JPH0829129A - Length measuring apparatus - Google Patents

Length measuring apparatus

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JPH0829129A
JPH0829129A JP18087194A JP18087194A JPH0829129A JP H0829129 A JPH0829129 A JP H0829129A JP 18087194 A JP18087194 A JP 18087194A JP 18087194 A JP18087194 A JP 18087194A JP H0829129 A JPH0829129 A JP H0829129A
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JP
Japan
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scale
image
measurement
photographing
measured
Prior art date
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JP18087194A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Shiratori
信夫 白鳥
Noboru Onoda
登 小野田
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C MAX KK
Seiken Co Ltd
Original Assignee
C MAX KK
Seiken Co Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a highly reliable noncontact type length measuring apparatus at a low cost so that the measurement can be performed at high accuracy all the time. CONSTITUTION:A liquid-crystal display panel 11 is utilized, graduation values are patterned and a scale 1 is provided. The scale 1 is photographed with a camera 2, and a substance to be measured 15 is photographed with another camera 3. The substance to be measured 15 and the scale l are moved as a unitary body with a moving stage 10. Two measuring positions of the substance to be measured 15 are sequentially aligned with cursor on a monitor 5. The graduation value of the scale corresponding to the position of the respective cursor is computed by processing the image of the scale 1 with a CPU 9. Thus, the difference between two values is obtained. That is, the absolute values corresponding to two measured positions are read from the image of the scale 1 respectively in this apparatus, and the length is obtained from the difference between two absolute values. Therefore, even if the stage is moved at any speed between two measuring positions, the measured value is not affected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、物の長さ、特に高い寸
法精度が要求される精密部品等の寸法を、非接触で測定
する長さ測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a length measuring device for contactlessly measuring the length of an object, particularly the size of a precision part or the like requiring high dimensional accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ノギスやマイクロメータを直接接
触させることのできない精密部品などの寸法を測定する
ために、非接触式の高精度な長さ測定装置が開発され、
広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a non-contact high-precision length measuring device has been developed in order to measure dimensions of precision parts and the like which cannot directly contact calipers or micrometers.
Widely used.

【0003】従来のこの種の非接触式長さ測定装置とし
て、マグネスケールを利用したものがある。この測定装
置では、移動台に載せた被測定物を、一方の測定位置か
ら他方の測定位置までマグネスケールに沿って移動さ
せ、その移動の際に、マグネスケールの目盛りである微
細なピッチの磁気変化を検知してパルス信号に変換し、
そのパルス信号の数をカウントすることにより、移動
量、つまり2つの測定位置間の長さを算出する。また、
被測定物の測定位置は、顕微鏡などの光学機器で拡大し
てその視野内の基準線に正確に合わせるようにする。
As a conventional non-contact type length measuring device of this type, there is one using a magnet scale. In this measuring device, an object to be measured placed on a moving table is moved from one measurement position to the other measurement position along the magnescale, and at the time of the movement, the magnetic flux with a fine pitch, which is the scale of the magnescale, is Changes are detected and converted into pulse signals,
By counting the number of the pulse signals, the movement amount, that is, the length between the two measurement positions is calculated. Also,
The measurement position of the object to be measured is magnified with an optical device such as a microscope so that it is accurately aligned with the reference line in the field of view.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記マグネス
ケールを利用した従来の非接触式長さ測定装置では、上
述のように、被測定物の移動時に、マグネスケールの目
盛りである微細なピッチの磁気変化を検知することで長
さを測定するため、移動速度を大きくし過ぎたり、移動
方向を変更させたりした際に、誤検知が生じ、その結果
測定誤差を生じるおそれがあった。
However, in the conventional non-contact type length measuring device using the above-mentioned magnescale, as described above, when the object to be measured is moved, the fine pitch which is the scale of the magnescale is adjusted. Since the length is measured by detecting the magnetic change, erroneous detection may occur when the moving speed is increased too much or the moving direction is changed, resulting in a measurement error.

【0005】また、マグネスケール自体が高価であるた
め、長さ測定装置も高価なものになるという問題もあっ
た。
Further, since the magnet scale itself is expensive, there is a problem that the length measuring device is also expensive.

【0006】本発明は、このような問題を解決するため
に提案されたもので、常に高い精度で測定を行うことが
できる、信頼性の高い、しかもより安価な非接触式の長
さ測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and is a non-contact type length measuring apparatus which is highly reliable and inexpensive, which can always measure with high accuracy. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る長さ測定装
置は、次のような構成を有する。
The length measuring device according to the present invention has the following structure.

【0008】即ち、目盛り値をパターン化して示したス
ケール(1)と、該スケール(1)を撮影して、その画
像を電気的に出力するスケール撮影手段(2)と、被測
定物(15)を撮影して、その画像を電気的に出力する
被測定物撮影手段(3)と、該被測定物撮影手段(3)
が撮影した被測定物の画像および上記スケール撮影手段
(2)が撮影したスケール(1)の画像を表示する画像
表示手段(5)と、上記スケール撮影手段(2)が撮影
したスケール(1)の画像を所定のサンプリング時間ご
とに記憶するとともに、測定位置を示すカーソル(2
3)を上記画像表示手段(5)に表示させる画像記憶手
段(6)と、測定開始位置決定指令と測定終了位置決定
指令とを入力する測定指令入力手段(7)と、上記画像
記憶手段(6)が記憶したスケール(1)の画像を処理
することにより、該画像記憶手段(6)が上記画像表示
手段(5)に表示させたカーソル(23)の位置に相当
する上記スケール(1)上の目盛り値を、上記所定のサ
ンプリング時間ごとに算出し、かつ該サンプリング時間
ごとに算出する目盛り値のうち、上記測定指令入力手段
(7)からの測定開始位置決定指令と測定終了位置決定
指令との各指令入力時点における2つの目盛り値の差を
算出して上記画像表示手段(5)に数字で表示させる画
像処理演算手段(9)と、上記スケール撮影手段(2)
と被測定物撮影手段(3)とを一体的に、あるいは上記
スケール(1)と被測定物(15)とを一体的に、上記
スケール(1)の長さ方向に対して平行に移動させる移
動手段(10)と、を備えたものである。
That is, the scale (1) in which the scale values are shown as a pattern, the scale photographing means (2) for photographing the scale (1) and electrically outputting the image, and the object to be measured (15) ) Is photographed and the image of the object to be measured is electrically output, and the object to be measured is photographed (3).
An image display means (5) for displaying an image of the object to be measured photographed by and the image of the scale (1) photographed by the scale photographing means (2), and a scale (1) photographed by the scale photographing means (2). Image is stored at every predetermined sampling time, and a cursor (2
3) is displayed on the image display means (5), an image storage means (6), a measurement command input means (7) for inputting a measurement start position determination command and a measurement end position determination command, and the image storage means (6). By processing the image of the scale (1) stored by 6), the scale (1) corresponding to the position of the cursor (23) displayed on the image display means (5) by the image storage means (6). The scale value above is calculated for each of the predetermined sampling times, and among the scale values calculated for each sampling time, a measurement start position determination command and a measurement end position determination command from the measurement command input means (7). And image processing calculation means (9) for calculating the difference between the two scale values at the time of inputting each of the commands and displaying the numbers on the image display means (5), and the scale photographing means (2).
And the object to be measured photographing means (3) integrally, or the scale (1) and the object to be measured (15) integrally moved in parallel to the length direction of the scale (1). And a moving means (10).

【0009】[0009]

【作用】上記構成の長さ測定装置では、被測定物(1
5)の2つの測定位置に対する絶対値を、それぞれスケ
ール(1)の画像を処理することによって読み取り、そ
の2つの絶対値の差から長さを求める。このため、被測
定物(15)を、2つの測定位置間でどのような速度で
移動させても、あるいは移動方向を変更させたりして
も、測定値に影響を与えることはない。
In the length measuring device having the above structure, the object to be measured (1
The absolute values for the two measurement positions of 5) are read by processing the image of the scale (1), and the length is obtained from the difference between the two absolute values. Therefore, no matter what speed the object to be measured (15) is moved between the two measurement positions or the moving direction is changed, the measured value is not affected.

【0010】なお、上記括弧内の符号は、図面と対照す
るためのものであり、何等本発明の構成を限定するもの
ではない。
The reference numerals in the above parentheses are for comparison with the drawings and do not limit the structure of the present invention.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は、本発明に係る長さ測定装置の基本
的な構成を示す構成図である。また図2は、その長さ測
定装置におけるスケールの構成を示す平面図で、(a)
は全体図、(b)は部分拡大図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a length measuring device according to the present invention. Further, FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the scale in the length measuring device,
Is an overall view, and (b) is a partially enlarged view.

【0013】図のようにこの長さ測定装置は、スケール
1と、スケール撮影カメラ(スケール撮影手段)2と、
被測定物撮影カメラ(被測定物撮影手段)3と、モニタ
(画像表示手段)5と、画像メモリ(画像記憶手段)6
と、測定指令入力部(測定指令入力手段)7と、CPU
(画像処理演算手段)9と、移動台(移動手段)10
と、を備えている。下記に、これらの各構成部品につい
て、その他の構成部品と共に説明する。
As shown in the figure, this length measuring device comprises a scale 1, a scale photographing camera (scale photographing means) 2,
Object to be measured photographing camera (object to be measured photographing means) 3, monitor (image display means) 5, image memory (image storage means) 6
A measurement command input unit (measurement command input means) 7 and a CPU
(Image processing calculation means) 9 and moving base (moving means) 10
And Below, each of these components will be described together with other components.

【0014】上記スケール1は、目盛り値をパターン化
して示したもので、例えば図2(a)のような液晶表示
パネル11を用いて構成される。つまり、液晶表示パネ
ル11を、上記CPU9からの制御信号に従って液晶駆
動回路11で駆動することにより、その表示パネル11
を構成するドットを利用して、目盛り値をパターン化し
て表示する。
The scale 1 is a pattern of scale values, and is constructed by using a liquid crystal display panel 11 as shown in FIG. 2A, for example. That is, the liquid crystal display panel 11 is driven by the liquid crystal drive circuit 11 in accordance with the control signal from the CPU 9, so that the display panel 11 is driven.
The scale values are displayed as a pattern using the dots that make up the.

【0015】例えば図2(b)のように、液晶表示パネ
ル11の長手方向に、目盛りとして、マーカドットMを
3ドット列ごとに設定するとともに、その各マーカドッ
トMの目盛り値を、各マーカドットMの下方に続く4ド
ット列と次のマーカドット手前までの3ドット列とを利
用したドットパターン(図中一点鎖線の範囲)により、
16進法で表示する。
For example, as shown in FIG. 2B, in the longitudinal direction of the liquid crystal display panel 11, the marker dots M are set as a scale for every 3 dot rows, and the scale value of each marker dot M is set for each marker. By a dot pattern (a range indicated by an alternate long and short dash line in the figure) using a 4 dot row following the dot M and a 3 dot row up to the next marker dot
Display in hexadecimal.

【0016】液晶表示パネル11のドットは、非常に高
い精度で規則正しく配列されており、その長手方向のド
ットピッチが0.3mmであれば、上記マーカドットM
は0.9mmごとの目盛りということになる。そしてこ
のドットパターンで示した目盛り値を真の値に較正する
ために、CPU9内に、ブロックゲージ等の標準ゲージ
に対する較正データを予め記憶させておく。
The dots of the liquid crystal display panel 11 are regularly arranged with a very high accuracy, and if the dot pitch in the longitudinal direction is 0.3 mm, the marker dot M is formed.
Is a scale every 0.9 mm. Then, in order to calibrate the scale value indicated by this dot pattern to a true value, calibration data for a standard gauge such as a block gauge is stored in the CPU 9 in advance.

【0017】上記スケール撮影カメラ2および被測定物
撮影カメラ3は、それぞれスケール1および被測定物1
5を、部分的に拡大して撮影し得るレンズ2a,3aを
備え、その撮影した画像を電気的にリアルタイムで出力
するもので、例えば、CCDを用いた小型のTVカメラ
を利用することができる。
The scale photographing camera 2 and the object to be measured camera 3 have a scale 1 and an object to be measured 1, respectively.
5 is provided with lenses 2a and 3a capable of partially enlarging and photographing, and electrically outputs the photographed image in real time. For example, a small TV camera using a CCD can be used. .

【0018】上記モニタ5は、上記スケール撮影カメラ
2が撮影したスケール1の画像、および被測定物撮影カ
メラ3が撮影した被測定物15の画像を表示するもの
で、CRTが利用される。そしてこのモニタ5に、スケ
ール1の画像と被測定物15の画像とを選択して表示す
るように、画像切り換えスイッチSWが設けられてい
る。
The monitor 5 displays an image of the scale 1 photographed by the scale photographing camera 2 and an image of the DUT 15 photographed by the DUT photographing camera 3, and a CRT is used. An image changeover switch SW is provided on the monitor 5 so as to select and display the image of the scale 1 and the image of the DUT 15.

【0019】上記画像メモリ6は、上記スケール撮影カ
メラ2が撮影したスケール1の画像を、所定のサンプリ
ング時間ごとに記憶するとともに、測定位置を示すカー
ソルを上記モニタ5に表示させるものである。また、上
記モニタ5に表示させるスケール1の画像も、この画像
メモリ6から送るようになっている。そしてこの画像メ
モリ6は、上記モニタ5が、上記画像切り換えスイッチ
SWの切り換えに応じて、スケール1の画像と被測定物
15の画像とのいずれの画像を表示する際にも、それら
の画像に重ねて上記カーソルを表示させる。
The image memory 6 stores the image of the scale 1 photographed by the scale photographing camera 2 at every predetermined sampling time and displays a cursor indicating a measurement position on the monitor 5. The image of the scale 1 displayed on the monitor 5 is also sent from the image memory 6. When the monitor 5 displays either the image of the scale 1 or the image of the DUT 15 according to the switching of the image switching switch SW, the image memory 6 displays the images. The cursor is displayed over again.

【0020】上記測定指令入力部7は、ユーザーが、後
述のように測定時に測定開始位置決定指令と測定終了位
置決定指令とを入力するもので、押しボタンスイッチ等
を操作することで入力するようになっている。
The measurement command input unit 7 is used by the user to input a measurement start position determination command and a measurement end position determination command at the time of measurement, as will be described later, and is operated by operating a push button switch or the like. It has become.

【0021】上記CPU9は、上記画像メモリ6が記憶
したスケール1の画像を処理することにより、画像メモ
リ6がモニタ5に表示させたカーソルの位置に相当する
スケール1上の目盛り値を、上記所定のサンプリング時
間ごとに算出する。その際、スケール1上の隣り合う2
つの目盛り値の間の値については、比例演算によって算
出する。また、その算出した目盛り値を、内部に記憶し
ている較正データに従って真の値に較正する。さらに、
そのサンプリング時間ごとに算出し較正した目盛り値の
うち、上記測定指令入力部7からの測定開始位置決定指
令と測定終了位置決定指令との各指令入力時点における
2つの目盛り値の差を算出して、モニタ5に数字で表示
させる。
The CPU 9 processes the image of the scale 1 stored in the image memory 6 to set the scale value on the scale 1 corresponding to the position of the cursor displayed on the monitor 5 by the image memory 6 to the predetermined value. It is calculated for each sampling time. At that time, adjacent two on the scale 1
Values between two scale values are calculated by proportional calculation. Further, the calculated scale value is calibrated to a true value according to the calibration data stored inside. further,
Of the scale values calculated and calibrated for each sampling time, the difference between the two scale values at the time of each command input of the measurement start position determination command and the measurement end position determination command from the measurement command input unit 7 is calculated. , Display on the monitor 5 by numbers.

【0022】上記移動台10は、スケール1と被測定物
15とを載置した状態で一体的に、スケール1の長さ方
向に対して平行に移動させるもので、ハンドル等の操作
部16の操作で移動するようになっている。なお、この
ようにスケール1と被測定物15とを移動させる代わり
に、上記スケール撮影カメラ2と被測定物撮影カメラ3
とを一体的に支持して、スケール1の長さ方向に対して
平行に移動させるように構成してもよい。また、図1で
は、移動台10を2台のカメラ2,3の配列方向に移動
させるように示したが、これと直角方向に移動させるよ
うに構成してもよい。
The moving table 10 is for moving the scale 1 and the object to be measured 15 integrally in parallel with the length direction of the scale 1. It is designed to be moved by operation. Instead of moving the scale 1 and the DUT 15 in this way, the scale photographing camera 2 and the DUT photographing camera 3 are used.
May be integrally supported, and may be configured to move in parallel to the length direction of the scale 1. Further, in FIG. 1, the moving table 10 is shown to be moved in the arrangement direction of the two cameras 2 and 3, but it may be moved in a direction perpendicular to the moving direction.

【0023】図3は、上記長さ測定装置の具体的な構成
例を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a concrete configuration example of the length measuring device.

【0024】図のようにこの構成例では、被測定物撮影
カメラ3は、ケース20の正面側に露出して、その光軸
を鉛直下方に向けた状態で支持され、一方のスケール撮
影カメラ2は、ケース20内に収納された状態で、被測
定物撮影カメラ3と平行に支持されている。また、被測
定物撮影カメラ3のレンズ3aには、ズームレンズが用
いられている。
As shown in the figure, in this configuration example, the object-to-be-photographed camera 3 is exposed on the front side of the case 20 and is supported with its optical axis directed vertically downward. Is supported in parallel with the DUT camera 3 while being housed in the case 20. A zoom lens is used as the lens 3a of the DUT camera 3.

【0025】ケース20の下部には、移動台10が、左
右方向(図3では紙面に垂直な方向)に移動するように
水平に設けられており、その移動台10の、被測定物1
5を載置する載物部10aは、被測定物撮影カメラ3に
対応してケース20の正面側に露出し、しかもケース2
0の側面に配設された焦点調節ノブ21の操作により上
下方向に移動し得るようになっている。またこの移動台
10の後端部は、ケース20内に位置し、その後端部
に、スケール撮影カメラ2に対応して、スケール1とな
る液晶表示パネル11が水平に、かつそのスケール1を
左右方向に向けた状態で固定されている。
At the lower part of the case 20, a movable table 10 is horizontally provided so as to move in the left-right direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3).
The mounting portion 10a on which the 5 is mounted is exposed on the front side of the case 20 corresponding to the object photographing camera 3, and the case 2
It can be moved in the vertical direction by operating the focus adjustment knob 21 arranged on the side surface of the No. 0. Further, the rear end of the movable table 10 is located inside the case 20, and at the rear end thereof, the liquid crystal display panel 11 serving as the scale 1 is horizontal and the scale 1 is left and right corresponding to the scale photographing camera 2. It is fixed so that it faces the direction.

【0026】上記各カメラ2,3のレンズ2a,3aの
焦点距離や移動台10との位置関係等の光学系について
は、後述のように、スケール1および被測定物15の適
宜な範囲が拡大され、しかも正確に焦点の合った画像が
得られるように設定されている。
As for the optical system such as the focal lengths of the lenses 2a and 3a of the cameras 2 and 3 and the positional relationship with the movable table 10, the appropriate range of the scale 1 and the object to be measured 15 is expanded as described later. In addition, it is set so that an in-focus image can be obtained accurately.

【0027】そして、ケース20の側面に、焦点調節ノ
ブ21と共に、移動台10を水平移動させる操作部16
が配設され、またケース20の上面には、モニタ5が取
り付けられている。さらに、図示はしないが、ケース2
0の前面には、電源スイッチや、上述の画像切り換えス
イッチSW,測定指令入力部7などが配設され、内部に
は、上述のそのほかの構成部品が収納されている。
On the side surface of the case 20, an operating section 16 for horizontally moving the movable table 10 together with the focus adjusting knob 21.
And the monitor 5 is attached to the upper surface of the case 20. Further, although not shown, Case 2
A power switch, the above-described image changeover switch SW, the measurement command input unit 7, and the like are provided on the front surface of 0, and the above-described other components are housed inside.

【0028】この構成例のように、スケール撮影カメラ
2と液晶表示パネル11とがケース20内に収納されて
いるのは、これらの構成部品については、ユーザーが触
れる必要がないためであり、またスケール1となる液晶
表示パネル11を周囲の光から遮光することにより、ス
ケール1の画像のコントラストを向上させ、それにより
高い測定精度を保持するためでもある。
As in this configuration example, the scale photographing camera 2 and the liquid crystal display panel 11 are housed in the case 20 because these components do not need to be touched by the user. This is also because the liquid crystal display panel 11 serving as the scale 1 is shielded from ambient light to improve the contrast of the image of the scale 1 and thereby maintain high measurement accuracy.

【0029】次に、上記図3に示した構成の長さ測定装
置の測定動作を、その測定方法と共に、図4の移動台の
平面図および図5(a),(b),(c)のモニタ画面
の図を用いて説明する。なお、図3に示されていない構
成部品については、図1を参照することとする。
Next, the measurement operation of the length measuring device having the structure shown in FIG. 3 will be described, together with the measuring method, in plan view of the movable table of FIG. 4 and FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c). This will be described with reference to the monitor screen of FIG. Note that FIG. 1 will be referred to for components not shown in FIG.

【0030】ユーザーは、この測定装置の電源を入れた
後、図4に示すように、移動台10の載物部10aに被
測定物15をセットする。その際、被測定物15の、測
定しようとする長さの方向が正確に左右方向に、つまり
スケール1の長さ方向と平行になるように、しかもその
測定しようとする長さの範囲がスケール1の目盛りの範
囲内に収まるようにセットする。この被測定物15のセ
ットを正確に、かつ素早く行うことができるように、載
物部10aの上面に基準線を設けたり、あるいは同じ形
状の部品を連続して測定する場合には、図4中に示した
ように、その被測定物15をワンタッチでセットし得る
保持具22を設けておくとよい。
After turning on the power supply of the measuring apparatus, the user sets the object 15 to be measured on the mount portion 10a of the moving table 10 as shown in FIG. At this time, the length of the object to be measured 15 to be measured is precisely in the left-right direction, that is, parallel to the length direction of the scale 1, and the range of the length to be measured is the scale. Set it so that it is within the range of 1 scale. In order to set the object 15 to be measured accurately and quickly, when a reference line is provided on the upper surface of the mounting part 10a or when the parts having the same shape are continuously measured, FIG. As shown therein, it is preferable to provide a holder 22 on which the object to be measured 15 can be set with one touch.

【0031】続いてユーザーは、モニタ5に、被測定物
撮影カメラ3による被測定物15の画像を表示させる。
そしてそのモニタ5に表示された被測定物15の画像を
見ながら、操作部16を操作して移動台10を移動さ
せ、図5(a)に示すように、モニタ5の画面中央に縦
方向に表示されたカーソル23に、同じ画面上の被測定
物15の、一方の測定位置(ここでは左端)を正確に合
わせる。
Then, the user causes the monitor 5 to display an image of the object 15 to be measured by the object photographing camera 3.
Then, while observing the image of the object to be measured 15 displayed on the monitor 5, the operation unit 16 is operated to move the movable table 10, and as shown in FIG. One of the measurement positions (here, the left end) of the DUT 15 on the same screen is accurately aligned with the cursor 23 displayed on the screen.

【0032】このとき、焦点調節ノブ21を操作して移
動台10の載物部10aを上下移動させることにより、
被測定物撮影カメラ3の焦点位置を、被測定物15の測
定位置に対して正確に合わせる。つまり被測定物15の
測定位置を、できるだけシャープにモニタ5に表示させ
る。また、被測定物撮影カメラ3の撮影倍率を上げて、
被測定物15の測定位置をできるだけ拡大してモニタ5
に表示させれば、カーソル23との位置合わせがより正
確となり、測定精度が向上する。ただし、被測定物撮影
カメラ3の撮影倍率が測定開始前から高い状態にある
と、被測定物15のどの部分がモニタ5に表示されてい
るのかが判別しにくくなるため、上記構成例のように、
被測定物撮影カメラ3のレンズ3aをズームレンズとし
て、撮影倍率を、必要に応じて変えられるようにすると
よい。さらに、被測定物15の測定位置を照明する照明
装置を設けておくとよい。
At this time, the focus adjustment knob 21 is operated to move the stage 10a of the movable table 10 up and down.
The focus position of the DUT camera 3 is accurately aligned with the measurement position of the DUT 15. That is, the measurement position of the DUT 15 is displayed on the monitor 5 as sharply as possible. In addition, the photographing magnification of the DUT camera 3 is increased,
Monitor 5 with the measurement position of DUT 15 enlarged as much as possible
If this is displayed, the alignment with the cursor 23 will be more accurate and the measurement accuracy will be improved. However, when the photographing magnification of the DUT camera 3 is high before the measurement is started, it becomes difficult to determine which part of the DUT 15 is displayed on the monitor 5, and thus it is difficult to determine the configuration example. To
The lens 3a of the DUT camera 3 may be a zoom lens so that the photographing magnification can be changed as necessary. Further, an illumination device that illuminates the measurement position of the DUT 15 may be provided.

【0033】ここで、画像切り換えスイッチSWを操作
して、スケール撮影カメラ2によるスケール1の画像を
モニタ5に表示させてみると、図5(b)に示すよう
に、スケール1の一部分が、所定の範囲で拡大され、し
かも焦点が正確に合った状態で、カーソル23と共に表
示される。このカーソル23の重なったスケール1の位
置が、上記被測定物15の測定位置に対応することにな
る。
Here, when the image changeover switch SW is operated to display the image of the scale 1 by the scale photographing camera 2 on the monitor 5, as shown in FIG. The image is displayed together with the cursor 23 in a state in which the image is enlarged in a predetermined range and is in focus accurately. The position of the scale 1 where the cursor 23 overlaps corresponds to the measurement position of the DUT 15.

【0034】そしてCPU9が、上述のようにスケール
1の画像を処理することにより、カーソル23の位置に
相当するスケール1上の目盛り値を算出するとともに、
真の値に較正する。即ち、上記被測定物15の測定位置
を示す絶対値が、スケール1の画像から読み取られるこ
とになる。
The CPU 9 processes the scale 1 image as described above to calculate the scale value on the scale 1 corresponding to the position of the cursor 23, and
Calibrate to true value. That is, the absolute value indicating the measurement position of the DUT 15 is read from the image of the scale 1.

【0035】上記スケール撮影カメラ2の撮影倍率につ
いては、CPU9がカーソル23の位置に相当するスケ
ール1上の目盛り値を算出し得るように、つまり、少な
くともカーソル23の両側に、1つ以上のマーカドット
Mおよびその目盛り値を示すドットパターンを含むよう
な範囲でできるだけ大きく設定する。このスケール撮影
カメラ2の撮影倍率が大きいほど、測定精度が向上す
る。また、目盛り値の基準点は、各マーカドットMの中
心点とする。なお、実際の測定に際しては、ユーザー
は、このスケール1の画像をモニタ5に表示させる必要
はない。
Regarding the photographing magnification of the scale photographing camera 2, the CPU 9 can calculate the scale value on the scale 1 corresponding to the position of the cursor 23, that is, one or more markers at least on both sides of the cursor 23. It is set as large as possible within a range including the dot M and the dot pattern indicating the scale value thereof. The larger the photographing magnification of the scale photographing camera 2, the higher the measurement accuracy. The reference point of the scale value is the center point of each marker dot M. The user does not need to display the image of the scale 1 on the monitor 5 during the actual measurement.

【0036】こうして、モニタ5の画面上で被測定物1
5の測定位置をカーソル23に合わせた後、ユーザー
は、測定指令入力部7から、測定開始位置決定指令を入
力する。するとCPU9は、その測定開始位置決定指令
の入力時点における算出目盛り値を記憶する。
Thus, the DUT 1 is displayed on the screen of the monitor 5.
After aligning the measurement position of 5 with the cursor 23, the user inputs a measurement start position determination command from the measurement command input unit 7. Then, the CPU 9 stores the calculated scale value at the time of inputting the measurement start position determination command.

【0037】次いでユーザーは、モニタ5に表示された
被測定物15の画像を見ながら、操作部16を操作して
移動台10を移動させ、図5(c)に示すように、モニ
タ5の画面上で、被測定物15の、もう一方の測定位置
(ここでは右端)を、カーソル23に正確に合わせ、そ
の後、測定指令入力部7から測定終了位置決定指令を入
力する。
Next, the user operates the operation unit 16 to move the movable table 10 while looking at the image of the object 15 to be measured displayed on the monitor 5, and as shown in FIG. The other measurement position (here, the right end) of the object to be measured 15 is accurately aligned with the cursor 23 on the screen, and then the measurement end position determination command is input from the measurement command input unit 7.

【0038】するとCPU9は、測定終了位置決定指令
の入力時点に画像メモリ6が記憶した、スケール撮影カ
メラ2によるスケール1の画像を処理することによっ
て、被測定物15の、もう一方の測定位置に対するスケ
ール1の目盛り値を算出して真の値に較正するととも
に、その較正した算出目盛り値と、先に記憶した測定開
始位置決定指令の入力時点における目盛り値との差を算
出する。こうして算出した2つの目盛り値の差が測定値
となる。そしてCPU9は、この測定値を、モニタ5の
画面上の所定の測定値表示位置5aに数字で表示させ
る。
Then, the CPU 9 processes the image of the scale 1 by the scale photographing camera 2 stored in the image memory 6 at the time of inputting the measurement end position determination command, so that the measured object 15 with respect to the other measurement position. The scale value of the scale 1 is calculated and calibrated to a true value, and the difference between the calibrated calculated scale value and the scale value at the time when the previously stored measurement start position determination command is input is calculated. The difference between the two scale values thus calculated becomes the measured value. Then, the CPU 9 causes the measured value to be displayed numerically at a predetermined measured value display position 5a on the screen of the monitor 5.

【0039】このように、本発明に係る長さ測定装置で
は、被測定物15の2つの測定位置に対する絶対値を、
それぞれスケール1の画像から読み取り、その2つの絶
対値の差から長さを求めるため、被測定物15を、2つ
の測定位置間でどのような速度で移動させても、あるい
は移動方向を変更させたりしても、測定値に影響を与え
ることはない。さらに、モニタ5に表示された被測定物
15の画像とカーソルとを見て測定位置を合わせるた
め、ユーザーの見る位置による測定誤差が生じない。即
ち、常に正確で信頼性の高い測定値が得られることにな
る。その測定精度については、各カメラ2,3の撮影倍
率等の測定条件を適宜に設定することにより、数ミクロ
ン程度とすることが可能である。
As described above, in the length measuring device according to the present invention, the absolute values for the two measurement positions of the DUT 15 are
Since the length of each object is read from the image of the scale 1 and the length is determined from the difference between the two absolute values, the object to be measured 15 can be moved at any speed between the two measurement positions or the moving direction can be changed. However, it does not affect the measured value. Furthermore, since the measurement position is aligned by looking at the image of the DUT 15 displayed on the monitor 5 and the cursor, the measurement error due to the position viewed by the user does not occur. That is, accurate and highly reliable measurement values can always be obtained. The measurement accuracy can be set to about several microns by appropriately setting the measurement conditions such as the photographing magnification of each of the cameras 2 and 3.

【0040】また、スケール1として、液晶表示パネル
11を利用することにより、目盛り値を表す微細で正確
なパターンを、電気信号により簡単に形成することがで
きるとともに、そのスケール1自体が発光するために、
スケール1を照明することなく、コントラストの高いス
ケール1の画像を得ることができる。
Further, by using the liquid crystal display panel 11 as the scale 1, it is possible to easily form a fine and accurate pattern representing a scale value by an electric signal and the scale 1 itself emits light. To
It is possible to obtain a high-contrast image of the scale 1 without illuminating the scale 1.

【0041】なお、上記実施例では、被測定物15の一
方向(X方向)の長さを測定するように構成したが、液
晶表示パネル11に、上記スケール1の方向(X方向)
と直交する方向(Y方向)のスケールを切り換えて表示
させるとともに、移動台10として、X,Y方向に移動
し得るものを用い、かつモニタ5に、2本の直交するカ
ーソルを表示させるようにすれば、被測定物15の二方
向(X,Y方向)の長さを、その被測定物の移動台上で
の向きを変えることなく測定することが可能となる。
Although the length of the DUT 15 in one direction (X direction) is measured in the above embodiment, the direction of the scale 1 (X direction) is displayed on the liquid crystal display panel 11.
In addition to switching and displaying the scale in the direction (Y direction) orthogonal to, a movable table 10 that can be moved in the X and Y directions is used, and two orthogonal cursors are displayed on the monitor 5. This makes it possible to measure the lengths of the measured object 15 in two directions (X and Y directions) without changing the orientation of the measured object 15 on the moving table.

【0042】そのほか、スケール1としては、液晶表示
パネル11以外に、例えばガラス板に目盛り値をパター
ン化して刻んだものを用いることも可能である。
In addition to the liquid crystal display panel 11, it is also possible to use, as the scale 1, for example, a glass plate on which scale values are patterned and carved.

【0043】さらに、被測定物撮影カメラ3にカラーT
Vカメラを用い、モニタ5にカラーモニタを用いて、被
測定物15の画像をモニタ5にカラーで表示させるよう
にすれば、モニタ5上で被測定物15の測定位置がより
確認し易くなり、よってその測定位置をカーソルに、よ
り素早く正確に合わせることができるようになるととも
に、測定作業の能率も、より向上する。
Further, the color T is set on the object photographing camera 3.
If a V camera is used and a color monitor is used as the monitor 5 to display the image of the DUT 15 in color on the monitor 5, it becomes easier to confirm the measurement position of the DUT 15 on the monitor 5. Therefore, the measurement position can be aligned with the cursor more quickly and accurately, and the efficiency of the measurement work is further improved.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る長さ
測定装置によれば、被測定物およびスケールの画像に基
づいて、常に高精度な信頼性の高い測定を行うことがで
き、しかもマグネスケールのような高価な部品を用いる
ことなく、安価に実現することができる。
As described above, according to the length measuring apparatus of the present invention, it is possible to always perform highly accurate and highly reliable measurement based on the images of the object to be measured and the scale. It can be realized at low cost without using expensive parts such as Magnescale.

【0045】また、液晶表示パネルを利用することによ
り、本発明に係る長さ測定装置で用いるスケールを、簡
単に形成することができる。
Further, by using the liquid crystal display panel, the scale used in the length measuring apparatus according to the present invention can be easily formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る長さ測定装置の基本的な構成を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of a length measuring device according to the present invention.

【図2】その長さ測定装置におけるスケールの構成を示
す平面図で、(a)は全体図、(b)は部分拡大図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a scale in the length measuring device, (a) is an overall view, and (b) is a partially enlarged view.

【図3】本発明に係る長さ測定装置の具体的な構成例を
示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a specific configuration example of the length measuring device according to the present invention.

【図4】その長さ測定装置の測定動作および測定方法を
説明する移動台の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a moving table for explaining a measuring operation and a measuring method of the length measuring device.

【図5】(a),(b),(c)は、同じ長さ測定装置
の測定動作および測定方法を説明するモニタ画面の図で
ある。
5 (a), (b) and (c) are diagrams of monitor screens for explaining a measuring operation and a measuring method of the same length measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スケール 2 スケール撮影カメラ(スケール撮影手段) 3 被測定物撮影カメラ(被測定物撮影手段) 5 モニタ(画像表示手段) 6 画像メモリ(画像記憶手段) 7 測定指令入力部(測定指令入力手段) 9 CPU(画像処理演算手段) 10 移動台(移動手段) 11 液晶表示パネル 1 scale 2 scale photographing camera (scale photographing means) 3 measured object photographing camera (measured object photographing means) 5 monitor (image display means) 6 image memory (image storage means) 7 measurement command input section (measurement command input means) 9 CPU (image processing calculation means) 10 Moving stand (moving means) 11 Liquid crystal display panel

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 目盛り値をパターン化して示したスケー
ルと、 該スケールを撮影して、その画像を電気的に出力するス
ケール撮影手段と、 被測定物を撮影して、その画像を電気的に出力する被測
定物撮影手段と、 該被測定物撮影手段が撮影した被測定物の画像および前
記スケール撮影手段が撮影したスケールの画像を表示す
る画像表示手段と、 前記スケール撮影手段が撮影したスケールの画像を所定
のサンプリング時間ごとに記憶するとともに、測定位置
を示すカーソルを前記画像表示手段に表示させる画像記
憶手段と、 測定開始位置決定指令と測定終了位置決定指令とを入力
する測定指令入力手段と、 前記画像記憶手段が記憶したスケールの画像を処理する
ことにより、該画像記憶手段が前記画像表示手段に表示
させたカーソルの位置に相当する前記スケール上の目盛
り値を、前記所定のサンプリング時間ごとに算出し、か
つ該サンプリング時間ごとに算出する目盛り値のうち、
前記測定指令入力手段からの測定開始位置決定指令と測
定終了位置決定指令との各指令入力時点における2つの
目盛り値の差を算出して前記画像表示手段に数字で表示
させる画像処理演算手段と、 前記スケール撮影手段と被測定物撮影手段とを一体的
に、あるいは前記スケールと被測定物とを一体的に、前
記スケールの長さ方向に対して平行に移動させる移動手
段と、 を備えたことを特徴とする長さ測定装置。
1. A scale having a pattern of scale values, a scale photographing means for photographing the scale and electrically outputting the image, and a scale for photographing an object to be measured and electrically measuring the image. Outputting means for photographing the measured object, image display means for displaying the image of the measured object photographed by the measured object photographing means and the image of the scale photographed by the scale photographing means, and the scale photographed by the scale photographing means Image for each predetermined sampling time, and an image storage means for displaying a cursor indicating the measurement position on the image display means, and a measurement command input means for inputting a measurement start position determination command and a measurement end position determination command. And processing the scale image stored by the image storage means to bring the image storage means to the position of the cursor displayed on the image display means. A scale value on the corresponding scale is calculated for each of the predetermined sampling times, and among the scale values calculated for each sampling time,
An image processing calculation means for calculating a difference between two scale values at the time of inputting each of the measurement start position determination command and the measurement end position determination command from the measurement command input means and displaying the difference on the image display means by numbers. A moving unit that moves the scale photographing unit and the DUT photographing unit integrally, or moves the scale and the DUT integrally in parallel to the length direction of the scale. A length measuring device.
【請求項2】 前記スケールは、液晶表示パネルに、目
盛り値をパターン化して表示することにより構成された
ことを特徴とする請求項1記載の長さ測定装置。
2. The length measuring device according to claim 1, wherein the scale is configured by displaying scale values in a pattern on a liquid crystal display panel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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