JP2015081882A - Image measurement device and height measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像測定装置、及び高さ測定方法に関する。 The present invention relates to an image measuring device and a height measuring method.
従来、測定対象物(ワーク)をCCDカメラ等で撮像して得られた画像に基づいて、ワークの形状や寸法等を計測する画像測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
かかる画像測定装置は、まず、ステージ上に載置されたワークの画像をディスプレイに表示させる。ここで、ワークは、例えば、1倍以上の大きな倍率でディスプレイに表示されるため、ワーク全体の画像ではなく、ワークの一部のみの画像が表示される。従って、画像測定装置は、ワークの画像をディスプレイに表示させた後、CCDカメラやステージを水平方向に移動させてワークの測定対象となる領域の画像をディスプレイに表示させ、その測定領域において所定の測定を実行する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image measuring apparatus that measures the shape, dimensions, etc. of a workpiece based on an image obtained by imaging a measurement object (work) with a CCD camera or the like is known (see, for example, Patent Document 1).
Such an image measuring apparatus first displays an image of a workpiece placed on a stage on a display. Here, since the workpiece is displayed on the display at a magnification of, for example, 1 × or more, an image of only a part of the workpiece is displayed instead of an image of the entire workpiece. Therefore, the image measuring apparatus displays the image of the work on the display, and then moves the CCD camera or the stage in the horizontal direction to display the image of the area to be measured on the work on the display. Perform the measurement.
上記従来の画像測定装置において、例えば、ワークの高さを測定するには、高さ測定の対象となる測定領域においてオートフォーカスを行い、合焦後の位置情報に基づいて高さ測定を行う。 In the conventional image measuring apparatus, for example, in order to measure the height of a workpiece, autofocus is performed in a measurement region that is a height measurement target, and the height is measured based on position information after focusing.
しかしながら、上記従来の画像測定装置において、ワークの高さを測定する場合、測定領域がCCDカメラの視野、即ち、ディスプレイの一画面よりも大きいため、複数の画面で高さを測定する必要がある。従って、オペレータは、ジョイスティック等を操作してCCDカメラやワークが載置されたステージを移動させながら、各測定点において測定を行う必要がある。例えば、一定間隔で測定点を取得する場合、ステージの位置を示すカウンタの表示を視認しながら、ジョイスティック等を操作してCCDカメラやステージを移動させる必要があるため、作業効率が悪く、オペレータの負担が大きいという問題がある。高さ測定をパートプログラム化して次回以降自動測定を行うこともできるが、パートプログラムを作成する際にステージの移動を伴うため、やはりオペレータの負担が大きいという問題を解決することができない。
また、上記従来の画像測定装置において、ワークの高さを自動測定する場合、まず、ワークの寸法を測定する必要がある。上記従来の画像測定装置では、ワークの寸法を測定する際、ワークの形状に関わらず、CCDカメラやステージを移動させて撮像した複数の画像を繋ぎ合わせてワーク全体の画像を取得していたため、作業効率が悪く、無駄に作業時間が掛かっていた。
However, in the conventional image measuring apparatus, when measuring the height of the workpiece, the measurement area is larger than the field of view of the CCD camera, that is, one screen of the display, so it is necessary to measure the height on a plurality of screens. . Therefore, the operator needs to perform measurement at each measurement point while operating the joystick or the like to move the stage on which the CCD camera or workpiece is placed. For example, when acquiring measurement points at regular intervals, it is necessary to move the CCD camera and stage by operating a joystick while visually recognizing the display of the counter indicating the position of the stage. There is a problem that the burden is large. Although the height measurement can be converted into a part program and the automatic measurement can be performed from the next time onward, the creation of the part program involves the movement of the stage, so the problem that the burden on the operator is still large cannot be solved.
In the conventional image measuring apparatus, when the workpiece height is automatically measured, it is necessary to first measure the workpiece dimensions. In the above conventional image measuring device, when measuring the dimensions of a workpiece, regardless of the shape of the workpiece, the CCD camera and the stage are moved to connect a plurality of captured images to obtain an image of the entire workpiece. The work efficiency was poor and it took a lot of work time.
本発明は、測定対象物の高さを自動測定する場合の操作性及び作業効率を向上させることが可能な画像測定装置、及び高さ測定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image measuring apparatus and a height measuring method capable of improving operability and work efficiency in automatically measuring the height of a measurement object.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
画像測定装置において、
測定対象物が載置されるステージと、
前記ステージに載置された測定対象物を撮像する撮像手段と、
前記ステージ及び前記撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させて、当該ステージ及び当該撮像手段の相対的な位置関係を制御する移動制御手段と、
前記測定対象物の形状を特定する形状特定手段と、
前記形状特定手段により特定された測定対象物の形状に応じて当該測定対象物の寸法を取得する寸法取得手段と、
前記形状特定手段により特定された測定対象物の形状及び前記寸法取得手段により取得された測定対象物の寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定手段と、
前記移動制御手段を制御して、前記ステージ及び前記撮像手段の相対的な位置関係が前記経路設定手段により設定された測定経路に沿うように当該ステージ及び当該撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させ、高さ測定を行う測定制御手段と、
を備えることを特徴とする。
The invention described in
In the image measuring device,
A stage on which the measurement object is placed;
Imaging means for imaging a measurement object placed on the stage;
A movement control means for controlling the relative positional relationship between the stage and the imaging means by moving at least one of the stage and the imaging means;
Shape specifying means for specifying the shape of the measurement object;
Dimension acquisition means for acquiring the dimension of the measurement object according to the shape of the measurement object specified by the shape specification means;
Path setting means for setting a measurement path based on the shape of the measurement object specified by the shape specifying means and the dimension of the measurement object acquired by the dimension acquisition means;
Control the movement control means to move at least one of the stage and the imaging means so that the relative positional relationship between the stage and the imaging means is along the measurement path set by the path setting means. Measurement control means for measuring the height,
It is characterized by providing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像測定装置において、
前記寸法取得手段は、前記測定対象物の形状に応じて設定された当該測定対象物における特徴点の画像を前記撮像手段により撮像させ、当該撮像された画像に基づいて当該測定対象物の寸法を取得することを特徴とする。
The invention according to
The dimension acquisition unit causes the imaging unit to capture an image of a feature point in the measurement target set according to the shape of the measurement target, and determines the dimension of the measurement target based on the captured image. It is characterized by acquiring.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像測定装置において、
前記寸法取得手段は、矩形状の前記測定対象物に対しては、任意の3角を特徴点としてその画像を前記撮像手段により撮像させ、円形状の前記測定対象物に対しては、輪郭部分の任意の3点を特徴点としてその画像を前記撮像手段により撮像させることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the image measuring apparatus according to
The dimension acquisition unit causes the imaging unit to capture an image of an arbitrary three corners as feature points for the rectangular measurement target object, and a contour portion for the circular measurement target object. The image is picked up by the image pickup means with any of the three points as feature points.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の画像測定装置において、
前記ステージと前記撮像手段との間の相対距離を変化させて前記測定対象物の表面に焦点を合わせる合焦手段を更に備え、
前記測定制御手段は、前記合焦手段を制御して前記測定対象物の表面に焦点を合わせた際の焦点位置情報により高さ測定を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the image measurement apparatus according to any one of
A focusing unit that changes a relative distance between the stage and the imaging unit to focus on the surface of the measurement object;
The measurement control means controls the focusing means to perform height measurement based on focal position information when the surface of the measurement object is focused.
請求項5に記載の発明は、
測定対象物が載置されるステージと、前記ステージに載置された測定対象物を撮像する撮像手段と、前記ステージ及び前記撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させて、当該ステージ及び当該撮像手段の相対的な位置関係を制御する移動制御手段と、を備える画像測定装置の高さ測定方法において、
前記測定対象物の形状を特定する形状特定工程と、
前記形状特定工程で特定された測定対象物の形状に応じて当該測定対象物の寸法を取得する寸法取得工程と、
前記形状特定工程で特定された測定対象物の形状及び前記寸法取得工程で取得された測定対象物の寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定工程と、
前記移動制御手段を制御して、前記ステージ及び前記撮像手段の相対的な位置関係が前記経路設定工程で設定された測定経路に沿うように当該ステージ及び当該撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させ、高さ測定を行う測定制御工程と、
を含む高さ測定方法である。
The invention described in claim 5
A stage on which the measurement object is placed, an imaging means for imaging the measurement object placed on the stage, and at least one of the stage and the imaging means is moved to move the stage and the imaging In a height measuring method of an image measuring device comprising: a movement control means for controlling the relative positional relationship of the means;
A shape identifying step for identifying the shape of the measurement object;
A dimension acquisition step of acquiring the dimension of the measurement object according to the shape of the measurement object specified in the shape specification step;
A path setting step for setting a measurement path based on the shape of the measurement object identified in the shape identification step and the dimension of the measurement object acquired in the dimension acquisition step;
Control the movement control means to move at least one of the stage and the imaging means so that the relative positional relationship between the stage and the imaging means is along the measurement path set in the path setting step. And a measurement control process for measuring the height,
Is a height measurement method including
本発明によれば、測定対象物の高さを自動測定する場合の操作性及び作業効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve operability and work efficiency when automatically measuring the height of a measurement object.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図1におけるX方向を左右方向とし、Y方向を前後方向とし、Z方向を上下方向とする。また、X−Y面を水平面とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the X direction in FIG. 1 is the left-right direction, the Y direction is the front-rear direction, and the Z direction is the up-down direction. The XY plane is a horizontal plane.
本実施形態に係る画像測定装置100は、図1に示すように、非接触画像測定機能を有する測定機本体1と、この測定機本体1の駆動を制御するとともに、必要なデータ処理を行うコンピュータシステム2と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, an
測定機本体1は、架台11と、この架台11の上面に装着され、被測定対象であるワーク12を載置するステージ13と、架台11のY方向中央においてX方向両側縁に固定され、上方に延びる支持アーム14、15と、この支持アーム14、15の両上端部を連結するX軸ガイド16と、このX軸ガイド16に支持された撮像ユニット17と、を備えて構成されている。
なお、ステージ13は、図示しないY軸駆動機構により、Y方向に駆動される。また、撮像ユニット17は、図示しないX軸駆動機構により、X軸ガイド16に沿ってX方向に駆動される。
The measuring machine
The
撮像ユニット17の内部には、図2に示すように、X軸ガイド16に沿って移動自在に設けられたスライダ31と、このスライダ31と一体に固定されたZ軸ガイド32と、このZ軸ガイド32に対してZ方向に摺動自在に設けられた支持板33と、この支持板33に設けられたCCDカメラ34と、このCCDカメラ34に撮像範囲を照明するために付加された照明装置35と、が設けられている。
なお、CCDカメラ34は、ステージ13に載置されたワーク12を撮像する撮像手段として機能する。
As shown in FIG. 2, inside the
The
コンピュータシステム2は、図1に示すように、計測情報処理及び各種制御を司るコンピュータ21と、各種指示情報を入力するキーボード22、ジョイスティックボックス23及びマウス24と、計測画面、指示画面及び計測結果を表示するディスプレイ25と、計測結果のプリントアウトを行うプリンタ26と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態に係る画像測定装置100の測定機本体1は、図3に示すように、A/D変換器71と、照明制御部72と、XYZ駆動部73と、XYZ軸エンコーダ74と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 3, the measuring machine
A/D変換器71は、CCDカメラ34でワーク12を撮影して得られた画像信号を多値画像データに変換した後、当該多値画像データをコンピュータ21の多値画像メモリ82に供給する。
The A /
照明制御部72は、コンピュータ21のCPU81の制御に基づいて照明装置35を制御することにより、CCDカメラ34の撮像に必要な照明光を制御する。
The
XYZ駆動部73は、CPU81の制御に基づいて動作し、撮像ユニット17をX、Z方向に駆動する。また、XYZ駆動部73は、CPU81の制御に基づいて、ステージ13をY方向に駆動する。
即ち、XYZ駆動部73は、ステージ13及び撮像ユニット17(CCDカメラ34)を移動させて、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係を制御する移動制御手段として機能する。また、XYZ駆動部73は、ステージ13とCCDカメラ34との間の相対距離を変化させてワーク12の表面に焦点を合わせる合焦手段として機能する。
The
That is, the
XYZ軸エンコーダ74は、撮像ユニット17のX、Z方向の位置及びステージ13のY方向の位置を検出し、CPU81に供給する。
The
本実施形態に係る画像測定装置100のコンピュータ21は、図3に示すように、CPU81と、多値画像データを記憶する多値画像メモリ82と、多値画像メモリ82に記憶された多値画像データをディスプレイ25に表示させる表示制御部83と、ROMからなるプログラム記憶部84と、CPU81の各種処理のための作業領域を提供するワークメモリ85と、I/Oインターフェース86、87、88と、ハードディスク89と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 3, the
CPU81は、A/D変換器71で変換された画像測定用の多値画像データを、多値画像メモリ82に格納する。多値画像メモリ82に格納された多値画像データは、表示制御部83の表示制御動作によってディスプレイ25に表示される。
The
また、CPU81は、I/Oインターフェース86を介して、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24から入力されるオペレータの指示情報を取り込む。さらに、CPU81は、XYZ軸エンコーダ74から供給されるXYZ座標情報などを取り込む。
In addition, the
また、CPU81は、これらの入力情報、オペレータの指示及びプログラム記憶部84に格納されたプログラムに基づいて、XYZ軸駆動部73による撮像ユニット17のX、Z方向への移動及びステージ13のY方向への移動、測定値の演算処理などの各種処理を実行する。なお、演算処理により測定された測定値は、I/Oインターフェース87を介してプリンタ26に出力される。
Further, the
また、I/Oインターフェース88を介して接続されるハードディスク89などのストレージメモリには、測定データ、解析データなどが記憶される。
Measurement data, analysis data, and the like are stored in a storage memory such as the
次に、本実施形態に係る画像測定装置100の高さ測定処理について、図4及び図6のフローチャートを参照して説明する。この高さ測定処理は、予め形状が既知のワーク12に対して行われる。
Next, height measurement processing of the
以下、図4を参照して、矩形状のワーク12に対する高さ測定処理を説明する。
まず、CPU81は、ワーク12の寸法を測定する(ステップS11:形状特定工程、寸法取得工程)。具体的には、CPU81は、CCDカメラ34を制御してステージ13上に載置された矩形状のワーク12の表面を撮像させ、ワーク12の表面の画像データを取得する。このとき、CPU81は、XYZ駆動部73を制御して撮像ユニット17(CCDカメラ34)及びステージ13を水平方向に移動させながらワーク12を撮像させ、ワーク12全体の寸法の測定に必要となる複数の画像データを取得する。なお、CPU81は、複数の画像データを取得する前に、例えば、オペレータの手動入力や低倍率でのワーク12の全体画像の撮像等により、ワーク12の形状を予め特定している。ここでは、ワーク12の形状が矩形状であることが予め特定されているので、例えば、矩形状のワーク12の特徴点である任意の3角をそれぞれ撮像して3つの画像データを取得する。そして、CPU81は、取得した複数の画像データに基づいて、実際のワーク12の寸法を測定する。
即ち、CPU81は、ワーク12の形状を特定する形状特定手段として機能する。また、CPU81は、形状特定手段により特定されたワーク12の形状に応じてワーク12の寸法を取得する寸法取得手段として機能する。ここで、ワーク12の寸法とは、例えば、矩形状のワーク12であれば各辺の長さ等の情報、円形状のワーク12であれば中心位置や半径の長さ等の情報のことである。
Hereinafter, the height measuring process for the
First, the
That is, the
次に、CPU81は、高さ測定の開始位置にCCDカメラ34及びステージ13を移動させる(ステップS12)。具体的には、まず、オペレータが、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24等を操作して、高さ測定の開始位置を指定する。高さ測定の開始位置を指定する方法としては、例えば、座標値を入力するようにしてもよいし、CCDカメラ34の撮像位置により指定するようにしてもよい。そして、CPU81は、オペレータにより指定された開始位置を示す指示情報に基づいてXYZ駆動部73を制御し、CCDカメラ34とワーク12との相対的な位置関係が高さ測定の開始位置となるように、撮像ユニット17及びステージ13を水平方向に移動させる。
Next, the
次に、オペレータは、オートフォーカスツールを選択して、オートフォーカスツールの条件を設定する(ステップS13)。具体的には、オペレータは、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24等を操作して任意のオートフォーカスツールを選択することにより、オートフォーカスツールの条件を設定する。ここで、オートフォーカスツールT1とは、例えば、図5に示すように、CCDカメラ34の視野341に対して設定される、オートフォーカスの対象となる範囲を視覚的に表したもののことである。
Next, the operator selects an autofocus tool and sets conditions for the autofocus tool (step S13). Specifically, the operator sets conditions for the autofocus tool by operating the
次に、オペレータは、高さ測定の測定ピッチを設定する(ステップS14)。具体的には、オペレータは、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24等を操作して、高さ測定の測定間隔を示す測定ピッチを縦方向(Y方向)及び横方向(X方向)にそれぞれ設定する。
なお、本実施形態では、高さ測定の際、まず、開始位置から横方向(X方向)に移動し、横方向の端部に到達すると1列分縦方向(Y方向)に移動して、横方向(X方向)に移動する。以下、終了点に到達するまで上記動作を繰り返して、ジグザグ状に走査しながら高さ測定を行う。
Next, the operator sets a measurement pitch for height measurement (step S14). Specifically, the operator operates the
In the present embodiment, when measuring the height, first, it moves in the horizontal direction (X direction) from the start position, and when it reaches the end in the horizontal direction, it moves in the vertical direction (Y direction) by one row, Move in the horizontal direction (X direction). Thereafter, the above operation is repeated until the end point is reached, and the height is measured while scanning in a zigzag manner.
次に、オペレータは、高さ測定の終了点を指定する(ステップS15:経路設定工程)。具体的には、オペレータは、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24等を操作して、高さ測定の終了点を指定する。高さ測定の終了点を指定する方法としては、高さ測定の開始位置を指定する方法と同様、例えば、座標値を入力するようにしてもよいし、CCDカメラ34の撮像位置により指定するようにしてもよい。
そして、CPU81は、ステップS15で指定された終了点及びステップS12で指定された開始位置、並びにステップS11で特定されたワーク12の形状及びステップS11で取得されたワーク12の寸法に基づいて、測定経路を設定する。即ち、CPU81は、ワーク12の形状及び寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定手段として機能する。なお、経路設定手段により設定される測定経路には、ステップS14で設定された測定ピッチが反映されている。
Next, the operator designates the end point of the height measurement (step S15: path setting step). Specifically, the operator operates the
Then, the
次に、CPU81は、ワーク12の高さを測定する(ステップS16:測定制御工程)。具体的には、CPU81は、まず、高さ測定の開始位置でCCDカメラ34により撮像された画像データに基づいて、XYZ駆動部73を制御して撮像ユニット17を微細に昇降させ、ワーク12の表面の任意の位置(オートフォーカスツールの位置)に対してオートフォーカスを行う。そして、CPU81は、合焦後にXYZ軸エンコーダ74により検出された撮像ユニット17のZ方向の位置情報(焦点位置情報)に基づいて、ワーク12の高さを測定する。次に、CPU81は、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係がステップS15で設定された測定経路に沿うように、ステップS14で設定した測定ピッチに従って撮像ユニット17及びステージ13を水平方向に移動させ、移動後の位置(測定領域)においてオートフォーカスを行い、ワーク12の高さを測定する。以下、CPU81は、終了点に到達するまでの間、測定経路上を設定した測定ピッチに従って撮像ユニット17及びステージ13を移動させながら、高さ測定を繰り返す。
即ち、CPU81は、XYZ駆動部73を制御して、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係がステップS15で設定された測定経路に沿うようにステージ13及びCCDカメラ34を移動させ、高さ測定を行う測定制御手段として機能する。
なお、CPU81は、ステップS16でワーク12の高さを測定している処理の途中でオートフォーカスに失敗したと判定した場合、表示制御部83を制御して、「無視して測定を続ける」、「測定を停止する」及び「指定回数だけリトライする」という3つの選択肢をディスプレイ25に表示させる。これにより、オペレータは、所望する選択肢を選択することができる。
Next, the
That is, the
If the
次に、図6を参照して、円形状のワーク12に対する高さ測定処理を説明する。
まず、CPU81は、ワーク12の寸法を測定する(ステップS21)。具体的には、CPU81は、ステージ13上に載置された円形状のワーク12の表面を撮像させ、ワーク12の表面の画像データを取得する。このとき、CPU81は、ワーク12全体の形状の測定に必要となる複数の画像データを取得する。ここでは、ワーク12の形状が円形状であることが予め特定されているので、例えば、円形状のワーク12の特徴点である輪郭部分の任意の3点を撮像して3つの画像データを取得する。そして、CPU81は、取得した複数の画像データに基づいて、実際のワーク12の形状を測定する。
Next, the height measurement process for the
First, the
次に、CPU81は、図4のステップS12と同様に、高さ測定の開始位置にCCDカメラ34及びステージ13を移動させる(ステップS22)。
次に、オペレータは、図4のステップS13と同様に、オートフォーカスツールを選択して、オートフォーカスツールの条件を設定する(ステップS23)。
Next, the
Next, the operator selects the autofocus tool and sets conditions for the autofocus tool, similarly to step S13 in FIG. 4 (step S23).
次に、CPU81は、円測定した要素を指定する(ステップS24)。具体的には、CPU81は、ステップS21で測定したワーク12の寸法に基づいて、円形状のワーク12の中心及び半径を自動的に指定する。
Next, the
次に、オペレータは、高さ測定の測定ピッチを設定する(ステップS25)。具体的には、オペレータは、キーボード22、ジョイスティック23及びマウス24等を操作して、高さ測定の測定間隔を示す測定ピッチを縦方向(Y方向)及び横方向(X方向)にそれぞれ設定する。
なお、本実施形態では、矩形状のワーク12に対する高さ測定処理と同様、開始位置から終了点に到達するまでジグザグ状に走査しながら高さ測定を行う。
Next, the operator sets a measurement pitch for height measurement (step S25). Specifically, the operator operates the
In the present embodiment, as in the height measurement process for the
次に、オペレータは、図4のステップS15と同様に、高さ測定の終了点を指定する(ステップS26)。 Next, the operator designates the end point of the height measurement as in step S15 of FIG. 4 (step S26).
次に、CPU81は、ワーク12の高さを測定する(ステップS27)。具体的には、CPU81は、まず、高さ測定の開始位置でCCDカメラ34により撮像された画像データに基づいて、ワーク12の表面の任意の位置(オートフォーカスツールの位置)に対してオートフォーカスを行う。そして、CPU81は、合焦後の撮像ユニット17のZ方向の位置に基づいて、ワーク12の高さを測定する。次に、CPU81は、ステップS24で指定したワーク12の中心及び半径、及びステップS25で設定した測定ピッチに基づいて撮像ユニット17及びステージ13を水平方向に移動させ、移動後の位置においてオートフォーカスを行い、ワーク12の高さを測定する。以下、CPU81は、終了点に到達するまでの間、設定した測定ピッチに従って撮像ユニット17及びステージ13を移動させながら、高さ測定を繰り返す。
なお、オートフォーカスに失敗したと判定した場合の処理は、図4のステップS16と同様であるので、説明を省略する。
Next, the
Note that the processing when it is determined that the autofocus has failed is the same as step S16 in FIG.
以上のように、本実施形態に係る画像測定装置100は、ワーク12が載置されるステージ13と、ステージ13に載置されたワーク12を撮像するCCDカメラ34と、ステージ13及びCCDカメラ34を移動させて、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係を制御するXYZ駆動部73と、ワーク12の形状を特定する形状特定手段(CPU81)と、形状特定手段により特定されたワーク12の形状に応じてワーク12の寸法を取得する寸法取得手段(CPU81)と、形状特定手段により特定されたワーク12の形状及び寸法取得手段により取得されたワーク12の寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定手段(CPU81)と、XYZ駆動部73を制御して、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係が経路設定手段により設定された測定経路に沿うようにステージ13及びCCDカメラ34を移動させ、高さ測定を行う測定制御手段(CPU81)と、を備える。
従って、本実施形態に係る画像測定装置100によれば、高さ測定の対象となる領域がCCDカメラ34の視野よりも大きい場合であっても、自動的に測定経路を設定することができるので、オペレータの負担を軽減して操作性を向上させることができる。また、本実施形態に係る画像測定装置100によれば、ワーク12の形状に応じてワーク12の寸法を取得することができるので、ワーク12全体の画像を取得することなくワーク12の寸法を測定することができ、作業効率を向上させて作業時間を短縮することができる。
As described above, the
Therefore, according to the
特に、本実施形態に係る画像測定装置100によれば、寸法取得手段(CPU81)は、ワーク12の形状に応じて設定されたワーク12における特徴点の画像をCCDカメラ34により撮像させ、撮像された画像に基づいてワーク12の寸法を取得するので、ワーク12の形状に応じて必要最小限の画像を撮像するだけでよく、作業効率を向上させて作業時間を短縮することができる。
例えば、寸法取得手段は、矩形状のワーク12に対しては、任意の3角を特徴点としてその画像をCCDカメラ34により撮像させ、円形状のワーク12に対しては、輪郭部分の任意の3点を特徴点としてその画像をCCDカメラ34により撮像させるだけでよいので、作業効率を向上させて作業時間を短縮することができる。
In particular, according to the
For example, the dimension acquisition unit causes the
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 As mentioned above, although concretely demonstrated based on embodiment which concerns on this invention, this invention is not limited to the said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the summary.
例えば、上記実施形態では、ステップS16でオートフォーカスに失敗したと判定した場合に、3つの選択肢を表示させるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、上記3つの選択肢のうちのいずれか2つを表示させるようにしてもよいし、上記3つの選択肢のうちのいずれか1つの処理を自動的に行わせるようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, three options are displayed when it is determined in step S16 that the autofocus has failed, but the present invention is not limited to this. For example, any two of the three options may be displayed, or any one of the three options may be automatically performed.
また、上記実施形態では、開始位置から横方向(X方向)に移動し、横方向の端部に到達すると1列分縦方向(Y方向)に移動して、横方向(X方向)に移動する動作を繰り返して、ジグザグ状に走査しながら高さ測定を行う場合を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、開始位置から縦方向(Y方向)に移動し、縦方向の端部に到達すると1列分横方向(X方向)に移動して、縦方向(Y方向)に移動する動作を繰り返して、ジグザグ状に走査しながら高さ測定を行うようにしてもよい。
また、円形状のワーク12に対する高さ測定を行う場合には、同心円状に走査しながら高さ測定を行うことも可能である。具体的には、開始位置より半径方向に向かって、同心円状に移動しながら高さ測定を実行する。終了点が開始位置より内側にあった場合は、開始位置より内側に向かって高さ測定し、開始位置より外側にあった場合は、開始位置より外側に向かって高さ測定する。なお、同心円状に高さ測定を行う場合、縦方向(Y方向)及び横方向(X方向)の代わりに、円周方向及び半径方向に測定ピッチをそれぞれ設定することとなる。
Moreover, in the said embodiment, it moves to a horizontal direction (X direction) from a starting position, and when it reaches the edge part of a horizontal direction, it moves to the vertical direction (Y direction) by one row, and moves to a horizontal direction (X direction) The case where the height measurement is performed while repeating the above operation and scanning in a zigzag manner is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, when moving from the start position in the vertical direction (Y direction) and reaching the end in the vertical direction, it moves one row in the horizontal direction (X direction) and then moves in the vertical direction (Y direction) repeatedly. The height may be measured while scanning in a zigzag manner.
Further, when measuring the height of the
また、上記実施形態では、矩形状のワーク12に対する高さ測定を行う場合、図4のステップS14に示すように、測定ピッチを設定するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、測定ピッチを設定する代わりに、測定点数を設定するようにしてもよい。この場合、設定された測定点数に基づいて自動的に測定ピッチが算出され、算出された測定ピッチに従って高さ測定が行われることとなる。
Moreover, in the said embodiment, when measuring the height with respect to the
また、上記実施形態では、ワーク12の形状に応じて設定されたワーク12における特徴点の画像をCCDカメラ34により撮像させ、撮像された画像に基づいてワーク12の寸法を取得するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、予めワーク12の寸法を特定可能なCADデータ等が存在するような場合には、このCADデータに基づいて、オペレータがワーク12の寸法を入力するようにしてもよい。
In the above embodiment, the image of the feature point on the
また、上記実施形態では、オートフォーカス機能を用いた非接触式の高さ測定を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザープローブを備える光学式の画像測定装置を利用して、非接触式の高さ測定を行うようにしてもよい。また、タッチセンサを備える画像測定装置を利用して、接触式の高さ測定を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, non-contact type height measurement using the autofocus function is performed, but the present invention is not limited to this. For example, non-contact type height measurement may be performed using an optical image measurement device including a laser probe. Further, contact-type height measurement may be performed using an image measurement device including a touch sensor.
また、上記実施形態では、ワーク12の形状が矩形状又は円形状のものを例示して説明しているが、これに限定されるものではない。即ち、形状に応じて寸法を取得することが可能なものであればいかなる形状のものであってもよく、例えば、三角形状や歯車形状のものであってもよい。 Moreover, although the shape of the workpiece | work 12 illustrated and demonstrated the thing of rectangular shape or circular shape in the said embodiment, it is not limited to this. In other words, any shape can be used as long as the dimensions can be obtained according to the shape, for example, a triangular shape or a gear shape.
また、上記実施形態では、XYZ軸駆動部73により、ステージ13及び撮像ユニット17を移動させて、ステージ13及び撮像ユニット17の相対的な位置関係を制御するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ステージ13のみをXYZ方向に駆動可能に構成して、ステージ13のみを駆動させるようにしてもよいし、逆に、撮像ユニット17のみをXYZ方向に駆動可能に構成して、撮像ユニット17のみを駆動させるようにしてもよい。即ち、XYZ駆動部73により、ステージ13及び撮像ユニット17のうち少なくとも何れか一方を移動させて、ステージ13及びCCDカメラ34の相対的な位置関係を制御するものであればよい。
In the above embodiment, the
その他、画像測定装置100を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
In addition, the detailed configuration of each apparatus constituting the
100 画像測定装置
1 測定機本体
11 架台
12 ワーク(測定対象物)
13 ステージ
14、15 支持アーム
16 X軸ガイド
17 撮像ユニット
31 スライダ
32 Z軸ガイド
33 支持板
34 CCDカメラ(撮像手段)
35 照明装置
71 A/D変換器
72 照明制御部
73 XYZ駆動部(移動制御手段、合焦手段)
74 XYZ軸エンコーダ
2 コンピュータシステム
21 コンピュータ
81 CPU(形状特定手段、寸法取得手段、経路設定手段、測定制御手段)
82 多値画像メモリ
83 表示制御部
84 プログラム記憶部
85 ワークメモリ
86、87、88 I/Oインターフェース
89 ハードディスク
22 キーボード
23 ジョイスティックボックス
24 マウス
25 ディスプレイ
26 プリンタ
100
13
35 Illumination device 71 A /
74 XYZ-
82
Claims (5)
前記ステージに載置された測定対象物を撮像する撮像手段と、
前記ステージ及び前記撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させて、当該ステージ及び当該撮像手段の相対的な位置関係を制御する移動制御手段と、
前記測定対象物の形状を特定する形状特定手段と、
前記形状特定手段により特定された測定対象物の形状に応じて当該測定対象物の寸法を取得する寸法取得手段と、
前記形状特定手段により特定された測定対象物の形状及び前記寸法取得手段により取得された測定対象物の寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定手段と、
前記移動制御手段を制御して、前記ステージ及び前記撮像手段の相対的な位置関係が前記経路設定手段により設定された測定経路に沿うように当該ステージ及び当該撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させ、高さ測定を行う測定制御手段と、
を備えることを特徴とする画像測定装置。 A stage on which the measurement object is placed;
Imaging means for imaging a measurement object placed on the stage;
A movement control means for controlling the relative positional relationship between the stage and the imaging means by moving at least one of the stage and the imaging means;
Shape specifying means for specifying the shape of the measurement object;
Dimension acquisition means for acquiring the dimension of the measurement object according to the shape of the measurement object specified by the shape specification means;
Path setting means for setting a measurement path based on the shape of the measurement object specified by the shape specifying means and the dimension of the measurement object acquired by the dimension acquisition means;
Control the movement control means to move at least one of the stage and the imaging means so that the relative positional relationship between the stage and the imaging means is along the measurement path set by the path setting means. Measurement control means for measuring the height,
An image measuring apparatus comprising:
前記測定制御手段は、前記合焦手段を制御して前記測定対象物の表面に焦点を合わせた際の焦点位置情報により高さ測定を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の画像測定装置。 A focusing unit that changes a relative distance between the stage and the imaging unit to focus on the surface of the measurement object;
The said measurement control means controls the said focusing means, and performs height measurement by the focus position information at the time of focusing on the surface of the said measurement object, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The image measuring device according to item.
前記測定対象物の形状を特定する形状特定工程と、
前記形状特定工程で特定された測定対象物の形状に応じて当該測定対象物の寸法を取得する寸法取得工程と、
前記形状特定工程で特定された測定対象物の形状及び前記寸法取得工程で取得された測定対象物の寸法に基づいて、測定経路を設定する経路設定工程と、
前記移動制御手段を制御して、前記ステージ及び前記撮像手段の相対的な位置関係が前記経路設定工程で設定された測定経路に沿うように当該ステージ及び当該撮像手段のうち少なくとも何れか一方を移動させ、高さ測定を行う測定制御工程と、
を含む高さ測定方法。 A stage on which the measurement object is placed, an imaging means for imaging the measurement object placed on the stage, and at least one of the stage and the imaging means is moved to move the stage and the imaging In a height measuring method of an image measuring device comprising: a movement control means for controlling the relative positional relationship of the means;
A shape identifying step for identifying the shape of the measurement object;
A dimension acquisition step of acquiring the dimension of the measurement object according to the shape of the measurement object specified in the shape specification step;
A path setting step for setting a measurement path based on the shape of the measurement object identified in the shape identification step and the dimension of the measurement object acquired in the dimension acquisition step;
Control the movement control means to move at least one of the stage and the imaging means so that the relative positional relationship between the stage and the imaging means is along the measurement path set in the path setting step. And a measurement control process for measuring the height,
Including height measuring method.
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