JP2006349416A - Surface texture measuring machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表面性状測定機、特に表面性状測定の繰り返し性の向上機構に関する。 The present invention relates to a surface texture measuring machine, and more particularly to a mechanism for improving the repeatability of surface texture measurement.
ワークの寸法や形状等の表面性状を測定するため、投影機、画像測定機等の表面性状測定機が用いられている。
ところで、ワークの高精度化に伴い、表面性状測定機には、高い表面性状測定の繰り返し性(繰り返し精度)が求められる。
In order to measure surface properties such as dimensions and shapes of workpieces, surface property measuring machines such as projectors and image measuring machines are used.
By the way, as the accuracy of the workpiece increases, the surface texture measuring machine is required to have high surface texture measurement repeatability (repeatability).
このような要望に応えるため、従来は、表面性状測定機の組み立て精度等の機械的精度の向上が考えられる。また従来は、測定の繰り返し性の向上を図るため測定機の各軸運動誤差の低減化が考えられ、測定機の各軸運動誤差の低減化を図るため各軸運動誤差の測定が考えられる(例えば特許文献1)。
しかしながら、前記従来方式による測定の繰り返し性の向上も技術的な限界に達しており、ワークの更なる高精度化に伴い、表面性状測定機にも、更なる繰り返し性の向上が求められているにもかかわらず、従来は、これを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。 However, the improvement in repeatability of measurement by the conventional method has reached the technical limit, and further improvement in repeatability is required for the surface texture measuring machine as the workpiece becomes more accurate. Nevertheless, conventionally, there has been no suitable technique that can solve this problem.
また従来は、表面性状測定機において、表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる決定的な原因も不明であった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、更なる表面性状測定の繰り返し性を向上することのできる表面性状測定機を提供することにある。
In the past, the critical cause that hinders the improvement of the repeatability of the surface texture measurement in the surface texture measuring machine was also unknown.
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a surface texture measuring machine capable of improving the repeatability of further surface texture measurement.
<原因の解明>
本発明者らが、表面性状測定機において、測定の繰り返し性の向上について鋭意検討を重ねた結果、測定の繰り返し性の向上を妨げる主な原因が、機械的精度の良し悪しによる影響よりも、表面性状測定機の設置されている環境の周囲光条件(例:明るさや色)の変化による、ワーク表面の状態変化(例:明るさや色の変化)による影響が大きい点にあることを解明した。
その上で、本発明者らは、ワーク表面の状態変化による影響を抑えるため、表面性状測定機においては、表面性状測定機の設置されている環境の周囲光条件の変化に応じて、光量検出器での光量データを補正することが非常に重要である点に気付いた。
そして、本発明者らは、前述のような原因の解明に基づいて、以下の点を構成するに至った。
<Clarification of the cause>
As a result of intensive investigations on the improvement of the repeatability of measurement in the surface texture measuring machine, the main causes that hinder the improvement of the repeatability of measurement are more than the influence of good or bad mechanical accuracy, Clarified that changes in ambient conditions (eg brightness and color) in the environment where the surface texture measuring machine is installed are greatly affected by changes in the work surface condition (eg brightness and color). .
In addition, in order to suppress the influence due to the state change of the workpiece surface, the present inventors detect the amount of light according to the change in the ambient light condition of the environment where the surface texture measuring machine is installed. I realized that it was very important to correct the light quantity data in the instrument.
And the present inventors came to comprise the following points based on elucidation of the above causes.
すなわち、前記目的を達成するために本発明にかかる表面性状測定機は、照明装置と、光量検出器と、外光検出器と、モニタ手段と、自動補正手段と、を備え、前記光量検出器からの光量データに基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことを特徴とする。
ここで、前記照明装置は、表面性状解析の対象となるワークに所定の照明条件の照明光を照射する。
また前記光量検出器は、前記照明装置からの照明光をワークに照射して得られた検出光を検出し、光量データを出力する。
前記外光検出器は、測定環境の周囲光条件を検出し、周囲光データを出力する。
前記モニタ手段は、前記外光検出器からの周囲光データの、予め定められた基準値からの変化値をモニタする。
前記自動補正手段は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、該光量検出器での光量データを補正する。
That is, in order to achieve the object, a surface texture measuring instrument according to the present invention includes an illumination device, a light amount detector, an external light detector, a monitor unit, and an automatic correction unit, and the light amount detector. The surface property analysis of the workpiece is performed based on the light amount data from
Here, the illuminating device irradiates a workpiece to be subjected to surface texture analysis with illumination light under a predetermined illumination condition.
The light amount detector detects detection light obtained by irradiating the work with illumination light from the illumination device, and outputs light amount data.
The external light detector detects ambient light conditions in the measurement environment and outputs ambient light data.
The monitoring means monitors the change value of the ambient light data from the external light detector from a predetermined reference value.
The automatic correction unit corrects the light amount data in the light amount detector based on the change value monitored by the monitor unit.
ここにいう周囲光(外光)とは、単に戸外の光のみをいうのでなく、戸外の光(昼光や夕陽などによって明るさや色が変化する光)ないし戸内の光(白熱電球や蛍光灯による明るさや色が変化する光)を含めていう。
ここにいう周囲光条件とは、周囲光の明るさや色などの周囲光の条件をいう。
ここにいう光量検出器での光量データを補正するとは、具体的には、例えば以下の(1)〜(3)よりなる群より選択された一以上の動作で、光量検出器での光量データを補正することが好ましい。
(1)光量検出器の増幅器のゲインを変える
(2)光量検出器の増幅器のオフセットを変える
(3)光量検出器の光量比較器の閾値を変える
Ambient light (outside light) here is not just outdoor light, but outdoor light (light whose color changes due to daylight or sunset) or indoor light (incandescent bulbs or fluorescent light). This includes light that changes the brightness and color of the light.
The ambient light conditions here refer to ambient light conditions such as brightness and color of the ambient light.
Specifically, the correction of the light amount data in the light amount detector here means, for example, the light amount data in the light amount detector by one or more operations selected from the group consisting of the following (1) to (3). Is preferably corrected.
(1) Change the gain of the light quantity detector amplifier (2) Change the offset of the light quantity detector amplifier (3) Change the threshold value of the light quantity detector of the light quantity detector
ここで、以下の点に基づいて、前記(1)〜(3)の動作を選択することが特に好ましい。
(1)ワークの光反射率が低く暗い場合は、前記(1)のゲイン変更が特に有効である。
(2)環境外光の影響をキャンセルしたい場合は、前記(2)のオフセット変更が特に有効である。
(3)光量の差によるエッジ検出誤差を補正したい場合は、前記(3)の閾値変更が特に有効である。
Here, it is particularly preferable to select the operations (1) to (3) based on the following points.
(1) When the light reflectance of the workpiece is low and dark, the gain change of (1) is particularly effective.
(2) When it is desired to cancel the influence of external light, the offset change of (2) is particularly effective.
(3) When it is desired to correct an edge detection error due to a difference in light quantity, the threshold value change in (3) is particularly effective.
モニタ手段での周囲光データ(照明)の基準値を得るタイミングとしては、例えば以下のタイミングが一例として挙げられる。
(1)測定者の目の疲労度を軽減できる明るさを基準とし、その時の外光検出器の出力である周囲光データを、周囲光データ(照明)の基準値とする。
(2)複数の異なる照明条件で、実際のワーク測定を行い、最も真の値に近い測定値が得られた時の、外光検出器の出力である周囲光データを、周囲光データ(照明)の基準値とする。
Examples of the timing for obtaining the reference value of the ambient light data (illumination) on the monitor means include the following timings.
(1) The brightness that can reduce the eye fatigue of the measurer is used as a reference, and the ambient light data that is the output of the ambient light detector at that time is used as the reference value of the ambient light data (illumination).
(2) The actual workpiece measurement is performed under a plurality of different illumination conditions, and the ambient light data, which is the output of the external light detector, when the measured value closest to the true value is obtained is the ambient light data (illumination ) Standard value.
本発明の表面性状測定機としては、例えば投影機、画像測定機等が一例として挙げられる。
本発明の投影機としては、スクリーンに投影された像に基づいて、ワークの表面性状解析を行うものが一例として挙げられる。
本発明の画像測定機としては、カメラで撮像された画像データを画像処理し、ワークの表面性状解析を行うものが一例として挙げられる。
本発明の光量検出器としては、例えばスポット光量検出器、イメージセンサ等が一例として挙げられる。本発明のスポット光量検出器としては、表面性状測定機において周囲の明るさの変化の検出に優れた、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトIC等が一例として挙げられる。本発明のイメージセンサとしては、例えばCCDカメラ、CMOSカメラ等が一例として挙げられる。
Examples of the surface texture measuring instrument of the present invention include a projector, an image measuring instrument and the like.
An example of the projector of the present invention is one that performs surface property analysis of a workpiece based on an image projected on a screen.
An example of the image measuring machine according to the present invention is one that performs image processing on image data picked up by a camera and analyzes the surface property of a workpiece.
Examples of the light amount detector of the present invention include a spot light amount detector and an image sensor. Examples of the spot light amount detector of the present invention include, for example, a phototransistor, a photodiode, and a photo IC that are excellent in detecting changes in ambient brightness in a surface texture measuring instrument. Examples of the image sensor of the present invention include a CCD camera and a CMOS camera.
<エッジ自動検出装置>
なお、本発明において、前記光量検出器は、予め定めておいたエッジ検出用閾値を用いて、前記光量データから前記ワークのエッジ情報を検出するためのエッジ自動検出装置を含む。前記自動補正手段は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値を補正する。該表面性状測定機は、前記エッジ自動検出装置で検出されたエッジ情報に基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことが好適である。
<Edge automatic detection device>
In the present invention, the light amount detector includes an automatic edge detection device for detecting edge information of the workpiece from the light amount data using a predetermined edge detection threshold. The automatic correction unit corrects a threshold for edge detection in the automatic edge detection device based on the change value monitored by the monitoring unit. The surface texture measuring machine preferably performs surface texture analysis of the workpiece based on edge information detected by the edge automatic detection device.
<画像測定機>
また本発明において、前記光量検出器は、前記ワークからの検出光を撮像して得られた光量データに基づいて、該ワークの表面性状解析を行うための画像測定機のカメラを含む。
前記自動補正手段は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記画像測定機のカメラでの光量データを補正する。該表面性状測定機は、前記画像測定機のカメラからの光量データに基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことが好適である。
なお、モニタ手段は、周囲光データの基準値からの変化値を基準値との差分データであるアナログ量(連続値)として出力するものでも、あるいは基準値との比較結果であるデジタル量(離散値:ON/OFF値)として出力するものでも良い。アナログ量で出力するものは、光量データやエッジ検出用閾値の連続的補正が可能であり、デジタル量で出力するものは、光量データやエッジ検出用閾値の離散的補正(例:A値からB値への切り替え)が可能である。
<Image measuring machine>
In the present invention, the light amount detector includes a camera of an image measuring machine for performing surface property analysis of the workpiece based on the light amount data obtained by imaging the detection light from the workpiece.
The automatic correction unit corrects light amount data at the camera of the image measuring machine based on the change value monitored by the monitor unit. The surface texture measuring machine preferably performs surface texture analysis of the workpiece based on light quantity data from the camera of the image measuring machine.
The monitor means outputs a change value from the reference value of the ambient light data as an analog amount (continuous value) that is difference data from the reference value, or a digital amount (discrete value) that is a comparison result with the reference value. (Value: ON / OFF value). An output with an analog amount allows continuous correction of the light amount data and edge detection threshold, and an output with a digital amount makes a discrete correction of the light amount data and edge detection threshold (eg, from A value to B Switching to a value) is possible.
<照明光量補正>
また本発明においては、照明装置は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記照明条件を補正することが好適である。
ここにいう照明条件とは、照明光の明るさあるいは光量、照明光の色、照明光のワークに対する照射角度、照明形態(いわゆる落射照明、透過照明など)などを含む照明の条件をいう。
<Light intensity correction>
In the present invention, it is preferable that the lighting device corrects the lighting condition based on a change value monitored by the monitoring unit.
The illumination conditions here refer to illumination conditions including the brightness or light quantity of illumination light, the color of illumination light, the illumination angle of the illumination light with respect to the workpiece, the illumination form (so-called epi-illumination, transmitted illumination, etc.) and the like.
<外部指令>
本発明において、外部指令手段と、外部補正手段と、を備えることが好適である。
ここで、前記外部指令手段は、前記ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、前記光量検出器での光量データあるいは前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値の補正を指示する外部指令を入力するためのものとする。
また前記外部補正手段は、前記光量検出器での光量データあるいは前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値を、更に、前記外部指令手段からの外部指令に基づいて補正する。
<External command>
In the present invention, it is preferable to include external command means and external correction means.
Here, the external command means is configured to detect light amount data in the light amount detector or an edge in the automatic edge detection device based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece. Assume that an external command for instructing correction of the detection threshold is input.
The external correction means further corrects the light quantity data at the light quantity detector or the edge detection threshold value at the edge automatic detection device based on an external command from the external command means.
さらに、本発明において、前記ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、前記照明装置の前記照明条件の補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段を備える。前記照明装置は、更に、前記外部指令手段からの外部指令に基づいて前記照明条件を補正することが好適である。
ここで、外部指令手段から入力される外部指令は、アナログ量(連続値)で指令するものであっても、デジタル量(離散値:ON/OFF値)で指令するものであっても良い。アナログ量(連続値)で指令されるものでは、補正は連続的に行われ、デジタル量で指令されるものでは、補正は離散的に行われる。
Furthermore, in the present invention, an external command for inputting an external command for instructing correction of the illumination condition of the illumination device based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece. Command means are provided. It is preferable that the illumination device further corrects the illumination condition based on an external command from the external command unit.
Here, the external command input from the external command means may be a command with an analog amount (continuous value) or a command with a digital amount (discrete value: ON / OFF value). In the case where the command is an analog amount (continuous value), the correction is performed continuously. In the case where the command is a digital amount, the correction is performed discretely.
<本発明の特徴的事項>
前述のような課題解決手段の組み合せは、本発明者らによる表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる原因の解明によりはじめて到達し得るものである。
一方、前述のような本発明者らによる原因の解明に記載の知識を得たうえで、事後的に分析すると、下記先行文献に基づいて本発明を容易に構成し得るように見えるかもしれない。
しかしながら、本発明の出願当時の技術水準、例えば表面性状測定に関するものでなく、他分野に属する以下の先行技術の記載事項を考慮しても、本発明者らによる原因の解明の起因ないし契機(動機付け)となり得るものが一切ない。
したがって、下記先行文献に、それぞれ以下の点が記載されているということだけでは、本発明は容易に構成し得ず、また本発明の効果、すなわち表面性状測定の繰り返し性の向上を確実に得ることも困難である。
<Characteristics of the present invention>
The combination of the problem solving means as described above can be reached only by elucidating the cause that hinders the improvement of the repeatability of the surface property measurement by the present inventors.
On the other hand, after obtaining the knowledge described in the elucidation of the cause by the inventors as described above and then analyzing it after the fact, it may seem that the present invention can be easily configured based on the following prior literature. .
However, it is not related to the technical level at the time of filing of the present invention, for example, surface texture measurement, and even if the following prior art description items belonging to other fields are taken into account, the cause or trigger of the elucidation of the cause by the present inventors ( There is nothing that can be motivated.
Therefore, the present invention cannot be easily configured only by the following points described in the following prior art documents, and the effect of the present invention, that is, the improvement in repeatability of the surface property measurement can be reliably obtained. It is also difficult.
(1)表面性状測定に関するものでなく、投射型表示装置に関する技術であるが、ランプ寿命やスクリーン画質の改善のため、スクリーン近傍の明るさに応じてスクリーン上の画像の明るさを補正する点(例えば特許第3610931号公報、特開2004−354882号公報)。
(2)表面性状測定に関するものでなく、顕微鏡システムに関する技術であるが、ディスプレイの周囲の明るさに応じてディスプレイの輝度を補正する点(例えば特開平8−21957号公報)。
(3)表面性状測定に関するものでなく、紙葉類対応型処理機に関する技術であるが、紙葉類の誤検出を防ぐため、外光に応じて紙葉類が挿入状態か否かを検知するセンサの検出レベルを補正する点(例えば実開平5−2279号公報)。
(4)表面性状測定に関するものでなく、明るさ補正機能付きカラー画像処理装置に関する技術であるが、色の違いがある物体の良否を判定するため、受像データのうちの特定画素の輝度に基づいて、他の各画素の輝度を補正する点(例えば特開2004−220552号公報)。
(1) Although it is a technique related to a projection display device, not related to surface property measurement, the brightness of the image on the screen is corrected according to the brightness in the vicinity of the screen in order to improve the lamp life and the screen image quality. (For example, Japanese Patent No. 3610931 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-354882).
(2) Although this technique is not related to surface property measurement but is related to a microscope system, the brightness of the display is corrected in accordance with the brightness of the surroundings of the display (for example, JP-A-8-21957).
(3) Although it is not related to surface texture measurement, it is a technology related to paper sheets handling processors, but in order to prevent erroneous detection of paper sheets, it is detected whether or not the paper sheets are inserted according to external light. The detection level of the sensor to be corrected is corrected (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-2279).
(4) Although it is not related to surface property measurement but is related to a color image processing apparatus with a brightness correction function, it is based on the brightness of a specific pixel in the received image data in order to determine the quality of an object having a color difference. Then, the point which correct | amends the brightness | luminance of each other pixel (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-220552).
<光量データ補正>
本発明にかかる表面性状測定機によれば、前述のような表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる原因の解明に基づいて、前記外光検出器、前記モニタ手段及び前記自動補正手段を組合せることとしたので、表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
<投影機>
また本発明においては、自動補正手段が、周囲の明るさの変化に応じて、エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値の補正を行うことにより、該エッジ検出用閾値に基づくエッジ検出の繰り返し性を向上することができるので、更なる表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
<画像測定機>
本発明においては、自動補正手段が、周囲光条件の変化に応じて、画像測定機のカメラでの光量データの補正を行うことにより、画像測定機による表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
<照明光量補正>
本発明においては、照明装置が、周囲光条件の変化に応じて、照明条件の補正を行うことにより、ワーク表面の状態変化を最小に保つことが出来るので、更なる表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
<Light intensity data correction>
According to the surface texture measuring instrument according to the present invention, the external light detector, the monitoring device, and the automatic correcting device are combined based on the elucidation of the cause that hinders the improvement of the repeatability of the surface texture measurement as described above. As a result, the repeatability of the surface texture measurement can be improved.
<Projector>
In the present invention, the automatic correction means corrects the edge detection threshold in the edge automatic detection device in accordance with the change in ambient brightness, so that repeatability of edge detection based on the edge detection threshold is achieved. Therefore, the repeatability of further surface property measurement can be improved.
<Image measuring machine>
In the present invention, the automatic correction means may improve the repeatability of the surface property measurement by the image measuring machine by correcting the light amount data with the camera of the image measuring machine according to the change of the ambient light condition. it can.
<Light intensity correction>
In the present invention, the illumination device corrects illumination conditions according to changes in ambient light conditions, so that the change in the state of the workpiece surface can be kept to a minimum. Can be improved.
<外部指令>
本発明においては、外部補正手段が、外部指令手段からの外部指令に基づいて、光量検出器での光量データやエッジ検出用閾値を補正することにより、更なる表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
本発明においては、照明装置が、外部指令手段からの外部指令に基づいて、照明条件を補正することにより、更なる表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
<External command>
In the present invention, the external correction means improves the repeatability of the further surface property measurement by correcting the light quantity data and the edge detection threshold value in the light quantity detector based on the external command from the external command means. be able to.
In the present invention, the illuminating device corrects the illumination condition based on the external command from the external command means, whereby the repeatability of further surface property measurement can be improved.
以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施形態について説明する。
図1には本発明の一実施形態にかかる表面性状測定機の概略構成が示されている。
同図に示す表面性状測定機10は、照明装置12と、光量検出器14と、照度センサ素子16(外光検出器)と、比較手段(モニタ手段)18と、自動補正回路(自動補正手段)20と、を備える。
ここで、前記照明装置12は、表面性状解析の対象となるワーク22に照明光24を照射する。
また前記光量検出器14は、照明装置12から所定の照明条件の照明光24をワーク22に照射して得られた検出光26を検出し、光量データ28を出力する。
前記外光検出器16は、表面性状測定機10の設置されている環境の周囲の明るさ(測定環境の周囲光30の条件:周囲光条件)を検出し、周囲光データ32を出力する。
前記比較手段18は、外光検出器16からの周囲光データ32の、予め定められた基準値からの変化値をモニタする。
前記自動補正手段20は、比較手段18でモニタされた変化値が、表面性状測定の繰り返し性を保つことのできる許容範囲(所定値)を超えると、該変化値に応じて、該光量検出器14での光量データ28を補正する。つまり、周囲光データ32が基準値より大きくなって照明が明るすぎる場合には、光量検出器14について、ゲインあるいはオフセットを減少させて光量データ28を減少させ、周囲光データ32が基準値より小さくなって照明が暗すぎる場合には、光量検出器14について、ゲインあるいはオフセットを増大させて光量データ28を増大させることによって光量データ28の補正を行う。
そして、本実施形態は、光量検出器14からの光量データ28に基づいて、ワーク22の表面性状解析を行う。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a surface texture measuring instrument according to an embodiment of the present invention.
A surface
Here, the illuminating device 12 irradiates the
The
The external
The comparison means 18 monitors the change value of the ambient light data 32 from the external
When the change value monitored by the comparison means 18 exceeds an allowable range (predetermined value) in which the repeatability of the surface texture measurement can be maintained, the automatic correction means 20 determines the light amount detector according to the change value. 14 is corrected. That is, when the ambient light data 32 is larger than the reference value and the illumination is too bright, the
In the present embodiment, the surface property analysis of the
なお、本実施形態において、前記照明装置12は、ランプ等を含む光源34と、照明補正手段36と、を含む。
前記照明補正手段36は、比較手段18でモニタされた変化値が所定値を超えると、該変化値に応じて、光源34からの照明光24の光量(所定の照明条件)を補正する。
In the present embodiment, the illumination device 12 includes a
When the change value monitored by the
前記外光検出器16は、表面性状測定機10の設置されている環境の周囲の明るさを検知するのに最適な検知エリア40で、周囲光30の明るさ(周囲光条件)を検出する。
従って、周囲の明るさが明るすぎる場合には照明装置12の照明光量を減少させ、周囲の明るさが暗すぎる場合には照明装置12の照明光量を増大させる。
The external
Accordingly, when the ambient brightness is too bright, the illumination light amount of the illumination device 12 is decreased, and when the ambient brightness is too dark, the illumination light amount of the illumination device 12 is increased.
本実施形態は、さらに外部補正手段(外部補正回路)42を備える。
前記外部補正回路42は、外部指令手段44に接続され、外部指令手段44からの指示量に応じて、光量検出器14での光量データ28を補正可能とする。
ここで、光量検出器14での光量データ28の補正にあたって、自動補正回路20による補正を優先するか、外部補正回路42による補正を優先するか、あるいは、両者の補正を併用するかは、外部指令手段44において選択が可能である。
ここで、外部指令手段44における指示は、設定器を備えた操作盤(図示せず)を測定者が操作して指示量を決定する。また、測定パートプログラムによって表面性状測定機10が制御される場合は、外部指令手段44が測定パートプログラム中の指令を解読して指示量を決定する。
The present embodiment further includes external correction means (external correction circuit) 42.
The
Here, in correcting the light amount data 28 in the
Here, the instruction in the external command means 44 is determined by the measurer operating an operation panel (not shown) provided with a setting device. When the surface
本実施形態においては、表面性状解析手段46を備える。表面性状解析手段46は、光量検出器14からの光量データ28に基づいて、ワーク22の表面性状解析を行う。
In the present embodiment, the surface texture analyzing means 46 is provided. The surface property analysis means 46 performs surface property analysis of the
このようにして本実施形態にかかる表面性状測定機10を構成することにより、表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
すなわち、表面性状測定機において、表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる原因が、ワーク表面の明るさの変化などによる影響であるとは予想もつかず、主に機械的精度の良し悪しにあると考えられていた状況下において、本発明がはじめてワーク表面の明るさの変化などにある点を解明した。
本発明は、このような原因の解明に基づいて、ワーク表面の明るさの変化の影響を低減するため、以下の点を行うことが重要である点に到達した。
Thus, by configuring the surface
In other words, in a surface texture measuring machine, the cause that hinders the improvement of the repeatability of surface texture measurement is not expected to be the effect of changes in the brightness of the workpiece surface, etc. Under the circumstances considered, the present invention was clarified for the first time in the change of the brightness of the workpiece surface.
Based on the elucidation of such a cause, the present invention has reached the point that it is important to perform the following points in order to reduce the influence of changes in the brightness of the workpiece surface.
(1)初期設定
まず最適な照明が得られた時の、照度センサ素子16からの周囲光データ32を、照明の基準値として、比較手段18に記憶しておく。
また、この時の、光量検出器14の設定情報、例えば光量検出器14でのゲイン情報、光量検出器14でのオフセット情報、あるいは後述する光量検出器14での閾値情報等を、光量検出器14の初期設定として比較手段18に記憶しておく。
(1) Initial setting First, the ambient light data 32 from the
Further, the setting information of the
(2)周囲の明るさ監視下での測定
ワーク22の測定中、比較手段18は、外光検出器16の周囲光データ32の、予め定められた基準値からの変化値をモニタし、この変化値が、ワーク22の表面性状測定の繰り返し性を保つことのできる許容範囲(大きさ、時間)内か否かを監視している。
(2) Measurement under ambient brightness monitoring During measurement of the
(3)補正
そして、測定中、比較手段18は、モニタされた変化値が、所定値を超えたと判断すると、自動補正回路20に、この変化値に応じた、光量検出器14での光量データ28の補正を指示する。自動補正回路20は、比較手段18でモニタされた変化値に応じて、光量検出器14の設定を補正する。
(3) Correction During the measurement, when the
このように本実施形態にかかる表面性状測定機10によれば、周囲の明るさの変化に応じて、光量検出器14での光量データを補正し、ワーク22の表面性状解析を行うことにより、ワーク22の測定中、周囲の明るさが変化しても、その影響を大幅に低減することができるので、安定した表面性状測定の繰り返し性能を確保することができる。
以下に、本実施形態にかかる表面性状測定機について、より具体的に説明する。
As described above, according to the surface
Hereinafter, the surface texture measuring instrument according to the present embodiment will be described more specifically.
投影機
従来は、投影機でワークの寸法測定を行う際、スクリーン上の十字線をワークの片側に目視で合わせてスケールのカウント量をゼロクリアし、測定テーブルを動かして、もう片方のエッジに十字線を合わせた際のスケールのカウント量からワークサイズを知る方法が一般的である。 最近は、スクリーン上の十字線をワークの片側に合わせこむ作業や、ワークのもう片方のエッジに合わせこむ作業に代えて、エッジを自動検出するエッジ自動検出装置が開発されている。
Projector Conventionally, when performing dimensional measurement of the workpiece in the projector, then cleared to zero count of scale combined visually crosshairs on the screen to one side of the workpiece, by moving the measuring table, cross to the other edge A general method is to know the workpiece size from the scale count when the lines are aligned. Recently, an automatic edge detection device that automatically detects an edge has been developed in place of the operation of aligning the crosshair on the screen with one side of the workpiece or the operation of aligning with the other edge of the workpiece.
一般的なエッジ自動検出装置は、測定者の違いに起因する測定値のばらつき低減化には効果的であるが、更なる繰り返し性の向上が困難である。
すなわち、投影機においては、測定の繰り返し性の向上を妨げる原因が、投影機の置かれている環境の周囲の明るさが変化して、ワーク表面の明るさが変化する影響が大きい。 例えば窓から差し込む光量が昼間と夜とでは変わる。また部屋の照明のON/OFFでも部屋の明るさが変わる。
このようにして投影機の設置されている環境の周囲の明るさが変わり、ワーク表面の明るさに影響を与える。
そして、照明が一定のままでは、投影機の設置されている環境の周囲が暗くなると、ワークの明暗のコントラスト比が小さくなる。このためエッジ検出の繰り返し性が悪くなったり、またエッジ検出そのものが不可能になってしまうことがある。
このため、エッジ自動検出装置を備えた投影機では、ワーク表面の明るさの変化の影響を抑えることが非常に重要であり、ワーク表面の明るさの変化の影響を抑えるため表面性状測定機の設置されている環境の周囲の明るさの変化に応じて、エッジ自動検出装置のエッジ検出用閾値を補正することが非常に重要である。
A general automatic edge detection device is effective in reducing variations in measured values caused by differences in measurers, but it is difficult to further improve repeatability.
That is, in the projector, the cause of hindering improvement in the repeatability of the measurement is greatly affected by the change in brightness around the environment where the projector is placed and the brightness of the workpiece surface. For example, the amount of light entering through the window changes between daytime and night. Also, the brightness of the room changes depending on whether the room lighting is on or off.
In this way, the brightness around the environment in which the projector is installed changes, which affects the brightness of the workpiece surface.
If the surroundings of the environment where the projector is installed are darkened with the illumination kept constant, the contrast ratio of the light and darkness of the work becomes small. For this reason, the repeatability of edge detection may deteriorate, or edge detection itself may be impossible.
For this reason, in projectors equipped with an automatic edge detection device, it is very important to suppress the effect of changes in the brightness of the workpiece surface. It is very important to correct the edge detection threshold value of the automatic edge detection device in accordance with the change in the brightness around the environment in which it is installed.
また本実施形態においては、エッジ検出用閾値の補正を容易に行うことも重要である。
すなわち、ワーク表面の明るさが変化するたびに、いちいちエッジ検出用閾値を設定し直していたのでは、面倒である。またワークの材質や、表面性状によりエッジ検出用閾値は異なるので、投影機の設置されている環境の周囲の明るさが変化した状態で測定結果の繰り返し性を維持しようとすると、測定者は測定前にいつもキャリブレーションをしなければならず、面倒である。
In the present embodiment, it is also important to easily correct the edge detection threshold.
That is, it is troublesome to reset the edge detection threshold value every time the brightness of the workpiece surface changes. Also, since the edge detection threshold differs depending on the workpiece material and surface properties, the measurer will be able to measure the repeatability of the measurement results while maintaining the brightness around the environment where the projector is installed. It has to be calibrated all the time before and is cumbersome.
したがって、本実施形態は、投影機の設置されている環境の周囲の明るさの変化に応じて、エッジ検出用閾値を自動的に補正している。
図2には図1に示した表面性状測定機として投影機を用いた際の概略構成が示されている。図1と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
Therefore, in the present embodiment, the edge detection threshold is automatically corrected according to the change in the brightness around the environment where the projector is installed.
FIG. 2 shows a schematic configuration when a projector is used as the surface texture measuring machine shown in FIG. Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by reference numeral 100 and description thereof is omitted.
同図に示す投影機(表面性状測定機)110では、前記光量検出器114として、エッジ自動検出装置を用いている(以下、エッジ自動検出装置114という)。
前記エッジ自動検出装置114は、受光素子152と、増幅器154と、光量比較器156と、を含む。
ここで、前記受光素子152は、例えばスポット光量検出器等よりなり、照明装置112の照明124で得られたワーク122の検出光126を受光し、これを光量データとして出力する。
ワーク122からの検出光126は、ビームスプリッタ158で分割され、第一分割光126aは受光素子152に、第二分割光126bはスクリーン160上に拡大投影される。
また前記増幅器154は、受光素子152からの光量データを増幅する。
前記光量比較器156は、増幅器154からの光量データをモニタし、予め定めておいたエッジ検出用閾値を用いて、光量データからワーク122のエッジ情報を検出するためのものとする。
In the projector (surface texture measuring machine) 110 shown in the figure, an automatic edge detection device is used as the light amount detector 114 (hereinafter referred to as an automatic edge detection device 114).
The edge
Here, the light receiving element 152 includes, for example, a spot light amount detector and the like, receives the
The
The
The light quantity comparator 156 monitors the light quantity data from the
また本実施形態において、自動補正回路120は、比較手段118の出力に基づいて光量比較器156と増幅器154とを補正する補正情報を出力する。
そして、自動補正回路120は、比較手段118でモニタされた変化値が所定値(エッジ自動検出装置114によるエッジ検出の繰り返し性を保つことのできる許容範囲)を超えると、該変化値に応じて、エッジ自動検出装置114の光量比較器156でのエッジ検出用閾値と、増幅器154のゲインおよびオフセットとを補正する。
In the present embodiment, the
When the change value monitored by the
また本実施形態において、前記外部補正回路142は、増幅器154および光量比較器156に接続されている。
そして、前記外部補正回路142は、外部指令手段144からの指示に応じて、増幅器154での光量データのゲインないしオフセット、あるいは光量比較器156でのエッジ検出用閾値を補正する。
In the present embodiment, the
The
なお、本実施形態において、制御情報記憶手段162を備える。
前記制御情報記憶手段162は、投影機110において予め得ておいた、周囲の明るさの変化値と、該変化値に対応する最適な光量データ補正値との関係を表わす検出器制御情報を記憶している。
そして、測定中、比較手段118でモニタされた変化値が所定値を超えると、該変化値に応じた最適な補正値で、光量検出器156での光量データを補正するため、比較手段118は、制御情報記憶手段162の検出器制御情報の中から、周囲の明るさの変化値に対応する、最適な補正値を選択し、該選択された補正値で、光量検出器156での光量データ(光量比較器156でのエッジ検出用閾値、増幅器154でのゲインやオフセットなど)の補正を行うように、自動補正回路120に指示する。
In the present embodiment, the control information storage unit 162 is provided.
The control information storage unit 162 stores detector control information representing a relationship between a change value of ambient brightness and an optimum light amount data correction value corresponding to the change value, which is obtained in advance in the
During the measurement, when the change value monitored by the
また投影機110でワーク122の寸法測定を行う際、投影機110はステージ制御手段164及びステージ駆動手段166を介して測定テーブル168を動かしてワーク122の第一エッジを検出し、この第一エッジ検出位置でのスケール170のカウント量を取得する。また投影機110は、測定テーブル168を動かして該ワーク122の第二エッジを検出し、この第二エッジ検出位置でのスケール170のカウント量を取得する。
When measuring the size of the
投影機110は、エッジ自動検出装置114の後段に、表面性状解析手段146を備える。
前記表面性状解析手段146は、エッジ自動検出装置114で得られたエッジ情報である、ワーク122の第一エッジでのカウント量と第二エッジでのカウント量とに基づいて、ワーク122の第一エッジと第二エッジ間の寸法等の表面性状情報を得ている。
The
The surface texture analyzing unit 146 is configured to determine the first of the
このようにして本実施形態にかかる投影機110を構成することにより、その表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
すなわち、本発明者らは、投影機において、表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる原因が、投影機の設置されている環境の周囲の明るさの変化による、ワーク表面の明るさの変化の影響であるとは予想もつかず、主に機械的精度の良し悪しにあると考えられていた状況下においてはじめて、このようなワーク表面の明るさの変化にある点を解明した。
その上で、本発明者らは、投影機において、ワーク表面の明るさの変化の影響を抑えるため、以下の点を行うことが重要である点に到達した。
Thus, by configuring the
That is, the present inventors have found that the cause of the improvement in the repeatability of the surface texture measurement in the projector is the change in the brightness of the workpiece surface due to the change in the brightness around the environment where the projector is installed. We first elucidated the point of this change in the brightness of the surface of the workpiece, which was not expected to be an effect, and was mainly thought to be due to the mechanical accuracy.
In addition, the present inventors have reached a point where it is important to perform the following points in the projector in order to suppress the influence of the change in brightness of the workpiece surface.
(1)初期設定
まず所望の照明が得られた時の、照度センサ素子116からの周囲光データ132を、照明の基準値として、比較手段118に記憶しておく。
またこの時の、光量検出器114の設定情報、例えばエッジ自動検出装置114の増幅器154でのゲイン情報、エッジ自動検出装置114の増幅器154でのオフセット情報、エッジ自動検出装置114の光量比較器156でのエッジ検出用閾値情報等を、エッジ自動検出装置114の初期設定として比較手段118に記憶しておく。
(1) Initial setting First, the ambient light data 132 from the
At this time, setting information of the
(2)周囲の明るさ監視下での測定
ワーク122の測定中、比較手段118は、外光検出器116の周囲光データ132の、予め定められた基準値からの変化値をモニタする。これにより、比較手段118は、ワーク122の測定中、周囲の明るさの変化が、エッジ検出の繰り返し性を保つことのできる許容範囲(大きさ、時間)内か否かを監視している。
(2) Measurement under ambient brightness monitoring During measurement of the
(3)光量データ補正
そして、自動補正回路120は、比較手段118でモニタされた変化値が所定値(表面性状測定の繰り返し性を保つことのできる許容範囲)を超えたと判断すると、該変化値に応じて、エッジ自動検出装置114でのエッジ検出用閾値、増幅器154でのゲインあるいはオフセットなどを補正する。
(3) Light amount data correction When the
この結果、本実施形態にかかる投影機110は、ワーク122の測定中、周囲の明るさが変化しても、安定したエッジ検出の繰り返し性能を確保することができるので、安定した表面性状測定の繰り返し性能を確保することができる。
しかも、本実施形態は、このようなエッジ検出用閾値、ゲインあるいはオフセットの補正を、自動補正回路120が自動的に行うことにより、エッジ検出用閾値やゲインあるいはオフセットの面倒なキャリブレーション作業を省略することができるので、表面性状測定の繰り返し性の向上が、容易に行える。
As a result, the
In addition, in this embodiment, the
<照明光量補正>
ところで、投影機110においては、表面性状測定の繰り返し性の更なる向上のため、周囲の明るさの変化値に応じて、照明装置112による照明光量を補正することも非常に重要である。
<Light intensity correction>
By the way, in the
このために本実施形態においては、測定中、比較手段118でモニタされた変化値が所定値を超えると、該変化値に応じて、光源134の照明光量を補正する照明補正手段136を含むことも好適である。
For this reason, the present embodiment includes an illumination correction unit 136 that corrects the illumination light amount of the light source 134 according to the change value when the change value monitored by the
なお、前記制御情報記憶手段162は、投影機110において予め得ておいた、周囲の明るさの変化値と、該変化値に対応する最適な照明光量補正値との関係を表わす照明制御情報を記憶している。
そして、比較手段118は、モニタされた変化値が所定値を超えると、該変化値に応じて、光源134の照明光量を補正するため、制御情報記憶手段162の照明制御情報の中から、周囲の明るさの変化値に対応する、最適な照明光量補正値を選択する。比較手段118は、選択された補正値で光源134の照明光量を補正するように照明補正手段136に指示する。
Note that the control information storage unit 162 stores illumination control information representing a relationship between a change value of ambient brightness and an optimum illumination light amount correction value corresponding to the change value obtained in advance in the
When the monitored change value exceeds a predetermined value, the
また、本実施形態においては、前述のようにしてワーク122の測定中、周囲の明るさの変化に応じて、照明装置112による照明光量を自動的に補正しているので、スクリーン160の明るさも自動に補正される。この結果、以下の効果がある。
In the present embodiment, during the measurement of the
(1)周囲の明るさが変化しても、安定したスクリーン160の明るさの繰り返し性能を確保することができるので、スクリーン160に投影された像に基づいて、安定したワークの表面性状測定の繰り返し性能を確保することができる。
(1) Even if the ambient brightness changes, the stable repeatability of the
(2)周囲の明るさに応じて、ワーク122を照明する光源134のランプ光量が自動的に切り変わるので、周囲の明るさが変化しても、測定者の目にやさしい、スクリーン160光量を維持することができる。
この結果、測定者の目の疲労度の軽減により、測定者への負担が軽減されるので、測定者がスクリーン160上に投影された像に基づいてワークの表面性状解析を行う際も、その繰り返し性能を確保することができる。
また測定者毎に最も作業しやすい時点の照明条件を制御情報記憶手段162に記憶し、照明装置112への照明制御情報とリンクさせることにより、測定者毎に、好みの照明条件の繰り返し性を確実に確保することもできる。
(2) Since the lamp light amount of the light source 134 that illuminates the
As a result, the burden on the measurer is reduced by reducing the degree of fatigue of the measurer's eyes. Therefore, when the measurer performs the surface property analysis of the workpiece based on the image projected on the
In addition, the lighting conditions at the time when the work is most easily performed for each measurer are stored in the control information storage unit 162 and linked to the lighting control information for the
(3)また照明装置112の照明条件の最適化により、不要にランプ照度を明るい状態に維持することなく、ワーク122の照明が行えるので、不要にランプ照度を明るい状態に維持するものに比較し、消費電力の削減あるいはランプの長寿命化が図られる。
(3) Further, by optimizing the lighting conditions of the
画像測定機
図3には図1に示した表面性状測定機として画像測定機を用いた際の概略構成が示されている。図1と対応する部分には符号200を加えて示し、また図2と対応する部分には符号100を加えて示し、説明を省略する。
Image Measuring Machine FIG. 3 shows a schematic configuration when an image measuring machine is used as the surface texture measuring machine shown in FIG. Parts corresponding to those in FIG. 1 are indicated by reference numeral 200, and parts corresponding to those in FIG. 2 are indicated by reference numeral 100, and description thereof is omitted.
同図に示す画像測定機(表面性状測定機)210は、光量検出器214として、照明装置212の照明によるワーク222の検出光226を撮像するカメラを用いている(以下、CCDカメラ214という)。
また自動補正回路220は、比較手段218でモニタされた変化値が所定値を超えると、該変化値に応じて、画像測定機210のCCDカメラ214での光量データ228(以下、画像データ228という)を補正する。
そして、画像測定機210は、表面性状解析手段246を含む。表面性状解析手段246は、CCDカメラ214からの画像データ228を画像処理し、ワーク222の表面性状解析を行う。
The image measuring machine (surface texture measuring machine) 210 shown in the figure uses a camera that images the
Further, when the change value monitored by the
The
なお、本実施形態において、光源234は複数のランプを含み、複数のランプがCCDカメラ214の受光素子252の外周囲に沿って設けられている。
In the present embodiment, the
以上のようにして本実施形態にかかる画像測定機210を構成することにより、画像測定機210による表面性状測定の繰り返し性を向上することができる。
すなわち、本発明者らは、画像測定機において、表面性状測定の繰り返し性の向上を妨げる原因が、ワーク表面の明るさの変化にある点を解明した。
その上で、本発明は、ワーク表面の明るさの変化による測定の繰り返し性への悪影響を抑えるため、画像測定機では、以下の点を行うことが非常に重要である点に到達した。
By configuring the
That is, the present inventors have clarified that in the image measuring machine, the cause of hindering the improvement of the repeatability of the surface property measurement is the change in the brightness of the workpiece surface.
In addition, the present invention has reached the point that it is very important to perform the following points in the image measuring machine in order to suppress the adverse effect on the repeatability of measurement due to the change in brightness of the workpiece surface.
(1)初期設定
まず所望の照明が得られた時の、照度センサ素子216からの周囲光データ232を、照明の基準値として、比較手段218に記憶しておく。
また、この時の、CCDカメラ214の設定情報、例えば増幅器254でのゲイン情報、増幅器254でのオフセット情報、光量比較器256での閾値情報等を、CCDカメラ214の初期設定として比較手段218に記憶しておく。
(1) Initial setting First, the ambient light data 232 from the
Also, the setting information of the CCD camera 214 at this time, for example, gain information in the
(2)周囲の明るさ監視下での測定
ワーク222の測定中、比較手段218は、外光検出器216の周囲光データ232の、予め定められた基準値からの変化値をモニタしている。これにより、比較手段218は、ワーク222の測定中、周囲の明るさの変化が、画像測定機210による表面性状測定の繰り返し性を保つことのできる許容範囲(大きさ、時間)内か否かを監視している。
(2) Measurement under ambient brightness monitoring During measurement of the
(3)光量データ補正
そして、自動補正回路220は、比較手段218でモニタされた変化値が所定値を超えたと判断すると、該変化値に応じて、CCDカメラ214での画像データ228を補正する。
(3) Light amount data correction When the automatic correction circuit 220 determines that the change value monitored by the
このように本実施形態においては、ワーク222の明るさの変化に応じてCCDカメラ214での画像データ228を補正することにより、測定中、ワーク222の明るさが変化しても、CCDカメラ214で得られる画像データの繰り返し性を確保することができるので、安定した、画像測定機210による表面性状測定の繰り返し性能を確保することができる。
As described above, in this embodiment, by correcting the image data 228 in the CCD camera 214 in accordance with the change in the brightness of the
また本実施形態においては、第一実施形態と同様、周囲の明るさの変化に応じて、照明装置212の光量補正を行うことにより、画像測定機210による表面性状測定の繰り返し性を、さらに向上することができる。
Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the repeatability of the surface property measurement by the
変形例
<測定モード>
本発明の測定モードはそれぞれ前記各構成に限定されるものでなく、何れの表面性状測定機も、照明装置による透過照明ないし照明装置による反射照明を、例えばワークの材質、性状、測定項目等に応じて好適に選択することができる。
Modification <Measurement mode>
The measurement mode of the present invention is not limited to each of the above-described configurations, and any surface texture measuring machine uses transmitted illumination by the illumination device or reflected illumination by the illumination device, for example, on the work material, properties, measurement items, etc. It can be suitably selected depending on the case.
<外部指令>
本実施形態には、表面性状測定機において、表面性状測定の繰り返し性を、より確実に確保するため、以下の外部からの指令により光量データの補正を行うことも好ましい。
<External command>
In the present embodiment, it is also preferable to correct the light amount data by the following external command in order to ensure the repeatability of the surface texture measurement more reliably in the surface texture measuring machine.
すなわち、本発明者らによれば、ワークの複数部位の測定を行う場合、ワークの形状、材質、仕上がりによっても光量検出器からの光量データが変動する場合があることがわかった。
例えば同一ワークでも表面粗さが異なる部位では、光の反射率が変わり、光量データが変化する。そのような場合に、ワークのどの部位を測定するかによって、光量データ補正を外部から追加可能にすることも非常に重要である。
That is, according to the present inventors, when measuring a plurality of parts of a work, it has been found that the light quantity data from the light quantity detector may vary depending on the shape, material, and finish of the work.
For example, the reflectance of light changes and the light amount data changes in a part having a different surface roughness even in the same workpiece. In such a case, it is also very important to be able to add light amount data correction from the outside depending on which part of the workpiece is measured.
<光量データ補正>
このために本発明において、ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、光量検出器での光量データの補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段を備える。
そして、本発明においては、外部補正回路が、光量検出器での光量データを、更に、外部指令手段からの外部指令に基づいて補正することが好適である。
<Light intensity data correction>
To this end, in the present invention, an external command for inputting an external command for instructing correction of light quantity data in the light quantity detector based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece. Command means are provided.
In the present invention, it is preferable that the external correction circuit corrects the light amount data in the light amount detector based on an external command from the external command means.
例えば前記図2においては、外部指令手段144からの指示に基づいて、外部補正回路142が、光量検出器114の増幅器154でのゲインないしオフセットあるいは光量比較器156でのエッジ検出用閾値を補正可能とすることにより、光量検出器114での光量データ128を、更に、補正可能とすることも好適である。
For example, in FIG. 2, the
また前記図3においては、外部指令手段244からの指示に基づいて、外部補正回路242が、画像測定機214のCCDカメラ214での画像データ228を、更に、補正可能することも好適である。
In FIG. 3, it is also preferable that the
このようにして、光量検出器での光量データ補正に関し、自動補正回路と外部補正回路とを設けることにより、自動補正回路のみを設けたものに比較し、光量検出器での光量データ補正を、より適切に行うことができる。
さらに、図1〜3に示した実施形態においては、光量データ補正を行うために、増幅器154、254でのゲインとオフセットおよび光量比較器156、256でのエッジ検出用閾値を補正する例を示したが、これに限らず光量データを補正できるその他のパラメータを補正するようにしても良い。例えば、受光素子152、252の感度補正を行っても良い。また、カラー受光素子の場合はカラーバランス補正を行っても良い。
また、ゲイン、オフセット、エッジ検出用閾値、感度などの全てを補正する他、効果の高い1乃至複数のパラメータのみを補正するようにしても良い。
さらに、図3の実施形態においては、CCDカメラ214は光量比較器256を備え、2値化データを出力するものを示したが、これに限らず、光量比較器を備えず、増幅器254の出力をそのまま光量データ228とするものであっても良い。また、増幅器や光量比較器は光量検出器と一体である必要はなく、前置増幅器として分離されているものでも良く、さらに表面性状解析手段に組み込まれているものであっても良い。要は光量データ補正が行えれば良い。
In this way, regarding the light amount data correction in the light amount detector, by providing the automatic correction circuit and the external correction circuit, the light amount data correction in the light amount detector is compared with the case where only the automatic correction circuit is provided. It can be done more appropriately.
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, an example is shown in which the gain and offset in the
In addition to correcting all of gain, offset, edge detection threshold, sensitivity, etc., only one or more highly effective parameters may be corrected.
Further, in the embodiment of FIG. 3, the CCD camera 214 includes the
<照明光量補正>
また例えば同一ワークでも表面粗さが異なる部位では、光の反射率が変わり、光量データが変化する。このため光量データ補正の限界を超えるほど、照明が明るすぎる、ないし暗すぎる場合もあるので、本発明においては、照明光量の補正を外部から追加可能にすることも非常に重要である。
<Light intensity correction>
Further, for example, in a portion having the same workpiece but different surface roughness, the light reflectance changes and the light amount data changes. For this reason, since the illumination may be too bright or too dark as the light amount data correction limit is exceeded, in the present invention, it is also very important to enable correction of the illumination light amount from the outside.
このために本発明において、ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、照明装置の照明光量の補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段を備えることも好適である。
そして、本発明においては、照明補正手段が、照明装置の照明光量を、更に、外部指令手段からの外部指令に基づいて補正することが好適である。
Therefore, in the present invention, external command means for inputting an external command for instructing correction of the illumination light quantity of the lighting device based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece It is also suitable to provide.
In the present invention, it is preferable that the illumination correction unit corrects the illumination light quantity of the illumination device based on an external command from the external command unit.
例えば前記図2においては、外部指令手段144からの外部指令に基づいて、照明補正手段136が、光源134による照明光量を、更に補正することが好適である。
また前記図3においては、外部指令手段244からの外部指令に基づいて、照明補正手段236が、光源234による照明光量を、更に補正することも好適である。
For example, in FIG. 2, it is preferable that the illumination correction unit 136 further corrects the amount of illumination light from the light source 134 based on an external command from the
In FIG. 3, it is also preferable that the illumination correction unit 236 further corrects the amount of illumination light from the
このようにして、照明装置での光量補正に関し、自動補正方式と外部補正方式とを設けることにより、自動補正方式のみを採用したものに比較し、照明装置の光量補正を、より適切に行うことができる。
さらに、照明装置の光量補正と光量検出器の光量データ補正を併用する場合を示したが、いずれか一方のみを選択して補正を行うものであっても良い。
また、各実施形態においては、外光検出器は測定環境の周囲光条件として明るさを検出するものを示したが、これに限らず色を検出しても良く、さらに両者を検出するものでも良い。
また、照明装置の照明条件補正は、照明光量の補正を行う場合を示したが、これに限らず照明光の色、照明光のワークに対する照射角度、照明形態(落射照明、透過照明など)を補正(切り替えなども含む)するものであっても良い。ここで、照明光のワークに対する照射角度を補正あるいは切り替えを行う場合は、外光検出器はワーク上の照明光の影などから照明光の照射角度を算出して出力できることが好ましい。
更に図2においては、ワーク122からの検出光126は、ビームスプリッタ158で分割され、第一分割光126aは受光素子152に、第二分割光126bはスクリーン160上に拡大投影される構成を示したが、これに対して、変形例としてビームスプリッタを用いることなく、検出光126をスクリーン160上に拡大投影し、このスクリーン160上(図2の左側)に受光素子152を配置して、光量検出を行う構成でも良い。
In this way, by providing an automatic correction method and an external correction method for the light amount correction in the lighting device, the light amount correction of the lighting device can be performed more appropriately than in the case where only the automatic correction method is adopted. Can do.
Furthermore, although the case where the light amount correction of the illumination device and the light amount data correction of the light amount detector are used together has been shown, the correction may be performed by selecting only one of them.
Further, in each embodiment, the external light detector has been shown to detect brightness as the ambient light condition of the measurement environment. However, the present invention is not limited to this, and may detect a color, or may detect both. good.
Moreover, although the illumination condition correction of the illumination device has shown the case where the illumination light quantity is corrected, the color of the illumination light, the irradiation angle of the illumination light with respect to the workpiece, and the illumination form (epi-illumination illumination, transmitted illumination, etc.) are not limited thereto. It may be corrected (including switching). Here, when correcting or switching the irradiation angle of the illumination light with respect to the workpiece, it is preferable that the external light detector can calculate and output the irradiation angle of the illumination light from the shadow of the illumination light on the workpiece.
Further, FIG. 2 shows a configuration in which the
10,110,210 表面性状測定機(投影機,画像測定機)
12,112,212 照明装置
14,114,214 光量検出器(エッジ自動検出装置,画像測定機のカメラ)
16,116,216 照度センサ素子(外光検出器)
18,118,218 比較手段(モニタ手段)
20,120,220 自動補正回路(自動補正手段)
10, 110, 210 Surface texture measuring machine (projector, image measuring machine)
12, 112, 212
16, 116, 216 Illuminance sensor element (external light detector)
18, 118, 218 Comparison means (monitoring means)
20, 120, 220 Automatic correction circuit (automatic correction means)
Claims (7)
前記照明装置からの照明光をワークに照射して得られた検出光を検出し、光量データを出力する光量検出器と、
測定環境の周囲光条件を検出し、周囲光データを出力する外光検出器と、
前記外光検出器からの周囲光データの、予め定められた基準値からの変化値をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、該光量検出器での光量データを補正する自動補正手段と、
を備え、前記光量検出器からの光量データに基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことを特徴とする表面性状測定機。 An illuminating device that irradiates a workpiece to be subjected to surface texture analysis with illumination light under a predetermined illumination condition;
A light amount detector that detects detection light obtained by irradiating the work with illumination light from the illumination device, and outputs light amount data;
An ambient light detector that detects ambient light conditions in the measurement environment and outputs ambient light data;
Monitoring means for monitoring a change value from a predetermined reference value of ambient light data from the external light detector;
Automatic correction means for correcting light quantity data in the light quantity detector based on the change value monitored by the monitoring means;
A surface texture measuring machine that performs surface texture analysis of the workpiece based on light intensity data from the light intensity detector.
前記光量検出器は、予め定めておいたエッジ検出用閾値を用いて、前記光量データから前記ワークのエッジ情報を検出するためのエッジ自動検出装置を含み、
前記自動補正手段は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値を補正し、
前記エッジ自動検出装置で検出されたエッジ情報に基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことを特徴とする表面性状測定機。 In the surface texture measuring machine according to claim 1,
The light amount detector includes an edge automatic detection device for detecting edge information of the workpiece from the light amount data using a predetermined threshold for edge detection,
The automatic correction means corrects the threshold for edge detection in the automatic edge detection device based on the change value monitored by the monitoring means,
A surface texture measuring machine that performs surface texture analysis of the workpiece based on edge information detected by the edge automatic detection device.
前記光量検出器は、前記ワークからの検出光を撮像して得られた光量データに基づいて、該ワークの表面性状解析を行うための画像測定機のカメラを含み、
前記自動補正手段は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記画像測定機のカメラでの光量データを補正し、
前記画像測定機のカメラからの光量データに基づいて、前記ワークの表面性状解析を行うことを特徴とする表面性状測定機。 In the surface texture measuring machine according to claim 1,
The light amount detector includes a camera of an image measuring machine for performing surface property analysis of the workpiece based on light amount data obtained by imaging the detection light from the workpiece,
The automatic correction means corrects the light amount data at the camera of the image measuring machine based on the change value monitored by the monitor means,
A surface texture measuring machine that performs surface texture analysis of the workpiece based on light quantity data from a camera of the image measuring machine.
前記照明装置は、前記モニタ手段でモニタされた変化値に基づいて、前記照明条件を補正することを特徴とする表面性状測定機。 In the surface texture measuring instrument according to any one of claims 1 to 3,
The illumination apparatus corrects the illumination condition based on a change value monitored by the monitor means.
前記ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値の補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段と、
前記エッジ自動検出装置でのエッジ検出用閾値を、更に、前記外部指令手段からの外部指令に基づいて補正する外部補正手段と、
を備えたことを特徴とする表面性状測定機。 The surface texture measuring machine according to claim 2,
External command means for inputting an external command for instructing correction of the threshold for edge detection in the automatic edge detection device based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece When,
An external correction means for correcting an edge detection threshold in the automatic edge detection device based on an external command from the external command means;
A surface texture measuring machine characterized by comprising:
前記ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、前記光量検出器での光量データの補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段と、
前記光量検出器での光量データを、更に、前記外部指令手段からの外部指令に基づいて補正する外部補正手段と、
を備えたことを特徴とする表面性状測定機。 In the surface texture measuring instrument according to any one of claims 1 to 4,
Based on at least one condition selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece, external command means for inputting an external command for instructing correction of light amount data in the light amount detector;
External correction means for correcting the light quantity data in the light quantity detector based on an external command from the external command means;
A surface texture measuring machine characterized by comprising:
前記ワークの形状、材質及び仕上がりよりなる群より選択された少なくとも一以上の条件に基づいて、前記照明装置の前記照明条件の補正を指示する外部指令を入力するための外部指令手段を備え、
前記照明装置は、更に、前記外部指令手段からの外部指令に基づいて前記照明条件を補正することを特徴とする表面性状測定機。 In the surface texture measuring instrument according to any one of claims 1 to 4,
Based on at least one or more conditions selected from the group consisting of the shape, material and finish of the workpiece, comprising external command means for inputting an external command for instructing correction of the lighting conditions of the lighting device,
The illuminating device further corrects the illumination condition based on an external command from the external command means.
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