JP5547105B2 - 寸法測定装置、寸法測定方法及び寸法測定装置用のプログラム - Google Patents
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Description
<寸法測定装置1>
図1は、本発明の実施の形態1による寸法測定装置1の一構成例を示した斜視図である。この寸法測定装置1は、可動ステージ12上に配置されたワークを撮影し、その撮影画像を解析してワークの寸法を測定する画像測定器であり、測定ユニット10、制御ユニット20、キーボード31及びマウス32により構成される。ワークは、その形状や寸法が測定される測定対象物である。
図2は、図1の測定ユニット10内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット10を鉛直面により切断した場合の切断面が示されている。この測定ユニット10は、ディスプレイ11、可動ステージ12、ステージ駆動ユニット110、透過照明ユニット120、リング照明ユニット130、同軸落射照明用光源141、受光レンズユニット150、撮像素子155及び158により構成される。
図4のステップS101〜S103は、図1の寸法測定装置1の動作の一例を示したフローチャートである。この寸法測定装置1では、その動作が3つのプロセス、すなわち、測定設定データの作成(ステップS101)、測定の実行(ステップS102)及び測定結果の表示(ステップS103)からなる。
図5のステップS201〜S204は、図1の寸法測定装置1における測定設定データの作成時の動作の一例を示したフローチャートである。この図には、制御ユニット20において測定設定データを作成する場合が示されている。
図6は、図1の寸法測定装置1を用いて段差のあるワークWを撮影したワーク画像W1〜W3の一例を示した図である。この図は、落射照明により撮影した場合が示され、図中の(a)には、段差を有するワークWの斜視図が示され、(b)には、可動ステージ12をZ方向に順次に移動させながら撮影したワーク画像W1〜W3が示されている。
図7は、図1の寸法測定装置1における測定対象箇所の設定時の動作の一例を示した図である。図中の(a)には、マスターピースを撮影した複数の撮影画像を深度合成して得られるマスター画像M1が示され、(b)には、マスター画像M1を用いて測定対象箇所を設定するための測定設定画面2が示されている。
図8は、図1の寸法測定装置1における測定箇所の設定時の動作の一例を示した図であり、マスター画像M1とマスターピースを撮影した実画像とが切り替えられる様子が示されている。測定設定画面2上で測定設定を行う場合、深度合成により得られたマスター画像M1と、可動ステージ12上のマスターピースを撮影した実画像とは、測定対象箇所を指定した所定の切替操作によって切り替えることができる。
図9のステップS301〜S311は、図1の寸法測定装置1における測定箇所の設定時の動作の一例を示したフローチャートである。所定のマスターピースが可動ステージ12上に配置され、所定の操作によって測定対象箇所の設定開始が指示されれば、まず、可動ステージ12を深度合成のための開始位置へ移動させ、可動ステージ12上のマスターピースを撮影することにより、撮影画像が取得される(ステップS301)。
図10は、図1の寸法測定装置1における動作の一例を示した図であり、図中の(a)には、測定箇所を設定する際に用いられるマスター画像M1が示され、(b)には、ワークWの寸法を実際に測定する際に撮影されたワーク画像W10が示されている。
図11のステップS401〜S409は、図1の寸法測定装置1におけるワーク測定時の動作の一例を示したフローチャートである。測定対象のワークWが可動ステージ12上に配置され、測定開始ボタン16などの操作によって測定実行が指示されれば、まず、可動ステージ12を深度合成のための開始位置へ移動させ、可動ステージ12上のワークWを撮影することにより、ワーク画像が取得される(ステップS401,S402)。
図12は、図1の制御ユニット20の構成例を示したブロック図であり、制御ユニット20内の機能構成の一例が示されている。この制御ユニット20は、撮影制御部201、深度合成部202、深度合成画像記憶部203、マスター画像表示部204、特徴量情報生成部205、測定箇所情報生成部206、測定設定データ記憶部207、ワーク検出部208、エッジ抽出部209、寸法値算出部210、良否判定部211、測定結果表示部212及び実画像表示部213により構成される。
図13は、図7の測定設定画面2内の設定ボタン23の操作によってディスプレイ11上に表示される詳細設定画面3の一例を示した図である。この図には、高倍率視野内のマスターピースを高倍率で撮影した高倍率の実画像を用いて、エッジ抽出の条件を設定する場合が示されている。
実施の形態1では、ワークWを撮影して得られる深度合成画像から測定対象箇所のエッジを抽出して寸法値が算出される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、測定対象箇所に対応するZ方向の位置へ可動ステージ12を移動させて測定対象箇所にピントを合わせ、ピント調整されたワーク画像から測定対象箇所のエッジを抽出して寸法値を算出する場合について説明する。
2 測定設定画面
3 詳細設定画面
10 測定ユニット
10a 筐体
110 ステージ駆動ユニット
111 Z駆動部
112 XY駆動部
120 透過照明ユニット
121 透過照明用光源
122 ミラー
123 光学レンズ
130 リング照明ユニット
141 同軸落射照明用光源
142 ハーフミラー
150 受光レンズユニット
151 受光レンズ
152 ハーフミラー
153,156 絞り板
154,157 結像レンズ
155 低倍率撮影用の撮像素子
158 高倍率撮影用の撮像素子
11 ディスプレイ
12 可動ステージ
13 検出エリア
14a XY位置調整つまみ
14b Z位置調整つまみ
15 電源スイッチ
16 測定開始ボタン
20 制御ユニット
201 撮影制御部
202 深度合成部
203 深度合成画像記憶部
204 マスター画像表示部
205 特徴量情報生成部
206 測定箇所情報生成部
207 測定設定データ記憶部
208 ワーク検出部
209 エッジ抽出部
210 寸法値算出部
211 良否判定部
212 測定結果表示部
213 実画像表示部
214 測定箇所ピント調整部
31 キーボード
32 マウス
A1 エッジ検出領域
M1 マスター画像
W ワーク
W1〜W3,W10 ワーク画像
Claims (10)
- Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定する寸法測定装置において、
上記可動ステージ上のワークを撮影し、ワーク画像を生成する撮像手段と、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記ワーク画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成手段と、
マスターピースを撮影して得られる上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示手段と、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成手段と、
上記測定箇所情報に基づいて、ワークを撮影して得られた上記深度合成画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出手段とを備えたことを特徴とする寸法測定装置。 - Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定する寸法測定装置において、
上記可動ステージ上のマスターピースを撮影し、撮影画像を生成する撮像手段と、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記撮影画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成手段と、
上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示手段と、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成手段と、
上記測定対象箇所に対応するZ方向の位置へ上記可動ステージを移動させ、当該測定対象箇所にピントを合わせる測定箇所ピント調整手段と、
上記測定箇所情報に基づいて、ピント調整された上記ワーク画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出手段とを備えたことを特徴とする寸法測定装置。 - 上記測定箇所ピント調整手段は、同一のワークに高さの異なる2以上の測定対象箇所がある場合に、これらの測定対象箇所について、対応するZ方向の位置へ上記可動ステージを順次に移動させることを特徴とする請求項2に記載の寸法測定装置。
- 上記可動ステージ上の上記ワークに対し、上記撮像手段と同じ側から照明光を照射する落射照明光源と、
上記マスター画像に対して上記測定対象箇所が指定された場合に、当該測定対象箇所に対応するZ方向の位置へ上記可動ステージを移動させてピントを合わせ、ピント調整後の上記マスターピースの撮影画像を取得して画面表示する撮影画像表示手段とを備え、
上記測定箇所情報生成手段は、上記ピント調整後のマスターピースの上記撮影画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定して上記測定箇所情報を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の寸法測定装置。 - 上記マスターピースの撮影画像に基づいて、照合用のパターン画像からなる特徴量情報を生成する特徴量情報生成手段と、
上記特徴量情報に基づいて、上記可動ステージ上の上記ワークの位置及び姿勢を特定するワーク検出手段とを備え、
上記エッジ抽出手段は、特定された位置及び姿勢、並びに、上記測定箇所情報に基づいて、上記測定対象箇所のエッジ抽出を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の寸法測定装置。 - 上記特徴量情報生成手段は、上記マスターピースを撮影して得られる上記深度合成画像に基づいて、上記特徴量情報を生成し、
上記ワーク検出手段は、上記ワークを撮影して得られる上記深度合成画像を上記パターン画像と照合することにより、上記ワークの位置及び姿勢を特定することを特徴とする請求項5に記載の寸法測定装置。 - Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定する寸法測定方法において、
上記可動ステージ上のワークを撮影し、ワーク画像を生成する撮像ステップと、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記ワーク画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成ステップと、
マスターピースを撮影して得られる上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示ステップと、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成ステップと、
上記測定箇所情報に基づいて、ワークを撮影して得られた上記深度合成画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出ステップとを備えたことを特徴とする寸法測定方法。 - Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定する寸法測定方法において、
上記可動ステージ上のマスターピースを撮影し、撮影画像を生成する撮像ステップと、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記撮影画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成ステップと、
上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示ステップと、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成ステップと、
上記測定対象箇所に対応するZ方向の位置へ上記可動ステージを移動させ、当該測定対象箇所にピントを合わせる測定箇所ピント調整ステップと、
上記測定箇所情報に基づいて、ピント調整された上記ワーク画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出ステップとを備えたことを特徴とする寸法測定方法。 - Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定するための寸法測定装置用のプログラムにおいて、
上記可動ステージ上のワークを撮影し、ワーク画像を生成する撮像手順と、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記ワーク画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成手順と、
マスターピースを撮影して得られる上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示手順と、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成手順と、
上記測定箇所情報に基づいて、ワークを撮影して得られた上記深度合成画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出手順と、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出手順とからなることを特徴とする寸法測定装置用のプログラム。 - Z方向に移動可能な可動ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジに基づいてワークの寸法を測定するための寸法測定装置用のプログラムにおいて、
上記可動ステージ上のマスターピースを撮影し、撮影画像を生成する撮像手順と、
上記可動ステージのZ方向の位置が異なる2以上の上記撮影画像を深度合成し、深度合成画像を生成する深度合成手順と、
上記深度合成画像をマスター画像として画面表示するマスター画像表示手順と、
上記マスター画像に対し測定対象箇所及び測定方法を指定し、測定箇所情報を生成する測定箇所情報生成手順と、
上記測定対象箇所に対応するZ方向の位置へ上記可動ステージを移動させ、当該測定対象箇所にピントを合わせる測定箇所ピント調整手順と、
上記測定箇所情報に基づいて、ピント調整された上記ワーク画像から上記測定対象箇所のエッジを抽出するエッジ抽出手順と、
抽出された上記エッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を求める寸法値算出手順とからなることを特徴とする寸法測定装置用のプログラム。
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