JPH09304020A - 位置計測装置及び位置調整装置 - Google Patents
位置計測装置及び位置調整装置Info
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- JPH09304020A JPH09304020A JP12379696A JP12379696A JPH09304020A JP H09304020 A JPH09304020 A JP H09304020A JP 12379696 A JP12379696 A JP 12379696A JP 12379696 A JP12379696 A JP 12379696A JP H09304020 A JPH09304020 A JP H09304020A
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- Japan
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- pickup means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置計測装置や位置調整装置において、被計
測物の種類が変わったり被計測物の位置がずれたとして
も何ら支障なく、常に簡便な動作でもって被計測物の位
置を的確に計測したり調整することができるようにす
る。 【解決手段】 複数の基準点が所定の間隔をあけて付さ
れた透明ゲージ板を、撮像手段と被計測物の間に介在す
るように独立した状態で設置し、撮像手段を透明ゲージ
板の特定の基準点に焦点を合わせるように移動させた段
階でその特定基準点の位置座標を読み取り、次に撮像手
段を被計測物の計測対象点に焦点を合わせるように１座
標軸方向にのみ移動させた段階でその計測対象点の位置
座標を特定基準点の位置座標を基準にして読み取るよう
にした。計測した位置座標情報に基づいて被計測物の位
置を調整するようにした。
測物の種類が変わったり被計測物の位置がずれたとして
も何ら支障なく、常に簡便な動作でもって被計測物の位
置を的確に計測したり調整することができるようにす
る。 【解決手段】 複数の基準点が所定の間隔をあけて付さ
れた透明ゲージ板を、撮像手段と被計測物の間に介在す
るように独立した状態で設置し、撮像手段を透明ゲージ
板の特定の基準点に焦点を合わせるように移動させた段
階でその特定基準点の位置座標を読み取り、次に撮像手
段を被計測物の計測対象点に焦点を合わせるように１座
標軸方向にのみ移動させた段階でその計測対象点の位置
座標を特定基準点の位置座標を基準にして読み取るよう
にした。計測した位置座標情報に基づいて被計測物の位
置を調整するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像手段を用いて
被計測物の位置を精密に計測したり或いは調整する位置
計測装置と位置調整装置に関するものである。
被計測物の位置を精密に計測したり或いは調整する位置
計測装置と位置調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の複写機やプリンター等のＯＡ機器
においてはその構成部品の一部として精密部品が使用さ
れている。そして、この種の精密部品の寸法計測や組み
付けにはミクロン単位という高いレベルの精度が要求さ
れることがあり、かかる精度を満足することによりはじ
めてその精密部品ひいてはＯＡ機器等の品質が確保され
るようになっている。
においてはその構成部品の一部として精密部品が使用さ
れている。そして、この種の精密部品の寸法計測や組み
付けにはミクロン単位という高いレベルの精度が要求さ
れることがあり、かかる精度を満足することによりはじ
めてその精密部品ひいてはＯＡ機器等の品質が確保され
るようになっている。
【０００３】このような高精度の寸法計測や組み付けを
実現するための技術としては、例えば、図８に示すよう
に、組み立て精密部品としての被計測物１００の位置を
撮像手段（ＩＴＶカメラ）１０１により撮影して検出す
るに当たり、その撮像手段１０１の検出位置のずれ量を
校正チャート１０２を用いて校正することが知られてい
る（特開平４−１７１１３０号公報）。
実現するための技術としては、例えば、図８に示すよう
に、組み立て精密部品としての被計測物１００の位置を
撮像手段（ＩＴＶカメラ）１０１により撮影して検出す
るに当たり、その撮像手段１０１の検出位置のずれ量を
校正チャート１０２を用いて校正することが知られてい
る（特開平４−１７１１３０号公報）。
【０００４】この技術は、被計測物１００の角部１００
ａに相応する校正基準点（面）１０２ａをもつ直方体形
状に形成した校正チャート１０２を、位置調整機構の位
置決め台１０４に載置する被計測物１００に対し、Ｘ座
標軸方向にそって所定の距離だけ離間した位置に正確に
配設することを前提として、以下のような計測や校正を
行うようになっている。
ａに相応する校正基準点（面）１０２ａをもつ直方体形
状に形成した校正チャート１０２を、位置調整機構の位
置決め台１０４に載置する被計測物１００に対し、Ｘ座
標軸方向にそって所定の距離だけ離間した位置に正確に
配設することを前提として、以下のような計測や校正を
行うようになっている。
【０００５】すなわち、撮像手段１０１により校正チャ
ート１０２を撮像してその校正基準点１０２ａを読み取
った後、撮像手段１０１又は位置決め台１０４のいずれ
か一方をＸ軸方向に一定の距離だけ移動して被計測物１
００（の角部１００ａ）の校正基準点１０２ａに対する
Ｘ軸及びＹ軸方向のずれ量を測定し、そのずれ量に基づ
き撮像手段１０１の検出位置のずれを校正（位置調整）
するようになっている。また、Ｚ軸方向のずれ量の測定
やそのずれの校正を行う場合には、Ｙ軸方向から被計測
物１００や校正チャート１０２の校正基準点１０２ａを
撮影するための第二の撮像手段１０５を設置し、その撮
像手段１０５により校正チャート１０２を撮像して校正
基準点１０２ａを読み取り、次に前記Ｘ軸及びＹ軸方向
の場合と同様に、撮像手段１０５又は位置決め台１０４
のいずれか一方をＸ軸方向に一定距離だけ移動して被計
測物１００のＺ軸方向のずれ量を測定し、そのずれ量に
基づく撮像手段１０１の検出位置を校正するようになっ
ている。
ート１０２を撮像してその校正基準点１０２ａを読み取
った後、撮像手段１０１又は位置決め台１０４のいずれ
か一方をＸ軸方向に一定の距離だけ移動して被計測物１
００（の角部１００ａ）の校正基準点１０２ａに対する
Ｘ軸及びＹ軸方向のずれ量を測定し、そのずれ量に基づ
き撮像手段１０１の検出位置のずれを校正（位置調整）
するようになっている。また、Ｚ軸方向のずれ量の測定
やそのずれの校正を行う場合には、Ｙ軸方向から被計測
物１００や校正チャート１０２の校正基準点１０２ａを
撮影するための第二の撮像手段１０５を設置し、その撮
像手段１０５により校正チャート１０２を撮像して校正
基準点１０２ａを読み取り、次に前記Ｘ軸及びＹ軸方向
の場合と同様に、撮像手段１０５又は位置決め台１０４
のいずれか一方をＸ軸方向に一定距離だけ移動して被計
測物１００のＺ軸方向のずれ量を測定し、そのずれ量に
基づく撮像手段１０１の検出位置を校正するようになっ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような校正チャートを用いて位置計測や位置調整を行
う場合には、その校正チャートを被計測物の計測部位の
形状にあわせて正確に製作したり被計測物に対して正確
な位置に設置しなければならず、しかも、そのような校
正チャートの正確な製作や設置は被計測物の種類が変わ
るたびに行わなければならないという煩雑さがある。
たような校正チャートを用いて位置計測や位置調整を行
う場合には、その校正チャートを被計測物の計測部位の
形状にあわせて正確に製作したり被計測物に対して正確
な位置に設置しなければならず、しかも、そのような校
正チャートの正確な製作や設置は被計測物の種類が変わ
るたびに行わなければならないという煩雑さがある。
【０００７】また、校正チャートと被計測物を２方向か
ら撮像するために撮像手段が少なくとも２台必要であっ
たり、或いは、撮像手段により校正チャートを撮像した
後に計測や調整に直接関与しない撮像手段又は位置決め
台をＸ軸方向へ移動する動作が常に必要であった。
ら撮像するために撮像手段が少なくとも２台必要であっ
たり、或いは、撮像手段により校正チャートを撮像した
後に計測や調整に直接関与しない撮像手段又は位置決め
台をＸ軸方向へ移動する動作が常に必要であった。
【０００８】さらに、被計測物を設置する位置決め台は
経時的に何らかの要因により位置ずれを起こすことが
り、このため校正チャートの校正基準点も位置的にずれ
てしまうことがある。そして、このような校正チャート
の校正基準点の位置ずれがあるため、被計測物の組み立
て回数等に応じて、撮像手段の検出位置ずれ量を再度算
出し直さなければならなかった。
経時的に何らかの要因により位置ずれを起こすことが
り、このため校正チャートの校正基準点も位置的にずれ
てしまうことがある。そして、このような校正チャート
の校正基準点の位置ずれがあるため、被計測物の組み立
て回数等に応じて、撮像手段の検出位置ずれ量を再度算
出し直さなければならなかった。
【０００９】本発明は、上記したような従来技術の問題
点に鑑みなされたもので、被計測物の種類が変わったり
被計測物の位置がずれたとしても何ら支障なく、常に簡
便な動作でもって被計測物の位置を的確に計測したり調
整することができる簡易な構成の位置計測装置と位置調
整装置を提供することを目的とするものである。
点に鑑みなされたもので、被計測物の種類が変わったり
被計測物の位置がずれたとしても何ら支障なく、常に簡
便な動作でもって被計測物の位置を的確に計測したり調
整することができる簡易な構成の位置計測装置と位置調
整装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の位置計測装置
は、互いに直交する３座標軸方向に移動可能に設置さ
れ、その１座標軸方向に沿う線上に配置される被計測物
を撮像する撮像手段と、撮像手段と被計測物の間に介在
するように独立した状態で設置され、複数の基準点が所
定の間隔をあけて付された透明ゲージ板とを備えた装置
であって、上記撮像手段を透明ゲージ板の特定の基準点
に焦点を合わせるように移動させた段階でその特定基準
点の位置座標を読み取り、次に撮像手段を被計測物の計
測対象点に焦点を合わせるように１座標軸方向にのみ移
動させた段階でその計測対象点の位置座標を特定基準点
の位置座標を基準にして読み取ることを特徴とするもの
である。
は、互いに直交する３座標軸方向に移動可能に設置さ
れ、その１座標軸方向に沿う線上に配置される被計測物
を撮像する撮像手段と、撮像手段と被計測物の間に介在
するように独立した状態で設置され、複数の基準点が所
定の間隔をあけて付された透明ゲージ板とを備えた装置
であって、上記撮像手段を透明ゲージ板の特定の基準点
に焦点を合わせるように移動させた段階でその特定基準
点の位置座標を読み取り、次に撮像手段を被計測物の計
測対象点に焦点を合わせるように１座標軸方向にのみ移
動させた段階でその計測対象点の位置座標を特定基準点
の位置座標を基準にして読み取ることを特徴とするもの
である。
【００１１】この位置計測装置においては、撮像手段と
して画像処理装置を備えたものを使用し、しかも、その
画像処理装置により上記した各位置座標の読み取りを行
うように構成することが望ましい。
して画像処理装置を備えたものを使用し、しかも、その
画像処理装置により上記した各位置座標の読み取りを行
うように構成することが望ましい。
【００１２】また、本発明の位置調整装置は、被計測物
を互いに直交する３座標軸方向に移動可能に設置する位
置決め台と、同じ３座標軸方向に移動可能に設置され、
位置決め台上の被計測物を撮像する撮像手段と、撮像手
段と被計測物の間に介在するように独立した状態で設置
され、複数の基準点が所定の間隔をあけて付された透明
ゲージ板とを備えた装置であって、上記撮像手段を透明
ゲージ板の特定の基準点に焦点を合わせるように移動さ
せた段階でその特定基準点の位置座標を読み取り、次に
撮像手段を被計測物の計測対象点に焦点を合わせるよう
に１座標軸方向にのみ移動させてからその座標軸上の被
計測物の位置を特定基準点の位置座標を基準にして調整
し、続いて、撮像手段を移動後の計測対象点に焦点を合
わせるように移動させた段階でその計測対象点の位置座
標を読み取り、次に残り２座標軸上の被計測物の位置を
特定基準点の位置座標を基準にして調整することを特徴
とするものである。
を互いに直交する３座標軸方向に移動可能に設置する位
置決め台と、同じ３座標軸方向に移動可能に設置され、
位置決め台上の被計測物を撮像する撮像手段と、撮像手
段と被計測物の間に介在するように独立した状態で設置
され、複数の基準点が所定の間隔をあけて付された透明
ゲージ板とを備えた装置であって、上記撮像手段を透明
ゲージ板の特定の基準点に焦点を合わせるように移動さ
せた段階でその特定基準点の位置座標を読み取り、次に
撮像手段を被計測物の計測対象点に焦点を合わせるよう
に１座標軸方向にのみ移動させてからその座標軸上の被
計測物の位置を特定基準点の位置座標を基準にして調整
し、続いて、撮像手段を移動後の計測対象点に焦点を合
わせるように移動させた段階でその計測対象点の位置座
標を読み取り、次に残り２座標軸上の被計測物の位置を
特定基準点の位置座標を基準にして調整することを特徴
とするものである。
【００１３】この位置調整装置においては、撮像手段と
して画像処理装置を備えたものを使用し、しかも、その
画像処理装置により透明ゲージ板の特定基準点の位置座
標と被計測物の計測対象点の位置座標との読み取りを行
い、その双方の位置座標から被計測物の移動量を設定す
るように構成することが望ましい。
して画像処理装置を備えたものを使用し、しかも、その
画像処理装置により透明ゲージ板の特定基準点の位置座
標と被計測物の計測対象点の位置座標との読み取りを行
い、その双方の位置座標から被計測物の移動量を設定す
るように構成することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１５】図１は、本発明の位置調整装置の一例を示
すものである。この位置調整装置１は、例えばプリンタ
等に使用される精密部品としての被計測物２を撮像する
ための撮像手段３と、被計測物２と撮像手段３との間に
設置される透明ゲージ板４とでその主要部が構成されて
いる。
すものである。この位置調整装置１は、例えばプリンタ
等に使用される精密部品としての被計測物２を撮像する
ための撮像手段３と、被計測物２と撮像手段３との間に
設置される透明ゲージ板４とでその主要部が構成されて
いる。
【００１６】被計測物２は、基本的にミクロン単位レベ
ルの精密な位置計測や調整を必要とする物品であり、特
にその位置調整に際しては互いに直交する３座標軸（Ｘ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動可能な機構からなる位置決
め台２０に設置される。この位置決め台２０としては、
例えば、不図示の固定基盤に対してＸ軸方向に移動可能
に載置されるＸ軸テーブル２１と、このＸ軸テーブル２
１に対してＹ軸方向に移動可能に載置されるＹ軸テーブ
ル２２と、このＹ軸テーブル２２に対してＺ軸方向に移
動可能に載置されるＺ軸テーブル２３と、このＺ軸テー
ブル２３上に載置される取付け台２４とからなるものが
使用される。この位置決め台２０を使用した場合、被計
測物２はその取付け台２４に設置されてＸ軸，Ｙ軸，Ｚ
軸のいずれの方向にも自在に移動できる状態となる。
ルの精密な位置計測や調整を必要とする物品であり、特
にその位置調整に際しては互いに直交する３座標軸（Ｘ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動可能な機構からなる位置決
め台２０に設置される。この位置決め台２０としては、
例えば、不図示の固定基盤に対してＸ軸方向に移動可能
に載置されるＸ軸テーブル２１と、このＸ軸テーブル２
１に対してＹ軸方向に移動可能に載置されるＹ軸テーブ
ル２２と、このＹ軸テーブル２２に対してＺ軸方向に移
動可能に載置されるＺ軸テーブル２３と、このＺ軸テー
ブル２３上に載置される取付け台２４とからなるものが
使用される。この位置決め台２０を使用した場合、被計
測物２はその取付け台２４に設置されてＸ軸，Ｙ軸，Ｚ
軸のいずれの方向にも自在に移動できる状態となる。
【００１７】撮像手段３は、対物レンズ等を通して透明
ゲージ板４や被計測物２の計測対象とする部位を画像と
して捉えることができるものであれば如何なるものでも
よく、本例では、ＣＣＤカメラ３０とそのカメラで撮像
した画像情報を利用して画像処理を行う画像処理装置３
１とを組み合わせたものを使用している。そのうちＣＣ
Ｄカメラ３０は、前記した位置決め台２０と同様に、互
いに直交する３座標軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動
可能な機構をもつ支持台３２上に設置される。この支持
台３２についても、例えば、前記した位置決め台２０と
同様に、不図示の固定基盤に対してＸ軸方向に移動可能
に載置されるＸ軸テーブル３３と、Ｙ軸方向に移動可能
に載置されるＹ軸テーブル３４と、Ｚ軸方向に移動可能
に載置されるＺ軸テーブル３５と、取付け台３６とから
なるものが使用される。
ゲージ板４や被計測物２の計測対象とする部位を画像と
して捉えることができるものであれば如何なるものでも
よく、本例では、ＣＣＤカメラ３０とそのカメラで撮像
した画像情報を利用して画像処理を行う画像処理装置３
１とを組み合わせたものを使用している。そのうちＣＣ
Ｄカメラ３０は、前記した位置決め台２０と同様に、互
いに直交する３座標軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動
可能な機構をもつ支持台３２上に設置される。この支持
台３２についても、例えば、前記した位置決め台２０と
同様に、不図示の固定基盤に対してＸ軸方向に移動可能
に載置されるＸ軸テーブル３３と、Ｙ軸方向に移動可能
に載置されるＹ軸テーブル３４と、Ｚ軸方向に移動可能
に載置されるＺ軸テーブル３５と、取付け台３６とから
なるものが使用される。
【００１８】また、この撮像手段３のＣＣＤカメラ３０
は、ある一定の焦点距離で被計測物等の計測対象とする
部位を拡大して撮像できる対物レンズを備えており、し
かも、上記３座標軸のうち１つの座標軸（本例ではＺ
軸）に沿う線上に設置する透明ゲージ板４や被計測物２
を撮像できるように設定されている。一方、画像処理装
置３１としては、公知の画像処理機能を備えたものが使
用される。
は、ある一定の焦点距離で被計測物等の計測対象とする
部位を拡大して撮像できる対物レンズを備えており、し
かも、上記３座標軸のうち１つの座標軸（本例ではＺ
軸）に沿う線上に設置する透明ゲージ板４や被計測物２
を撮像できるように設定されている。一方、画像処理装
置３１としては、公知の画像処理機能を備えたものが使
用される。
【００１９】透明ゲージ板４は、ガラスや透明プラスチ
ックス等からなる透明基板に複数の基準点５を付して構
成されるものである。透明基板として透明プラスチック
ス製のものを使用する場合には、室温近い条件下で少な
くとも熱膨張率がゼロに近いプラスチックス材料を使用
することが好ましい。基準点５は、撮像手段３により視
認され得る程度の微細な点であって所定の間隔をあけて
付されるものであれば特に限定されるものではなく、本
例では、図２に示すように点線で描いた所定間隔の格子
模様を使用している。この格子状の基準点を採用した場
合には、格子の交差点５ａを基準点として使用できるほ
か、格子を描く点線の各中間点５ｂを基準点として使用
することができる。そして、基準点５は、計測に際して
は複数ある基準点のうちから任意の１つを選択して使用
することになるが、必要に応じてて使用する点を他の異
なる基準点に変更してもよい。なお、このような基準点
５としては、この他にも、例えば実線で格子模様とした
もの、或いは、点を所定の間隔で規則的に散在させたも
のであってもよい。
ックス等からなる透明基板に複数の基準点５を付して構
成されるものである。透明基板として透明プラスチック
ス製のものを使用する場合には、室温近い条件下で少な
くとも熱膨張率がゼロに近いプラスチックス材料を使用
することが好ましい。基準点５は、撮像手段３により視
認され得る程度の微細な点であって所定の間隔をあけて
付されるものであれば特に限定されるものではなく、本
例では、図２に示すように点線で描いた所定間隔の格子
模様を使用している。この格子状の基準点を採用した場
合には、格子の交差点５ａを基準点として使用できるほ
か、格子を描く点線の各中間点５ｂを基準点として使用
することができる。そして、基準点５は、計測に際して
は複数ある基準点のうちから任意の１つを選択して使用
することになるが、必要に応じてて使用する点を他の異
なる基準点に変更してもよい。なお、このような基準点
５としては、この他にも、例えば実線で格子模様とした
もの、或いは、点を所定の間隔で規則的に散在させたも
のであってもよい。
【００２０】また、この透明ゲージ板４は、被計測物２
と撮像手段３の間に介在するように独立して設置され
る。すなわち、透明ゲージ板４は、被計測物２の位置決
め台２０や撮像手段３の支持台３２とは別に、透明ゲー
ジ板専用の取付け部材４０等により図示しない固定基盤
上に設置される。
と撮像手段３の間に介在するように独立して設置され
る。すなわち、透明ゲージ板４は、被計測物２の位置決
め台２０や撮像手段３の支持台３２とは別に、透明ゲー
ジ板専用の取付け部材４０等により図示しない固定基盤
上に設置される。
【００２１】次に、この位置調整装置１の動作について
説明する。図５は、この装置の動作手順を示すフローチ
ャートである。
説明する。図５は、この装置の動作手順を示すフローチ
ャートである。
【００２２】まず、被計測物２を位置決め台２４上に取
り付けた後（ステップ：Ｓ１）、撮像手段３を、透明ゲ
ージ板４の任意に特定した基準点５ａを撮像することが
できる位置に移動する（Ｓ２）。すなわち、図３に示す
ように、撮像手段３のＣＣＤカメラ３０を透明ゲージ板
４の特定基準点５ａに対して焦点を合わせるようにＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に適量移動させる。図３におい
て符号３１ａはＣＣＤカメラ３０の対物レンズ、ｆは対
物レンズ３１ａの焦点距離を示す。
り付けた後（ステップ：Ｓ１）、撮像手段３を、透明ゲ
ージ板４の任意に特定した基準点５ａを撮像することが
できる位置に移動する（Ｓ２）。すなわち、図３に示す
ように、撮像手段３のＣＣＤカメラ３０を透明ゲージ板
４の特定基準点５ａに対して焦点を合わせるようにＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に適量移動させる。図３におい
て符号３１ａはＣＣＤカメラ３０の対物レンズ、ｆは対
物レンズ３１ａの焦点距離を示す。
【００２３】このように撮像手段３が特定基準点５ａに
対して合焦状態になった段階で、ＣＣＤカメラ３０によ
り撮像された特定基準点５ａの画像情報が画像処理装置
３１に入力され、その画像処理装置３１による画像処理
により透明ゲージ板４の特定基準点５ａの位置座標（Ｘ
5a，Ｙ5a，Ｚ5a）を読み取る（Ｓ３）。また、このとき
の特定基準点５ａの位置座標は、Ｚ軸座標（Ｚ5a）につ
いては、図３に示すように撮像手段３のＣＣＤカメラ３
０が合焦状態にあるときのＺ軸方向における位置（例え
ば「０」としてもよい）となり、Ｘ軸座標（Ｘ5a）とＹ
軸座標（Ｙ5a）については、図４に示すように画像処理
の画面上で設定される原点（０）を基準にした場合のＸ
軸及びＹ軸方向における位置となる。なお、特定基準点
５ａの位置座標は、透明ゲージ板４を予め図示しない固
定基盤等に対して一定の位置関係で設置した場合には、
その既知である座標に代えてもよい。なお、この段階に
おいては、撮像装置３には特定基準点５ａのみが撮像さ
れているだけであり、被計測物の計測対象点２ａは焦点
が合っていないため撮像されていない。
対して合焦状態になった段階で、ＣＣＤカメラ３０によ
り撮像された特定基準点５ａの画像情報が画像処理装置
３１に入力され、その画像処理装置３１による画像処理
により透明ゲージ板４の特定基準点５ａの位置座標（Ｘ
5a，Ｙ5a，Ｚ5a）を読み取る（Ｓ３）。また、このとき
の特定基準点５ａの位置座標は、Ｚ軸座標（Ｚ5a）につ
いては、図３に示すように撮像手段３のＣＣＤカメラ３
０が合焦状態にあるときのＺ軸方向における位置（例え
ば「０」としてもよい）となり、Ｘ軸座標（Ｘ5a）とＹ
軸座標（Ｙ5a）については、図４に示すように画像処理
の画面上で設定される原点（０）を基準にした場合のＸ
軸及びＹ軸方向における位置となる。なお、特定基準点
５ａの位置座標は、透明ゲージ板４を予め図示しない固
定基盤等に対して一定の位置関係で設置した場合には、
その既知である座標に代えてもよい。なお、この段階に
おいては、撮像装置３には特定基準点５ａのみが撮像さ
れているだけであり、被計測物の計測対象点２ａは焦点
が合っていないため撮像されていない。
【００２４】特定基準点５ａの位置座標を読み取った後
は、撮像手段３を、被計測物２の任意の部位に選定した
計測対象点２ａを撮像することができる位置に移動する
（Ｓ４）。すなわち、図３に示すように、撮像手段３の
ＣＣＤカメラ３０を計測対象点２ａに対して焦点を合わ
せるようにＺ軸の方向にのみ適量移動させる。本例の場
合、ＣＣＤカメラ３０をＺ軸方向に所定距離ΔＺだけ移
動することにより計測対象点２ａに対して合焦状態にな
るようにしている。そして、この段階においては、撮像
手段３には計測対象点２ａのみが撮像されているだけで
ある。
は、撮像手段３を、被計測物２の任意の部位に選定した
計測対象点２ａを撮像することができる位置に移動する
（Ｓ４）。すなわち、図３に示すように、撮像手段３の
ＣＣＤカメラ３０を計測対象点２ａに対して焦点を合わ
せるようにＺ軸の方向にのみ適量移動させる。本例の場
合、ＣＣＤカメラ３０をＺ軸方向に所定距離ΔＺだけ移
動することにより計測対象点２ａに対して合焦状態にな
るようにしている。そして、この段階においては、撮像
手段３には計測対象点２ａのみが撮像されているだけで
ある。
【００２５】撮像手段３を計測対象点２ａに対して合焦
状態にした段階において、被計測物２をＺ軸方向の所定
の位置に移動して調整するか否かを判断し（Ｓ５）、調
整する場合には、そのＺ軸方向への位置調整を行う（Ｓ
６）。すなわち、被計測物２を、特定基準点５ａのＺ軸
座標データ（Ｚ5a）を基準にして上記Ｚ軸方向の移動量
データ（ΔＺ）も考慮して設定される調整量（±ｚ）分
だけＺ軸方向に移動する。このＺ軸方向の位置調整を行
った場合には、被計測物２をＺ軸方向に所定量移動した
後、再度、撮像手段３のＣＣＤカメラ３０をその移動後
における被計測物２の計測対象点２ａに焦点を合わせる
ようにＺ軸方向に移動させる。
状態にした段階において、被計測物２をＺ軸方向の所定
の位置に移動して調整するか否かを判断し（Ｓ５）、調
整する場合には、そのＺ軸方向への位置調整を行う（Ｓ
６）。すなわち、被計測物２を、特定基準点５ａのＺ軸
座標データ（Ｚ5a）を基準にして上記Ｚ軸方向の移動量
データ（ΔＺ）も考慮して設定される調整量（±ｚ）分
だけＺ軸方向に移動する。このＺ軸方向の位置調整を行
った場合には、被計測物２をＺ軸方向に所定量移動した
後、再度、撮像手段３のＣＣＤカメラ３０をその移動後
における被計測物２の計測対象点２ａに焦点を合わせる
ようにＺ軸方向に移動させる。
【００２６】一方、ステップＳ５において被計測物２の
Ｚ軸方向の位置を調整しない場合、あるいはステップＳ
６、Ｓ４を経て撮像手段３の再度の合焦動作が終了した
場合には、計測対象点２ａの位置座標（Ｘ2a，Ｙ2a，Ｚ
2a）を読み取る（Ｓ７）。このときの計測対象点２ａの
位置座標についても画像処理装置３１の画像処理により
求められる。また、この位置座標は、Ｚ軸座標（Ｚ2a）
については、図３に示すように撮像手段３のＣＣＤカメ
ラ３０が計測対象点２ａに対して合焦状態にあるときの
Ｚ軸方向の位置［Ｚ2a＝（Ｚ5a＋ΔＺ）又は（Ｚ5a＋Δ
Ｚ±ｚ）］となり、Ｘ軸座標（Ｘ2a）とＹ軸座標
（Ｙ2a）については、図４に示すように画像処理の画面
上で設定される原点（０）を基準にした場合のＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置となる。
Ｚ軸方向の位置を調整しない場合、あるいはステップＳ
６、Ｓ４を経て撮像手段３の再度の合焦動作が終了した
場合には、計測対象点２ａの位置座標（Ｘ2a，Ｙ2a，Ｚ
2a）を読み取る（Ｓ７）。このときの計測対象点２ａの
位置座標についても画像処理装置３１の画像処理により
求められる。また、この位置座標は、Ｚ軸座標（Ｚ2a）
については、図３に示すように撮像手段３のＣＣＤカメ
ラ３０が計測対象点２ａに対して合焦状態にあるときの
Ｚ軸方向の位置［Ｚ2a＝（Ｚ5a＋ΔＺ）又は（Ｚ5a＋Δ
Ｚ±ｚ）］となり、Ｘ軸座標（Ｘ2a）とＹ軸座標
（Ｙ2a）については、図４に示すように画像処理の画面
上で設定される原点（０）を基準にした場合のＸ軸方向
及びＹ軸方向の位置となる。
【００２７】そして、ステップ７において特定基準点５
ａの位置座標（Ｘ5a，Ｙ5a，Ｚ5a）と計測対象点２ａの
位置座標（Ｘ2a，Ｙ2a，Ｚ2a）が計測されるため、その
位置データに基づいて両者の所望の位置関係を算出する
ことができる（Ｓ８）。例えば、被計測物２の計測対象
点２ａは、透明ゲージ板４の特定基準点５ａを基準にす
ると、Ｚ軸方向にΔＺ（＝Ｚ2a−Ｚ5a）、Ｘ軸方向にΔ
Ｘ（＝Ｚ2a−Ｘ5a）、Ｙ軸方向にΔＹ（＝Ｙ2a−Ｙ5a）
だけ離れた位置にあることがわかる。
ａの位置座標（Ｘ5a，Ｙ5a，Ｚ5a）と計測対象点２ａの
位置座標（Ｘ2a，Ｙ2a，Ｚ2a）が計測されるため、その
位置データに基づいて両者の所望の位置関係を算出する
ことができる（Ｓ８）。例えば、被計測物２の計測対象
点２ａは、透明ゲージ板４の特定基準点５ａを基準にす
ると、Ｚ軸方向にΔＺ（＝Ｚ2a−Ｚ5a）、Ｘ軸方向にΔ
Ｘ（＝Ｚ2a−Ｘ5a）、Ｙ軸方向にΔＹ（＝Ｙ2a−Ｙ5a）
だけ離れた位置にあることがわかる。
【００２８】次いで、特定基準点５ａと計測対象点２ａ
の位置関係が計測された段階で、被計測物の計測対象点
２ａを特定基準点５ａに合わせるように移動して調整す
るか否かを判断し（Ｓ９）、合わせる場合には、計測対
象点２ａ及び特定基準点５ａのＸ軸及びＹ軸の位置デー
タを基に、Ｘ軸及びＹ軸方向にそれぞれ所定量移動する
（Ｓ１０）。これにより、被計測物２は、その計測対象
点２ａが透明ゲージ板４の特定基準点５ａの位置（Ｘ軸
及びＹ軸方向の位置のみ）と合致した位置（Ｚ軸方向に
対しては一定の距離ΔＺ又はΔＺ±ｚ離れた位置）に設
定されることになる。この位置調整を行った場合には、
その位置調が終了整した後でステップ７とステップ８を
繰り返す。
の位置関係が計測された段階で、被計測物の計測対象点
２ａを特定基準点５ａに合わせるように移動して調整す
るか否かを判断し（Ｓ９）、合わせる場合には、計測対
象点２ａ及び特定基準点５ａのＸ軸及びＹ軸の位置デー
タを基に、Ｘ軸及びＹ軸方向にそれぞれ所定量移動する
（Ｓ１０）。これにより、被計測物２は、その計測対象
点２ａが透明ゲージ板４の特定基準点５ａの位置（Ｘ軸
及びＹ軸方向の位置のみ）と合致した位置（Ｚ軸方向に
対しては一定の距離ΔＺ又はΔＺ±ｚ離れた位置）に設
定されることになる。この位置調整を行った場合には、
その位置調が終了整した後でステップ７とステップ８を
繰り返す。
【００２９】また、ステップ９において位置調整を行わ
ない場合、或いはステップ７、８、１０を経て位置調整
が終了した場合には、被計測物２の異なる計測対象点に
ついて計測や調整を行うかを判断し（Ｓ１１）、それを
行う場合にのみ、新たな計測対象点を選定してステップ
２〜１０を同様に繰り返す。
ない場合、或いはステップ７、８、１０を経て位置調整
が終了した場合には、被計測物２の異なる計測対象点に
ついて計測や調整を行うかを判断し（Ｓ１１）、それを
行う場合にのみ、新たな計測対象点を選定してステップ
２〜１０を同様に繰り返す。
【００３０】以上の動作により、被計測物２（の計測対
象点）の位置が透明ゲージ板４の特定基準点を基準にし
て調整される。また、この位置調整装置１は、ステップ
１〜４、７〜８の動作により被計測物２（の計測対象
点）の位置を上記特定基準点を基準にして計測すること
も同時に行い得るものである。
象点）の位置が透明ゲージ板４の特定基準点を基準にし
て調整される。また、この位置調整装置１は、ステップ
１〜４、７〜８の動作により被計測物２（の計測対象
点）の位置を上記特定基準点を基準にして計測すること
も同時に行い得るものである。
【００３１】そして、この位置調整装置１によれば、従
来技術のごとき位置調整や計測に直接関与しない無駄な
Ｘ軸方向の移動動作が不要になる。また、Ｚ軸方向の位
置調整や計測は撮像手段の合焦動作にて行えるため、従
来技術のごときＹ軸方向から撮像するための撮像手段を
設置する必要がない。さらに、透明ゲージ板は、被計測
物や撮像手段とは別に独立して設置されているため、例
えば、被計測物の取付け台に何らかの原因により位置ず
れが生じても、位置計測や調整を行う際に基準とする透
明ゲージ板の基準点が変動しないためその位置計測や調
整には何ら支障がない。また、特定基準点及び計測対象
点の位置座標の読み取りを画像処理により行っているた
め、透明ゲージ板の特定点レベルよりも遙に高い解析能
力により位置座標を精密に計測することができる。
来技術のごとき位置調整や計測に直接関与しない無駄な
Ｘ軸方向の移動動作が不要になる。また、Ｚ軸方向の位
置調整や計測は撮像手段の合焦動作にて行えるため、従
来技術のごときＹ軸方向から撮像するための撮像手段を
設置する必要がない。さらに、透明ゲージ板は、被計測
物や撮像手段とは別に独立して設置されているため、例
えば、被計測物の取付け台に何らかの原因により位置ず
れが生じても、位置計測や調整を行う際に基準とする透
明ゲージ板の基準点が変動しないためその位置計測や調
整には何ら支障がない。また、特定基準点及び計測対象
点の位置座標の読み取りを画像処理により行っているた
め、透明ゲージ板の特定点レベルよりも遙に高い解析能
力により位置座標を精密に計測することができる。
【００３２】図６は、本発明の位置計測装置の一例を示
すものである。この位置計測装置１０は顕微鏡タイプの
ものであり、撮像手段３として互いに直交する３座標軸
（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動可能に設置された光学
顕微鏡装置を使用した以外は前記した位置調整装置１と
ほぼ同様の構成からなるものである。なお、被計測物２
は顕微鏡装置の試料載置台に設置されている。また、顕
微鏡の撮像光学系３は顕微鏡の図示しないフレーム等に
３座標方向に移動可能に設置されているが、透明ゲージ
板４は被計測物２と撮像手段３とは別の、図示しない取
付け部材により所定の固定箇所に設置されている。図中
の符号６は、必要に応じて設置されるリニアスケース等
の位置検出器である。
すものである。この位置計測装置１０は顕微鏡タイプの
ものであり、撮像手段３として互いに直交する３座標軸
（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向に移動可能に設置された光学
顕微鏡装置を使用した以外は前記した位置調整装置１と
ほぼ同様の構成からなるものである。なお、被計測物２
は顕微鏡装置の試料載置台に設置されている。また、顕
微鏡の撮像光学系３は顕微鏡の図示しないフレーム等に
３座標方向に移動可能に設置されているが、透明ゲージ
板４は被計測物２と撮像手段３とは別の、図示しない取
付け部材により所定の固定箇所に設置されている。図中
の符号６は、必要に応じて設置されるリニアスケース等
の位置検出器である。
【００３３】この位置計測装置１０による被計測物２の
位置計測は、前記の位置調整装置１とほぼ同様の動作内
容にて行われる。
位置計測は、前記の位置調整装置１とほぼ同様の動作内
容にて行われる。
【００３４】最初に、撮像手段３を透明ゲージ板４の任
意に特定した基準点５ａに対して合焦状態になるように
移動させた後、その特定基準点５ａの位置座標を読み取
る。このとき、透明ゲージ板４をその各基準点５が任意
に設定する基準原点から既知の位置座標となるように取
り付けておくことにより、基準点を特定した時点でその
特定基準点の位置座標が判明する。すなわち、図７に示
すように、透明ゲージ板４を、その各基準点５の位置が
任意に設定する基準原点Ｏに対して定まるように取り付
けることにより、例えば、特定した基準点５ａの位置座
標は（Ｘ，Ｙ）＝（ｘ5 ，ｙ5 ）となる。なお、Ｚ軸方
向の位置（Ｚ）座標はこの段階では例えば「０」に設定
しておけばよい。この段階においては撮像手段３には特
定基準点５ａのみが撮像されているだけである。
意に特定した基準点５ａに対して合焦状態になるように
移動させた後、その特定基準点５ａの位置座標を読み取
る。このとき、透明ゲージ板４をその各基準点５が任意
に設定する基準原点から既知の位置座標となるように取
り付けておくことにより、基準点を特定した時点でその
特定基準点の位置座標が判明する。すなわち、図７に示
すように、透明ゲージ板４を、その各基準点５の位置が
任意に設定する基準原点Ｏに対して定まるように取り付
けることにより、例えば、特定した基準点５ａの位置座
標は（Ｘ，Ｙ）＝（ｘ5 ，ｙ5 ）となる。なお、Ｚ軸方
向の位置（Ｚ）座標はこの段階では例えば「０」に設定
しておけばよい。この段階においては撮像手段３には特
定基準点５ａのみが撮像されているだけである。
【００３５】次いで、撮像手段３を被計測物２の特定し
た計測対象点２ａに対して合焦状態になるようにＺ軸方
向に所定距離ΔＺだけ移動させた後、その計測対象点２
ａの位置座標を読み取る。すなわち、計測対象点２ａの
位置座標は、図７に示すように基準原点Ｏに対する座標
（ｘ2 ，ｙ2 ）として計測される。
た計測対象点２ａに対して合焦状態になるようにＺ軸方
向に所定距離ΔＺだけ移動させた後、その計測対象点２
ａの位置座標を読み取る。すなわち、計測対象点２ａの
位置座標は、図７に示すように基準原点Ｏに対する座標
（ｘ2 ，ｙ2 ）として計測される。
【００３６】そして、特定基準点５ａの位置座標と計測
対象点２ａの位置座標が計測された段階で、その位置デ
ータに基づいて両者の所望の位置関係を算出することが
できる。例えば、被計測物２の計測対象点２ａは、特定
基準点５ａからはＸ軸方向に（ｘ2 −ｘ5 ）、Ｙ軸方向
に（ｙ2 −ｙ5 ）、Ｚ軸方向にΔＺ、それぞれ離れた位
置にあることがわかる。
対象点２ａの位置座標が計測された段階で、その位置デ
ータに基づいて両者の所望の位置関係を算出することが
できる。例えば、被計測物２の計測対象点２ａは、特定
基準点５ａからはＸ軸方向に（ｘ2 −ｘ5 ）、Ｙ軸方向
に（ｙ2 −ｙ5 ）、Ｚ軸方向にΔＺ、それぞれ離れた位
置にあることがわかる。
【００３７】上記した動作内容では、計測対象点の位置
座標の読み取りを顕微鏡の撮像光学系３により行う場合
について説明したが、この計測装置１０では顕微鏡の撮
像光学系３に画像処理装置を接続し、その画像処理装置
により上記の位置座標の読み取りを画像処理にて行うよ
うにしてもよい。
座標の読み取りを顕微鏡の撮像光学系３により行う場合
について説明したが、この計測装置１０では顕微鏡の撮
像光学系３に画像処理装置を接続し、その画像処理装置
により上記の位置座標の読み取りを画像処理にて行うよ
うにしてもよい。
【００３８】また、この計測装置においては、図６に示
すように、リニアスケース等の位置検出器６を併用し、
はじめにその位置検出器６により被計測物２の概略的な
位置を計測し、その後で上記した精密な位置計測を行う
ようにしてもよい。この場合には、被計測物２の計測を
ある程度自動化することが可能になる。
すように、リニアスケース等の位置検出器６を併用し、
はじめにその位置検出器６により被計測物２の概略的な
位置を計測し、その後で上記した精密な位置計測を行う
ようにしてもよい。この場合には、被計測物２の計測を
ある程度自動化することが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置計測
装置及び位置調整装置は、複数の基準点が所定の間隔を
あけて付された透明ゲージ板を、撮像手段と被計測物の
間に介在するように独立した状態で設置したことによ
り、前述したような従来技術の問題点を解消することが
でき、被計測物の種類が変わったり被計測物の位置がず
れたとしても何ら支障なく、常に簡便な動作でもって被
計測物の位置を的確に計測したり調整することができ
る。また、従来技術のような校正チャートやＹ軸方向か
ら撮像する撮像手段が不要であり、装置そのものも簡易
な構成のものとすることができる。
装置及び位置調整装置は、複数の基準点が所定の間隔を
あけて付された透明ゲージ板を、撮像手段と被計測物の
間に介在するように独立した状態で設置したことによ
り、前述したような従来技術の問題点を解消することが
でき、被計測物の種類が変わったり被計測物の位置がず
れたとしても何ら支障なく、常に簡便な動作でもって被
計測物の位置を的確に計測したり調整することができ
る。また、従来技術のような校正チャートやＹ軸方向か
ら撮像する撮像手段が不要であり、装置そのものも簡易
な構成のものとすることができる。
【図１】 本発明に係る位置調整装置の実施の形態を示
す概念図である。
す概念図である。
【図２】 透明ゲージ板の構成を示す正面図である。
【図３】 図１に例示した装置の動作内容を示す説明図
である。
である。
【図４】 図１に例示した装置の撮像状態を示す説明図
である。
である。
【図５】 図１に例示した装置の動作手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図６】 本発明に係る位置計測装置の実施の形態を示
す概念図である。
す概念図である。
【図７】 図６に例示した装置の撮像状態を示す説明図
である。
である。
【図８】 従来の位置計測装置の要部を示す概念図であ
る。
る。
１…位置調整装置、２…被計測物、２ａ…計測対象点、
３…撮像手段、４…透明ゲージ板、５…基準点、５ａ…
特定基準点、３１…画像処理装置。
３…撮像手段、４…透明ゲージ板、５…基準点、５ａ…
特定基準点、３１…画像処理装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに直交する３座標軸方向に移動可能
に設置され、その１座標軸方向に沿う線上に配置される
被計測物を撮像する撮像手段と、撮像手段と被計測物の
間に介在するように独立した状態で設置され、複数の基
準点が所定の間隔をあけて付された透明ゲージ板とを備
えた装置であって、 上記撮像手段を透明ゲージ板の特定の基準点に焦点を合
わせるように移動させた段階でその特定基準点の位置座
標を読み取り、次に撮像手段を被計測物の計測対象点に
焦点を合わせるように１座標軸方向にのみ移動させた段
階でその計測対象点の位置座標を特定基準点の位置座標
を基準にして読み取ることを特徴とする位置計測装置。 - 【請求項２】 前記撮像手段は画像処理装置を具備し、
かつ、その画像処理装置により位置座標の読み取りを行
う請求項１記載の位置計測装置。 - 【請求項３】 被計測物を互いに直交する３座標軸方向
に移動可能に設置する位置決め台と、同じ３座標軸方向
に移動可能に設置され、位置決め台上の被計測物を撮像
する撮像手段と、撮像手段と被計測物の間に介在するよ
うに独立した状態で設置され、複数の基準点が所定の間
隔をあけて付された透明ゲージ板とを備えた装置であっ
て、 上記撮像手段を透明ゲージ板の特定の基準点に焦点を合
わせるように移動させた段階でその特定基準点の位置座
標を読み取り、次に撮像手段を被計測物の計測対象点に
焦点を合わせるように１座標軸方向にのみ移動させてか
らその座標軸上の被計測物の位置を特定基準点の位置座
標を基準にして調整し、続いて、撮像手段を移動後の計
測対象点に焦点を合わせるように移動させた段階でその
計測対象点の位置座標を読み取り、次に残り２座標軸上
の被計測物の位置を特定基準点の位置座標を基準にして
調整することを特徴とする位置調整装置。 - 【請求項４】 前記撮像手段は画像処理装置を具備し、
かつ、その画像処理装置により透明ゲージ板の特定基準
点の位置座標と被計測物の計測対象点の位置座標の読み
取りを行い、その双方の位置座標に基づいて被計測物の
調整量を設定する請求項３記載の位置調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12379696A JPH09304020A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 位置計測装置及び位置調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12379696A JPH09304020A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 位置計測装置及び位置調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304020A true JPH09304020A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14869530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12379696A Pending JPH09304020A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 位置計測装置及び位置調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018072257A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | 三菱重工業株式会社 | 検査システム、及び画像処理装置、並びに検査システムの画像処理方法 |
| CN112541949A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-23 | 铜陵三佳山田科技股份有限公司 | 用于半导体芯片封装的芯片定位方法 |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP12379696A patent/JPH09304020A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018072257A (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-10 | 三菱重工業株式会社 | 検査システム、及び画像処理装置、並びに検査システムの画像処理方法 |
| CN112541949A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-23 | 铜陵三佳山田科技股份有限公司 | 用于半导体芯片封装的芯片定位方法 |
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