JP6442627B2 - Image measuring instrument - Google Patents

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Description

本発明は、画像測定器に係り、さらに詳しくは、ワークを撮影したワーク画像内のエッジを抽出してワークの寸法を測定する画像測定器の改良に関する。   The present invention relates to an image measuring instrument, and more particularly, to an improvement of an image measuring instrument that extracts an edge in a workpiece image obtained by photographing a workpiece and measures the dimension of the workpiece.

画像測定器は、ワークを撮影してワーク画像を取得し、ワーク画像内のエッジを抽出してワークの寸法や形状を測定する装置である(例えば、特許文献1〜5)。通常、ワークは、X,Y及びZ軸方向に移動可能な可動ステージ上に載置される。可動ステージをZ軸方向に移動させることにより、ワーク画像のピント合わせが行われ、X又はY軸方向に移動させることにより、ワークの視野内への位置調整が行われる。   An image measuring device is a device that captures a workpiece, acquires the workpiece image, extracts an edge in the workpiece image, and measures the size and shape of the workpiece (for example, Patent Documents 1 to 5). Usually, the workpiece is placed on a movable stage movable in the X, Y and Z axis directions. The workpiece image is focused by moving the movable stage in the Z-axis direction, and the position of the workpiece in the visual field is adjusted by moving in the X- or Y-axis direction.

ワーク画像は、可動ステージのZ軸方向の位置に関わらず、ワークに対して極めて正確な相似形であることから、ワーク画像上の距離や角度を判定することにより、ワーク上における実際の寸法を検知することができる。エッジ抽出は、ワーク画像の輝度変化を解析してエッジ点を検出し、検出した複数のエッジ点に直線、円、円弧などの幾何学図形をフィッティングさせることにより行われ、ワークと背景との境界、ワーク上の凹凸を示すエッジが求められる。ワークの寸法は、この様にして求められるエッジ間の距離や角度、円形状のエッジの中心位置や直径として測定される。また、測定した寸法値と設計値との差分(誤差)を公差と比較して良否判定が行われる。   Since the workpiece image is a very accurate similar shape to the workpiece regardless of the position of the movable stage in the Z-axis direction, the actual dimensions on the workpiece can be determined by determining the distance and angle on the workpiece image. Can be detected. Edge extraction is performed by analyzing the brightness change of the workpiece image, detecting edge points, and fitting geometric shapes such as straight lines, circles, and arcs to the detected edge points, and the boundary between the workpiece and the background Then, an edge indicating the unevenness on the workpiece is required. The dimensions of the workpiece are measured as the distance and angle between the edges determined in this way, and the center position and diameter of the circular edge. In addition, a quality determination is performed by comparing a difference (error) between the measured dimension value and the design value with a tolerance.

この様な画像測定器を用いてワークの外形を測定する場合、カメラとは反対側からステージ上のワークに照明光を照射する透過照明を利用することが多い。一方、ワーク上の非貫通孔、段差、凹凸を測定する場合には、カメラと同じ側からステージ上のワークに照明光を照射する落射照明が利用される。   When measuring the external shape of a workpiece using such an image measuring device, transmitted illumination that irradiates illumination light to the workpiece on the stage from the opposite side of the camera is often used. On the other hand, when measuring a non-through hole, a step, and an unevenness on a workpiece, epi-illumination that illuminates the workpiece on the stage from the same side as the camera is used.

特開2012−32224号公報JP 2012-32224 A 特開2012−32341号公報JP 2012-32341 A 特開2012−32344号公報JP 2012-32344 A 特開2012−159409号公報JP 2012-159409 A 特開2012−159410号公報JP 2012-159410 A

従来の画像測定器では、落射照明を利用した寸法測定において、ワーク表面のテクスチャ、すなわち、加工跡、模様、微細な凹凸をエッジとして誤抽出してしまうことがあり、透過照明を利用する場合に比べ、寸法測定が安定し難いという問題があった。そのため、ワークの形状や材質に応じて、各種の照明装置を使い分け、或いは、照明光の照射位置を調整することが行われていた。   In conventional image measuring instruments, when measuring the dimensions using epi-illumination, textures on the workpiece surface, that is, processing traces, patterns, and fine irregularities may be erroneously extracted as edges. In comparison, there was a problem that dimensional measurement was difficult to stabilize. Therefore, depending on the shape and material of the workpiece, various types of illumination devices are used properly or the irradiation position of illumination light is adjusted.

しかしながら、照明種別の選択や照射位置の調整には、熟練した技術及び経験に基づいた豊富な知識が必要であり、落射照明を利用した寸法測定では、熟練者でなければ装置のパフォーマンスを十分に発揮させることが難しいという問題があった。特に、同一のワークであっても、測定対象箇所の位置が異なれば、適切な照明種別や照射位置も変化するため、測定対象箇所に応じて照明種別や照射位置を適切に設定することは、熟練者でなければ困難であるという問題があった。   However, selection of illumination type and adjustment of irradiation position require abundant knowledge based on skilled technology and experience, and in dimension measurement using epi-illumination, the performance of the device is sufficiently improved unless it is an expert. There was a problem that it was difficult to demonstrate. In particular, even if it is the same workpiece, if the position of the measurement target location is different, the appropriate illumination type and irradiation position also change, so appropriately setting the illumination type and irradiation position according to the measurement target location is There was a problem that it would be difficult for non-experts.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、熟練者でなくても装置のパフォーマンスを十分に発揮させることができる画像測定器を提供することを目的とする。特に、照明装置の種別、照明光の照射位置などの照明条件を測定対象箇所に応じて自動的に調整することができる画像測定器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image measuring instrument that can sufficiently exhibit the performance of the apparatus even if it is not an expert. In particular, an object of the present invention is to provide an image measuring device that can automatically adjust illumination conditions such as the type of illumination device and the irradiation position of illumination light in accordance with the measurement target location.

第1の本発明による画像測定器は、ワークを載置するためのステージと、上記ステージ上のワークを照明する照明装置と、上記ステージ上のワークを撮影し、ワーク画像を生成するカメラと、ユーザ操作に基づいて、上記ワーク画像に対し、測定対象箇所を指定する測定対象箇所指定手段と、2以上の照明条件を保持する照明条件記憶手段と、上記カメラ及び上記照明装置を制御し、上記照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上の上記ワーク画像を取得する撮像制御手段と、取得された複数の上記ワーク画像を表示するワーク画像表示手段と、表示された上記ワーク画像のいずれか一つを選択するワーク画像選択手段と、選択された上記ワーク画像に基づいて、上記照明条件を決定する照明条件決定手段と、決定された上記照明条件で撮影された上記ワーク画像に基づいて、上記測定対象箇所のエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法を求める寸法算出手段とを備えて構成される。   An image measuring device according to a first aspect of the present invention includes a stage for placing a workpiece, an illumination device that illuminates the workpiece on the stage, a camera that photographs the workpiece on the stage and generates a workpiece image, Based on a user operation, the measurement target location specifying means for specifying the measurement target location for the work image, the illumination condition storage means for holding two or more illumination conditions, the camera and the illumination device are controlled, and Any of the imaging control means for acquiring two or more work images photographed sequentially with different illumination conditions, the work image display means for displaying the plurality of acquired work images, and any of the displayed work images A work image selecting means for selecting one of them, an illumination condition determining means for determining the illumination condition based on the selected work image, and the determined illumination condition. In based on the captured the workpiece image to extract an edge of the position to be measured, based on the extracted edge, constituted by a dimension calculation means for calculating a dimension of the position to be measured.

この画像測定器では、測定対象箇所が指定されれば、照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上のワーク画像を取得して表示される。そして、表示されたワーク画像のいずれか一つが選択されれば、選択されたワーク画像に基づいて照明条件が決定されるので、熟練者でなくても装置のパフォーマンスを十分に発揮させることができる。特に、表示されたワーク画像を選択するだけで、照明装置の種別、照明光の照射位置などの照明条件を測定対象箇所に応じて自動的に調整することができる。   In this image measuring device, when a measurement target location is designated, two or more workpiece images that are sequentially photographed with different illumination conditions are acquired and displayed. If any one of the displayed work images is selected, the illumination condition is determined based on the selected work image, so that the performance of the apparatus can be sufficiently exerted even if it is not an expert. . In particular, it is possible to automatically adjust the illumination conditions such as the type of the illumination device and the illumination light irradiation position in accordance with the measurement target location simply by selecting the displayed work image.

第2の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記測定対象箇所指定手段により同一のワーク画像に対して指定された2以上の測定対象箇所と、これらの測定対象箇所ごとに上記照明条件決定手段により決定された照明条件とを測定設定情報として保持する測定設定記憶手段を備え、上記測定設定記憶手段には、上記照明条件が上記測定対象箇所に関連づけて保持され、上記撮像制御手段が、上記測定設定情報が指定された連続測定において、上記測定設定情報として保持された上記照明条件で撮影されたワーク画像を取得することを、上記測定対象箇所を変更しながら繰り返し、上記寸法算出手段が、上記連続測定において取得された複数のワーク画像に対し、上記測定設定情報として保持された上記測定対象箇所ごとにエッジ抽出を行うように構成される。   In addition to the above-described configuration, the image measuring instrument according to the second aspect of the present invention includes two or more measurement target locations designated for the same workpiece image by the measurement target location designation means, and the illumination for each of these measurement target locations. Measurement setting storage means for holding the illumination conditions determined by the condition determination means as measurement setting information, wherein the measurement setting storage means holds the illumination conditions in association with the measurement target location, and the imaging control means However, in the continuous measurement in which the measurement setting information is specified, acquiring the work image photographed under the illumination condition held as the measurement setting information is repeated while changing the measurement target portion, and the dimension calculation is performed. The means extracts an edge for each of the measurement object locations held as the measurement setting information for a plurality of workpiece images acquired in the continuous measurement. Configured to perform.

この様な構成によれば、測定設定記憶手段には照明条件が測定対象箇所に関連づけて保持されるので、測定設定情報を指定することにより、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件を識別することができる。また、測定設定情報が指定された連続測定では、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件でワークが撮影され、得られたワーク画像に対してエッジ抽出が行われる。このため、ワークの形状や材質が変わっても、測定設定情報を指定するだけで、安定した寸法測定を行うことができる。   According to such a configuration, since the illumination condition is stored in the measurement setting storage unit in association with the measurement target location, the illumination condition suitable for measuring the measurement target location is specified by specifying the measurement setting information. Can be identified. In continuous measurement in which measurement setting information is specified, a workpiece is photographed under illumination conditions suitable for measuring a measurement target location, and edge extraction is performed on the obtained workpiece image. For this reason, even if the shape or material of the workpiece changes, it is possible to perform stable dimension measurement only by specifying measurement setting information.

第3の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記寸法算出手段が、上記照明条件及び上記測定対象箇所の位置が互いに異なる2以上のワーク画像からそれぞれ抽出したエッジ間の寸法を求めるように構成される。この様な構成によれば、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件でそれぞれ撮影された2以上のワーク画像を用いてエッジ間の寸法を求めるので、エッジ間の寸法を精度良く識別することができる。   In the image measuring device according to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the dimension calculation means obtains a dimension between edges extracted from two or more workpiece images having different illumination conditions and different positions of the measurement object. Configured as follows. According to such a configuration, since the dimension between the edges is obtained using two or more workpiece images photographed under illumination conditions suitable for measuring the measurement target portion, the dimension between the edges is accurately identified. be able to.

第4の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記照明装置として、上記ステージ上のワークに拡散光を上方から照射する拡散照明装置と、上記ステージ上のワークに照明光を下方から照射する透過照明装置とを備え、上記照明条件が、上記照明装置の種別を含むように構成される。   An image measuring instrument according to a fourth aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, a diffusing illumination device that irradiates the workpiece on the stage from above with a diffusing illumination device as the illumination device, and the illumination light from below on the workpiece on the stage. The illumination condition is configured to include the type of the illumination device.

この様な構成によれば、ワークの形状や材質に応じて、拡散照明装置及び透過照明装置を使い分けることができる。また、表示されたワーク画像を選択するだけで、測定対象箇所を測定するのに適した照明装置の種別を選択することができる。   According to such a configuration, the diffuse illumination device and the transmission illumination device can be used properly according to the shape and material of the workpiece. Further, it is possible to select a type of illumination device suitable for measuring a measurement target location by simply selecting the displayed work image.

第5の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記照明装置として、平行光からなる照明光又は平行光に近い拡がり角からなる照明光を上記ステージ上のワークに側方から照射する側射照明装置をさらに備えて構成される。この様な構成によれば、ワークの形状や材質に応じて、拡散照明装置、透過照明装置及び側射照明装置を使い分けることができる。   In addition to the above-described configuration, the image measuring instrument according to the fifth aspect of the present invention, as the illumination device, irradiates the workpiece on the stage from the side with illumination light composed of parallel light or illumination light having a divergence angle close to parallel light. A side illumination device is further provided. According to such a structure, according to the shape and material of a workpiece | work, a diffused illuminating device, a transmitted illuminating device, and a side illuminating device can be used properly.

第6の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記照明装置として、上記カメラの撮影軸を取り囲むリング状の光源であって、周方向を分割した2以上のブロックごとに点灯可能な光源を有するリング照明装置を備え、上記照明条件が、上記リング照明装置の点灯位置を含むように構成される。   An image measuring instrument according to a sixth aspect of the present invention is a ring-shaped light source that surrounds the imaging axis of the camera as the illumination device in addition to the above configuration, and can be turned on every two or more blocks divided in the circumferential direction. A ring illumination device having a light source is provided, and the illumination condition includes a lighting position of the ring illumination device.

この様な構成によれば、ワークの形状や材質に応じて、リング照明装置の点灯位置を調整することができる。また、表示されたワーク画像を選択するだけで、測定対象箇所を測定するのに適したリング照明装置の点灯位置を選択することができる。   According to such a configuration, the lighting position of the ring illumination device can be adjusted according to the shape and material of the workpiece. Moreover, the lighting position of the ring illumination device suitable for measuring the measurement target location can be selected simply by selecting the displayed work image.

第7の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記ステージ又は上記照明装置を上記カメラの撮影軸方向に移動させることにより、上記ステージに対する上記照明装置の相対位置を調整する相対位置調整手段を備え、上記照明条件が、上記相対位置を含むように構成される。   In addition to the above configuration, the image measuring device according to the seventh aspect of the present invention adjusts the relative position of the illuminating device with respect to the stage by moving the stage or the illuminating device in the photographing axis direction of the camera. Means for configuring the illumination condition to include the relative position.

この様な構成によれば、ワークの形状や材質に応じて、ステージに対する照明装置の相対位置を調整することができる。また、表示されたワーク画像を選択するだけで、測定対象箇所を測定するのに適した照明装置の相対位置を選択することができる。   According to such a configuration, the relative position of the illumination device with respect to the stage can be adjusted according to the shape and material of the workpiece. Moreover, the relative position of the illuminating device suitable for measuring a measurement object location can be selected only by selecting the displayed work image.

第8の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記測定対象箇所指定手段が、上記拡散照明装置の上記拡散光を照射して撮影された上記ワーク画像上の領域を測定対象箇所として指定するように構成される。この様な構成によれば、拡散光を照射して撮影されたワーク画像を用いることにより、ワークの全体像を確認しながら測定対象箇所を指定することができる。   In addition to the above-described configuration, the image measuring instrument according to the eighth aspect of the present invention uses, as the measurement target location, the measurement target location specifying means that takes an area on the work image photographed by irradiating the diffused light of the diffuse illumination device. Configured to specify. According to such a configuration, by using the work image taken by irradiating the diffused light, it is possible to specify the measurement target portion while confirming the whole image of the work.

第9の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、ユーザ操作に基づいて、上記照明条件を指定する照明条件指定手段を備えて構成される。この様な構成によれば、ワークの形状、材質、測定対象箇所の位置に応じて、照明条件を任意に指定することができる。   An image measuring device according to a ninth aspect of the present invention includes an illumination condition designating unit that designates the illumination condition based on a user operation in addition to the above configuration. According to such a configuration, it is possible to arbitrarily specify illumination conditions according to the shape, material, and position of the measurement target portion of the workpiece.

第10の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記ワーク画像選択手段が、上記測定対象箇所内の輝度変化に基づいて、表示された上記ワーク画像のいずれか一つを選択するように構成される。この様な構成によれば、照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上のワーク画像の中から、測定対象箇所を測定するのに適したワーク画像を自動的に選択して照明条件を決定することができる。   In the image measuring device according to a tenth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the work image selecting means selects any one of the displayed work images based on a change in luminance in the measurement target portion. Configured. According to such a configuration, a work image suitable for measuring a measurement target portion is automatically selected from two or more work images that are sequentially photographed with different illumination conditions, and the illumination condition is set. Can be determined.

第11の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記寸法算出手段が、取得された複数の上記ワーク画像について、上記測定対象箇所のエッジを抽出し、上記ワーク画像表示手段が、取得された複数の上記ワーク画像を一覧表示するとともに、抽出された上記エッジを対応するワーク画像上に表示し、上記ワーク画像選択手段が、一覧表示されたワーク画像の中からユーザが指定したワーク画像を選択するように構成される。   In the image measuring instrument according to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the dimension calculating unit extracts the edge of the measurement target portion from the plurality of acquired workpiece images, and the workpiece image displaying unit acquires A plurality of the above-mentioned work images displayed in a list, the extracted edges are displayed on the corresponding work images, and the work image selecting means designates a work image designated by the user from among the displayed work images Configured to select.

この様な構成によれば、一覧表示されたワーク画像を比較し、ワーク画像上に表示されたエッジによって、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件のワーク画像を任意に選択することができる。   According to such a configuration, it is possible to compare work images displayed in a list and arbitrarily select a work image having an illumination condition suitable for measuring a measurement target location by using an edge displayed on the work image. it can.

第12の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記寸法算出手段が、取得された複数の上記ワーク画像について、上記測定対象箇所から抽出したエッジに基づいて上記測定対象箇所の寸法を求め、上記ワーク画像表示手段が、求められた寸法を対応する上記ワーク画像上に表示するように構成される。   An image measuring instrument according to a twelfth aspect of the present invention is the image measuring device according to the present invention, wherein, in addition to the above-described configuration, the dimension calculating means determines the dimension of the measurement target location based on the edges extracted from the measurement target location for the plurality of acquired workpiece images. In other words, the workpiece image display means is configured to display the determined dimension on the corresponding workpiece image.

この様な構成によれば、一覧表示されたワーク画像を比較し、ワーク画像上に表示されたエッジや寸法によって、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件のワーク画像を選択することができる。   According to such a configuration, it is possible to compare the work images displayed in a list and select a work image having an illumination condition suitable for measuring the measurement target location based on the edges and dimensions displayed on the work image. it can.

第13の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、上記ワーク画像表示手段が、同一の上記照明条件で撮影された上記ワーク画像から2以上のエッジが抽出された場合に、これらのエッジを対応するワーク画像上に表示し、ユーザ操作に基づいて、上記ワーク画像上に表示された複数のエッジのいずれか一つを選択するエッジ選択手段をさらに備えて構成される。この様な構成によれば、ワーク画像上に表示された複数のエッジによって、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件のワーク画像及び適切なエッジを選択することができる。   An image measuring instrument according to a thirteenth aspect of the present invention is configured so that, in addition to the above-described configuration, when the work image display means extracts two or more edges from the work image photographed under the same illumination conditions, these edges are extracted. Is displayed on the corresponding work image, and further comprises an edge selection means for selecting any one of the plurality of edges displayed on the work image based on a user operation. According to such a configuration, it is possible to select a work image and an appropriate edge under illumination conditions suitable for measuring a measurement target location by using a plurality of edges displayed on the work image.

第14の本発明による画像測定器は、上記構成に加え、同一の上記照明条件で撮影された上記ワーク画像から抽出された複数のエッジの中からユーザが指定したエッジに基づいて、エッジ抽出のためのエッジ抽出パラメータを調整するエッジ抽出パラメータ調整手段を備えて構成される。この様な構成によれば、エッジ抽出パラメータが測定対象箇所から所望のエッジを抽出するのに適した値に自動調整されるので、エッジ抽出の安定性を向上させることができる。   An image measuring instrument according to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, performs edge extraction based on an edge designated by a user from a plurality of edges extracted from the workpiece image photographed under the same illumination conditions. Edge extraction parameter adjustment means for adjusting the edge extraction parameter for this purpose. According to such a configuration, since the edge extraction parameter is automatically adjusted to a value suitable for extracting a desired edge from the measurement target location, the stability of edge extraction can be improved.

本発明によれば、熟練者でなくても装置のパフォーマンスを十分に発揮させることができる画像測定器を提供することができる。特に、表示されたワーク画像を選択するだけで、照明装置の種別、照明光の照射位置などの照明条件を測定対象箇所に応じて自動的に調整することができる画像測定器を提供することができる。また、落射照明を利用した寸法測定において、ワーク表面のテクスチャをエッジとして誤抽出するのを抑制することができる画像測定器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is not an expert, the image measuring device which can fully exhibit the performance of an apparatus can be provided. In particular, it is possible to provide an image measuring device that can automatically adjust illumination conditions such as the type of illumination device and the illumination light irradiation position according to the measurement target location by simply selecting the displayed work image. it can. In addition, it is possible to provide an image measuring device capable of suppressing erroneous extraction of the texture of the workpiece surface as an edge in dimension measurement using epi-illumination.

本発明の実施の形態による画像測定器1の一構成例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one structural example of the image measuring device 1 by embodiment of this invention. 図1の測定ユニット10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を撮影軸と平行な垂直面により切断した場合の切断面が示されている。It is explanatory drawing which showed typically the structural example of the measurement unit 10 of FIG. 1, and the cut surface at the time of cut | disconnecting the measurement unit 10 by the perpendicular | vertical surface parallel to an imaging | photography axis | shaft is shown. 図1の制御ユニット20内の機能構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the function structure in the control unit 20 of FIG. 図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、測定ユニット10のディスプレイ装置11に表示される測定設定画面40が示されている。FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation of the image measuring device 1 of FIG. 1, and shows a measurement setting screen 40 displayed on the display device 11 of the measurement unit 10. 図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、互いに異なる照明条件で撮影された4つのワーク画像2が示されている。It is the figure which showed an example of operation | movement of the image measuring device 1 of FIG. 1, and the four workpiece | work images 2 image | photographed on mutually different illumination conditions are shown. 図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、互いに異なる照明条件で撮影された4つのワーク画像2が示されている。It is the figure which showed an example of operation | movement of the image measuring device 1 of FIG. 1, and the four workpiece | work images 2 image | photographed on mutually different illumination conditions are shown. 図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、ディスプレイ装置11に表示されるエッジ抽出設定画面50が示されている。FIG. 2 is a diagram showing an example of the operation of the image measuring device 1 in FIG. 1, and shows an edge extraction setting screen 50 displayed on the display device 11. 図1の画像測定器1における測定設定時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an operation at the time of measurement setting in the image measuring device 1 of FIG. 1. 図1の画像測定器1における寸法測定時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an operation at the time of dimension measurement in the image measuring device 1 of FIG. 1.

<画像測定器1>
図1は、本発明の実施の形態による画像測定器1の一構成例を示した斜視図である。この画像測定器1は、ワークを撮影したワーク画像内のエッジを抽出してワークの寸法を測定する寸法測定装置であり、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。
<Image measuring device 1>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an image measuring instrument 1 according to an embodiment of the present invention. The image measuring instrument 1 is a dimension measuring apparatus that extracts an edge in a workpiece image obtained by photographing a workpiece and measures the dimension of the workpiece, and includes a measuring unit 10, a control unit 20, a keyboard 31, and a mouse 32. The workpiece is a measurement object whose shape and dimensions are measured.

測定ユニット10は、ディスプレイ装置11、可動ステージ12、XY調整つまみ14a、Z調整つまみ14b、電源スイッチ15及び実行ボタン16を備え、可動ステージ12上のワークに可視光からなる検出光を照射し、その透過光又は反射光を受光してワーク画像を生成する。ワークは、可動ステージ12の検出エリア13内に載置される。また、測定ユニット10は、ワーク画像をディスプレイ装置11の表示画面11aに表示する。   The measurement unit 10 includes a display device 11, a movable stage 12, an XY adjustment knob 14 a, a Z adjustment knob 14 b, a power switch 15, and an execution button 16, and irradiates the work on the movable stage 12 with detection light composed of visible light, The transmitted light or reflected light is received to generate a work image. The workpiece is placed in the detection area 13 of the movable stage 12. Further, the measurement unit 10 displays the work image on the display screen 11 a of the display device 11.

ディスプレイ装置11は、ワーク画像や測定結果を表示画面11a上に表示する表示装置である。可動ステージ12は、ワークを載置するための載置台であり、検出光を透過させる検出エリア13が設けられている。検出エリア13は、透明ガラスからなる円形状の領域である。この可動ステージ12は、カメラの撮影軸に平行なZ軸方向と、撮影軸に垂直なX軸方向及びY軸方向に移動させることができる。   The display device 11 is a display device that displays work images and measurement results on the display screen 11a. The movable stage 12 is a mounting table for mounting a work, and is provided with a detection area 13 through which detection light is transmitted. The detection area 13 is a circular area made of transparent glass. The movable stage 12 can be moved in the Z-axis direction parallel to the shooting axis of the camera and in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the shooting axis.

XY調整つまみ14aは、可動ステージ12をX軸方向又はY軸方向に移動させることにより、X軸方向及びY軸方向の位置を調整するための操作部である。Z調整つまみ14bは、可動ステージ12をZ軸方向に移動させることにより、Z軸方向の位置を調整するための操作部である。電源スイッチ15は、測定ユニット10及び制御ユニット20の主電源をオン状態及びオフ状態間で切り替えるための操作部である。実行ボタン16は、寸法測定を開始させるための操作部である。   The XY adjustment knob 14a is an operation unit for adjusting the position in the X-axis direction and the Y-axis direction by moving the movable stage 12 in the X-axis direction or the Y-axis direction. The Z adjustment knob 14b is an operation unit for adjusting the position in the Z-axis direction by moving the movable stage 12 in the Z-axis direction. The power switch 15 is an operation unit for switching the main power supply of the measurement unit 10 and the control unit 20 between an on state and an off state. The execution button 16 is an operation unit for starting dimension measurement.

制御ユニット20は、測定ユニット10による撮影や画面表示を制御し、ワーク画像を解析してワークの寸法を測定するコントローラ部であり、キーボード31及びマウス32が接続されている。電源投入後、検出エリア13内にワークを配置して実行ボタン16を操作すれば、ワークの寸法が自動的に測定される。   The control unit 20 is a controller unit that controls photographing and screen display by the measurement unit 10, analyzes a work image, and measures the dimensions of the work, and is connected to a keyboard 31 and a mouse 32. After the power is turned on, if the work is placed in the detection area 13 and the execution button 16 is operated, the dimensions of the work are automatically measured.

<測定ユニット10>
図2は、図1の測定ユニット10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を撮影軸と平行な垂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、ディスプレイ装置11、可動ステージ12、筐体100、ステージ調整部101、鏡筒部102、照明位置調整部103、カメラ110,120、同軸落射照明ユニット130、リング照明ユニット140及び透過照明ユニット150により構成される。
<Measurement unit 10>
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a configuration example of the measurement unit 10 of FIG. 1, and shows a cut surface when the measurement unit 10 is cut by a vertical plane parallel to the imaging axis. The measurement unit 10 includes a display device 11, a movable stage 12, a housing 100, a stage adjustment unit 101, a lens barrel unit 102, an illumination position adjustment unit 103, cameras 110 and 120, a coaxial incident illumination unit 130, a ring illumination unit 140, and The transmitted illumination unit 150 is used.

ステージ調整部101、鏡筒部102、カメラ110,120、同軸落射照明ユニット130及び透過照明ユニット150は、筐体100内に配置されている。ステージ調整部101は、制御ユニット20からの駆動信号に基づいて、可動ステージ12をX,Y又はZ軸方向に移動させ、ワークのX,Y及びZ軸方向の位置を調整する。   The stage adjustment unit 101, the lens barrel unit 102, the cameras 110 and 120, the coaxial incident illumination unit 130, and the transmission illumination unit 150 are disposed in the housing 100. The stage adjustment unit 101 moves the movable stage 12 in the X, Y, or Z axis direction based on the drive signal from the control unit 20 to adjust the position of the workpiece in the X, Y, and Z axis directions.

カメラ110は、撮影倍率の低い撮像装置であり、撮像素子111、結像レンズ112、絞り板113及び受光レンズ114により構成される。撮像素子111は、検出光を受光してワーク画像を生成する。この撮像素子111は、受光面を下方に向けて配置されている。結像レンズ112は、検出光を撮像素子111上に結像させる光学部材である。絞り板113は、検出光の透過光量を制限する光学絞りであり、結像レンズ112及び受光レンズ114間に配置されている。受光レンズ114は、ワークからの検出光を集光する光学部材であり、可動ステージ12に対向させて配置されている。結像レンズ112、絞り板113及び受光レンズ114は、上下方向に延びる中心軸を中心として配置されている。   The camera 110 is an imaging device with a low imaging magnification, and includes an imaging element 111, an imaging lens 112, a diaphragm plate 113, and a light receiving lens 114. The image sensor 111 receives the detection light and generates a work image. The image sensor 111 is disposed with the light receiving surface facing downward. The imaging lens 112 is an optical member that images the detection light on the image sensor 111. The diaphragm plate 113 is an optical diaphragm that limits the amount of transmitted detection light, and is disposed between the imaging lens 112 and the light receiving lens 114. The light receiving lens 114 is an optical member that condenses the detection light from the workpiece, and is disposed to face the movable stage 12. The imaging lens 112, the diaphragm plate 113, and the light receiving lens 114 are arranged around a central axis extending in the vertical direction.

カメラ120は、撮影倍率の高い撮像装置であり、撮像素子121、結像レンズ122、絞り板123、ハーフミラー124及び受光レンズ114により構成される。撮像素子121は、検出光を受光してワーク画像を生成する。この撮像素子121は、受光面を水平方向に向けて配置されている。結像レンズ122は、検出光を撮像素子121上に結像させる光学部材である。絞り板123は、検出光の透過光量を制限する光学絞りであり、結像レンズ122及びハーフミラー124間に配置されている。受光レンズ114は、カメラ110と共通である。受光レンズ114を透過した検出光は、ハーフミラー124により水平方向に折り曲げられ、絞り板123及び結像レンズ122を介して撮像素子121に結像する。   The camera 120 is an imaging device having a high shooting magnification, and includes an imaging device 121, an imaging lens 122, a diaphragm plate 123, a half mirror 124, and a light receiving lens 114. The image sensor 121 receives the detection light and generates a work image. The image sensor 121 is disposed with the light receiving surface facing in the horizontal direction. The imaging lens 122 is an optical member that images the detection light on the image sensor 121. The diaphragm plate 123 is an optical diaphragm that limits the amount of detection light transmitted, and is disposed between the imaging lens 122 and the half mirror 124. The light receiving lens 114 is common to the camera 110. The detection light transmitted through the light receiving lens 114 is bent in the horizontal direction by the half mirror 124 and forms an image on the image sensor 121 through the diaphragm plate 123 and the imaging lens 122.

撮像素子111及び121には、CCD(Charge Coupled Devices:電荷結合素子)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)などのイメージセンサが用いられる。受光レンズ114には、上下方向、すなわち、撮影軸方向の位置が変化しても、像の大きさを変化させない性質を有するテレセントリックレンズが用いられる。   For the imaging elements 111 and 121, an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) is used. As the light receiving lens 114, a telecentric lens having a property that the size of the image is not changed even if the position in the vertical direction, that is, the photographing axis direction is changed, is used.

同軸落射照明ユニット130は、可動ステージ12上のワークに照明光を上方から照射する落射照明装置であり、照射光の光軸を撮影軸に一致させている。この同軸落射照明ユニット130は、水平方向に向けて配置された光源131と、光源131から出射された照明光を下方に折り曲げるハーフミラー132とにより構成される。   The coaxial epi-illumination unit 130 is an epi-illumination device that irradiates the workpiece on the movable stage 12 with illumination light from above, and makes the optical axis of the illumination light coincide with the imaging axis. The coaxial incident illumination unit 130 includes a light source 131 arranged in the horizontal direction and a half mirror 132 that bends the illumination light emitted from the light source 131 downward.

結像レンズ112,122、絞り板113,123、ハーフミラー124,132及び受光レンズ114は、鏡筒部102内に配置されている。   The imaging lenses 112 and 122, the diaphragm plates 113 and 123, the half mirrors 124 and 132, and the light receiving lens 114 are disposed in the lens barrel portion 102.

透過照明ユニット150は、可動ステージ12上のワークに照明光を下方から照射する透過照明装置であり、光源151、ミラー152及び集光レンズ153により構成される。光源151は、水平方向に向けて配置されている。光源151から出射された照明光は、ミラー152により反射され、集光レンズ153を介して出射される。この照明光は、可動ステージ12を透過し、その透過光の一部は、ワークにより遮断され、他の一部が受光レンズ114に入射する。   The transmission illumination unit 150 is a transmission illumination device that irradiates the work on the movable stage 12 with illumination light from below, and includes a light source 151, a mirror 152, and a condenser lens 153. The light source 151 is arranged in the horizontal direction. The illumination light emitted from the light source 151 is reflected by the mirror 152 and emitted through the condenser lens 153. The illumination light is transmitted through the movable stage 12, a part of the transmitted light is blocked by the work, and the other part is incident on the light receiving lens 114.

リング照明ユニット140は、可動ステージ12上のワークに照明光を上方又は側方から照射する落射照明装置であり、カメラ110及び120の撮影軸を取り囲むリング形状からなる。このリング照明ユニット140は、可動ステージ12上のワークに拡散光を上方或いは側方から照射する拡散照明装置141と、可動ステージ12上のワークに照明光を側方から照射する側射照明装置142とを同軸に配置した照明装置である。   The ring illumination unit 140 is an epi-illumination device that irradiates the workpiece on the movable stage 12 with illumination light from above or from the side, and has a ring shape that surrounds the imaging axes of the cameras 110 and 120. The ring illumination unit 140 includes a diffuse illumination device 141 that irradiates the workpiece on the movable stage 12 from above or from the side, and a side illumination device 142 that illuminates the workpiece on the movable stage 12 from the side. Is an illuminating device arranged coaxially.

拡散照明装置141は、カメラ110及び120の撮影軸を取り囲むリング状の光源を有する。この光源は、周方向を分割した2以上のブロックごとに点灯可能である。側射照明装置142は、平行光又は平行光に近い拡がり角からなる照明光を照射し、ワークの周囲を側方から照明することができる。   The diffuse illumination device 141 includes a ring-shaped light source that surrounds the imaging axes of the cameras 110 and 120. This light source can be turned on every two or more blocks divided in the circumferential direction. The side illuminating device 142 can irradiate parallel light or illumination light having a divergence angle close to parallel light to illuminate the periphery of the workpiece from the side.

照明ユニット130〜150の光源には、LED(発光ダイオード)やハロゲンランプが用いられる。照明位置調整部103は、リング照明ユニット140を撮影軸方向に移動させることにより、可動ステージ12に対するリング照明ユニット140の相対位置を調整する相対位置調整手段である。ワークの照明方法としては、透過照明、リング照明又は同軸落射照明のいずれかを選択することができる。   An LED (light emitting diode) or a halogen lamp is used as a light source of the illumination units 130 to 150. The illumination position adjustment unit 103 is a relative position adjustment unit that adjusts the relative position of the ring illumination unit 140 with respect to the movable stage 12 by moving the ring illumination unit 140 in the imaging axis direction. As a method for illuminating the workpiece, one of transmission illumination, ring illumination, and coaxial epi-illumination can be selected.

<制御ユニット20>
図3は、図1の制御ユニット20内の機能構成の一例を示したブロック図である。この制御ユニット20は、照明条件記憶部21、撮像制御部22、ワーク画像記憶部23、測定対象箇所指定部24、測定設定記憶部25、ワーク画像表示部26、ワーク画像選択部27、照明条件決定部28、寸法算出部29、エッジ抽出パラメータ調整部30及びエッジ選択部33により構成される。
<Control unit 20>
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration in the control unit 20 of FIG. The control unit 20 includes an illumination condition storage unit 21, an imaging control unit 22, a work image storage unit 23, a measurement target location specifying unit 24, a measurement setting storage unit 25, a work image display unit 26, a work image selection unit 27, and an illumination condition. The determination unit 28, the dimension calculation unit 29, the edge extraction parameter adjustment unit 30, and the edge selection unit 33 are configured.

照明条件記憶部21には、予め登録された2以上の照明条件が保持される。ここでは、2以上の照明条件が固定値であるものとする。照明条件には、照明種別、照明位置、点灯位置及び照射強度と、それらの組合せとがある。照明種別は、照明装置の種別であり、同軸落射照明、拡散照明、側射照明及び透過照明の4つの種別の中から指定される。照明位置は、可動ステージ12に対するリング照明ユニット140の相対位置であり、所定範囲内で指定される。照明位置を調整することにより、照明光の照射角度を変更することができる。点灯位置は、拡散照明装置141において、点灯させるブロックの位置であり、2以上の点灯パターンの中から指定される。照射強度は、照明装置の発光強度であり、所定範囲内で指定される。   The illumination condition storage unit 21 holds two or more illumination conditions registered in advance. Here, it is assumed that two or more illumination conditions are fixed values. Illumination conditions include illumination type, illumination position, lighting position, irradiation intensity, and combinations thereof. The illumination type is a type of illumination device, and is specified from four types of coaxial epi-illumination, diffuse illumination, side illumination, and transmitted illumination. The illumination position is a relative position of the ring illumination unit 140 with respect to the movable stage 12, and is specified within a predetermined range. By adjusting the illumination position, the illumination angle of the illumination light can be changed. The lighting position is the position of the block to be lit in the diffuse lighting device 141, and is specified from two or more lighting patterns. The irradiation intensity is the emission intensity of the lighting device and is specified within a predetermined range.

撮像制御部22は、ユーザ操作に基づいて、カメラ110,120、照明位置調整部103及び照明ユニット130〜150を制御し、カメラ110又は120からワーク画像を取得してワーク画像記憶部23内に格納する。   The imaging control unit 22 controls the cameras 110 and 120, the illumination position adjustment unit 103, and the illumination units 130 to 150 based on a user operation, acquires a work image from the camera 110 or 120, and stores it in the work image storage unit 23. Store.

測定対象箇所指定部24は、ユーザ操作に基づいて、ワーク画像に対し、測定対象箇所を指定する。例えば、測定対象箇所指定部24は、拡散照明装置141の拡散光を照射して撮影されたワーク画像上の領域を測定対象箇所として指定する。拡散光を照射して撮影されたワーク画像を用いることにより、ワークの全体像を確認しながら測定対象箇所を指定することができる。測定設定記憶部25には、測定対象箇所を示す位置情報や測定種別が測定設定情報として保持される。   The measurement target location specifying unit 24 specifies the measurement target location for the work image based on a user operation. For example, the measurement target location designating unit 24 designates an area on the work image photographed by irradiating the diffused light from the diffuse illumination device 141 as the measurement target location. By using a work image taken by irradiating diffused light, it is possible to designate a measurement target location while confirming the entire image of the work. In the measurement setting storage unit 25, position information and measurement type indicating a measurement target location are held as measurement setting information.

なお、測定対象箇所を指定する具体的な方法としては、抽出対象のエッジ近傍にマウスカーソルを移動させ、クリック操作を行う方法と、ディスプレイ装置11が表示画面11aに対するタッチ操作を検出するタッチパネル機能を有する場合に、抽出対象のエッジ近傍をなぞる方法とがある。また、抽出対象のエッジの始点及び終点を指定する方法や、エッジ抽出の範囲を矩形又は円形で覆う方法があり、これらの方法を任意に選択することができる。また、エッジ抽出対象の幾何学図形は、直線、円、円弧、任意の曲線から選択することができる。   In addition, as a specific method of specifying the measurement target portion, a method of moving the mouse cursor near the edge to be extracted and performing a click operation, and a touch panel function for the display device 11 to detect a touch operation on the display screen 11a are provided. If there is, there is a method of tracing the vicinity of the edge to be extracted. Further, there are a method for specifying the start point and end point of the edge to be extracted, and a method for covering the edge extraction range with a rectangle or a circle, and these methods can be arbitrarily selected. Further, the geometric figure to be extracted can be selected from straight lines, circles, arcs, and arbitrary curves.

撮像制御部22は、照明条件記憶部21に予め登録された複数の照明条件について、照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上のワーク画像を取得する。上記2以上のワーク画像は、同一のワークが撮影されたワーク画像である。ワーク画像表示部26は、照明条件を決定するために撮像制御部22により取得された複数のワーク画像をディスプレイ装置11に表示する。ワーク画像選択部27は、照明条件を決定するためにワーク画像表示部26により表示されたワーク画像のいずれか一つを選択する。照明条件決定部28は、ワーク画像選択部27により選択されたワーク画像に基づいて、照明条件を決定する。   The imaging control unit 22 acquires two or more work images that are sequentially photographed with different illumination conditions for a plurality of illumination conditions registered in advance in the illumination condition storage unit 21. The two or more workpiece images are workpiece images obtained by photographing the same workpiece. The work image display unit 26 displays a plurality of work images acquired by the imaging control unit 22 on the display device 11 in order to determine an illumination condition. The work image selection unit 27 selects any one of the work images displayed by the work image display unit 26 in order to determine the illumination condition. The illumination condition determination unit 28 determines the illumination condition based on the work image selected by the work image selection unit 27.

照明条件決定部28により決定された照明条件は、測定対象箇所に関連づけて測定設定記憶部25内に測定設定情報として保持される。撮像制御部22は、照明条件決定部28により決定された照明条件で撮影されたワーク画像を取得する。寸法算出部29は、照明条件決定部28により決定された照明条件で撮影されたワーク画像に基づいて、測定対象箇所のエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法を求め、測定結果を出力する。   The illumination condition determined by the illumination condition determination unit 28 is stored as measurement setting information in the measurement setting storage unit 25 in association with the measurement target location. The imaging control unit 22 acquires a work image that is captured under the illumination condition determined by the illumination condition determination unit 28. The dimension calculation unit 29 extracts the edge of the measurement target location based on the work image photographed under the illumination condition determined by the illumination condition determination unit 28, and obtains the dimension of the measurement target location based on the extracted edge. , Output the measurement results.

測定設定記憶部25には、測定対象箇所指定部24により同一のワーク画像に対して指定された2以上の測定対象箇所と、これらの測定対象箇所ごとに照明条件決定部28により決定された照明条件とが測定設定情報として保持される。   In the measurement setting storage unit 25, two or more measurement target locations designated for the same workpiece image by the measurement target location designation unit 24, and the illumination determined by the illumination condition determination unit 28 for each of these measurement target locations Conditions are stored as measurement setting information.

撮像制御部22は、測定設定情報が指定された連続測定において、測定設定情報として保持された照明条件で撮影されたワーク画像を取得することを、測定対象箇所を変更しながら繰り返す。また、寸法算出部29は、連続測定において取得された複数のワーク画像に対し、測定設定情報として保持された測定対象箇所ごとにエッジ抽出を行う。   The imaging control unit 22 repeats acquiring a workpiece image photographed under the illumination condition held as the measurement setting information in the continuous measurement in which the measurement setting information is specified while changing the measurement target portion. In addition, the dimension calculation unit 29 performs edge extraction for each measurement target location held as measurement setting information for a plurality of workpiece images acquired in continuous measurement.

測定設定情報が指定された連続測定では、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件でワークが撮影され、得られたワーク画像に対してエッジ抽出が行われる。このため、ワークの形状や材質が変わっても、測定設定情報を指定するだけで、安定した寸法測定を行うことができる。   In continuous measurement in which measurement setting information is specified, a workpiece is photographed under illumination conditions suitable for measuring a measurement target portion, and edge extraction is performed on the obtained workpiece image. For this reason, even if the shape or material of the workpiece changes, it is possible to perform stable dimension measurement only by specifying measurement setting information.

寸法算出部29は、照明条件及び測定対象箇所の位置が互いに異なる2以上のワーク画像からそれぞれ抽出したエッジ間の寸法を求める。この様に構成すれば、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件でそれぞれ撮影された2以上のワーク画像を用いてエッジ間の寸法を求めるので、エッジ間の寸法を精度良く識別することができる。   The dimension calculation unit 29 obtains a dimension between edges extracted from two or more workpiece images having different illumination conditions and positions of measurement target positions. With this configuration, the dimension between the edges is obtained using two or more workpiece images photographed under illumination conditions suitable for measuring the measurement target location, so that the dimension between the edges can be accurately identified. Can do.

寸法値などの測定結果は、ディスプレイ装置11に表示される。また、制御ユニット20は、ワークを連続して測定する連続測定のための測定設定データを作成する。この測定設定データは、位置決め情報、測定設定情報、測定対象箇所ごとの設計値や公差を示す情報からなる。位置決め情報は、ワーク画像を解析してワークの位置や姿勢を検出するための情報である。   Measurement results such as dimension values are displayed on the display device 11. Further, the control unit 20 creates measurement setting data for continuous measurement for continuously measuring the workpiece. The measurement setting data includes positioning information, measurement setting information, and information indicating design values and tolerances for each measurement target location. The positioning information is information for analyzing the workpiece image and detecting the position and posture of the workpiece.

寸法算出部29は、照明条件を決定するために撮像制御部22により取得された複数のワーク画像について、測定対象箇所のエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法を求める。照明条件を決定する際のエッジ抽出方法には、予め指定されたエッジ抽出パラメータを用いて、尤もらしい1つのエッジを求める方法と、2以上のエッジを候補として算出する方法とがある。   The dimension calculation unit 29 extracts the edge of the measurement target part from the plurality of workpiece images acquired by the imaging control unit 22 to determine the illumination condition, and obtains the dimension of the measurement target part based on the extracted edge. . As an edge extraction method for determining the illumination condition, there are a method for obtaining one likely edge using a predetermined edge extraction parameter and a method for calculating two or more edges as candidates.

2以上のエッジを候補として算出する場合、ユーザが測定対象箇所として指定した画像領域又は当該画像領域を数画素分だけ拡大した拡大領域からエッジ点を抽出し、抽出した多数のエッジ点を2以上のグループにグループ化する。そして、エッジ点のグループ化には、エッジ点の位置情報を用いて、互いに近接しているエッジ点を同じグループに分類する方法や、エッジ特性、すなわち、エッジの方向又は強度に基づいて、エッジ点をグループ分けする方法がある。また、エッジ抽出対象として指定された幾何学図形に対するマッチング度合によって、エッジ点をグループ分けすることもできる。   When calculating two or more edges as candidates, an edge point is extracted from an image region designated by the user as a measurement target location or an enlarged region obtained by enlarging the image region by several pixels, and two or more extracted edge points are extracted. Group into groups. For edge point grouping, edge point position information is used to classify edge points that are close to each other into the same group, or based on edge characteristics, that is, edge direction or strength. There is a way to group points. Also, the edge points can be grouped according to the matching degree with respect to the geometric figure designated as the edge extraction target.

ワーク画像表示部26は、照明条件を決定するために撮像制御部22により取得された複数のワーク画像を一覧表示するとともに、抽出された測定対象箇所のエッジと求められた寸法とを対応するワーク画像上に表示する。ワーク画像の一覧表示では、例えば、表示画面11aが2以上の表示領域に分割され、互いに異なる照明条件で撮影された複数のワーク画像が各表示領域にそれぞれ表示される。また、ワーク画像を縮小したサムネイル画像が作成され、2以上のサムネイル画像が各表示領域にそれぞれ表示され、いずれかのサムネイル画像が選択されれば、当該サムネイル画像に対応する元のワーク画像が表示される。   The work image display unit 26 displays a list of a plurality of work images acquired by the imaging control unit 22 in order to determine the illumination condition, and the workpiece corresponding to the extracted edge of the measurement target portion and the obtained dimension. Display on the image. In the list display of work images, for example, the display screen 11a is divided into two or more display areas, and a plurality of work images photographed under different illumination conditions are displayed in each display area. In addition, a thumbnail image obtained by reducing the work image is created, and two or more thumbnail images are displayed in each display area. If any one of the thumbnail images is selected, the original work image corresponding to the thumbnail image is displayed. Is done.

ワーク画像選択部27は、一覧表示されたワーク画像の中からユーザが指定したワーク画像を選択する。一覧表示されたワーク画像を比較し、ワーク画像上に表示されたエッジや寸法によって、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件のワーク画像を任意に選択することができる。また、表示されたワーク画像を選択するだけで、照明装置の種別、照明位置などの照明条件を測定対象箇所に応じて自動的に調整することができる。   The work image selection unit 27 selects a work image designated by the user from the list of work images displayed. The workpiece images displayed in a list can be compared, and a workpiece image having an illumination condition suitable for measuring the measurement target location can be arbitrarily selected based on the edges and dimensions displayed on the workpiece image. Moreover, it is possible to automatically adjust the illumination conditions such as the type of illumination device and the illumination position in accordance with the measurement target location by simply selecting the displayed work image.

ワーク画像選択部27は、測定対象箇所内の輝度変化に基づいて、照明条件を決定するために表示されたワーク画像のいずれか一つを選択する。例えば、測定対象箇所のエッジ付近のコントラストを求め、求めたコントラストに基づいて、エッジ抽出に最適なワーク画像を選択する。この様に構成すれば、照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上のワーク画像の中から、測定対象箇所を測定するのに適したワーク画像を自動的に選択して照明条件を決定することができる。   The work image selection unit 27 selects any one of the displayed work images for determining the illumination condition based on the luminance change in the measurement target portion. For example, the contrast in the vicinity of the edge of the measurement target location is obtained, and a work image optimal for edge extraction is selected based on the obtained contrast. If comprised in this way, the illumination condition is determined by automatically selecting a workpiece image suitable for measuring the measurement target location from two or more workpiece images photographed sequentially with different illumination conditions. can do.

ワーク画像表示部26は、同一の照明条件で撮影されたワーク画像から2以上のエッジが抽出された場合に、これらのエッジを対応するワーク画像上に表示する。この様に構成すれば、ワーク画像上に表示された複数のエッジによって、測定対象箇所を測定するのに適した照明条件のワーク画像及び適切なエッジを選択することができる。エッジ選択部33は、ユーザ操作に基づいて、ワーク画像上に表示された複数のエッジのいずれか一つを選択する。   When two or more edges are extracted from a work image taken under the same illumination condition, the work image display unit 26 displays these edges on the corresponding work image. If comprised in this way, the workpiece | work image of a lighting condition suitable for measuring a measurement object location and a suitable edge can be selected with the some edge displayed on the workpiece | work image. The edge selection unit 33 selects any one of a plurality of edges displayed on the work image based on a user operation.

エッジ抽出パラメータ調整部30は、同一の照明条件で撮影されたワーク画像から抽出された複数のエッジの中からユーザが指定したエッジに基づいて、エッジ抽出のためのエッジ抽出パラメータを調整する。エッジ抽出パラメータには、エッジ強度、スキャン方向、エッジ方向及び優先指定を示すパラメータがある。   The edge extraction parameter adjustment unit 30 adjusts an edge extraction parameter for edge extraction based on an edge designated by the user from among a plurality of edges extracted from a work image photographed under the same illumination condition. The edge extraction parameters include parameters indicating edge strength, scan direction, edge direction, and priority designation.

エッジ強度は、直線方向の画素の位置と各画素の輝度値とからなる輝度分布における輝度の微分値であり、エッジ強度パラメータとして、上限値及び下限値を指定することができる。エッジ強度は、輝度が急峻に変化する画素位置ほど、高い。エッジ強度が低い画素位置では、ノイズ成分をエッジとして誤抽出してしまうことがあるが、エッジ強度パラメータにより指定された範囲内のエッジ点のみを抽出することにより、安定したエッジ抽出が可能となる。   The edge strength is a differential value of luminance in the luminance distribution composed of the pixel position in the linear direction and the luminance value of each pixel, and an upper limit value and a lower limit value can be designated as the edge strength parameter. The edge intensity is higher as the pixel position has a sharp change in luminance. At pixel positions with low edge strength, noise components may be erroneously extracted as edges. However, by extracting only edge points within the range specified by the edge strength parameter, stable edge extraction becomes possible. .

スキャン方向は、エッジを探索する際の探索方向であり、スキャン方向パラメータとして、測定対象箇所に対し、ユーザから見て、左方向又は右方向のいずれか、或いは、上方向又は下方向のいずれか、或いは、指定なしを選択することができる。エッジ方向は、輝度値が変化する際の変化方向であり、輝度分布をスキャン方向に走査する場合に、エッジ方向パラメータとして、輝度値が低輝度側から高輝度側へ変化するのか、或いは、輝度値が高輝度側から低輝度側へ変化するのか、或いは、指定なしを選択することができる。通常、特定のエッジを構成するエッジ点は、同一方向であるため、エッジ方向を指定することにより、逆方向のエッジを誤抽出するのを抑制することができる。   The scan direction is the search direction when searching for an edge, and as a scan direction parameter, either the left direction or the right direction, or the upward direction or the downward direction, as viewed from the user, with respect to the measurement target location Alternatively, no designation can be selected. The edge direction is a changing direction when the luminance value changes, and when the luminance distribution is scanned in the scanning direction, whether the luminance value changes from the low luminance side to the high luminance side as an edge direction parameter, or the luminance It is possible to select whether the value changes from the high luminance side to the low luminance side or not specified. Usually, since the edge points constituting a specific edge are in the same direction, it is possible to suppress erroneous extraction of edges in the reverse direction by designating the edge direction.

優先指定は、エッジ強度、スキャン方向及びエッジ方向の各パラメータにより指定されたエッジ抽出条件を満たす2以上のエッジ点が同一直線上に検出された場合に、いずれのエッジ点を採用するのかの指定である。例えば、輝度分布をスキャン方向に走査する場合に、最初に検出されたエッジ点を採用するのか、或いは、測定対象箇所の中心又は中心線に最も近いエッジ点を採用するのかが、優先指定パラメータにより指定される。また、ノイズ成分が少ない側から輝度分布を走査し、最初に検出されたエッジ点を採用することを優先指定パラメータにより指定することができる。この様な優先指定により、エッジ抽出の安定性を向上させることができる。   Priority designation is to designate which edge point is to be adopted when two or more edge points satisfying the edge extraction conditions specified by the parameters of edge strength, scan direction and edge direction are detected on the same straight line. It is. For example, when scanning the luminance distribution in the scanning direction, whether to use the edge point detected first or the edge point closest to the center or center line of the measurement target location depends on the priority designation parameter. It is specified. Further, it is possible to designate the priority distribution parameter to scan the luminance distribution from the side with less noise component and adopt the edge point detected first. Such priority designation can improve the stability of edge extraction.

上述したエッジ抽出パラメータを測定対象箇所から所望のエッジを抽出するのに適した値に自動調整することにより、エッジ抽出の安定性を向上させることができる。エッジ抽出パラメータの調整は、ユーザが指定したエッジを構成するエッジ点について、エッジ強度の分布やエッジ方向を求めることにより、行われる。   By automatically adjusting the above-described edge extraction parameter to a value suitable for extracting a desired edge from a measurement target location, the stability of edge extraction can be improved. The edge extraction parameter is adjusted by obtaining the edge intensity distribution and the edge direction for the edge points constituting the edge designated by the user.

<測定設定画面40>
図4は、図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、測定ユニット10のディスプレイ装置11に表示される測定設定画面40が示されている。この測定設定画面40は、測定設定データを作成するための編集画面であり、プレビュー領域41、サーチ実行ボタン42、サムネイル表示領域43及び照明条件表示領域44により構成される。
<Measurement setting screen 40>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the image measuring device 1 of FIG. 1, and shows a measurement setting screen 40 displayed on the display device 11 of the measurement unit 10. The measurement setting screen 40 is an editing screen for creating measurement setting data, and includes a preview area 41, a search execution button 42, a thumbnail display area 43, and an illumination condition display area 44.

プレビュー領域41には、撮影されたワーク画像2、サムネイル表示領域43において選択されたサムネイル画像に対応するワーク画像2が表示される。サーチ実行ボタン42は、照明条件を変更しながら可動ステージ12上のワークを順次に撮影する連続撮影を実行させるための操作アイコンである。   In the preview area 41, the photographed work image 2 and the work image 2 corresponding to the thumbnail image selected in the thumbnail display area 43 are displayed. The search execution button 42 is an operation icon for executing continuous shooting for sequentially shooting the workpiece on the movable stage 12 while changing the illumination condition.

サムネイル表示領域43には、連続撮影により取得されたワーク画像2から作成された複数のサムネイル画像が一覧表示されている。サムネイル画像は、画素の間引き処理などによってワーク画像2を縮小した縮小画像である。この例では、3つのサムネイル画像がサムネイル表示領域43内に表示され、測定対象箇所から抽出されたエッジ3がサムネイル画像上に表示されている。   The thumbnail display area 43 displays a list of a plurality of thumbnail images created from the work image 2 acquired by continuous shooting. The thumbnail image is a reduced image obtained by reducing the work image 2 by pixel thinning processing or the like. In this example, three thumbnail images are displayed in the thumbnail display area 43, and the edge 3 extracted from the measurement target portion is displayed on the thumbnail image.

サムネイル表示領域43内のサムネイル画像のいずれか一つを任意に選択することができ、選択されたサムネイル画像に対応するワーク画像2がプレビュー領域41に表示される。選択するサムネイル画像を変更するごとに、プレビュー領域41内のワーク画像が切り替えられる。選択されたサムネイル画像は、色付きの矩形枠が付加され、容易に識別することができる。照明条件表示領域44には、選択されたサムネイル画像に対応づけられた照明条件が表示される。例えば、選択された照明ユニットは、リング照明ユニット140の拡散照明装置141であり、リング照明ユニット140のZ軸方向の位置は、上限値、すなわち、0mmである。   Any one of the thumbnail images in the thumbnail display area 43 can be arbitrarily selected, and the work image 2 corresponding to the selected thumbnail image is displayed in the preview area 41. Each time the thumbnail image to be selected is changed, the work image in the preview area 41 is switched. The selected thumbnail image is added with a colored rectangular frame and can be easily identified. In the illumination condition display area 44, an illumination condition associated with the selected thumbnail image is displayed. For example, the selected illumination unit is the diffuse illumination device 141 of the ring illumination unit 140, and the position of the ring illumination unit 140 in the Z-axis direction is the upper limit value, that is, 0 mm.

ユーザは、サムネイル表示領域43に一覧表示されたサムネイル画像上のエッジや、プレビュー領域41に表示されたワーク画像2上のエッジを確認することにより、適切な照明条件で撮影されたワーク画像2を選択することができる。   The user confirms the edges on the thumbnail images displayed as a list in the thumbnail display area 43 and the edges on the work image 2 displayed in the preview area 41, so that the work image 2 photographed under an appropriate illumination condition is displayed. You can choose.

図5は、図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、互いに異なる照明条件で撮影された4つのワーク画像2が示されている。この図には、異なる照明条件で撮影された4つのワーク画像2を測定設定画面40のプレビュー領域41内に一覧表示する場合が示されている。また、この図では、ワークの中央部に形成された貫通孔が測定対象箇所として指定されている。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the image measuring device 1 in FIG. 1, and shows four work images 2 photographed under different illumination conditions. This figure shows a case where four work images 2 photographed under different illumination conditions are displayed as a list in the preview area 41 of the measurement setting screen 40. Moreover, in this figure, the through-hole formed in the center part of the workpiece | work is designated as a measurement object location.

プレビュー領域41内には、照明条件「拡散照明a」、「拡散照明b」、「側射照明」及び「透過照明」で撮影されたワーク画像2が表示されている。照明条件「拡散照明a」では、リング照明ユニット140の拡散照明装置141が照明装置として使用され、照明光を上方から照射した場合に、ワークからの反射光を受光することにより、ワーク画像2が生成される。照明条件「拡散照明b」では、拡散照明装置141をZ軸方向に移動させることにより、照明光が斜め上方、例えば、斜め45°から照射される。   In the preview area 41, the work image 2 photographed under the illumination conditions “diffuse illumination a”, “diffuse illumination b”, “side illumination”, and “transmission illumination” is displayed. In the illumination condition “diffuse illumination a”, the diffuse illumination device 141 of the ring illumination unit 140 is used as an illumination device, and when the illumination light is irradiated from above, the workpiece image 2 is received by receiving the reflected light from the workpiece. Generated. Under the illumination condition “diffuse illumination b”, the diffused illumination device 141 is moved in the Z-axis direction so that illumination light is irradiated obliquely from above, for example, from 45 °.

照明条件「側射照明」では、リング照明ユニット140の側射照明装置142が照明装置として使用され、照明光を側方から照射した場合に、ワークからの反射光を受光することにより、ワーク画像2が生成される。照明条件「透過照明」では、透過照明ユニット150が照明装置として使用され、照明光を下方から照射した場合に、ワークを透過した透過光を受光することにより、ワーク画像2が生成される。   In the illumination condition “side illumination”, the side illumination device 142 of the ring illumination unit 140 is used as an illumination device. When illumination light is irradiated from the side, the workpiece image is received by receiving reflected light from the workpiece. 2 is generated. Under the illumination condition “transmission illumination”, the transmission illumination unit 150 is used as an illumination device, and when the illumination light is irradiated from below, the workpiece image 2 is generated by receiving the transmission light transmitted through the workpiece.

各ワーク画像2には、測定対象箇所の寸法値が表示されている。ユーザは、ワーク画像2上に表示された寸法値を確認することにより、最適な照明条件で撮影されたワーク画像2を容易に識別することができる。この例では、測定対象箇所の設計値=3.000であり、透過照明により撮影されたワーク画像2に対し、寸法値「3.000」が表示されていることから、透過照明が最適な照明条件であることが判る。   Each workpiece image 2 displays a dimension value of a measurement target portion. By checking the dimension value displayed on the work image 2, the user can easily identify the work image 2 photographed under optimum illumination conditions. In this example, the design value of the measurement target location is 3.000, and the dimension value “3.000” is displayed for the work image 2 photographed by the transmitted illumination. It turns out that it is a condition.

図6は、図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、互いに異なる照明条件で撮影された4つのワーク画像2が示されている。この図では、ワーク表面に形成された円形状の段差が測定対象箇所として指定されている。この例では、測定対象箇所の設計値=10.000であり、拡散照明aにより撮影されたワーク画像2に対し、寸法値「10.000」が表示されていることから、拡散照明aが最適な照明条件であることが判る。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation of the image measuring device 1 in FIG. 1, and shows four work images 2 photographed under different illumination conditions. In this figure, a circular step formed on the workpiece surface is designated as a measurement target location. In this example, the design value of the measurement target portion is 10.000, and the dimension value “10.000” is displayed for the work image 2 photographed by the diffuse illumination a. Therefore, the diffuse illumination a is optimal. It can be seen that the lighting conditions are appropriate.

<エッジ抽出設定画面50>
図7は、図1の画像測定器1の動作の一例を示した図であり、ディスプレイ装置11に表示されるエッジ抽出設定画面50が示されている。このエッジ抽出設定画面50は、エッジ抽出パラメータを指定し、或いは、自動調整するための操作画面であり、自動調整ボタン51、リセットボタン52、スキャン方向入力欄53、エッジ方向入力欄54及び優先指定入力欄55により構成される。
<Edge extraction setting screen 50>
FIG. 7 is a diagram showing an example of the operation of the image measuring device 1 of FIG. 1, and shows an edge extraction setting screen 50 displayed on the display device 11. This edge extraction setting screen 50 is an operation screen for designating or automatically adjusting an edge extraction parameter, and includes an automatic adjustment button 51, a reset button 52, a scan direction input field 53, an edge direction input field 54, and priority designation. The input field 55 is configured.

自動調整ボタン51は、エッジ抽出パラメータの自動調整を実行させるための操作アイコンである。リセットボタン52は、現在のエッジ抽出パラメータをリセットし、エッジ抽出パラメータを予め定められた初期値又はデフォルト値に戻すための操作アイコンである。スキャン方向入力欄53は、スキャン方向パラメータを指定するための入力欄である。エッジ方向入力欄54は、エッジ方向パラメータを指定するための入力欄である。優先指定入力欄55は、優先指定パラメータを指定するための入力欄である。   The automatic adjustment button 51 is an operation icon for executing automatic adjustment of edge extraction parameters. The reset button 52 is an operation icon for resetting the current edge extraction parameter and returning the edge extraction parameter to a predetermined initial value or default value. The scan direction input field 53 is an input field for specifying a scan direction parameter. The edge direction input field 54 is an input field for specifying an edge direction parameter. The priority designation input field 55 is an input field for designating a priority designation parameter.

エッジ強度パラメータには、自動指定と、上限値及び下限値を個別に指定する閾値指定とのいずれかを選択することができる。エッジ強度パラメータの自動指定では、測定対象箇所のエッジを抽出するのに適切な上限値及び下限値が自動的に指定される。エッジ強度パラメータの閾値指定では、ユーザが所定の範囲内で上限値又は下限値を任意に指定することができる。   As the edge strength parameter, either automatic designation or threshold designation for individually designating an upper limit value and a lower limit value can be selected. In the automatic specification of the edge strength parameter, an upper limit value and a lower limit value appropriate for extracting the edge of the measurement target portion are automatically specified. In the threshold specification of the edge strength parameter, the user can arbitrarily specify an upper limit value or a lower limit value within a predetermined range.

図8のステップS101〜S112は、図1の画像測定器1における測定設定時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、制御ユニット20は、ユーザ操作を受け付け、ワーク画像に対し、測定対象箇所が指定されれば(ステップS101)、照明条件を選択して可動ステージ12上のワークを撮影し、ワーク画像を取得する(ステップS102,S103)。次に、制御ユニット20は、取得したワーク画像に基づいて、測定対象箇所のエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法値を算出する(ステップS104,S105)。   Steps S101 to S112 in FIG. 8 are flowcharts showing an example of an operation at the time of measurement setting in the image measuring device 1 in FIG. First, the control unit 20 accepts a user operation, and if a measurement target location is specified for the work image (step S101), the illumination condition is selected and the work on the movable stage 12 is photographed to obtain the work image. (Steps S102 and S103). Next, the control unit 20 extracts the edge of the measurement target location based on the acquired workpiece image, and calculates the dimension value of the measurement target location based on the extracted edge (steps S104 and S105).

制御ユニット20は、照明条件を変更しながら、ステップS102からステップS105の処理手順を繰り返し(ステップS106)、予め登録された全ての照明条件について、ワーク画像が取得されれば、取得されたワーク画像をディスプレイ装置11に一覧表示する(ステップS107)。   The control unit 20 repeats the processing procedure from step S102 to step S105 while changing the illumination condition (step S106). If workpiece images are acquired for all the illumination conditions registered in advance, the acquired workpiece image is obtained. Are displayed as a list on the display device 11 (step S107).

次に、制御ユニット20は、ユーザ操作を受け付け、一覧表示中のワーク画像のいずれか一つが選択されれば(ステップS108)、選択されたワーク画像に基づいて、照明条件を決定し、測定設定情報として記憶する(ステップS109,S110)。   Next, the control unit 20 accepts a user operation, and if any one of the work images being displayed in the list is selected (step S108), the control unit 20 determines the illumination condition based on the selected work image, and sets the measurement settings. Information is stored (steps S109 and S110).

制御ユニット20は、他に測定対象箇所があれば、ステップS101からステップS110までの処理手順を繰り返し(ステップS111)、全ての測定対象箇所について、照明条件が決定されれば、測定設定データを作成してこの処理を終了する(ステップS112)。   If there are other measurement target locations, the control unit 20 repeats the processing procedure from step S101 to step S110 (step S111), and creates measurement setting data if the illumination conditions are determined for all measurement target locations. This process is then terminated (step S112).

図9のステップS201〜S211は、図1の画像測定器1における寸法測定時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、制御ユニット20は、ユーザ操作を受け付け、連続測定対象のワークに応じた測定設定データを選択する(ステップS201)。   Steps S201 to S211 in FIG. 9 are flowcharts showing an example of the operation at the time of dimension measurement in the image measuring device 1 in FIG. First, the control unit 20 receives a user operation and selects measurement setting data corresponding to a workpiece to be continuously measured (step S201).

次に、制御ユニット20は、測定ユニット10の実行ボタン16が操作されれば(ステップS202)、測定設定データとして保持された測定対象箇所を読み出し(ステップS203)、照明条件を指定して可動ステージ12上のワークを撮影し、ワーク画像を取得する(ステップS204,S205)。   Next, when the execution button 16 of the measurement unit 10 is operated (Step S202), the control unit 20 reads the measurement target portion held as the measurement setting data (Step S203), specifies the illumination condition, and moves the movable stage. 12 is photographed to obtain a work image (steps S204 and S205).

制御ユニット20は、取得したワーク画像に基づいて、測定対象箇所のエッジを抽出し(ステップS206)、抽出したエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法値を算出する(ステップS207)。制御ユニット20は、他に測定対象箇所があれば、ステップS203からステップS207までの処理手順を繰り返し(ステップS208)、全ての測定対象箇所について、寸法測定が完了すれば、エッジや寸法値を測定結果としてディスプレイ装置11に表示し(ステップS209)、測定結果を保存する(ステップS210)。   The control unit 20 extracts the edge of the measurement target location based on the acquired workpiece image (step S206), and calculates the dimension value of the measurement target location based on the extracted edge (step S207). The control unit 20 repeats the processing procedure from step S203 to step S207 if there are other measurement target locations (step S208), and measures the edges and dimension values when the dimension measurement is completed for all measurement target locations. The result is displayed on the display device 11 (step S209), and the measurement result is stored (step S210).

制御ユニット20は、他に連続測定対象のワークがあれば、ステップS202以降の処理手順を繰り返し、他に連続測定対象のワークがなければ、この処理を終了する(ステップ211)。   If there is another workpiece to be continuously measured, the control unit 20 repeats the processing procedure after step S202, and if there is no other workpiece to be continuously measured, the control unit 20 ends this processing (step 211).

本実施の形態によれば、一覧表示されたワーク画像2のいずれか一つを選択することにより、照明条件が決定されるので、熟練者でなくても装置のパフォーマンスを十分に発揮させることができる。特に、表示されたワーク画像2を選択するだけで、照明装置の種別、照明光の照射位置などの照明条件を測定対象箇所に応じて自動的に調整することができる。また、照明条件が測定対象箇所に応じて自動調整されるので、落射照明を利用した寸法測定において、ワーク表面のテクスチャをエッジとして誤抽出するのを抑制することができる。   According to the present embodiment, since the lighting condition is determined by selecting any one of the displayed work images 2, the performance of the apparatus can be sufficiently exhibited even if it is not an expert. it can. In particular, it is possible to automatically adjust the illumination conditions such as the type of the illumination device and the irradiation position of the illumination light according to the measurement target location simply by selecting the displayed work image 2. In addition, since the illumination condition is automatically adjusted according to the measurement target location, it is possible to suppress erroneous extraction of the texture on the workpiece surface as an edge in dimension measurement using epi-illumination.

なお、本実施の形態では、予め登録される2以上の照明条件が固定値である場合の例について説明したが、本発明は、予め登録される2以上の照明条件をユーザ操作に基づいて指定する照明条件指定手段を備えるものであっても良い。   In this embodiment, an example in which two or more illumination conditions registered in advance are fixed values has been described. However, the present invention specifies two or more illumination conditions registered in advance based on a user operation. There may be provided lighting condition designating means.

また、本実施の形態では、照明位置調整部103がリング照明ユニット140のZ軸方向の位置を調整することにより、可動ステージ12に対するリング照明ユニット140の相対位置が調整される場合の例について説明したが、本発明は、相対位置調整手段の構成をこれに限定するものではない。例えば、可動ステージ12をZ軸方向に移動させ、或いは、可動ステージ12及びリング照明ユニット140をそれぞれZ軸方向に移動させることにより、可動ステージ12に対するリング照明ユニット140の相対位置を調整するような構成であっても良い。   In the present embodiment, an example in which the relative position of the ring illumination unit 140 with respect to the movable stage 12 is adjusted by the illumination position adjustment unit 103 adjusting the position of the ring illumination unit 140 in the Z-axis direction will be described. However, the present invention does not limit the configuration of the relative position adjusting means. For example, the relative position of the ring illumination unit 140 with respect to the movable stage 12 is adjusted by moving the movable stage 12 in the Z-axis direction or by moving the movable stage 12 and the ring illumination unit 140 in the Z-axis direction. It may be a configuration.

1 画像測定器
10 測定ユニット
11 ディスプレイ装置
11a 表示画面
12 可動ステージ
14a XY調整つまみ
14b Z調整つまみ
15 電源スイッチ
16 実行ボタン
100 筐体
101 ステージ調整部
102 鏡筒部
103 照明位置調整部
110,120 カメラ
130 同軸落射照明ユニット
140 リング照明ユニット
141 拡散照明装置
142 側射照明装置
150 透過照明ユニット
20 制御ユニット
21 照明条件記憶部
22 撮像制御部
23 ワーク画像記憶部
24 測定対象箇所指定部
25 測定設定記憶部
26 ワーク画像表示部
27 ワーク画像選択部
28 照明条件決定部
29 寸法算出部
30 エッジ抽出パラメータ調整部
31 キーボード
32 マウス
40 測定設定画面
50 エッジ抽出設定画面
2 ワーク画像
3 エッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image measuring device 10 Measurement unit 11 Display apparatus 11a Display screen 12 Movable stage 14a XY adjustment knob 14b Z adjustment knob 15 Power switch 16 Execution button 100 Case 101 Stage adjustment part 102 Lens barrel part 103 Illumination position adjustment part 110, 120 Camera 130 Coaxial epi-illumination unit 140 Ring illumination unit 141 Diffuse illumination device 142 Side-illumination device 150 Transmission illumination unit 20 Control unit 21 Illumination condition storage unit 22 Imaging control unit 23 Work image storage unit 24 Measurement target location designation unit 25 Measurement setting storage unit 26 Work image display unit 27 Work image selection unit 28 Illumination condition determination unit 29 Dimension calculation unit 30 Edge extraction parameter adjustment unit 31 Keyboard 32 Mouse 40 Measurement setting screen 50 Edge extraction setting screen 2 Work image 3 Edge

Claims (12)

ワークを載置するためのステージと、
上記ステージ上のワークを照明する照明装置と、
上記ステージ上のワークを撮影し、ワーク画像を生成するカメラと、
ユーザ操作に基づいて、上記ワーク画像に対し、測定対象箇所を指定する測定対象箇所指定手段と、
2以上の照明条件を保持する照明条件記憶手段と、
上記カメラ及び上記照明装置を制御し、上記照明条件を異ならせながら順次に撮影された2以上の上記ワーク画像を取得する撮像制御手段と、
取得された複数の上記ワーク画像を表示するワーク画像表示手段と、
表示された上記ワーク画像のいずれか一つを選択するワーク画像選択手段と、
選択された上記ワーク画像に基づいて、上記照明条件を決定する照明条件決定手段と、
決定された上記照明条件で撮影された上記ワーク画像に基づいて、上記測定対象箇所のエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法を求める寸法算出手段とを備え、
上記寸法算出手段は、取得された複数の上記ワーク画像について、上記測定対象箇所のエッジを抽出し、
上記ワーク画像表示手段は、取得された複数の上記ワーク画像を一覧表示するとともに、抽出された上記エッジに基づいて算出された寸法値を対応するワーク画像上に表示し、
上記ワーク画像選択手段は、一覧表示されたワーク画像の中からユーザが指定したワーク画像を選択することを特徴とする画像測定器。
A stage for placing the workpiece;
An illumination device that illuminates the workpiece on the stage;
A camera that shoots the workpiece on the stage and generates a workpiece image;
Based on a user operation, with respect to the work image, a measurement target location specifying means for specifying a measurement target location;
Illumination condition storage means for holding two or more illumination conditions;
Imaging control means for controlling the camera and the illuminating device, and acquiring two or more workpiece images taken sequentially while varying the illumination conditions;
Work image display means for displaying a plurality of the obtained work images;
Workpiece image selection means for selecting any one of the displayed workpiece images;
Illumination condition determination means for determining the illumination condition based on the selected work image;
Based on the work image photographed under the determined illumination conditions, the edge of the measurement target location is extracted, and based on the extracted edge, the size calculation means for obtaining the dimension of the measurement target location, and
The dimension calculation means extracts the edge of the measurement target location for the plurality of acquired work images,
The workpiece image display means displays a list of the plurality of acquired workpiece images, displays the dimension value calculated based on the extracted edge on the corresponding workpiece image,
The image measuring instrument, wherein the workpiece image selecting means selects a workpiece image designated by a user from among the workpiece images displayed in a list.
上記測定対象箇所指定手段により同一のワーク画像に対して指定された2以上の測定対象箇所と、これらの測定対象箇所ごとに上記照明条件決定手段により決定された照明条件とを測定設定情報として保持する測定設定記憶手段を備え、
上記測定設定記憶手段には、上記照明条件が上記測定対象箇所に関連づけて保持され、
上記撮像制御手段は、上記測定設定情報が指定された連続測定において、上記測定設定情報として保持された上記照明条件で撮影されたワーク画像を取得することを、上記測定対象箇所を変更しながら繰り返し、
上記寸法算出手段は、上記連続測定において取得された複数のワーク画像に対し、上記測定設定情報として保持された上記測定対象箇所ごとにエッジ抽出を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像測定器。
Two or more measurement target locations specified for the same workpiece image by the measurement target location specifying means and the illumination conditions determined by the illumination condition determination means for each measurement target location are stored as measurement setting information. Measurement setting storage means for
In the measurement setting storage means, the illumination condition is held in association with the measurement target location,
The imaging control unit repeatedly obtains a work image photographed under the illumination condition held as the measurement setting information in continuous measurement in which the measurement setting information is specified while changing the measurement target portion. ,
2. The image according to claim 1, wherein the dimension calculation unit performs edge extraction for each of the measurement target portions held as the measurement setting information, with respect to a plurality of workpiece images acquired in the continuous measurement. Measuring instrument.
上記寸法算出手段は、上記照明条件及び上記測定対象箇所の位置が互いに異なる2以上のワーク画像からそれぞれ抽出したエッジ間の寸法を求めることを特徴とする請求項2に記載の画像測定器。   The image measuring device according to claim 2, wherein the dimension calculating unit obtains a dimension between edges extracted from two or more workpiece images having different illumination conditions and positions of the measurement target portions. 上記照明装置として、上記ステージ上のワークに拡散光を上方から照射する拡散照明装置と、上記ステージ上のワークに照明光を下方から照射する透過照明装置とを備え、
上記照明条件は、上記照明装置の種別を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像測定器。
The illumination device includes a diffusion illumination device that irradiates the workpiece on the stage with diffused light from above, and a transmission illumination device that irradiates the workpiece on the stage with illumination light from below,
The image measuring device according to claim 1, wherein the illumination condition includes a type of the illumination device.
上記照明装置として、平行光からなる照明光又は平行光に近い拡がり角からなる照明光を上記ステージ上のワークに側方から照射する側射照明装置をさらに備えたことを特徴とする請求項4に記載の画像測定器。   5. The illumination apparatus according to claim 4, further comprising a side illumination apparatus that irradiates the workpiece on the stage from the side with illumination light composed of parallel light or illumination light having a divergence angle close to parallel light. The image measuring instrument described in 1. 上記照明装置として、上記カメラの撮影軸を取り囲むリング状の光源であって、周方向を分割した2以上のブロックごとに点灯可能な光源を有するリング照明装置を備え、
上記照明条件は、上記リング照明装置の点灯位置を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像測定器。
As the illuminating device, a ring-shaped light source that surrounds the imaging axis of the camera, and includes a ring illuminating device having a light source that can be turned on every two or more blocks divided in the circumferential direction,
The image measuring device according to claim 1, wherein the illumination condition includes a lighting position of the ring illumination device.
上記ステージ又は上記照明装置を上記カメラの撮影軸方向に移動させることにより、上記ステージに対する上記照明装置の相対位置を調整する相対位置調整手段を備え、
上記照明条件は、上記相対位置を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の画像測定器。
A relative position adjusting means for adjusting the relative position of the illumination device with respect to the stage by moving the stage or the illumination device in the direction of the photographing axis of the camera;
The image measuring device according to claim 1, wherein the illumination condition includes the relative position.
上記測定対象箇所指定手段は、上記拡散照明装置の上記拡散光を照射して撮影された上記ワーク画像上の領域を測定対象箇所として指定することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像測定器。   The image according to claim 4 or 5, wherein the measurement target location specifying means specifies a region on the work image photographed by irradiating the diffused light of the diffuse illumination device as a measurement target location. Measuring instrument. ユーザ操作に基づいて、上記照明条件を指定する照明条件指定手段を備えたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の画像測定器。   The image measuring device according to claim 1, further comprising an illumination condition designating unit that designates the illumination condition based on a user operation. 上記ワーク画像選択手段は、上記測定対象箇所内の輝度変化に基づいて、表示された上記ワーク画像のいずれか一つを選択することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の画像測定器。   The image according to claim 1, wherein the work image selection unit selects any one of the displayed work images based on a luminance change in the measurement target portion. Measuring instrument. 上記ワーク画像表示手段は、同一の上記照明条件で撮影された上記ワーク画像から2以上のエッジが抽出された場合に、これらのエッジを対応するワーク画像上に表示し、
ユーザ操作に基づいて、上記ワーク画像上に表示された複数のエッジのいずれか一つを選択するエッジ選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の画像測定器。
The work image display means displays two or more edges on the corresponding work image when two or more edges are extracted from the work image photographed under the same illumination condition.
The image measurement according to claim 1, further comprising an edge selection unit that selects any one of a plurality of edges displayed on the workpiece image based on a user operation. vessel.
同一の上記照明条件で撮影された上記ワーク画像から抽出された複数のエッジの中からユーザが指定したエッジに基づいて、エッジ抽出のためのエッジ抽出パラメータを調整するエッジ抽出パラメータ調整手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載の画像測定器。   Edge extraction parameter adjustment means for adjusting an edge extraction parameter for edge extraction based on an edge designated by the user from among a plurality of edges extracted from the work image photographed under the same illumination conditions The image measuring device according to claim 11.
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