JP3853658B2

JP3853658B2 - 画像測定装置及び画像測定用プログラム

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Publication number: JP3853658B2
Application number: JP2002000454A
Authority: JP
Inventors: 秀光浅野; 浩一小松; 良一吉木; 貞行松宮
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-01-07
Also published as: JP2003202208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測定顕微鏡や非接触三次元測定機等の画像測定装置に関し、特に被測定対象のアライメント調整機能を備えた画像測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の三次元測定機や顕微鏡・投影機では、たとえパートプログラム等による自動測定機能が付加されていても、測定開始前においては、被測定対象（ワーク）を所定の位置にアライメントし、これによりワーク座標系と設計座標系を一致させる必要がある。
また、ＸＹ方向（水平面方向）のみでなく高さ方向（Ｚ方向）に関しても厳しい精度が要求されるものを被測定対象とする場合には、焦点合わせ機構により高さ基準面を厳密に決定してから測定を開始する必要がある。
この作業は、モニタ画面上に表示されたワーク像に基づいてオペレータが判断してステージを移動させるなど、マニュアル的な調整を行わなければならない。
【０００３】
このようなステージ移動を行う場合、従来は、例えば「ＸＹ原点にカメラを移動させて下さい」などの文字表示がなされるのみであった。このため、オペレータはどの点が原点かなのかが分かり難く、ＣＡＤ図面を照合しながら原点位置を探すなどの作業を行う必要があり、アライメントには多大の労力を要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ステージ移動操作を簡単にして測定作業の効率を大幅に向上させることができる画像測定装置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】
本出願の第１の発明に係る画像測定装置は、被測定対象を載置するステージと、被測定対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された前記被測定対象を表示する測定表示部と、前記撮像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる移動手段と、前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶する移動目標位置記憶手段と、前記被測定対象の全体像を表示するとともに前記移動目標の位置を特に強調して表示するナビゲート表示部と、前記ステージに対する前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する位置検出手段と、前記移動目標記憶手段の記憶内容と前記位置検出手段の検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる自動制御手段と、前記移動手段を手動で調整するための手動調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この第１の発明に係る画像測定装置によれば、前記被測定対象の全体像が表示されるとともに前記移動目標の位置が特に強調表示され、移動目標記憶手段の記憶内容と位置検出手段の検出結果に基づき移動手段が自動制御手段により制御される。また、被測定対象の加工誤差等のために自動制御手段のみによっては調整しきれなかったズレを、測定表示部を見ながら手動調整手段により調整する。すなわち、移動目標への概略の移動は自動制御手段等によりなされ、最終的な微細調整は手動調整手段により行う。このとき、ナビゲート表示部により、移動目標の位置を確認することができるので、調整が非常に容易になる。
【０００７】
前記第1の発明において、前記ナビゲート表示手段が前記被測定対象の全体像を表示する低倍率表示部と前記移動目標とその周辺の画像を前記低倍率表示部よりも大なる倍率で表示する中倍率表示部とからなるようにすることもできる。
また、前記第１の発明において、前記移動目標への移動命令を入力する移動命令入力部を更に備え、前記自動制御手段は、前記移動命令の入力を待って前記ナビゲート表示部に表示中の前記移動目標への移動の制御を開始するように構成することもできる。このようにすることにより、オペレータは自動制御手段により移動された位置がどの辺りなのかを確認することができ、調整作業に役立つ情報が提供される。また、前記ナビゲート表示部は、前記移動目標とその周辺を表示するものであり、かつ前記移動目標を他と区別できる表示形態で表示するようにすることもできる。
【０００８】
また、前記第１の発明において、前記撮像された画像の特定の位置を測定する特定位置測定手段と、前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標記憶手段に記憶された位置との差に基づき前記位置検出手段からの前記位置情報を表現する座標系を変更する座標系変更手段とを更に、備えるようにすることもできる。この場合、前記手動調整手段による調整後、前記特定位置測定手段により特定位置が測定される。ここにいう特定位置とは、重心検出、エッジ検出により求めれらる画像の中心位置、重心位置などを含む。そして、前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標記憶手段に記憶された位置との差に基づき、前記座標系が変更され、これによりアライメントが完了する。
【０００９】
また、前記移動目標位置記憶手段はアライメント基準点を記憶するものとする場合、前記座標系変更手段は、複数の前記アライメント基準点のうち最初に測定した前記アライメント基準点を仮の原点とするように前記変更を行った後、他のアライメント基準点を測定し、この結果に基づいて前記座標の原点及び座標軸の方向を変更するようにしてもよい。
【００１０】
さらに、前記被測定対象の高さを測定する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基づき前記被測定対象の傾きを演算する傾き演算手段とを備え、前記座標系変更手段はこの傾き演算手段の演算結果に基づいて前記変更を行うようにしてもよい。
【００１１】
本発明に係る第２の画像測定用プログラムは、被測定対象を載置するステージと、前記被測定対象を撮像する撮像手段と、該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、前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶する移動目標位置記憶手段と、前記撮像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる移動手段と、前記ステージに対する前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する位置検出手段とを備えた画像測定装置に画像測定を実行させるための画像測定用プログラムにおいて、
前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置のデータを取得する移動目標位置データ取得ステップと、
前記被測定対象の全体像を表示するとともに、前記移動目標の位置を特に強調して表示する表示ステップと、
前記位置検出手段に位置検出を行わせる位置検出ステップと、
前記前記移動目標の位置データと前記位置検出ステップの検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる制御ステップと、
前記移動手段を手動で調整させる手動調整ステップとを実行させるように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像測定システムの全体構成を示す斜視図である。
［全体構成］
このシステムは、非接触型の画像測定機１と、この画像測定機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。
【００１３】
画像測定機１は、次のように構成されている。即ち、架台１１上には、被測定対象（以下、ワークと呼ぶ）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１３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１４、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。また、撮像ユニット１７およびステージ１３には、図１において図示を略すＸ軸エンコーダ４２Ａ、Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、Ｚ軸エンコーダ４２Ｃが配置され、ＸＹＺ３軸方向の移動量を検出できるようになっている。
【００１４】
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（以下、Ｊ／Ｓと呼ぶ）２３、マウス２４及びＣＲＴ画面２５を備えて構成されている。
［コンピュータ２１の構成］
コンピュータ本体２１は、例えば図２に示すように構成されている。即ち、ＣＣＤカメラ１８から入力される画像情報は、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）３１を介して画像メモリ３２に格納される。
【００１５】
また、ワーク１２のＣＡＤデータは、図示しないＣＡＤシステムにより作成され、Ｉ／Ｆ３３を介してＣＰＵ３５に入力され、ＣＰＵ３５でビットマップの画像情報に展開された後、画像メモリ３２に格納される。ＣＡＤデータは、一旦ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと呼ぶ）３８に格納され、このＨＤＤ３８から出力されたＣＡＤデータは、同様にＣＰＵ３５でビットマップの画像情報に展開された後、画像メモリ３２に格納される。画像メモリ３２に格納された画像情報は、表示制御部３６を介して後述するようにＣＲＴ画面２５に表示される。
【００１６】
また、撮像ユニット１７及びステージ１３の移動量を検出するために画像測定機１に設置されたＸ軸エンコーダ４２Ａ,Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、Ｚ軸エンコーダ４２Ｃからの出力は、Ｉ／Ｆ４２Ａ´、４２Ｂ´、４２Ｃ´、ＣＰＵ３５を介して表示制御部３６へ送られＸＹＺ座標値がＣＲＴ２５に表示される。
一方、キーボード２２、Ｊ／Ｓ２３、及びマウス２４から入力されるコード情報及び位置情報は、Ｉ／Ｆ３４を介してＣＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格納されたマイクロプログラム及びＨＤＤ３８からＩ／Ｆ３９を介してＲＡＭ４０に格納された測定実行プログラム、測定結果表示プログラム等に従って、測定実行処理及び測定結果の表示処理等を実行する。ＣＰＵ３５は、測定実行処理によって、Ｉ／Ｆ４１を介して画像測定機１を制御する。
【００１７】
ＨＤＤ３８は、各種プログラムを格納する他、ステージを移動させる目標位置のデータを、被測定対象の種類に応じて記憶する。ここにいう目標位置とは、アライメント調整の際のアライメント基準位置や、パートプログラムに測定位置として記憶された位置などをいう。この目標位置データは測定実行プログラムが実行される際に適宜読み出され、この読出し値及びとエンコーダ４２Ａ−４２Ｃの出力に応じた駆動信号がＩ/Ｆ４３を介してＸＹＺ駆動機構（不図示）に送信され、ＸＹＺ駆動機構が制御され、目標位置への移動がなされる。また、ＨＤＤ３８には、エンコーダ４２Ａ−Ｃからの検出信号をＣＡＤデータに基づく座標系に沿った形式の座標系データとして提供するための基準座標系設定用ファイルＰＣＳが記憶され、適宜読み出される。このファイルの内容については後述する。ＲＡＭ４０は、各種プログラムを格納する他、各種処理のワーク領域を提供する。
【００１８】
［表示画面例］
図３は、この画像測定装置の測定時のＣＲＴ２５の表示画面を示す図である。表示画面は、ビデオウインドウ５１、ナビゲートウインドウ５２Ａと５２Ｂ、カウンタウインドウ５３、ファンクションウインドウ５４、照明・ステージウインドウ５５から構成されている。
ビデオウインドウ５１には、ＣＣＤカメラ１６で撮像される画像が表示される。ナビゲートウインドウ５２は、ＨＤＤ３８に記憶されたＣＡＤデータを表示する部分であり、一部分を拡大表示するナビゲートウインドウ５２Ａと、ワーク１２の全体像、若しくはそれに準じたより広い範囲を表示するナビゲートウインドウ５２Ｂとを備えている。これにより、オペレータは、これから測定しようとする部分や、現在ビデオウインドウに移っている部分が、ワーク１２のどの位置にあるのかを把握することができる。
【００１９】
ナビゲートウインドウ５２Ａは、ワーク１２上の位置のうち、特に移動目標となる位置を拡大して表示するウインドウである。その拡大倍率は、ビデオウインドウ５１におけるそれよりも低くナビゲートウインドウ５２Ｂのそれよりも高くされ、これにより移動目標となる位置がワーク１２全体におけるどの部分なのかが分かるようになっている。移動目標となる位置は、例えばアライメントを実行する場合のアライメント基準位置となるピンＰ１（以下、アライメントピンＰ１というように表現する）などである。また、移動目標となるアライメントピンＰ１の位置が他のピンと区別するために黒塗りで表示されるとともに、ウインドウ右上に「測定箇所：アライメントピンＰ１」というような名称の表示がなされる。
【００２０】
ナビゲートウインドウ５２Ｂには、ワーク１２の全体像が表示される。例えば、アライメント基準位置としてアライメントピンＰ１−４が設定されている場合には、その位置に該当する位置が他のピンと区別するために黒塗りで表示される。
カウンタウインドウ５３には、Ｘ軸エンコーダ４２Ａ、Ｙ軸エンコーダ４２Ｂ、Ｚ軸エンコーダ４２Ｃからの出力が、前述の基準座標系設定用ファイルＰＣＳにより設定されたプログラムに基づき演算されるＣＣＤカメラ１６の撮像範囲の中心座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が表示される。
ファンクションウインドウ５４には、各種測定処理及び測定値算出するためのマイクロプログラムを起動するアイコンが配置されている。
【００２１】
照明・ステージウインドウ５５は、照明装置１７やステージに関する各種設定操作のためのウインドウである。測定ウインドウ５６は、測定手順を実行、進行させるためのアイコン群を表示するウインドウであり、移動目標への移動を指示する「移動」アイコン、ビデオウインドウ５１のレチクル中心に表示された画像の測定を指示する「測定」アイコン、測定済の移動目標の測定手順に戻るための「前へ」アイコン、次の移動目標の測定手順に移る場合の「次へ」アイコンなどを含んでいる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、ワーク１２を図４に示すような、水平方向（ＸＹ方向）の位置だけでなく、高さ方向（Ｚ方向）の寸法も厳密な寸法精度が要求される複数のピン６１であるとする。４つの角にあるピンが、アライメント基準点としてのアライメントピンＰ１−Ｐ４であるとする。
【００２３】
次に、本実施の形態の画像測定システムにおけるワーク１２（複数のピン６１）のアライメント調整を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
本実施の形態のアライメント調整ステップは、図５（ａ）に示すように、仮原点設定（Ｓ１）、高さ基準面設定（Ｓ２）、原点決定及び座標系の調整（Ｓ３）の３つのステップからなり、このアライメント調整ステップの完了後測定ステップに移行するようにされている。測定ステップでの実行内容は従来の画像測定機と同一であるので、説明は省略する。
【００２４】
Ｓ１−３のそれぞれの効果を図６に基づいて説明する。図６中、同図（ａ）はＣＡＤデータに基づく設計座標系Ｃｄとワーク１２の設計データ１２´との関係を示し、同図（ｂ）はアライメント調整前のワーク座標系Ｃｗとワーク１２の位置関係を示している。ワーク１２を設置する際は、設置冶具等を使用することによりこの設計データの位置に合致するようにされるが、実際には、同図（ｂ）に示すように設計座標系Ｃｄで想定される位置（１２´の位置）とは若干ズレた位置に配置されることになる。また、ステージ１３自体の傾きやワーク１２の製造誤差などにより、設計データ１２´よりも多少傾いて配置されることが生じ得る。また、加工誤差等により傾きが生じることもある。
【００２５】
このようなズレや傾きを修正するため、Ｓ１において１つのアライメント基準位置を測定し、この測定した点をワーク座標系の仮の原点（以下、仮原点という）として設定する（図６（ｃ））。図４に示すような複数のピン６１を測定する場合には、格子上に配列されたピン６１の４角のピンＰ１−Ｐ４をアライメント基準位置として設定し、そのうちの１つを測定して仮原点とすることができる。そして、Ｓ２において高さ基準面を測定し、この高さ基準面にあわせて座標系を変換する（図６（ｄ））。すなわち、アライメント基準位置と同様にＨＤＤ３８に設定された複数の高さ基準位置を測定し、その結果から高さ基準面を算出する。
さらに、アライメントピンＰ１−Ｐ４を測定して設計座標系との誤差に基づき、誤差が最小になるように座標系を更に合わせ込む。これにより、図６（ｅ）に示すように、図（ａ）に示す設計座標系と合致した、すなわち、ワーク１２の設置誤差の影響が除かれた座標系Ｃｗ´を得る。これにより、アライメントが完了する。
【００２６】
仮原点の設定（Ｓ１）の詳細な手順を図５（ｂ）に示す。
まず、ナビゲートウインドウ５２Ｂにピン６１の全体像をグラフィック表示する（Ｓ１−１）。前述のように、移動目標となるアライメント基準位置としてのアライメントピンＰ１−４は他のピンと区別するために黒塗りで表示されている。次に、仮座標系を設定する（Ｓ１−２）。この設定は、基準座標系設定用ファイルＰＣＳをＨＤＤ３８から読み込むことにより行う。この基準座標系設定用ファイルＰＣＳは、測定テーブル１３と撮像ユニット１７の移動により変化するエンコーダ４２Ａ−４２Ｃの出力値を、直交座標系表現（図６の座標系Ｃｗ等）に変換するためのファイルである。
【００２７】
このファイルの読み込みの際の標準設定は、測定テーブル１３と撮像ユニット１７の可動範囲の中心を原点とし、ＸＹＺ駆動系による駆動方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした座標系とされている。この基準座標系設定用ファイルＰＣＳは、後にＳ１、Ｓ２での仮原点の設定、高さ基準面の設定がされるときに書き換えられ、さらにステップ３で座標系が最終的に決定されたときにさらに書き換えられる。なお、測定の終了後リセット動作がなされると、基準座標系設定用ファイルは元通りの標準設定に戻される。
【００２８】
仮座標系の設定が終わると、次にナビゲートウインドウ５２ＡにアライメントピンＰ１付近のグラフィック画像が中倍率で表示される（Ｓ１−３）。画面の表示は、図７の（ａ）のような状態となる。すなわち、ナビゲートウインドウ５２Ａでは、アライメントピンＰ１に該当する部分の画像は黒塗り表示されるとともに、ウインドウ５２Ａの右上には、この黒塗り部分の名称が「測定箇所：アライメントピンＰ１」のように表示される。ビデオウインドウ５１の表示は、ＣＣＤカメラ１８が初期位置から動いていないため、アライメントピンＰ１の位置とは無関係な位置が映し出されている。
【００２９】
オペレータはこのナビゲートウインドウ５２Ａの表示を見て移動目標の位置等を確認し、「移動」アイコンをマウス２４でクリックする（Ｓ１−４）。
【００３０】
「移動」アイコンがクリックされると、ＣＰＵ３５は移動目標としてのアライメントピンＰ１の座標値と、現在のＣＣＤカメラ１８の中心座標とを比較して駆動信号をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。これにより、ＣＣＤカメラ１８は、Ｚ方向の最上点に上昇後、ＸＹ方向に駆動され、アライメントピンＰ１付近に移動する（Ｓ１−５）。
【００３１】
すなわち、図７（ｂ）に示すように、ビデオウインドウ５１にはアライメントピンＰ１の画像が映し出されるが、大抵の場合、アライメントピンＰ１はビデオウインドウ５１の中心に一致せず、或る程度ビデオウインドウ５１のレチクル中心から外れた位置となる。これは、ワーク１２を設置する際の設置誤差（水平方向のずれ、傾き）や、ワーク１２自体の設計データからの誤差などによるものである。
【００３２】
ＣＲＴ２５の画面上には、アライメントピンＰ１が画面中心に来るようにジョイスティック２３による調整を行うよう促す表示がなされる。オペレータは、この位置のずれをビデオウインドウ５２を見ながらアライメントピンＰ１がレチクル中心に一致するようにジョイスティック２３を操作し、ＣＲＴ２５の表示画面を図７（ｃ）に示すような状態にする（Ｓ１−６）。一致させることができたら、マウス２４により「測定」アイコンをクリックする（Ｓ１−７）。「測定」アイコンがクリックされると、その位置において、ＣＣＤカメラ１８のオートフォーカス機能により、アライメントピンＰ１の高さ測定が実行されるとともに、アライメントピンＰ１の画像の重心位置が検出され、この重心位置が原点位置となるよう、基準座標設定ファイルＰＣＳが書き換えられる（Ｓ１−８）。
【００３３】
すなわち、座標原点が測定テーブル１３と撮像ユニット１７の可動範囲中心から、「測定」アイコンがクリックされた時点でのＣＣＤ１８の中心座標位置へ移動し、この位置が仮原点とされる。
【００３４】
仮原点が設定されると、次に高さ基準面の測定に移行する（Ｓ２）。すなわち、ワーク１２の傾きを検出し、この傾きの方向及び量に合致するようにワーク座標系Ｃｗを調整するため、複数（３点以上。以下の説明では６点とする）の高さ基準位置を測定し、これによりワーク１２の傾きを測定する。
この高さ基準面の測定の具体的な手順を、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
仮原点の設定完了後、測定ウインドウ５６の「次へ」アイコンをクリックすると、高さ基準面の測定に移行する。ナビゲートウインドウ５２Ａの右上に「測定箇所：高さ基準位置Ｈ１」との表示がなさるとともに、ナビゲートウインドウ５２Ａには、高さ基準位置Ｈ１に該当する画像がグラフィック表示される（Ｓ２−１）。ステップ１におけるアライメントピンＰ１と同様、ナビゲートウインドウ５２Ａ及び５２Ｂにおいては、高さ基準位置Ｈ１−Ｈ６は他の点と区別するために黒塗りで表示される。
【００３６】
測定ウインドウ５６の「移動」アイコンがクリックされると（Ｓ２−２）、ＣＰＵ３５は移動目標としての高さ基準位置のＸＹ座標値と、現在のＣＣＤカメラ１８が存する位置のＸＹ座標とを比較して駆動信号をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。Ｚ方向に関しては、ＣＣＤカメラ１８は可動範囲の最上位置に移動する。これにより、ＣＣＤカメラ１８が高さ基準位置１付近に移動される（Ｓ２-３）。ステップ１の場合と同様、大抵の場合、Ｓ３−５のＣＣＤカメラの動作だけでは、高さ基準位置１はビデオウインドウ５１の中心に一致せず、或る程度ビデオウインドウ５１のレチクル中心とはずれた位置への移動となる。
【００３７】
オペレータは、この位置のずれをビデオウインドウ５２を見ながら高さ基準位置Ｈ１がレチクル中心に一致するようにジョイスティック２３を操作する（Ｓ２−４）。一致させることができたら、マウス２４により「測定」アイコンをクリックする（Ｓ２-５）。「測定」アイコンがクリックされると、その位置においてＣＣＤカメラのオートフォーカス機能により高さ測定が実行される（Ｓ２−６）。
同様にして、高さ基準位置Ｈ２〜Ｈ６の測定も実行する。この際、高さ基準位置Ｈ２〜Ｈ６への移動の際には、高さ基準位置１でのオートフォーカスの結果に基づいてＺ方向の移動をすることにより、より迅速な移動動作を行うことができる。
【００３８】
全ての高さ基準位置の測定が終了すると（Ｓ２−７）、この高さ基準位置Ｈ１−６の測定結果に基づき、これらの測定結果に最も適合する面を最小二乗法に基づき演算し、この演算結果を高さ基準面とする（Ｓ２−８）。この高さ基準面に基づき、基準座標系設定ファイルＰＣＳが書き換えられる。
【００３９】
高さ基準面の測定が完了すると、次に原点の決定及び座標系の決定が行われる（Ｓ３）。このＳ３では、Ｓ１で仮原点位置として測定したアライメントピンＰ１の位置データはそのまま使用し、残りのアライメントピンＰ２−４を測定して、この結果に基づき座標系の原点位置及び座標軸の方向の決定を行う。このＳ３の具体的な手順を図９に基づき説明する。
【００４０】
まず、ナビゲートウインドウ５２Ａに、アライメントピンＰ２付近のグラフィック画像が中倍率で表示される（Ｓ３−１）。アライメントピンＰ２に該当する部分の画像は黒塗り表示されるとともに、ウインドウ５２Ａの右上には、この黒塗り部分の名称が「測定箇所：アライメントピンＰ２」のように表示される。オペレータはこの表示を見て移動目標の位置等を確認し、「移動」アイコンをマウス２４でクリックする（Ｓ３−２）。
【００４１】
「移動」アイコンがクリックされると、ＣＰＵ３５は移動目標としてのアライメントピンＰ２の座標値と、現在のＣＣＤカメラ１８の中心座標とを比較して駆動信号をＸＹＺ駆動機構に向けて出力する。これにより、ＣＣＤカメラ１８がアライメントピンＰ２付近に移動される（Ｓ３−３）。Ｓ１の場合と同様、大抵の場合、アライメントピンＰ２はビデオウインドウ５１の中心に一致せず、或る程度ビデオウインドウ５１のレチクル中心とはずれた位置への移動となる。
【００４２】
オペレータは、この位置のずれをビデオウインドウ５２を見ながらアライメントピンＰ２がレチクル中心に一致するようにジョイスティック２３を操作する（Ｓ３−４）。一致させることができたら、マウス２４により「測定」アイコンをクリックする（Ｓ３−５）。
「測定」アイコンがクリックされると、その位置においてＣＣＤカメラ１８のオートフォーカス機能による高さ測定が実行されるとともに、画像の重心位置が検出され、ＸＹ方向の位置測定がなされる（Ｓ３−６）。
【００４３】
同様にして、アライメントピンＰ３，Ｐ４も測定する。
こうして全てのアライメントピンＰ１−４のＸＹＺ方向のデータが得られると（Ｓ３−７）、この重心位置と設計座標系に基づく設計値との間の誤差が最小になるように、ＸＹ原点と座標軸方向を決定する（Ｓ３−８）。誤差が最小となる位置は、いわゆる最小二乗法により求めることができる。
以上のようにして、座標系の調整が完了する。以後、公知の画像測定機と同様の手法により、ワーク１２の測定を実行する。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、上記実施の形態では、移動目標を特に示すためにナビゲートウインドウ５２Ａを設けたが、ワーク１２の全体像を示すナビゲートウインドウ５２Ｂのみを残してナビゲートウインドウ５２Ａは省略するとともに、ウインドウ５２Ｂにおいて、次の測定点を目立つ形（例えば図１０に示すように矢印
で示すなど）で表示するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、ワークのアライメント調整を簡単に行うことができ、測定の効率を大幅に向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の画像測定機の外観を示す図である。
【図２】コンピュータ２の構成を示す図である。
【図３】ＣＲＴ２５の画面表示の例を示す。
【図４】被測定対象としての複数のピン６１を説明したものである。
【図５】本実施の形態のアライメント調整の手順を示すフローチャートである。
【図６】ＣＲＴの画面表示の例を示す。
【図７】図５のフローチャートに示す手順を実施した場合の効果を説明するための概念図である。
【図８】本実施の形態のアライメント調整の手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施の形態のアライメント調整の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の変形例を示す。
【符号の説明】
１・・・画像測定機、２・・・コンピュータシステム、３・・・プリンタ３、１１・・・架台１２・・・ワーク、１３・・・測定テーブル、１７・・・撮像ユニット、１８・・・ＣＣＤカメラ、２３・・・ジョイスティックボックス、２４・・・マウス、２５・・・ＣＲＴ、３１、３３、３４、４３・・・インタフェース、３２・・・画像メモリ３２、３５・・・ＣＰＵ、３６・・・表示制御部、３７・・・ＲＡＭ、３８・・・ハードディスクドライブ、４０・・・ＲＯＭ、４２・・・エンコーダ、５１・・・ビデオウインドウ、５２・・・ナビゲートウインドウ、５３・・・カウンタウインドウ、５４・・・ファンクションウインドウ、５５・・・照明・ステージウインドウ

Claims

被測定対象を載置するステージと、
被測定対象を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された前記被測定対象を表示する測定表示部と、
前記撮像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる移動手段と、
前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶する移動目標位置記憶手段と、
前記被測定対象の全体像を表示するとともに前記移動目標の位置を特に強調して表示するナビゲート表示部と、
前記ステージに対する前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する位置検出手段と、
前記移動目標記憶手段の記憶内容と前記位置検出手段の検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる自動制御手段と、
前記移動手段を手動で調整するための手動調整手段とを備えたことを特徴とする画像測定装置。
前記ナビゲート表示部は、前記被測定対象の全体像を表示する低倍率表示部と前記移動目標とその周辺の画像を前記低倍率表示部よりも大なる倍率で表示する中倍率表示部とからなる請求項１に記載の画像測定装置。
前記移動目標への移動命令を入力する移動命令入力部を備え、前記自動制御手段は、前記移動命令の入力を待って前記ナビゲート表示部に表示中の前記移動目標への移動の制御を開始するように構成された請求項１に記載の画像測定装置。
前記ナビゲート表示部は、前記移動目標を他と区別できる表示形態で表示するようにされた請求項１に記載の画像測定装置。
前記移動目標位置記憶手段はアライメント基準点を記憶するものである請求項１に記載の画像測定装置。
前記撮像された画像の特定の位置を測定する特定位置測定手段と、
前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標記憶手段に記憶された位置との差に基づき前記位置検出手段からの前記位置情報を表現する座標系を変更する座標系変更手段とを備えた請求項１に記載の画像測定装置。
前記座標系変更手段は、複数の前記アライメント基準点のうち最初に測定した前記アライメント基準点を仮の原点とするように前記変更を行った後、他のアライメント基準点を測定し、この結果に基づいて前記座標の原点及び座標軸の方向を変更する請求項６に記載の画像測定装置。
前記被測定対象の高さを測定する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基づき前記被測定対象の傾きを演算する傾き演算手段とを備え、前記座標系変更手段はこの傾き演算手段の演算結果に基づいて前記変更を行う請求項６に記載の画像測定装置。
被測定対象を載置するステージと、前記被測定対象を撮像する撮像手段と、該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、前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置を記憶する移動目標位置記憶手段と、前記撮像手段を前記ステージに対し相対的に移動させる移動手段と、前記ステージに対する前記撮像手段の位置を検出して位置情報を出力する位置検出手段とを備えた画像測定装置に画像測定を実行させるための画像測定用プログラムにおいて、
前記撮像手段を移動させるべき移動目標の位置のデータを取得する移動目標位置データ取得ステップと、
前記被測定対象の全体像を表示するとともに、前記移動目標の位置を特に強調して表示する表示ステップと、
前記位置検出手段に位置検出を行わせる位置検出ステップと、
前記前記移動目標の位置データと前記位置検出ステップの検出結果とに基づき前記移動手段を制御させる制御ステップと、
前記移動手段を手動で調整させる手動調整ステップとを実行させるように構成されたことを特徴とする画像測定用プログラム。
前記表示ステップは、前記移動目標とその周辺の画像を別個に拡大表示する請求項９に記載の画像測定用プログラム。
前記移動目標への移動命令を入力する移動命令入力ステップとを実行させるように構成され、前記制御ステップは、前記移動命令の入力を待って前記表示ステップで表示された前記移動目標への移動の制御を開始するようにされた請求項９に記載の画像測定用プログラム。
前記表示ステップは、前記移動目標を他と区別できる表示形態で表示するようにされた請求項９に記載の画像測定用プログラム。
前記移動目標位置データ取得ステップではアライメント基準点の位置データを取得するようにされた請求項９に記載の画像測定用プログラム。
前記撮像された画像の特定の位置を測定する特定位置測定手段と、
前記手動調整ステップによる手動調整後に前記特定位置測定手段による測定を指示する測定指示ステップと、
前記特定位置測定手段による特定位置と前記移動目標位置データ取得ステップで取得された位置との差に基づき前記位置検出ステップでの位置検出結果を表現する座標系を変更する座標系変更ステップとを備えた請求項９に記載の画像測定用プログラム。
前記座標系変更ステップは、複数の前記アライメント基準点のうち最初に測定した前記アライメント基準点を仮の原点として設定した後、他のアライメント基準点を測定し、この結果に基づいて原点及び座標軸の方向を変更する請求項１４に記載の画像測定用プログラム。
前記被測定対象の高さを測定する高さ測定ステップと、前記高さ測定ステップの測定結果に基づき前記被測定対象の傾きを演算する傾き演算ステップとを更に実行させるように構成され、前記座標系変更ステップはこの傾き演算ステップの演算結果に基づいて前記座標系を変更する請求項１４に記載の画像測定用プログラム。