JPH0545135A - 精密輪郭の視覚測定方法及び装置 - Google Patents
精密輪郭の視覚測定方法及び装置Info
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- JPH0545135A JPH0545135A JP2407089A JP40708990A JPH0545135A JP H0545135 A JPH0545135 A JP H0545135A JP 2407089 A JP2407089 A JP 2407089A JP 40708990 A JP40708990 A JP 40708990A JP H0545135 A JPH0545135 A JP H0545135A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 精密部品、特に精密インボリュートギアの平
面画像を撮像して画像信号に変換し、概略エッジ座標か
ら灰色値に基づいて精密エッジ座標を算出するととも
に、精密インボリュートギアの特徴に基づいて、その偏
心誤差、歯形誤差及びピッチ誤差を短時間で演算して精
度の高い測定値を得る。 【構成】 精密部品の輪郭を視覚的に測定する視覚測定
方法であって、（ａ）測定対象物（１）の画像（２）を
拡大するとともに、基準フォトマスク（９）で画像拡大
手段（３）により発生する拡大画像（４）の誤差を確定
するステップと、（ｂ）測定対象物（１）の拡大画像
（４）を灰色値を有する多数の画素から構成される画像
信号（６）に変換するステップと、（ｃ）前記画像信号
（６）の灰色値を２値化処理して、測定対象物（１）の
概略エッジ座標を得るステップと、（ｄ）前記概略エッ
ジ座標を参考として、画像信号（６）の灰色値に基づい
て、モーメント保存エッジ位置を演算して、測定対象物
（１）の精密エッジ座標を求めることにより必要な測定
を行うステップとからなる。
面画像を撮像して画像信号に変換し、概略エッジ座標か
ら灰色値に基づいて精密エッジ座標を算出するととも
に、精密インボリュートギアの特徴に基づいて、その偏
心誤差、歯形誤差及びピッチ誤差を短時間で演算して精
度の高い測定値を得る。 【構成】 精密部品の輪郭を視覚的に測定する視覚測定
方法であって、（ａ）測定対象物（１）の画像（２）を
拡大するとともに、基準フォトマスク（９）で画像拡大
手段（３）により発生する拡大画像（４）の誤差を確定
するステップと、（ｂ）測定対象物（１）の拡大画像
（４）を灰色値を有する多数の画素から構成される画像
信号（６）に変換するステップと、（ｃ）前記画像信号
（６）の灰色値を２値化処理して、測定対象物（１）の
概略エッジ座標を得るステップと、（ｄ）前記概略エッ
ジ座標を参考として、画像信号（６）の灰色値に基づい
て、モーメント保存エッジ位置を演算して、測定対象物
（１）の精密エッジ座標を求めることにより必要な測定
を行うステップとからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密部品の精密輪郭を
視覚に測定する方法及び装置に関し、特に、精密インボ
リュートギアの製造誤差を、その精密輪郭を画像処理す
ることにより短時間で正確に算出する精密輪郭の視覚測
定方法及び装置に関する。
視覚に測定する方法及び装置に関し、特に、精密インボ
リュートギアの製造誤差を、その精密輪郭を画像処理す
ることにより短時間で正確に算出する精密輪郭の視覚測
定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、最も一般的な平歯車であるインボ
リュートギアの偏心誤差、ピッチ誤差及び歯形誤差を測
定する手段として、歯車測定器、歯厚マイクロメータ及
び歯形ゲージなどが使用されていた。また、偏心誤差を
測定する工具として、測定針に測定盤を組合わせた偏心
インジケータがあり、測定盤に固定した測定対象物とし
てのインボリュートギアの各歯間に測定針を直接当接さ
せて偏心誤差を測定していた。そして、精密ギアの場合
は、直接測定が困難であるので、投影拡大手段で精密ギ
アの輪郭画像を投影拡大したうえで、上記３種類の誤差
を人手により測定することが一般的であった。
リュートギアの偏心誤差、ピッチ誤差及び歯形誤差を測
定する手段として、歯車測定器、歯厚マイクロメータ及
び歯形ゲージなどが使用されていた。また、偏心誤差を
測定する工具として、測定針に測定盤を組合わせた偏心
インジケータがあり、測定盤に固定した測定対象物とし
てのインボリュートギアの各歯間に測定針を直接当接さ
せて偏心誤差を測定していた。そして、精密ギアの場合
は、直接測定が困難であるので、投影拡大手段で精密ギ
アの輪郭画像を投影拡大したうえで、上記３種類の誤差
を人手により測定することが一般的であった。
【０００３】しかしながら、上述のような人手による測
定では、時間がかかるばかりではなく、測定者の熟練度
により測定精度が大きく左右されるという問題点があっ
た。
定では、時間がかかるばかりではなく、測定者の熟練度
により測定精度が大きく左右されるという問題点があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、精密部品、特に精密インボリュートギアの
誤差測定において、時間がかかり、かつ測定者の熟練度
により測定精度が大きく左右されるという点にある。
する課題は、精密部品、特に精密インボリュートギアの
誤差測定において、時間がかかり、かつ測定者の熟練度
により測定精度が大きく左右されるという点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、精密部品の輪
郭を視覚的に測定する視覚測定方法であって、（ａ）測
定対象物の画像を拡大するとともに、基準フォトマスク
で拡大手段により発生する拡大画像の誤差を検出補正す
るステップと、（ｂ）測定対象物の拡大画像を灰色値を
有する多数の画素から構成された画像信号に変換するス
テップと、（ｃ）前記画像信号の灰色値を２値化処理し
て、測定対象物の概略エッジ座標を得るステップと、
（ｄ）前記概略エッジ座標を参考として、前記画像信号
の灰色値に基づいて、モーメント保存エッジ位置を演算
して、測定対象物の精密エッジ座標を求めるステップ
と、からなることを主要な特徴とする。
郭を視覚的に測定する視覚測定方法であって、（ａ）測
定対象物の画像を拡大するとともに、基準フォトマスク
で拡大手段により発生する拡大画像の誤差を検出補正す
るステップと、（ｂ）測定対象物の拡大画像を灰色値を
有する多数の画素から構成された画像信号に変換するス
テップと、（ｃ）前記画像信号の灰色値を２値化処理し
て、測定対象物の概略エッジ座標を得るステップと、
（ｄ）前記概略エッジ座標を参考として、前記画像信号
の灰色値に基づいて、モーメント保存エッジ位置を演算
して、測定対象物の精密エッジ座標を求めるステップ
と、からなることを主要な特徴とする。
【０００６】本発明は、精密ギアの輪郭を視覚的に測定
する視覚測定装置であって、測定対象となる精密ギアを
載置する撮像プレートと、撮像プレートの下方に位置し
て平行光線を精密ギアに照射して精密ギアの輪郭画像を
発生させる平行光源と、撮像プレートに対して往復移動
して精密ギアの輪郭画像を拡大する画像拡大レンズと、
画像拡大レンズにより拡大された輪郭画像を撮像して、
当該輪郭画像をデータ処理可能な電気的な輪郭画像信号
に変換する固体カメラと、高解像度画像取込み回路及び
高解像度画像表示回路を備えて、固体カメラからの輪郭
画像信号を入力するとともに所定の画像データ処理を
し、かつ画像処理を完了した画像データを表示及び出力
することができるマイクロコンピュータと、撮像プレー
トに載置して、画像拡大レンズにより発生する画像誤差
を補正する目的で使用される基準フォトマスクと、測定
対象となる精密部品を撮像プレートのどの位置に載置す
るかを指示する指示光源と、撮像プレート及び画像拡大
手段間の焦点距離を表示する焦点切替スケールとを具備
して、精密ギアの偏心、歯形及びピッチ誤差を精密測定
することを特徴とする。
する視覚測定装置であって、測定対象となる精密ギアを
載置する撮像プレートと、撮像プレートの下方に位置し
て平行光線を精密ギアに照射して精密ギアの輪郭画像を
発生させる平行光源と、撮像プレートに対して往復移動
して精密ギアの輪郭画像を拡大する画像拡大レンズと、
画像拡大レンズにより拡大された輪郭画像を撮像して、
当該輪郭画像をデータ処理可能な電気的な輪郭画像信号
に変換する固体カメラと、高解像度画像取込み回路及び
高解像度画像表示回路を備えて、固体カメラからの輪郭
画像信号を入力するとともに所定の画像データ処理を
し、かつ画像処理を完了した画像データを表示及び出力
することができるマイクロコンピュータと、撮像プレー
トに載置して、画像拡大レンズにより発生する画像誤差
を補正する目的で使用される基準フォトマスクと、測定
対象となる精密部品を撮像プレートのどの位置に載置す
るかを指示する指示光源と、撮像プレート及び画像拡大
手段間の焦点距離を表示する焦点切替スケールとを具備
して、精密ギアの偏心、歯形及びピッチ誤差を精密測定
することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】（１）本発明の方法 図１は本発明の方法を説明するブロック図、図２はその
方法を説明するフローチャート、図３は補正用の基準フ
ォトマスクの拡大画像を示す平面図、図４は拡大輪郭画
像を示す正面図である。
方法を説明するフローチャート、図３は補正用の基準フ
ォトマスクの拡大画像を示す平面図、図４は拡大輪郭画
像を示す正面図である。
【０００８】図１において、本発明の精密輪郭の視覚測
定方法は、図１の各ステップにより遂行される。つま
り、測定対象物１の測定対象画像２を、画像拡大手段３
を介して拡大画像４とする。この拡大画像４を撮像手段
５により撮像して電気的な画像信号６に転換した後、高
解像度画像取込み回路及び高解像度画像表示回路を備え
たマイクロコンピュータ７に画像信号６を入力して、図
２にフローチャートとして示した所定の画像処理（後
述）を行い、かつ画像処理の途中で撮像指令７ａを撮像
手段５に出力して必要な撮像動作を行うとともに、画像
処理の対象となる拡大画像４をマイクロコンピュータ７
の高解像度画像表示回路を介して画像監視ディスプレイ
８に表示する。なお、この画像監視ディスプレイ８は、
画像処理の過程にある拡大画像を監視するために設けた
補助手段である。
定方法は、図１の各ステップにより遂行される。つま
り、測定対象物１の測定対象画像２を、画像拡大手段３
を介して拡大画像４とする。この拡大画像４を撮像手段
５により撮像して電気的な画像信号６に転換した後、高
解像度画像取込み回路及び高解像度画像表示回路を備え
たマイクロコンピュータ７に画像信号６を入力して、図
２にフローチャートとして示した所定の画像処理（後
述）を行い、かつ画像処理の途中で撮像指令７ａを撮像
手段５に出力して必要な撮像動作を行うとともに、画像
処理の対象となる拡大画像４をマイクロコンピュータ７
の高解像度画像表示回路を介して画像監視ディスプレイ
８に表示する。なお、この画像監視ディスプレイ８は、
画像処理の過程にある拡大画像を監視するために設けた
補助手段である。
【０００９】図１と図２とにおいて、スタート（ａ−
１）により撮像手段５が撮像（ａ−２）を行い、画像信
号６を得る。この画像信号６をマイクロコンピュータ７
の２値化回路で２値化処理して２値化画像（ａ−３）を
得ると同時に、輪郭追跡法により測定対象物１の輪郭を
形成する概略エッジ座標（ａ−４）を演算する。この時
点での輪郭画像４ａが図１に示す如く撮像指令７ａを撮
像手段５に入力して拡大画像４を再びマイクロコンピュ
ータ７に取り込む（ａ−５）。そして、概略エッジ座標
（ａ−４）を参考値として、前記画像信号６を形成する
各画素の灰色値に基づいて、正確な精密エッジ座標を演
算により求める。つまり、概略エッジ座標のｘ成分を読
み取り（ａ−６）、つづいて灰色値に基づき精密エッジ
座標のｘ成分（ａ−７）を算出する。次に、この算出さ
れたエッジ座標のｘ成分が予め設定した所定範囲内にあ
るか否かを判定（ａ−８）して、ＹＥＳ（符号Ｙで示
す。以下同じ）の場合は、概略エッジ座標のｙ成分を読
み取り（ａ−９）、つづいて灰色値に基づき精密エッジ
座標のｙ成分を算出した（ａ−１０）後、算出された精
密エッジ座標のｘ成分が予め設定した所定範囲内にある
か否かを判定（ａ−１１）して、ＹＥＳの場合、再度、
全ての概略エッジ座標について精密エッジ座標が算出さ
れたか否かを判定（ａ−１２）して、ＹＥＳの場合のみ
画像処理作業を完了し、ストップ（ａ−１３）となる。
１）により撮像手段５が撮像（ａ−２）を行い、画像信
号６を得る。この画像信号６をマイクロコンピュータ７
の２値化回路で２値化処理して２値化画像（ａ−３）を
得ると同時に、輪郭追跡法により測定対象物１の輪郭を
形成する概略エッジ座標（ａ−４）を演算する。この時
点での輪郭画像４ａが図１に示す如く撮像指令７ａを撮
像手段５に入力して拡大画像４を再びマイクロコンピュ
ータ７に取り込む（ａ−５）。そして、概略エッジ座標
（ａ−４）を参考値として、前記画像信号６を形成する
各画素の灰色値に基づいて、正確な精密エッジ座標を演
算により求める。つまり、概略エッジ座標のｘ成分を読
み取り（ａ−６）、つづいて灰色値に基づき精密エッジ
座標のｘ成分（ａ−７）を算出する。次に、この算出さ
れたエッジ座標のｘ成分が予め設定した所定範囲内にあ
るか否かを判定（ａ−８）して、ＹＥＳ（符号Ｙで示
す。以下同じ）の場合は、概略エッジ座標のｙ成分を読
み取り（ａ−９）、つづいて灰色値に基づき精密エッジ
座標のｙ成分を算出した（ａ−１０）後、算出された精
密エッジ座標のｘ成分が予め設定した所定範囲内にある
か否かを判定（ａ−１１）して、ＹＥＳの場合、再度、
全ての概略エッジ座標について精密エッジ座標が算出さ
れたか否かを判定（ａ−１２）して、ＹＥＳの場合のみ
画像処理作業を完了し、ストップ（ａ−１３）となる。
【００１０】判定（ａ−１１）がＮＯ（符号Ｎで示す。
以下同じ）の場合は、概略エッジ座標のｘ成分の読み取
り（ａ−６）に戻る。そして、判定（ａ−７）で精密エ
ッジ座標のｘ成分が所定範囲外となるＮＯの場合、４５
°方向画素の灰色値に基づいて計算するか否かを判定
（ｂ−１）し、ＹＥＳの場合は、４５°方向画素の灰色
値に基づく計算を実行し（ｂ−２）、精密エッジ座標
（ｘ，ｙ）を算出（ｂ−３）し、所定範囲内にあるか否
かを判定（ｂ−４）して、ＹＥＳの場合、前記（ａ−１
１）へ移行する。ＮＯの場合は、判定（ｂ−１）がＮＯ
の場合に移行し、１３５°方向画素の灰色値に基づき
（ｃ−１）、精密エッジ座標（ｘ，ｙ）を演算（ｃ−
２）し、所定範囲内にあるか否かを判定（ｃ−３）し
て、ＹＥＳの場合、前記（ａ−１１）へ移行する。ＮＯ
の場合は、算出座標の全てをクリヤーして前記（ａ−１
１）から前記（ａ−６）へと移行する。
以下同じ）の場合は、概略エッジ座標のｘ成分の読み取
り（ａ−６）に戻る。そして、判定（ａ−７）で精密エ
ッジ座標のｘ成分が所定範囲外となるＮＯの場合、４５
°方向画素の灰色値に基づいて計算するか否かを判定
（ｂ−１）し、ＹＥＳの場合は、４５°方向画素の灰色
値に基づく計算を実行し（ｂ−２）、精密エッジ座標
（ｘ，ｙ）を算出（ｂ−３）し、所定範囲内にあるか否
かを判定（ｂ−４）して、ＹＥＳの場合、前記（ａ−１
１）へ移行する。ＮＯの場合は、判定（ｂ−１）がＮＯ
の場合に移行し、１３５°方向画素の灰色値に基づき
（ｃ−１）、精密エッジ座標（ｘ，ｙ）を演算（ｃ−
２）し、所定範囲内にあるか否かを判定（ｃ−３）し
て、ＹＥＳの場合、前記（ａ−１１）へ移行する。ＮＯ
の場合は、算出座標の全てをクリヤーして前記（ａ−１
１）から前記（ａ−６）へと移行する。
【００１１】ところで、以上の過程において、測定対象
物１の測定対象画像２を画像拡大手段３を介して拡大し
て拡大画像４を得る際に画像誤差が発生して、実際の座
標及び画像座標の間にズレが生じるので、正式な測定に
先立って図３に拡大画像４を示す基準フォトマスク９を
測定対象物１の載置位置に置いて、その拡大画像４をマ
イクロコンピュータ７に入力して、あらかじめ画像誤差
を補正する変換マトリックスを得ておく。つまり、図３
において、基準フォトマスク９は、実際は長辺が５ミリ
以下という透光性のフィルムベースに遮光材料を水玉状
に精密スケールにより蒸着したもので、互いに精密な間
隔距離をおいて遮光蒸着した多数の精密基準円９０を備
えているので、この基準フォトマスク９を測定対象物１
の載置位置に置いて、その拡大画像４を得た後、マイク
ロコンピュータ７に入力して各精密基準円９０の中心を
算出し、画像座標及び実地座標の間の画像誤差を補正す
るために３×３の変換マトリックスをあらかじめ獲得し
ておくとよい。なお、図３中、枠状に見えるものは、画
像監視ディスプレイ８の画面枠である。
物１の測定対象画像２を画像拡大手段３を介して拡大し
て拡大画像４を得る際に画像誤差が発生して、実際の座
標及び画像座標の間にズレが生じるので、正式な測定に
先立って図３に拡大画像４を示す基準フォトマスク９を
測定対象物１の載置位置に置いて、その拡大画像４をマ
イクロコンピュータ７に入力して、あらかじめ画像誤差
を補正する変換マトリックスを得ておく。つまり、図３
において、基準フォトマスク９は、実際は長辺が５ミリ
以下という透光性のフィルムベースに遮光材料を水玉状
に精密スケールにより蒸着したもので、互いに精密な間
隔距離をおいて遮光蒸着した多数の精密基準円９０を備
えているので、この基準フォトマスク９を測定対象物１
の載置位置に置いて、その拡大画像４を得た後、マイク
ロコンピュータ７に入力して各精密基準円９０の中心を
算出し、画像座標及び実地座標の間の画像誤差を補正す
るために３×３の変換マトリックスをあらかじめ獲得し
ておくとよい。なお、図３中、枠状に見えるものは、画
像監視ディスプレイ８の画面枠である。
【００１２】次に、精密エッジ座標を演算する方法につ
いて説明すると、この演算方法は、１９８４年３月に発
行されたアメリカＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
ＯＮＰＡＴＴＥＲＮ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＭＡ
ＣＨＩＮＥ ＩＮＴＥＬＬＩ−ＧＥＮＣＥ，ＶＯＬ．Ｐ
ＡＭＩ−６，ＮＯ．２の第１８８ページから第１９９ペ
ージにかけて「Ｅｄｇｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｓ
ｕｂｐｉｘｅｌ Ｖａ−ｌｕｅｓ ｉｎ Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｉｍａｇｅｒｙ」という題名で公表されたものであ
る。この演算方法は精密ギアの輪郭から精密エッジ座標
を演算するのに最適であって、ここではモーメント保存
エッジ演算法と呼ぶ。
いて説明すると、この演算方法は、１９８４年３月に発
行されたアメリカＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
ＯＮＰＡＴＴＥＲＮ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＭＡ
ＣＨＩＮＥ ＩＮＴＥＬＬＩ−ＧＥＮＣＥ，ＶＯＬ．Ｐ
ＡＭＩ−６，ＮＯ．２の第１８８ページから第１９９ペ
ージにかけて「Ｅｄｇｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｓ
ｕｂｐｉｘｅｌ Ｖａ−ｌｕｅｓ ｉｎ Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｉｍａｇｅｒｙ」という題名で公表されたものであ
る。この演算方法は精密ギアの輪郭から精密エッジ座標
を演算するのに最適であって、ここではモーメント保存
エッジ演算法と呼ぶ。
【００１３】このモーメント保存エッジ演算法を簡単に
説明すると、以下の通りである。 （１）精密エッジ座標を得たい画素及び隣接する数個の
画素について、各灰色値を求めて、前３階のモーメント
を算出する。つまり、下記の数式１を演算する。
説明すると、以下の通りである。 （１）精密エッジ座標を得たい画素及び隣接する数個の
画素について、各灰色値を求めて、前３階のモーメント
を算出する。つまり、下記の数式１を演算する。
【００１４】
【数１】 数式１中、ｎはサンプル数、Ｘj は第ｊ番目の画素の灰
色値、ｍ1 １階のモーメントである。 （２）もし理想の灰色値をｈ1 とし、現在サンプル化し
た灰色値ｈ1 の数をｋとすると、確率は数式２のように
なる。
色値、ｍ1 １階のモーメントである。 （２）もし理想の灰色値をｈ1 とし、現在サンプル化し
た灰色値ｈ1 の数をｋとすると、確率は数式２のように
なる。
【００１５】
【数２】 つまり、
【００１６】
【数３】 となる。 （３）出入力するデータにおいて前３階のモーメントが
その値を保持するためには下記の方程式をｉ＝１，２，
３について解かなければならない。
その値を保持するためには下記の方程式をｉ＝１，２，
３について解かなければならない。
【００１７】
【数４】 そして、数４中、未知数はＰ1 ，ｈ1 ，ｈ2 である。 （４）数４を解くことにより、
【００１８】
【数５】
【００１９】
【数６】
【００２０】
【数７】 となるとともに、
【００２１】
【数８】
【００２２】
【数９】 となる。 （５）Ｐ1 が算出されると、数式２より、 Ｋ＝ｎＰ1 が得られるので、エッジ位置ｋを求めることができる。
【００２３】以上が、公知なモーメント保存エッジ演算
法の概略であるが、上述した前３階のモーメントを求め
る方法は３種類あり、目標の精密エッジ座標及び、そ
の垂直ならびに水平方向へ隣接する１０個の画素につい
て、灰色値をサンプリングする方法、目標の精密エッ
ジ座標及び、その４５°角度方向に隣接する１０個の画
素について、灰色値をサンプリングする方法、その１
３５°角度方向に隣接する１０個の画素について、灰色
値をサンプリングする方法となるが、の方法は、三
角関数の演算を行って初めて精密エッジ座標を得ること
が出来る。なお、この発明の演算方法は、図２に示すよ
うに、の方法がうまく行かない場合のみの方法を
実行するように構成して、演算時間を短縮する方向でフ
ローチャートを構築している。
法の概略であるが、上述した前３階のモーメントを求め
る方法は３種類あり、目標の精密エッジ座標及び、そ
の垂直ならびに水平方向へ隣接する１０個の画素につい
て、灰色値をサンプリングする方法、目標の精密エッ
ジ座標及び、その４５°角度方向に隣接する１０個の画
素について、灰色値をサンプリングする方法、その１
３５°角度方向に隣接する１０個の画素について、灰色
値をサンプリングする方法となるが、の方法は、三
角関数の演算を行って初めて精密エッジ座標を得ること
が出来る。なお、この発明の演算方法は、図２に示すよ
うに、の方法がうまく行かない場合のみの方法を
実行するように構成して、演算時間を短縮する方向でフ
ローチャートを構築している。
【００２４】以下、この発明が求める精密ギアの製造誤
差の演算方法を、偏心誤差、歯形誤差、ピッチ誤差のそ
れぞれについて図面を参照しながら説明する。
差の演算方法を、偏心誤差、歯形誤差、ピッチ誤差のそ
れぞれについて図面を参照しながら説明する。
【００２５】〈１〉偏心誤差の演算方法 図５は、偏心誤差を算出する演算方法を説明する説明図
である。図５において、図左右のインボリュート曲線１
００，１０１は理想的な歯形を、各インボリュート曲線
１００，１０１に沿ったジグザグ線２００，２０１は実
際の歯形を示し、ピッチの半分を直径Ｄとする仮想円３
００（３次元の場合は球）がジグザグ線２００，２０１
の間にあると仮定している。いま、仮想円３００を破線
Ｅに沿ってギア中心Ｇに接近させていくと、仮想円３０
０がジグザグ線２００，２０１のいずれか一方または両
方と当接する座標が得られるので、この時の仮想円３０
０の中心座標及びギア中心Ｇの距離Ｆが算出できる。そ
こで、この距離Ｆを精密ギアの歯谷ごとに行って集計し
最大値と最小値との差を求めると、偏心誤差が得られ
る。なお、ジグザグ線２００の屈折点Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13
…とジグザグ線２０１の屈折点Ｐ21，Ｐ22，Ｐ23…との
間隔、例えば距離
である。図５において、図左右のインボリュート曲線１
００，１０１は理想的な歯形を、各インボリュート曲線
１００，１０１に沿ったジグザグ線２００，２０１は実
際の歯形を示し、ピッチの半分を直径Ｄとする仮想円３
００（３次元の場合は球）がジグザグ線２００，２０１
の間にあると仮定している。いま、仮想円３００を破線
Ｅに沿ってギア中心Ｇに接近させていくと、仮想円３０
０がジグザグ線２００，２０１のいずれか一方または両
方と当接する座標が得られるので、この時の仮想円３０
０の中心座標及びギア中心Ｇの距離Ｆが算出できる。そ
こで、この距離Ｆを精密ギアの歯谷ごとに行って集計し
最大値と最小値との差を求めると、偏心誤差が得られ
る。なお、ジグザグ線２００の屈折点Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13
…とジグザグ線２０１の屈折点Ｐ21，Ｐ22，Ｐ23…との
間隔、例えば距離
【００２６】
【数１０】 を求めると、仮想円３００が当接するか否か判定できる
ので、下記の（ア）〜（ウ）により演算を進行させる。 （ア）まず、左右のジグザグ線２００，２０１の各屈折
点の間隔が仮想円３００の直径Ｄより大きいか否かを判
定し、大きい場合は仮想円３００がジグザグ線２００，
２０１に当接していないことであるから、以下の（イ）
（ウ）の演算を実行しない。 （イ）仮想円３００が左右のジグザグ線２００，２０１
に当接した時、左線座標Ｐ1n（ｘ1 ，ｙ1 ）、右線座標
Ｐ2n（ｘ2 ，ｙ2 ）及び直径Ｄは分っているので、仮想
円３００の中心座標Ｐ0 （ｘ0 ，ｙ0 ）を求めることが
できる。この際、中心座標Ｐ0 の解は２通りあるが、ギ
ア中心Ｇから遠い中心座標Ｐ0 を有する仮想円３００が
先にジグザグ線２００，２０１に当接するので、遠いも
のを適切な解として選択する。 （ウ）仮想円３００が同時に２点以上でジグザグ線２０
０，２０１と当接して、複数の中心座標Ｐ0 が得られた
時は、ギア中心Ｇから最も遠い中心座標Ｐ0 を前記
（イ）と同じ理由で選択する。
ので、下記の（ア）〜（ウ）により演算を進行させる。 （ア）まず、左右のジグザグ線２００，２０１の各屈折
点の間隔が仮想円３００の直径Ｄより大きいか否かを判
定し、大きい場合は仮想円３００がジグザグ線２００，
２０１に当接していないことであるから、以下の（イ）
（ウ）の演算を実行しない。 （イ）仮想円３００が左右のジグザグ線２００，２０１
に当接した時、左線座標Ｐ1n（ｘ1 ，ｙ1 ）、右線座標
Ｐ2n（ｘ2 ，ｙ2 ）及び直径Ｄは分っているので、仮想
円３００の中心座標Ｐ0 （ｘ0 ，ｙ0 ）を求めることが
できる。この際、中心座標Ｐ0 の解は２通りあるが、ギ
ア中心Ｇから遠い中心座標Ｐ0 を有する仮想円３００が
先にジグザグ線２００，２０１に当接するので、遠いも
のを適切な解として選択する。 （ウ）仮想円３００が同時に２点以上でジグザグ線２０
０，２０１と当接して、複数の中心座標Ｐ0 が得られた
時は、ギア中心Ｇから最も遠い中心座標Ｐ0 を前記
（イ）と同じ理由で選択する。
【００２７】次に、上記（ア）〜（ウ）の計算方法を説
明すると、図５の
明すると、図５の
【００２８】
【数１１】 から計算し始め、間隔が直径Ｄより大きい場合は、
（イ）（ウ）を実行しない。つまり、
（イ）（ウ）を実行しない。つまり、
【００２９】
【数１２】 を計算して、
【００３０】
【数１３】 となった時、初めて仮想円３００の中心座標Ｐ0 を計算
する。ここで、Ｐ1n（ｘ1 ，ｙ1 ），Ｐ2n（ｘ2 ，
ｙ2 ）及び直径Ｄは分っているので、中心座標Ｐ0 （ｘ
0 ，ｙ0 ）は、もしＹ2 −Ｙ1≠０なら、
する。ここで、Ｐ1n（ｘ1 ，ｙ1 ），Ｐ2n（ｘ2 ，
ｙ2 ）及び直径Ｄは分っているので、中心座標Ｐ0 （ｘ
0 ，ｙ0 ）は、もしＹ2 −Ｙ1≠０なら、
【００３１】
【数１４】 もしＹ2 −Ｙ1 ＝０なら、
【００３２】
【数１５】 となり、数式１３または数式１４の２解が得られるの
で、上記理由と同じくギア中心Ｇから遠い解を選択す
る。
で、上記理由と同じくギア中心Ｇから遠い解を選択す
る。
【００３３】〈２〉歯形誤差の演算方法 図６はギアの基礎円とインボリュート線との関係を示す
説明図で、インボリュートギア（図示せず）の基礎円４
００の接線４０１はインボリュート線つまりインボリュ
ートギアの歯形線４０２と直交する関係にある。つま
り、インボリュートギアの歯形線４０２は基礎円４００
の接線と必ず直交する。
説明図で、インボリュートギア（図示せず）の基礎円４
００の接線４０１はインボリュート線つまりインボリュ
ートギアの歯形線４０２と直交する関係にある。つま
り、インボリュートギアの歯形線４０２は基礎円４００
の接線と必ず直交する。
【００３４】図７は歯形誤差の定義を示す説明図で、イ
ンボリュートギアの理想歯形４０２と実地歯形４０３と
の間における最大誤差及び最小誤差は、それぞれγｍａ
ｘ及びγｍｉｎとなり、歯形誤差はγｍａｘ−γｍｉｎ
で定義される。
ンボリュートギアの理想歯形４０２と実地歯形４０３と
の間における最大誤差及び最小誤差は、それぞれγｍａ
ｘ及びγｍｉｎとなり、歯形誤差はγｍａｘ−γｍｉｎ
で定義される。
【００３５】もし極座標で、左右の歯形曲線を表せば、
左歯形について ＸP （θ）＝γb ｓｉｎθ−γb θｃｏｓθ ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb θｓｉｎθ （θは時計回り方向）となり、右歯形については、 ＸP （θ）＝−（γb ｓｉｎθ−γb θｃｏｓθ） ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb θｓｉｎθ （θは反時計回り方向）となる。数式１５，１６中、γ
b は基礎円４００の半径、θは極座標の変換角、ｘP は
直角座標のｘ成分、ｙP は直角座標のｙ成分である。
左歯形について ＸP （θ）＝γb ｓｉｎθ−γb θｃｏｓθ ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb θｓｉｎθ （θは時計回り方向）となり、右歯形については、 ＸP （θ）＝−（γb ｓｉｎθ−γb θｃｏｓθ） ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb θｓｉｎθ （θは反時計回り方向）となる。数式１５，１６中、γ
b は基礎円４００の半径、θは極座標の変換角、ｘP は
直角座標のｘ成分、ｙP は直角座標のｙ成分である。
【００３６】図８は歯形誤差の計算方法を示す説明図
で、図８に基づいて歯形誤差の計算方法を説明すると、
実地歯形４０３の有効線部分は約５０〜７０％であるの
で、その起点（図左下端）を直角座標のＹ軸にまで回転
させて、測定対象となる実地歯形４０３上の任意点（ｘ
3 ，ｙ3 ）から基礎円４００に向けて接線４０１を引き
基礎円４００に相接する点を（ｘ1 ，ｙ1 ）とし、理想
歯形４０２との直交点を（ｘ2 ，ｙ2 ）とすると、（ｘ
1 ，ｙ1 ）及び（ｘ3 ，ｙ3 ）の距離γを得ることがで
きるので、この距離γが最大誤差γｍａｘ及び最小誤差
γｍｉｎの間に分布することになる。従って、上述した
歯形誤差の定義により、歯形誤差を求めることができ
る。
で、図８に基づいて歯形誤差の計算方法を説明すると、
実地歯形４０３の有効線部分は約５０〜７０％であるの
で、その起点（図左下端）を直角座標のＹ軸にまで回転
させて、測定対象となる実地歯形４０３上の任意点（ｘ
3 ，ｙ3 ）から基礎円４００に向けて接線４０１を引き
基礎円４００に相接する点を（ｘ1 ，ｙ1 ）とし、理想
歯形４０２との直交点を（ｘ2 ，ｙ2 ）とすると、（ｘ
1 ，ｙ1 ）及び（ｘ3 ，ｙ3 ）の距離γを得ることがで
きるので、この距離γが最大誤差γｍａｘ及び最小誤差
γｍｉｎの間に分布することになる。従って、上述した
歯形誤差の定義により、歯形誤差を求めることができ
る。
【００３７】具体的な演算方法は以下の通りである。も
し実地歯形４０３上の任意点（ｘ3 ，ｙ3 ）が分って、
基礎円４００に対して接線４０１を引くと、相接点（ｘ
1 ，ｙ1 ）及び理想歯形４０２との直交点（ｘ2 ，
ｙ2 ）となる。そこで、相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）を求める
と、
し実地歯形４０３上の任意点（ｘ3 ，ｙ3 ）が分って、
基礎円４００に対して接線４０１を引くと、相接点（ｘ
1 ，ｙ1 ）及び理想歯形４０２との直交点（ｘ2 ，
ｙ2 ）となる。そこで、相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）を求める
と、
【００３８】
【数１６】 となって、２組の解が得られるから、歯形誤差のベクト
ル計算により左右の歯形を判別する必要がある。
ル計算により左右の歯形を判別する必要がある。
【００３９】図９は、歯形誤差のベクトル計算を説明す
る説明図で、ベクトル
る説明図で、ベクトル
【００４０】
【数１７】 を計算すると、
【００４１】
【数１８】 となるので、左歯形は
【００４２】
【数１９】 となるものとし、右歯形は
【００４３】
【数２０】 となるものとすることにより相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）を決
定することができる。
定することができる。
【００４４】相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）及び任意点（ｘ3，
ｙ3 ）により構成される直線傾斜率は、
ｙ3 ）により構成される直線傾斜率は、
【００４５】
【数２１】 であるから、もしｔａｎα＜０の時は、α＜０，θ＝−
α もしｔａｎα＝∞の時は、α＝９０°，θ＝α＝９０° もしｔａｎα＞０の時は、α＞０，θ＝１８０°−α となり、これらのθを ＸP （θ）＝γb ｓｉｎθ−γb ｃｏｓθ ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb ｓｉｎθ に代入すると、図８に示した直交点（ｘ2 ，ｙ2 ）が得
られる。直交点（ｘ2 ，ｙ2 ）及び任意点（ｘ3 ，
ｙ3 ）が分った時点で、相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）及び任意
点（ｘ3 ，ｙ3 ）の距離γが、
α もしｔａｎα＝∞の時は、α＝９０°，θ＝α＝９０° もしｔａｎα＞０の時は、α＞０，θ＝１８０°−α となり、これらのθを ＸP （θ）＝γb ｓｉｎθ−γb ｃｏｓθ ＹP （θ）＝γb ｃｏｓθ＋γb ｓｉｎθ に代入すると、図８に示した直交点（ｘ2 ，ｙ2 ）が得
られる。直交点（ｘ2 ，ｙ2 ）及び任意点（ｘ3 ，
ｙ3 ）が分った時点で、相接点（ｘ1 ，ｙ1 ）及び任意
点（ｘ3 ，ｙ3 ）の距離γが、
【００４６】
【数２２】 で求められる。そこで、すべてのγ値の最大値γｍａｘ
及び最小値γｍｉｎを求めることで、歯形誤差をγｍａ
ｘ−γｍｉｎから算出することができる。
及び最小値γｍｉｎを求めることで、歯形誤差をγｍａ
ｘ−γｍｉｎから算出することができる。
【００４７】〈３〉ピッチ誤差の演算方法 ピッチ誤差には、単一ピッチ誤差、隣接ピッチ誤差、累
積ピッチ誤差の３種類がある。 （カ）単一ピッチ誤差：もし偏心誤差の演算で得られる
ｎ個の仮想円３００の中心を（Ｘ0 ，Ｙ0 ），（Ｘ1 ，
Ｙ1 ）…（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）とし Ｐ0,1 が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と（Ｘ1 ，Ｙ1 ）との距離 Ｐ1,2 が（Ｘ1 ，Ｙ1 ）と（Ｘ2 ，Ｙ2 ）との距離、 Ｐn-1,0 が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）との距
離 とすると、単一ピッチ誤差は
積ピッチ誤差の３種類がある。 （カ）単一ピッチ誤差：もし偏心誤差の演算で得られる
ｎ個の仮想円３００の中心を（Ｘ0 ，Ｙ0 ），（Ｘ1 ，
Ｙ1 ）…（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）とし Ｐ0,1 が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と（Ｘ1 ，Ｙ1 ）との距離 Ｐ1,2 が（Ｘ1 ，Ｙ1 ）と（Ｘ2 ，Ｙ2 ）との距離、 Ｐn-1,0 が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と（Ｘn-1 ，Ｙn-1 ）との距
離 とすると、単一ピッチ誤差は
【００４８】
【数２３】 よりＰk,k+1 −Ｐmeanで表される。なお、Ｋ＝０，１，
２．…，ｎ−１である。 （キ）隣接ピッチ：以下の数式２３で求めることができ
る。 Ｐacc （０）＝Ｐ0,1 Ｐacc （１）＝Ｐ0,1 ＋Ｐ1,2 Ｐacc （ｎ−１）＝Ｐ0,1 ＋Ｐ1,2 ＋…＋Ｐn-2,n-1 ＋
Ｐn-1,0 1 （ク）累積ピッチ誤差：下記する数式２４と、上記した
数式２２を利用して、 ＡＢＳ〔Ｐk,k+1 −Ｐk+1,k+2 〕 Ｋ＝０，…，ｎ−１ Ｐacc （ｉ）−Ｐmean（Ｘｉ），ｉ＝１，…，ｎを解く
ことによって求めることができる。 （２）本発明の装置 図１０は、本発明にかかわる装置を示す構造図で図１と
図１０において、測定対象物１として、精密インボリュ
ートギア等の微小な精密部品（図示せず）を載置する撮
像プレート１０と、画像拡大レンズ３としてのレンズセ
ット３０と、固体カメラ５としてのＣＣＤ固体カメラ５
０と、そのカメラ電源５１と、撮像プレート１０の下方
から平行光源を照射する平行光源１１と、高解像度画像
取込み回路及び高解像度画像表示回路を備えたマイクロ
コンピュータ７と、そのディスプレイ７０と、マイクロ
コンピュータ７と高解像度画像表示回路を介して電気接
続される画像監視ディスプレイ８とから構成される。
２．…，ｎ−１である。 （キ）隣接ピッチ：以下の数式２３で求めることができ
る。 Ｐacc （０）＝Ｐ0,1 Ｐacc （１）＝Ｐ0,1 ＋Ｐ1,2 Ｐacc （ｎ−１）＝Ｐ0,1 ＋Ｐ1,2 ＋…＋Ｐn-2,n-1 ＋
Ｐn-1,0 1 （ク）累積ピッチ誤差：下記する数式２４と、上記した
数式２２を利用して、 ＡＢＳ〔Ｐk,k+1 −Ｐk+1,k+2 〕 Ｋ＝０，…，ｎ−１ Ｐacc （ｉ）−Ｐmean（Ｘｉ），ｉ＝１，…，ｎを解く
ことによって求めることができる。 （２）本発明の装置 図１０は、本発明にかかわる装置を示す構造図で図１と
図１０において、測定対象物１として、精密インボリュ
ートギア等の微小な精密部品（図示せず）を載置する撮
像プレート１０と、画像拡大レンズ３としてのレンズセ
ット３０と、固体カメラ５としてのＣＣＤ固体カメラ５
０と、そのカメラ電源５１と、撮像プレート１０の下方
から平行光源を照射する平行光源１１と、高解像度画像
取込み回路及び高解像度画像表示回路を備えたマイクロ
コンピュータ７と、そのディスプレイ７０と、マイクロ
コンピュータ７と高解像度画像表示回路を介して電気接
続される画像監視ディスプレイ８とから構成される。
【００４９】測定対象物１は、例えばギア径が数ミリの
精密平歯車であり、通常は平歯車として最も一般的な精
密インボリュートギアを測定対象としている。
精密平歯車であり、通常は平歯車として最も一般的な精
密インボリュートギアを測定対象としている。
【００５０】測定対象画像２は、例えばレーザ光線など
コヒーレンスな平行光線を発生する適当な光源手段によ
り測定対象物１の測定対象画像（例えば精密インボリュ
ートギアの平面画像）を形成する。
コヒーレンスな平行光線を発生する適当な光源手段によ
り測定対象物１の測定対象画像（例えば精密インボリュ
ートギアの平面画像）を形成する。
【００５１】画像拡大レンズ３は、例えば拡大誤差の極
めて少ない高倍率レンズセットを採用して、拡大画像４
を形成する。
めて少ない高倍率レンズセットを採用して、拡大画像４
を形成する。
【００５２】固体カメラ５は、例えばＣＣＤ固体カメラ
を採用して、拡大画像４を撮像することで拡大画像４を
灰色値を有する多数の画素から形成する画像信号６に変
換する。
を採用して、拡大画像４を撮像することで拡大画像４を
灰色値を有する多数の画素から形成する画像信号６に変
換する。
【００５３】マイクロコンピュータ７は、高解像度画像
取込み回路を備えて、画像信号６を取り込むとともに、
後述する画像処理プログラムに従って画像信号６を画像
処理し、例えば精密インボリュートギアの製造誤差など
必要な分析データをそのディスプレイ手段７０（図１−
１を参照）に表示する。
取込み回路を備えて、画像信号６を取り込むとともに、
後述する画像処理プログラムに従って画像信号６を画像
処理し、例えば精密インボリュートギアの製造誤差など
必要な分析データをそのディスプレイ手段７０（図１−
１を参照）に表示する。
【００５４】画像監視ディスプレイ８は、マイクロコン
ピュータ７のオペレータに拡大画像４を提供するもの
で、オペレータは画像監視ディスプレイ８に表示される
拡大画像４より画像処理の過程及び結果をひと目で確認
できる。
ピュータ７のオペレータに拡大画像４を提供するもの
で、オペレータは画像監視ディスプレイ８に表示される
拡大画像４より画像処理の過程及び結果をひと目で確認
できる。
【００５５】撮像プレート１０には、正式な測定に先立
って図３で説明した基準フォトマスク９を載置して、Ｃ
ＣＤ固体カメラ５０により撮像してマイクロコンピュー
タ７に画像入力して画像拡大誤差を補正する３×３の変
換マトリックスを演算しておく。この時、図示しない測
定対象物１が撮像プレート１０の所定位置に正確に載置
されるように指示光源１２を設けて指示光線１２ａを照
射するとともに、精密ギアなどの測定対象物１と基準フ
ォトマスク９との厚みの差によりレンズセット３０の焦
点距離をワンタッチで変換できるように焦点スケール１
３を設けている。
って図３で説明した基準フォトマスク９を載置して、Ｃ
ＣＤ固体カメラ５０により撮像してマイクロコンピュー
タ７に画像入力して画像拡大誤差を補正する３×３の変
換マトリックスを演算しておく。この時、図示しない測
定対象物１が撮像プレート１０の所定位置に正確に載置
されるように指示光源１２を設けて指示光線１２ａを照
射するとともに、精密ギアなどの測定対象物１と基準フ
ォトマスク９との厚みの差によりレンズセット３０の焦
点距離をワンタッチで変換できるように焦点スケール１
３を設けている。
【００５６】従って、以上のように構成した精密輪郭の
視覚測量装置により、図２に示したフローチャート及び
先に説明した本発明の精密輪郭の視覚測定方法に基づい
て、精密インボリュートギアの偏心誤差、歯形誤差、ピ
ッチ誤差がオペレータの熟練度には関係なく、迅速に
（約２，３分）かつ正確に測定できる。
視覚測量装置により、図２に示したフローチャート及び
先に説明した本発明の精密輪郭の視覚測定方法に基づい
て、精密インボリュートギアの偏心誤差、歯形誤差、ピ
ッチ誤差がオペレータの熟練度には関係なく、迅速に
（約２，３分）かつ正確に測定できる。
【００５７】本発明の方法は、測定対象物の拡大画像を
灰色値を有する多数の画素から構成される画像信号に変
換して、２値化処理により測定対象物の概略エッジ座標
を得るとともに、画像信号の灰色値に基づいて、概略エ
ッジ座標を参考として、モーメント保存エッジ位置演算
法により精密エッジ座標を算出するので、ギア径が数ミ
リという精密インボリュートギアなどの精密部品の製造
誤差を視覚な方法により精密測定できる。また、基準フ
ォトマスクにより画像の拡大誤差を補正できる。
灰色値を有する多数の画素から構成される画像信号に変
換して、２値化処理により測定対象物の概略エッジ座標
を得るとともに、画像信号の灰色値に基づいて、概略エ
ッジ座標を参考として、モーメント保存エッジ位置演算
法により精密エッジ座標を算出するので、ギア径が数ミ
リという精密インボリュートギアなどの精密部品の製造
誤差を視覚な方法により精密測定できる。また、基準フ
ォトマスクにより画像の拡大誤差を補正できる。
【００５８】本発明の装置は、撮像プレートの下方に設
けた平行光源により測定対象物画像を発生させ、画像拡
大手段としてのレンズセットで拡大画像を得るととも
に、撮像手段としてのＣＣＤ固体カメラにより灰色値を
有する画像信号に変換してマイクロコンピュータで画像
処理を行い、かつ画像処理の過程及び結果を画像監視デ
ィスプレイに表示して、オペレータの参考に供する。
けた平行光源により測定対象物画像を発生させ、画像拡
大手段としてのレンズセットで拡大画像を得るととも
に、撮像手段としてのＣＣＤ固体カメラにより灰色値を
有する画像信号に変換してマイクロコンピュータで画像
処理を行い、かつ画像処理の過程及び結果を画像監視デ
ィスプレイに表示して、オペレータの参考に供する。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法は、
精密インボリュートギアの製造誤差を、モーメント保存
エッジ位置演算法を利用して偏心誤差、歯形誤差、ピッ
チ誤差（単一ピッチ誤差、隣接ピッチ誤差、累積ピッチ
誤差の３種類）を２，３分という短時間内に精密測定で
きるので、熟練した測定者によらずとも精度の高い測定
結果が得られる。
精密インボリュートギアの製造誤差を、モーメント保存
エッジ位置演算法を利用して偏心誤差、歯形誤差、ピッ
チ誤差（単一ピッチ誤差、隣接ピッチ誤差、累積ピッチ
誤差の３種類）を２，３分という短時間内に精密測定で
きるので、熟練した測定者によらずとも精度の高い測定
結果が得られる。
【００６０】また、本発明の装置は、撮像プレートと、
平行光源とにより測定対象画像を発生させ、画像拡大レ
ンズにより拡大画像を得た後、固体カメラで灰色値を有
する画像信号に変換して、マイクロコンピュータで必要
な画像処理及び演算を行って、精密エッジ座標を求めて
製造誤差を測定するので、簡単な構成で精密測定装置が
製作できる。また、指示光源及び焦点切替スケールによ
り未熟なオペレータでも簡単に精密測定が実行可能であ
る。
平行光源とにより測定対象画像を発生させ、画像拡大レ
ンズにより拡大画像を得た後、固体カメラで灰色値を有
する画像信号に変換して、マイクロコンピュータで必要
な画像処理及び演算を行って、精密エッジ座標を求めて
製造誤差を測定するので、簡単な構成で精密測定装置が
製作できる。また、指示光源及び焦点切替スケールによ
り未熟なオペレータでも簡単に精密測定が実行可能であ
る。
【図１】本発明の方法を説明するブロック図である。
【図２】本発明の方法による画像処理及び演算を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図３】基準フォトマスクの拡大画像を示す正面図であ
る。
る。
【図４】精密ギアの輪郭画像を示す正面図である。
【図５】偏心誤差の演算方法を説明する説明図である。
【図６】歯形誤差測定のためにギアの基礎円とインボリ
ュート曲線との関係を示す説明図である。
ュート曲線との関係を示す説明図である。
【図７】歯形誤差の定義を説明するための説明図であ
る。
る。
【図８】歯形誤差の演算方法を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図９】歯形誤差のベクトル演算を説明するための説明
図である。
図である。
【図１０】本発明の装置の構成例を示す構成図である。
１ 測定対象物 ２ 測定対象物画像 ３ 画像拡大手段 ４ 拡大画像 ４ａ 拡大輪郭画像 ５ 撮像手段 ６ 画像信号 ７ マイクロコンピュータ ７ａ 撮像指令 ８ 画像監視ディスプレイ ９ 基準フォトマスク １０ 撮像プレート １１ 平行光源 １２ 指示光源 １２ａ 指示光線 １３ 焦点切替スケール ３０ 高倍率レンズセット ５０ ＣＣＤ固体カメラ ５１ カメラ電源 ７０ ディスプレイ ９０ 基準円
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 潔 予 台湾新竹県竹東鎮中興路４段195号（番地 なし） (72)発明者 王 瑞 陽 台湾新竹県竹東鎮中興路４段195号（番地 なし） (72)発明者 鄭 智 傑 台湾新竹県竹東鎮中興路４段195号（番地 なし）
Claims (4)
- 【請求項１】 精密部品の輪郭を視覚的に測定する視覚
測定方法であって、 （ａ）測定対象物の画像を拡大するとともに、基準フォ
トマスクで画像拡大手段により発生する拡大画像の誤差
を検出補正するステップと、 （ｂ）測定対象物の拡大画像を灰色値を有する多数の画
素から構成される画像信号に変換するステップと、 （ｃ）前記画像信号の灰色値を２値化処理して、測定対
象物の概略エッジ座標を得るステップと、 （ｄ）前記概略エッジ座標を参考として、前記画像信号
の灰色値に基づいて、モーメント保存によるエッジ位置
を演算して、測定対象物の精密エッジ座標を求めるステ
ップと、 からなる精密輪郭の視覚測定方法。 - 【請求項２】 上記精密部品が、精密インボリュートギ
アであり、精密インボリュートギアの偏心誤差、ピッチ
誤差及び歯形誤差を測定の対象とする請求項１記載の精
密輪郭の視覚測定方法。 - 【請求項３】 上記モーメント保存のエッジ位置の演算
が、３階のモーメント保存エッジ座標演算法により実行
される請求項１記載の精密輪郭の視覚測定方法。 - 【請求項４】 精密ギアの輪郭を視覚機器により測定す
る視覚測定装置であって、 測定対象となる精密ギアを載置する撮像プレートと、 撮像プレートの下方に位置して平行光線を精密ギアに照
射して精密ギアの輪郭画像を発生させる平行光源と、 撮像プレートに対して往復移動して精密ギアの輪郭画像
を拡大する画像拡大レンズと、 画像拡大レンズにより拡大された拡大画像を撮像して、
当該拡大画像をデータ処理可能な画像信号に変換する固
体カメラと、 高解像度画像取込み回路及び高解像度画像表示回路を備
えて、固体カメラからの画像信号を入力するとともに所
定の画像データ処理し、かつ画像処理を完了した画像デ
ータを表示及び出力できるマイクロコンピュータと、 撮像プレートに載置して、画像拡大レンズにより発生す
る画像誤差を補正する目的で使用される基準フォトマス
クと、 測定対象となる精密部品を撮像プレートのどの位置に載
置するかを指示する指示光源と、 撮像プレート及び画像拡大手段間の焦点距離を表示する
焦点切替スケールとを具備して、精密ギアの偏心、歯形
及びピッチ誤差を精密測定する精密輪郭の視覚測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407089A JPH07113534B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 精密輪郭の視覚測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407089A JPH07113534B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 精密輪郭の視覚測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545135A true JPH0545135A (ja) | 1993-02-23 |
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