JP2010175495A - Calibration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、校正装置に関し、特に画像に基づいて被測定物を測定する測定機の校正に用いられる校正装置に関する。 The present invention relates to a calibration apparatus, and more particularly to a calibration apparatus used for calibration of a measuring machine that measures an object to be measured based on an image.
従来、被測定物を載置する定盤と、被測定物に接触する接触子を有するプローブと、プローブを保持するとともに、移動させる移動手段とを備え、接触子を被測定物に接触させることで被測定物の表面形状を測定する形状測定機が知られている。
また、このような形状測定機において、対物レンズを介して被測定物を撮像する撮像手段をプローブの代わりに移動手段に保持させて撮像手段にて被測定物を撮像し、撮像した画像に基づいて、非接触で被測定物の形状を測定するものが知られている。このような形状測定機では、プローブを撮像手段に交換したときに、例えば、特許文献1に記載されるような校正装置を用いることで校正を行っている。
Conventionally, a surface plate for placing an object to be measured, a probe having a contact that contacts the object to be measured, and a moving means for holding and moving the probe, and bringing the contact into contact with the object to be measured A shape measuring machine for measuring the surface shape of an object to be measured is known.
Further, in such a shape measuring machine, the imaging means for imaging the object to be measured via the objective lens is held by the moving means instead of the probe, the object to be measured is imaged by the imaging means, and based on the captured image A device that measures the shape of an object to be measured in a non-contact manner is known. In such a shape measuring machine, when a probe is replaced with an imaging means, for example, calibration is performed by using a calibration device as described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の校正装置では、測定機のテーブル(定盤)にセンサー校正装置(校正装置)を固定し、センサー校正装置に設けられた円柱の外側面を画像センサー(撮像手段)にて撮像することで測定機を校正している。具体的に、円柱の外側面は、中心軸と直交する断面の形状がD字状となるように形成され、この円柱の外側面を画像センサーにて撮像する。そして、円弧部分の中心位置を算出して画像センサーの位置を校正し、直線部分の傾斜を算出して画像センサーの傾きを校正している。 In the calibration device described in Patent Document 1, a sensor calibration device (calibration device) is fixed to a table (surface plate) of a measuring machine, and an outer surface of a cylinder provided in the sensor calibration device is detected by an image sensor (imaging means). The measuring machine is calibrated by taking an image. Specifically, the outer surface of the cylinder is formed so that the cross-sectional shape orthogonal to the central axis is D-shaped, and the outer surface of the cylinder is imaged by an image sensor. Then, the center position of the arc portion is calculated to calibrate the position of the image sensor, and the inclination of the straight line portion is calculated to calibrate the inclination of the image sensor.
ところで、近年では、プローブや、撮像手段の姿勢を変更することができる姿勢変更手段を備える形状測定機が利用されている。このような姿勢変更手段としては、例えば、撮像手段における対物レンズの光軸、及び光軸と直交する直交軸の二軸を回転軸(以下、光軸回りの回転軸をA軸とし、直交軸回りの回転軸をB軸とする)としてプローブ、または撮像手段を回転させて姿勢を変更させる構成が知られている。なお、A軸を回転させると、B軸の軸方向もA軸の回転に伴って回転するものとする。 By the way, in recent years, a shape measuring machine including a probe and a posture changing unit that can change the posture of the imaging unit is used. As such posture changing means, for example, the optical axis of the objective lens in the imaging means, and two orthogonal axes orthogonal to the optical axis are rotation axes (hereinafter, the rotation axis around the optical axis is the A axis, There is known a configuration in which a posture is changed by rotating a probe or an image pickup means as a rotation axis around the axis B). When the A axis is rotated, the axial direction of the B axis is also rotated along with the rotation of the A axis.
しかしながら、特許文献1に記載の校正装置では、このような姿勢変更手段を備える測定機を適切に校正することができないという問題がある。
具体的に、このような測定機を校正する場合には、姿勢変更手段にてA軸、及びB軸回りに撮像手段を回転させながら校正装置を撮像し、姿勢変更手段の各軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを校正することが必要となる。しかしながら、特許文献1に記載の校正装置は、測定機の定盤に固定されているので、十分な範囲で校正をすることができないという問題がある。
However, the calibration device described in Patent Document 1 has a problem that it is not possible to appropriately calibrate a measuring machine including such a posture changing unit.
Specifically, when calibrating such a measuring machine, the posture changing means images the calibration device while rotating the imaging means around the A axis and the B axis, and the posture changing means rotates about each axis. It is necessary to calibrate the error and the inclination of the imaging means. However, since the calibration device described in Patent Document 1 is fixed to the surface plate of the measuring machine, there is a problem that calibration cannot be performed within a sufficient range.
本発明の目的は、姿勢変更手段を備える測定機であっても適切に校正することができる校正装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a calibration apparatus that can appropriately calibrate even a measuring instrument having posture changing means.
本発明の校正装置は、被測定物を載置する定盤と、対物レンズを介して前記被測定物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を移動させる移動手段とを備え、前記撮像手段にて撮像される画像に基づいて前記被測定物を測定する測定機の校正に用いられる校正装置であって、前記定盤に設置される基台と、前記対物レンズの光軸と略平行な軸を回転軸として前記基台に回転自在に設けられる回転盤と、前記回転盤に設けられ、前記対物レンズの光軸と略直交する基準線とを備えることを特徴とする。 A calibration apparatus according to the present invention includes a surface plate on which a measurement object is placed, an imaging unit that images the measurement object via an objective lens, and a moving unit that moves the imaging unit. A calibration device used for calibration of a measuring instrument that measures the object to be measured based on an image captured in this manner, and a base that is installed on the surface plate, and an axis that is substantially parallel to the optical axis of the objective lens And a rotation plate provided rotatably on the base, and a reference line provided on the rotation plate and substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens.
このような構成によれば、姿勢変更手段を、前述したように、A軸、及びB軸の二軸を回転軸として撮像手段を回転させて姿勢を変更させる構成とすると、撮像手段を回転させていない状態では、回転盤の回転軸と、A軸とは略平行となり、基準線と、B軸とは略平行となる。
そして、姿勢変更手段にてA軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、基準線は、撮像手段にて撮像される画像内において撮像手段の回転に応じて回転することとなる。したがって、基準線の傾斜を算出することで姿勢変更手段のA軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
According to such a configuration, when the posture changing unit is configured to change the posture by rotating the imaging unit around the two axes of the A axis and the B axis as described above, the imaging unit is rotated. In a state where it is not, the rotation axis of the turntable and the A axis are substantially parallel, and the reference line and the B axis are substantially parallel.
In the case where the reference line is picked up by the image pickup means while rotating the image pickup means only around the A axis by the posture changing means, the reference line is the rotation of the image pickup means in the image picked up by the image pickup means. It will rotate accordingly. Therefore, by calculating the inclination of the reference line, it is possible to calculate the rotation error around the A axis of the posture changing means and the inclination of the imaging means.
また、姿勢変更手段にてB軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、基準線は、姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きがなければ、撮像手段にて撮像される画像内において略一定の傾斜となる。したがって、基準線の傾斜を算出することで姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
さらに、姿勢変更手段にてA軸回りに撮像手段を所定角度だけ回転させた状態でB軸回りに撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、A軸回りの回転角度と同じ角度だけ回転盤を回転させる。これによれば、姿勢変更手段にてB軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合と同様に姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
したがって、本発明によれば、校正装置は、回転盤と、基準線とを備えるので、姿勢変更手段を備える測定機であっても十分な範囲で適切に校正することができる。
In addition, when the reference line is picked up by the image pickup unit while the image pickup unit is rotated only around the B axis by the posture change unit, the reference line is the rotation error of the posture change unit around the B axis and the image pickup unit. If there is no inclination, the inclination is substantially constant in the image picked up by the image pickup means. Therefore, by calculating the inclination of the reference line, it is possible to calculate the rotation error around the B axis of the attitude changing means and the inclination of the imaging means.
Further, in the case where the reference line is picked up by the image pickup means while rotating the image pickup means around the B axis in a state where the image pickup means is rotated around the A axis by the posture changing means, the rotation around the A axis is performed. Rotate the turntable by the same angle. According to this, the rotation error about the B axis of the attitude changing unit and the tilt of the imaging unit are the same as when the reference unit is imaged with the imaging unit while the imaging unit is rotated only about the B axis by the attitude changing unit. Can be calculated.
Therefore, according to the present invention, since the calibration apparatus includes the rotating disk and the reference line, even a measuring machine including posture changing means can appropriately calibrate within a sufficient range.
本発明では、前記基準線は、前記回転盤に張り渡された線状部材とされていることが好ましい。
このような構成によれば、基準線を回転盤から離間した位置に設けることができるので、姿勢変更手段にて撮像手段をB軸回りに略90°回転させた場合であっても校正装置と、撮像手段とを接触させることなく撮像手段にて基準線を撮像することができる。したがって、校正装置は、更に十分な範囲で測定機を適切に校正することができる。
In the present invention, it is preferable that the reference line is a linear member stretched over the rotating disk.
According to such a configuration, the reference line can be provided at a position separated from the turntable. Therefore, even when the imaging means is rotated about 90 ° around the B axis by the attitude changing means, The reference line can be imaged by the imaging unit without contacting the imaging unit. Therefore, the calibration device can appropriately calibrate the measuring instrument within a sufficient range.
本発明では、前記線状部材は、前記対物レンズの焦点深度以下の幅とされていることが好ましい。
このような構成によれば、姿勢変更手段にてB軸回りに撮像手段を回転させた場合において、どのような角度から線状部材を撮像しても適切に撮像することができる。したがって、校正装置は、更に十分な範囲で測定機を適切に校正することができる。
In this invention, it is preferable that the said linear member is made into the width | variety below the focal depth of the said objective lens.
According to such a configuration, when the imaging unit is rotated about the B axis by the posture changing unit, it is possible to appropriately capture an image of the linear member from any angle. Therefore, the calibration device can appropriately calibrate the measuring instrument within a sufficient range.
本発明では、前記回転盤には、所定位置に少なくとも2つの球状部が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、移動手段にプローブを保持させて接触子を球状部に接触させることで回転盤の回転角度を測定することができるので、校正装置は、回転盤の回転精度が十分でない場合であっても測定機を適切に校正することができる。
In the present invention, it is preferable that the rotating disk is provided with at least two spherical portions at predetermined positions.
According to such a configuration, since the rotation angle of the rotating disk can be measured by holding the probe on the moving means and bringing the contactor into contact with the spherical portion, the calibration device has sufficient rotation accuracy of the rotating disk. Even if this is not the case, the measuring machine can be properly calibrated.
本発明では、前記基準線と略平行な軸を回転軸として前記回転盤に回転自在に設けられる板状部材を備え、前記基準線は、前記板状部材における前記撮像手段側の面に設けられていることが好ましい。 In the present invention, a plate-like member that is rotatably provided on the rotating disk with an axis substantially parallel to the reference line as a rotation axis is provided, and the reference line is provided on a surface of the plate-like member on the imaging means side. It is preferable.
すなわち、前述した基準線を線状部材とする構成に代えて、基準線を板状部材に設ける構成とする。
このような構成によれば、姿勢変更手段を、前述したように、A軸、及びB軸の二軸を回転軸として撮像手段を回転させて姿勢を変更させる構成とすると、撮像手段を回転させていない状態では、板状部材における撮像手段側の面を対物レンズの光軸と略直交させることによって、回転盤の回転軸と、A軸とは略平行となり、基準線と、B軸とは略平行となる。
そして、姿勢変更手段にてA軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、基準線は、撮像手段にて撮像される画像内において撮像手段の回転に応じて回転することとなる。したがって、基準線の傾斜を算出することで姿勢変更手段のA軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
That is, instead of the above-described configuration in which the reference line is a linear member, the reference line is provided on the plate member.
According to such a configuration, when the posture changing unit is configured to change the posture by rotating the imaging unit around the two axes of the A axis and the B axis as described above, the imaging unit is rotated. In a state where the image pickup means side of the plate-like member is not substantially perpendicular to the optical axis of the objective lens, the rotation axis of the rotating disk and the A axis are substantially parallel, and the reference line and the B axis are It becomes almost parallel.
In the case where the reference line is picked up by the image pickup means while rotating the image pickup means only around the A axis by the posture changing means, the reference line is the rotation of the image pickup means in the image picked up by the image pickup means. It will rotate accordingly. Therefore, by calculating the inclination of the reference line, it is possible to calculate the rotation error around the A axis of the posture changing means and the inclination of the imaging means.
また、姿勢変更手段にてB軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、B軸回りの回転角度と同じ角度だけ板状部材を回転させることで、板状部材における撮像手段側の面を対物レンズの光軸と略直交させることができる。ここで、基準線は、姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きがなければ、撮像手段にて撮像される画像内において略一定の傾斜となる。したがって、基準線の傾斜を算出することで姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
さらに、姿勢変更手段にてA軸回りに撮像手段を所定角度だけ回転させた状態でB軸回りに撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合には、A軸回りの回転角度と同じ角度だけ回転盤を回転させる。これによれば、姿勢変更手段にてB軸回りにのみ撮像手段を回転させながら撮像手段にて基準線を撮像する場合と同様に姿勢変更手段のB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
Further, when the reference line is imaged by the imaging unit while rotating the imaging unit only around the B axis by the posture changing unit, the plate member is rotated by the same angle as the rotation angle around the B axis. The surface on the imaging means side of the plate member can be made substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens. Here, if there is no rotation error around the B axis of the posture changing means and the inclination of the image pickup means, the reference line has a substantially constant inclination in the image picked up by the image pickup means. Therefore, by calculating the inclination of the reference line, it is possible to calculate the rotation error around the B axis of the attitude changing means and the inclination of the imaging means.
Further, in the case where the reference line is picked up by the image pickup means while rotating the image pickup means around the B axis in a state where the image pickup means is rotated around the A axis by the posture changing means, the rotation around the A axis is performed. Rotate the turntable by the same angle. According to this, the rotation error about the B axis of the attitude changing unit and the tilt of the imaging unit are the same as when the reference unit is imaged with the imaging unit while the imaging unit is rotated only about the B axis by the attitude changing unit. Can be calculated.
本発明では、前記板状部材には、所定位置に少なくとも3つの球状部が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、移動手段にプローブを保持させて接触子を球状部に接触させることで板状部材の姿勢を測定することができるので、校正装置は、回転盤、及び板状部材の回転精度が十分でない場合であっても測定機を適切に校正することができる。
In the present invention, it is preferable that the plate-like member is provided with at least three spherical portions at predetermined positions.
According to such a configuration, since the posture of the plate-like member can be measured by holding the probe on the moving means and bringing the contactor into contact with the spherical portion, the calibration device includes the rotating disk and the plate-like member. Even when the rotational accuracy of the measurement is not sufficient, the measuring machine can be appropriately calibrated.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る形状測定機1、及び校正装置2を示す図である。図2は、校正装置2を示す拡大図である。なお、図1、及び図2では、上方向を+Z軸方向とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸、及びY軸として説明する。以下の図面においても同様である。
形状測定機1は、図1に示すように、被測定物(図示略)を載置する定盤11と、対物レンズ121を介して被測定物を撮像する撮像手段としての画像プローブ12と、画像プローブ12を保持するとともに、姿勢を変更する姿勢変更手段13と、姿勢変更手段13を介して画像プローブ12を保持するとともに、移動させる移動手段14とを備え、画像プローブ12にて撮像される画像に基づいて被測定物を測定する測定機である。
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a shape measuring machine 1 and a
As shown in FIG. 1, the shape measuring machine 1 includes a
姿勢変更手段13は、画像プローブ12における対物レンズ121の光軸(Z軸方向の軸、以下、A軸とする)、及び光軸と直交する直交軸(X軸方向の軸、以下、B軸とする)の二軸を回転軸として画像プローブ12を回転させて姿勢を変更させる。なお、A軸を回転させると、B軸の軸方向もA軸の回転に伴って回転するものとする。
The posture changing means 13 includes an optical axis of the
移動手段14は、定盤11におけるX軸方向の両端から+Z軸方向に延出し、Y軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる2つのコラム141と、各コラム141にて支持され、X軸方向に沿って延出するビーム142と、Z軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム142上をX軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるスライダ143と、スライダ143の内部に挿入されるとともに、スライダ143内をZ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるラム144とを備える。したがって、移動手段14は、X,Y,Z軸の各軸方向に画像プローブ12を移動させる複数の移動軸を備えている。そして、ラム144は、−Z軸方向側の端部において姿勢変更手段13を介して画像プローブ12の基端側を保持している。なお、姿勢変更手段13は、画像プローブ12の他、接触子を有するプローブ等を保持することができる。
The moving means 14 extends from both ends of the
校正装置2は、図1、及び図2に示すように、形状測定機1の校正に用いられるものであり、定盤11に設置される基台21と、対物レンズ121の光軸と略平行な軸(Z軸方向の軸)を回転軸として基台21に回転自在に設けられる回転盤22と、回転盤22の二箇所にX軸方向に沿って設けられる2つの柱状部材23と、各柱状部材23の間に張り渡される線状部材24と、所定位置に設けられる2つの基準球25とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基台21、及び回転盤22は、図示は省略するが、回転盤22の上面の傾きを調整するための調整機構を有している。なお、本実施形態では、回転盤22の上面は、XY平面と略平行となるように調整されている。また、回転盤22の回転精度は、形状測定機1における移動手段14の精度と比較して十分に高いことが望ましい。
線状部材24は、対物レンズ121の焦点深度以下の幅に設定され、各柱状部材23における所定の高さ位置にX軸方向に沿って張り渡されている。すなわち、線状部材24は、対物レンズ121の光軸と略直交する基準線として機能する。
各基準球25は、回転盤22における各柱状部材23の外周側にX軸方向に沿って立設される円柱部251と、円柱部251の上方側に設けられる球状部252とを備える。
Although not shown, the
The
Each
図3は、画像プローブ12を回転させていない状態を示す図である。なお、図3(A)は、形状測定機1、及び校正装置2を示す図であり、図3(B)は、画像プローブ12にて撮像される画像Imを示す図である。
校正装置2を用いることで形状測定機1を校正するには、まず、図3(A)に示すように、画像プローブ12を回転させていない状態とする。なお、この時のA軸回りの回転角度を0°とし、B軸回りの回転角度を0°とする。また、この状態では、回転盤22の回転軸と、A軸とは略平行となり、線状部材24と、B軸とは略平行となる。
そして、この状態において、画像プローブ12にて線状部材24を撮像すると、図3(B)に示すように、画像プローブ12にて撮像される画像Im内において、線状部材24は、クロスヘア(図3(B)中一点鎖線)と略平行となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the
In order to calibrate the shape measuring machine 1 by using the
In this state, when the
図4は、姿勢変更手段13にてA軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら線状部材24を撮像している状態を示す図である。なお、図4(A)は、形状測定機1、及び校正装置2を示す図であり、図4(B)は、画像プローブ12にて撮像される画像Imを示す図である。
姿勢変更手段13にてA軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら線状部材24を撮像すると(図4(A))、線状部材24は、図4(B)に示すように、画像プローブ12にて撮像される画像Im内において画像プローブ12の回転に応じてクロスヘアに対して傾斜するように回転することとなる。したがって、線状部材24の傾斜を算出することで姿勢変更手段13のA軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きを算出することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the
When the
図5は、姿勢変更手段13にてB軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら線状部材24を撮像している状態を示す図である。なお、図5(A)は、形状測定機1、及び校正装置2を示す図であり、図5(B)は、画像プローブ12にて撮像される画像Imを示す図である。
姿勢変更手段13にてB軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら線状部材24を撮像すると(図5(A))、線状部材24は、B軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きがなければ、画像プローブ12にて撮像される画像Im内において略一定の傾斜となる。しかしながら、実際には、B軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きがあるので、線状部材24は、図5(B)に示すように、画像プローブ12にて撮像される画像Im内においてクロスヘアに対して傾斜する。したがって、線状部材24の傾斜を算出することでB軸回りの回転誤差、及び撮像手段の傾きを算出することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the
When the
図6は、姿勢変更手段13にてA軸回りに画像プローブ12を所定角度だけ回転させた状態でB軸回りに画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて線状部材24を撮像している状態を示す図である。なお、図6(A)は、回転盤22を回転させていない状態を示す図であり、図6(B)は、回転盤22を画像プローブ12のA軸回りの回転角度と同じ角度だけ回転させた状態を示す図である。
In FIG. 6, the
姿勢変更手段13にてA軸回りに画像プローブ12を所定角度だけ回転させた状態でB軸回りに画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて線状部材24を撮像すると、図6(A)に示すように、線状部材24に対する画像プローブ12の姿勢が変化するので、画像プローブ12にて線状部材24を撮像しにくくなる場合がある。このため、A軸回りの回転角度と同じ角度だけ回転盤22を回転させる。この際、姿勢変更手段13にプローブを保持させて接触子を基準球25の球状部252に接触させることで回転盤22の回転角度を測定し、回転盤22の回転角度を校正する。
これによれば、姿勢変更手段13にてB軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて線状部材24を撮像する場合と同様にB軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きを算出することができる。
When the
According to this, the rotation error about the B axis and the
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
(1)校正装置2は、回転盤22と、線状部材24とを備えるので、姿勢変更手段13を備える形状測定機1であっても十分な範囲で適切に校正することができる。
(2)基準線は、回転盤22に張り渡された線状部材24とされているので、基準線を回転盤22から離間した位置に設けることができる。これによれば、姿勢変更手段13にて画像プローブ12をB軸回りに略90°回転させた場合であっても校正装置2と、画像プローブ12とを接触させることなく画像プローブ12にて線状部材24を撮像することができる。したがって、校正装置2は、更に十分な範囲で形状測定機1を適切に校正することができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the
(2) Since the reference line is the
(3)線状部材24は、対物レンズ121の焦点深度以下の幅とされているので、姿勢変更手段13にてB軸回りに画像プローブ12を回転させた場合において、どのような角度から線状部材24を撮像しても適切に撮像することができる。したがって、校正装置2は、更に十分な範囲で形状測定機1を適切に校正することができる。
(4)回転盤22には、所定位置に2つの球状部252が設けられているので、校正装置2は、回転盤22の回転精度が十分でない場合であっても形状測定機1を適切に校正することができる。
(3) Since the
(4) Since the
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る校正装置2Aを示す図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記第1実施形態では、基準線は、回転盤22に張り渡された線状部材24とされていた。これに対して、本実施形態では、図7に示すように、校正装置2Aは、板状部材27を備え、基準線は、板状部材27における画像プローブ12側の面27Aに設けられる直線部分282とされている点で異なる。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a diagram showing a
In the following description, parts that have already been described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the first embodiment, the reference line is the
校正装置2Aは、基台21と、回転盤22と、回転盤22の二箇所にX軸方向に沿って設けられる2つの柱状部材26と、X軸方向の軸を回転軸として各柱状部材26に設けられる板状部材27と、板状部材27における画像プローブ12側の面27Aに設けられているプレート28と、所定位置に設けられる3つの球状部29とを備える。
プレート28は、面27Aと略平行する断面の形状がD字状となるように形成され、円弧部分281と、直線部分282とを有している。
直線部分282は、X軸方向に沿って設けられ、対物レンズ121の光軸と略直交する基準線として機能する。すなわち、板状部材27は、基準線と略平行な軸を回転軸として回転盤22に回転自在に設けられている。
各球状部29は、板状部材27における面27Aの外周に沿って略等間隔で取り付けられている。
The
The
The
The
図8は、画像プローブ12にて撮像される画像Imを示す図である。
校正装置2Aを用いることで形状測定機1を校正するには、まず、画像プローブ12を回転させていない状態とするとともに、板状部材27における面27Aを対物レンズ121の光軸と略直交させた状態とする。なお、この状態では、回転盤22の回転軸と、A軸とは平行となり、直線部分282と、B軸とは略平行となる。
そして、この状態において、画像プローブ12にてプレート28を撮像すると、図8に示すように、直線部分282は、クロスヘアと略平行となる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an image Im captured by the
In order to calibrate the shape measuring instrument 1 by using the
When the
そして、姿勢変更手段13にてA軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて直線部分282を撮像する場合には、直線部分282は、画像プローブ12にて撮像される画像Im内において画像プローブ12の回転に応じて回転することとなる。したがって、直線部分282の傾斜を算出することで姿勢変更手段13のA軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きを算出することができる。
なお、前述した特許文献1に記載の校正装置と同様に円弧部分281の中心位置を算出することで画像プローブ12の位置を校正することができる。
When the
Note that the position of the
また、姿勢変更手段13にてB軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて直線部分282を撮像する場合には、B軸回りの回転角度と同じ角度だけ板状部材27を回転させることで、板状部材27における画像プローブ12側の面27Aを対物レンズ121の光軸と略直交させることができる。この際、姿勢変更手段13にプローブを保持させて接触子を球状部29に接触させることで板状部材27の姿勢を測定し、板状部材27の姿勢を校正する。すなわち、プレート28の位置を校正する。ここで、直線部分282は、姿勢変更手段13のB軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きがなければ、画像プローブ12にて撮像される画像Im内において略一定の傾斜となる。したがって、直線部分282の傾斜を算出することで姿勢変更手段13のB軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きを算出することができる。
Further, when the
さらに、姿勢変更手段13にてA軸回りに画像プローブ12を所定角度だけ回転させた状態でB軸回りに画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて直線部分282を撮像する場合には、A軸回りの回転角度と同じ角度だけ回転盤22を回転させる。この際、姿勢変更手段13にプローブを保持させて接触子を球状部29に接触させることで板状部材27の姿勢を測定し、板状部材27の姿勢を校正する。
これによれば、姿勢変更手段13にてB軸回りにのみ画像プローブ12を回転させながら画像プローブ12にて直線部分282を撮像する場合と同様に姿勢変更手段13のB軸回りの回転誤差、及び画像プローブ12の傾きを算出することができる。
Further, when the
According to this, the rotation error about the B axis of the
このような本実施形態においても、前記第1実施形態における(1)と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
(5)板状部材27には、3つの球状部29が設けられているので、移動手段14にプローブを保持させて接触子を球状部29に接触させることで板状部材27の姿勢を測定することができる。したがって、校正装置2Aは、回転盤22、及び板状部材27の回転精度が十分でない場合であっても形状測定機1を適切に校正することができる。
In this embodiment as well, the following actions and effects can be obtained in addition to the same actions and effects as (1) in the first embodiment.
(5) Since the plate-
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第1実施形態では、基準線は、線状部材24とされ、前記第2実施形態では、基準線は、直線部分282とされていた。これに対して、例えば、基準線は、回転盤22に直接描画される線であってもよい。要するに、基準線は、回転盤に設けられ、対物レンズの光軸と略直交する線であればよい。
[Modification of Embodiment]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, the reference line is the
前記第1実施形態では、線状部材24は、対物レンズ121の焦点深度以下の幅とされていた。これに対して、線状部材は、対物レンズの焦点深度より大きい幅とされていてもよい。
前記第1実施形態では、回転盤22には、2つの球状部252が設けられていたが、3つ以上の球状部が設けられていてもよく、球状部が設けられていなくてもよい。また、前記第2実施形態では、板状部材27には、3つの球状部29が設けられていたが、4つ以上の球状部が設けられていてもよく、球状部が設けられていなくてもよい。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, the
本発明は、校正装置に利用でき、特に画像に基づいて被測定物を測定する測定機の校正に用いられる校正装置に利用することができる。 The present invention can be used for a calibration device, and in particular, can be used for a calibration device used for calibration of a measuring machine that measures an object to be measured based on an image.
1…形状測定機(測定機)
2,2A…校正装置
11…定盤
12…画像プローブ(撮像手段)
14…移動手段
21…基台
22…回転盤
24…線状部材(基準線)
27…板状部材
29…球状部
121…対物レンズ
252…球状部
282…直線部分(基準線)
1. Shape measuring machine (measuring machine)
2, 2A ...
14 ... Moving means 21 ...
27 ... Plate-
Claims (6)
前記定盤に設置される基台と、
前記対物レンズの光軸と略平行な軸を回転軸として前記基台に回転自在に設けられる回転盤と、
前記回転盤に設けられ、前記対物レンズの光軸と略直交する基準線とを備えることを特徴とする校正装置。 Based on an image captured by the imaging means, comprising a surface plate for placing the measurement object, an imaging means for imaging the measurement object via an objective lens, and a moving means for moving the imaging means A calibration device used for calibration of a measuring machine for measuring the object to be measured,
A base installed on the surface plate;
A turntable provided rotatably on the base with an axis substantially parallel to the optical axis of the objective lens as a rotation axis;
A calibration apparatus, comprising: a reference line provided on the rotating plate and substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens.
前記基準線は、前記回転盤に張り渡された線状部材とされていることを特徴とする校正装置。 The calibration device according to claim 1,
The calibration apparatus according to claim 1, wherein the reference line is a linear member stretched over the rotating disk.
前記線状部材は、前記対物レンズの焦点深度以下の幅とされていることを特徴とする校正装置。 The calibration device according to claim 2,
The calibration apparatus according to claim 1, wherein the linear member has a width equal to or smaller than a focal depth of the objective lens.
前記回転盤には、所定位置に少なくとも2つの球状部が設けられていることを特徴とする校正装置。 In the calibration apparatus in any one of Claims 1-3,
The calibration apparatus according to claim 1, wherein the rotating disk is provided with at least two spherical portions at predetermined positions.
前記基準線と略平行な軸を回転軸として前記回転盤に回転自在に設けられる板状部材を備え、
前記基準線は、前記板状部材における前記撮像手段側の面に設けられていることを特徴とする校正装置。 The calibration device according to claim 1,
A plate-like member that is rotatably provided on the turntable with an axis substantially parallel to the reference line as a rotation axis;
The calibration apparatus according to claim 1, wherein the reference line is provided on a surface of the plate-like member on the imaging means side.
前記板状部材には、所定位置に少なくとも3つの球状部が設けられていることを特徴とする校正装置。 The calibration device according to claim 5,
The plate-like member is provided with at least three spherical portions at predetermined positions.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009021127A JP2010175495A (en) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | Calibration device |
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- 2009-02-02 JP JP2009021127A patent/JP2010175495A/en active Pending
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