DE102020203233A1

DE102020203233A1 - Bildmessvorrichtung

Info

Publication number: DE102020203233A1
Application number: DE102020203233.5A
Authority: DE
Inventors: Koji Takahashi
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-09-24
Also published as: JP2020153681A; US11776110B2; US20200302585A1; JP7222764B2

Abstract

Es wird ermöglicht, eine Bildvermessung effizient auszuführen, indem die Häufigkeit der Bilderzeugungen verringert wird. In einem Einstellmodus speichert ein Prozessor in einem Speicher ein Referenzbild für die Mustersuche, eine Messpositionsinformation, die mehrere Messstellen angibt, und eine Bilderzeugungseinstellinformation, die angibt, mit welcher Vergrößerung die Bilderzeugung ausgeführt wird. In einem Messmodus steuert der Prozessor einen Bilderzeugungsblock, erfasst ein Zielbild für die Mustersuche, führt eine Mustersuche an dem Zielbild unter Anwendung des Referenzbildes aus, spezifiziert mehrere Bilderzeugungspositionen für die Bilderzeugung für jede der mehreren Messstellen auf der Grundlage der Messpositionsinformation und eines Ergebnisses der Mustersuche, bewirkt, dass der Bilderzeugungsblock einen Abbildungsvorgang mit einer Vergrößerung ausführt, die für die Messstelle festgelegt ist, und misst eine Abmessung der Messstelle.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildmessvorrichtung.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Bildmessvorrichtung bildet ein Werkstück (Inspektionsobjekt) ab, um ein Werkstückbild zu erzeugen, und es misst eine Abmessung und dergleichen des Werkstücks auf der Grundlage des Werkstückbilds.
Gemäß dem Japanischen Patent mit der Nummer 5,679,560 wird eine Bildmessvorrichtung (Bildabmessungsmessvorrichtung) vorgeschlagen, die zusätzlich zu einer Kamera mit geringer Vergrößerung ferner mit einer Kamera mit hoher Vergrößerung ausgestattet ist.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Eine Kamera mit hoher Vergrößerung kann einen Teil eines Werkstücks vergrößern und abbilden, und daher kann die Kamera mit hoher Vergrößerung eine Abmessung eines präziser abgebildeten Teils messen. Jedoch hat die Kamera mit hoher Vergrößerung ein Abbildungssichtfeld, das kleiner ist als dasjenige einer Kamera mit geringer Vergrößerung. Daher ist die Häufigkeit des Bilderzeugungsvorgangs zum Abbilden des gesamten Werkstücks mittels der Kamera mit hoher Vergrößerung ein Mehrfaches der Häufigkeit des Bilderzeugungsvorgangs zum Abbilden des gesamten Werkstücks mittels der Kamera mit geringer Vergrößerung. Um ferner Abmessungen mehrerer Merkmale zu messen, die auf dem Werkstück vorhanden sind, müssen mehrere Messorte bzw. Messstellen im Voraus festgelegt werden. Jedoch ist ein Bild mit hoher Vergrößerung nicht an allen Messstellen erforderlich. Das heißt, es gibt Fälle, in denen die Abmessungen in ausreichender Weise selbst mit einem Bild mit geringer Vergrößerung gemessen werden können. In derartigen Fällen wird die Anzahl der Bilderzeugungen reduziert, indem eine Messstelle mittels einer Kamera mit geringer Vergrößerung abgebildet wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung zu ermöglichen, in effizienter Weise eine Bildmessung auszuführen, indem die Häufigkeit der Bilderzeugungen reduziert wird.
Die Erfindung stellt beispielsweise eine Bildmessvorrichtung bereit, die aufweist: einen Tisch, auf welchem ein Werkstück angeordnet wird; einen Bilderzeugungsblock mit einem optischen System mit geringer Vergrößerung, der das Werkstück mit geringer Vergrößerung abbildet, um ein Bild mit geringer Vergrößerung zu erzeugen, und mit einem optischen System mit hoher Vergrößerung, das eine optische Achse hat, die koaxial zu einer optischen Achse des optischen Systems mit geringer Vergrößerung ist und das das Werkstück mit einer Vergrößerung abbildet, die höher ist als die geringe Vergrößerung, um damit ein Bild mit hoher Vergrößerung zu erzeugen; einen Antriebsblock, der eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks verändert, indem der Tisch und/oder der Bilderzeugungsblock derart verfahren werden, dass der Tisch und der Bilderzeugungsblock sich relativ in einer XY-Richtung bewegen; einem Prozessor, der den Antriebsblock und den Bilderzeugungsblock steuert, mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung für unterschiedliche Bereiche des Werkstücks erzeugt und ein zusammengesetztes bzw. zusammengefügtes Bild erzeugt, indem die erzeugten mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung verbunden bzw. zusammengefügt werden; und einen Speicher, der das zusammengefügte Bild speichert, wobei in einem Einstellmodus der Prozessor ein Referenzbild zur Mustersuche in dem Speicher speichert, das erzeugt wird, indem durch den Bilderzeugungsblock mindestens ein Teil des zusammengefügten Bildes oder eine Position, die von einem Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt wird, abgebildet wird, wobei der Speicher eine Messpositionsinformation speichert, die mehrere Messpositionen bzw. Messstellen, die von dem Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt sind, kennzeichnet, und ferner eine Bildeinstellungsinformation speichert, die angibt, mit welchem Wert der geringen Vergrößerung und der hohen Vergrößerung jede Bilderzeugungsposition abgebildet wird, und, wobei in einem Messmodus der Prozessor den Bilderzeugungsblock steuert und ein Zielbild für die Mustersuche erfasst, eine Mustersuche an dem für die Mustersuche vorgesehenen Zielbild unter Anwendung des Referenzbilds zur Mustersuche, das in dem Speicher gespeichert ist, ausführt, mehrere Bilderzeugungspositionen zur Bilderzeugung an jeder der mehreren Messstellen auf der Grundlage der Messpositionsinformation, die jeder der mehreren Messstellen zugeordnet und im Speicher abgelegt ist, und auf der Grundlage eines Ergebnisses der Mustersuche angibt bzw. spezifiziert, die Bilder mit geringer Vergrößerung oder die Bilder mit hoher Vergrößerung erzeugt, indem der Antriebsblock veranlasst wird, den Tisch und/oder den Bilderzeugungsblock zu verfahren, so dass sequentiell eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks an jede der mehreren Bilderzeugungspositionen gebracht wird, und indem bewirkt wird, dass der Bilderzeugungsblock einen Bilderzeugungsprozess mit einer Vergrößerung gemäß der Bilderzeugungseinstellinformation an jeder der mehreren Bilderzeugungspositionen ausführt, und für eine Messstelle, die jeder Bilderzeugungsposition entspricht, eine Abmessung der Messstelle auf der Grundlage des Bildes mit geringer Vergrößerung oder auf der Grundlage des Bildes mit hoher Vergrößerung, die für jede der mehreren Bilderzeugungspositionen erfasst sind, misst.
Erfindungsgemäß wird die Häufigkeit der Bilderzeugungen reduziert, und es ist somit möglich, eine Bildmessung in effizienter Weise auszuführen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Bildmessvorrichtung;
2 ist eine Querschnittsansicht einer Messeinheit:
3 ist eine Ansicht, die eine Anordnung einer Vogelperspektiven-Kamera zeigt;
4 ist eine Ansicht, die eine Steuerung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Hauptprozessablauf zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Einstellmodus zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Messmodus zeigt;
8 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
9 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
10 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
11 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
12 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
13 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
14 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
15 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
16 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
17 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
18 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
19 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
20 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
21 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
22 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt;
23 ist ein Diagramm, das einen Einstellvorgang zeigt; und
24 ist ein Flussdiagramm, das ein detailliertes Beispiel von S710 zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Verweis auf die angefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsformen detailliert beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen sollen die beanspruchte Erfindung nicht beschränken, und es sind nicht alle Kombinationen von Merkmalen, die in diesen Ausführungsformen beschrieben sind, notwendigerweise essentiell für die Erfindung. Es können zwei oder mehr Merkmale von mehreren Merkmalen, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, in beliebiger Weise kombiniert werden. Ferner sind gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
<Bildmessvorrichtung 1>
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aufbaubeispiel einer Bildmessvorrichtung 1 zeigt. Die Bildmessvorrichtung 1 ist eine Bildmessvorrichtung, die ein Werkstück abbildet, so dass ein Werkstückbild erzeugt wird, und die eine Abmessung des Werkstücks in dem Werkstückbild misst. In 1 beinhaltet die Bildmessvorrichtung 1 eine Messeinheit 10, eine Steuereinheit 20, eine Tastatur 31, und eine Zeigereinrichtung 32. Das Werkstück ist ein Messobjekt, dessen Form und Abmessung durch die Bildmessvorrichtung 1 zu messen sind.
Die Messeinheit 10 beinhaltet eine Anzeigeeinrichtung 11, eine bewegliche Halterung 12, einen XY-Justierknopf (nicht gezeigt), einen Z-Justierknopf 14, einen Einschalter 15 und einen Ausführungsknopf 16. Die Messeinheit 10 beleuchtet das Werkstück, das auf der beweglichen Halterung 12 angeordnet ist, mit Beleuchtungslicht und empfängt durchgelassenes Licht von dem Werkstück oder reflektiertes Licht von dem Werkstück, um ein Werkstückbild zu erzeugen. Das Werkstück wird auf einer lichtdurchlässigen Platte 13 der beweglichen Halterung 12 angeordnet. Die Messeinheit 10 zeigt das Werkstückbild auf einem Anzeigebildschirm 18 der Anzeigeeinrichtung 11 an.
Die Anzeigeeinrichtung 11 ist eine Anzeigeeinrichtung, die ein Werkstückbild, ein Messergebnis und eine Einstell-UI (Benutzerschnittstelle) auf dem Anzeigebildschirm 18 anzeigt. Ein Benutzer legt eine Merkmalsposition für eine Mustersuche, eine Messposition bzw. Messstelle für die Messung der Abmessung und dergleichen fest, indem die Tastatur 31 und die Zeigereinrichtung 32 betätigt werden, während das Werkstückbild, das auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt ist, betrachtet wird. Die bewegliche Halterung 12 ist ein Tisch zum Anordnen eines Werkstücks. Die lichtdurchlässige Platte 13 ist ein Gebiet, das mit Glas mit Lichtdurchlässigkeit hergestellt ist. Die bewegliche Halterung 12 bewegt sich in einer Z-Achsenrichtung parallel zu einer Abbildungsachse einer Kamera, und in einer X-Achsenrichtung und in einer Y-Achsenrichtung, die senkrecht zu der Abbildungsachse verlaufen.
Der XY-Justierknopf stellt eine relative Position (Position in der X-Achsenrichtung und Position in der Y-Achsenrichtung) der beweglichen Halterung 12 in Bezug auf die Kamera ein, indem die bewegliche Halterung 12 in der X-Achsenrichtung oder Y-Achsenrichtung bewegt wird. Der Z-Justierknopf 14 stellt die relative Position (Position in der Z-Achsenrichtung) der beweglichen Halterung 12 in Bezug auf die Kamera ein, indem die bewegliche Halterung 12 in der Z-Achsenrichtung bewegt wird. Der Einschalter ist ein Bedienblock zum Schalten der Hauptleistungsversorgung der Messeinheit 10 und der Steuereinheit 20 zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand. Der Ausführungsknopf 16 ist ein Bedienblock zum Starten des Vorgangs zum Messen der Abmessung.
Die Steuereinheit 20 ist eine Steuerung, die die Bilderzeugung und die Bildschirmanzeige der Messeinheit 10 steuert, und das Werkstückbild auswertet, um die Abmessung des Werkstücks zu messen. Die Steuereinheit 20 ist mit der Tastatur 31 und der Zeigereinrichtung 32 verbunden und empfängt eine Benutzereingabe über die Tastatur 31 und die Zeigereinrichtung 32. Die Tastatur 31 und die Zeigereinrichtung 32 sind in einem Bedienblock 30 enthalten. Die Steuereinheit 20 aktiviert die Messeinheit 10, wenn der Einschalter 15 in die EinStellung gebracht wird. Wenn der Ausführungsknopf 16 betätigt wird, dann steuert die Steuereinheit 20 die Messeinheit 10 entsprechend den Einstellungsdaten, die im Voraus bereitgestellt werden, um nach einem Werkstück auf der lichtdurchlässigen Platte 13 zu suchen und die Abmessung des Werkstücks zu messen.
<Messeinheit 10>
2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Aufbaubeispiel der Messeinheit 10 zeigt. Es ist ein Schnitt, an welchem die Messeinheit 10 von einer vertikalen Ebene (YZ-Ebene) parallel zu der Abbildungsachse geschnitten wird, gezeigt. Die Messeinheit 10 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung 11, die bewegliche Halterung 12, ein Gehäuse 100, einen Halterungsantriebsblock 101, einen Linsenfassungsblock 102, eine Kamera mit geringer Vergrößerung 110, eine Kamera mit hoher Vergrößerung 120, eine koaxiale Epi-Beleuchtung bzw. Frontalbeleuchtung 130 und eine Transmissionsbeleuchtung 150. Die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 werden für die Messung der Abmessung verwendet und somit können sie als Kameras zum Messen bezeichnet werden.
Der Linsenfassungsblock 102, die Kamera mit geringer Vergrößerung 110, die Kamera mit hoher Vergrößerung 120, die koaxiale Epi-Beleuchtung 130 und die Transmissionsbeleuchtung 150 sind im Innern des Gehäuses 100 angeordnet. Ein Halterungsantriebsblock 101Z bewegt einen Kamerakopf 103 in der Z-Achsenrichtung in Bezug auf die bewegliche Halterung 12 und stellt einen Abstand zwischen der Kamera mit geringer Vergrößerung 110, der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und der beweglichen Halterung 12 ein. Der Halterungsantriebsblock 101Z kann die bewegliche Halterung 12 in der Z-Achsenrichtung verfahren. Der Halterungsantriebsblock 101Z kann den Kamerakopf 103 verfahren, um die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 auf das Werkstück zu fokussieren, und dergleichen. Ein Halterungsantriebsblock 101XY bewegt die bewegliche Halterung 12 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung.
Die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 ist eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer geringen Bildvergrößerung im Vergleich zu der Kamera mit hoher Vergrößerung 120. Die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 beinhaltet ein Bilderzeugungselement bzw. ein Abbildungselement 111, eine Bilderzeugungslinse 112, eine Blendenplatte 113 und eine Lichtempfangslinse 114. Die Bilderzeugungslinse 112, die Blendenplatte 113 und die Lichtempfangslinse 114 sind in einem optischen System mit geringer Vergrößerung enthalten. Das Bilderzeugungselement 111 empfängt die Beleuchtung, so dass ein Werkstückbild erzeugt wird. Das Bilderzeugungselement 111 ist so angeordnet, dass seine Lichtempfangsfläche nach unten zeigt. Die Bilderzeugungslinse 112 ist ein optisches Element, das mit dem Beleuchtungslicht auf dem Bilderzeugungselement 111 ein Bild erzeugt. Die Blendenplatte 113 ist eine optische Blende, die die durchgelassene Lichtmenge des Beleuchtungslichts und eine Feldtiefe begrenzt, und ist zwischen der Bilderzeugungslinse 112 und der Lichtempfangslinse 114 angeordnet. Die Lichtempfangslinse 114 ist ein optisches Element, das das Beleuchtungslicht, das von dem Werkstück stammt, bündelt und ist so angeordnet, dass sie der beweglichen Halterung 12 zugewandt ist. Die Bilderzeugungslinse 112, die Blendenplatte 113 und die Lichtempfangslinse 114 sind so angeordnet, dass sie an einer in vertikaler Richtung verlaufenden zentralen Achse zentriert sind.
Die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 ist eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer hohen Bildvergrößerung im Vergleich zu der Kamera mit geringer Vergrößerung 110. Die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 beinhaltet ein Bilderzeugungselement 121, eine Bilderzeugungslinse 122, eine Blendenplatte 123, einen Halbspiegel 124 und eine Lichtempfangslinse 114. Die Bilderzeugungslinse 122, die Blendenplatte 123, der Halbspiegel 124 und die Lichtempfangslinse 114 sind in einem optischen System mit hoher Vergrößerung enthalten. Das Bilderzeugungselement 121 empfängt Beleuchtungslicht, um damit ein Werkstückbild zu erzeugen. Das Bilderzeugungselement 121 ist so angeordnet, dass seine Lichtempfangsfläche in eine horizontale Richtung zeigt. Das heißt, die Lichtempfangsfläche und die horizontale Richtung senkrecht zueinander. Die Bilderzeugungslinse 122 ist ein optisches Element, das mit dem Beleuchtungslicht auf dem Bilderzeugungselement 121 ein Bild erzeugt. Die Blendenplatte 123 ist eine optische Blende, die die durchgelassene Lichtmenge des Beleuchtungslichts begrenzt und sie ist zwischen der Bilderzeugungslinse 122 und dem Halbspiegel 124 angeordnet. Die Lichtempfangslinse 114 wird von der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 gemeinsam genutzt. Das die Lichtempfangslinse 114 durchlaufende Beleuchtungslicht wird in der horizontalen Richtung durch den Halbspiegel 124 umgelenkt und bildet über die Blendenplatte 123 und die Bilderzeugungslinse 122 ein Bild auf dem Bilderzeugungselement 121.
Es werden Bildsensoren, etwa CCD (ladungsgekoppelte Bauelemente) und CMOS (komplementäre Metalloxidhalbleiter), als die Bilderzeugungselemente 111 und 121 verwendet. Als die Lichtempfangslinse 114 wird eine telezentrische Linse verwendet, die die Eigenschaft hat, die Größe des Bildes des Werkstücks nicht zu ändern, selbst wenn sich der Abstand zwischen der Lichtempfangslinse 114 und dem Werkstück ändert. Das heißt, das optische System mit geringer Vergrößerung und das optische System mit hoher Vergrößerung besitzen jeweils Telezentrizität. Eine Verzerrung eines Werkstücks in einem Werkstückbild, das durch ein telezentrisches optisches System erfasst wird, ist im Vergleich zu einer Verzerrung eines Werkstücks in einem Werkstückbild, das durch ein nicht-telezentrisches optisches System erfasst wird, sehr gering. Daher wird das Werkstück mit hoher Genauigkeit vermessen. Zu beachten ist, dass das optische System mit geringer Vergrößerung und das optische System mit hoher Vergrößerung gegebenenfalls keine Telezentrizität besitzen.
Die koaxiale Epi-Beleuchtung 130 ist eine Beleuchtungseinrichtung, die das Werkstück auf der beweglichen Halterung 12 von oben mit Beleuchtungslicht beleuchtet. Anstelle der koaxialen Epi-Beleuchtung 130 kann eine Epi-Beleuchtung, etwa eine Ringbeleuchtung, verwendet werden. Eine optische Achse von Beleuchtungslicht der koaxialen Epi-Beleuchtung 130 stimmt mit der Abbildungsachse überein. Die koaxiale Epi-Beleuchtung 130 beinhaltet eine Lichtquelle 131, die so angeordnet ist, dass sie Beleuchtungslicht in der horizontalen Richtung aussendet, und beinhaltet einen Halbspiegel 132, der das Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle 131 ausgesendet wird, nach unten umlenkt. Das Beleuchtungslicht der koaxialen Epi-Beleuchtung 130 ist vorteilhaft bei der Erfassung von Unregelmäßigkeiten und Mustern auf der Werkstückoberfläche.
Ferner ist eine Ringbeleuchtung 180 um die Lichtempfangslinse 114 herum vorgesehen. Ein Halterungsantriebsblock 181 bewegt die Ringbeleuchtung 180 nach oben und nach unten. Auf diese Weise wird ein Beleuchtungswinkel für die Beleuchtung in Bezug auf das Werkstück eingestellt, und es ist möglich, die Art und Weise zu verstellen, in der eine Kante hervorsteht.
Die Bilderzeugungslinsen 112 und 122, die Blendenplatten 113 und 123, die Halbspiegel 124 und 132 und die Lichtempfangslinse 114 sind im Inneren des Linsenfassungsblocks 102 angeordnet.
Die Transmissionsbeleuchtung 150 ist eine Beleuchtungseinrichtung, die das Werkstück auf der beweglichen Halterung 12 von unten mit Beleuchtungslicht beleuchtet. Die Transmissionsbeleuchtung 150 beinhaltet eine Lichtquelle 151, einen Spiegel 152 und eine Lichtkondensorlinse 153. Die Lichtquelle 151 ist so angeordnet, dass sie Beleuchtungslicht in der horizontalen Richtung aussendet. Das aus der Lichtquelle 151 ausgesandte Beleuchtungslicht wird von dem Spiegel 152 reflektiert und von der Lichtkondensorlinse 153 gebündelt. Das Beleuchtungslicht durchläuft die bewegliche Halterung 12 und beleuchtet das Werkstück. Ein Teil des Beleuchtungslichts wird durch das Werkstück blockiert, und ein weiterer Teil des Beleuchtungslichts trifft auf die Lichtempfangslinse 114. Das Beleuchtungslicht der Transmissionsbeleuchtung 150 ist vorteilhaft bei der Erfassung eines Randes der Außenform des Werkstücks.
Eine LED (Lichtleuchtdiode) oder eine Halogenleuchte wird jeweils als Lichtquelle der koaxialen Epi-Beleuchtung 130 und der Transmissionsbeleuchtung 150 verwendet.
Eine Vogelperspektiven-Kamera 17 ist eine Bilderzeugungseinrichtung, die zur Erfassung eines Bildes der beweglichen Halterung 12 in Vogelperspektive verwendet wird. Das Bild in Vogelperspektive ist ein Bild, das nahezu die gesamte bewegliche Halterung 12 enthält. Ein Abbildungssichtfeld der Vogelperspektiven-Kamera 17 ist größer als ein Abbildungssichtfeld der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120. Im Vergleich zu der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 ist daher die Vogelperspektiven-Kamera 17 geeignet, ein Bild eines größeren Bereichs zu erfassen. Andererseits ist die Telezentrizität der Vogelperspektiven-Kamera 17 kleiner als die Telezentrizität der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120. Daher kann die Vogelperspektiven-Kamera 17 als nichttelezentrische Kamera bezeichnet werden. Die Form des Werkstücks wird in dem Werkstückbild, das von der Vogelperspektiven-Kamera 17 erfasst wird, verzerrt, und daher ist die Vogelperspektiven-Kamera 17 nicht zum Vermessen des Werkstücks geeignet im Vergleich zu der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120. Das Sichtfeld des optischen Systems ist kreisförmig, und ein Gegenstand in dem Sichtfeld erzeugt einen Bildkreis und wird auf das Bilderzeugungselement abgebildet. Andererseits ist ein Bereich, der von dem Bilderzeugungselement abgebildet werden kann, rechteckförmig. Das heißt, ein Abbildungsgebiet bzw. Bilderzeugungsgebiet ist ein Teil eines rechteckigen Gebiets innerhalb des Bilderzeugungskreises. Dabei wird ein rechteckiges Gebiet auf der beweglichen Halterung 12, das einem Bilderzeugungsgebiet des Bilderzeugungselements entspricht, als ein Bilderzeugungssichtfeld bezeichnet.
<Vogelperspektiven-Kamera>
Wie in 2 gezeigt ist, bedeckt die Lichtempfangslinse 114 einen beträchtlichen Teil der beweglichen Halterung 12. Daher ist die Vogelperspektiven-Kamera 17 an einer Position angeordnet, an der die Lichtempfangslinse 114 nicht behindert wird. Die Vogelperspektiven-Kamera 17 kann durch eine einzige Kamera realisiert werden, sie kann aber auch durch mehrere Kameras realisiert werden.
3A ist ein Diagramm, das eine Anordnung der Vogelperspektiven-Kamera 17 zeigt, wenn die Vogelperspektiven-Kamera 17 von einer Vorderseite der Messeinheit 10 aus betrachtet wird. W bezeichnet ein Werkstück. In diesem Beispiel ist eine Vogelperspektiven-Kamera 17L auf einer linken Seite der Lichtempfangslinse 114 angeordnet, und eine Vogelperspektiven-Kamera 17R ist auf einer rechten Seite der Lichtempfangslinse 114 angeordnet. R1 bezeichnet einen Sichtfeldbereich für die Kamera mit geringer Vergrößerung 110. R2L bezeichnet ein Sichtfeldbereich der Vogelperspektiven-Kamera 17L. R2R bezeichnet einen Sichtfeldbereich der Vogelperspektiven-Kamera 17R. Durch die Verwendung der zwei Vogelperspektiven-Kameras 17R und 17L ist es möglich, den größten Teil der beweglichen Halterung 12 gleichzeitig abzubilden. Dennoch tritt ein Blindfleckbereich R3, der durch den Sichtfeldbereich R2L der Vogelperspektiven-Kamera 17L und den Sichtfeldbereich R2R der Vogelperspektiven-Kamera 17R nicht abgedeckt werden kann, auf der beweglichen Halterung 12 auf.
3B ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Abbildung eines Werkstücks W, das in der Nähe der Mitte der beweglichen Halterung 12 angeordnet ist, durch die Vogelperspektiven-Kamera 17 darstellt. Es wird ein Vogelperspektivenbild des Werkstücks W, das in der Nähe der Mitte der beweglichen Halterung 12 angeordnet ist, erfasst, indem die bewegliche Halterung 12 derart bewegt wird, dass eine optische Achse der Vogelperspektiven-Kamera 17R mit der Mitte der beweglichen Halterung 12 übereinstimmt. Obwohl die Vogelperspektiven-Kamera 17R hier verwendet wird, kann auch die Vogelperspektiven-Kamera 17L verwendet werden.
Ein zusammengefügtes Vogelperspektivenbild, das die gesamte bewegliche Halterung 12 abdeckt, kann erzeugt werden, indem ein Vogelperspektivenbild, das von der Vogelperspektiven-Kamera 17L erfasst wird, ein Vogelperspektivenbild, das von der Vogelperspektiven-Kamera 17R in 3A erfasst wird, und ein Vogelperspektivenbild, das von der Vogelperspektiven-Kamera 17R in 3B erfasst wird, zusammengefügt werden. Obwohl ein synthetisiertes bzw. zusammengefügtes Vogelperspektivenbild nicht in Echtzeit erzeugt werden kann, kann dennoch ein zusammengefügtes Vogelperspektivenbild erzeugt werden, wenn ein Echtzeitverhalten nicht erforderlich ist.
3A zeigt ein Beispiel, in welchem der Blindfleckbereich R3 der beiden Vogelperspektiven-Kameras 17R und 17L vorhanden ist. Abhängig von den Winkeln der Sichtfelder, den Montagepositionen, und dergleichen der beiden Vogelperspektiven-Kameras 17R und 17L, die verwendet werden, kann es jedoch einen Fall geben, in welchem kein Blindfleckbereich R3 vorhanden ist, und somit kann die gesamte bewegliche Halterung 12 auf einmal abgebildet werden.
<Steuerung>
4 ist ein Diagramm, das Funktionen einer Steuerung 60 zeigt, die auf der Steuereinheit 20 montiert ist. 5 zeigt eine optionale Funktion, die zum Erzeugen eines Vogelperspektivenbilds 41 erforderlich ist. Die Steuerung 60 beinhaltet einen Prozessor (beispielsweise eine CPU, und dergleichen) und steuert die Messeinheit 10. CPU ist eine Abkürzung für zentrale Verarbeitungseinheit. Ein Teil der Funktionen oder alle Funktionen der Steuerung 60 können auch durch Hardware, etwa durch ASIC und/oder FPGA realisiert werden. ASIC ist eine Abkürzung für anwendungsspezifische integrierte Schaltung. FPGA ist eine Abkürzung für feldprogrammierbares Gatterarray. Ein Beleuchtungssteuerblock 81 ist auf der Steuereinheit 20 oder der Messeinheit 10 montiert und steuert eine Beleuchtungseinheit 85 (die koaxiale Epi-Beleuchtung 130, die Transmissionsbeleuchtung 150 und die Ringbeleuchtung 180) gemäß einem Steuersignal aus der Steuerung 60. Ein Bilderzeugungssteuerblock 82 ist auf der Steuereinheit 20 oder der Messeinheit 10 montiert und steuert eine Kameraeinheit 85 (die Kamera mit geringer Vergrößerung 110, die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Vogelperspektiven-Kameras 17R und 17L) gemäß einem Steuersignal aus der Steuerung 60. Eine Speichereinrichtung 70 beinhaltet einen Speicher, eine Festplatte, und dergleichen, und speichert Einstellungsdaten 71, ein Bild mit geringer Vergrößerung 43, das Vogelperspektivenbild 41, und dergleichen.
Ein Einstellblock 61 erzeugt die Einstellungsdaten 71 zum Messen des Werkstücks W gemäß einer Benutzereingabe, die über die Tastatur 31, und dergleichen eingegeben wird. Die Einstellungsdaten 71 beinhalten beispielsweise Einstellinformation in Bezug auf die Mustersuche (Positionierung) des Werkstücks, Einstellinformation in Bezug auf die Messstelle, einen Schwellenwert für ein nicht-fehlerhaftes Produkt, eine Bilderzeugungsbedingung (Vergrößerung bei der Bilderzeugung, und Belichtungsbedingung, Beleuchtungsbedingung), und dergleichen.
Der Messsteuerblock 62 schaltet eine der Beleuchtungseinheiten über den Beleuchtungssteuerblock 81 gemäß den Einstellungsdaten 71 ein, und bewirkt, dass eine der Kameraeinheiten durch den Bilderzeugungssteuerblock 82 eine Bilderzeugung ausführt.
Ein Werkstückermittlungsblock 63 extrahiert bei Erzeugung eines zusammengefügten Bildes eine Kante aus einem Bild, das durch die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 oder die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 erfasst wird, und ermittelt die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Kante. Der Werkstückermittlungsblock 63 ermittelt eine Erstreckungsrichtung der Kante und ermittelt eine Koordinate einer Bilderzeugungsposition, an der eine nächste Bilderzeugung auszuführen ist. Ein Bildverbindungsblock 64 verbindet bzw. fügt mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung 43, die die Kante des Werkstücks W enthalten, zusammen und erzeugt ein zusammengefügtes Bild 42.
Ein Suchblock 66 führt eine Mustersuche in einem Zielbild aus, das durch die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 erfasst wird, wobei die Suche auf den Einstellungsdaten 71 beruht, und spezifiziert eine Position und eine Lage des Werkstücks W. Beispielsweise vergleicht der Suchblock 66 ein Referenzbild, das in den Einstellungsdaten 71 enthalten ist, mit dem Zielbild, ermittelt einen Positionsabweichungsbetrag und einen Lageabweichungsbetrag des Zielbilds in Bezug auf das Referenzbild und erzeugt eine Koordinatenumwandlungsformel für eine Messposition aus dem Positionsabweichungsbetrag und dem Lageabweichungsbetrag. Durch das Eingeben der Koordinate jeder Messstelle, die in den Einstellungsdaten 71 enthalten ist, in diese Umwandlungsformel, wird die Koordinate der Messposition bzw. Messstelle in Bezug auf das Messzielobjekt, d. h., das Werkstück W, ermittelt. Ferner wandelt der Suchblock 66 die Koordinate jeder Messstelle in eine Maschinenkoordinate einer Bilderzeugungsposition, die jeder Messstelle entspricht, um. Der Suchblock 66 ermittelt die kürzeste Strecke (Bilderzeugungsreihenfolge) für die Bilderzeugung, und für das Verschieben aller Maschinenkoordinaten jeder der Bilderzeugungspositionen für mehrere Messstellen. Der Messsteuerblock 62 legt die Maschinenkoordinaten jeder Messposition in dem Halterungsantriebsblock 101XY gemäß der Bilderzeugungsreihenfolge fest und versetzt die bewegliche Halterung 12 in Bewegung. Ferner führt der Bilderzeugungssteuerblock 82 den Bilderzeugungsvorgang durch Anwenden von Bilderzeugungsbedingungen (Vergrößerung für die Bilderzeugung und Beleuchtungsbedingungen) auf der Grundlage der Einstellungsdaten 71 für jede Messstelle auf die Beleuchtungseinheit und die Kameraeinheit aus. Wenn beispielsweise die Vergrößerung für die Bilderzeugung gering ist, dann veranlasst der Bilderzeugungssteuerabschnitt 82, dass die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 einen Bilderzeugungsvorgang für die Messstelle ausführt. Wenn die Vergrößerung für die Bilderzeugung hoch ist, dann veranlasst der Bilderzeugungssteuerblock 82, dass die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 die Bilderzeugung für die Messstelle ausführt. Auf diese Weise wird ein Werkstückbild für jede Messstelle erzeugt.
Ein Messblock 67 führt diverse Messungen in Bezug auf das Werkstück W ausgehend von dem Werkstückbild gemäß den Einstellungsdaten 71 aus. Das Werkstückbild kann das zusammengefügte Bild 42 sein, das erzeugt wird, indem mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung für jede Messstelle zusammengefügt werden, und kann aber auch ein einziges Bild mit geringer Vergrößerung oder Bild mit hoher Vergrößerung für die Messstelle sein. Der Messblock 67 besitzt mehrere Messwerkzeuge. Die mehreren Messwerkzeuge können ein Werkzeug zur Messung eines Abstands von Linie zu Linie beinhalten, das einen Abstand zwischen einer Linie zu einer weiteren Linie misst, ein Werkzeug zur Messung eines Abstands zwischen Punkten, das einen Abstand zwischen einem Punkt und einer Linie misst, und ein Rechtwinkligkeitsmesswerkzeug beinhalten, das die Rechtwinkligkeit zwischen einer Line und einer weiteren Linie misst, und dergleichen. Der Messblock 67 erkennt diese Punkte und Linien als Kanten in dem Bild und führt eine Messung auf der Grundlage der Kanten aus. Beispielsweise führt der Messblock 67 eine Messung der Abmessung unter Anwendung einer oder mehrerer Kanten, die in dem Werkstückbild enthalten sind, aus. Der Messblock 57 kann eine Abmessungsmessung unter Anwendung einer vorbestimmten Kante, die in einem ersten Bild mit geringer Vergrößerung enthalten ist, und einer vorbestimmten Kante, die in einem zweiten Bild mit geringer Vergrößerung enthalten ist, ausführen. Der Messblock 67 kann die Abmessungsmessung unter Anwendung einer vorbestimmten Kante, die in einem ersten Bild mit hoher Vergrößerung enthalten ist, und einer vorbestimmten Kante, die in einem zweiten Bild mit hoher Vergrößerung enthalten ist, ausführen. Der Messblock 67 kann eine Abmessungsmessung unter Anwendung einer vorbestimmten Kante, die in einem Bild mit geringer Vergrößerung enthalten ist, und einer vorbestimmten Kante, die in einem Bild mit hoher Vergrößerung enthalten ist, ausführen. Der Messblock 67 kann ein Messergebnis mit dem Schwellenwert für nicht-fehlerhafte Produkte vergleichen und ermitteln (eine Inspektion ausführen), ob das Werkstück W ein nicht-fehlerhaftes Produkt ist. Ein Positionskorrekturblock 68 korrigiert eine Relation zwischen einer Position eines aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahierten Merkmals und einer Position eines aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahierten Merkmals auf der Grundlage der Positionskorrekturinformation, die im Voraus erfasst wird.
Ein Anzeigesteuerblock 83 zeigt eine UI zur Erzeugung der Einstellungsdaten 71 auf der Anzeigeeinrichtung 11 gemäß einem Befehl der Steuerung 60 an, zeigt diverse Bilder an und zeigt ein Messergebnis (Inspektionsergebnis) an.
<Flussdiagramm>
5 ist ein Flussdiagramm, das den Hauptprozessablauf zeigt, der von der Steuerung 60 ausgeführt wird, wenn der Einschalter 15 eingeschaltet wird.
In S500 erhält die Steuerung 60 (Positionskorrekturblock 68) die Positionskorrekturinformation. Eine Montageposition der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und eine Montageposition der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 haben entsprechend individuelle Unterschiede pro Messeinheit 10. Ferner besitzen diese Positionen Temperaturabhängigkeitseigenschaften und somit können sie sich in Abhängigkeit von einer Umgebung ändern, in der die Messeinheit 10 installiert ist. Die Lage eines Merkmals des Werkstücks W, das aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert ist, und die Lage des Merkmals des Werkstücks W, das aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert ist, sollten gleich sein. Jedoch tritt eine Abweichung zwischen den beiden Lagen auf. Die Speichereinrichtung 70 speichert eine Voreinstellungspositionskorrekturinformation zum Korrigieren der Positionsbeziehungen in einem Montagevorgang (zum Zeitpunkt der Auslieferung aus der Fabrik) der Messeinheit 10. Wenn der Einschalter 15 eingeschaltet und die Steuerung 60 aktiviert wird, dann führt die Steuerung 60 (Positionskorrekturblock 68) einen Erfassungsvorgang aus, um die Positionskorrekturinformation zu erfassen, und sie aktualisiert die Positionskorrekturinformation, die in der Speichereinrichtung 70 gespeichert ist. Der Positionskorrekturblock 68 korrigiert die Koordinate, die das Bild mit geringer Vergrößerung betrifft, und/oder die Koordinate, die das Bild mit hoher Vergrößerung betrifft, auf der Grundlage der Positionskorrekturinformation. Auf diese Weise wird die Position bzw. Lage des Merkmals des Werkstücks W, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, gleich der Position bzw. Lage des Merkmals des Werkstücks W, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird.
In S501 ermittelt die Steuerung 60, ob ein Einstellmodus von dem Benutzer mittels des Bedienblocks 30 ausgewählt worden ist. Wenn der Einstellmodus nicht ausgewählt ist, überspringt die Steuerung 60 den Schritt S502 und geht weiter zu S503. Wenn andererseits der Einstellmodus ausgewählt ist, geht die Steuerung 60 zu S502 weiter.
In S502 führt die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) den Einstellmodus aus. Details des Einstellmodus werden nachfolgend mit Verweis auf 6 beschrieben.
In S503 ermittelt die Steuerung, ob ein Messmodus von dem Benutzer mittels des Bedienblocks 30 ausgewählt worden ist. Wenn der Messmodus nicht ausgewählt ist, kehrt die Steuerung 60 zu S501 zurück. Wenn andererseits der Messmodus ausgewählt ist, geht die Steuerung 60 zu S504 weiter.
In S504 ermittelt die Steuerung 60, ob der Ausführungsknopf 16 von dem Benutzer betätigt worden ist. Wenn der Ausführungsknopf 16 von dem Benutzer betätigt ist, dann geht die Steuerung 60 zu S505 weiter.
In S505 führt die Steuerung 60 (der Messsteuerblock 62) einen kontinuierlichen Messmodus aus. Details des kontinuierlichen Messmodus werden nachfolgend mit Verweis auf 7 beschrieben.
Einstellmodus
6 ist ein Flussdiagramm, das den Einstellmodus zeigt.
In S601 erzeugt die Steuerung 60 unter Anwendung der Vogelperspektiven-Kamera 17 ein Vogelperspektivenbild. Das Vogelperspektivenbild kann in dem Einstellmodus oder in dem Messmodus verwendet werden. Insbesondere ist das Vogelperspektivenbild bei der groben Positionierung des Werkstücks W in Bezug auf die bewegliche Halterung 12 zweckdienlich. Wenn das Vogelperspektivenbild nicht verwendet wird, wird S601 weggelassen.
8 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160a, die ein Vogelperspektivenbild IM01 anzeigt. Das Vogelperspektivenbild IM01 wird dabei unter Anwendung der Vogelperspektiven-Kamera 17R erzeugt. Die Steuerung 60 bewegt die bewegliche Halterung 12 derart, dass die Mitte der beweglichen Halterung 12 mit der optischen Achse der Vogelperspektiven-Kamera 17R zusammenfällt, und sie bewirkt, dass die Vogelperspektiven-Kamera 17R einen Bilderzeugungsvorgang ausführt, wodurch das Vogelperspektivenbild IM01 erzeugt und das Vogelperspektivenbild IM01 auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt wird. Wenn das in S601 erzeugte Vogelperspektivenbild IM01 in dem Einstellmodus oder dem Messmodus zu verwenden ist, dann wird das Vogelperspektivenbild IM01 in der Speicherreinrichtung 70 gehalten.
In S602 erzeugt die Steuerung 60 (der Bilderzeugungsverbindungsblock 64) ein zusammengefügtes Bild des Werkstücks W. Um für jedes Messwerkzeug eine Messposition in Bezug auf das Werkstück W festzulegen, ist es für den Benutzer günstig, wenn es ein Bild gibt, das nahezu das gesamte Werkstück W darstellt. Jedoch ist ein hoher zeitlicher Aufwand erforderlich, um ein zusammengefügtes Bild zu erzeugen, während die gesamte bewegliche Halterung 12 unter Anwendung der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 abgetastet wird. Im Allgemeinen ist eine Fläche des Werkstücks W in ebener Ansicht kleiner als eine Fläche der beweglichen Halterung 12. Daher erkennt die Steuerung 60 (der Werkstückermittlungsblock 63) die Kante bzw. den Rand des Werkstücks W durch Anwenden der Kamera mit geringer Vergrößerung 110, und sie erzeugt mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung, während die bewegliche Halterung 12 so bewegt wird, dass sie der Kante (Außenkante) des Werkstücks W nachgeführt wird. Ferner erzeugt die Steuerung 60 (der Bildverbindungsblock 64) ein zusammengefügtes Bild, das nahezu das gesamte Werkstück W darstellt, indem die mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung verbunden bzw. zusammengefügt werden. Ein Bild mit geringer Vergrößerung wird jeweils sowohl mit der Epi-Beleuchtung als auch der Transmissionsbeleuchtung aufgenommen, die nachfolgend beschrieben sind. Das heißt, ein Bild mit geringer Vergrößerung wird erfasst, wobei die Epi-Beleuchtung eingeschaltet und die Transmissionsbeleuchtung ausgeschaltet ist, und ein weiteres Bild mit geringer Vergrößerung wird erfasst, wobei die Epi-Beleuchtung ausgeschaltet und die Transmissionsbeleuchtet eingeschaltet ist. Ein zusammengefügtes Bild wird erzeugt, indem die mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung, die unter Anwendung der Epi-Beleuchtung erfasst werden, zusammengefügt werden. Das zusammengeführte Bild besitzt eine Texturinformation der Oberfläche des Werkstücks W. Andererseits wird ein weiteres zusammengefügtes Bild erzeugt, indem mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung, die unter Anwendung der Transmissionsbeleuchtung aufgenommen wurden, zusammengefügt werden. In diesem weiteren zusammengefügten Bild wird die Kante eines Randbereichs des Werkstücks W deutlich sichtbar.
9 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160b, die auf der Anzeigeeinrichtung 11 während der Erzeugung eines zusammengefügten Bilds angezeigt wird. Insbesondere zeigt 9 ein Beispiel des Zusammenfügens der Bilder mit geringer Vergrößerung, die mit der Epi-Beleuchtung aufgenommen wurden. Der Werkstückermittlungsblock 63 erzeugt ein Bild mit geringer Vergrößerung IM02, während eine Kante extrahiert wird, und der Werkstückermittlungsblock 63 oder der Bildverbindungsblock 64 bildet das erzeugte Bild mit geringer Vergrößerung IM02 auf der Benutzerschnittstelle 160b in Verbindung mit einer Bilderzeugungsposition an und zeigt das Bild mit geringer Vergrößerung IM02 auf der Benutzerschnittstelle 160b an. In diesem Beispiel werden 20 Bilder mit geringer Vergrößerung IM02 erzeugt.
In S603 zeigt die Steuerung 60 (der Bildverbindungsblock 64) ein zusammengefügtes Bild des Werkstücks W auf der Anzeigeeinrichtung 11 an.
10 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160c zum Anzeigen eines vollständigen zusammengefügten Bilds IM03. In diesem Beispiel erzeugt der Bildverbindungsblock 64 das zusammengefügte Bild IM03 durch Verbinden von 21 Bildern mit geringer Vergrößerung IM02 auf der Grundlage der Bilderzeugungspositionen.
In S604 akzeptiert bzw. übernimmt die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) eine Einstellung einer Messstelle. In S605 erfasst die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) ein Bild der Messstelle mit einer zugewiesenen Vergrößerung. In S606 übernimmt die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) eine Einstellung für ein Messwerkzeug.
Das zusammengefügte Bild, das so erzeugt ist, dass es das gesamte Werkstück W enthält, ist ein Bild, das von dem Benutzer verwendet wird, um Messeinstellungen vorzunehmen.
11 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160d, die auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt wird, um eine Einstellung für eine Messstelle zu übernehmen. Die Benutzerschnittstelle 160d, die von dem Einstellblock 61 erzeugt wird, besitzt ein Anzeigegebiet, in welchem das zusammengefügte Bild IM03 angezeigt wird. Der Benutzer bedient eine Zeigereinrichtung 161, wählt ein Messwerkzeug aus einem Werkzeugauswahlblock 163a aus, wählt eine Bilderzeugungsvergrößerung aus einem Vergrößerungsauswahlblock 163b aus, und wählt eine Beleuchtungsart, Helligkeit und dergleichen (Beleuchtungsbedingungen) aus einem Beleuchtungsauswahlblock 163c aus. Wenn der Beleuchtungssteuerblock 81 die Funktion zum Ausführen einer automatischen Justierung der Lichtintensität besitzt, dann kann die Auswahl der Helligkeit weggelassen werden. Der Benutzer legt eine Messstelle 162a durch Auswahl einer Kante fest, die in dem zusammengefügten Bild zu extrahieren ist. Der Einstellblock 61 steuert den Bilderzeugungssteuerblock 82 und den Beleuchtungssteuerblock 81 derart, dass ein Bilderzeugungsvorgang für die Messstelle 162a mit der Vergrößerung und den Beleuchtungsbedingungen, die von dem Benutzer ausgewählt sind, ausgeführt wird. Es können die Epi-Beleuchtung, die Transmissionsbeleuchtung und die Ringbeleuchtung als Beleuchtungsbedingung ausgewählt werden. Die Ringbeleuchtung kann sich aufwärts und abwärts bewegen. Wenn die Ringbeleuchtung ausgewählt wird, dann kann der Benutzer vertikale Positionen der Ringbeleuchtung festlegen. Die Beleuchtungsbedingung kann automatisch auf der Grundlage einer Definition (Kontrast) der Kante, die von dem Benutzer ausgewählt wird, festgelegt werden. Des Weiteren kann der Brennpunkt (Brennpunktposition) automatisch auf der Grundlage der Definition (Kontrast) der Kante eingestellt werden, während der Brennpunkt auf der ausgewählten Bildvergrößerung automatisch geändert wird. Der Einstellblock 61 zeigt das Bild an, das mit der Vergrößerung, der Beleuchtungsbedingung und der automatisch justierten Brennpunktposition, die für die Messposition 162a ausgewählt sind, erfasst wird, indem das Bild dem zusammengefügten Bild IM03 überlagert wird. Der Benutzer prüft visuell, ob die Kante in geeigneter Weise extrahiert ist. Da in diesem Beispiel eine geringe Vergrößerung und eine Transmissionsbeleuchtung ausgewählt sind, ist das für die Messstelle 162a erfasste Bild ein Transmissionsbeleuchtungsbild, in welchem die Kante des Außenrands des Werkstücks W hervorgehoben ist. Der Benutzer legt eine Kante 164a durch Bedienen der Zeigereinrichtung 161 fest, die eine Referenz eines Abstands ist, der von dem ausgewählten Messwerkzeug gemessen wird. Da in diesem Beispiel ein Längenmesswerkzeug ausgewählt ist, wird eine Länge von einem Referenzpunkt (beispielsweise einer weiteren Kante oder einer Mitte eines Kreises, und dergleichen) zu der Kante 164a gemessen. Obwohl dies in 11 nicht gezeigt ist, kann der Einstellblock 61 auch eine Einstellung einer Messstelle übernehmen, die ein Referenzpunkt ist. Der Einstellblock 61 weist jeder Messstelle eine Kennzeichnungs- bzw. Identifizierungsinformation zu und erzeugt Einstellungsdaten, indem die Art (Messinhalt) des ausgewählten Messwerkzeugs und die Position der Messstelle, und dergleichen verknüpft werden.
12 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160d, die auf der Anzeigeeinrichtung 11 zum Übernehmen der Einstellung der Messstelle angezeigt ist. In diesem Beispiel bedient der Benutzer die Zeigereinrichtung 161, um die Messstelle bzw. die Messposition 162a auszuwählen. Der Benutzer wählt ein Rechtwinkligkeitsmesswerkzeug aus dem Werkzeugauswahlblock 163a aus, wählt eine hohe Vergrößerung aus dem Vergrößerungsauswahlblock 163b aus und wählt eine Epi-Beleuchtung aus dem Beleuchtungsauswahlblock 163c aus. Das Rechtwinkligkeitsmesswerkzeug ist ein Werkzeug, das die Rechteckigkeit bzw. Rechtwinkligkeit zweier Kanten misst. Der Einstellblock 61 ändert die Messstelle 162a, die der geringen Vergrößerung entspricht, in die Messstelle 162b, die der hohen Vergrößerung entspricht, bewirkt, dass die koaxiale Epi-Beleuchtung 130 eine Beleuchtung ausführt, wobei dies mittels des Beleuchtungssteuerblocks 81 bewerkstelligt wird, bewegt die bewegliche Halterung 12 zu der Messstelle 162b mittels des Bilderzeugungssteuerblocks 82 und bewirkt, dass die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 einen Bilderzeugungsvorgang ausführt. Der Einstellblock 61 zeigt ein Bild mit hoher Vergrößerung an der Messstelle 162b an.
13 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160e zum Ausführen einer vergrößerten Anzeige für die Messstelle 162b. Wenn der Einstellblock 61 erkennt, dass die Messstelle 162b mittels der Zeigereinrichtung 161 ausgewählt wurde, dann zeigt der Einstellblock 61 die Benutzerschnittstelle 160e an. Für ein Bild mit hoher Vergrößerung IM04, das der Messstelle 162b entspricht, bedient der Benutzer die Zeigereinrichtung 161, um eine Kante 164b festzulegen, die zu messen ist. Obwohl dies in 13 nicht gezeigt ist, legt der Einstellblock 61 eine Kante 164a (11), die zu messen ist, gemäß einem Benutzerbefehl fest. Daher wird in diesem Beispiel eine Rechtwinkligkeit der Kante 164a, die in 12 gezeigt ist, und der Kante 164b, die in 13 gezeigt ist, gemessen. Der Einstellblock 61 weist jeder Messstelle eine Identifizierungsinformation zu und verknüpft die Art (Messinhalt) des ausgewählten Messwerkzeugs mit der Position der Messstelle und dergleichen. Die Messstelle kann mehrere Kantenextraktionspositionen beinhalten, oder kann aus einer einzelnen Kantenextraktionsposition bestehen. Zu Beispielen der Messstelle, die aus einer einzigen Kantenextraktionsposition besteht, gehören eine Messstelle zur Messung eines Durchmessers eines Lochs, eine Messstelle zur Messung der Rundheit des Lochs, und dergleichen.
In S607 übernimmt die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) die Einstellungen für die Mustersuche.
14 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160f, die die Einstellungen für die Mustersuche übernimmt. Der Werkstückermittlungsblock 63 erzeugt ein Kantenemissionsbeleuchtungsbild zusammen mit einem Epi-Beleuchtungsbild, wenn das zusammengefügte Bild IM03 erzeugt wird, und erzeugt ein zusammengefügtes Bild IM05, indem mehrere Transmissionsbeleuchtungsbilder zusammengefügt werden. Die Benutzerschnittstelle 160f hat ein Anzeigegebiet für das zusammengefügte Bild IM05. Der Einstellblock 61 übernimmt Einstellungen für ein Suchgebiet 166, in welchem eine Mustersuche ausgeführt wird, und für ein Registrierungsgebiet 167 eines Referenzbildes. Das Suchgebiet 166 kann als ein Bilderzeugungsbereich bezeichnet werden. Der Einstellblock 61 speichert Koordinaten des Suchgebiets 166 und Koordinaten des Registrierungsgebiets 167, die von dem Benutzer in dem zusammengefügten Bild IM05 festgelegt werden, in den Einstellungsdaten 71 ab. Der Einstellblock 61 extrahiert ein Bild, das in dem Registrierungsgebiet 167 enthalten ist, als ein Referenzbild. Das Referenzbild enthält ein Merkmal, das die Form des Werkstücks W betrifft, das in der Mustersuche verwendet wird. Der Einstellblock 61 erhält Positionsinformation, die eine relative Beziehung der Koordinate jeder Messstelle zu der Koordinate des Referenzbildes kennzeichnet, und speichert die Positionsinformation als eine Messpositionsinformation in einem RAM oder dergleichen der Speichereinrichtung 70 ab. Die Messpositionsinformation wird verwendet, um die Messstelle in einem Werkstückbild zu ermitteln, das für jedes Werkstück in dem Messmodus erfasst wird. Der Einstellblock 61 wandelt die Koordinate des Suchgebiets 166 in dem zusammengefügten Bild IM05 in eine Maschinenkoordinate um und speichert die Maschinenkoordinate als Teil einer Referenzbilderzeugungspositionsinformation in einem RAM oder dergleichen der Speichereinrichtung 70 ab.
In S608 speichert die Steuerung 60 (der Einstellblock 61) das Referenzbild, die Referenzbilderzeugungspositionsinformation, die Messpositionsinformation und die Bilderzeugungseinstellinformation, und dergleichen in den Einstellungsdaten 71 ab und speichert die Einstellungsdaten 71 in der Speichereinrichtung 70.
(Beschreibung der Zuordnung der Messstelle zu jeweiligen Bilderzeugungsbedingung unter Anwendung eines Werkstücks in einem Anwendungsfall)
23A ist ein Diagramm, das eine ebene Ansicht des Werkstücks W zur Erläuterung eines Beispiels für Einstellungsdaten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, zeigt. 23B ist ein Diagramm, das eine Seitenansicht des Werkstücks W entsprechend den Einstellungsdaten zeigt. 23C zeigt die Vergrößerung, die Beleuchtungsbedingungen und die Brennpunktposition an jeder Messstelle in den Einstellungsdaten. Eine Messposition bzw. eine Messstelle 231a ist ein Loch, das nicht vollständig durchgeht. Eine Kante der Messstelle 2301a kann mit der Transmissionsbeleuchtung nicht extrahiert werden, und somit wird die Epi-Beleuchtung festgelegt. Wenn die Messstelle 2301a klein ist, dann kann die Kantenextraktion nicht mit ausreichender Auflösung bei einer geringen Vergrößerung ausgeführt werden. Daher wird die Vergrößerung auf eine hohe Vergrößerung festgelegt. Eine Brennpunktposition wird automatisch justiert und wird auf Z1 festgelegt. Z1 kann eine Höhe (Abstand) mit Bezug auf eine Anordnungsfläche der beweglichen Halterung 12 kennzeichnen.
Eine Messstelle 2301b ist eine geradlinige Kante, die in dem Rand des Werkstücks W enthalten ist, und somit wird eine Transmissionsbeleuchtung festgelegt und ausgewählt. Zusätzlich kann für einen derartigen Rand eine Kante mit ausreichender Genauigkeit selbst bei geringer Vergrößerung extrahiert werden, und somit wird die Vergrößerung auf eine geringe Vergrößerung festgelegt. Die Brennpunktposition für die Messstelle 2301b wird automatisch auf Z1 wie für die Messstelle 2301a festgelegt.
Für eine Messstelle 2301c kann eine Kante mit einer geringen Vergrößerung extrahiert werden. Da jedoch die Kante mit einer R-Ebene verbunden ist, ist es erforderlich, eine Ringbeleuchtung auszuwählen, die schlitzförmiges Licht aussendet, und es ist ferner erforderlich, die Höhe der Ringbeleuchtung auf eine geeignete Höhe festzulegen.
Wie zuvor beschrieben ist, stellt der Benutzer die Vergrößerung, die Beleuchtungsbedingung und die Brennpunktposition entsprechend den Eigenschaften jeder Messstelle in geeigneter Weise ein. Ferner ist jede Messstelle mit Information verknüpft, die eine relative Positionsbeziehung in Bezug auf das Referenzbild angibt, das in der Einstellung für die Mustersuche registriert ist. Wenn daher die Mustersuche erfolgreich ist, wird eine Maschinenkoordinate (relative Positionsinformation der Halterung und der Kameraeinheit) für die Bilderzeugung an jeder Messstelle automatisch ermittelt. 23A zeigt ferner ein voreingestelltes Mustersuchgebiet 2300 als Beispiel.
Messmodus
7 ist ein Flussdiagramm, das einen kontinuierlichen Messmodus zeigt.
In S701 zeigt die Steuerung 60 (der Messsteuerblock 62) ein Bild an, um den Benutzer dabei zu unterstützen, das Werkstück W auf der Anzeigeeinrichtung11 anzuordnen.
15A und 16 zeigen eine Benutzerschnittstelle 160g mit Anleitungsinformation zur Unterstützung oder zur Anleitung des Benutzers, um das Werkstück W anzuordnen. In der Benutzerschnittstelle 160b werden Vogelperspektivenbilder IM01a und IM01b, die in dem Einstellmodus erfasst werden, überlagert und zusammen mit den Vogelperspektivenbildern IM01a und IM01b, die Echtzeitbilder sind, angezeigt. In diesem Beispiel bezeichnet das Werkstück W1 ein Werkstückbild, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, und das Werkstück W2 ist ein aktuelles Echtzeitbild. Das heißt, wenn der Benutzer das Werkstück W bewegt, dann bewegt sich auch das Werkstück W2, das auf der Benutzerschnittstelle 160g angezeigt wird. Ein Ausrichtungsrahmen 171 ist ein Rahmen, der dem Suchgebiet 166 entspricht. Der Ausrichtungsrahmen 171 ist in Bezug auf die Vogelperspektivenbilder IM01a und IM01b, die in dem Einstellmodus erfasst wurden, fest. Der Benutzer positioniert das Werkstück W1 auf der beweglichen Halterung 12 derart, dass ein Merkmalsteil des Werkstücks W2 in den Ausrichtungsrahmen 171 enthalten ist, oder so, dass das Werkstück W2 das Werkstück W1 überlappt. Der Messsteuerblock 62 kann bei der Positionierung des Werkstücks W2 hilfreich sein, indem die Vogelperspektivenbilder IM01a und IM01b, die in dem Einstellmodus erfasst wurden, in durchscheinender Weise angezeigt werden. Wie zuvor beschrieben ist, ist das Bild des Ausrichtungsrahmens 171 und des Werkstücks W1 ein Beispiel für eine Anleitungsinformation zur Unterstützung oder zur Anleitung des Benutzers, um das Werkstück W anzuordnen.
In S702 ermittelt die Steuerung 60 (der Messsteuerblock 62), ob der Start des Messens angewiesen wird. Wenn beispielsweise der Ausführungsknopf 16 gedrückt wird, dann ermittelt der Messsteuerblock 62, dass ein Startzeitpunkt für die Messung angewiesen wird. Die Steuerung 60 kehrt zu S701 zurück, wenn der Start der Messung nicht angewiesen ist. Wenn der Start der Messung angewiesen wird, dann geht die Steuerung 60 zu S703 weiter.
In S703 bewegt die Steuerung 60 (der Suchblock 66) die bewegliche Halterung 12 zu einer Bilderzeugungsposition für die Mustersuche auf der Grundlage der Einstellungsdaten 71 (Referenzbilderzeugungspositionsinformation). Im Allgemeinen wird ein Bild mit geringer Vergrößerung in einer vorbestimmten Folge von einer oberen linken Ecke der beweglichen Halterung 12 oder der Mitte der beweglichen Halterung 12 aus erzeugt, und es wird nach einem Bild mit geringer Vergrößerung, das mit dem Referenzbild übereinstimmt, gesucht. Daher ist eine lange Zeitdauer für die Mustersuche erforderlich. Andererseits wird erfindungsgemäß die Bilderzeugungsposition (die Maschinenkoordinate) des Suchgebiets 166 in den Einstellungsdaten 71 im Voraus gespeichert, und somit kann der Suchblock 66 unmittelbar die bewegliche Halterung 12 zu der Bilderzeugungsposition des Suchgebiets 166 bewegen. Das heißt, der Bilderzeugungsvorgang zum Durchsuchen des Suchgebiets 166 und die wiederholte Bewegung der beweglichen Halterung 12 sind nicht erforderlich. Wenn der Benutzer, der die Einstellung ausführte, und der Benutzer zum Ausführen der Messung identisch sind, dann erinnert sich der Benutzer an eine vorbestimmte Position, an der ein nicht-fehlerhaftes Werkstück auf der beweglichen Halterung 12 in dem Einstellmodus angeordnet worden ist. Daher kann der Benutzer jedes zu messende Werkstück an der vorbestimmten Position auf der Grundlage seines Gedächtnisses positionieren. Andererseits sind im Allgemeinen der Benutzer, der die Einstellungen vornahm, und der Benutzer zum Ausführen der Messung nicht identisch. In diesem Fall ist es für den Benutzer, der die Messung ausführt, schwierig, jedes Werkstück an der vorbestimmten Position anzuordnen. Daher kann der Messsteuerblock 62 den Ausrichtungsrahmen 171, der dem Suchgebiet 166 entspricht, auf der Anzeigeeinrichtung 11 anzeigen. Auf diese Weise kann der Benutzer in einfacher Weise die Anordnung des Werkstücks W in dem Einstellungsmodus reproduzieren. Anders ausgedrückt, es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein Merkmal zum Positionieren, das aus dem Referenzbild extrahiert und in dem Einstellmodus ermittelt wurde, an der Bilderzeugungsposition (Maschinenkoordinate) des Suchgebiets 166 vorhanden ist. Daher wird die Mustersuche in einer kurzen Zeitspanne abgeschlossen sein.
Ferner können das Vogelperspektivenbild, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, und das aktuelle Vogelperspektivenbild gleichzeitig in durchscheinender Weise angezeigt werden. Folglich ist es möglich, den Benutzer anzuleiten, das Werkstück W derart anzuordnen, dass die Mustersuche erfolgreich ist. Wenn die zwei durchscheinenden Bilder überlagert sind, ist die positionelle Lage des Werkstücks W in dem Einstellmodus identisch zu einer aktuellen positionellen Lage des Werkstücks W, und daher ist der Bereich des Merkmals des Werkstücks automatisch in dem Suchgebiet enthalten.
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Anleitungsinformation zur Unterstützung oder zur Anleitung bezüglich der Anordnung des Werkstücks W den zuvor genannten Ausrichtungsrahmen 171 und eine durchscheinende Anzeige des Vogelperspektivenbildes.
(Ergänzende Beschreibung der ersten Suche)
15B ist ein Diagramm, das eine relative Position eines Suchgebiets 1502, das von dem Benutzer festgelegt wird, in Bezug auf einen Bewegungsbereich der gesamten Halterung 1500 zeigt. Das Bezugszeichen 1503 bezeichnet den Sichtfeldbereich der Kamera mit geringer Vergrößerung 110. Das Bezugszeichen 1504 bezeichnet den Sichtfeldbereich der Kamera mit hoher Vergrößerung 120. Das Suchgebiet 1502 ist ein Gebiet, das erstellt wird, indem neun Bilder mit geringer Vergrößerung zusammengefügt werden. Nummern, die den neuen Bildern mit geringer Vergrößerung zugeordnet sind, bezeichnen eine Bilderzeugungsreihenfolge. Wenn das Suchgebiet 1502 als groß festgelegt ist, dann ist die Mustersuche gegenüber der Positionsverschiebung des Werkstücks W robust. Jedoch nimmt die Anzahl der zu erfassenden Bilder zu. Wenn das Suchgebiet 1502 als ein kleines Gebiet festgelegt wurde, dann ist die Mustersuche nicht erfolgreich, sofern die positionelle Lage im Wesentlichen gleich der positionellen Lage des Werkstücks W, die in dem Einstellmodus festgelegt wurde, ist. Jedoch nimmt die Anzahl der Bilder, die zu erfassen sind, ab.
Sobald die Mustersuche erfolgreich ist, kann eine vorgegebene Messstelle spezifiziert werden. Daher wird jede Messstelle in der Reihenfolge mit einer vorgegebenen Vergrößerung, Beleuchtungsbedingung und Brennpunktposition abgebildet und die Messung kann in einer kurzen Zeitdauer abgeschlossen werden.
In der vorhergehenden Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, in welchem ein einzelnes Suchgebiet 1502 festgelegt ist. Es können jedoch zwei oder mehr Suchgebiete 1502 festgelegt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise die Mustersuche erfolgreich, selbst wenn das Werkstück W um 180 Grad in Bezug auf eine Referenzlage gedreht wird.
In S704 erfasst die Steuerung 60 (der Suchblock 66) ein Zielbild für die Mustersuche. Der Suchblock 66 erfasst das Zielbild unter Anwendung der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 gemäß den Einstellungsdaten 71.
17 zeigt eine Benutzerschnittstelle 160h, die während der Ausführung der Mustersuche angezeigt wird. Die Benutzerschnittstelle 160h, die durch den Suchblock 66 oder den Messsteuerblock 62 erzeugt wird, zeigt ein Bild mit geringer Vergrößerung IM06 an, das als ein Zielbild unter Anwendung der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 erfasst wurde. Ein Miniaturbild IM06' ist ein Miniaturbild des Referenzbilds, das in dem Einstellmodus erfasst wurde. Der Benutzer kann bestätigen, dass die Mustersuche korrekt ausgeführt wird, indem er diese Bilder vergleicht.
In S705 führt die Steuerung 60 (der Suchblock 66) eine Mustersuche an dem Zielbild unter Anwendung des Referenzbilds, das in den Einstellungsdaten 71 enthalten ist, aus. Der Suchblock 66 ermittelt einen Abweichungsbetrag bezüglich der Position in der Y-Richtung, einen Abweichungsbetrag bezüglich der Position in der X-Richtung und einer Lage (einen Drehwinkel in der XY-Ebene) des zu messenden Werkstücks W2 in Bezug auf das Referenzbild. S720 und S721 können zwischen S705 und S706 eingefügt werden.
In S720 ermittelt die Steuerung 60 (der Suchblock 66), ob die Mustersuche erfolgreich war, wobei dies auf der Grundlage des Ergebnisses der Mustersuche erfolgt. Wenn die Mustersuche erfolgreich ist, dann geht die Steuerung 60 zu S706 weiter. Wenn die Mustersuche fehlschlägt, dann geht die Steuerung 60 zu S721 weiter.
In S721 zeigt die Steuerung 60 eine Benachrichtigung (einen Bildschirminhalt) auf der Anzeigeeinrichtung 11 an, die den Benutzer auffordert, das Werkstück W in einer korrekten positionellen Lage anzuordnen. Anschließend kehrt die Steuerung 60 zu S704 zurück. Alternativ kann die Steuerung 60 in einen automatischen Suchmodus zum automatischen Suchen nach dem Werkstück W übergehen. Die Steuerung 60 wiederholt die Bilderzeugung, während regelmäßig die bewegliche Halterung 12 bewegt wird, bis das Werkstück W in das Sichtfeld eintritt. Wenn das Werkstück W innerhalb des Sichtfeldes erfasst wird, dann wiederholt die Steuerung 60 die Bilderzeugung, während die bewegliche Halterung 12 entlang des Randes des Werkstücks W bewegt wird, und erzeugt ein zusammengefügtes Bild des Werkstücks W durch Zusammenfügen der erfassten mehreren Bilder. Die Steuerung 60 spezifiziert einen Messort bzw. eine Messstelle, indem eine Mustersuche an dem zusammengefügten Bild des Werkstücks W ausgeführt wird.
In S706 ermittelt die Steuerung 60 (der Messsteuerabschnitt 62) eine Bilderzeugungsposition für jede Messstelle auf der Grundlage der Messpositionsinformation der Einstellungsdaten 71 und des Mustersuchergebnisses. Da die Position eines nicht-fehlerhaften Werkstücks in dem Einstellmodus und die Position jedes Werkstück in dem Messmodus häufig nicht übereinstimmen, ist es erforderlich, die Bilderzeugungsposition jeder Messstelle für jedes Werkstück zu justieren. Der Messsteuerblock 62 führt eine Positionskorrektur an den Koordinaten jeder Messstelle, die in der Messpositionsinformation enthalten sind, gemäß dem Mustersuchergebnis (Position und Lage für jedes Werkstück) aus, und er wandelt ferner die Koordinaten, die der Positionskorrektur unterzogen worden sind, in Maschinenkoordinaten (Bilderzeugungsposition) um.
In S707 ermittelt die Steuerung 60 (der Messsteuerblock 62) eine Messreihenfolge jedes Messortes auf der Grundlage der Bilderzeugungsposition (Maschinenkoordinate) jeder Messstelle. Wie zuvor beschrieben ist, ermittelt der Messsteuerblock 62 die Messreihenfolge jeder Messstelle derart, dass die kürzeste Strecke erhalten wird.
In S708 erfasst die Steuerung 60 (der Messsteuerblock 62) ein Bild, indem die bewegliche Halterung 12 und die Kameraeinheit auf der Grundlage der ermittelten Messreihenfolge und der Bilderzeugungseinstellinformation gesteuert werden. Wenn die Bilderzeugungseinstellinformation eine hohe Vergrößerung vorgibt, dann bildet die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 das Werkstück W ab. Wenn die Bilderzeugungseinstellinformation eine geringe Vergrößerung vorgibt, dann bildet die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 das Werkstück W ab. Ferner schaltet der Messsteuerblock 62 die koaxiale Epi-Beleuchtung 130, die Transmissionsbeleuchtung 150 und/oder die Ringbeleuchtung 180 gemäß der eingestellten Beleuchtungsbedingung ein.
Das heißt, die Steuerung 60 steuert die bewegliche Halterung 12 derart, dass die Maschinenkoordinaten jeder Messstelle, die auf der Grundlage des Mustersuchergebnisses spezifiziert werden, abgebildet werden können. Die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 besitzen ein optisches System mit Verzweigung unter Anwendung eines Halbspiegels und können ein Bild mit hoher Vergrößerung und ein Bild mit geringer Vergrößerung gleichzeitig erfassen. Daher wird ein Bild mit einer Vergrößerung, das jeder Messstelle zugeordnet ist, mit hoher Geschwindigkeit erfasst, indem einfach die bewegliche Halterung 12 verschoben wird. Um an mehrere Bilder mit unterschiedlichen Vergrößerungen zu erfassen, kann eine Bildmessvorrichtung unter Anwendung einer Dreheinrichtung oder einer Zoom-Linse eingesetzt werden. In diesem Falle ist Zeit erforderlich, um die Vergrößerung durch die Dreheinheit oder die Zoom-Linse zu ändern. Da jedoch das optische System mit Verzweigung verwendet wird, ist es möglich, ein Bild mit hoher Vergrößerung und ein Bild mit geringer Vergrößerung gleichzeitig aufzunehmen, und die zur Bilderzeugung erforderliche Zeit wird verkürzt.
18 und 19 zeigen eine Benutzerschnittstelle 160i, die während des Bilderzeugungsvorgangs angezeigt wird. In 18 kann der Messsteuerblock 62 auf der Benutzerschnittstelle 160i ein Anzeigebiet anzeigen, in welchem ein Bild IM07 einer Messstelle, das an jeder Messstelle erfasst wird, angezeigt wird, und es wird ein Anzeigegebiet angezeigt, in welchem ein vergrößertes Bild IM07' des Bildes IM07 angezeigt wird. In diesem Beispiel ist das Bild IM07 ein Bild mit geringer Vergrößerung. In 19 kann der Messsteuerblock 62 auf der Benutzerschnittstelle 160i ein Anzeigegebiet anzeigen, in welchem ein Bild IM08 einer Messstelle, das an jedem Messort erfasst wird, angezeigt wird, und es kann ein Anzeigegebiet angezeigt werden, in welchem ein vergrößertes Bild IM08' des Bildes IM08 angezeigt wird. In diesem Beispiel ist das Bild IM08 ein Bild mit hoher Vergrößerung. Der Benutzer kann bestätigen, dass ein Bild an jeder Messstelle in genauer Weise erfasst wird, indem auf die Benutzerschnittstelle 160i Bezug genommen wird.
Die vergrößerten Bilder IM07' und IM08' können Miniaturbilder der Messstellen sein, die in dem Einstellmodus aufgenommen wurden. Der Benutzer kann in einfacher Weise erkennen, dass die Bilder an korrekten Messstellen erfasst werden, indem die Bilder IM07 und IM08 mit den Miniaturbildern verglichen werden.
In S709 führt die Steuerung 60 (der Messblock 67) eine Abmessungsmessung für jede Messstelle auf der Grundlage der Bilder IM07, IM08 und der Messpositionsinformation aus, und sie speichert die Messergebnisse in der Speichereinrichtung 70. Beispielsweise verwendet der Messblock 67 ein Messwerkzeug entsprechend der Messpositionsinformation, um eine Kante aus dem vorbestimmten Ort zu extrahieren, und er misst einen Abstand, einen Durchmesser, eine Rechtwinkligkeit, eine Rundheit, und dergleichen, wobei die Kante als Referenz dient. Die Messpositionsinformation kann einen Schwellenwert, etwa einen Toleranzwert enthalten, der als eine Referenz für eine Gut/Fehlerhaft-Ermittlung (OK/NG-Ermittlung) dient.
In S710 zeigt die Steuerung 60 (der Messblock 67) das Messergebnis auf der Anzeigeeinrichtung 11 zusammen mit dem zusammengefügten Bild (oder dem Vogelperspektivenbild), das in dem Einstellmodus erfasst wurde, an.
20 bis 22 zeigen eine Benutzerschnittstelle 160j für das Anzeigen des Messergebnisses. Die Benutzerschnittstelle 160j in 20 besitzt ein Bildanzeigegebiet 168 und ein Ergebnisanzeigegebiet 169. Das Bildanzeigegebiet 168 ist ein Gebiet, in welchem die Werkstückbilder IM09 bis IM11, die in S708 erfasst wurden, angezeigt werden. Die Werkstückbilder IM09 und IM10 sind Bilder mit geringer Vergrößerung. Das Werkstückbild IM11 ist ein Bild mit hoher Vergrößerung. Wie zuvor beschrieben ist, werden erfindungsgemäß Bilder nur an für die Messung erforderlichen Positionen in der beweglichen Halterung 12 erfasst, und somit wird die Messzeit verkürzt. Der Messblock 67 kann numerische Information 170, die das Messergebnis kennzeichnet, und Inhaltsinformation 172, die den Messinhalt kennzeichnet, zusammen mit dem Bild mit geringer Vergrößerung und dem Bild mit hoher Vergrößerung anzeigen. Die Inhaltsinformation 172 kann beispielsweise Information enthalten, die einen Startpunkt und einen Endpunkt einer gemessenen Strecke kennzeichnet. Ferner kann die Inhaltsinformation 172 einen in zwei Richtungen zeigenden Pfeil enthalten, der einen Abstand kennzeichnet. Ferner kann die Inhaltsinformation 172 eine Einheit (beispielsweise Millimeter, und dergleichen) enthalten, die ein Messergebnis kennzeichnet. Das Ergebnisanzeigegebiet 169 zeigt eine Identifizierungsinformation einer Messstelle (beispielsweise 1, 2, ...), einen Messinhalt (beispielsweise einen Linien-Linien-Abstand), ein Messergebnis (beispielsweise 114, 368 mm) und ein Gut/Fehlerhaft-Ermittlungsergebnis (beispielsweise (OK/NG-Ermittlung), und dergleichen an.
Wie in 20 gezeigt ist, kann die Steuerung 60 die Abmessung zwischen einer aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahierten Kante und einer aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahierten Kante messen. Dies liegt daran, dass es eine Kalibrierung gibt, die die Position der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Position der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 korrigiert.
Ein Korrekturelement, an welchem eine optische Markierung vorhanden ist, die als eine Referenz für die Positionskorrektur dient, kann auf einer hinteren Fläche der Lichttransmissionsplatte 13 vorgesehen sein, die auf der beweglichen Halterung 12 vorgesehen ist. Die Steuerung 60 bildet die optische Markierung sowohl mit der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 als auch mit der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 ab, und korrigiert die Position der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Position der Kamera mit geringer Vergrößerung 110. Ein Verfahren zur Positionskorrektur ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise bilden die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 eine Justierhalterung ab, etwa ein Kalibrierelement, das auf der beweglichen Halterung 12 angeordnet ist. Die Steuerung 60 kann die Position der Kamera mit hoher Vergrößerung 120 und die Position der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 auf der Grundlage eines Abweichungsbetrags der Position der Positionskorrekturmarkierung in den beiden Bildern korrigieren.
Erfindungsgemäß wird ein Bild nur an einer zur Bilderzeugung bezüglich einer Messstelle erforderlichen Position erfasst. Daher wird die Position des während der Messung erfassten Bildes zu einer diskreten Position in Bezug auf das zusammengefügte Bild des Werkstücks W, das in dem Einstellmodus erfasst wird. Ein Bild wird in dem Messmodus nur für einen Teil des zusammengefügten Bildes, das in dem Einstellmodus erfasst wird, aufgenommen. Unter der Annahme, dass nur das in dem Messmodus aufgenommene Bild auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt wird, ohne dass das zusammengefügte Bild, das in dem Einstellmodus erfasst wird, aufgenommen wird, wäre der Bildschirminhalt des Messergebnisses so, wie in 20 gezeigt ist. Das heißt, es werden mehrere Bilder einzeln angeordnet, und es ist schwierig für den Benutzer, das Messergebnis zu erkennen, von welchem die Position in dem gesamten Werkstück W angezeigt wird. Daher werden in der Ausführungsform, wie dies in 21 gezeigt ist, in dem Bildanzeigegebiet 168 die Werkstückbilder IM09 bis IM11, die in dem Messmodus erfasst werden, überlagert und auf dem zusammengefügten Bild IM03, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, angezeigt.
In dem Einstellmodus wird das zusammengefügte Bild 42 in der Speichereinrichtung 70 zusammen mit den Einstellungsdaten 71 gespeichert. Das zusammengefügte Bild 42 wird auf der Benutzerschnittstelle in dem Einstellmodus angezeigt und wird auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt, wenn diverse Messeinstellungen übernommen werden. Ferner wird das zusammengefügte Bild 42 aus der Speichereinrichtung 70 selbst in dem Messmodus ausgelesen und wird angezeigt, wobei das Messergebnis dem zusammengefügten Bild überlagert wird. Dies vereinfacht es für den Benutzer, visuell zu prüfen, an welcher Position in dem gesamten Werkstück W das Messergebnis erhalten worden ist. Dabei beinhalten Beispiele des Messergebnisses ein Gut/Fehlerhaft-Ermittlungsergebnis, einen Messwert, ein Symbol, das eine Position kennzeichnet, an der die Messung ausgeführt worden ist, und dergleichen. Wenn ein Symbol angezeigt wird, dann kann der Messwert in einem Anzeigegebiet angezeigt werden, das sich von dem Anzeigegebiet unterscheidet, in welchem das zusammengefügte Bild 42 angezeigt wird.
Die Positionsinformation für die Messstelle wird auf der Grundlage einer relativen Koordinatenpositionsinformation in Bezug auf das Referenzbild für die Mustersuche ermittelt. Wenn daher die Mustersuche erfolgreich ist, dann kann die Anzeigeposition des Messergebnisses ermittelt werden.
Ferner wird erfindungsgemäß in dem Messmodus ein Bild mit geringer Vergrößerung oder ein Bild mit hoher Vergrößerung, die an jeder Messstelle erfasst werden, so angezeigt, dass sie dem zusammengefügten Bild überlagert sind. Auf diese Weise wird in dem zusammengefügten Bild nur die Messstelle angezeigt, die durch ein Bild ersetzt oder einem Bild überlagert ist, das tatsächlich in dem Messmodus erfasst wird. Wenn daher ein gewünschtes Messergebnis nicht erhalten werden kann, kann der Benutzer das tatsächliche Bild, das in dem Messmodus erfasst wird, prüfen. Folglich ist der Benutzer in der Lage, in visueller Weise den Grund dafür zu erkennen, warum das gewünschte Messergebnis nicht erhalten wurde.
24 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schritts S710. Im S709 führt die Steuerung 60 die Messung auf der Grundlage der Messpositionsinformation und des erfassten Bildes aus und geht anschließend zu S2401 weiter. In S2401 liest die Steuerung 60 das zusammengefügte Bild 42 aus, das in der Speichereinrichtung 70 gespeichert ist, und das im Voraus in dem Einstellmodus aufgenommen wurde. In S2402 ermittelt die Steuerung 60 eine Anzeigeposition für das Messergebnis auf der Grundlage des Messergebnisses, das in S705 erhalten wurde. In S2403 zeigt die Steuerung 60 das aufgenommene Bild und das Messergebnis, das in dem Messmodus erhalten wurde, an, indem das aufgenommene Bild und das Messergebnis dem zusammengefügten Bild 42, das im Voraus in dem Einstellmodus erhalten wurde (beispielsweise 21), überlagert werden.
Zu beachten ist, dass das zusammengefügte Bild IM03, das in dem Einstellmodus aufgenommen wurde, angezeigt werden kann, während die Werkstückbilder IM09 bis IM11 die in dem Messmodus erfasst werden, gegebenenfalls nicht in dem Bildanzeigegebiet 168 angezeigt werden.
Wie in Fig. F22 gezeigt ist, kann der Messblock 67 das Werkstückbild IM11 der Messstelle, die von dem Benutzer festgelegt wird, vergrößern und anzeigen. Wenn eine spezielle Messstelle mittels der Zeigereinrichtung 161 ausgewählt wird, dann zeigt der Messblock 67 das Werkstückbild IM11, das der ausgewählten Messstelle entspricht, in dem Bildanzeigegebiet 168 an. Dies vereinfacht es für den Benutzer zu erkennen, dass eine korrekte Kante gemessen wird.
<Zusammenfassung>
Die bewegliche Halterung 12 ist ein Beispiel eines Tisches, auf welchem ein Werkstück angeordnet wird. Die Kameraeinheit 85 ist ein Beispiel eines Bilderzeugungsblocks mit einem optischen System mit geringer Vergrößerung, das das Werkstück mit einer geringen Vergrößerung abbildet, um ein Bild mit geringer Vergrößerung zu erzeugen, und mit einem optischen System mit hoher Vergrößerung, das eine optische Achse hat, die koaxial zu einer optischen Achse des optischen Systems mit geringer Vergrößerung ist und das das Werkstück mit einer Vergrößerung abbildet, die höher ist als die geringe Vergrößerung, um ein Bild mit hoher Vergrößerung zu erzeugen. Der Halterungsantriebsblock 101XY ist ein Beispiel eines Antriebsblocks, der eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks ändert, indem der Tisch und/oder der Bilderzeugungsblock derart bewegt werden, dass sich der Tisch und der Bilderzeugungsblock relativ zueinander in einer XY-Richtung bewegen. Die Steuerung 60 dient als ein Prozessor, der den Antriebsblock und den Bilderzeugungsblock steuert, der mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung und mehrere Bilder mit hoher Vergrößerung für unterschiedliche Bereich des Werkstücks erzeugt, und der ein zusammengefügtes Bild erzeugt, indem die erzeugten mehreren Bildern mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung zusammengefügt werden. Die Speichereinrichtung 70 dient als ein Speicher, der das zusammengefügte Bild speichert. Wie in Verbindung mit 6 und dergleichen beschrieben ist, kann in dem Einstellmodus der Prozessor ein Referenzbild für die Mustersuche speichern, das zumindest ein Teil des zusammengefügten Bildes ist, oder er kann ein Referenzbild für die Mustersuche speichern, das erzeugt wird, indem eine Position durch den Bilderzeugungsblock abgebildet wird, die von einem Benutzer in dem zusammengefügten Bild ausgewählt wird. Da dabei das Referenzbild nur ein Bild sein muss, das von dem Bilderzeugungsblock erzeugt wird, kann das Referenzbild aus dem zusammengefügten Bild ausgeschnitten werden, oder es kann erneut aufgenommen werden, nachdem das zusammengefügte Bild erfasst wurde. Der Prozessor kann die Messpositionsinformation, die mehrere Messstellen, die von dem Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt werden, kennzeichnet, in dem Speicher speichern. Beispielsweise kann die Messpositionsinformation eine Information enthalten, die eine relative Position einer Messstelle in Bezug auf das Referenzbild (Referenzbilderzeugungsposition) in dem zusammengefügten Bild kennzeichnet. Die Bilderzeugungspositionsinformation wird in dem Messmodus aus der relativen Position der Messstelle, die in der Messpositionsinformation enthalten ist, und aus dem Mustersuchergebnis ermittelt. Das heißt, der Prozessor kann in dem Speicher die Bilderzeugungspositionsinformation, die eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks für die Bilderzeugung für jede der mehreren Messstellen durch den Bilderzeugungsblock kennzeichnet, speichern. Beispielsweise kann die Bilderzeugungsposition durch ein Maschinenkoordinatensystem der beweglichen Halterung 12 ausgedrückt werden. In dem Einstellmodus kann der Prozessor in dem Speicher die Bildeinstellinformation speichern, die angibt, mit welchem Vergrößerungswert für die geringe Vergrößerung und die hohe Vergrößerung jede Bilderzeugungsposition abgebildet wird. Wie in Verbindung mit 7 und dergleichen beschrieben wird, steuert in dem Messmodus der Prozessor den Bilderzeugungsblock, er erfasst ein Zielbild für die Mustersuche und führt eine Mustersuche an dem Zielbild, das für die Mustersuche dient, unter Anwendung des Referenzbilds für die Mustersuche, das in dem Speicher gespeichert ist, aus. Der Prozessor spezifiziert mehrere Bilderzeugungspositionen für die Bilderzeugung für jede der mehreren Messstellen auf der Grundlage der Messpositionsinformation, die jeder der mehreren Messstellen zugeordnet und in dem Speicher gespeichert ist, und auf der Grundlage eines Ergebnisses der Mustersuche. Das heißt, die relative Positionsinformation für jede Messstelle in Bezug auf die Referenzbilderzeugungsposition wird in eine absolute Bilderzeugungspositionsinformation umgewandelt. Ferner erzeugt der Prozessor die Bilder mit geringer Vergrößerung oder die Bilder mit hoher Vergrößerung, indem bewirkt wird, dass der Antriebsblock den Tisch und/oder den Bilderzeugungsblock so antreibt, dass der Reihe nach eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks jeweils die mehreren Bilderzeugungspositionen festgelegt werden, und indem bewirkt wird, dass der Bilderzeugungsblock eine Bilderzeugung mit einer Vergrößerung, die der Bildeinstellinformation entspricht, an jeder der mehreren Bilderzeugungspositionen ausführt. Abhängig von der Einstellung der Messstelle können sowohl ein Bild mit geringer Vergrößerung als auch ein Bild mit hoher Vergrößerung erzeugt werden. Der Prozessor misst für jede Messstelle, die jeder Bilderzeugungsposition entspricht, eine Abmessung der Messstelle auf der Grundlage des Bildes mit geringer Vergrößerung oder des Bildes mit hoher Vergrößerung, die für jede der mehreren Bilderzeugungspositionen erfasst werden. Da eine Bilderzeugung mit einer Vergrößerung ausgeführt wird, die für jede Messstelle festgelegt ist, wird die Häufigkeit der Bilderzeugungen in dem Messmodus reduziert, und es kann eine Bildmessung in effizienter Weise ausgeführt werden. Da ferner die Bilderzeugung an den Messstellen ausgeführt wird und es nicht erforderlich ist, eine Bilderzeugung über das gesamte Werkstück hinweg auszuführen, wird die Anzahl der Bilderzeugungen reduziert. Die Abmessungsmessung wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein Werkstück auf der beweglichen Halterung 12 angeordnet wird. Daher wird die Effizienz der Abmessungsmessung verbessert, indem die Häufigkeit der Bilderzeugungen für jedes Werkstück verringert wird.
Die Transmissionsbeleuchtung 150 ist unter dem Tisch vorgesehen, der Lichtdurchlässigkeit in zumindest einem Teil des Tisches besitzt. Die Transmissionsbeleuchtung 150 dient ferner als ein Transmissionsbeleuchtungsblock, der das auf dem Tisch angeordnete Werkstück mit Transmissionsbeleuchtungslicht ausleuchtet. Das Transmissionsbeleuchtungslicht ist Licht, das sich von unterhalb des Tisches nach oben ausbreitet. Die Kameraeinheit 85 empfängt Licht, das von dem Werkstück nicht absorbiert worden ist, als Teil des Transmissionsbeleuchtungslichts, das von der Transmissionsbeleuchtung 150 ausgesendet wird. Daher wird die Kontur (Außenrand) des Werkstücks in dem Werkstückbild hervorgehoben. Folglich ist das Transmissionsbeleuchtungslicht für die Abmessungsmessung, die die Außenform des Werkstücks betrifft, vorteilhaft. Die koaxiale Epi-Beleuchtung 130 und die Ringbeleuchtung sind über dem Tisch vorgesehen und dienen als ein Epi-Beleuchtungsblock, der das auf dem Tisch angeordnete Werkstück mit Epi-Beleuchtungslicht bzw. frontalem Beleuchtungslicht ausleuchtet. Beispielsweise kann in S606 und dergleichen im Einstellmodus der Prozessor in dem Speicher eine Beleuchtungsbedingung speichern, die angibt, ob der Transmissionsbeleuchtungsblock oder der Epi-Beleuchtungsblock für jeweils die mehreren Messstellen verwendet wird. Die Beleuchtungsbedingung kann in der Bilderzeugungseinstellinformation enthalten sein. In dem Messmodus schaltet der Prozessor einen Beleuchtungsblock gemäß der Beleuchtungsbedingung ein, die in dem Speicher des Transmissionsbeleuchtungsblocks und des Epi-Beleuchtungsblocks gespeichert ist, wobei dies für jede der mehreren Messstellen ausgeführt wird. Da, wie zuvor beschrieben ist, die Beleuchtungsbedingung für jede Messstelle festgelegt wird, ist ein anderes Beleuchtungslicht für jede Messstelle anwendbar. Dies verbessert die Genauigkeit der Abmessungsmessung.
Die Kamera mit geringer Vergrößerung 110 ist ein Beispiel eines Bilderzeugungselements mit geringer Vergrößerung, das das Werkstück mittels des optischen Systems mit geringer Vergrößerung abbildet. Die Kamera mit hoher Vergrößerung 120 ist ein Beispiel eines Bilderzeugungselements mit hoher Vergrößerung, das das Werkstück mittels des optischen Systems mit hoher Vergrößerung abbildet. Wie in 2 gezeigt ist, können das optische System mit geringer Vergrößerung und das optische System mit hoher Vergrößerung ein aufteilendes bzw. ein verzweigendes optischen Systems bilden, das die gleiche optische Achse hat. Der Speicher kann die Positionskorrekturinformation zum Korrigieren einer Relation zwischen einer Position des durch das Bilderzeugungselement mit geringer Vergrößerung erzeugten Bildes mit geringer Verzögerung und einer Position des durch das Bilderzeugungselement mit hoher Vergrößerung erzeugten Bildes mit hoher Vergrößerung speichern. Der Prozessor korrigiert die Relation zwischen der Position des Bildes mit geringer Vergrößerung und der Position des Bildes mit hoher Vergrößerung auf der Grundlage der Positionskorrekturinformation. Es gibt typischerweise einen Montagefehler bei der Kamera mit geringer Vergrößerung 110 und der Kamera mit hoher Vergrößerung 120, und daher treten Fälle auf, in denen die Position des Werkstücks, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, und die Position des Werkstücks, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, nicht übereinstimmen. Des Weiteren tritt ein Fehler in der Positionsbeziehung in Abhängigkeit von der Temperatur einer Installationsumgebung der Messeinheit 10 auf. Daher wird die Genauigkeit der Dimensionsabmessung durch die Ausführung der Positionskorrektur vergrößert. Insbesondere ist die Positionskorrektur in einem Falle wichtig, in welchem ein Abstand von einem Merkmal (Kante), das aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, zu einem Merkmal (Kante), das aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, gemessen wird.
Die Anzeigeeinrichtung 11 ist ein Beispiel einer Anzeigeeinrichtung, die ein Bild des Werkstücks anzeigt. In dem Messmodus kann der Prozessor das Bild mit geringer Vergrößerung und das Bild mit hoher Vergrößerung aus Bildern, die einen Teil des Werkstücks enthalten, unterscheidbar voneinander auf der Anzeigeeinrichtung anzeigen. Wie in 20 und 21 gezeigt ist, wird ein Bild für einen Teil des Werkstücks in dem Messmodus erfasst. Des Weiteren möchte der Benutzer gegebenenfalls wissen, ob das Bild mit einer Vergrößerung in korrekter Weise erfasst wird, die für jede Messstelle festgelegt ist. Daher ist es zweckdienlich, das Bild mit geringer Vergrößerung und das Bild mit hoher Vergrößerung in voneinander unterscheidbarer Weise anzuzeigen. Beispielsweise kann die Steuerung 60 eine Begrenzung des Bildes mit geringer Vergrößerung erstellen, die sich von einer Begrenzung des Bildes mit hoher Vergrößerung unterscheidet. Die Farbe der Begrenzung des Bildes mit geringer Vergrößerung kann sich von der Farbe der Begrenzung des Bildes mit hoher Vergrößerung unterscheiden. Die Dicke der Begrenzung des Bildes mit geringer Vergrößerung kann sich von der Dicke der Begrenzung des Bildes mit hoher Vergrößerung unterscheiden. Die Begrenzung des Bildes mit geringer Vergrößerung kann eine durchgehende Linie sein, und die Begrenzung des Bildes mit hoher Vergrößerung kann eine gestrichelte Linie sein. Es ist ausreichend, solche Anzeigeobjekte zu verwenden, die visuell unterscheidbar sind.
Wie in Verbindung mit 22 beschrieben ist, kann in dem Messmodus der Prozessor ein gesamtes Bild, das das gesamte Werkstück enthält, auf der Anzeigeeinrichtung anzeigen, er kann eine Festlegung eines Teils von Positionen in dem gesamten Bild durch den Benutzer übernehmen und kann Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung, die dem Teil der Stellen entsprechen, auf der Anzeigeeinrichtung anzeigen. Wie in 21 und dergleichen gezeigt ist, ist eine Fläche eines einzelnen Bildes mit hoher Vergrößerung deutlich kleiner im Vergleich zu einer Fläche des gesamten Werkstücks. Daher wird es für den Benutzer schwierig, in visueller Weise ein Merkmal in dem Bild mit hoher Vergrößerung aus dem Bild mit hoher Vergrößerung zu erkennen, das das gesamte Bild des Werkstücks repräsentiert. Daher kann der Prozessor das Bild mit hoher Vergrößerung vergrößern und auf der Anzeigeeinrichtung anzeigen, wenn das Bild mit hoher Vergrößerung in dem Gesamtbild von dem Benutzer festgelegt wird. Dies macht es für den Benutzer einfacher, ein Merkmal, das in dem Bild mit hoher Vergrößerung gezeigt ist, visuell zu erkennen. Obwohl eine Beschreibung in Bezug auf eine vergrößerte Anzeige des Bildes mit hoher Vergrößerung angegeben ist, kann der Prozessor in ähnlicher Weise auch eine vergrößerte Anzeige für das Bild mit geringer Vergrößerung ausführen.
Wie in Verbindung mit S604 und dergleichen beschrieben ist, kann der Prozessor im Einstellmodus eine Zuweisung bzw. Festlegung einer Messstelle bzw. einer Messposition, die durch das optische System mit geringer Vergrößerung abzubilden ist, in dem Werkstück übernehmen und kann eine Zuweisung einer Messstelle, die durch das optische System mit hoher Vergrößerung abzubilden ist, in dem Werkstück übernehmen, um die Bilderzeugungseinstellinformation zu erzeugen.
Wie in Verbindung mit S602 und S603 beschrieben ist, kann der Prozessor in dem Einstellmodus mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung unter Anwendung des optischen Systems mit geringer Vergrößerung erzeugen derart, dass das gesamte Werkstück abgedeckt ist, und kann die mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung zusammenfügen, um ein zusammengefügtes Bild (Gesamtbild), das das gesamte Werkstück kennzeichnet, zu erzeugen. Wie in Verbindung mit S604 und S605 beschrieben ist, kann der Prozessor ein Bild mit hoher Vergrößerung unter Anwendung des optischen Systems mit hoher Vergrößerung für eine Stelle erzeugen, die durch den Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt ist. Folglich wird das Bild mit hoher Vergrößerung nur an der Stelle, die von dem Benutzer festgelegt ist, erfasst, und die Häufigkeit von Bilderzeugungen für das Bild mit hoher Vergrößerung wird selbst in dem Einstellmodus verkleinert. Das heißt, die Wartezeit für den Benutzer, die mit der Bilderzeugung einhergeht, wird verkleinert.
Wie in Verbindung mit S607 beschrieben ist, kann der Prozessor in dem Einstellmodus eine Bilderzeugungspositionsinformation derart erzeugen, dass diese die Positionsinformation enthält, die eine Bilderzeugungsposition des Bildes mit geringer Vergrößerung bezeichnet, und eine Positionsinformation enthält, die eine Bilderzeugungsposition des Bildes mit hoher Vergrößerung kennzeichnet, wobei dies auf der Grundlage des Ergebnisses der Mustersuche, auf der Grundlage der Referenzbilderzeugungspositionsinformation und der Messpositionsinformation erfolgt. Die Position eines Werkstücks auf der beweglichen Halterung 12 unterscheidet sich von Werkstück zu Werkstück. Dies liegt daran, dass das Werkstück manuell von dem Benutzer aufgelegt wird. Daher wird die Bilderzeugungsposition für jede Messstelle dynamisch gemäß der Position und der Lage jedes Werkstücks ermittelt. Die Position und die Lage des Werkstücks werden durch Mustersuche unter Anwendung des Referenzbildes ermittelt. Anders ausgedrückt, die Bilderzeugungsposition, die der Messpositionsinformation entspricht, wird gemäß dem Abweichungsbetrag bezüglich der Position und dem Abweichungsbetrag bezüglich der Lage des Werkstücks in Bezug auf das Referenzbild (Referenzbilderzeugungsposition) korrigiert, und die Bilderzeugungsposition jeder Messstelle wird dynamisch ermittelt. Dadurch wird die Notwendigkeit für eine Montagehalterung zur Positionierung des Werkstücks vermieden und dadurch wird es dem Benutzer ermöglicht, das Werkstück frei anzuordnen.
Wie in Verbindung mit 6 beschrieben ist, kann in dem Einstellmodus der Prozessor eine Einstellung übernehmen dahingehend, ob ein Epi-Beleuchtungsbild für das Werkstück zu erzeugen ist, indem der Transmissionsbeleuchtungsblock ausgeschaltet und der Epi-Beleuchtungsblock eingeschaltet wird, wenn das Zielbild für die Mustersuche erfasst wird. In dem Messmodus erzeugt, wenn eine Festlegung auf Erzeugung des Epi-Beleuchtungsbildes erfolgt ist, der Prozessor das Zielbild für die Mustersuche durch Ausleuchten des Werkstücks mit Transmissionsbeleuchtungslicht mittels des Transmissionsbeleuchtungsblocks, und er erzeugt ein Epi-Beleuchtungsbild des Werkstücks durch Ausschalten des Transmissionsbeleuchtungsblocks und durch Einschalten des Epi-Beleuchtungsblocks. Wenn in dem Messmodus nicht festgelegt ist, das Epi-Beleuchtungsbild zu erzeugen, dann erzeugt der Prozessor das Zielbild für die Mustersuche durch Ausleuchten des Werkstücks mit Transmissionsbeleuchtungslicht mittels des Transmissionsbeleuchtungsblocks. Wenn das Bild, das die Außenform des Werkstücks enthält, das Referenzbild ist, dann ist das Transmissionsbeleuchtungslicht für die Mustersuche vorteilhaft. Das Epi-Beleuchtungslicht ist für die Mustersuche für den Fall vorteilhaft, dass ein Bild, das ein Merkmal im Inneren der Außenform des Werkstücks enthält, zu dem Referenzbild wird. Daher kann der Benutzer das Beleuchtungslicht entsprechend dem Merkmal der Mustersuche auswählen.
Der Prozessor kann in dem Einstellmodus ein Miniaturbild des Werkstücks unter Anwendung des Bildes mit geringer Vergrößerung oder des Bildes mit hoher Vergrößerung erzeugen. Beispielsweise gibt es Fälle, in denen unterschiedliche Messeinstellungen durch mehrere Einstellungsdatensätze gespeichert sind. Wenn in einem derartigen Falle der Benutzer visuell ein Miniaturbild, das jede Messeinstellung (Einstellungsdaten) symbolisiert, erkennen kann, dann kann der Benutzer in einfacher Weise jede Messeinstellung (Einstellungsdaten) visuell unterscheiden. Die Steuerung 60 kann ein Miniaturbild (ein Bild, das durch Verkleinern eines Bildes mit geringer Vergrößerung oder eines Bildes mit hoher Vergrößerung, die bei der Festlegung einer Messstelle verwendet werden, erzeugt wird) für jeden Einstellungsdatensatz in den Einstellungsdaten speichern. Wenn der Benutzer Einstellungsdaten auswählt, dann kann die Steuerung 60 ein Miniaturbild jedes Einstellungsdatensatzes auf der Anzeigeeinrichtung 11 anzeigen. Wie in 17 bis 19 gezeigt ist, kann das Miniaturbild in dem Messmodus angezeigt werden.
In dem Messmodus kann der Prozessor eine Messung an dem Werkstück unter Anwendung einer Kante, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, und unter Anwendung einer Kante, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, ausführen. Im Allgemeinen wird ein Abstand zwischen einer ersten Kante, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, und einer zweiten Kante, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, gemessen, oder es wird ein Abstand zwischen einer ersten Kante, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, und einer zweiten Kante, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, gemessen. Dadurch, dass es möglich ist, eine Messung des Werkstücks unter Anwendung einer Kante, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert wird, und einer Kante, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert wird, auszuführen, ist es möglich, diverse Anforderungen des Benutzers zu erfüllen.
Wie in 21 gezeigt ist, kann in dem Messmodus der Prozessor (der Messblock 67) das Messergebnis zusammen mit dem zusammengefügten Bild, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, anzeigen. Durch die Verwendung des zusammengefügten Bildes, das in dem Messmodus erfasst wurde, ist es möglich, das Messergebnis zusammen mit dem zusammengefügten Bild anzuzeigen, während die Verarbeitungszeit in dem Messmodus verkürzt wird. Anders ausgedrückt, der Prozessor (der Messblock 67) kann das in dem Speicher gespeicherte zusammengefügte Bild in dem Einstellmodus auslesen und das Messergebnis an einer Position, die einer Messzielstelle entspricht, auf dem ausgelesenen zusammengefügten Bild anzeigen. Das Messergebnis kann so angezeigt werden, dass es dem zusammengefügten Bild überlagert ist, oder es kann in einem Anzeigegebiet angezeigt werden, das sich von dem Anzeigegebiet des zusammengefügten Bildes unterscheidet.
Wie in 21 gezeigt ist, kann in dem Messmodus der Prozessor (der Messblock 67) ein Bildgebiet, das eine Messstelle in einem zusammengefügten Bild enthält, durch ein Bild mit geringerer Vergrößerung oder ein Bild mit hoher Vergrößerung, das der Messstelle entspricht, ersetzen, und er kann das Messergebnis der Messstelle zusammen mit dem zusammengefügten Bild in der Anzeigeeinrichtung anzeigen. Das Bild der Messstelle wird in dem Messmodus erfasst. Daher kann das Bild der Messstelle zusammengefügt mit oder überlagert auf dem zusammengefügten Bild angezeigt werden. Anders ausgedrückt, die Anzeigeeinrichtung kann das Messergebnis anzeigen, das dem zusammengefügten Bild überlagert ist, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, oder sie kann ein synthetisiertes Bild anzeigen, das durch Zusammenfügen des Messergebnisses mit dem zusammengefügten Bild, das in dem Einstellmodus erfasst wurde, erzeugt wird. Das Bild der Messstelle ist für den Benutzer geeignet, um in visueller Weise einen Messfehler in der Messstelle, einen Herstellungsfehler der Messstelle, und dergleichen, zu erkennen. Daher ist es wünschenswert, dass das Bild der Messstelle ein Bild ist, das individuell aus jedem Werkstück erfasst wird.
Der Prozessor (der Messblock 67) kann ein Bildgebiet, das eine Messstelle in einem zusammengefügten Bild enthält, durch ein Bild mit geringer Vergrößerung oder ein Bild mit hoher Vergrößerung, das der Messstelle entspricht, ersetzen, und er kann das Messergebnis der Messstelle zusammen mit dem zusammengefügten Bild anzeigen.
Der Prozessor (die Steuerung 60) kann das zusammengefügte Bild, das Referenzbild, die Referenzbilderzeugungspositionsinformation, die Messpositionsinformation und die Bilderzeugungseinstellinformation in einer Einstellungsdatei (die Einstellungsdaten 71) speichern. Ferner kann der Prozessor ein Miniaturbild, das den Messinhalt symbolisiert, der durch eine Einstellungsdatei spezifiziert ist, in der Einstellungsdatei speichern. Die Vogelperspektiven-Kameras 17R und 17L dienen als Vogelperspektiven-Kameras, die ein Vogelperspektivenbild des Tisches erfassen. Der Prozessor kann das Vogelperspektivenbild als ein Miniaturbild in der Einstellungsdatei speichern. Im Allgemeinen wird das gesamte Werkstück in dem Vogelperspektivenbild gezeigt. Daher kann der Benutzer in einfacher Weise eine gewünschte Einstellungsdatei aus mehreren Einstellungsdateien auswählen, indem er Bezug auf das Miniaturbild des Vogelperspektivenbildes nimmt.
Die in 20 und 21 gezeigten Uls können verbessert werden. Beispielsweise kann die Anzeigeeinrichtung (die Anzeigeeinrichtung 11) eine Benutzerschnittstelle, die ein erstes Anzeigegebiet und ein zweites Anzeigegebiet enthält, in dem Messmodus anzeigen. Das erste Anzeigegebiet kann ein zusammengefügtes Bild, das das gesamte Werkstück zeigt, anzeigen. Das zweite Anzeigegebiet kann ein Bild anzeigen, das an einer Messstelle erfasst wird, oder kann ein Miniaturbild anzeigen. Auf diese Weise kann der Benutzer die Messstelle erkennen, während er das gesamte Werkstück überprüft.
Wie in 21 gezeigt ist, kann die Anzeigeeinrichtung eine Anzeigeinformation, die die Messstelle kennzeichnet, und ein Messergebnis für jede Messstelle zusammen mit dem zusammengefügten Bild, das das gesamte Werkstück zeigt, anzeigen.
Wie aus 20 erkennbar ist, ist die Anzahl an Bildern mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung, die für jede Messstelle in dem Messmodus aufgenommen werden, kleiner als die Anzahl an Bildern mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung, die aufgenommen werden, um ein zusammengefügtes Bild in dem Einstellmodus zu erzeugen. Daher wird die Verarbeitungszeit für die Bilderzeugung in dem Messmodus verkürzt.
Wie in Verbindung mit S607 beschrieben ist, kann der Prozessor im Einstellmodus die Referenzbilderzeugungspositionsinformation, die die Bilderzeugungsposition für das Referenzbild kennzeichnet, in dem Speicher speichern. Die Bilderzeugungsposition für das Referenzbild kann als eine Bilderzeugungsposition in einem Maschinenkoordinatensystem zur Steuerung eines Bewegungsbetrags in der XY-Richtung mittels des Antriebsblocks ausgedrückt werden. Der Prozessor verwaltet eine aktuelle Position des Tisches in dem Maschinenkoordinatensystem. Es sei beispielsweise angenommen, dass die aktuelle Position des Tisches ausgedrückt ist durch (Xnow, Ynow) und die Bilderzeugungsposition des Referenzbildes ausgedrückt ist durch (Xref, Yref). In diesem Falle ist ein Bewegungsbetrag ΔX in der X-Richtung eine Differenz zwischen Xnow und Xref, und ein Bewegungsbetrag ΔY in der Y-Richtung ist eine Differenz zwischen Xnow und Yref. Der Antriebsblock verschiebt den Tisch zu der Bilderzeugungsposition, indem ein Motor zum Drehen um ΔX und der Motor ferner zum Drehen um ΔY angesteuert wird. Wie in Verbindung mit S703 beschrieben ist, bewegt der Prozessor in dem Messmodus die Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks zu der Bilderzeugungsposition des Referenzbildes durch Antreiben des Tisches und/oder des Bilderzeugungsblocks mittels des Antriebsblocks gemäß der Referenzbilderzeugungspositionsinformation, die in dem Speicher abgelegt ist. Auf diese Weise wird die Verarbeitungszeit für die Mustersuche verkürzt. Insbesondere gilt, dass je näher die Position des Werkstückes, die bei der Erfassung des Referenzbildes verwendet wird, an der Position des Werkstückes, das zu messen ist, liegt, desto kürzer ist die Zeit für die Mustersuche.
Wenn in dem Messmodus die Mustersuche erfolgreich ist, dann kann der Prozessor (die Steuerung 60) mehrere Bilderzeugungspositionen für die Bilderzeugung für jede Messstelle spezifizieren. Wenn in dem Messmodus die Mustersuche fehlschlägt, dann kann der Prozessor auf der Anzeigeeinrichtung eine Information anzeigen, die dazu auffordert, die Position des Werkstückes auf dem Tisch neu zu justieren. Als Folge davon kann der Benutzer in einfacher Weise eine Anordnungsposition des Werkstückes, die in dem Einstellungsmodus ermittelt wird, selbst in dem Messmodus in einfacher Weise reproduzieren.
Wenn der Messmodus gestartet wird, kann der Prozessor (die Steuerung 60) zunächst die Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks zu der Bilderzeugungsposition des Referenzbildes bewegen, indem der Tisch und/oder der Bilderzeugungsblock durch den Antriebsblock entsprechend der Referenzbilderzeugungspositionsinformation, die in dem Speicher abgelegt ist, angesteuert wird. Auf diese Weise kann die Mustersuche unmittelbar beginnen.
Wenn in dem Messmodus die Mustersuche abgeschlossen ist, dann kann der Prozessor (die Steuerung 60) mehrere Bilderzeugungspositionen für die Bilderzeugung für jede Messstelle auf der Grundlage der Messpositionsinformation, die jeder Messstelle zugeordnet ist, und in dem Speicher abgelegt ist, und auf der auf der Grundlage des Mustersuchergebnisses spezifizieren. Der Prozessor (die Steuerung 60) kann auf der Grundlage der jeder Messstelle zugeordneten Information, die in dem Speicher abgelegt ist, und auf der Grundlage des Mustersuchergebnisses eine Anzeigeposition des Messergebnisses für jede Messstelle ermitteln, und das Messergebnis an der ermittelten Anzeigeposition anzeigen. Die Position und die Lage des Werkstücks in dem Referenzbild unterscheiden sich häufig von der Position und der Lage des Werkstücks in dem Messzielwerkstückbild. Daher wird durch die Mustersuche spezifiziert, in welchem Maße die Position und die Lage bzw. Neigung abweichend sind. Die Anzeigeposition des Messergebnisses wird in Verbindung mit der Messpositionsinformation verwaltet. Daher wird es durch die Korrektur der Anzeigeposition des Messergebnisses, das mit der Messpositionsinformation gemäß der Position und der Neigung des Werkstücks, die durch die Mustersuche spezifiziert sind, verknüpft sind, möglich, das Messergebnis auf dem in dem Messmodus erfassten Werkstückbild in korrekter Weise anzuzeigen.
Im Einstellmodus kann der Prozessor (die Steuerung 60) die Positionsinformation des Bilderzeugungsbereichs (beispielsweise das Suchgebiet 166) des Referenzbildes, die von dem Benutzer festgelegt wird, in dem Speicher speichern. Wie in 15A und 16 gezeigt ist, kann der Prozessor im Messmodus auf der Anzeigeeinrichtung eine Anleitungsinformation zur Anleitung bezüglich des Anordnens des Werkstücks zusammen mit einem aktuellen Bild, das von dem Bilderzeugungsblock erfasst wird, auf der Grundlage der Positionsinformation des Bilderzeugungsbereichs des in dem Speicher gespeicherten Referenzbildes anzeigen. Auf diese Weise kann der Benutzer in einfacher Weise die Position des Werkstücks in geeigneter Weise justieren.
Wie in 16 gezeigt ist, kann die Anleitungsinformation einen Rahmen (beispielsweise den Ausrichtungsrahmen 171) enthalten, in welchem ein in dem Referenzbild enthaltener Merkmalsbereich des Werkstücks enthalten ist. Die Position des Werkstücks auf dem Tisch kann durch den Benutzer derart justiert werden, dass der Merkmalsbereich des Werkstücks in dem auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Rahmen enthalten ist.
Der Prozessor (die Steuerung 60) kann im Einstellmodus in Bezug auf das zusammengefügte Bild eine Festlegung des Registrierungsgebiets 167 übernehmen, das ein Gebiet für die Erfassung des Referenzbildes ist, und kann eine Festlegen für das Suchgebiet 166 übernehmen, das ein Gebiet für die Mustersuche für das Referenzbild ist. Der Rahmen kann mit dem Außenrand des Suchgebiets übereinstimmen.
Wie in 16 gezeigt ist, kann das Echtzeitbild ein Vogelperspektivenbild sein, das durch eine Vogelperspektiven-Kamera erzeugt wird. Folglich kann der Benutzer in einfacher Weise die Position des Werkstücks in Bezug auf die bewegliche Halterung 12 erkennen. Die Vogelperspektiven-Kamera kann eine erste Kamera (beispielsweise die Vogelperspektiven-Kamera 17R) und eine zweite Kamera (beispielsweise die Vogelperspektiven-Kamera 17L) mit unterschiedlichen Bilderzeugungsbereichen umfassen. Das Echtzeitbild und das Vogelperspektivenbild sind Bilder, die durch die erste Kamera und/oder durch die zweite Kamera erfasst werden.
Wie in 16 gezeigt ist, kann die Anleitungsinformation das Vogelperspektivenbild (beispielsweise ein Bild des Werkstücks W1), das durch die Vogelperspektiven-Kamera in dem Einstellmodus erzeugt ist, beinhalten. Wie beispielsweise in 16 gezeigt ist, kann die Anzeigeeinrichtung durch Anzeigen eines Vogelperspektivenbildes, das von der Vogelperspektiven-Kamera in dem Einstellmodus erzeugt ist, in einer durchscheinenden Weise das Vogelperspektivenbild so anzeigen, dass es dem Echtzeitbild überlagert ist. Auf diese Weise kann der Benutzer die Position des zu messenden Werkstücks W2 derart justieren, dass das Bild des zu messenden Werkstücks W2 das des Werkstücks W1 überlappt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehende Ausführungsform beschränkt, und es können diverse Modifizierungen und/oder Änderungen innerhalb des Bereichs des Grundgedankens der Erfindung vorgenommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5679560 [0003]

Claims

Eine Bildmessvorrichtung, mit: einem Tisch, auf welchem ein Werkstück angeordnet wird; einem Bilderzeugungsblock, der ein optisches System mit geringer Vergrößerung, das das Werkstück mit geringer Vergrößerung zur Erzeugung eines Bildes mit geringer Vergrößerung abbildet, und ein optisches System mit hoher Vergrößerung enthält, das eine optische Achse hat, die koaxial zu einer optischen Achse des optischen Systems mit geringer Vergrößerung ist, und das das Werkstück zur Erzeugung eines Bildes mit hoher Vergrößerung mit einer Vergrößerung abbildet, die höher ist als die geringe Vergrößerung; einem Antriebsblock, der eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks durch Antreiben des Tisches und/oder des Bilderzeugungsblocks derart ändert, dass der Tisch und der Bilderzeugungsblock sich relativ zueinander in einer XY-Richtung bewegen; einem Prozessor, der den Antriebsblock und den Bilderzeugungsblock steuert, mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung für unterschiedliche Bereiche des Werkstücks erzeugt und ein zusammengefügtes Bild durch Zusammenfügen der erzeugten mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung oder Bilder mit hoher Vergrößerung erzeugt; und einem Speicher, der das zusammengefügte Bild speichert, wobei der Prozessor in einem Einstellmodus in dem Speicher ein Referenzbild für die Mustersuche, das durch Bilderzeugung mittels des Bilderzeugungsblocks für zumindest einen Teil des zusammengefügten Bildes erzeugt ist, oder eine Position speichert, die von einem Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt ist, eine Messpositionsinformation, die mehrere Messstellen, die von dem Benutzer in dem zusammengefügten Bild gekennzeichnet sind, und eine Bilderzeugungseinstellinformation speichert, die kennzeichnet, mit welchem Vergrößerungswert der geringen Vergrößerung und der hohen Vergrößerung jede Bilderzeugungsposition abgebildet wird, und wobei in einem Messmodus der Prozessor den Bilderzeugungsblock steuert und ein Zielbild für die Mustersuche erfasst, eine Mustersuche an dem Zielbild und die Mustersuche unter Anwendung des Referenzbilds für die Mustersuche, das in dem Speicher gespeichert ist, ausführt, mehrere Bilderzeugungspositionen für die Bilderzeugung für jede der mehreren Messstellen auf der Grundlage von Messpositionsinformation, die jeder der mehreren Messstellen zugeordnet ist und in dem Speicher gespeichert ist, und auf der Grundlage eines Ergebnisses der Mustersuche spezifiziert, die Bilder mit geringer Vergrößerung oder die Bilder mit hoher Vergrößerung erzeugt, indem bewirkt wird, dass der Antriebsblock den Tisch und/oder den Bilderzeugungsblock so antreibt, das sequentiell eine Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks an jeder der mehreren Bilderzeugungspositionen gesetzt wird, und indem bewirkt wird, dass der Bilderzeugungsblock eine Bilderzeugung mit einem Vergrößerungswert gemäß der Bilderzeugungseinstellinformation an jeder der mehreren Bilderzeugungspositionen ausführt, und eine Messstelle, die jeder Bilderzeugungsposition entspricht, eine Abmessung der Messstelle auf der Grundlage des Bildes mit geringer Vergrößerung oder des Bildes mit hoher Vergrößerung, das für jede der mehreren Bilderzeugungspositionen erfasst ist, misst.
Die Bildmessvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Transmissionsbeleuchtungsblock, der unter dem Tisch, der zumindest in einem Teil des Tisches Lichtdurchlässigkeit hat, vorgesehen ist und der das Werkstück, das auf dem Tisch angeordnet ist, mit Transmissionsbeleuchtungslicht ausleuchtet; und einen Epi-Beleuchtungsblock, der über dem Tisch vorgesehen ist und das auf dem Tisch angeordnete Werkstück mit Epi-Beleuchtungslicht ausleuchtet, wobei der Prozessor in dem Einstellmodus in dem Speicher eine Beleuchtungsbedingung speichert, die angibt, ob der Transmissionsbeleuchtungsblock und/oder der Epi-Beleuchtungsblock für jede der mehreren Messstellen verwendet wird, und der Prozessor in dem Messmodus einen Beleuchtungsblock entsprechend der in dem Speicher des Transmissionsbeleuchtungsblocks und des Epi-Beleuchtungsblocks gespeicherten Beleuchtungsbedingung für jede der mehreren Messstellen einschaltet.
Die Bildmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bildererzeugungsblock ein Bilderzeugungselement mit geringer Vergrößerung, das das Werkstück mittels des optischen Systems mit geringer Vergrößerung abbildet, und ein Bilderzeugungselement mit hoher Vergrößerung aufweist, das das Werkstücks mittels des optischen Systems mit hoher Vergrößerung abbildet, das optische System mit geringer Vergrößerung und das optische System mit hoher Vergrößerung ein verzweigtes optisches System bilden, das die gleiche optische Achse hat, die Speicherpositionskorrekturinformation zum Korrigieren einer Relation zwischen einer Position des durch das Bilderzeugungselement mit geringer Vergrößerung erzeugten Bildes mit geringer Vergrößerung und einer Position des durch das Bilderzeugungselement mit hoher Vergrößerung erzeugten Bildes mit hoher Vergrößerung gespeichert wird, und der Prozessor die Relation zwischen der Position des Bildes mit geringer Vergrößerung und der Position des Bildes mit hoher Vergrößerung auf der Grundlage der Positionskorrekturinformation korrigiert.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Anzeigeeinrichtung aufweist, die ein Bild des Werkstücks anzeigt, wobei in dem Messmodus der Prozessor das Bild mit geringer Vergrößerung und das Bild mit hoher Vergrößerung von Bildern, die einen Teil des Werkstücks enthalten, unterscheidbar voneinander auf der Anzeigeeinrichtung anzeigt.
Die Bildmessvorrichtung nach Anspruch 4, wobei in dem Messmodus der Prozessor ein gesamtes Bild, das das gesamte Werkstück enthält, auf der Anzeigeeinrichtung anzeigt, eine Festlegung für einen Teil von Stellen in dem gesamten Bild von dem Benutzer übernimmt, und die Bilder mit geringer Vergrößerung oder die Bilder mit hoher Vergrößerung, die dem Teil der Stellen entsprechen, auf der Anzeigeeinrichtung anzeigt.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Einstellmodus der Prozessor eine Festlegung einer Messstelle, die durch das optische System mit geringer Vergrößerung abzubilden ist, in dem Werkstück übernimmt und eine Festlegung einer Messstelle, die durch das optische System mit hoher Vergrößerung zu bilden ist, in dem Werkstück übernimmt, um die Bilderzeugungseinstellinformation zu erzeugen.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem Einstellmodus der Prozessor mehrere Bilder mit geringer Vergrößerung unter Anwendung des optischen Systems mit geringer Vergrößerung derart erzeugt, dass das gesamte Werkstück abgebildet wird, und die mehreren Bilder mit geringer Vergrößerung zusammenfügt, um ein zusammengefügtes Bild zu erzeugen, das das gesamte Werkstück kennzeichnet, und ein Bild mit hoher Vergrößerung unter Anwendung des optischen Systems mit hoher Vergrößerung für eine Stelle erzeugt, die von dem Benutzer in dem zusammengefügten Bild festgelegt ist.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Einstellmodus der Prozessor eine Bilderzeugungspositionsinformation derart erzeugt, dass die Positionsinformation, die eine Bilderzeugungsposition des Bildes mit geringer Vergrößerung angibt, und eine Positionsinformation, die eine Bilderzeugungsposition des Bildes mit hoher Vergrößerung angibt, auf der Grundlage des Ergebnisses der Mustersuche und der Messpositionsinformation enthalten sind, und er den Antriebsblock gemäß der Bilderzeugungspositionsinformation steuert.
Die Bildmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in dem Einstellmodus der Prozessor eine Einstellung dahingehend übernimmt, ob ein Epi-Beleuchtungsbild für das Werkstück zu erzeugen ist, indem der Transmissionsbeleuchtungsblock ausgeschaltet und der Epi-Beleuchtungsblock eingeschaltet wird, wenn das Zielbild für die Mustersuche erfasst wird; und in dem Messmodus, wenn festgelegt ist, dass das Epi-Beleuchtungsbild zu erzeugen ist, der Prozessor das Zielbild für die Mustersuche erzeugt, indem das Werkstück mit Transmissionsbeleuchtungslicht mittels des Transmissionsbeleuchtungsblocks ausgeleuchtet wird, und der Prozessor ein Epi-Beleuchtungsbild des Werkstücks erzeugt, indem der Transmissionsbeleuchtungsblock ausgeschaltet und der Epi-Beleuchtungsblock eingeschaltet wird, und wenn nicht festgelegt ist, das Epi-Beleuchtungsbild zu erzeugen, der Prozessor das Zielbild für die Mustersuche erzeugt, indem das Werkstück mit Transmissionsbeleuchtungslicht mittels des Transmissionsbeleuchtungsblocks ausgeleuchtet wird.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in dem Einstellmodus der Prozessor ein Miniaturbild des Werkstücks unter Anwendung des Bildes mit geringer Vergrößerung oder des Bildes mit hoher Vergrößerung erzeugt.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in dem Messmodus der Prozessor eine Messung an dem Werkstück unter Anwendung einer Kante, die aus dem Bild mit geringer Vergrößerung extrahiert ist, und unter Anwendung einer Kante, die aus dem Bild mit hoher Vergrößerung extrahiert ist, ausführt.
Die Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Antriebsblock die Bilderzeugungsposition des Bilderzeugungsblocks ändert, indem der Tisch und/oder der Bilderzeugungsblock derart angetrieben werden, dass der Tisch und der Bilderzeugungsblock sich relativ in einer Z-Richtung zueinander bewegen.