JP3286041B2 - 非接触画像計測システム - Google Patents

非接触画像計測システム

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JP3286041B2 JP27313293A JP27313293A JP3286041B2 JP 3286041 B2 JP3286041 B2 JP 3286041B2 JP 27313293 A JP27313293 A JP 27313293A JP 27313293 A JP27313293 A JP 27313293A JP 3286041 B2 JP3286041 B2 JP 3286041B2
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弘之 宮田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDカメラ等の撮像
手段を三次元駆動装置によって三次元方向に駆動して被
測定対象を撮像すると共に、被測定対象の画像に対して
指示された箇所の寸法、角度等を測定する非接触画像計
測システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の非接触画像計測システム
は、接触測定では困難なICのリードフレームのような
薄板の測定や配線パターン等の測定に使用されている。
非接触画像計測を行う場合には、被測定対象(ワーク)
を測定テーブルにセットしたのち、CCDカメラ等の撮
像装置をワークの測定したい箇所に移動させ、フォーカ
ス調整を行ってCRTディスプレイ上にワークの拡大画
像を表示させる。そして、測定する箇所をマウスのカー
ソルやウィンドウで指示し、画像処理技術に基づいて画
像のエッジ部分を抽出して所望する計測値を演算処理に
より求めていく。その際、ワークに対する撮像装置の位
置の調整は、ジョイスティックを使用してなされること
が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジョイ
スティックの使用はマウス程一般的でなく、システムの
コストアップの原因となる。また、上述した従来の非接
触画像計測システムでは、ジョイスティックの操作によ
ってワークと撮像装置との位置調整を行い、マウスやキ
ーボード等を使用して所望する計測処理を実行するとい
う手順が必要なため、ジョイスティック、マウス及びキ
ーボード等を頻繁に持ち替えなくてはならない。このた
め、操作が煩雑になる。
【0004】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、操作性に優れた非接触画像計測シス
テムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非接触画像
計測システムは、被測定対象を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段で撮像された前記被測定対象の画像を表示す
る表示手段と、前記被測定対象と前記撮像手段との相対
位置を変化させる駆動手段と、この駆動手段に駆動信号
を供給する操作手段とを具備した非接触画像計測システ
ムにおいて、前記操作手段は、前記表示手段の一部の表
示領域にジョイスティック・イメージを含む駆動操作用
のウィンドウを前記被測定対象の画像と同時に表示させ
る操作ウィンドウ表示手段を含み、前記ジョイスティッ
ク・イメージに対する操作に基づいて前記駆動手段に駆
動信号を供給するものであることを特徴とする。
【0006】また、他の発明においては、前記操作手段
は、前記表示手段の一部の表示領域に前記駆動手段の駆
動方向を示す直交軸とこの直交軸の交点からの距離を示
す同心円とを含む駆動操作用のウィンドウを前記被測定
対象の画像と同時に表示させる操作ウィンドウ表示手段
と、前記ウィンドウの任意の位置にカーソルを表示させ
るカーソル表示手段と、前記カーソルの位置を移動及び
確定させる入力手段とを含み、前記駆動手段は、前記ウ
ィンドウの内部の直交軸に対する前記カーソルの確定位
置で示す方向に前記直交軸の交点と前記カーソルとの間
の距離に応じた速度で前記被測定対象と前記撮像手段と
の相対位置を変化させるものであることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明によれば、表示手段の一部の表示領域
に、被測定対象の画像と同時に駆動操作用のウィンドウ
を表示させ、このウィンドウに対して操作を行うこと
で、被測定対象と撮像手段との相対位置を調整すること
ができる。このため、オペレータは、表示手段に表示さ
れた被測定対象の画像を常に着目した状態で、表示画面
だけを見ながら駆動装置に対する操作も行うことがで
き、操作性が大幅に向上する。
【0008】また、操作手段として、直交軸と同心円を
含むウィンドウ上にカーソルを表示させ、このカーソル
の位置によって決まる方向及び速さで被測定対象と撮像
装置との相対位置の調整を行うことにより、位置調整に
ついても他のオペレーションと同様にカーソル操作で行
うことができるので、入力デバイスとしては、例えばマ
ウスのみを使用することができ、入力デバイスの持ち替
えが不要になって操作性が向上する。
【0009】また、ウィンドウ内に微調整用のパッドを
設けることにより、従来、ジョイスティックでは熟練を
要していた微調整が簡単に行えることになる。更に、ジ
ョイスティックと駆動操作用のウィンドウとの併用を可
能にすることにより、計測開始時の撮像装置とワークと
の大まかな位置調整はジョイスティックを用いて行い、
連続計測時の細かな位置調整は駆動操作用のウィンドウ
を用いて行うといった使い分けが可能になり、更に操作
性が向上する。
【0010】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図1は、本発明の実施例に係る非接
触画像計測システムの全体構成を示す斜視図である。こ
のシステムは、非接触画像計測型の三次元測定機1と、
この三次元測定機1を駆動制御すると共に、必要なデー
タ処理を実行するコンピュータシステム2と、計測結果
をプリントアウトするプリンタ3とにより構成されてい
る。
【0011】三次元測定機1は、次のように構成されて
いる。即ち、架台11上には、ワーク12を載置する測
定テーブル13が装着されており、この測定テーブル1
3は、図示しないY軸駆動機構によってY軸方向に駆動
される。架台11の両側縁中央部には上方に延びる支持
アーム14,15が固定されており、この支持アーム1
4,15の両上端部を連結するようにX軸ガイド16が
固定されている。このX軸ガイド16には、撮像ユニッ
ト17が支持されている。撮像ユニット17は、図示し
ないX軸駆動機構によってX軸ガイド16に沿って駆動
される。撮像ユニット17の下端部には、CCDカメラ
18が測定テーブル13と対向するように装着されてい
る。また、撮像ユニット17の内部には、図示しない照
明装置及びフォーカシング機構の他、CCDカメラ18
のZ軸方向の位置を移動させるZ軸駆動機構が内蔵され
ている。
【0012】コンピュータシステム2は、コンピュータ
本体21、キーボード22、ジョイスティックボックス
23、マウス24及びCRTディスプレイ25を備えて
構成されている。コンピュータ本体21は、CPU、R
OM、RAM及びハードディスク装置等から構成され、
ソフトウェアとの結合によって、図2に示すような各種
の機能を実現する。即ち、駆動制御部31は、マウス2
4又はジョイスティックボックス23からの操作信号に
基づいて、ワーク12に対するCCDカメラ18の位置
(以下、ステージと呼ぶ)を制御するため、各軸の駆動
機構に駆動信号X,Y,Zを出力する。また、表示画面
生成部32は、CRTディスプレイ25に表示される表
示画面に、上述した駆動制御部31への操作を行うため
の操作ウィンドウやカーソルを表示させる。操作ウィン
ドウ及びカーソルは、それぞれ操作ウィンドウ生成部3
3及びカーソル生成部34によって生成される。また、
表示画面生成部32は、これら操作ウィンドウ及びカー
ソルと同時に、CCDカメラ18で撮像された画像を直
接又は画像処理部35で処理して表示する。更に、表示
画面生成部32は、データ演算処理部36から供給され
るステージ座標や計測処理結果をCRTディスプレイ2
5に表示させる。
【0013】したがって、表示画面生成部32によって
構成されるCRTディスプレイ25の表示画面は、例え
ば図3に示すように、CCDカメラ18で撮像された画
像を表示するワーク画像表示エリア41と、ステージを
移動させるための操作を行う操作ウィンドウ42と、現
在撮像している位置の座標を表示する座標表示エリア4
3とを同時に表示したものとなっている。
【0014】操作ウィンドウ42は、カーソル操作によ
って任意の位置に表示可能なウィンドウで、図4にその
一例を示している。ジョイスティック・イメージ部51
は、直交軸とその交点を中心とする同心円とにより構成
されている。マウス24の操作により、直交軸の交点付
近に表示されているジョイスティックのつまみを表す円
形マークPにカーソル52を移動させて重ね、マウス2
4の所定のボタンをクリックしたままカーソル52を移
動させると(ドラッギング操作)、マークPが移動し、
マークPの位置座標によって決定される方向と速さでス
テージが移動する。クリックを解除するとマークPは直
交軸の交点に自動的に復帰してステージは停止する。こ
のような操作は、上述したドラッギング操作の間中、駆
動制御部31において例えば図5に示すような処理を一
定時間間隔で実行することにより実現される。この処理
は、カーソル52の直交軸における位置座標xpd,ypd
を取り込み(S1)、CCDカメラ18をxvm(=a・
xpd2 )、測定テーブル13をyvm(=a・ypd2 )だ
け移動させる(S2)というものである。但し、xvm,
yvmはそれぞれx方向及びy方向の駆動速度、aは定数
である。
【0015】また、図4において、直交軸の外側には、
それぞれステージの微調整を行うためのパッド53,5
4,55,56が配置されている。それぞれのパッド5
3〜56にカーソル52を移動させてマウス24をクリ
ックすると、駆動制御部31において図6に示すような
処理が実行され、そのパッドで示される軸方向にステー
ジがΔx,−Δx,Δy又は−Δyだけ移動して、ステ
ージが微調整される。
【0016】図4において、ジョイスティック・イメー
ジ部51の右隣には、ステージのZ軸方向の位置を調整
するためのパッド57,58,59,60が表示されて
いる。パッド57,60は高速移動用、パッド58,5
9は微調整用である。Z軸方向の調整用のパッド57〜
60の更に右隣には、予め登録しておいた位置へステー
ジを移動させるパッド61、その位置を登録するパッド
62、絶対原点へ移動させるパッド63、オートフォー
カスを実行させるパッド64、指定位置にステージを移
動させるパッド65等が表示されている。更に、ジョイ
スティック・イメージ51の下側には、ジョイスティッ
ク23の使用を選択するエリア70が設けられ、このエ
リア70でジョイスティック23の使用を選択したとき
のみジョイスティック23による操作が可能なようにな
っている。
【0017】このように、本実施例のシステムによれ
ば、ステージの移動操作を全て画面上で行うことができ
るので、操作性が向上するという利点がある。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、表
示手段の一部の表示領域に、被測定対象の画像と同時に
駆動操作用のウィンドウを表示させ、このウィンドウに
対して操作を行うことで、被測定対象と撮像手段との相
対位置を調整することができるので、操作性が向上する
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る非接触画像計測システ
ムの構成を示す斜視図である。
【図2】 同システムの機能ブロック図である。
【図3】 同システムにおける表示画面の一例を示す図
である。
【図4】 同表示画面の一部を拡大して示す図である。
【図5】 同システムにおけるステージ移動処理を示す
フローチャートである。
【図6】 同システムにおけるステージの微調整処理を
示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…三次元測定機、2…コンピュータシステム、3…プ
リンタ、11…架台、12…ワーク、13…測定テーブ
ル、14,15…支持アーム、16…X軸ガイド、17
…撮像ユニット、18…CCDカメラ、21…コンピュ
ータ本体、22…キーボード、23…ジョイスティック
ボックス、24…マウス、25…CRTディスプレイ、
31…駆動制御部、32…表示画面生成部、33…操作
ウィンドウ生成部、34…カーソル生成部、35…画像
処理部、36…データ演算処理部、37…演算処理部、
41…ワーク画像表示エリア、42…操作ウィンドウ、
43…座標表示エリア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/24 G01B 21/00 G06F 3/03 380 G06F 3/14 380

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定対象を撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記被測定対象の画像を表示
    する表示手段と、 前記被測定対象と前記撮像手段との相対位置を変化させ
    る駆動手段と、 この駆動手段に駆動信号を供給する操作手段とを具備し
    た非接触画像計測システムにおいて、 前記操作手段は、前記表示手段の一部の表示領域にジョ
    イスティック・イメージを含む駆動操作用のウィンドウ
    を前記被測定対象の画像と同時に表示させる操作ウィン
    ドウ表示手段を含み、前記ジョイスティック・イメージ
    に対する操作に基づいて前記駆動手段に駆動信号を供給
    するものであることを特徴とする非接触画像計測システ
    ム。
  2. 【請求項2】 被測定対象を撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記被測定対象の画像を表示
    する表示手段と、 前記被測定対象と前記撮像手段との相対位置を変化させ
    る駆動手段と、 この駆動手段に駆動信号を供給する操作手段とを具備し
    た非接触画像計測システムにおいて、 前記操作手段は、前記表示手段の一部の表示領域に前記
    駆動手段の駆動方向を示す直交軸とこの直交軸の交点か
    らの距離を示す同心円とを含む駆動操作用のウィンドウ
    を前記被測定対象の画像と同時に表示させる操作ウィン
    ドウ表示手段と、前記ウィンドウの任意の位置にカーソ
    ルを表示させるカーソル表示手段と、前記カーソルの位
    置を移動及び確定させる入力手段とを含み、 前記駆動手段は、前記ウィンドウの内部の直交軸に対す
    る前記カーソルの確定位置で示す方向に前記直交軸の交
    点と前記カーソルとの間の距離に応じた速度で前記被測
    定対象と前記撮像手段との相対位置を変化させるもので
    あることを特徴とする非接触画像計測システム。
  3. 【請求項3】 前記ウィンドウ表示手段は、前記ウィン
    ドウ内に調整方向が示された微調整用のパッドを表示す
    るものであり、 前記駆動手段は、前記微調整用のパッドに対する操作が
    なされたときに、前記被測定対象と前記撮像装置との相
    対位置をそのパッドが示す方向に微調整するものである
    ことを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項記載の
    非接触画像計測システム。
  4. 【請求項4】 前記操作手段は、ジョイスティックボッ
    クスを更に備え、前記ウィンドウの内部に前記ジョイス
    ティックボックスによる操作を選択するためのエリアを
    表示すると共に、このエリアへの操作によって前記ジョ
    イスティックボックスによる操作が選択された場合に
    は、前記ジョイスティックボックスからの駆動信号を前
    記駆動手段に供給することを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれか一項記載の非接触画像計測システム。
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