JP2011112374A - 隙間段差計測装置、隙間段差計測方法、及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】計測対象Gを形成する2つのワークW1,W2の表面にスリット光L1を照射するスリット光照射手段4と、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像、及び前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得する撮像手段6と、前記計測対象の寸法を算出する制御手段10とを備え、前記制御手段は、前記第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインLCを抽出し、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出し、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点P1,P2に基づき前記計測対象の寸法を算出する。
【選択図】図1
Description
また、計測対象Gの上方に配置されたCCDカメラ等からなる撮像装置51により反射光が撮像され、撮像された画像に基づき、計測対象G(隙間及び段差)の寸法が計測される。
ここで、撮像装置51によって取得される画像は二次元(XY軸)の平面図であるため、ワークW1,W2のZ方向(高さ方向)の位置への変換は、例えば、XY方向位置とZ方向位置との対応関係を予め記憶したルックアップテーブルが用いられる。即ち、ワーク間には段差があるため、ワーク表面に照射されるレーザスリット光の照射位置にズレが生じる。このズレを利用し、前記ルックアップテーブルによりZ方向の交点位置を得ることができる。
そして、前記交点座標PのXZ各方向の差分(x1−x2,z1−z2)から隙間寸法d1並びに段差寸法d2が求められている。
即ち、図8の断面図に示すように、一方のワークW1の端部にはスリット光が照射されるが、一方のワークW2の端部Eには照射されない場合があった。このとき、図9のグラフに一例を示すように、先端部E(先端8〜10mmの部分)が検出されず、交点Pの算出結果に誤差が生じるという課題があった。
尚、前記制御手段は、前記撮像手段により取得された前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することが望ましい。
或いは、前記制御手段は、前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することが望ましい。
このように計測対象の複数の部位においてスリット光の中心ラインとワーク端部のエッジラインとの交点を求めることで、より高精度に計測対象の寸法を得ることができる。
尚、前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することが望ましい。
或いは、前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することが望ましい。
このように計測対象の複数の部位においてスリット光の中心ラインとワーク端部のエッジラインとの交点を求めることで、より高精度に計測対象の寸法を得ることができる。
図1に示す隙間段差計測装置1は、検査台2の上に載置されたパネル状のワークW1とワークW2との間に形成される隙間及び段差を計測対象Gとし、その寸法を求めるための装置である。
尚、スリット光は計測対象Gの直上部ではなく、計測対象Gに対し斜め上方から照射され、ワークW1、W2に照射されるスリット光(の反射光)にズレが生じるようになされる。
また、レーザ照射装置4,5には、それぞれ照射駆動部7,8が接続され、独立して照射制御が可能となされている。また、各照射駆動部7,8は、それぞれコンピュータからなる制御部10(制御手段)に接続されている。
しかしながら、本発明に係る隙間段差計測装置1にあっては、レーザスリット光L1,L2のいずれかが、計測対象Gに対し斜め上方位置からワークW1,W2の双方に跨り照射されるものであれば、充分に本発明に係る効果を得ることができる(即ち、ワークW1、W2に対して、レーザ照射装置4(5)を正確に正対させる必要はない)。
また、CCDカメラ6は、A/D変換部9を介して制御部10に接続されている。
また、制御部10は、例えばフラッシュメモリからなる記憶部11に記録された隙間段差計測プログラムPと、そのプログラムに基づき演算を行う演算部12とを有している。
先ず、検査台2上に載置されたワークW1,W2に対し撮像用の照明手段(図示せず)により、例えば白色照明の全体照射がなされる、或いは、照射駆動部7,8によりレーザ照射装置4,5が駆動され、レーザスリット光L1,L2がワークW1,W2に対しそれぞれ照射される。そして、各照射が個別になされた状態で、それぞれワークW1,W2間の計測対象Gを含む画像がCCDカメラ6により撮像される(図2のステップS1)。
CCDカメラ6により取得された各画像は、A/D変換部9においてデジタルデータとして出力され(図2のステップS2)、制御部10において二値化処理がなされる。この二値化処理により、照射部と非照射部との境界線が明確化される。
具体的に説明すると、演算部12において、先ず、図6(a)の一部拡大図に示すように、所定の厚み幅を有するレーザスリット光L1の中心ラインLCが画素レベルで求められる(図2のステップS3)。
また、図3に示す全体照明下で撮像された画像に基づき、図6(b)に示すワークW1,W2の端部W1a、W2aのエッジラインが画素レベルで抽出される(図2のステップS4)。尚、図6(b)は、図6(a)のA−A矢視断面図である。
さらにレーザスリット光L2に関しても、前記ステップS3〜S6の処理が同様に施され、交点P3,P4の座標値が求められる(図2のステップS7)。
そして、演算部12では、前記求められた交点P1(P3),P2(P4)に基づいて、計測対象Gにおける隙間寸法d1及び段差寸法d2が算出される。
即ち、レーザスリット光L1(L2)によりワーク端部(例えば、図6(b)のワークW2の先端E)が検出できなくても(言い換えれば、計測対象G(ワークW1,W2)に対して、レーザ照射装置4(5)を正確に正対させなくても)、ワーク両端部W1a、W2aの位置を正確に検出することができる。したがって、計測対象Gの隙間寸法d1,段差寸法d2を容易かつ高精度に求めることができる。
或いは、計測対象における3つ以上の複数部位に対し、それぞれレーザスリット光を照射し、計測を行ってもよい。その場合、各レーザスリット光の中心ラインとワーク両端のエッジラインとの交点をそれぞれ求め、各交点位置に基づき計測対象の寸法を求めることで、より高精度に測定を行うことができる。
しかしながら、本発明にあっては、それに限定されず、CCDカメラ6により取得された各画像を二値化処理せずに、各画像からスリット光の中心ラインLC、及びワークW1,W2のエッジラインを抽出するようにしてもよい。この場合、例えば、第一の平面画像におけるスリット光L1(L2)の幅方向の輝度重心画素を求め、それをスリット光の長さ方向に結んでいくことにより中心ラインLCを抽出することが好ましい。
このようにすれば、より正確な中心ラインLC、及びエッジラインの位置を抽出することができ、より高精度に交点P1(P3),P2(P4)の位置を求めることができる。
2 検査台
3 フレーム部材
4 レーザ照射装置(スリット光照射手段)
5 レーザ照射装置(スリット光照射手段)
6 CCDカメラ(撮像手段)
7 照射駆動部
8 照射駆動部
9 A/D変換部
10 制御部
11 記憶部
12 演算部
G 計測対象
L1 レーザスリット光(スリット光)
L2 レーザスリット光(スリット光)
P 隙間段差計測プログラム
W1 ワーク
W2 ワーク
Claims (9)
- 2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測装置であって、
前記計測対象を形成する前記2つのワークの表面にスリット光を照射するスリット光照射手段と、
前記計測対象の直上部に配置され、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像、及び前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された画像に基づき、前記計測対象の寸法を算出する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出し、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出し、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする隙間段差計測装置。 - 前記制御手段は、前記撮像手段により取得された前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することを特徴とする請求項1に記載された隙間段差計測装置。
- 前記制御手段は、前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することを特徴とする請求項1に記載された隙間段差計測装置。
- 前記スリット光照射手段は、前記計測対象の複数部位に対し、それぞれ独立したスリット光を照射し、
前記制御手段は、照射された前記レーザスリット光ごとに中心ラインを抽出し、それぞれ前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載された隙間段差計測装置。 - 2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測方法であって、
前記計測対象を形成する前記2つのワークの表面にスリット光を照射すると共に、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像を取得するステップと、
前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得するステップと、
前記第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出するステップと、
前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出するステップと、
前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出するステップと、
前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出するステップとを実行することを特徴とする隙間段差計測方法。 - 前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することを特徴とする請求項5に記載された隙間段差計測方法。
- 前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することを特徴とする請求項5に記載された隙間段差計測方法。
- 前記計測対象の複数部位に対し、それぞれ独立したスリット光を照射し、
照射された前記スリット光ごとに中心ラインを抽出し、
抽出した中心ラインごとに前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載された隙間段差計測方法。 - 2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とされ、前記計測対象を形成する前記2つのワークの表面にスリット光を照射するスリット光照射手段と、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像と、前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像とを取得する撮像手段と、前記撮像手段により取得された画像に基づき、前記計測対象の寸法を算出する制御手段とを備える隙間段差計測装置において、
前記制御手段を、
前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出する手段と、
前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出する手段と、
前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出する手段と、
前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出する手段として機能させることを特徴とする隙間段差計測プログラム。
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