JPH10197224A - 画像測定装置 - Google Patents

画像測定装置

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JPH10197224A
JPH10197224A JP327497A JP327497A JPH10197224A JP H10197224 A JPH10197224 A JP H10197224A JP 327497 A JP327497 A JP 327497A JP 327497 A JP327497 A JP 327497A JP H10197224 A JPH10197224 A JP H10197224A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステージ移動操作を簡単にして測定作業の効
率を大幅に向上させる。 【解決手段】 表示画面のビデオウィンドウ51内に、
その中央部で交差するX軸線61及びY軸線62と、ス
テージの現在位置と目標位置との垂直及び水平方向のず
れ量をそれぞれ示す位置合わせ用X軸線63及び位置合
わせ用Y軸線64とを表示する。位置合わせ用のX軸線
63及びY軸線64とX軸線61及びY軸線62とが一
致するようにステージを移動操作することにより、ビデ
オウィンドウ51から目線を移動させずにステージを目
標位置へ移動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、顕微鏡測定装置
や非接触三次元測定機等の画像測定装置に関し、特にマ
ニュアル操作により被測定対象を含む測定可能範囲にお
けるカメラの撮像位置を移動させる(以下、ステージ移
動と呼ぶ)機能を備えた画像測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマニュアル操作型の三次元測定機
や顕微鏡・投影機では、被測定対象であるワークを測定
する場合、ワークの測定すべき部分を極力大きな倍率で
拡大表示させて必要な測定を行ったのち、次の測定箇所
を表示させるべくマニュアル操作でステージ移動を行っ
てカメラの撮像位置をワークの次の測定位置に位置決め
するという操作を繰り返す。このため、測定箇所が多い
と、ステージ移動の操作が煩雑になる。
【0003】従来のマニュアル機では、このようなステ
ージ移動を行う場合、カメラの倍率が大きいために、画
像だけを見てもどちらの方向にどれだけ移動させればよ
いかが容易に把握できない。このため、測定機本体のカ
メラとワークとの相対位置関係を目視で確認しながら、
微動つまみ等を手動で操作して行っている。この場合、
画像測定機では測定機本体、微動つまみ及びカメラの撮
像画面(CRT)を順番に見ながらステージを移動させ
なければならないため、目線が頻繁に移動して操作性が
悪く、測定作業の効率が悪いという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みなされたもので、ステージ移動操作を簡単にし
て測定作業の効率を大幅に向上させることができる画像
測定装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の画像
測定装置は、被測定対象を載置するテーブルと、このテ
ーブルに載置された被測定対象を撮像する撮像手段と、
この撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と、
前記撮像された画像に基づいて所定の測定処理を実行す
る測定処理手段と、前記被測定対象に対する前記撮像手
段の撮像位置を変化させるための位置調整用操作手段
と、前記被測定対象に対する前記撮像手段の撮像位置を
検出して位置情報を出力する位置検出手段と、測定すべ
き目標位置を記憶する記憶手段と、前記表示手段に前記
撮像手段で撮像された画像が表示されるビデオウィンド
ウを設定し、このビデオウィンドウ内にその水平及び垂
直方向の中央部を示す印を表示させると共に、前記位置
検出手段からの位置情報によって求められる現在の撮像
位置と前記記憶手段に記憶された目標位置との垂直及び
水平方向のずれ量をそれぞれ示す位置合わせ用水平線及
び位置合わせ用垂直線を前記ビデオウィンドウ内に重ね
て表示する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】本発明に係る第2の画像測定装置は、上述
した制御手段に代えて、制御手段が、前記表示手段に前
記撮像手段で撮像された画像が表示されるビデオウィン
ドウと前記撮像手段で撮像されるステージの仮想的なイ
メージを少なくとも前記撮像手段の撮像範囲よりも広い
範囲で表示するグラフィックスウィンドウとを設定し、
前記グラフィックスウィンドウ内に前記位置検出手段か
らの位置情報によって求められる現在の撮像位置を示す
情報と前記記憶手段に記憶された目標位置を示す情報と
前記現在の撮像位置から前記目標位置へ至る直線とを表
示させるものであることを特徴とする。
【0007】本発明に係る第1の画像測定装置によれ
ば、表示手段に撮像された画像が表示されるビデオウィ
ンドウを設定し、このビデオウィンドウ内にその水平及
び垂直方向の中央部を示す印を表示させると共に、現在
位置と目標位置との垂直及び水平方向のずれ量をそれぞ
れ示す位置合わせ用水平線及び位置合わせ用垂直線を前
記ビデオウィンドウ内に重ねて表示するようにしている
ので、位置合わせ用の水平線及び垂直線と垂直及び水平
方向の中央部を示す印とが一致するように、即ち水平及
び垂直方向のずれ量がゼロになるように、ステージを移
動操作することにより、目標位置へステージを移動させ
ることができる。そしてこの場合、ビデオウィンドウ内
の情報だけでどちらの方向にどれだけ移動させればよい
かが一目で分かるので、ステージ移動操作に際して目線
をビデオウィンドウから移動させずに必要な操作を行う
ことができ、ステージ移動操作が極めて楽になる。
【0008】本発明に係る第2の画像測定装置によれ
ば、ビデオウィンドウの他にこれによりも広い範囲を仮
想的に表示するグラフィックスウィンドウが設けられ、
このグラフィックスウィンドウ内に現在位置と目標位置
と現在位置から目標位置までの直線とが表示されるの
で、グラフィックスウィンドウを参照することでステー
ジをどちらの方向にどれだけ移動させればよいかが一目
で把握することができる。このため、ステージ移動操作
に際して、目線を表示画面から移動させることなく必要
な操作が可能になるので、ステージ移動操作が極めて楽
になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
好ましい実施の形態について説明する。図1は、この発
明の一実施例に係るマニュアル操作型の画像測定装置の
全体構成を示す斜視図である。この装置は、非接触画像
計測型の測定機本体1と、この測定機本体1のステージ
移動操作をアシストする処理を実行すると共に必要な測
定データ処理を実行するコンピュータシステム2と、測
定機本体1に対して必要な測定指令を与える指令入力部
3と、これら各部に安定した電力を供給する電源ユニッ
ト4とにより構成されている。
【0010】測定機本体1は、次のように構成されてい
る。即ち、架台11上には、被測定対象であるワーク1
2を載置する測定テーブル13が装着されており、この
測定テーブル13は、X軸駆動つまみ14、Y軸駆動つ
まみ15及び微動つまみ16に対する手動操作によって
X軸方向及びY軸方向に駆動されるようになっている。
架台11の後端部には上方に延びるフレーム17が固定
されており、このフレーム17にCCDカメラユニット
18が支持されている。CCDカメラユニット18は、
Z軸駆動つまみ19によってフレーム17に形成された
ガイドレールに沿ってZ軸方向に移動可能になってい
る。CCDカメラユニット18の内部には、測定テーブ
ル13を上部から臨むようにCCDカメラ20が取り付
けられている。CCDカメラ20の下端には、ワーク1
2に照明光を照射するためのリング状の照明装置21が
備えられている。
【0011】コンピュータシステム2は、コンピュータ
本体31、キーボード32、マウス33及びCRTディ
スプレイ34を備えて構成されている。コンピュータ本
体31を中心とするこのシステムは、例えば図2に示す
ように構成されている。即ち、CCDカメラ20で捉え
たワーク12の画像信号は、AD変換部35で多値画像
データに変換され、多値画像メモリ36に格納される。
多値画像メモリ36に格納された多値画像データは、表
示制御部37の動作によってCRTディスプレイ34に
表示される。CPU38は、オペレータの指令又はプロ
グラムメモリ39に格納されたプログラムに従ってステ
ージ移動のためのアシスト処理等の各種の処理を実行す
る。ワークメモリ40は、ステージ移動操作時の測定目
標位置を記憶する他、CPU38の各種処理のための作
業領域を提供する。
【0012】また、測定テーブル13に対するCCDカ
メラ16のX,Y,Z軸方向位置(以下、これをステー
ジ位置と呼ぶ)をそれぞれ検出するためのX軸エンコー
ダ41、Y軸エンコーダ42及びZ軸エンコーダ43が
設けられ、これらエンコーダ41〜43からの出力はC
PU38に取り込まれる。CPU38は、取り込まれた
各軸位置の情報とワークメモリ40に記憶された目標位
置とに基づいて、ステージ移動アシストのための各種の
表示制御を実行する。更に、照明制御部44は、CPU
35で生成された指令値に基づいてアナログ量の指令電
圧を生成し照明装置21に印加する。
【0013】次に、このように構成された画像測定装置
のステージ移動操作について説明する。図3は、この画
像測定装置の測定時のCRTディスプレイ34の表示画
面を示す図である。表示画面は、カラービデオウィンド
ウ51、グラフィックスウィンドウ52、カウンタウィ
ンドウ53、ファンクションウィンドウ54、照明・ス
テージウィンドウ55及び測定ウィンドウ56から構成
されている。カラービデオウィンドウ51には、CCD
カメラ16で撮像されたカラー画像が表示される。グラ
フィックスウィンドウ52には、CCDカメラ16で撮
像されるステージの仮想的なイメージが表示され、一つ
の表示形態としてはCCDカメラ16の撮像範囲よりも
広い範囲(例えばステージ範囲)のイメージが表示され
る。カウンタウィンドウ53には、ステージ座標におけ
るCCDカメラ16の撮像範囲の中心座標(X,Y,
Z)が表示される。ファンクションウィンドウ54に
は、各種測定処理及び測定値算出するためのマイクロプ
ログラムを起動するアイコンが配置されている。照明・
ステージウィンドウ55は、照明装置17やステージに
関する各種設定操作のためのウィンドウである。測定ウ
ィンドウ56は、ファンクションウィンドウ54で選択
された測定マイクロプログラムに沿った測定操作を行う
ためのウィンドウである。
【0014】ビデオウィンドウ51には、その中心部に
交点を持つ互いに直交するX(水平)軸線61及びY
(垂直)軸線62が表示されているので、これらの交点
に測定部位を配置することにより、測定位置の位置決め
が容易になされるようになっている。これらX軸線61
及びY軸線62の各両端には、内向き矢印が形成されて
いる。これら矢印も含めたX軸線61及びY軸線62が
ビデオウィンドウ51の垂直及び水平方向の中央部を示
す印となる。また、X軸線61及びY軸線62とそれぞ
れ平行に位置合わせ用水平線63及び位置合わせ用Y軸
線64が重ねて表示されている。これらの位置合わせ用
の各軸線63,64は、現在のステージ位置と目標位置
とのずれ量を示しており、これらの各軸線63,64が
X軸線61及びY軸線62と一致すると、ステージ位置
が目標位置と一致したことになる。このため、位置合わ
せ用の各軸線63,64の両端には、各軸線61,62
の内向き矢印と向き合う外向き矢印がそれぞれ形成さ
れ、ずれ量の確認を容易にしている。
【0015】ステージの移動操作に際しては、まず事前
にステージを移動させる目標位置を登録しておく必要が
ある。例えば図4(a)に示すように、ワーク12に形
成された円形の孔の中心を目標位置Poとした場合、同
図(b)のようにビデオウィンドウ51に表示される画
像を確認しながら、その中心位置にステージを移動さ
せ、目標位置の記憶指示をCPU38に与えると、CP
U38はエンコーダ41〜43の値を取り込み、これを
目標位置としてワークメモリ40に書き込む。この目標
位置は引き続く連続的な測定に利用される。
【0016】図5は、実際の測定時において、上記記憶
された目標位置にステージを移動させる際のステージ移
動操作を説明するための図である。図5(a)に示すよ
うに、ステージの現在位置Pcが目標位置Poに対して
X軸方向に−DX、Y軸方向に−DYだけずれている場
合、ビデオウィンドウ51には、同図(b)に示すよう
に、ずれ量−DX及び−DYに対応する−dx及び−d
yに対応したY軸線62及びX軸線61からのずれ量を
もって位置合わせ用のY軸線64及びX軸線63が表示
される。これにより、通常はビデオウィンドウ51から
大きくはみ出るずれ量−DX,−DYがビデオウィンド
ウ51内に収まるような縮小されたずれ量で表示され、
このビデオウィンドウ51内の位置合わせ用のX軸線6
3及びY軸線64を参照するだけでX軸方向及びY軸方
向に目標位置Poまでどの方向にどれだけずれているか
が一目で分かることになる。
【0017】次に、Y軸駆動つまみ15によってステー
ジをY軸方向に移動させ、図5(c)のように、ステー
ジの現在位置Pcが目標位置PoのY軸座標値まで達す
ると、同図(d)の特に点線円で示すように、X軸線6
1と位置合わせ用X軸線63とが一致する。このとき、
位置合わせ用X軸線63の色や線幅又はその両端の矢印
部分の色を変化させたり、点滅されたり、更にはカウン
タウィンドウ53内のカウンタ値の色を変化させる等、
表示形態を変化させるようにすれば、更に一致したこと
を容易に確認することができる。
【0018】更に、X軸駆動つまみ14によってステー
ジをX軸方向に移動させ、図5(e)に示すように、ス
テージの現在位置Pcが目標位置PoのX軸座標値にも
一致すると、同図(f)のように、Y軸線62と位置合
わせ用Y軸線64も一致する。これにより、ステージが
目標位置Poに移動したことがビデオウィンドウ51内
の情報だけで確認できる。なお、各軸方向に一致したか
どうかは、厳密に設定せず、操作性を考慮してある程度
の幅を持たせるようにしても良い。
【0019】図6は、このようなビデオウィンドウ51
に対する表示制御部37での表示制御の方法を説明する
ための図である。多値画像メモリ36には、CCDカメ
ラ20からの多値画像71とこれに重畳されるX軸線6
1、Y軸線62及び位置合わせ用X軸線63,Y軸線6
4を含むアシスト画像72とが記憶される。アシスト画
像72の背景色はキーカラーに設定される。多値画像7
1とアシスト画像72とは、同期されてシーケンシャル
に読み出され、キーカラー検出部73は、アシスト画像
72からキーカラーが出力されている間、スイッチ74
を多値画像71側に切り替えることにより、多値画像7
1内にアシスト画像72をスーパーインポーズする。C
PU38は、内部にソフトタイマを有し、一定時間毎に
エンコーダ41〜43から位置情報を読み込んで、アシ
スト画像72を更新する。アシスト画像72の更新に際
しては、まず現在表示されているアシスト画像72と同
一の画像を排他的論理演算によって書き加えることによ
りアシスト画像72をクリアし、新たな位置情報に基づ
くアシスト画像72を描画すればよい。
【0020】なお、ビデオウィンドウ51内に表示され
る位置合わせ用各軸線63,64と各軸線61,62と
のずれ量dy,dxは、ステージの現在位置Pcと目標
位置Poとのずれ量DX,DYに対して直線的に変化さ
せる他に、例えば2次関数的に変化させ、ずれ量が大き
い領域でのdx,dyの変化に比べてずれ量が小さい領
域でのdx,dyの変化の方が大きくなるようにする
と、ステージが目標位置Poに近づくにつれて位置決め
精度が高くなり、位置決め操作がより簡単になる。
【0021】図7は、他の実施例を示すもので、この実
施例では、位置合わせ用X軸線63と位置合わせ用Y軸
線64との交点に丸印81を表示させている。この実施
例によれば、丸印81をビデオウィンドウ51の中心に
移動させるようにステージ移動操作を行えば良いので、
丸印81が操作の目安になるという利点がある。また、
この例のように、ビデオウィンドウ51の水平及び垂直
方向の中央部を示す印は、先の実施例のようなX軸線及
びY軸線の代わりにウィンドウ51の周囲に配置された
三角印82でも充分その機能を果たすことができる。
【0022】図8は、この発明の更に他の実施例を示す
図である。この実施例では、グラフィックスウィンドウ
52に先の実施例のようなステージ移動アシスト機能を
持たせている。グラフィックスウィンドウ52には、現
在使用しているステージの大きさが枠91によって表示
される。この枠91内にワーク12のイメージ92を表
示する。このイメージ92に重なる小さな枠93が、ビ
デオウィンドウ51に表示されているCCDカメラ20
の撮像範囲を示している。ステージの現在位置と目標位
置とは、それぞれ異なる色のX軸方向線94,95及び
Y軸方向線96,97によって示すことができる。現在
位置から目標位置にかけて矢印付きの直線98が表示さ
れ、この直線98を参考にしてステージの移動操作を行
うことができる。グラフィックスウィンドウ52内の表
示は、任意の部分を拡大表示して示すこともできる。イ
メージ92を取得するには、次の方法が考えられる。
【0023】1.測定結果の要素(測定された円、線、
点等の図)をイメージデータに変換して表示する。 2.ワークの設計時に作成されたCADデータを取り込
んで表示する。 上記の方法のうち、1の方法は、測定データを取得する
度にイメージデータを生成していく方法で、最初の測定
時には、イメージを表示することはできないが、1度ワ
ーク12の測定を行うと、以後、同一のワーク12を繰
り返し測定する場合のステージ移動に利用することがで
きる。2の方法は、最初にCADデータを取り込んでお
けば、測定開始直後から利用可能である。いずれの場合
にも、ステージ座標とグラフィックスデータの座標とを
予め一致させておくことが必要となる。
【0024】図9は、1の方法を実現するための処理を
示すフローチャートである。まず、ステージサイズとス
テージ原点座標とを入力する(S21)。次に、ステー
ジサイズの枠とカメラの倍率に基づく撮像範囲の枠とを
表示する(S22)。そして、測定を開始し(S2
3)、測定結果から図形要素を生成し表示する(S2
4)。これを全ての測定箇所について繰り返すと(S2
5)、グラフィックスウィンドウ52内にワーク12の
イメージが完成する。このイメージデータはファイルと
して保存し(S26)、以後の測定に利用する。
【0025】ステージを移動させる場合には、枠81内
の移動したい位置を指定してクリック操作する。図10
に示すように、枠81内のクリックイベントが発生する
と、ポインタ63の現在座標が読み込まれ(S31)、
この座標がステージ座標系に変換される(S32)。そ
して、変換された座標にステージを移動させると共に枠
83を移動させる(S33)。また、CADデータや測
定結果の要素を選択してその要素の座標(円の中心等)
へ移動させるようにしても良い。
【0026】この実施例によれば、ステージ全体のどの
位置に移動させればよいかが一目で分かるので、測定時
のステージ移動操作の能率が更に向上することになる。
【0027】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ビ
デオウィンドウやグラフィックスウィンドウといった、
常時、目視している限られた範囲内を参照するだけでス
テージ移動操作が行えるので、測定作業の効率を大幅に
向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るマニュアル型画像測
定装置の斜視図である。
【図2】 同装置におけるコンピュータシステム及びそ
の周辺の構成を示すブロック図である。
【図3】 同装置におけるCRTディスプレイの表示画
面を示す図である。
【図4】 同装置におけるステージの目標位置設定操作
を説明するための図である。
【図5】 同装置におけるステージ移動操作を説明する
ための図である。
【図6】 同ステージ移動操作に使用される表示画面の
生成方法を説明するための図である。
【図7】 本発明の他の実施例に係るステージ移動操作
を説明するための図である。
【図8】 本発明の更に他の実施例に係るステージ移動
操作を説明するための図である。
【図9】 同ステージ移動操作におけるイメージ取得処
理のフローチャートである。
【符号の説明】
1…測定機本体、2…コンピュータシステム、3…指令
入力部、4…電源ユニット、11…架台、12…ワー
ク、13…測定テーブル、14…X軸駆動つまみ、15
…Y軸駆動つまみ、16…微動つまみ、17…フレー
ム、18…CCDカメラユニット、19…Z軸駆動つま
み、20…CCDカメラ、21…照明装置、31…コン
ピュータ本体、32…キーボード、33…マウス、34
…CRTディスプレイ、35…AD変換部、36…多値
画像メモリ、37…表示制御部、38…CPU、39…
プログラムメモリ、40…ワークメモリ、41…X軸エ
ンコーダ、42…Y軸エンコーダ、43…Z軸エンコー
ダ、44…照明制御部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定対象を載置するテーブルと、 このテーブルに載置された被測定対象を撮像する撮像手
    段と、 この撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と、 前記撮像された画像に基づいて所定の測定処理を実行す
    る測定処理手段と、 前記被測定対象に対する前記撮像手段の撮像位置を変化
    させるための位置調整用操作手段と、 前記被測定対象に対する前記撮像手段の撮像位置を検出
    して位置情報を出力する位置検出手段と、 測定すべき目標位置を記憶する記憶手段と、 前記表示手段に前記撮像手段で撮像された画像が表示さ
    れるビデオウィンドウを設定し、このビデオウィンドウ
    内にその水平及び垂直方向の中央部を示す印を表示させ
    ると共に、前記位置検出手段からの位置情報によって求
    められる現在の撮像位置と前記記憶手段に記憶された目
    標位置との垂直及び水平方向のずれ量をそれぞれ示す位
    置合わせ用水平線及び位置合わせ用垂直線を前記ビデオ
    ウィンドウ内に重ねて表示する制御手段とを備えたこと
    を特徴とする画像測定装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記ビデオウィンドウ
    内に表示された垂直方向の中央部を示す印と前記位置合
    わせ用水平線とが一致したときに前記撮像位置が垂直方
    向の目標位置に達したことを表すために前記位置合わせ
    用水平線の表示形態を変化させ、前記ビデオウィンドウ
    内に表示された水平方向の中央部を示す印と前記位置合
    わせ用垂直線とが一致したときに前記撮像位置が水平方
    向の目標位置に達したことを表すため前記位置合わせ用
    垂直線の表示形態を変化させるように制御するものであ
    ることを特徴とする請求項1記載の画像測定装置。
  3. 【請求項3】 被測定対象を載置するテーブルと、 このテーブルに載置された被測定対象を撮像する撮像手
    段と、 この撮像手段で撮像された画像を表示する表示手段と、 前記撮像された画像に基づいて所定の測定処理を実行す
    る測定処理手段と、 前記被測定対象に対する前記撮像手段の撮像位置を変化
    させるための位置調整用操作手段と、 前記被測定対象に対する前記撮像手段の撮像位置を検出
    して位置情報を出力する位置検出手段と、 測定すべき目標位置を記憶する記憶手段と、 前記表示手段に前記撮像手段で撮像された画像が表示さ
    れるビデオウィンドウと前記撮像手段で撮像されるステ
    ージの仮想的なイメージを少なくとも前記撮像手段の撮
    像範囲よりも広い範囲で表示するグラフィックスウィン
    ドウとを設定し、前記グラフィックスウィンドウ内に前
    記位置検出手段からの位置情報によって求められる現在
    の撮像位置を示す情報と前記記憶手段に記憶された目標
    位置を示す情報と前記現在の撮像位置から前記目標位置
    へ至る直線とを表示させる制御手段とを備えたことを特
    徴とする画像測定装置。
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