这个实施例中，判断时间ΔT与预定时间对应。

为了判断标尺值的改变，在这个实施例中，判断单元72判断判断时间ΔT中的X坐标值是否落入X轴方向上的目标范围内。另外，判断单元72判断判断时间ΔT中的Y坐标值是否落入Y轴方向上的目标范围内。

X轴方向上的目标范围和Y轴方向上的目标范围中的每一个是使用用于捕获测量图像的目标位置作为参考而设置的范围。在这里，目标位置是例如用于捕获期望的测量图像的坐标。目标位置根据例如相机31的图像拾取范围35(参见图6)的大小、工件4的形状等适当地计算。可替代地，可以由用户输入指示目标位置的坐标值等。

另外，例如，在捕获工件的图像之后，目标位置可以被自动更新为新值。换句话说，可以根据测量图像的捕获重新设置下一个目标位置。在这种情况下，根据目标位置的更新适当地更新X轴方向和Y轴方向上的目标范围。此外，设置目标位置、更新定时等的方法不受限制。

在这个实施例中，X轴方向上的目标范围和Y轴方向上的目标范围分别与第一范围和第二范围对应。另外，目标位置与用于捕获测量图像的图像拾取位置对应。

在下文中，将在使用图5中所示的标尺值作为X坐标值的同时具体描述判断单元72的操作。当然，即使在将标尺值用作Y坐标值的情况下，也可以类似地给出描述。

首先，判断单元72以预定的采样率Δt获取X坐标值。例如，预定的采样率Δt被设置为具有类似于标尺值获取单元71获取X坐标值的采样率的时间间隔。在图5中，以黑圆圈示意性地示出以预定采样率Δt(X坐标值)处获取的数据点。应当注意的是，实际上，不断地执行对X坐标值进行采样的处理。

判断单元72判断以预定采样率Δt获取的每个X坐标值是否落入X轴方向上的目标范围49内。具体而言，判断单元72以与用于获取X坐标值的间隔(预定采样率Δt)相似的间隔对每个X坐标值进行判断。

在图5中，以X轴方向上的目标位置X0为参考的上限值X0+δX和下限值X0-δX之间的范围被设置为X轴方向上的目标范围49。因此，判断单元72判断对于所获取的X坐标值Xm是否满足(X0-δX)≤Xm≤(X0+δX)。要注意的是，X轴方向上的目标范围49不限于以目标位置(X0)为中心的范围，例如也可以设置使用X0作为参考的任意范围。

在这个实施例中，判断单元72判断与判断时间ΔT对应的N个X坐标值是否全部落入X轴方向上的目标范围49内。在这里，与判断时间ΔT对应的数量N是通过将通过从数量N中减去1获得的值乘以预定采样率Δt而获得的值变得等于或大于判断时间ΔT的数量。具体而言，数量N是满足由(N-1)*Δt≥ΔT表示的关系的数量。

例如，数量N被设置为(N-1)*Δt＝ΔT。例如，在图5中，判断单元72判断在时间T1处获取的X坐标值X1落入X轴方向上的目标范围49内。另外，在时间T1之后获取的X2、X3、...XN全部被判断为落入X轴方向上的目标范围49内。在这种情况下，在获取X1至XN之前所需的时间是(N-1)*Δt。因此，在时间T1+ΔT时，判断判断时间ΔT内的X坐标值的振幅在X轴方向上处于目标范围49内。

通过以这种方式设置与判断时间ΔT对应的数量N，例如有可能判断在判断时间ΔT期间X坐标值是否落入X轴方向上的目标范围49内。具体而言，在X坐标值持续保持在X轴方向上的目标范围49内N次的情况下，判断单元72可以判断在判断时间ΔT期间X坐标值的振动在预定范围内。

从另一个角度来看，也可以说，可以通过根据预定的采样率Δt适当地设置数量N来设置期望的判断时间ΔT。因而，可以容易地设置判断时间ΔT，并且可以简化计算处理等。以这种方式，通过适当地设置判断时间ΔT或数量N，能够判断X轴工作台42的残余振动在允许范围(X轴方向上的目标范围49)内。

判断单元72类似地对Y轴工作台43的Y坐标值进行判断。换句话说，判断单元72以预定的采样率Δt获取Y坐标值，并且判断在与判断时间ΔT对应的数量N中的所有Y坐标值是否都落入Y轴方向上的目标范围((Y0±δY))内。因而，判断Y轴工作台43的残余振动是否在允许范围内变得可能。

在与判断时间ΔT对应的数量N中的所有X坐标值落入X轴方向上的目标范围内并且与判断时间ΔT对应的数量N中的所有Y坐标值落入Y轴方向上的目标范围内的情况下，判断单元72判断捕获测量图像是可能的。因而，在X轴方向和Y轴方向的振动充分小的状态下捕获测量图像变得可能，并因此以高准确度捕获测量目标。

应当注意的是，在图5所示的示例中，示出了在工作台的移动操作完成之后的残余振动，并且关于残余振动执行判断操作。实际上，无论移动操作是否完成，都不断地监视标尺值。换句话说，判断判断时间ΔT内的X坐标值和Y坐标值中的每一个的振幅是否总是在X轴方向和Y轴方向上的目标范围内。

因而，无论移动操作完成的定时等如何，评估工作台的振动(包括残余振动)都变得可能。当然，也有可能检测移动操作完成的定时，并且之后执行振动收敛判断。另外，通过参考目标位置设置X轴方向和Y轴方向上的目标范围，可以以高准确度实现工作台(工件4)到期望坐标的移动。

例如，判断时间ΔT被设置为缺省值。换句话说，与判断时间ΔT对应的数量N被设置为缺省值。另外，例如，判断时间ΔT和数量N可以根据工件4的质量、用于减速/停止工作台的加速度等来自动设置。另外，例如，判断时间ΔT和数量N可以由用户适当地设置。

例如，在判断时间ΔT(数量N)被设置为小的情况下，判断标尺值的振动所需的时间缩短。因此，例如，缩短从完成工作台的移动操作到捕获测量图像的时间变得可能。另外，例如，在判断时间ΔT(数量N)被设置为大的情况下，在残余振动被充分收敛的状态下捕获测量图像变得可能。设置判断时间ΔT和数量N的方法不受限制。

确定X轴方向上的目标范围的大小(2*δX)和Y轴方向上的目标范围的大小(2*δY)，以便发挥期望的图像拾取准确度。例如，基于相机31的像素大小、测量图像的分辨率等来确定每个目标范围的大小。因而，以期望的图像拾取准确度捕获测量图像变得可能。应当注意的是，设置X轴方向和Y轴方向上的目标范围的大小等的方法不受限制。例如，可以根据工件4的类型、测量图像的使用等适当地设置每个目标范围的大小。

在这个实施例中，X轴方向和Y轴方向上的目标范围的大小被设置为彼此相等。具体而言，在测量台41相对于相机31在X轴方向和Y轴方向上的振动处于相同水平的情况下，判断捕获测量图像是可能的。因此，例如，用于判断捕获测量图像是可能的状态的计算等变得容易。应当注意的是，取决于例如用于移动X轴和Y轴工作台42和43的机制的配置，可以针对相应的方向设置不同的大小。

假设判断单元72判断捕获测量图像是可能的。在这种情况下，显示控制单元73生成用于通知指示捕获测量图像是可能的判断结果的通知屏幕81。所生成的通知屏幕81显示在显示单元60上。图4示出了包括消息“请捕获图像”的通知屏幕81的示例。

通过查看显示单元60上显示的通知屏幕81，用户可以识别出测量图像的捕获已变得可能。在这种情况下，判断单元72正在输出图像拾取请求信号74，并且允许测量图像的捕获。因此，通过操作操作开关51，用户可以捕获工件4的测量图像。

当测量图像的捕获完成时，显示控制单元73生成用于通知相机31完成测量图像的捕获的通知屏幕81，并且使通知屏幕81显示在显示单元60上。例如，如图4中所示，在通知屏幕81上显示消息“请移动工作台”。

通过查看显示单元60上显示的通知屏幕81，用户可以识别出测量图像的捕获已经完成。因此，例如，X轴工作台42和Y轴工作台43的移动可以朝着下一个图像拾取位置开始。

应当注意的是，经由通知屏幕81通知判断单元72的判断结果和完成测量图像的捕获的方法不限于使用消息的方法。例如，可以通过显示与相应状态对应的符号(图标等)或改变符号的颜色、形状等的方法来通知判断结果等。在这个实施例中，显示控制单元73和显示单元60用作通知单元。

图6是用于解释测量图像的捕获的示例的图。在下文中，将描述捕获比相机31的视场(图像拾取范围35)大的工件4a的图像的情况。

在图像测量装置100中，执行图像拼接以捕获大于相机31的图像拾取范围35的工件4a的图像。在图像拼接中，在移动图像拾取范围35的同时，工件4a的测量图像90被捕获多次，并且通过合成多个测量图像90来生成工件4a的合成图像91a。图6示意性地示出了一个图像拾取范围35(左侧)和工件4a的合成图像91a(右侧)。

在这个实施例中，显示控制单元73生成指示作为相机31与测量台41之间的当前相对位置的当前位置以及用于捕获测量图像90的目标位置的位置屏幕82。所生成的屏幕82被显示在显示单元上。位置屏幕82的示例显示在图3中所示的显示单元60上。

当前位置是例如X轴工作台42的当前X坐标值和Y轴工作台43的当前Y坐标值。因此，显示为当前位置的相应坐标值根据X轴工作台42和Y轴工作台43的移动被适当地更新。

目标位置根据测量图像90的捕获被适当地计算。因此，例如，每当图像被捕获时，下一个目标位置就显示在位置屏幕82上。此外，切换目标位置的显示的定时等不受限制。

首先，X轴工作台42和Y轴工作台43被移动到第一目标位置。例如，用户移动X轴工作台42和Y轴工作台43，使得当前位置的值接近目标位置(第一目标位置)的值。因而，工件4a可以被移动到第一目标位置。当到第一目标位置的移动完成并且由判断单元72判断捕获测量图像是可能的时，在显示单元60上显示消息“请捕获图像”。

当用户操作操作开关51时，捕获第一测量图像90a(测量图像90)。例如，第一测量图像90a在与图像拾取时的当前位置相关联的同时被存储。当第一测量图像90a的捕获完成时，在显示单元60上显示消息“请移动工作台”。另外，下一个目标位置(第二目标位置)显示在显示单元60上。因此，用户可以将工作台移动到第二目标位置。

X轴工作台42和Y轴工作台43被移动到第一至第四目标位置，从而捕获第一至第四测量图像90a到90d。例如，基于捕获相应测量图像的位置(图像拾取时的当前位置)来合成第一至第四测量图像90a至90d。因而，生成包括工件4a的整个图像的合成图像91a。应当注意的是，生成工件4a的合成图像91a的方法不受限制，并且可以适当地使用诸如图案匹配等图像处理。

以这种方式，在图像测量装置100中，有可能执行手动移动工作台并执行图像拼接的手动拼接操作。例如，在手动缝合操作中，有可能根据形状仅捕获工件4a的必要部分或捕获工件4a。在图像测量装置100中，有可能通过向用户通知手动拼接操作中工作台的移动和工件4a的图像拾取定时来高效地执行图像拾取操作。

图7是用于解释观察屏幕80和测量图像的示例的示意图。图7A是示出在图像拼接中捕获的测量图像的示例的示意图。图7B是示出观察屏幕80的示例的示意图。

在图7A中，沿着X轴方向捕获在X轴方向上伸长的工件4b的图像，并且捕获第一至第四测量图像90e至90h。如图7A中所示，第一至第四测量图像90e至90h被捕获，使得相邻图像彼此部分重叠。因而，即使在用于捕获测量图像的目标位置和捕获测量图像的位置略微偏离的情况下，也可以无缝地创建工件4b的合成图像91b。

图7B示出了在观察图7A中所示的工件4b的情况下的观察屏幕80。在这个实施例中，显示控制单元73生成辅助捕获测量图像的辅助图像84，并且辅助图像84和观察图像85被显示在显示单元60上。包括辅助图像84和观察图像85的屏幕成为观察屏幕80。

如图7B中所示，辅助图像84在被叠加在观察图像85上的同时被显示。辅助图像84包括导航线图像110、图像拾取可能区域图像120以及中心线图像130。

导航线图像110是指示用于捕获测量图像的目标位置的图像。在图7B中，导航线图像110分别由垂直于X轴方向和Y轴方向的点划线111和112示意性地示出，并且标记113和114分别指示点划线111和112的位置。在导航线图像110中，通过点划线111和112的交点115指示用于捕获测量图像的目标位置。应当注意的是，除了导航线图像110的图形显示等之外，点划线111和112的中心坐标(交点115的坐标)等可以在屏幕上显示为数值(X，Y)。

图像拾取可能区域图像120是指示捕获测量图像是可能的区域的图像。例如，捕获测量图像是可能的区域是可以捕获用于无缝地生成合成图像91a的测量图像的区域。这个区域根据例如参考图7A描述的相邻图像的重叠程度、工件4b的大小等来设置。当然，本发明不限于此。

在图7B中，通过围绕导航线图像110的点线示意性地图示图像拾取可能区域图像120。在图像拾取可能区域图像120中，显示包围垂直于X轴方向的点划线111的矩形第一区域121和包围垂直于Y轴方向的点划线112的矩形第二区域122。通过第一区域121和第二区域122相交的交叉区域123(阴影区域)指示捕获测量图像是可能的区域。应当注意的是，阴影线不显示在实际图像中。

导航线图像110和图像拾取可能区域图像120基于例如工作台的当前位置(当前X坐标值和Y坐标值)和目标位置来生成。例如，当工作台被移动并且当前位置被更新时，导航线图像110被适当地更新以指示目标位置。此外，根据导航线图像110的更新适当地更新图像拾取可能区域图像120。应当注意的是，导航线图像110和图像拾取可能区域图像120的生成方法、设计等不受限制。

另外，在当前位置与目标位置之间的距离变得比预定距离短的情况下，显示导航线图像110和图像拾取可能区域图像120。此外，可以仅显示导航线图像110和图像拾取可能区域图像120中的一个。此外，显示导航线图像110和图像拾取可能区域图像120等的方法不受限制。在这个实施例中，导航线图像110和图像拾取可能区域图像120与引导图像对应。

中心线图像130是示出观察图像85的中心的图像。在图7B中，用实线指示表示观察图像85(观察屏幕80)的屏幕中心131的中心线图像130。

在观察屏幕80中，例如当工作台被移动时，导航线图像110和图像拾取可能区域图像120与工件4b一起移动。应当注意的是，中心线图像130在观察屏幕80中的位置(屏幕中心131)不改变。

例如，通过适当地移动X轴和Y轴工作台42和43以使得屏幕中心131和导航线图像110的交点115彼此相交，X轴和Y轴工作台42和43可以被移动到目标位置。通过以这种方式参考导航线图像110，直观的工作台操作变得可能，并且装置的可用性大大提高。

另外，可以在屏幕中心131被包括在交叉区域123(捕获测量图像是可能的区域)的时间点处执行停止工作台的移动和捕获测量图像的操作。即使在这种情况下，也有可能通过使用所捕获的测量图像来适当地生成工件4b的合成图像91b。通过以这种方式参考图像拾取可能区域图像120，变得不必精确地定位X轴和Y轴工作台42和43，并且可以迅速执行测量图像的捕获。因而，充分缩短观察所需的时间变得可能。

图8是用于解释操作开关51的照明单元52的操作的图。图8A是示出工作台的移动与照明单元52的照明状态之间的关系的示意图。图8B是示出照明单元52的照明状态的示例。

在图8A中，示出了目标位置140、捕获测量图像是可能的区域(可捕获区域141)以及阈值内区域142。例如，基于关于目标位置140与当前位置之间的距离的预定阈值来设置阈值内区域142。在图8A中，包围可捕获区域141的矩形区域被设置为阈值内区域142。应当注意的是，阈值内区域142的形状、大小等不受限制。此外，在图8A中，通过箭头143示意性地图示工作台从阈值内区域142的外部朝着目标位置140的移动路径。

如图8A中所示，照明单元52的照明状态根据工作台的移动而改变。在这个实施例中，照明单元52的照明状态基于作为相机31与测量台41之间的当前相对位置的当前位置与用于捕获测量图像的目标位置140之间的距离以及由判断单元72获得的判断结果而改变。

例如，如图8B中所示，在未输出来自判断单元72的图像拾取请求信号74并且当前位置与目标位置之间的距离大于预定阈值的情况下，照明单元52处于熄灭状态52a。这例如与工作台移动到阈值内区域142之外的情况对应。通过关断照明单元52，有可能通知到目标位置的距离远。

另外，在未输出图像拾取请求信号74并且当前位置与目标位置之间的距离小于预定阈值的情况下，使照明单元52进入闪烁状态52b。这例如与工作台在阈值内区域142内移动的情况对应。通过照明单元52的闪烁，有可能通知到目标位置的距离变得更小。

此外，在正在输出图像拾取请求信号74并且当前位置在可捕获区域141中的情况下，使照明单元52进入点亮状态52c。这例如与在可捕获区域141中工作台被停止并且判断捕获测量图像是可能的情况对应。由于照明单元52被点亮，因此可以通知捕获测量图像是可能的。

通过以这种方式改变照明单元52的照明状态，可以向用户通知捕获测量图像的定时。另外，由于照明单元52在操作开关51中提供，因此用户可以在检查手边的操作的同时参考照明状态。因此，高效地执行移动工作台和捕获测量图像等的操作变得可能，因此发挥高可操作性。

应当注意的是，用于改变照明单元52的照明状态等的条件不受限制，并且可以适当地设置其它条件。另外，例如，可以基于当前位置与目标位置140之间的距离和由判断单元72获得的判断结果中的至少一个来执行改变照明状态的处理等。此外，本发明不限于关断/闪烁/点亮照明单元52的情况，并且点亮状态可以通过改变照明单元52的颜色、闪烁间隔等来表示。

如上所述，在根据本实施例的图像测量装置100中，相机31和测量台41可以相对移动，并且放置在测量台41上的工件4由相机31捕获。判断捕获测量图像是否可能是基于与预定时间内相机31与测量台41之间的相对位置相关的信息进行的。因而，在伴随有图像拾取范围35的移动的观察中以高准确度捕获工件4的图像变得可能。

在移动图像拾取范围的同时捕获测量目标时，可以想到在预设待机时间的同时接受(take in)图像的方法。例如，伴随工作台的停止的残余振动取决于工件的质量、用于减速/停止工作台的加速度等而不同，因此存在如下问题的可能性：其中不能掌握可以确保测量准确度的状态的图像。因此，用于接受图像的待机时间例如基于每个工件的测量结果来设置，并且在很多情况下添加了余量。因此，可能会花费时间来执行图像拼接操作等。

在根据这个实施例的图像测量装置100中，基于X轴和Y轴工作台42的标尺值(X坐标值和Y坐标值)来进行关于捕获测量图像是否可能的判断。判断结果被显示在显示单元60上并被通知给用户。

以这种方式，由于当可以确保用于捕获测量图像的图像捕获准确度时通知接受测量图像的许可(图像捕获许可)，因此用户可以掌握捕获测量图像的定时。因此，用户可以以期望的图像拾取准确度不断地捕获工件4。

另外，通过判断捕获测量图像是可能的状态，有可能保持测量图像的图像拾取准确度恒定，而不管例如用户不同的情况、工件4的类型不同的情况等。因此，可以抑制图像拾取准确度等的变化，并且可以维持图像测量质量。

在这个实施例中，通过判断判断时间ΔT内工作台的残余振动是否在允许范围内来判断捕获测量图像是否可能。因此，有可能在判断确保期望的图像拾取准确度的定时通知图像拾取许可。因此，消除了图像拾取之前所需的不必要的待机时间等，并且可以充分缩短拼接图像获取时间，即，测量吞吐量。

工作台的标尺值用于残余振动的判断。因此，不必新提供用于检测振动的检测机制等，就有可能执行残余振动判断处理等。因而，简化装置的配置并抑制装置的制造成本变得可能。

<第二实施例>

将描述根据本技术的第二实施例的图像测量装置。在下文中的描述中，将省略或简化关于与上述实施例中描述的图像测量装置100的配置和操作类似的配置和操作的描述。

图9是示出标尺值的时间变化的曲线图。在图9中，示出了与图5中所示曲线图的时间变化相似的标尺值的时间变化。在这个实施例中，为了判断标尺值的改变，判断单元72计算判断时间ΔT内X坐标值的最大值与最小值的差异，以及该判断时间ΔT内Y坐标值的最大值与最小值的差异。然后，基于计算出的关于X坐标值的差异和计算出的关于Y坐标值的差异来判断捕获测量图像是否可能。

在下文中，将在使用图9中所示的标尺值作为X坐标值的同时具体地描述判断单元72的操作。当然，即使在标尺值被设置为Y坐标值的情况下，也可以类似地给出描述。

首先，判断单元72计算判断时间ΔT内X坐标值的最大值和最小值。如图9中所示，例如，判断单元72计算在判断时间ΔT之后从时间t1到时间t3的第一区段75内X坐标值的最大值76a和最小值76b。例如，判断单元72在达到时间t3的定时计算第一区段75内的最大值76a和最小值76b。

判断单元72计算第一区段75内的最大值76a与最小值76b之间的差异ΔX1，并判断计算出的差异ΔX1是否小于第一阈值ΔX。在图9所示的示例中，第一区段75内的差异ΔX1大于第一阈值ΔX。因此，在时间t3，判断判断时间ΔT内X坐标值的振幅(X轴工作台42的残余振动的振幅)大于第一阈值ΔX。在这种情况下，继续判断单元72对X坐标值的判断处理。应当注意的是，图9示意性地示出了第一阈值ΔX。

在判断时间ΔT之后从时间t2到时间t4的第二区段77内，X坐标值的最大值78a与最小值78b之间的差异ΔX2小于第一阈值ΔX。因此，在时间t4，判断判断时间ΔT内X坐标值的振幅小于第一阈值ΔX。因此，可以判断X轴工作台42的残余振动在允许的范围(第一阈值ΔX)内。

类似地，判断单元72对Y轴工作台43的Y坐标值进行判断。具体而言，判断单元72计算判断时间ΔT内Y坐标值的最大值和最小值。然后，判断计算出的最大值与最小值之间的差异是否小于第二阈值ΔY。因而，判断Y轴工作台43的残余振动是否在允许的范围内变得可能。

判断单元72在判断时间ΔT内X坐标值的最大值与最小值之间的差异小于第一阈值ΔX并且判断时间ΔT内Y坐标值的最大值与最小值之间的差异小于第二阈值ΔY的情况下判断捕获测量图像是可能的。因而，在X轴方向和Y轴方向上的振动足够小的状态下捕获测量图像变得可能，并因此以高准确度捕获测量目标。

应当注意的是，图9中所示的示例示出了在工作台的移动操作完成之后的残余振动，并且关于残余振动执行判断操作。实际上，无论移动操作是否完成，都不断地监视标尺值。换句话说，不断地判断判断时间ΔT内的X坐标值和Y坐标值的相应振幅是否大于第一和第二阈值ΔX和ΔY。

因而，无论移动操作完成的定时或工作台的位置如何，评估工作台的振动(包括残余振动)都变得可能。当然，也有可能检测移动操作完成的定时，并且之后执行振动收敛判断。

例如，判断时间ΔT被设置为缺省值。另外，例如，可以根据工件4的质量、用于减速/停止工作台的加速度等来自动设置判断时间ΔT。此外，例如，判断时间ΔT可以由用户适当地设置。

例如，在将判断时间ΔT设置为小的情况下，判断标尺值的振动所需的时间缩短。因此，例如，缩短从完成工作台的移动操作到捕获测量图像的时间变得可能。另外，例如，在判断时间ΔT被设置为大的情况下，在残余振动充分收敛的状态下捕获测量图像变得可能。应当注意的是，设置判断时间ΔT的方法不受限制。在这个实施例中，判断时间ΔT与预定时间对应。

第一阈值ΔX和第二阈值ΔY被确定为使得可以发挥期望的图像拾取准确度。例如，基于相机31的像素大小、测量图像的分辨率等来确定相应阈值的值。因而，以期望的图像拾取准确度捕获测量图像变得可能。应当注意的是，设置第一阈值ΔX和第二阈值ΔY的方法不受限制。例如，可以根据工件4的类型、测量图像的使用等适当地设置相应的阈值。

在这个实施例中，第一阈值ΔX和第二阈值ΔY被设置为彼此相等。具体而言，在测量台41在X轴方向和Y轴方向上相对于相机31的振动处于相同水平的情况下，判断捕获测量图像是可能的。因此，例如，用于判断捕获测量图像是可能的状态的计算等变得容易。应当注意的是，取决于例如用于移动X轴和Y轴工作台42和43的机制的配置，可以为相应的方向设置不同的阈值。

<第三实施例>

在上述实施例中，基于X轴和Y轴工作台42和43的标尺值(X坐标值和Y坐标值)判断捕获测量图像是否可能。在第三实施例中，关于捕获测量图像是否可能的判断是使用由相机31捕获的图像而不是标尺值来进行的。

图10是示出在互不相同的定时捕获的工件4c的图像的示例的示意图。图10A是示出在第一定时捕获的工件4c的第一图像86a的示意图。图10B是示出在第一定时之后的第二定时捕获的工件4c的第二图像86b的示意图。

第一和第二图像86a和86b是在工作台的移动操作完成之后捕获的图像。换句话说，第一图像86a在工作台的移动操作完成之后的第一定时被捕获。然后，在第一定时之后的第二定时捕获第二图像86b。

如上面的实施例中所述，在移动操作完成之后，残余振动等可以保留在工作台中。因此，即使在工作台的移动操作完成的情况下，相机31与测量台41之间的相对位置也可以改变，以由此改变要捕获的图像内工件4c的位置。

例如，如图10A和10B中所示，在第一图像86a和第二图像86b中，相应图像中工件4c的位置彼此不同。具体而言，由于在第一定时和第二定时之间发生的相机31与测量台41之间的相对位置的改变，相应图像之间发生工件4c的位置偏差。应当注意的是，在图10B中，工件4c在第一定时的位置由点线表示，并且第一图像86a与第二图像86b之间的偏差由箭头87示意性地示出。

在相机31与测量台41之间的相对位置以这种方式改变的情况下，在互不相同的定时捕获的图像(第一图像86a与第二图像86b)之间出现偏差。基于这些图像之间的偏差，有可能检测相机31与测量台41之间相对位置的改变。

应当注意的是，在图10A和10B中，图示了沿着测量台41的安装表面44(XY方向)偏离的第一图像86a和第二图像86b。在这种情况下，图像之间的偏差被检测为X轴方向和Y轴方向上的偏差。本发明不限于此，并且例如，可以从第一图像86a和第二图像86b中检测相机31与测量台41之间在Z轴方向上的偏差。

Z轴方向上的偏差例如与相机31的焦点位置的偏离(散焦)对应。当散焦改变时，图像中工件4c的轮廓等改变。例如，通过利用边缘检测等技术检测工件4C的轮廓等的改变，有可能检测Z轴方向上的偏差。因而，准确地检测出Z轴方向上的偏差量(纵向方向上的残余振动等)变得可能。Z轴方向上的这种偏差量可以在后述的判断处理等中使用。

在这个实施例中，提供了计算单元，该计算单元基于由相机31在互不相同的定时捕获的第一图像86a和第二图像86b来计算第一图像86a与第二图像86b的偏差量V。例如，计算单元由CPU等配置为功能块。例如，配置计算单元的方法不受限制，并且可以使用用于实现计算单元的专用硬件等。

计算单元使用例如预定的图像处理算法来计算第一图像86a和第二图像86b的偏差量V。计算出的偏差量V是例如指示偏离方向等的向量(图10B中的箭头87)的量值。本发明不限于此，并且可以分别计算纵向方向上的图像之间的偏差量和横向方向上的偏差量，作为偏差量V。

作为预定的图像处理算法，例如使用仅相位相关方法。在仅相位相关方法中，对第一图像86a和第二图像86b中的每一个执行傅立叶变换，并且提取相应图像的相位分量。通过关联提取出的相位分量，可以计算第一图像86a与第二图像86b之间的偏差。通过使用仅相位相关方法，有可能以子像素级别的高准确度检测偏移量V。

图像处理算法等的类型不受限制，并且偏差量V可以例如使用图像匹配、机器学习等来计算。此外，可以适当地使用可以计算第一图像86a与第二图像86b之间的偏差量V的任意方法。

另外，在这个实施例中，判断单元基于计算出的偏差量V来判断捕获测量图像是否可能。在这里，判断单元可以是上述实施例中描述的判断单元72，或者可以被配置为与判断单元72不同的功能块。以下，将详细描述基于偏差量来判断捕获测量图像是可能的状态的方法。

首先，第一图像86a和第二图像86b在互不相同的定时由相机31捕获。在这个实施例中，图像在预定的时间间隔被相机31不断地捕获。在这种情况下，关于持续捕获的图像，先捕获的图像变成第一图像86a，后捕获的图像变成第二图像86b。预定时间间隔不受限制，并且可以根据例如计算单元的处理速度等适当地设置。

应当注意的是，捕获第一图像86a和第二图像86b等的方法不受限制。例如，可以将用于观察已经由相机31捕获的工件4的观察图像用作第一图像86a和第二图像86b。在这种情况下，关于以预定采样率捕获的观察图像，其图像拾取间隔等于预定时间间隔的图像被用作第一图像86a和第二图像86b。此外，可以使用捕获第一图像86a和第二图像86b的任意方法。

第一图像86a和第二图像86b经由图像获取单元70被输入到计算单元。计算单元使用预定的图像处理算法来计算第一图像86a和第二86b的偏差量V。计算出的偏差量V被输出到判断单元。

应当注意的是，由相机31捕获的图像以预定的时间间隔不断地输入到计算单元。因此，计算单元可以不断地计算第一图像86a与第二图像86b的偏差量V。因而，容易地监视相机31与测量台41之间的相对位置的改变变得可能。

判断单元将计算出的偏差量V与预定阈值V0进行比较。预定阈值V0被设置为使得发挥期望的图像拾取准确度。例如，预定阈值V0被设置为允许波动(残余振动)的振幅的70％。当然，本发明不限于此，并且可以根据工件的类型等适当地设置预定阈值V0。

如上所述，残余振动随时间收敛(参见图5)。例如，可以在残余振动充分大的情况下(即，在停止移动操作之后立即，等等)计算出大于预定阈值V0的偏差量V。换句话说，可以看出，在偏差量V大于预定阈值V0的情况下，残余振动充分大。应当注意的是，即使在残余振动充分大的状态下，取决于图像拾取定时，偏差量V也可以变得小于预定阈值V0。

例如，在工作台的残余振动充分收敛的状态下，偏差量V变得小于预定阈值V0。换句话说，当偏差量V小于预定阈值V0时，工作台的残余振动可以充分收敛。

在这个实施例中，在由计算单元持续计算预定次数的偏差量V小于预定阈值V0的情况下，判断单元判断捕获测量图像是可能的。换句话说，在工作台的残余振动很可能收敛的状态持续预定次数的情况下，判断残余振动充分收敛。因而，在振动充分小的状态下捕获测量图像变得可能。

预定次数被设置为例如3次。因此，判断单元判断偏差量V是否持续3次小于预定阈值V0。因而，可以在短时间内判断残余振动的收敛。当然，本发明不限于此，并且预定次数可以被设置为其它值。

在以上描述中，第一图像86a和第二图像86b在工作台的移动操作完成之后被捕获。实际上，无论移动操作是否完成，相机31都以预定的时间间隔不断地捕获图像。因此，有可能不断地监视在不同定时捕获的图像之间的偏差量。因此，无论移动操作完成的时间等如何，评估工作台的振动(包括残余振动)都变得可能。

通过以这种方式在互不相同的定时处使用由相机捕获的图像之间的偏差量，有可能容易地判断残余振动是否在允许的水平内。因此，容易地判断捕获测量图像是否可能并且以高准确度捕获测量图像变得可能。

<其它实施例>

本发明不限于上述实施例，并且可以实现各种其它实施例。

在第一和第二实施例中，测量台41使用X轴工作台42和Y轴工作台43被移动。本发明不限于此，并且相机可以被配置为沿着X轴方向和Y轴方向可移动。在这种情况下，通过基于指示相机的位置的标尺值适当地检测由相机移动的停止引起的残余振动等，有可能判断捕获测量图像是否可能。另外，例如，本发明也适用于相机和测量台被配置为可移动的情况。

在以上描述中，使用X轴驱动手柄45和Y轴驱动手柄47手动移动X轴工作台42和Y轴工作台43。本发明不限于此，并且例如，每个工作台可以是可以通过电动开关等移动的电动工作台。电动开关是用于输入例如工作台的移动方向和移动速度等的控制器，并且通过使用按钮、杠杆、拨号盘、轨迹球等适当地配置。而且，例如，当操作电动开关以移动相应的工作台时，有可能通过判断伴随相应工作台的移动停止而产生的残余振动来判断捕获测量图像是否可能。另外，例如，本发明也适用于自动控制X轴和Y轴工作台的移动的情况。

在上述实施例中，判断结果(参见图4)的通知和图像拾取请求信号74的输出根据由判断单元72获得的判断结果来执行。本发明不限于此，并且例如，可以根据判断结果执行判断结果通知处理或输出图像拾取请求信号74的处理。即使在这种情况下，也有可能准确地捕获工件的图像。

作为检测相机与测量台之间的相对位置改变的方法，在第一和第二实施例中描述的标尺值(X坐标值和Y坐标值)的检测以及已经在第三实施例中描述的第一图像与第二图像的偏差量V的计算都可以被执行。因而，准确地检测相机与测量台之间的相对位置的改变变得可能。因此，在伴随有图像拾取范围的移动的观察中以充分的准确度捕获测量目标变得可能。

上述根据本发明的特征部分中的至少两个可以被组合。而且，上述各种效果仅仅是示例并且不限于此，并且还可以发挥其它效果。

Claims (20)

1.一种图像测量装置，包括：

图像拾取单元，其捕获测量目标；

安装单元，所述测量目标被安装在所述安装单元上，所述安装单元能够相对于所述图像拾取单元移动；以及

判断单元，其基于在预定时间内与所述图像拾取单元和所述安装单元之间的相对位置相关的信息来判断由所述图像拾取单元捕获测量图像是否可能。

2.如权利要求1所述的图像测量装置，其中

在所述预定时间内所述图像拾取单元与所述安装单元之间的相对位置的改变落入预定范围内的情况下，所述判断单元判断捕获所述测量图像是可能的。

3.如权利要求1或2所述的图像测量装置，其中

所述安装单元包括安装表面，所述测量目标将被安装在所述安装表面上并且相对于所述图像拾取单元沿着与所述安装表面相互正交和平行的第一方向和第二方向移动。

4.如权利要求3所述的图像测量装置，还包括：

坐标检测单元，能够检测指示所述图像拾取单元与所述安装单元之间沿着第一方向的相对位置的第一坐标值和指示所述图像拾取单元与所述安装单元之间沿着第二方向的相对位置的第二坐标值。

5.如权利要求4所述的图像测量装置，其中

在所述预定时间内所述第一坐标值落入第一范围内并且在所述预定时间内所述第二坐标值落入第二范围内的情况下，所述判断单元判断捕获所述测量图像是可能的。

6.如权利要求5所述的图像测量装置，其中

所述第一范围和所述第二范围中的每一个是在使用用于捕获所述测量图像的图像拾取位置作为参考的同时设置的范围。

7.如权利要求6所述的图像测量装置，其中

所述第一范围和所述第二范围具有相互相等的大小。

8.如权利要求6或7所述的图像测量装置，其中

所述判断单元以预定的采样率获取所述第一坐标值和所述第二坐标值中的每一个，并且在与所述预定时间对应的数量的全部所述第一坐标值都落入所述第一范围内并且在与所述预定时间对应的数量的全部所述第二坐标值都落入所述第二范围内的情况下判断捕获所述测量图像是可能的。

9.如权利要求4所述的图像测量装置，其中

在所述预定时间内所述第一坐标值的最大值与最小值之间的差异小于第一阈值并且在所述预定时间内所述第二坐标值的最大值与最小值之间的差异小于第二阈值的情况下，判断单元判断捕获所述测量图像是可能的。

10.如权利要求1至9中任一项所述的图像测量装置，其中

所述判断单元在判断捕获所述测量图像是可能的情况下允许所述图像拾取单元捕获所述测量图像。

11.如权利要求1至10中任一项所述的图像测量装置，其中

所述判断单元在判断捕获所述测量图像是可能的情况下输出用于请求所述图像拾取单元捕获所述测量图像的请求信号。

12.如权利要求11所述的图像测量装置，还包括：

开关单元，其控制所述请求信号向所述图像拾取单元的输入。

13.如权利要求12所述的图像测量装置，其中

所述开关单元包括用于执行由所述图像拾取单元对所述测量图像的捕获的操作开关，并且响应于对所述操作开关进行的操作而将从所述判断单元输出的所述请求信号输入到所述图像拾取单元。

14.如权利要求13所述的图像测量装置，还包括：

操作机制，用于手动移动所述安装单元，

其中

所述操作开关被布置在所述操作机制附近。

15.如权利要求13或14所述的图像测量装置，其中

所述操作开关包括照明单元，所述照明单元基于作为所述图像拾取单元与所述安装单元之间的当前相对位置的当前位置与用于捕获所述测量图像的图像拾取位置之间的距离以及由所述判断单元获得的判断结果中的至少一个来改变照明状态。

16.如权利要求1至15中任一项所述的图像测量装置，还包括：

通知单元，其通知由所述判断单元获得的判断结果。

17.如权利要求16所述的图像测量装置，其中

所述通知单元通知由所述图像拾取单元完成所述测量图像的所述捕获。

18.如权利要求1至17中任一项所述的图像测量装置，其中

所述图像拾取单元能够捕获用于观察所述测量对象的观察图像。

19.如权利要求18所述的图像测量装置，还包括：

显示单元，能够显示所述测量图像和所述观察图像；以及

显示控制单元，其控制所述显示单元的图像显示。

20.如权利要求19所述的图像测量装置，其中

所述显示控制单元生成辅助图像，所述辅助图像辅助所述测量图像的捕获并将所述观察图像和所述辅助图像显示在所述显示单元上。