JP5202966B2 - 画像測定方法および画像測定装置 - Google Patents
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Description
前者の逐次動作処理タイプでは、図7に示すように、予め登録された検査対象位置へ撮像光学ユニットが移動して停止したのち、その検査対象位置を撮像し、この後、撮像した画像を処理し、これを、予め登録された全ての検査対象位置について行う。
後者の連続動作処理タイプでは、図8に示すように、予め検査対象位置(座標位置)を登録したのち、撮像光学ユニットが登録された座標位置に順次移動しながら各登録座標位置で撮像し、各登録座標位置で撮像した画像を格納し、全ての登録座標位置での撮像・画像格納処理が終了したのち、格納した画像を呼び出し、その画像を処理して、終了する。
このため、これらの制御プログラムを作成する場合、撮影毎か、あるいは、複数撮影毎にフォーカス調整用シーケンスを組み込んで、フォーカスを逐次補正すること(以下、オートフォーカスという)が一般的に行われている(例えば、特許文献1)。
これら一連の動作を行うには、通常の測定を一旦停止してから、オートフォーカスシーケンスを割り込ませなければならない。
呼び出された位置座標がオートフォーカス位置座標でない場合には、つまり、撮像位置座標である場合には、その撮像位置座標へ撮像手段が位置するように、撮像手段および被測定物が相対移動されたのち、撮像手段によって被測定物の検査対象位置が撮像される。
そのため、それ以降の測定動作では、補正された撮像位置座標を基に、撮像手段によって被測定物の検査対象位置が撮像されるから、「ピンボケ」が生じるのを防ぐことができる。
この構成によれば、撮像手段を、オートフォーカス位置座標近傍にいて、円弧運動させながら撮像手段の光軸方向への直線運動に変換するようにしたから、撮像手段および被測定物の相対移動を停止させることなく、円弧運動によって撮像手段の光軸方向へスムースに移動方向の変換を行うことができる。
また、本発明の他の画像測定装置の前記オートフォーカス指令手段は、前記撮像手段が、前記オートフォーカス位置座標近傍において、円弧運動しながら前記撮像手段の光軸方向へ直線運動するよう前記相対移動手段を動作させ、この直線運動の複数位置で撮像する、ことを特徴とする。
<実施形態の構造説明>
図1は、本発明の実施形態に係る画像測定装置の全体構成を示す図、図2は、同画像測定装置のブロック図である。
これらの図に示すように、画像測定装置は、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、得られた画像を処理する制御処理システム30とから構成されている。
三次元移動機構20は、テーブル3を前後方向(Y軸方向)へ移動させるY軸駆動部21と、テーブル3を跨いで架台2に設けられた門形コラム22と、この門形コラム22の水平ビームに左右方向(X軸方向)へ移動可能に設けられたXスライダ23と、このXスライダ23に上下方向(Z軸方向)へ移動可能に設けられたZスライダ24とから構成されている。Zスライダ24には、撮像光学ユニット10や照明装置5が設けられている。
エンコーダ4は、三次元方向の各軸方向、つまり、X軸、Y軸およびZ軸方向の位置を検出するもので、例えば、光電式エンコーダ、静電容量式エンコーダなどを利用できる。
照明装置5は、被測定物に対して斜めから光を照射できるように、対物レンズ12の外周に沿ってリング状に配置されている。
記憶装置31には、被測定物の検査対象位置を撮像するための撮像位置座標P1,P2,P3…およびオートフォーカス位置座標AFPを記憶する撮像位置格納エリア31Aや、撮像光学ユニット10で撮像された画像データを格納する画像データ格納エリア31Bなどが設けられている。
制御処理装置32は、記憶装置31に記憶された各位置座標P1,P2…AFP…を順番に呼び出し、この呼び出した位置座標に基づいて三次元移動機構20を制御しながら撮像光学ユニット10によって被測定物の検査対象位置を撮像し、得られた画像を処理する。
測定および処理は、図3のフローチャートに示すように、ST(ステップ)1から順番に実行される。
ST1において、測定開始前に、被測定物の検査対象位置を撮像するための撮像位置座標およびオートフォーカス位置座標を記憶装置31に記憶させておく(登録工程)。
例えば、図4に示すように、被測定物の検査対象位置を撮像するための撮像位置座標P1,P2,P3,P4,P5(X,Y,Z座標)を入力するとともに、オートフォーカス動作を行うためのオートフォーカス位置座標AFPを入力する。すると、これらの撮像位置座標P1,P2,P3,P4,P5およびオートフォーカス位置座標AFPが記憶装置31の撮像位置格納エリア31Aに格納される。
ST3において、呼び出された位置座標がオートフォーカス位置座標AFPであるか否かが判別される(判別工程)。ST3において、呼び出された位置座標がオートフォーカス位置座標AFPでない場合には、つまり、撮像位置座標である場合にはST4へ進む。また、呼び出された位置座標がオートフォーカス位置座標AFPの場合にはST5へ進む。
例えば、図5(A)に示すように、撮像光学ユニット10が、オートフォーカス位置座標AFP近傍において、螺旋運動されながら、撮像光学ユニット10の光軸方向(Z軸方向)へ相対移動され、この螺旋運動の複数位置(X,Y軸座標が同じでZ軸座標が異なる複数位置)において、撮像光学ユニット10によって被測定物のオートフォーカス位置が撮像される。
このような動作、つまり、撮像光学ユニット10を、螺旋運動または円弧運動させながら、撮像光学ユニット10の光軸方向へ相対移動させるため、撮像光学ユニット10の相対移動を停止させることなく、撮像光学ユニット10の光軸方向へスムースに移動方向の変換を行うことができる。
ST7において、記憶装置31の中から、次の位置座標が呼び出される。
ST8において、撮像終了かの判断がされる。撮像終了でない場合は、ST3へ戻り、撮像終了まで、ST7までの処理が繰り返される。撮像終了の場合は、ST9へ進む。
従って、ST6において、記憶装置31に記憶された撮像位置座標が補正されると、図6に示すように、それ以降の測定動作では、補正された撮像位置座標P4',P5'を基に、撮像光学ユニット10によって被測定物の検査対象位置が撮像されるから、「ピンボケ」が生じるのを防ぐことができる。
ST10では、読み出された画像データが処理されて、被測定物の検査対象位置が検査(形状や寸法の測定も含む)される(画像処理工程)。
ST11において、画像処理作業の終了か否かが判断される。終了でない場合は、ST9およびST10の処理が、繰り返される。終了の場合は、作業を終える。
本発明は、上述した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。
前記実施形態では、撮像位置座標P3,P4の間に、オートフォーカス位置座標AFPを登録したが、オートフォーカス位置座標AFPは、撮像位置座標P3,P4の間に限らず、測定開始前であってもよい。また、測定経路中に挿入されるオートフォーカス位置座標AFPは、1つに限らず、複数箇所であってもよい。
20…三次元移動機構(相対移動手段)、
31…記憶装置、
31A…撮像位置格納エリア、
31B…画像データ格納エリア、
32…制御処理装置(制御処理手段)、
41…呼出手段、
42…判別手段、
43…撮像指令手段、
44…オートフォーカス指令手段、
45…補正手段、
46…画像処理手段、
AFP…オートフォーカス位置座標、
P1,P2,P3,P4,P5…撮像位置座標。
Claims (4)
- 撮像手段によって被測定物の検査対象位置を撮像し、この撮像した画像データを解析して被測定物の形状や寸法等を測定する画像測定方法において、
前記被測定物の検査対象位置を撮像する撮像位置座標およびオートフォーカス位置座標を記憶手段に記憶させる登録工程と、
前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出し、この呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標であるか否かを判別する判別工程と、
前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標でないとき、呼び出した撮像位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記撮像手段および前記被測定物を相対移動させて撮像する撮像工程と、
前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標のとき、そのオートフォーカス位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記撮像手段および前記被測定物を相対移動させるとともに、前記撮像手段を前記撮像手段の光軸方向へ相対移動させながら複数位置で撮像するオートフォーカス動作工程と、
前記オートフォーカス動作工程で得られた画像から合焦位置を求め、その位置に前記記憶手段に記憶された前記撮像位置座標を補正する補正工程と、を備え、
前記オートフォーカス動作工程では、前記撮像手段を、前記オートフォーカス位置座標近傍において、螺旋運動させながら前記撮像手段の光軸方向へ相対移動させ、この螺旋運動の複数位置で撮像する、
ことを特徴とする画像測定方法。 - 撮像手段によって被測定物の検査対象位置を撮像し、この撮像した画像データを解析して被測定物の形状や寸法等を測定する画像測定方法において、
前記被測定物の検査対象位置を撮像する撮像位置座標およびオートフォーカス位置座標を記憶手段に記憶させる登録工程と、
前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出し、この呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標であるか否かを判別する判別工程と、
前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標でないとき、呼び出した撮像位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記撮像手段および前記被測定物を相対移動させて撮像する撮像工程と、
前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標のとき、そのオートフォーカス位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記撮像手段および前記被測定物を相対移動させるとともに、前記撮像手段を前記撮像手段の光軸方向へ相対移動させながら複数位置で撮像するオートフォーカス動作工程と、
前記オートフォーカス動作工程で得られた画像から合焦位置を求め、その位置に前記記憶手段に記憶された前記撮像位置座標を補正する補正工程と、を備え、
前記オートフォーカス動作工程では、前記撮像手段を、前記オートフォーカス位置座標近傍において、円弧運動させながら前記撮像手段の光軸方向への直線運動に変換し、この直線運動の複数位置で撮像する、
ことを特徴とする画像測定方法。 - 撮像手段によって被測定物の検査対象位置を撮像し、この撮像した画像データを解析して被測定物の形状や寸法等を測定する画像測定装置において、
前記撮像手段と前記被測定物とを相対移動させる相対移動手段と、
前記被測定物の検査対象位置を撮像する撮像位置座標およびオートフォーカス位置座標を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出し、この呼び出した位置座標に基づいて前記相対移動手段を制御しながら前記撮像手段によって撮像し、得られた画像を処理する制御処理手段とを備え、
前記制御処理手段は、前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出す呼出手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標であるか否かを判別する判別手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標でないとき、呼び出した撮像位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記相対移動手段を動作させて撮像する撮像指令手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標のとき、そのオートフォーカス位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記相対移動手段を動作させるとともに、前記撮像手段が前記撮像手段の光軸方向へ相対移動するように前記相対移動手段を動作させながら複数位置で撮像するオートフォーカス指令手段と、前記オートフォーカス指令手段で得られた画像から合焦位置を求め、その位置に前記記憶手段に記憶された前記撮像位置座標を補正する補正手段とを有し、
前記オートフォーカス指令手段は、前記撮像手段が、前記オートフォーカス位置座標近傍において、螺旋運動しながら前記撮像手段の光軸方向へ直線運動するように前記相対移動手段を動作させ、この螺旋運動の複数位置で撮像する、
ことを特徴とする画像測定装置。 - 撮像手段によって被測定物の検査対象位置を撮像し、この撮像した画像データを解析して被測定物の形状や寸法等を測定する画像測定装置において、
前記撮像手段と前記被測定物とを相対移動させる相対移動手段と、
前記被測定物の検査対象位置を撮像する撮像位置座標およびオートフォーカス位置座標を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出し、この呼び出した位置座標に基づいて前記相対移動手段を制御しながら前記撮像手段によって撮像し、得られた画像を処理する制御処理手段とを備え、
前記制御処理手段は、前記記憶手段に記憶された各位置座標を順番に呼び出す呼出手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標であるか否かを判別する判別手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標でないとき、呼び出した撮像位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記相対移動手段を動作させて撮像する撮像指令手段と、前記呼び出した位置座標がオートフォーカス位置座標のとき、そのオートフォーカス位置座標へ前記撮像手段が位置するように前記相対移動手段を動作させるとともに、前記撮像手段が前記撮像手段の光軸方向へ相対移動するように前記相対移動手段を動作させながら複数位置で撮像するオートフォーカス指令手段と、前記オートフォーカス指令手段で得られた画像から合焦位置を求め、その位置に前記記憶手段に記憶された前記撮像位置座標を補正する補正手段とを有し、
前記オートフォーカス指令手段は、前記撮像手段が、前記オートフォーカス位置座標近傍において、円弧運動しながら前記撮像手段の光軸方向へ直線運動するよう前記相対移動手段を動作させ、この直線運動の複数位置で撮像する、
ことを特徴とする画像測定装置。
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