JP2006313086A - Three-dimensional shape inspection machine - Google Patents

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JP2006313086A JP2005135112A JP2005135112A JP2006313086A JP 2006313086 A JP2006313086 A JP 2006313086A JP 2005135112 A JP2005135112 A JP 2005135112A JP 2005135112 A JP2005135112 A JP 2005135112A JP 2006313086 A JP2006313086 A JP 2006313086A
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Toshinobu Ito
敏伸 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform size and shape measurement and inspection by displaying overall pickup images of workpieces in a focused state. <P>SOLUTION: This three-dimensional shape inspection machine is constituted of: a stage 6 for mounting an object 5 to be inspected; an imaging system comprising a projector lens 4 and an image pickup device 3 for imaging the object to be inspected; a stage Z-axis position sensor 11 for detecting the position of the stage 6 in the direction of a Z-axis; a monitor 16 for displaying the image etc. of the object to be inspected; and a computer main body 15 for instructing the stage to move vertically, processing the image of the object to be inspected, and displaying it on the monitor 16. The computer main body 15 divides a plan-view image of the object to be inspected into a plurality of images according to the depth of focus on the basis of both shape data of the object 5 to be inspected and the depth of focus of the projector lens 4, determines the position of the relative vertical movement of the stage 6 at which each image is focused as imaging positions, sequentially moves the stage to the imaging positions, images the object to be inspected at each imaging position by the imaging system, extracts focused parts from a plurality of pickup images, synthesizes them, creates an image in a focused state as a whole, and displays it on the monitor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、立体形状(特に大きな高さ寸法)を有した被検査物の平面視形状を測定検査する立体形状検査機に関する。   The present invention relates to a three-dimensional shape inspection machine for measuring and inspecting a planar view shape of an inspection object having a three-dimensional shape (particularly a large height dimension).

様々な加工物の加工成形後の形状および寸法が許容範囲内にあるか否かの検査が求められることが多く、このような検査を行う装置として、載置台(ステージ)上に載置した加工物を上方からカメラにより撮像し、この撮像画像から被検査物の形状、寸法を測定し、検査する立体形状検査機が知られている(例えば、特許文献1参照)。但し、カメラによる撮影に際しては焦点深度に限界があるため、載置台に載置した加工物が平面的な形状を有して上面全域が焦点深度内に入れるものであれば被検査物の全面を明瞭に撮影することができるが、大きな高さ寸法を有して焦点深度内に収まらない加工物(機械加工部品、プラスチック成型品、金型等のような三次元寸法の大きな立体形状を有した加工物)を対象とするときには焦点深度を外れる部分の画像がぼやけて不鮮明となりこのままでは被検査物(加工物)の形状、寸法の測定検査が難しい。   In many cases, it is required to inspect whether the shape and dimensions of various workpieces after forming are within the allowable range. As a device for performing such inspection, processing placed on a stage (stage) A three-dimensional shape inspection machine is known in which an object is picked up by a camera from above, and the shape and dimensions of the inspection object are measured from the picked-up image and inspected (for example, see Patent Document 1). However, since there is a limit to the depth of focus when photographing with a camera, the entire surface of the object to be inspected can be obtained if the workpiece placed on the mounting table has a planar shape and the entire upper surface is within the depth of focus. Workpieces that can be photographed clearly but have a large height and do not fit within the depth of focus (machine parts, plastic moldings, molds, etc. When the object is a workpiece, the image of the portion out of the depth of focus is blurred and unclear, and it is difficult to measure and inspect the shape and dimensions of the object to be inspected (the workpiece).

このため、従来の立体形状検査機により機械加工部品、プラスチック成型品、金型等のような三次元寸法の大きな立体形状を有した加工物の形状寸法を検査するときには、まず載置台に載置した被検査物(加工物)の測定基準となる部分にピントを合わせて基準点を設定するとともにその水平方向(前後左右方向)位置を測定し、次に、被検査物の測定すべき部分にピントを合わせて測定点を設定するとともにこの測定点の水平方向位置を測定し、このように測定された基準点および測定点の水平方向位置データから基準点から測定点までの水平方向寸法を算出するといった手法が採られていた。また、加工物の形状データ(CADデータ)から載置台に載置された加工物を上方から(カメラ側から)見たときの外形チャートを求め、カメラにより実際に撮像された加工物の画像にこの外形チャートを重ねて表示して加工物の形状のずれを検査するというチャート測定においても、ピントの合う部分毎に外形チャートと比較して検査が行われていた。   For this reason, when inspecting the shape and dimension of a workpiece having a large three-dimensional shape such as a machined part, a plastic molded product, a mold, etc., using a conventional three-dimensional shape inspection machine, first place it on the mounting table. Set the reference point by focusing on the part that will be the measurement standard of the inspection object (workpiece) and measure its horizontal (front / rear / left / right) position. Focus and set the measurement point, measure the horizontal position of this measurement point, and calculate the horizontal dimension from the reference point to the measurement point from the measured reference point and the horizontal position data of the measurement point. The technique of doing was taken. In addition, an external shape chart when the workpiece placed on the mounting table is viewed from above (from the camera side) is obtained from the workpiece shape data (CAD data), and the workpiece image actually captured by the camera is obtained. Even in the chart measurement in which the outer shape chart is displayed in an overlapping manner to inspect the deviation of the shape of the workpiece, the inspection is performed in comparison with the outer shape chart for each in-focus portion.

特開平08−185428号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-185428

上記の説明から分かるように、従来の立体形状検査機による加工物の測定検査では、高さ寸法の大きな立体形状を有した加工物等の測定検査を行うときには、ピントが合う部分毎に分けて測定をしながら寸法を算出して検査するという作業が必要であり、測定作業が複雑で且つ時間がかかるという問題があった。また、ピントが合う部分が限られるため、測定箇所全てを同時に撮像表示することができず、測定漏れのおそれもあるという問題もあった。   As can be seen from the above explanation, when measuring and inspecting a workpiece having a three-dimensional shape with a large height in the measurement and inspection of a workpiece by a conventional three-dimensional shape inspection machine, it is divided for each portion in focus. The work of calculating and inspecting the dimensions while performing the measurement is necessary, and the measurement work is complicated and takes time. In addition, since there are only limited portions in focus, there is a problem in that it is impossible to capture and display all measurement locations at the same time, and there is a risk of measurement omission.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、高さ寸法の大きな立体形状を有した加工物等の全体撮像画像を合焦状態で鮮明に表示することができ、これらの寸法形状測定および検査を容易且つ正確に行うことができるような構成の立体形状検査機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can display a whole captured image of a workpiece or the like having a large three-dimensional shape with a high height clearly in a focused state. An object of the present invention is to provide a three-dimensional shape inspection machine having a configuration capable of easily and accurately performing measurement and inspection.

このような目的達成のため、本発明に係る立体形状検査機は、予め定められた形状データに基づいて作られた被検査物を載置する載置台と、この載置台の上方に上下に対向して設けられ、載置台に載置された被検査物の像を結像させる投影レンズおよびこの投影レンズにより結像された像を撮像する撮像素子とから構成される撮像系と、この撮像系に対して載置台を上下方向に相対移動させる移動機構と、この載置台の上下相対移動位置を検出する上下位置センサと、撮像系により撮像された被検査物の画像等を表示するための表示装置と、上下位置センサによる検出信号に基づいて移動機構の作動を指示し、撮像系により撮像された被検査物の画像を処理して表示装置に表示させる制御を行う制御系とを備えて構成される。さらに、制御系が、載置台に載置された被検査物の形状データと投影レンズの焦点深度に基づいて、被検査物の平面視画像を焦点深度に対応させて複数の画像に分割し、これら複数の画像のそれぞれを合焦させて撮像するに必要な載置台の複数の上下相対移動位置を撮像位置として求める撮像位置設定機能部と、載置台を上記複数の撮像位置のそれぞれに位置させるように移動機構の作動を指示し、上記複数の撮像位置のそれぞれにおいて撮像系により載置台に載置された被検査物の像を撮像させる撮像指示機能部と、撮像系により上記複数の撮像位置において撮像された像から合焦部分をそれぞれ抽出して合成し、全体が合焦状態となる鮮明な像を作成して表示装置に表示させる画像抽出合成機能部とを有する。   In order to achieve such an object, a three-dimensional shape inspection machine according to the present invention has a mounting table on which an object to be inspected made based on predetermined shape data is placed, and a vertical position above the mounting table. An imaging system comprising: a projection lens that forms an image of an object to be inspected that is provided on the mounting table; and an imaging device that captures an image formed by the projection lens; and the imaging system A moving mechanism for moving the mounting table in the vertical direction, a vertical position sensor for detecting the vertical relative movement position of the mounting table, and a display for displaying an image of the inspection object imaged by the imaging system And a control system for instructing the operation of the moving mechanism based on a detection signal from the vertical position sensor and processing the image of the inspection object imaged by the imaging system to display on the display device Is done. Furthermore, the control system divides the planar image of the inspection object into a plurality of images corresponding to the focal depth based on the shape data of the inspection object placed on the mounting table and the focal depth of the projection lens, An imaging position setting function unit for obtaining, as imaging positions, a plurality of vertical movement positions of the mounting table necessary for focusing and imaging each of the plurality of images, and positioning the mounting table at each of the plurality of imaging positions. An imaging instruction function unit that instructs the operation of the moving mechanism and captures an image of the inspection object placed on the mounting table by the imaging system at each of the plurality of imaging positions, and the plurality of imaging positions by the imaging system And an image extraction / synthesizing function unit that extracts and synthesizes the in-focus portions from the images picked up in FIG. 5 and creates a clear image that is entirely in focus and displays it on the display device.

なお、移動機構がマニュアル操作により作動されるように構成されており、撮像指示機能部が、載置台を撮像位置に相対移動させるためのマニュアル操作方向を指示する機能と、撮像位置に位置したことを表示する機能とを有するように構成しても良い。   The moving mechanism is configured to be operated by manual operation, and the imaging instruction function unit is positioned at the imaging position and a function for instructing a manual operation direction for relatively moving the mounting table to the imaging position. It may be configured to have a function of displaying.

また、移動機構が撮像指示機能部からの指示に応じて作動制御されて載置台が上記複数の撮影位置のそれぞれに順次相対移動されるとともに撮像指示機能部からの指示に応じて載置台に載置された被検査物の像を撮像系により各撮像位置において撮像させるように構成されていても良い。   In addition, the movement mechanism is controlled in response to an instruction from the imaging instruction function unit, and the mounting table is sequentially moved relative to each of the plurality of imaging positions, and mounted on the mounting table in accordance with an instruction from the imaging instruction function unit. The image of the placed inspection object may be configured to be captured at each imaging position by the imaging system.

一方、移動機構が撮像系に対して載置台を前後左右方向に相対移動させることも可能に構成され、撮像系の撮像視野を外れたところに位置する被検査物の形状を移動機構により載置台を前後左右方向に移動させて撮像可能に構成されているのが好ましい。   On the other hand, the moving mechanism is configured so that the mounting table can be moved relative to the imaging system in the front-rear and left-right directions, and the shape of the object to be inspected located outside the imaging field of the imaging system is set by the moving mechanism. It is preferable that an image can be taken by moving in the front-rear and left-right directions.

さらに、制御系が、載置台に載置された被検査物の形状データを読み込んで載置台に載置された被検査物を撮像系から見たときの形状図を表示装置に表示させる形状表示機能部と、形状表示機能部により表示装置に表示された形状図において外部指示により測定箇所を規定する測定箇所設定機能部と、画像抽出合成機能部により表示装置に表示された被検査物の像に、測定箇所設定機能部により設定された測定箇所の測定結果を表示する測定結果表示機能部とを備える構成でも良い。   Furthermore, the control system reads the shape data of the object to be inspected placed on the mounting table, and displays the shape diagram when the inspection object placed on the mounting table is viewed from the imaging system on the display device A functional part, a measurement part setting function part for defining a measurement part by an external instruction in the shape diagram displayed on the display device by the shape display function part, and an image of the inspection object displayed on the display device by the image extraction / synthesis function part In addition, a configuration may be provided that includes a measurement result display function unit that displays the measurement result of the measurement point set by the measurement point setting function unit.

制御系が、載置台に載置された被検査物の形状データを読み込んで載置台に載置された被検査物を撮像系から見たときの外形チャートを求めるチャート算出機能部と、画像抽出合成機能部により表示装置に表示された被検査物の像に、チャート算出機能部により求められた外形チャートを重ねて表示するチャート表示機能部とを備えても良い。この場合、チャート算出機能部が、形状データに基づいて被検査物を作るときの許容範囲を有した外形チャートを求めるようになっているのが好ましい。   A chart calculation function unit that obtains an outer shape chart when the control system reads shape data of the inspection object placed on the mounting table and sees the inspection object placed on the mounting table from the imaging system, and image extraction You may provide the chart display function part which superimposes and displays the external shape chart calculated | required by the chart calculation function part on the image of the to-be-inspected object displayed on the display apparatus by the synthetic | combination function part. In this case, it is preferable that the chart calculation function unit obtains an outer shape chart having an allowable range when the inspection object is made based on the shape data.

本発明に係る立体形状検査機によれば、被検査物の形状データと投影レンズの焦点深度に基づいて分割された画像毎に合焦する撮像位置に載置台が相対移動されて被検査物が撮像され、各撮像位置において撮像された像の合焦部分を抽出して全体が合焦状態となる鮮明な像を作成して表示させるので、高さ寸法の大きな被検査物であっても、あたかも製図図面の平面図を見るような鮮明な全体画像を容易に得ることができ、その形状および寸法を簡単且つ正確に測定検査することができる。   According to the three-dimensional shape inspection machine according to the present invention, the mounting table is relatively moved to the imaging position for focusing each image divided based on the shape data of the inspection object and the focal depth of the projection lens, and the inspection object is Since the in-focus part of the image captured and imaged at each imaging position is extracted and a clear image in which the entire image is in focus is created and displayed, even if the inspection object has a large height dimension, It is possible to easily obtain a clear whole image as if a plan view of the drawing is viewed, and to easily and accurately measure and inspect the shape and dimensions thereof.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図1に本発明に係る立体形状検査機の全体構成例を示しており、その検査機は投影撮像ユニットPUとコンピュータユニットCUとを備えて構成され、両ユニットPU,CUはカメラ用USBケーブル13および位置センサ用USBケーブル14を介して接続されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a three-dimensional shape inspection machine according to the present invention. The inspection machine includes a projection imaging unit PU and a computer unit CU. Both units PU and CU are connected to a camera USB cable 13. And a position sensor USB cable 14.

投影撮像ユニットPUは、投影機本体1に対して前後左右方向(水平方向すなわちX−Y方向)および上下方向(垂直方向すなわちZ方向)に移動可能なステージ6を備えて構成され、被検査物5がステージ6上に載置されるようになっている。ステージ6上に載置された被検査物5は透過照明ランプ7により下方から透過照明したり、落射照明ランプ8によりハーフミラー9を介して落射照明したりできる。ステージ6の上方に位置して投影レンズ4、ハーフミラー9およびTVカメラ2が図示のように投影機本体1に配置されており、被検査物5に反射もしくは透過した照明光は投影レンズ4およびハーフミラー9を通ってTVカメラ2の撮像素子3に被検査物5の観察像として結像する。なお、投影レンズ4は交換可能であり、例えば、これを倍率の異なる投影レンズ22と交換して撮像素子3に結像する画像の大きさを変えることができる。   The projection imaging unit PU includes a stage 6 that can move in the front-rear and left-right directions (horizontal direction, that is, the XY direction) and the vertical direction (vertical direction, that is, the Z direction) with respect to the projector main body 1. 5 is placed on the stage 6. The inspection object 5 placed on the stage 6 can be transmitted and illuminated from below by the transmitted illumination lamp 7 or can be illuminated by the incident illumination lamp 8 via the half mirror 9. A projection lens 4, a half mirror 9 and a TV camera 2 are arranged on the projector main body 1 as shown in the figure above the stage 6, and the illumination light reflected or transmitted to the inspection object 5 is reflected by the projection lens 4 and The image is formed as an observation image of the inspection object 5 on the image pickup device 3 of the TV camera 2 through the half mirror 9. Note that the projection lens 4 can be exchanged. For example, the projection lens 4 can be exchanged with a projection lens 22 having a different magnification to change the size of an image formed on the image sensor 3.

このようにしてTVカメラ2の撮像素子3により撮像した画像はデジタル処理され、デジタル画像データとしてカメラ用USBケーブル13を介してコンピュータユニットCUのコンピュータ本体15に取り込まれる。なお、TVカメラ2の出力画像は準動画および静止画の二種類の画像があり、コンピュータ本体15からの指令により切り換え可能である。   The image picked up by the image pickup device 3 of the TV camera 2 in this way is digitally processed and taken as digital image data into the computer main body 15 of the computer unit CU via the camera USB cable 13. Note that the output image of the TV camera 2 has two types of images, a quasi-moving image and a still image, and can be switched by a command from the computer main body 15.

ステージ6はステージX軸駆動つまみ23およびステージY軸駆動つまみ24をマニュアル操作してステージ6を前後左右(X軸方向およびY軸方向、すなわち水平方向)に移動させることが可能である。さらに、ステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作すれば、ステージZ軸駆動部12によりステージ6を上下方向(Z軸方向、すなわち垂直方向)に移動させることができる。ステージ6のZ軸方向位置はステージZ軸駆動部12の移動軸上に設置したステージZ軸位置センサ11により検出され、この検出データは位置センサ用USBケーブル14を介してコンピュータ本体15に取り込まれる。   The stage 6 can manually move the stage X-axis drive knob 23 and the stage Y-axis drive knob 24 to move the stage 6 back and forth, left and right (X-axis direction and Y-axis direction, that is, horizontal direction). Further, if the stage Z-axis drive knob 10 is manually operated, the stage 6 can be moved in the vertical direction (Z-axis direction, that is, the vertical direction) by the stage Z-axis drive unit 12. The position of the stage 6 in the Z-axis direction is detected by a stage Z-axis position sensor 11 installed on the moving axis of the stage Z-axis drive unit 12, and this detection data is taken into the computer main body 15 via the position sensor USB cable 14. .

コンピュータユニットCUは、上記コンピュータ本体15に、表示用モニタ16、マウス17、キーボード18が繋がれて構成されており、ネットワーク19を介してCADデータ(形状データ)を記憶したCADデータメモリ20に繋がっている。また、CADデータ(形状データ)を記憶したメディア21を接続可能である。   The computer unit CU is configured by connecting a display monitor 16, a mouse 17, and a keyboard 18 to the computer main body 15, and is connected via a network 19 to a CAD data memory 20 that stores CAD data (shape data). ing. In addition, a medium 21 storing CAD data (shape data) can be connected.

以上のように構成された立体形状検査機を用いてステージ6上に載置した被検査物5の形状測定検査を行う方法を以下に説明する。この検査に際しては、まず、図2に示すフローに従って被検査物5の測定情報の入力を行うが、これを図3に示す測定情報登録画面A(CADデータ取り込みおよび測定情報登録)および図4に示す測定情報登録画面B(登録済み測定情報表示)を参照して説明する。なお、図3および図4は表示用モニタ16の画面表示内容を示している。   A method for performing a shape measurement inspection of the inspection object 5 placed on the stage 6 using the three-dimensional shape inspection machine configured as described above will be described below. In this inspection, first, measurement information of the inspection object 5 is input according to the flow shown in FIG. 2, and this is shown in the measurement information registration screen A (CAD data capture and measurement information registration) shown in FIG. 3 and FIG. This will be described with reference to the measurement information registration screen B (registered measurement information display) shown. 3 and 4 show screen display contents of the display monitor 16.

まず、コンピュータ本体15に記憶されている測定情報登録用アプリケーションを起動する(ステップ101)。これにより図3に示す測定情報登録画面Aが表示用モニタ16に画面表示150aとして表示される。この表示画面150aのCADデータ読み込みボタン152をマウス17を用いてクリックするとネットワーク19を介してCADデータメモリ20(もしくはコンピュータ本体15に接続されたメディア21)からCADデータがコンピュータ本体15に取り込まれ、本システムで使用可能なデータ形式に変換保存される。このように取り込まれたCADデータはCAD図ツリー表示部158に表示され、CAD図用プルダウンメニュー159によりプルダウン表示可能となっているので、被検査物のCADデータをCAD図ツリー表示部158およびCAD図用プルダウンメニュー159を用いて選出すると、図3に示すように、メイン画面151に選出したCAD図168が表示される(ステップ102)。   First, a measurement information registration application stored in the computer main body 15 is activated (step 101). As a result, the measurement information registration screen A shown in FIG. 3 is displayed on the display monitor 16 as the screen display 150a. When the CAD data reading button 152 on the display screen 150 a is clicked with the mouse 17, CAD data is taken into the computer main body 15 from the CAD data memory 20 (or the medium 21 connected to the computer main body 15) via the network 19. It is converted and saved in a data format that can be used with this system. The CAD data thus captured is displayed in the CAD diagram tree display unit 158 and can be pulled down by the CAD diagram pull-down menu 159. Therefore, the CAD data of the object to be inspected can be displayed in the CAD diagram tree display unit 158 and the CAD. When the selection is made using the drawing pull-down menu 159, the selected CAD diagram 168 is displayed on the main screen 151 as shown in FIG. 3 (step 102).

このようにメイン画面151に表示されたCAD図168に対し、測定基準点となる部分(この例では部分161)をマウス17を用いてクリックすると、基準点162を示す表示がCAD図168上に付加される(ステップ103)。本例では、CAD図168における左上の平面図に矢印で示されている基準点162からの寸法163,164,165が測定箇所であり、これらが測定箇所であることを登録するため、まずこれら測定箇所163,164,165をマウス17によりクリックし、測定箇所ボタン154をクリックする。この結果、選択した測定箇所163,164,165の表示色が変わってこれらが指定されたことを示す(ステップ104)。   Clicking on the CAD reference 168 displayed on the main screen 151 in this way with the mouse 17 as a measurement reference point (the part 161 in this example) displays a reference point 162 on the CAD reference 168. It is added (step 103). In this example, the dimensions 163, 164, and 165 from the reference point 162 indicated by an arrow in the top left plan view in the CAD FIG. 168 are the measurement locations, and these are the measurement locations. The measurement locations 163, 164 and 165 are clicked with the mouse 17, and the measurement location button 154 is clicked. As a result, the display colors of the selected measurement points 163, 164 and 165 are changed to indicate that they have been designated (step 104).

次に登録ボタン155をマウス17によりクリックすると、基準点162、測定箇所163〜165、これらの高さ寸法情報166,167、装着されている投影レンズ4の倍率(これにより焦点深度が決まる)に基づいて、測定点、取り込み画像数、移動方向、移動量、停止精度、取り込む順番が設定され、且つ、図4に示す測定情報登録画面Bのメイン画面151に表示する測定情報図190が設定される(ステップ105)。   Next, when the registration button 155 is clicked with the mouse 17, the reference point 162, the measurement points 163 to 165, their height dimension information 166 and 167, and the magnification of the projection lens 4 mounted (this determines the depth of focus). Based on this, the measurement point, the number of captured images, the moving direction, the moving amount, the stop accuracy, the capturing order are set, and the measurement information diagram 190 displayed on the main screen 151 of the measurement information registration screen B shown in FIG. 4 is set. (Step 105).

ここで、測定点とは測定箇所163,164,165を測定するための基準となる点(図4に示す点162,184,185,186)である。取り込み画像数とは、投影レンズ4の焦点深度範囲内でカバーできる範囲内の画像部分を一つの画像として、全ての画像を取り込むに必要な画像数、すなわち、被検査物5をTVカメラ2により撮像するときの観察画像を投影レンズ4の焦点深度に対応させて複数の画像に分割したときの分割画像数である。移動方向とは、各取り込み画像毎に合焦させて撮像する必要があるため、各合焦位置へステージ6をZ軸方向に移動させるときの移動方向(すなわち、上方向もしくは下方向)であり、移動量とは合焦する位置までこの移動方向に移動させるに必要なZ軸方向移動量である。停止精度とは投影レンズ4の倍率(焦点深度)に応じて所望の合焦状態を得るために必要な位置決め精度であり、取り込む順番とは、上記のように分割された画像を撮像してデータを取り込む順番である。   Here, the measurement points are points (points 162, 184, 185, and 186 shown in FIG. 4) that serve as a reference for measuring the measurement points 163, 164, and 165. The number of captured images refers to the number of images necessary to capture all the images, that is, the image portion within the range that can be covered within the focal depth range of the projection lens 4, that is, the inspection object 5 by the TV camera 2. This is the number of divided images when the observation image at the time of imaging is divided into a plurality of images corresponding to the focal depth of the projection lens 4. The moving direction is a moving direction when moving the stage 6 in the Z-axis direction to each in-focus position (that is, upward or downward) because it is necessary to focus and capture each captured image. The amount of movement is the amount of movement in the Z-axis direction necessary for moving in this direction of movement to the in-focus position. The stop accuracy is the positioning accuracy necessary for obtaining a desired in-focus state according to the magnification (depth of focus) of the projection lens 4, and the capture order refers to data obtained by capturing the images divided as described above. Is the order of loading.

この結果、図3に示すCAD図168に対して、図4に示すように、測定点184,185,186の表示が追加され、画像取り込み位置(図4の左下図に示す基準面187、A面188、B面189)情報が追加され、さらに測定に関係しない寸法線等が削除された測定情報図190が作成され、そのデータはCAD図番号に追番を付けたファイル名で保存される(ステップ106)。この保存が完了後、この測定情報図190を有した測定情報登録画面Bが図4に示すように表示用モニタ16の画面表示150bとして置き換え表示される。このように測定情報登録画面Bが表示された画面表示150bには、CAD図168に代えて測定情報図190が表示され、情報枠160には、測定情報用ツリー表示部180、測定情報用プルダウンメニュー181が設けられて、図2のフローに従って登録された各登録値が図示のように表示される。   As a result, display of measurement points 184, 185, and 186 is added to the CAD diagram 168 shown in FIG. 3 as shown in FIG. 4, and the image capture position (reference plane 187, A shown in the lower left diagram of FIG. Surface 188, surface B 189) information is added, and a measurement information diagram 190 from which dimension lines not related to measurement are deleted is created, and the data is saved under a file name with a CAD diagram number added. (Step 106). After the storage is completed, the measurement information registration screen B having the measurement information diagram 190 is replaced and displayed as the screen display 150b of the display monitor 16 as shown in FIG. The measurement information diagram 190 is displayed in place of the CAD diagram 168 in the screen display 150b on which the measurement information registration screen B is displayed in this way, and the measurement information tree display unit 180 and the measurement information pull-down are displayed in the information frame 160. A menu 181 is provided, and each registered value registered according to the flow of FIG. 2 is displayed as shown.

なお、登録済みの測定情報を確認するには、測定情報登録用アプリケーションを起動して図3の測定情報登録画面Aを表示させた後、情報枠160にある測定情報ボタン157をマウス17でクリックし、測定情報登録画面Bに切り換える。そして、情報枠160の測定情報用ツリー表示部180および測定情報用プルダウンメニュー181で所望の測定情報ファイル名をマウス17でクリックする。測定箇所を変更したり付加したりする場合には、メイン画面151上の測定情報図190に対し、測定する箇所もしくは付加する箇所をマウス17でクリックし、測定箇所ボタン154をクリックした後、登録ボタン155をクリックする。測定情報登録画面B(画面表示150b)から測定情報登録画面A(画面表示150a)に戻すには、情報枠160にあるCADボタン156をマウス17でクリックする。   In order to check the registered measurement information, the measurement information registration application A is started and the measurement information registration screen A shown in FIG. 3 is displayed, and then the measurement information button 157 in the information frame 160 is clicked with the mouse 17. And switch to the measurement information registration screen B. Then, a desired measurement information file name is clicked with the mouse 17 in the measurement information tree display portion 180 and the measurement information pull-down menu 181 in the information frame 160. When changing or adding a measurement location, click the measurement location or addition location on the measurement information diagram 190 on the main screen 151 with the mouse 17 and click the measurement location button 154 to register. Click the button 155. To return from the measurement information registration screen B (screen display 150b) to the measurement information registration screen A (screen display 150a), the CAD button 156 in the information frame 160 is clicked with the mouse 17.

以上のようにして測定情報登録作業が完了すると、次に、図5に示すフローに従って被検査物の測定が行われる。この測定内容を図6〜図8を参照しつつ説明する。   When the measurement information registration work is completed as described above, the inspection object is then measured according to the flow shown in FIG. The details of the measurement will be described with reference to FIGS.

この測定を行うにはまず、コンピュータ本体15の測定アプリケーションを起動する(ステップ201)。これにより、表示用モニタ16の画面上に、図6に示す測定画面250が表示されるので、測定用情報枠254にある測定情報用ツリー表示部180およびプルダウンメニュー181により測定対象の情報が記憶された測定情報ファイル名をマウス17でクリックし、測定情報を読み出す。このようにして測定情報を読み出すと、測定用情報枠254の画像取り込み面数枠255に取り込み画面数を示す数字が表示される(ステップ202)。   In order to perform this measurement, first, the measurement application of the computer main body 15 is activated (step 201). As a result, the measurement screen 250 shown in FIG. 6 is displayed on the screen of the display monitor 16, and the measurement target information is stored in the measurement information tree display unit 180 and the pull-down menu 181 in the measurement information frame 254. The measured measurement information file name is clicked with the mouse 17, and the measurement information is read out. When the measurement information is read in this way, a number indicating the number of captured screens is displayed in the image capturing surface number frame 255 of the measurement information frame 254 (step 202).

そして、被検査物5の大きさおよび取り込む画像範囲に合った投影レンズ(例えば投影レンズ4)を選定してこれを投影機本体1に取り付ける。そして、このように取り付けた投影レンズ4の倍率を、投影レンズ倍率設定プルダウンメニュー253でマウス17により設定する(ステップ203)。すると、コンピュータ本体15において、投影レンズ4の倍率データ(焦点深度データ)に基づいて測定情報が補正される(ステップ204)。これは、前述の測定情報登録(図2のフローに従った登録)において投影レンズ倍率は予め定められた初期値(デフォルト値)が用いられて取り込み画像数が設定されているため、実際に装着された投影レンズ倍率がこの初期値と相違する場合、実際の投影レンズの焦点深度に応じて取り込み画像数等を補正するものである。   Then, a projection lens (for example, the projection lens 4) that matches the size of the inspection object 5 and the image range to be captured is selected and attached to the projector main body 1. Then, the magnification of the projection lens 4 attached in this way is set with the mouse 17 in the projection lens magnification setting pull-down menu 253 (step 203). Then, in the computer main body 15, the measurement information is corrected based on the magnification data (focus depth data) of the projection lens 4 (step 204). This is because, in the above-described measurement information registration (registration according to the flow of FIG. 2), the projection lens magnification is set by using a predetermined initial value (default value) and the number of captured images is set. When the projection lens magnification thus obtained is different from the initial value, the number of captured images and the like are corrected in accordance with the focal depth of the actual projection lens.

次に、コンピュータ本体15がTVカメラ2に準動画像を撮影して送信する命令を出し、この命令に応じてTVカメラ2から送られてくる準動画像を測定メイン画面251上に表示させる(ステップ205)。そして、被検査物5をステージ6の上に載置し、操作者が測定メイン画面251を見ながらステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作して基準面187(図4参照)にピントを合わせる。さらに、ステージX軸駆動つまみ23、ステージY軸駆動つまみ24をマニュアル操作して取り込み画像の基準点267が、ほぼ画面中央に位置するように設定する(ステップ206)。   Next, the computer main body 15 issues a command to capture and transmit a semi-moving image to the TV camera 2 and displays the semi-moving image sent from the TV camera 2 on the measurement main screen 251 in response to this command ( Step 205). Then, the inspection object 5 is placed on the stage 6, and the operator manually operates the stage Z-axis drive knob 10 while looking at the measurement main screen 251 to focus on the reference plane 187 (see FIG. 4). Further, the stage X-axis drive knob 23 and the stage Y-axis drive knob 24 are manually operated so that the reference point 267 of the captured image is set substantially at the center of the screen (step 206).

そして、測定画面250の右下にある測定開始ボタン257をマウス17でクリックする(ステップ207)。これによりコンピュータ本体15はTVカメラ2に対して静止画像の撮像および撮像した画像を転送する命令を出し、基準面187にピントが合った画像(図8に示す基準面画像281)を読み込むとともにこの基準面画像281からピントの甘い部分(図8の基準面画像281のうちの影を付けた部分)を削除する画像処理を行って図8に示す基準面画像処理後画像284を得る(ステップ208)。   Then, the measurement start button 257 at the lower right of the measurement screen 250 is clicked with the mouse 17 (step 207). As a result, the computer main body 15 issues a command to the TV camera 2 to capture a still image and transfer the captured image, and reads an image focused on the reference plane 187 (reference plane image 281 shown in FIG. 8). Image processing 284 is performed to delete the unfocused portion (the shaded portion of the reference surface image 281 in FIG. 8) from the reference surface image 281 to obtain the post-reference surface image processed image 284 shown in FIG. 8 (step 208). ).

これにより、基準面187にピントが合う(合焦する)とともに投影レンズ4の焦点深度範囲内にある画像(基準面画像処理後画像284)が得られるので、コンピュータ本体15は次に、ステップ204で補正された測定情報に沿って、次の取り込み画面への移動方向を指示する。この例では、次の取り込み画面は図4に示すA面188であるので、測定画面250の右上のステージ移動情報枠252に図7に示す「ステージDOWN」263という表示がなされる。このとき、コンピュータ本体15からTVカメラ2に再び準動画像を送る命令を出し、TVカメラ2からの準動画像を測定メイン画面251上に表示する。   As a result, an image that is in focus (focused) on the reference plane 187 and is within the depth of focus range of the projection lens 4 (an image 284 after the reference plane image processing) is obtained. The direction of movement to the next capture screen is instructed along with the measurement information corrected in. In this example, since the next capture screen is the A plane 188 shown in FIG. 4, “Stage DOWN” 263 shown in FIG. 7 is displayed in the stage movement information frame 252 at the upper right of the measurement screen 250. At this time, the computer main body 15 issues a command to send the quasi-moving image to the TV camera 2 again, and the quasi-moving image from the TV camera 2 is displayed on the measurement main screen 251.

測定者がこの「ステージDOWN」263という表示に従ってステージ6を下げる方向にステージZ軸駆動つまみ10を回すと、これに応じてステージ6は垂直下方に移動される。このときコンピュータ本体15はステージZ軸位置センサ11からの位置データを監視して、次の取り込み画面にピントが合う位置に達したとき、ステージ移動情報枠252に「ステージ停止」261という表示を出す(ステップ209)。コンピュータ本体15は、ステージ移動情報枠252に「ステージ停止」261という表示を出した後、ステージ6が所定の高さ範囲(A面188にピントが合う(合焦する)範囲)内に停止したか否かをステージZ軸位置センサ11の位置データを見て確認する。所定の高さ範囲内を外れているときには、この範囲内にステージ6を移動させるようにステージ移動情報枠252の移動方向指示を変更して操作者に再度のステージZ軸駆動つまみ10の操作を行わせ、所定範囲内に停止するまでこれを繰り返す。   When the measurer turns the stage Z-axis drive knob 10 in the direction of lowering the stage 6 in accordance with the indication “stage DOWN” 263, the stage 6 is moved vertically downward accordingly. At this time, the computer main unit 15 monitors the position data from the stage Z-axis position sensor 11, and displays “Stage Stop” 261 in the stage movement information frame 252 when it reaches a position where the next capture screen is in focus. (Step 209). After displaying “Stage Stop” 261 in the stage movement information frame 252, the computer main body 15 stops within a predetermined height range (a range where the A plane 188 is focused (focused)). It is confirmed by looking at the position data of the stage Z-axis position sensor 11. When it is out of the predetermined height range, the direction of movement of the stage movement information frame 252 is changed so that the stage 6 is moved within this range, and the operator can operate the stage Z-axis drive knob 10 again. This is repeated until it stops within a predetermined range.

所定高さ範囲にステージ6が位置したとき、すなわち、A面188にピントが合う位置に到達したときに、コンピュータ本体15はTVカメラ2に対して静止画像の撮像および撮像した画像を転送する命令を出し、A面188の画像(図8に示すA面画像282)を読み込むとともにこのA面画像282からピントの甘い部分(図8のA面画像282のうちの影を付けた部分)を削除する画像処理を行って図8に示すA面画像処理後画像285を得る(ステップ210)。   When the stage 6 is positioned within a predetermined height range, that is, when the position reaches the position where the A plane 188 is in focus, the computer main body 15 captures a still image and transfers the captured image to the TV camera 2 , Read the image of the A surface 188 (A surface image 282 shown in FIG. 8), and delete the unfocused portion (the shaded portion of the A surface image 282 in FIG. 8) from the A surface image 282 Image processing 285 is performed to obtain an A-side image processed image 285 shown in FIG. 8 (step 210).

この後、コンピュータ本体15は、基準面画像処理後画像284およびA面画像処理後画像285を合成し、測定箇所163に対しての寸法測定を行う。そして、その測定結果を測定結果表示部256に記載する(ステップ211)。   Thereafter, the computer main body 15 synthesizes the reference plane image processed image 284 and the A plane image processed image 285, and performs dimension measurement on the measurement location 163. And the measurement result is described in the measurement result display part 256 (step 211).

次に、ステップ212に進み、取り込んだ画像数が測定情報値(補正後の)に達しているかを判断する。本例ではまだ測定情報値に達しておらずB面189が残っているため、再度ステップ209に戻り、A面の場合と同様にしてステップ210およびステップ211の処理を行う。すなわち、B面189にピントが合う位置までステージ6を移動させた後、B面189の画像(B面画像283)を取り込み、ピントの甘い部分を削除してB面画像処理後画像286を得る。そして、コンピュータ本体15は、基準面画像処理後画像284およびB面画像処理後画像286を合成し、測定箇所164、165に対しての寸法測定を行い、その測定結果を測定結果表示部256に記載する(ステップ211)。   Next, proceeding to step 212, it is determined whether the number of captured images has reached the measurement information value (after correction). In this example, since the measurement information value has not yet been reached and the B surface 189 remains, the process returns to step 209 again, and the processing of step 210 and step 211 is performed in the same manner as in the case of the A surface. That is, after the stage 6 is moved to a position where the B surface 189 is in focus, an image of the B surface 189 (B surface image 283) is taken in, and the unfocused portion is deleted to obtain an image 286 after B surface image processing. . Then, the computer main body 15 synthesizes the reference plane image processed image 284 and the B plane image processed image 286, measures the dimensions of the measurement locations 164 and 165, and displays the measurement results on the measurement result display unit 256. This is described (step 211).

このようにして全画面の撮像および取り込みを完了すると、ステップ212からステップ213に進み、各面(基準面187、A面188およびB面189)で画像処理を施した画像(基準面画像処理後画像284、A面画像処理後画像285およびB面画像処理後画像286)を1画像に合成して合成画像287を作成する(ステップ213)。さらに、各面で寸法測定したデータをもとに、寸法表示画像288を作成する(ステップ213)。そして、測定メイン画面251上に合成画像287と寸法表示画像288とを異なるレイヤ上に位置させた状態で重ねて表示する(ステップ214)。   When the imaging and capturing of the entire screen is completed in this way, the process proceeds from step 212 to step 213, and images subjected to image processing on each surface (reference surface 187, A surface 188, and B surface 189) (after the reference surface image processing) The image 284, the A-side image processed image 285 and the B-side image processed image 286) are combined into one image to create a combined image 287 (step 213). Further, a dimension display image 288 is created based on the data measured on each surface (step 213). Then, the composite image 287 and the dimension display image 288 are displayed on the measurement main screen 251 in a state where they are positioned on different layers (step 214).

このようにして測定した結果を保存する場合は、測定画面250の右下にある保存ボタン258をマウス17でクリックする。この操作により合成画像287と寸法表示画像288を統合して保存用測定画像289を作成する。作成した保存用画像289と測定データ(測定寸法264,265,266)を各々関連した指定ファイル名で保存する(ステップ215)。   When saving the measurement result in this way, the save button 258 at the lower right of the measurement screen 250 is clicked with the mouse 17. By this operation, the composite image 287 and the dimension display image 288 are integrated to create a storage measurement image 289. The created storage image 289 and measurement data (measurement dimensions 264, 265, 266) are stored under the designated file names associated with each other (step 215).

以上の説明から分かるように、本実施形態に係る立体形状検査機を用いれば、測定作業を行う作業者は、測定情報登録用アプリケーションを起動して図2に示すフローに従って測定情報の登録作業を行った後、測定アプリケーションを起動し、投影レンズの交換および交換データ入力作業と、ステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作して基準面187にピントを合わせる作業と、ステージX軸駆動つまみ23およびステージY軸駆動つまみ24をマニュアル操作して基準点267をほぼ画面中央に位置させる作業とを行えば、後は測定開始ボタン257をクリックするだけで測定が開始される。この測定においても、作業者は、ステージ移動情報枠252の表示に基づいてステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作するだけでよく、後はコンピュータ本体15により全て自動的に測定が行われる。   As can be seen from the above description, if the three-dimensional shape inspection machine according to the present embodiment is used, the operator who performs the measurement work starts the measurement information registration application and performs the measurement information registration work according to the flow shown in FIG. After performing the measurement application, the projection lens is exchanged and exchange data is input, the stage Z-axis drive knob 10 is manually operated to focus on the reference plane 187, the stage X-axis drive knob 23 and the stage. If the manual operation of the Y-axis drive knob 24 is performed to position the reference point 267 substantially at the center of the screen, the measurement is started simply by clicking the measurement start button 257. Also in this measurement, the operator only has to manually operate the stage Z-axis drive knob 10 based on the display of the stage movement information frame 252, and thereafter, all measurements are automatically performed by the computer main body 15.

すなわち、高さが異なる測定面を有する被検査物を測定する場合、モニタに表示される指示に従って一通り画像を取り込めば、全ての測定箇所を無駄なく測定できるため、測定作業が簡単で測定時間を短縮でき、測定漏れをなくすこともできる。また、測定箇所全てにピントが合った画像と寸法画像が合成したものを保存できるため、測定後、取り込んだ画像を合成する等の作業が不要となる。   In other words, when measuring objects to be inspected with different measurement surfaces, all the measurement points can be measured without waste if the images are taken in accordance with the instructions displayed on the monitor, so the measurement work is simple and the measurement time And omission of measurement can be eliminated. In addition, since an image obtained by synthesizing an image in which all the measurement points are in focus and a size image can be stored, an operation such as synthesizing the captured image after measurement is not necessary.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態においても図1に示す立体形状検査機を用いるため、その構成説明は省略し、この立体形状検査機を用いてステージ6上に載置した被検査物5の形状測定検査を行う方法を以下に説明する。なお、この実施形態では、被検査物の形状データ(CADデータ)を用いて被検査物5を投影レンズ4を通して見たときの外形チャートを求め、この外形チャートを測定画像と重ねて表示して両者のずれから被検査物の平面視形状の検査を行う、いわゆるチャート測定と称される検査を行う場合を示している。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the solid shape inspection machine shown in FIG. 1 is also used in the second embodiment, the description of the configuration is omitted, and the shape measurement inspection of the inspection object 5 placed on the stage 6 is performed using this solid shape inspection machine. The method to perform is demonstrated below. In this embodiment, an external shape chart when the inspection object 5 is viewed through the projection lens 4 is obtained using the shape data (CAD data) of the inspection object, and this external shape chart is displayed so as to overlap the measurement image. This shows a case where an inspection called a so-called chart measurement, in which an inspection of a planar view shape of an object to be inspected is performed based on a shift between the two, is performed.

この検査に際しては、まず、図9に示すフローに従って被検査物5の測定情報(チャート情報)の入力を行うが、これを図10に示す測定情報(チャート)登録画面C(CADデータ取り込みおよび測定情報登録)および図11に示す測定情報(チャート)登録画面D(登録済み測定情報表示)を参照して説明する。   In this inspection, first, measurement information (chart information) of the inspection object 5 is input according to the flow shown in FIG. 9, and this is input to the measurement information (chart) registration screen C (CAD data capture and measurement) shown in FIG. Information registration) and measurement information (chart) registration screen D (registered measurement information display) shown in FIG. 11 will be described.

まず、コンピュータ本体15に記憶されているチャート測定情報登録用アプリケーションを起動する(ステップ301)。これにより図10に示す測定情報(チャート)登録画面Cが表示用モニタ16に画面表示350aとして表示される。この表示画面350aのCADデータ読み込みボタン353をマウス17を用いてクリックするとネットワーク19を介してCADデータメモリ20(もしくはコンピュータ本体15に接続されたメディア21)からCADデータがコンピュータ本体15に取り込まれ、本システムで使用可能なデータ形式に変換保存される。このように取り込まれたCADデータはCAD図ツリー表示部359に表示され、CAD図用プルダウンメニュー360によりプルダウン表示可能となっているので、被検査物のCADデータをCAD図ツリー表示部359およびCAD図用プルダウンメニュー360を用いて選出すると、図10に示すように、メイン画面351に選出したCAD図370が表示される(ステップ302)。   First, the chart measurement information registration application stored in the computer main body 15 is activated (step 301). As a result, the measurement information (chart) registration screen C shown in FIG. 10 is displayed on the display monitor 16 as the screen display 350a. When the CAD data reading button 353 on the display screen 350a is clicked using the mouse 17, CAD data is taken into the computer main body 15 from the CAD data memory 20 (or the medium 21 connected to the computer main body 15) via the network 19. It is converted and saved in a data format that can be used with this system. The CAD data thus captured is displayed in the CAD diagram tree display unit 359 and can be pulled down by the CAD diagram pull-down menu 360. Therefore, the CAD data of the object to be inspected can be displayed in the CAD diagram tree display unit 359 and CAD. When the selection is made using the drawing pull-down menu 360, the selected CAD diagram 370 is displayed on the main screen 351 as shown in FIG. 10 (step 302).

このようにメイン画面351に表示されたCAD図370に対し、測定基準点となる部分(この例では部分363)およびチャートの基準補助線362をマウス17を用いてクリックし、次に基準点ボタン354をクリックする。これにより、基準点361および基準補助線362を示す表示がCAD図370上に付加される(ステップ303)。さらに、測定箇所(輪郭線)363〜367をマウス17でクリックし、測定箇所ボタン355をクリックすると選択した部分は色が変わる(ステップ304)。   With respect to the CAD drawing 370 displayed on the main screen 351 in this manner, a portion serving as a measurement reference point (in this example, a portion 363) and a reference auxiliary line 362 of the chart are clicked with the mouse 17, and then a reference point button Click 354. Thereby, a display showing the reference point 361 and the reference auxiliary line 362 is added on the CAD diagram 370 (step 303). Further, when the measurement points (contour lines) 363 to 367 are clicked with the mouse 17 and the measurement point button 355 is clicked, the color of the selected portion is changed (step 304).

次に登録ボタン356をマウス17によりクリックすると、基準点361、基準補助線362、測定箇所363〜367、これらの高さ寸法情報368,369、装着されている投影レンズ4の倍率(これにより焦点深度が決まる)に基づいて、寸法公差、測定点、指定加工許容値を下に、以下の測定情報を作成する(ステップ305)。   Next, when the registration button 356 is clicked with the mouse 17, the reference point 361, the reference auxiliary line 362, the measurement points 363 to 367, the height dimension information 368 and 369, and the magnification of the mounted projection lens 4 (the focus thereby) The following measurement information is created on the basis of the dimensional tolerance, the measurement point, and the designated processing allowable value based on the depth is determined (step 305).

・ まず、取り込み画像数、移動方向、移動量、停止精度、取り込む順番を算出し、
・ 次に、図11に示す測定情報(チャート)登録画面Dのメイン画面351に表示する測定情報図386(CAD図370に対し、画面取り込み画面(基準面383、A面384、B面385)を追加、また測定に関係しない寸法性は削除)を作成し、
・ 測定用チャート488(CAD図370から基準点361、基準補助線362、測定箇所363〜367のみを使用し、測定箇所には書こう許容範囲を示す線を追加、測定箇所が円の場合は中心線も付加する)を作成する。
・ First, calculate the number of captured images, the direction of movement, the amount of movement, the stop accuracy, and the order of capture.
Next, measurement information displayed on the main screen 351 of the measurement information (chart) registration screen D shown in FIG. 11 (screen import screen (reference plane 383, A plane 384, B plane 385 with respect to CAD FIG. 370)) And delete dimensions that are not related to measurement)
-Chart 488 for measurement (from CAD drawing 370, only reference point 361, reference auxiliary line 362, measurement points 363 to 367 are used, and a line indicating the allowable writing range is added to the measurement point. If the measurement point is a circle, Also add a centerline).

このようにして作成した測定情報はCAD図番号に追番を付けたファイル名で保存される。この保存が完了後、測定情報登録画面Dが図11に示すように表示用モニタ16の画面表示350bとして置き換え表示される(ステップ306)。このように測定情報登録画面Dが表示された画面表示350bには、CAD図370に代えて測定情報図386が表示され、情報枠352には、画面取り込み面情報382、測定情報用ツリー表示部380、測定情報用プルダウンメニュー381が設けられて、図9のフローに従って登録された各登録値が図示のように表示される。   The measurement information created in this way is stored with a file name obtained by adding a serial number to the CAD diagram number. After this storage is completed, the measurement information registration screen D is replaced and displayed as the screen display 350b of the display monitor 16 as shown in FIG. 11 (step 306). In this way, a measurement information diagram 386 is displayed in place of the CAD diagram 370 on the screen display 350b on which the measurement information registration screen D is displayed, and the information capture area information 382 and the measurement information tree display portion are displayed in the information frame 352. 380, a measurement information pull-down menu 381 is provided, and each registered value registered according to the flow of FIG. 9 is displayed as shown.

なお、登録済みの測定情報を確認するには、チャート測定情報登録用アプリケーションを起動して図10の測定情報登録画面Cを表示させた後、情報枠352にある測定情報ボタン357をマウス17でクリックし、測定情報登録画面Dに切り換える。そして、情報枠352の測定情報用ツリー表示部380および測定情報用プルダウンメニュー381で所望の測定情報ファイル名をマウス17でクリックする。測定箇所を変更したり付加したりする場合には、メイン画面351上の測定情報図370に対し、測定する箇所もしくは付加する箇所をマウス17でクリックし、測定箇所ボタン355をクリックした後、登録ボタン356をクリックする。測定情報登録画面D(画面表示350b)から測定情報登録画面C(画面表示350a)に戻すには、情報枠352にあるCADボタン358をマウス17でクリックする。   In order to confirm the registered measurement information, the chart measurement information registration application is activated to display the measurement information registration screen C in FIG. 10, and then the measurement information button 357 in the information frame 352 is moved with the mouse 17. Click to switch to the measurement information registration screen D. Then, a desired measurement information file name is clicked with the mouse 17 in the measurement information tree display portion 380 and the measurement information pull-down menu 381 in the information frame 352. When changing or adding a measurement location, click the measurement location or addition location on the measurement information diagram 370 on the main screen 351 with the mouse 17, click the measurement location button 355, and then register. Click button 356. To return from the measurement information registration screen D (screen display 350b) to the measurement information registration screen C (screen display 350a), the CAD button 358 in the information frame 352 is clicked with the mouse 17.

以上のようにして測定情報登録作業が完了すると、次に、図12に示すフローに従って被検査物の測定が行われる。この測定内容を図13〜図15を参照しつつ説明する。   When the measurement information registration operation is completed as described above, the inspection object is then measured according to the flow shown in FIG. The details of the measurement will be described with reference to FIGS.

この測定を行うにはまず、コンピュータ本体15の測定アプリケーションを起動する(ステップ401)。これにより、表示用モニタ16の画面上に、図13に示す測定画面450が表示されるので、測定情報用ツリー表示部380および測定情報用プルダウンメニュー381により測定対象の情報が記憶された測定情報ファイル名をマウス17でクリックし、測定情報を読み出す。このようにして測定情報を読み出すと、画像取り込み面数枠454に取り込み画面数を示す数字が表示される(ステップ402)。   In order to perform this measurement, first, the measurement application of the computer main body 15 is activated (step 401). As a result, the measurement screen 450 shown in FIG. 13 is displayed on the screen of the display monitor 16, and the measurement information in which the measurement target information is stored by the measurement information tree display unit 380 and the measurement information pull-down menu 381 is displayed. Click the file name with the mouse 17 to read the measurement information. When the measurement information is read in this way, a number indicating the number of captured screens is displayed in the image capturing surface number frame 454 (step 402).

そして、被検査物5の大きさおよび取り込む画像範囲に合った投影レンズ(例えば投影レンズ4)を選定してこれを投影機本体1に取り付ける。そして、このように取り付けた投影レンズ4の倍率を、投影レンズ倍率設定プルダウンメニュー453でマウス17により設定する(ステップ403)。すると、コンピュータ本体15において、投影レンズ4の倍率データ(焦点深度データ)に基づいて測定情報が補正される。このように補正された後の測定チャート488はチャート測定メイン画像451のオーバーレイ上に表示される(ステップ404)。   Then, a projection lens (for example, the projection lens 4) that matches the size of the inspection object 5 and the image range to be captured is selected and attached to the projector main body 1. Then, the magnification of the projection lens 4 attached in this way is set by the mouse 17 in the projection lens magnification setting pull-down menu 453 (step 403). Then, in the computer main body 15, the measurement information is corrected based on the magnification data (focus depth data) of the projection lens 4. The measurement chart 488 corrected in this way is displayed on the overlay of the chart measurement main image 451 (step 404).

次に、コンピュータ本体15がTVカメラ2に準動画像を撮影して送信する命令を出し、この命令に応じてTVカメラ2から送られてくる準動画像をチャート測定メイン画面451上に表示させる(ステップ405)。そして、被検査物5をステージ6の上に載置し、操作者がチャート測定メイン画面451を見ながらステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作して基準面383にピントを合わせる。さらに、ステージX軸駆動つまみ23、ステージY軸駆動つまみ24をマニュアル操作して、測定用チャート488の測定箇所363と取り込んでいる画像の円490の画像がおおよそ重なるように調整する(ステップ406)。   Next, the computer main body 15 issues a command to shoot and transmit a quasi-moving image to the TV camera 2 and displays the quasi-moving image transmitted from the TV camera 2 on the chart measurement main screen 451 in response to this command. (Step 405). Then, the inspection object 5 is placed on the stage 6, and the operator manually operates the stage Z-axis drive knob 10 while looking at the chart measurement main screen 451 to focus on the reference plane 383. Further, the stage X-axis drive knob 23 and the stage Y-axis drive knob 24 are manually operated so that the measurement point 363 of the measurement chart 488 is adjusted so that the image of the circle 490 of the captured image approximately overlaps (step 406). .

そして、測定画面450の右下にある測定開始ボタン455をマウス17でクリックする(ステップ407)。これによりコンピュータ本体15は、チャート測定メイン画像451のオーバーレイ上の測定用チャート488を否表示にし、TVカメラ2に対して静止画像の撮像および撮像した画像を転送する命令を出し、基準面383にピントが合った画像(図15に示す基準面画像481)を読み込むとともにこの基準面画像481からピントの甘い部分(図15の基準面画像481のうちの影を付けた部分)を削除する画像処理を行って図15に示す基準面画像処理後画像484を得る(ステップ408)。   Then, the measurement start button 455 at the lower right of the measurement screen 450 is clicked with the mouse 17 (step 407). As a result, the computer main body 15 displays no measurement chart 488 on the overlay of the chart measurement main image 451, issues a command to the TV camera 2 to capture a still image and transfer the captured image, to the reference plane 383. Image processing for reading an in-focus image (reference plane image 481 shown in FIG. 15) and deleting a softly focused part (a shaded portion of the reference plane image 481 in FIG. 15) from the reference plane image 481 To obtain a reference plane image processed image 484 shown in FIG. 15 (step 408).

これにより、基準面383にピントが合う(合焦する)とともに投影レンズ4の焦点深度範囲内にある画像(基準面画像処理後画像484)が得られるので、コンピュータ本体15は次に、ステップ404で補正された測定情報に沿って、次の取り込み画面への移動方向を指示する。この例では、次の取り込み画面は図11に示すA面384であるので、測定画面450の右上のステージ移動情報枠452に図14に示す「ステージDOWN」462という表示がなされる。このとき、コンピュータ本体15からTVカメラ2に再び準動画像を送る命令を出し、TVカメラ2からの準動画像をチャート測定メイン画面451上に表示する。   As a result, an image (reference image processed image 484) that is in focus (focused) on the reference plane 383 and within the focal depth range of the projection lens 4 is obtained. The direction of movement to the next capture screen is instructed along with the measurement information corrected in. In this example, since the next capture screen is the A plane 384 shown in FIG. 11, “Stage DOWN” 462 shown in FIG. 14 is displayed in the stage movement information frame 452 at the upper right of the measurement screen 450. At this time, an instruction to send the quasi-moving image to the TV camera 2 from the computer main body 15 is issued again, and the quasi-moving image from the TV camera 2 is displayed on the chart measurement main screen 451.

測定者がこの「ステージDOWN」462という表示に従ってステージ6を下げる方向にステージZ軸駆動つまみ10を回すと、これに応じてステージ6は垂直下方に移動される。このときコンピュータ本体15はステージZ軸位置センサ11からの位置データを監視して、次の取り込み画面にピントが合う位置に達したとき、ステージ移動情報枠452に「ステージ停止」460という表示を出す(ステップ409)。コンピュータ本体15は、ステージ移動情報枠452に「ステージ停止」460という表示を出した後、ステージ6が所定の高さ範囲(A面384にピントが合う(合焦する)範囲)内に停止したか否かをステージZ軸位置センサ11の位置データを見て確認する。所定の高さ範囲内を外れているときには、この範囲内にステージ6を移動させるようにステージ移動情報枠452の移動方向指示を変更して操作者に再度のステージZ軸駆動つまみ10の操作を行わせ、所定範囲内に停止するまでこれを繰り返す。   When the measurer turns the stage Z-axis drive knob 10 in the direction of lowering the stage 6 in accordance with the indication “stage DOWN” 462, the stage 6 is moved vertically downward accordingly. At this time, the computer main unit 15 monitors the position data from the stage Z-axis position sensor 11, and when the position reaches the position where the next capture screen is in focus, the stage movement information frame 452 displays "Stage stop" 460. (Step 409). After displaying “Stage Stop” 460 in the stage movement information frame 452, the computer main body 15 stops within a predetermined height range (a range where the A plane 384 is focused (focused)). It is confirmed by looking at the position data of the stage Z-axis position sensor 11. When it is out of the predetermined height range, the direction of movement of the stage movement information frame 452 is changed so as to move the stage 6 within this range, and the operator can operate the stage Z-axis drive knob 10 again. This is repeated until it stops within a predetermined range.

所定高さ範囲にステージ6が位置したとき、すなわち、A面384にピントが合う位置に到達したときに、コンピュータ本体15はTVカメラ2に対して静止画像の撮像および撮像した画像を転送する命令を出し、A面384の画像(図15に示すA面画像482)を読み込むとともにこのA面画像482からピントの甘い部分(図15のA面画像482のうちの影を付けた部分)を削除する画像処理を行って図15に示すA面画像処理後画像485を得る(ステップ410)。   When the stage 6 is positioned within a predetermined height range, that is, when the position reaches the position where the A-plane 384 is in focus, the computer main body 15 captures a still image and transfers the captured image to the TV camera 2 , Read the image of the A surface 384 (A surface image 482 shown in FIG. 15) and delete the unfocused portion (the shaded portion of the A surface image 482 in FIG. 15) from this A surface image 482 Image processing 485 shown in FIG. 15 is performed to obtain the post-A-side image processed image 485 (step 410).

次に、ステップ411に進み、取り込んだ画像数が測定情報値(補正後の)に達しているかを判断する。本例ではまだ測定情報値に達しておらずB面385が残っているため、再度ステップ409に戻り、A面の場合と同様にしてステップ410の処理を行う。すなわち、B面385にピントが合う位置までステージ6を移動させた後、B面385の画像(B面画像483)を取り込み、ピントの甘い部分を削除してB面画像処理後画像486を得る。   Next, the process proceeds to step 411, where it is determined whether the number of captured images has reached the measurement information value (after correction). In this example, since the measurement information value has not yet been reached and the B surface 385 remains, the process returns to step 409 again, and the processing of step 410 is performed in the same manner as in the case of the A surface. That is, after the stage 6 is moved to a position where the B surface 385 is in focus, an image of the B surface 385 (B surface image 483) is taken in, and a sweet portion is deleted to obtain an image 486 after B surface image processing. .

このようにして全画面の撮像および取り込みを完了すると、ステップ411からステップ412に進み、各面(基準面383、A面384およびB面385)で画像処理を施した画像(基準面画像処理後画像484、A面画像処理後画像485およびB面画像処理後画像486)を1画像に合成して合成画像487を作成する(ステップ412)。さらに、この合成画像487を基に、合成画像基準点491、合成画像基準補助線492を算出する。   When imaging and capturing of the entire screen is completed in this way, the process proceeds from step 411 to step 412, and images (after the reference surface image processing) subjected to image processing on each surface (reference surface 383, A surface 384 and B surface 385). The image 484, the A-side image processed image 485 and the B-side image processed image 486) are combined into one image to create a combined image 487 (step 412). Further, a composite image reference point 491 and a composite image reference auxiliary line 492 are calculated based on the composite image 487.

そして、測定用チャート488の基準点361と合成画像基準点491が重なり、且つ合成画像基準補助線492と測定用チャートの基準補助線362がおおよそ重なるように測定用チャート488の位置が自動調整され、チャート測定メイン画像451のオーバーレイ上に表示される(ステップ413)。なお、合成画像487と測定用チャート488とが回転方向にずれているときには、測定画面450の右下にある回転ボタン457をマウス17でクリックして調整する。   Then, the position of the measurement chart 488 is automatically adjusted so that the reference point 361 of the measurement chart 488 and the composite image reference point 491 overlap, and the composite image reference auxiliary line 492 and the reference auxiliary line 362 of the measurement chart approximately overlap. The chart measurement main image 451 is displayed on the overlay (step 413). When the composite image 487 and the measurement chart 488 are deviated in the rotation direction, the rotation button 457 at the lower right of the measurement screen 450 is clicked with the mouse 17 for adjustment.

このようにして測定した結果を保存する場合は、測定画面450の右下にある保存ボタン456をマウス17でクリックする。この操作により合成画像487と測定用チャート488を統合して保存用測定画像489を作成する。作成した保存用画像489を関連した指定ファイル名で保存する(ステップ414)。   In order to save the measurement result in this way, the save button 456 at the lower right of the measurement screen 450 is clicked with the mouse 17. By this operation, the composite image 487 and the measurement chart 488 are integrated to create a storage measurement image 489. The created save image 489 is saved with the associated designated file name (step 414).

以上の説明から分かるように、第2の実施形態に係る立体形状検査機を用いれば、測定作業を行う作業者は、測定情報登録用アプリケーションを起動して図9に示すフローに従って測定情報の登録作業を行った後、測定アプリケーションを起動し、投影レンズの交換および交換データ入力作業と、ステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作して基準面383にピントを合わせる作業と、ステージX軸駆動つまみ23およびステージY軸駆動つまみ24をマニュアル操作して測定用チャート488の測定箇所363と取り込んでいる画像の円490の画像がおおよそ重なるように調整する作業とを行えば、後は測定開始ボタン455をクリックするだけで測定が開始される。この測定においても、作業者は、ステージ移動情報枠452の表示に基づいてステージZ軸駆動つまみ10をマニュアル操作するだけでよく、後はコンピュータ本体15により全て自動的に測定が行われる。   As can be seen from the above description, if the three-dimensional shape inspection machine according to the second embodiment is used, the worker who performs the measurement work starts the measurement information registration application and registers the measurement information according to the flow shown in FIG. After performing the work, the measurement application is started, the projection lens is exchanged and exchange data is entered, the stage Z-axis drive knob 10 is manually operated to focus on the reference plane 383, and the stage X-axis drive knob 23 If the stage Y-axis drive knob 24 is manually operated to adjust the measurement point 363 of the measurement chart 488 and the image of the circle 490 of the captured image to approximately overlap each other, the measurement start button 455 is thereafter set. Just click to start measurement. Also in this measurement, the operator only has to manually operate the stage Z-axis drive knob 10 based on the display of the stage movement information frame 452, and thereafter, all measurements are automatically performed by the computer main body 15.

この結果、チャート測定メイン画像451には、このようにして自動的に測定して得られた合成画像487の上に重なって(オーバーレイされて)測定用チャート488が表示され、両者のずれに基づいて被検査物5の形状検査を行うことができる。なお、図9のステップ305においては寸法公差を基に測定用チャート488が作成され、寸法公差範囲が測定用チャート488に表示(色つけ表示)される。このため、合成画像487の形状ラインが測定用チャート488の公差範囲内に入っているか否かをチェックすることにより形状検査を簡単に行うことができる。   As a result, in the chart measurement main image 451, a measurement chart 488 is displayed so as to be overlaid (overlaid) on the composite image 487 obtained by the automatic measurement in this way, and based on the deviation between the two. Thus, the shape of the inspection object 5 can be inspected. In step 305 in FIG. 9, a measurement chart 488 is created based on the dimensional tolerance, and the dimensional tolerance range is displayed (colored display) on the measurement chart 488. Therefore, it is possible to easily perform the shape inspection by checking whether or not the shape line of the composite image 487 is within the tolerance range of the measurement chart 488.

すなわち、高さが異なる測定面を有する被検査物をチャート測定する場合、モニタに表示される指示に従って一通り画像を取り込めば、測定箇所の全てにピントがあった画像表示が得られ、チャートとの比較が容易となり、測定作業が簡単で測定時間を短縮でき、測定漏れをなくすこともできる。また、測定箇所全てにピントが合った画像と寸法画像が合成したものを保存できるため、測定後、取り込んだ画像を合成する等の作業が不要となる。   That is, when measuring charts of inspected objects having different measurement surfaces, if the image is taken in accordance with the instructions displayed on the monitor, an image display in which all the measurement points are in focus can be obtained. Comparison is facilitated, the measurement operation is simple, the measurement time can be shortened, and measurement omissions can be eliminated. In addition, since an image obtained by synthesizing an image in which all the measurement points are in focus and a size image can be stored, an operation such as synthesizing the captured image after measurement is not necessary.

次に、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態においては図16に示す立体形状検査機を用いる。この立体形状検査機は、ステージ6上にステージX−Y軸位置センサ25と、これらセンサからの検出情報をコンピュータ本体15に送るステージX−Y軸位置センサ用USBケーブル26を有する構成のみが、図1の立体形状検査機と相違し、その他の構成は同一である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, a three-dimensional shape inspection machine shown in FIG. 16 is used. This three-dimensional shape inspection machine has only a configuration having a stage XY axis position sensor 25 on the stage 6 and a stage XY axis position sensor USB cable 26 for sending detection information from these sensors to the computer main body 15. Unlike the three-dimensional shape inspection machine of FIG. 1, the other configurations are the same.

上記第1及び第2実施形態において使用された立体形状検査機(図1)では、ステージX軸駆動つまみ23およびステージY軸駆動つまみ24は被検査物の測定箇所を画像内に収める調整を行うために用いるだけで、測定情報としては用いられていなかった。しかしながら、図16に示す立体形状検査機を用いた場合には、ステージX軸駆動つまみ23およびステージY軸駆動つまみ24の操作によるステージ6のX軸およびY軸方向の移動情報は、ステージX−Y軸位置センサ25により検出されるとともに、その検出情報はステージX−Y軸位置センサ用USBケーブル26を介してコンピュータ本体15に送られる。   In the three-dimensional shape inspection machine (FIG. 1) used in the first and second embodiments, the stage X-axis drive knob 23 and the stage Y-axis drive knob 24 perform adjustments so that the measurement location of the inspection object is included in the image. For this reason, it was not used as measurement information. However, when the three-dimensional shape inspection machine shown in FIG. 16 is used, the movement information in the X-axis and Y-axis directions of the stage 6 by the operation of the stage X-axis drive knob 23 and the stage Y-axis drive knob 24 is the stage X−. While being detected by the Y-axis position sensor 25, the detection information is sent to the computer main body 15 via the stage XY-axis position sensor USB cable 26.

この結果、コンピュータ本体15においては、送られてきたステージ6のX軸およびY軸方向の移動情報に基づいて、被検査物5に対し、TVカメラ2の撮像素子3に結像する範囲を超えた部分を撮像して形状測定検査することが可能となる。すなわち、各測定箇所が一度にTVカメラの画角に入らない高さが異なる測定面を持つ被測定物に対しても、モニタに表示される指示に従って一通り画像を取り込むことで、全ての測定箇所にピントがあった画像が表示されるので、測定もれを防止できる。また、チャート測定では基準点と測定箇所が同一画面上になくても測定が可能となる。   As a result, in the computer main body 15, based on the sent movement information of the stage 6 in the X-axis and Y-axis directions, the range to be imaged on the image sensor 3 of the TV camera 2 with respect to the inspection object 5 is exceeded. It is possible to inspect the shape and inspect the shape. In other words, all measurements can be performed by capturing an image according to the instructions displayed on the monitor, even for objects to be measured that have different measurement surfaces that do not fit in the angle of view of the TV camera at the same time. Since an image that is in focus at a location is displayed, measurement leakage can be prevented. In chart measurement, measurement is possible even if the reference point and the measurement location are not on the same screen.

また、上記第1及び第2実施形態においては、ステージ移動情報枠の表示(「ステージDOWN」、「ステージUP」、「ステージ停止」等の表示)に基づいてステージZ軸駆動つまみ10を操作する作業はマニュアル操作により行われていたが、これを自動化しても良い。すなわち、ステージ6のZ軸駆動部12を電動化し、ステージZ軸センサ11により検出されたZ軸方向位置データに基づいて、コンピュータ本体15からの移動方向、移動量の指示に基づいて自動的に移動制御を行うようにしても良い。このようにすれば、コンピュータ本体15により、基準面画像取り込み(ステップ206、ステップ408)から合成画像表示(ステップ215、ステップ413)までの作業を自動化でき、測定作業が容易となり、且つ測定時間を短縮化できる。   In the first and second embodiments, the stage Z-axis drive knob 10 is operated based on the display of the stage movement information frame (display of “stage DOWN”, “stage UP”, “stage stop”, etc.). Although the work has been performed manually, it may be automated. That is, the Z-axis drive unit 12 of the stage 6 is motorized, and automatically based on the movement direction and movement amount instructions from the computer main body 15 based on the Z-axis direction position data detected by the stage Z-axis sensor 11. Movement control may be performed. In this way, the computer main body 15 can automate the operations from the reference plane image capture (step 206, step 408) to the composite image display (step 215, step 413), thereby facilitating the measurement operation and reducing the measurement time. Can be shortened.

なお、以上の説明においては、ステージ6を上下動(Z方向に移動)させる構成の例を示したが、ステージ6を固定保持し、代わりに撮像系、すなわち、投影レンズ4およびTVカメラ2を上下動させても良い。   In the above description, an example of a configuration in which the stage 6 is moved up and down (moved in the Z direction) is shown. However, the stage 6 is fixedly held, and the imaging system, that is, the projection lens 4 and the TV camera 2 are replaced. It may be moved up and down.

本発明の第1の実施形態に係る立体形状検査機の構成を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the structure of the solid shape inspection machine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態において、被検査物用測定情報登録動作の内容を示すフローチャートである。In 1st Embodiment, it is a flowchart which shows the content of the measurement information registration operation | movement for to-be-inspected object. 第1実施形態に係る被検査物用測定情報登録において、CADデータ取り込みおよび測定情報を登録するための設定画面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the setting screen for registering CAD data acquisition and measurement information in the measurement information registration for inspecting objects which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る被検査物用測定情報登録において、登録済み測定情報表示画面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the registered measurement information display screen in the measurement information registration for inspected objects which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態において、測定動作の内容を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing the content of a measurement operation in the first embodiment. 第1実施形態に係る被検査物の測定動作において、測定画面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a measurement screen in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る被検査物の測定動作において、ステージ移動指示表示内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the stage movement instruction | indication display content in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る被検査物の測定動作において、画像処理工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an image processing process in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態において、被検査物用測定情報(チャート)登録動作の内容を示すフローチャートである。In 2nd Embodiment, it is a flowchart which shows the content of the measurement information (chart) registration operation | movement for to-be-inspected object. 第2実施形態に係る被検査物用測定情報(チャート)登録において、CADデータ取り込みおよび測定情報を登録するための設定画面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the setting screen for registering CAD data acquisition and measurement information in the measurement information (chart) registration for inspected objects which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る被検査物用測定情報(チャート)登録において、登録済み測定情報表示画面の構成を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a registered measurement information display screen in registration of measurement information (chart) for an inspection object according to a second embodiment. 第2実施形態において、チャート測定動作の内容を示すフローチャートである。In 2nd Embodiment, it is a flowchart which shows the content of the chart measurement operation | movement. 第2実施形態に係る被検査物の測定動作において、チャート測定画面の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a chart measurement screen in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る被検査物の測定動作において、ステージ移動指示表示内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the stage movement instruction | indication display content in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る被検査物の測定動作において、画像処理工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an image processing process in the measurement operation | movement of the to-be-inspected object which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の異なる実施形態に係る立体形状検査機の構成を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the structure of the solid shape inspection machine which concerns on different embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

PU 投影撮像ユニット CU コンピュータユニット
1 投影機本体 2 TVカメラ
3 撮像素子 4,22 投影レンズ
5 被検査物 6 ステージ
10 ステージZ軸駆動つまみ 12 ステージZ軸駆動部
11 ステージZ軸位置センサ 15 コンピュータ本体
16 表示用モニタ 17 マウス
19 ネットワーク 20 CADデータメモリ
21 メディア 22 倍率の異なる投影レンズ
23 ステージX軸駆動つまみ 24 ステージY軸駆動つまみ
25 ステージX,Y軸位置センサ
PU Projection imaging unit CU Computer unit 1 Projector body 2 TV camera 3 Imaging element 4, 22 Projection lens 5 Inspection object 6 Stage 10 Stage Z axis drive knob 12 Stage Z axis drive unit 11 Stage Z axis position sensor 15 Computer body 16 Display monitor 17 Mouse 19 Network 20 CAD data memory 21 Media 22 Projection lens with different magnifications 23 Stage X axis drive knob 24 Stage Y axis drive knob 25 Stage X, Y axis position sensor

Claims (7)

予め定められた形状データに基づいて作られた被検査物を載置する載置台と、
前記載置台の上方に上下に対向して設けられ、前記載置台に載置された被検査物の像を結像させる投影レンズおよび前記投影レンズにより結像された像を撮像する撮像素子とから構成される撮像系と、
前記撮像系に対して前記載置台を上下方向に相対移動させる移動機構と、
前記載置台の上下相対移動位置を検出する上下位置センサと、
前記撮像系により撮像された被検査物の画像等を表示するための表示装置と、
前記上下位置センサによる検出信号に基づいて前記移動機構の作動を指示し、前記撮像系により撮像された前記被検査物の画像を処理して前記表示装置に表示させる制御を行う制御系とを備えて構成され、
前記制御系が、
前記載置台に載置された被検査物の形状データと前記投影レンズの焦点深度に基づいて、前記被検査物の平面視画像を前記焦点深度に対応させて複数の画像に分割し、前記複数の画像のそれぞれを合焦させて撮像するに必要な前記載置台の複数の上下相対移動位置を撮像位置として求める撮像位置設定機能部と、
前記載置台を前記複数の撮像位置のそれぞれに位置させるように前記移動機構の作動を指示し、前記複数の撮像位置のそれぞれにおいて前記撮像系により前記載置台に載置された被検査物の像を撮像させる撮像指示機能部と、
前記撮像系により前記複数の撮像位置において撮像された像から合焦部分をそれぞれ抽出して合成し、全体が合焦状態となる鮮明な像を作成して前記表示装置に表示させる画像抽出合成機能部とを有することを特徴とする立体形状検査機。
A mounting table for mounting an object to be inspected based on predetermined shape data;
A projection lens that is provided above and above the mounting table so as to be vertically opposed to form an image of an object to be inspected placed on the mounting table; and an imaging element that captures an image formed by the projection lens. A configured imaging system;
A moving mechanism for moving the mounting table relative to the imaging system in the vertical direction;
A vertical position sensor for detecting a vertical relative movement position of the mounting table;
A display device for displaying an image of the object imaged by the imaging system;
A control system for instructing the operation of the moving mechanism based on a detection signal from the vertical position sensor, and for controlling the image of the inspection object imaged by the imaging system to be displayed on the display device. Configured
The control system is
Based on the shape data of the inspected object placed on the mounting table and the focal depth of the projection lens, the planar image of the inspected object is divided into a plurality of images corresponding to the focal depth, and the plural An imaging position setting function unit for obtaining, as imaging positions, a plurality of vertical relative movement positions of the mounting table necessary for focusing and imaging each of the images;
The operation of the moving mechanism is instructed to position the mounting table at each of the plurality of imaging positions, and an image of the inspection object placed on the mounting table by the imaging system at each of the plurality of imaging positions. An imaging instruction function unit for imaging
An image extraction / synthesis function that extracts and synthesizes in-focus portions from images taken at the plurality of imaging positions by the imaging system, creates a clear image that is entirely in focus, and displays the image on the display device 3D shape inspection machine characterized by having a part.
前記移動機構がマニュアル操作により作動されるように構成されており、
前記撮像指示機能部が、前記載置台を前記撮像位置に相対移動させるためのマニュアル操作方向を指示する機能と、前記撮像位置に位置したことを表示する機能とを有することを特徴とする請求項1に記載の立体形状検査機。
The moving mechanism is configured to be manually operated,
The imaging instruction function unit has a function of instructing a manual operation direction for relatively moving the mounting table to the imaging position, and a function of displaying that it is positioned at the imaging position. The three-dimensional shape inspection machine according to 1.
前記移動機構が前記撮像指示機能部からの指示に応じて作動制御されて前記載置台が前記複数の撮影位置のそれぞれに順次相対移動されるとともに前記撮像指示機能部からの指示に応じて前記載置台に載置された被検査物の像を前記撮像系により各撮像位置において撮像させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の立体形状検査機。   The movement mechanism is controlled to operate according to an instruction from the imaging instruction function unit, and the mounting table is sequentially moved relative to each of the plurality of imaging positions, and according to an instruction from the imaging instruction function unit. The three-dimensional shape inspection machine according to claim 1, wherein an image of an object to be inspected placed on a table is configured to be imaged at each imaging position by the imaging system. 前記移動機構が前記撮像系に対して前記載置台を前後左右方向に相対移動させることも可能に構成され、
前記撮像系の撮像視野を外れたところに位置する前記被検査物の形状を前記移動機構により前記載置台を前後左右方向に移動させて撮像可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の立体形状検査機。
The moving mechanism is configured to be capable of relatively moving the mounting table in the front-rear and left-right directions with respect to the imaging system,
2. The structure according to claim 1, wherein a shape of the object to be inspected located outside an imaging field of view of the imaging system can be imaged by moving the mounting table in the front-rear and left-right directions by the moving mechanism. Three-dimensional shape inspection machine in any one of -3.
前記制御系が、
前記載置台に載置された被検査物の形状データを読み込んで前記載置台に載置された前記被検査物を前記撮像系から見たときの形状図を前記表示装置に表示させる形状表示機能部と、
前記形状表示機能部により前記表示装置に表示された形状図において外部指示により測定箇所を規定する測定箇所設定機能部と、
前記画像抽出合成機能部により前記表示装置に表示された前記被検査物の像に、前記測定箇所設定機能部により設定された測定箇所の測定結果を表示する測定結果表示機能部とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体形状検査機。
The control system is
A shape display function for reading shape data of an inspection object placed on the mounting table and displaying on the display device a shape diagram when the inspection object placed on the mounting table is viewed from the imaging system And
A measurement point setting function unit for defining a measurement point by an external instruction in the shape diagram displayed on the display device by the shape display function unit;
A measurement result display function unit that displays the measurement result of the measurement location set by the measurement location setting function unit on the image of the inspection object displayed on the display device by the image extraction / synthesis function unit; The three-dimensional shape inspection machine according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記制御系が、
前記載置台に載置された被検査物の形状データを読み込んで前記載置台に載置された前記被検査物を前記撮像系から見たときの外形チャートを求めるチャート算出機能部と、
前記画像抽出合成機能部により前記表示装置に表示された前記被検査物の像に、前記チャート算出機能部により求められた前記外形チャートを重ねて表示するチャート表示機能部とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体形状検査機。
The control system is
A chart calculation function unit for obtaining an outer shape chart when the shape of the inspection object placed on the mounting table is read and the inspection object placed on the mounting table is viewed from the imaging system;
A chart display function unit that superimposes and displays the outer shape chart obtained by the chart calculation function unit on the image of the inspection object displayed on the display device by the image extraction / synthesis function unit. The three-dimensional shape inspection machine according to any one of claims 1 to 4.
前記チャート算出機能部が、前記形状データに基づいて前記被検査物を作るときの許容範囲を有した外形チャートを求めるようになっていることを特徴とする請求項6に記載の立体形状検査機。   The three-dimensional shape inspection machine according to claim 6, wherein the chart calculation function unit is configured to obtain an outer shape chart having an allowable range when the inspection object is made based on the shape data. .
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WO2015019978A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 武蔵エンジニアリング株式会社 Focus adjustment method and device therefor

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