JPS60121407A - 焦点合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焦点合せ方法、詳しくはＴＶカメラにより被検
査物の表面画像を撮像する際のＴＶカメラの焦点合せ方
法に関し、その目的とする処は被検査物の表面画像をブ
ラウン管に映じる画像処理を用いて自動焦点合せを可能
ならしめるとともにその合せ精度を向−ヒさせる方法を
提供せんとすることにある。

断る本発明方法は対峙せるＴＶカメラ又は被検査物を７
軸方向へ移動させながら被検査物の表面を画像処理装置
のブラウン管に映じ、前記画像処理装置により所定の各
Ｚ軸位置宛に表面画像の２値化面積を測定記憶するとと
もに各面積データの所定数を群として各群ごとの平均デ
ータを比較し、その最大値に対応するＺ軸位置を検出す
ることを特徴とする。

上記ＴＶカメラと被検査物との対峙は、ＴＶカメラのレ
ンズを直接に被検査物に対向させる態様あるいはＴＶカ
メラに顕微鏡を直結して設け、該顕微鏡を被検査物に対
向させる態様の何れとすることもよい。

又、上記Ｚ軸方向とは、ＴＶカメラと被検査物とが対峙
したまま接近又は離反する方向をいい、両者の配置によ
って、上下方向あるいは水平方向となる。

本発明の実施例を図面により説明すれば、第１図は本発
明の焦点合せ方法を実施する機構を備えた自動寸法測定
装置を例示するもので、（１）は機台、（２）は検査テ
ーブル、（３）は顕微鏡、（４）はＴＶカメラ、（５）
は画像処理装置、（１０）は被検査物である。

検査テーブル（２）はＹ軸方向（横方向）へ移動するＹ
テーブル〈２ａ）とＸ軸方向（縦方向）へ移動するＸテ
ーブル（２ｂ）との組合せにより構成し、各テーブル（
２ａ）　（２ｂ）に夫々パルスモータ又はサーボモータ
などの駆動用モータ（１１）　（１１’　）を連結して
駆動するようにするとともにリニアスケール（１２）　
（１２’　）を設置プで移動量を検出するようにする。

又、機台（１）には支柱（１゛）を既設し、該支柱〈１
゛）の先端にＺ軸方向く上下方向）へ移動するＸテーブ
ル（２０）を取付け、このＸテーブル（２Ｃ）に顕微鏡
（３）を前記検査テーブル（２）上方に位置するよう設
置する。

上記Ｘテーブル（２Ｃ）にはサーボモータなどの駆動用
モータ（１３）を連結するとともにリニアスケール（１
４）を設ける。

被検査物（１０）は検査テーブル（２）上に載せて顕微
鏡（３）に対峙させる。

顕微鏡（３）は反射用光源（１５）を有し、該光源（１
５）から出る光を対物レンズ（１６）を介して被検査物
（１０）の表面に投光し、この顕微鏡（３）により被検
査物（１０）の表面を拡大してＴ　Ｖ　ｈメラ（４）に
撮像させる。

ＴＶカメラ（４）は顕微鏡（３）上に接続して設置する
とともにコード（１７）を介して画像処理装置（５）に
接続し、顕微鏡（３）により拡大された被検査物（１０
）の表面を撮像して画像処理装置（５）へ送信し、該装
置のブラウン管（２０）に被検査物（１０）の表面画像
を映じさせる。

尚、図中の（９）は画像処理装置（５）に内蔵せる中央
処理装置（ｃｐｕ　）に接続したＮＯコントローラ、（
９′）はモータドライバであり、該ドライバ（９′）に
前記テーブル（２ａ）　（２ｂ）−、ｊ− （２Ｃ）の各モータ（１１）　（１１’　）　＜１３）
を接続して各テーブル（２ａ）　（２ｔ）＞　（２ｃ）
を適時に駆動させるようにする。

上記測定装置は、検査テーブル（２）によって被検査物
（１０）を顕微鏡く３）下で所定方向へ順次に移動させ
、ＴＶカメラ（４）によって被検査物（１０）の表面画
像を画像処理装置（５）のブラウン管（２０）に映じな
がら、被検査物（１０）のエツジ検出をして寸法測定を
行なうものであるが、この測定動作に先だってＴＶカメ
ラ（４）の被検査物（１０）に対する焦点合せを行なう
必要がある。

以下、焦点合せ機構について説明する（第２図）。

画像処理装置（５）は前記ブラウン管（２０）に口形状
のカーソル枠（６）を表示するようにし、このカーソル
枠（６）内に映じた被検査物（１０）の表面画像の２値
化面積を演算処理する演算部（２１）、Ｘテーブル（２
Ｃ）のリニアスケール（１４）に接続してＸテーブル〈
２Ｃ）のＺ軸＝４− 位置を検出する位置検出部（２２）を有するとともにメ
モリ（２３）及び比較判定部（２４）を有し、それら各
部を中央処理装置（ｃｐｕ）により制御するようにする
。

上記演算部（２１）及びメモリ（２３）は中央処理装置
（ＣＩＩＩＪ）内の演算部、メモリを使用することも任
意である。

演算部（２１）で算出する２値化面積とは、カーソル枠
（６）内に映じた表面画像のうちの予め設定された基準
濃度以上の部分を総合した面積であり、また被検査物（
１０）の表面画像は、第３図に示す如くカーソル枠（６
）内の一部に被検査物（１０）の端部を映じた端縁画像
（１０’　）、第４図に示す如くカーソル枠（６）内金
体に被検査物（１０）表面画像が映じた平面画像（ｉｏ
”）の何れの場合であってもよい。

演算部（２１）はＸテーブル（２Ｃ）が上動又は下動す
る移動中の所定タイミング毎に２値化面積を算出し、そ
の面積データ（Ｓｌｉｏ）（Ｓｆｌ　＋　）　−（Ｓｔ
）ｎ）をメ−Ｅ１．Ｊ（２３）Ａ送信し記憶させる。

位置検出部（２２）は演算部（２１）が作動するタイミ
ング毎に７テーブル（２Ｃ）のＺ軸位置を検出し、その
位置データ（Ｐａ　）（Ｐ＋　）・・・（Ｐｎ　）を前
記面積データ（Ｓｔ）ｏ　）　（８１１＋　）・・・（
Ｓｐｎ）に対応させてメモリ（２３）に記憶させる（第
５図）。

上記メモリ（２３）は入力される面積データ（ｓｐ　ｏ
　）　（ｓｐ　Ｉ　）　−（Ｓｐｎ）の複数（例えば３
〜５個のデータ）を群（Ｄ＋　＞（Ｄ２　）・・・（Ｄ
ｎ）としてそれらデータ群を順次に比較判定部（２４）
へ出力するようにする。

今、４個のデータを群とする場合について説明すれば、
データ群（Ｄ＋　＞（Ｄ２　）・・・（ＤＩＩｌ）の一
群の採用方式は（ＳＤ　ｏ　＝ＳＤ　ａ　）を（Ｄｌ）
、（ＳＤ　４〜８１）７）を（Ｄ２）、・・・（Ｓｐｎ
−３〜５ｒｌｎ）を（Ｄｌｌ）とする方式、あるいは（
Ｓｐｏ　−ｓｐ　３）を（Ｄｌ）、（８１１３〜８１１
８　）を（Ｄ２　）　−＜５Ｏｎ−ｅ　〜５ｌ）ｎ−３
＞を（Ｄｌｌｌ−＋）、（Ｓｐｎ−ａ　〜５ｔ）ｎ）を
（１）ｍ　＞とする方式の何れとすることもよいが、実
施例は前者方式の場合を説明する。尚、データ群（Ｄ＋
　＞（Ｄ２　）”・（Ｄｍ　）　に対応する位置データ
は（Ｚ＋　）（２２）　・”　（Ｚｍ　）とする。

比較判定部（２４）は前記データ群（Ｄｌ）（０２）・
・・（０１１１）の平均値を算出する演算機能及び算出
された平均値の大小を比較する判定機能を有する。

演算機能は入力されるデータ群（Ｄｌ）（Ｄ２）・・・
（Ｏｍ）より、 なる演算始期をすることによって各データ群の平均値（
Ｄ＋　’　）、（Ｄ２　’　）・・・（Ｄｌｌｌ’）を
算出する。

７− 判定機能は最初の複数個（２〜３個）の平均値を判別し
てＺテーブル（２Ｃ）の移動方向を決定する第１機能と
焦点位置を決定する第２１！ｌ能とからなる。

第１１１ｔは０＋　’　＜Ｄ２　’　＜Ｄ３’かあるい
はＤ＋　’　＞０２　’　＞Ｄａ　’かを判定するもの
で、前者の場合は２テーブル（２Ｃ）を同方向へ移動さ
せていき、後者の場合はＺテーブル（２Ｃ）をそれまで
と逆方向へ移動させるよう中央処理装置（ｃｐｕ）へ指
令信号を出力する。

第２１１能は、平均値（Ｄ＋　’　＞（Ｄ２　’　）・
・・（Ｄｌｌｌ’）中より、その最大値を検出するもの
で、平均値の減少初期点を検出することにより、平均値
の最大値を判定する。

すなわち第６図により一例を説明すれば、ＣＤＩＭ−＋
ｏ’　）　＜ＣＤｌ−５’　）　〈（Ｄｌｌｌ−ａ’　
）＞（ＤＩ７′）あるいは（ＤＩ−１０’　）　＜（Ｄ
ｌｌ−ｓ’　）＜（Ｏｉｌ−ｓ’　）＞　（ＤＩ−７’
　）＞（Ｄｌｌ−ａ　’　）を判定することで減少初期
点（［）ＩＩ−ｙ　’　）を検出し、その直前の平均値
８− ＜０１１１−ｓ’）を最大値と判定する。

比較判定部（２４）は前記最大値（Ｄｌｌｌ−ａ’）を
判定することによって、それに対応する位置データ（Ｚ
ｌｌ−ｓ）をメモリ（２３）より読出し中央処理装置（
ｃｐｕ）へ出力する。

−上記位置データ（Ｚｌｌｌ−ｓ）は４個の位置データ
（例えば、ＰＩ３　、Ｐ＋４　、Ｐ＋ｓ　、Ｐ＋６）を
含むものであるが、中央処理装置（ｃｐｕ）は予め決め
られた順位（１〜４番目の何れか）の位置データく例え
ばＰＩ６）を選択し、Ｚテーブル（２０）ヲ位置テータ
（Ｐ＋６　）　ナルＺｌｌＩｋ位１１　（焦点位置）へ
移動させ停止ｌ二させる。

而してＺテーブル（２Ｃ）を順次に移動させながらＴＶ
カメラ（４）は自動的にその焦点合せが完了する。

尚、実施例はＴＶカメラ（４）に顕微鏡（３）を設けて
、被検査物（１０）の撮像精度を高くしているが、本発
明は顕微鏡（３）のないものも包含するものである。又
、被検査物（１０）を固定しておき、ＴＶカメラ（４）
を２軸方向へ移動させる場合を示すが、Ｚテーブル（２
Ｃ〉を検査テーブル（２）に組込み、ＴＶカメラ（４）
を固定し、被検査物（１０）をＺ軸方向へ移動させるよ
うにしてもよい。

本発明は叙上方法によりＴＶカメラの焦点合せをするの
で、その作業動作を自動化することができるとともに画
像処理装置を用いブラウン管に映する表面画像をＺ軸位
置データ毎に２値化面積を測定し、しかも各面積データ
の所定数を群として各群毎の平均データを比較するので
、単に位置データごとの面積データを比較する方法に較
べて焦点精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する寸法測定装置のブロック
図、第２図は第１図中における本発明部分を詳細に示す
ブロック図、第３図及び第４図はブラウン管に映する被
覆検査物の映像例を示す表面図、第５図はメモリの記憶
状態を示す説明図、第６図は本発明の焦点検出を説明す
る面積データー位置データ線図である。 図中、（４）は１゛＼／カメラ、（５）は画像処理装置
、（１０）は被検査物、（１０’　）　（１０”　）は
表面画像であって、その（１０’　）は端縁画像、（ｉ
ｏ”）は平面画像、（２０）はブラウン管である。 特許出願人　信越エンジニアリング株式会社特許出願人
　株式会社デジタル工業 Ｎづ４屯賎Ｗ１＋公゛）トーへ １１′ｈ 手続補正型 昭和６０年　１月７８日 特許庁長官　志　賀　学　殿 （特許庁審判室　殿） ２、発明の名称 焦点合せ方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名（名称）　信越エンジニアリング株式会社（外１名
） ４、代理人 住　所　東京都文京区白山５丁目１４番７号昭和　年　
月　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　対峙せるＴＶカメラ又は被検査物をＺ軸方向へ移動
   させながら被検査物の表面を画像処理装置のブラウン管
   に映じ、前記画像処理装置により所定の各２軸位置宛に
   表面画像の２値化面積を測定記憶するとともに各面積デ
   ータの所定数を群として各群ごとの平均データを比較し
   、その最大値に対応するＺ軸位置を検出することを特徴
   とする焦点合せ方法。 ■　上記ＴＶカメラが直結せる顕微鏡を介して被検査物
   に対峙する特許請求の範囲第１項記載の焦点合せ方法。