JPS6179110A - 線引ダイスなどの形状測定方法 - Google Patents
線引ダイスなどの形状測定方法Info
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- JPS6179110A JPS6179110A JP20283384A JP20283384A JPS6179110A JP S6179110 A JPS6179110 A JP S6179110A JP 20283384 A JP20283384 A JP 20283384A JP 20283384 A JP20283384 A JP 20283384A JP S6179110 A JPS6179110 A JP S6179110A
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- JP
- Japan
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- measurement
- image
- drawing die
- microscope
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、線引ダイスなどの孔の断面形状を画像処理に
よって測定する方法に関する。
よって測定する方法に関する。
従来技術
線引ダイスなどの孔の断面形状を観測測定する手段とし
て、粘性体が用いられる。その手段では、孔の内部に粘
性体を変形させながら押し込み、取り出し後、その形状
を測定することによって、ダイスなどの孔の断面形状の
測定が行われている。
て、粘性体が用いられる。その手段では、孔の内部に粘
性体を変形させながら押し込み、取り出し後、その形状
を測定することによって、ダイスなどの孔の断面形状の
測定が行われている。
このような測定手段によると、粘性体が取り出し過程で
、ある程度弾性的に変形するため、正確な測定が困難で
ある。特に、その線引ダイスの孔径が小さくなると、そ
れに対応して粘性体の押し込み量も少なくなるため、粘
性歪が大きな誤差となって現れる。このような実情から
、線引ダイスなどの孔の断面形状の適切な測定手段が望
まれている。
、ある程度弾性的に変形するため、正確な測定が困難で
ある。特に、その線引ダイスの孔径が小さくなると、そ
れに対応して粘性体の押し込み量も少なくなるため、粘
性歪が大きな誤差となって現れる。このような実情から
、線引ダイスなどの孔の断面形状の適切な測定手段が望
まれている。
発明の目的
したがって、本考案の目的は、線引ダイスなどの孔の断
面形状を正確に測定でき、必要に応じて直接拡大したり
、または数値データとして記録できる方法を提供するこ
とである。
面形状を正確に測定でき、必要に応じて直接拡大したり
、または数値データとして記録できる方法を提供するこ
とである。
発明の概要
そこで本発明は、画像処理の技術を応用し、測定対象を
光学的に拡大し、その複数の合焦位置から理想的な曲線
にもっとも近い曲線を画像上から統計的手法によって確
定し、その曲線から測定対象の１つの測定点を求め、こ
れらの測定点を測定面すなわち測定断面上で微少間隔ご
とに複数求め、これらの測定点を連続させることにより
、断面などの形状を確定するようにしている。
光学的に拡大し、その複数の合焦位置から理想的な曲線
にもっとも近い曲線を画像上から統計的手法によって確
定し、その曲線から測定対象の１つの測定点を求め、こ
れらの測定点を測定面すなわち測定断面上で微少間隔ご
とに複数求め、これらの測定点を連続させることにより
、断面などの形状を確定するようにしている。
測定装置の概要
まず、第１図は、本発明の形状測定方法に用いられる測
定装置１の構成を示している。測定対象の例えば線引ダ
イス２は、光学的な顕微ｌＩ３の光軸４上に置かれてい
る。この顕微鏡３の画像は、顕微鏡３の接眼レンズ側に
取付けられたＣＯＤイメージセンサ５によって電気的な
ディジタル信号に変換され、フレームメモリ６によって
記憶され、ＣＰＵ７に送り込まれる。このＣＰＵＴは、
本発明の形状測定方法による画像処理に必要なプログラ
ムを実行し、観測形状をＣＲＴ８の画面上で表示するほ
か、必要に応じ、画像データとしてプリンタ９で記録す
る。なお、この必要なプログラムは、キーボード１０に
よってＣＰＵ７の内部メモリに格納される。
定装置１の構成を示している。測定対象の例えば線引ダ
イス２は、光学的な顕微ｌＩ３の光軸４上に置かれてい
る。この顕微鏡３の画像は、顕微鏡３の接眼レンズ側に
取付けられたＣＯＤイメージセンサ５によって電気的な
ディジタル信号に変換され、フレームメモリ６によって
記憶され、ＣＰＵ７に送り込まれる。このＣＰＵＴは、
本発明の形状測定方法による画像処理に必要なプログラ
ムを実行し、観測形状をＣＲＴ８の画面上で表示するほ
か、必要に応じ、画像データとしてプリンタ９で記録す
る。なお、この必要なプログラムは、キーボード１０に
よってＣＰＵ７の内部メモリに格納される。
また、このＣＰＵ７は、Ｉ１０インターフェイス１１を
通じ、線引ダイス２の支持機構のＸ軸、Ｙ軸、Ｙ軸およ
びθ軸を駆動するためのモータドライバー１２．１３．
１４．１５の回転制御および顕微鏡３の光軸４方向への
移動調整つまり焦点合わせのためのモータドライバー１
８の制御を行う他、透過照明用の光源１６の光量制御を
も行う。
通じ、線引ダイス２の支持機構のＸ軸、Ｙ軸、Ｙ軸およ
びθ軸を駆動するためのモータドライバー１２．１３．
１４．１５の回転制御および顕微鏡３の光軸４方向への
移動調整つまり焦点合わせのためのモータドライバー１
８の制御を行う他、透過照明用の光源１６の光量制御を
も行う。
上記モータドライバー１２．１３．１４．１５は、線引
ダイス２をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させ、線引
ダイス２の孔２ａと顕微鏡３との位置決めを行う他、Ｙ
軸の回りに適当な角度αだけ回転させることにより、線
引ダイス２の中心軸１７と光軸４との間で所定の傾斜角
αを設定する。なお、顕微鏡４には、落射照明光源１９
が付設されている。
ダイス２をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させ、線引
ダイス２の孔２ａと顕微鏡３との位置決めを行う他、Ｙ
軸の回りに適当な角度αだけ回転させることにより、線
引ダイス２の中心軸１７と光軸４との間で所定の傾斜角
αを設定する。なお、顕微鏡４には、落射照明光源１９
が付設されている。
次に、第２図は、測定対象としての線引ダイス２の断面
形状を示している。中心の孔２ａは、中心軸１７の方向
から見て正確な円として形成されているが、上面または
下面から中心に向かうにしたがって小さな内径となって
おり、上面と平行な面に対しダイス角度θ１、θ２など
の傾斜によって形成されている。
形状を示している。中心の孔２ａは、中心軸１７の方向
から見て正確な円として形成されているが、上面または
下面から中心に向かうにしたがって小さな内径となって
おり、上面と平行な面に対しダイス角度θ１、θ２など
の傾斜によって形成されている。
ここで図面上の符号は、それぞれ下記のものを示してい
る。
る。
０：測定装置１、線引ダイス２およびＣＯＤイメージセ
ンサ５の画像原点 Ｚｌ：基準面から測定点Ｐまでの距離 Ｗ、Ｄ：顕微鏡３の作動距離 Ｃ：光軸４からの測定点までの距離 θ１、θ２：ダイス角度 ａ：光軸４の方向の線引ダイス２または顕微鏡３の移動
量 す二画像原点から測定点Ｐまでの距離 ｄ：孔２ａの最小半径 理想的な測定形態は線引ダイス２の中心軸１７と光軸４
とが一致する状態であるがダイス角θ１が大きいと実用
上充分な光量が得られないため、測定装置ｌまたは線引
ダイス２を傾斜角αだけ相対的に傾斜させる。このとき
の測定点Ｐと光軸４° との距離Ｃは、下記の式によ
って求められる。
ンサ５の画像原点 Ｚｌ：基準面から測定点Ｐまでの距離 Ｗ、Ｄ：顕微鏡３の作動距離 Ｃ：光軸４からの測定点までの距離 θ１、θ２：ダイス角度 ａ：光軸４の方向の線引ダイス２または顕微鏡３の移動
量 す二画像原点から測定点Ｐまでの距離 ｄ：孔２ａの最小半径 理想的な測定形態は線引ダイス２の中心軸１７と光軸４
とが一致する状態であるがダイス角θ１が大きいと実用
上充分な光量が得られないため、測定装置ｌまたは線引
ダイス２を傾斜角αだけ相対的に傾斜させる。このとき
の測定点Ｐと光軸４° との距離Ｃは、下記の式によ
って求められる。
Ｃｘ （ｂ −ｔａｎ ｅｘ −ａ） Ｘｃｏｓ
ｃｘ＋ｄもちろん、上記傾斜角αは、測定点Ｐを直
接結像できる角度であり、その範囲で設定される。
ｃｘ＋ｄもちろん、上記傾斜角αは、測定点Ｐを直
接結像できる角度であり、その範囲で設定される。
本発明の形状測定方法
次に、本発明による形状測定方法の順序を説明する。
まず、第３図に示すように、線引ダイス２を傾斜角αだ
け傾斜させ、この状態で、顕微鏡３によって垂直方向か
ら線引ダイス２の孔２ａを観測し、測定点Ｐに焦点を合
わせる。このときの、合焦位置の軌跡は、傾斜角αと対
応し、楕円に近い曲線となっている。
け傾斜させ、この状態で、顕微鏡３によって垂直方向か
ら線引ダイス２の孔２ａを観測し、測定点Ｐに焦点を合
わせる。このときの、合焦位置の軌跡は、傾斜角αと対
応し、楕円に近い曲線となっている。
光学的な顕微鏡３には、対物レンズによって決まる焦点
深度があるため、実際の合焦位置の軌跡は、第４図に示
すように、１つの曲線でなく、帯状のぼかし状曲線とし
て現れる。このぼかし状曲線つまり光学的拡大画像は、
ＣＯＤイメージセンサ５によって電気的なディジタル画
像に変換され、フレームメモリ６で記憶される。
深度があるため、実際の合焦位置の軌跡は、第４図に示
すように、１つの曲線でなく、帯状のぼかし状曲線とし
て現れる。このぼかし状曲線つまり光学的拡大画像は、
ＣＯＤイメージセンサ５によって電気的なディジタル画
像に変換され、フレームメモリ６で記憶される。
そこで、ＣＰＵ７は、フレームメモリ６の画像データか
ら、画像処理によって、複数の合焦位置を判定して行く
。この合焦位置の判定は、第５図に示すように、画像処
理により、輝度差が最大となる例えば１６の点を求める
ことによって確定できる。このようにして、合焦位置が
画面上で不連続な点として表現される。
ら、画像処理によって、複数の合焦位置を判定して行く
。この合焦位置の判定は、第５図に示すように、画像処
理により、輝度差が最大となる例えば１６の点を求める
ことによって確定できる。このようにして、合焦位置が
画面上で不連続な点として表現される。
これらの合焦点は、１つの理想的な楕円曲線上でばらつ
いているものと考えられる。そこで、これらの１６の合
焦点について、理想的な楕円曲線との誤差が最小となる
ような曲線を求めれば、その曲線は、一番焦点の合う軌
跡にほぼ一致することになる。この最小誤差の楕円曲線
は統計的手法例えば最小自乗法（ラグランジェ補間・４
分法）によってＣＰＵ７の演算機能を利用して行える。
いているものと考えられる。そこで、これらの１６の合
焦点について、理想的な楕円曲線との誤差が最小となる
ような曲線を求めれば、その曲線は、一番焦点の合う軌
跡にほぼ一致することになる。この最小誤差の楕円曲線
は統計的手法例えば最小自乗法（ラグランジェ補間・４
分法）によってＣＰＵ７の演算機能を利用して行える。
このようにして、合焦点が第６図に示すように、近似的
な楕円曲線として求められる。この楕円曲線のｘ、ｙ平
面の交点と画像原点０との距離を求めることによって、
その測定点Ｐの座標（ＸＯｌＹｌ、Ｚｌ）が求められる
。ここで、Ｚｌは、ある基準面から近似曲線までの距離
である。なお、基準面は、第２図に見られるように、線
引ダイス２の上面に設定されている。
な楕円曲線として求められる。この楕円曲線のｘ、ｙ平
面の交点と画像原点０との距離を求めることによって、
その測定点Ｐの座標（ＸＯｌＹｌ、Ｚｌ）が求められる
。ここで、Ｚｌは、ある基準面から近似曲線までの距離
である。なお、基準面は、第２図に見られるように、線
引ダイス２の上面に設定されている。
同様にして、Ｘ−Ｚ軸平面にそって、第７図に−示すよ
うに、測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・Ｐｎが順次測定され
る。これらの測定点Ｐ１、Ｐ２・・Ｐｎは、測定対象の
孔２ａの断面形状を表している。したがってこれらの測
定点ピッチが細かく設定されれば、その孔２ａの断面形
状は、はとんど連続的な線として正確に測定できる。も
ちろんこれらの各測定過程で、誤差論に基づいて、最確
値を確定していけば、より・正確な測定が可能となる。
うに、測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・Ｐｎが順次測定され
る。これらの測定点Ｐ１、Ｐ２・・Ｐｎは、測定対象の
孔２ａの断面形状を表している。したがってこれらの測
定点ピッチが細かく設定されれば、その孔２ａの断面形
状は、はとんど連続的な線として正確に測定できる。も
ちろんこれらの各測定過程で、誤差論に基づいて、最確
値を確定していけば、より・正確な測定が可能となる。
このようにして線引ダイス２の孔２ａについての断面形
状が画像処理によって算出できる。
状が画像処理によって算出できる。
孔２ａについての断面形状が中心軸を境として左右に付
いて必要なときには、他方の側についても同様に進めら
れる。中心線１７を対象軸として、２つの曲線を孔径２
ｄだけ離すことによって、画像上で線引ダイス２の孔２
ａの断面形状が確定できる。このようにした後、原点Ｏ
を中心として、求めた曲線を傾斜角−αだけ回転させれ
ば、線引ダイス２の断面形状が傾きのない状態で求めら
れる。
いて必要なときには、他方の側についても同様に進めら
れる。中心線１７を対象軸として、２つの曲線を孔径２
ｄだけ離すことによって、画像上で線引ダイス２の孔２
ａの断面形状が確定できる。このようにした後、原点Ｏ
を中心として、求めた曲線を傾斜角−αだけ回転させれ
ば、線引ダイス２の断面形状が傾きのない状態で求めら
れる。
発明の変形例
上記実施例は、線引ダイス２を傾斜角αだけ傾斜させな
がら測定しているが、その傾斜は、充分な光量が得られ
るときには、必要とされない。また本発明は、線引ダイ
スの孔２ａの断面形状の測定のほか、これに近い他のワ
ークの断面形状特に孔の断面形状の測定にも応用できる
。
がら測定しているが、その傾斜は、充分な光量が得られ
るときには、必要とされない。また本発明は、線引ダイ
スの孔２ａの断面形状の測定のほか、これに近い他のワ
ークの断面形状特に孔の断面形状の測定にも応用できる
。
発明の効果
本考案では、下記の効果が得られる。
まず、この測定がワークに対し非接触の状態で行われる
ため、ワークに傷付きなどの損傷がなく、したがって測
定対象の保護が確実となる。
ため、ワークに傷付きなどの損傷がなく、したがって測
定対象の保護が確実となる。
測定点が光学系統の焦点深度の特性によって観測され、
またその観測像が画像処理および統計的手法によって処
理されるから、形状の測定がプログラムの分野で処理で
き、高い精度の測定が可能となる。
またその観測像が画像処理および統計的手法によって処
理されるから、形状の測定がプログラムの分野で処理で
き、高い精度の測定が可能となる。
測定データがコンピュータによって処理されるから、そ
の画像の表示や数量的データの記録などが必要に応じて
行えるから、形状測定や観測が総合的に行える。
の画像の表示や数量的データの記録などが必要に応じて
行えるから、形状測定や観測が総合的に行える。
第１図は測定装置のブロック線図、第２図は測定対象の
ワーク（線引ダイス）の拡大断面図、第３図ないし第７
図は本発明の測定方法の過程を示す説明図である。 １・・測定装置、２・・測定対象としての線引ダイス、
３・・顕微鏡、５・・ＣＯＤイメージセンサ、６・・フ
レームメモリ、７・・ＣＰＵ、８ＣＲＴ、９・・プリン
タ、１０・・キーボード、１１・・Ｉｌｏ インター
フェイス、１２．１３．１４．１５．１８・・各軸のモ
ータドライバー、１６・・光源、１７・・中心軸、１９
・・落射照明光源。
ワーク（線引ダイス）の拡大断面図、第３図ないし第７
図は本発明の測定方法の過程を示す説明図である。 １・・測定装置、２・・測定対象としての線引ダイス、
３・・顕微鏡、５・・ＣＯＤイメージセンサ、６・・フ
レームメモリ、７・・ＣＰＵ、８ＣＲＴ、９・・プリン
タ、１０・・キーボード、１１・・Ｉｌｏ インター
フェイス、１２．１３．１４．１５．１８・・各軸のモ
ータドライバー、１６・・光源、１７・・中心軸、１９
・・落射照明光源。
Claims (1)
- 線引ダイスの孔などの測定対象を光学的に拡大する過程
、この光学的拡大画像を電気的なディジタル画像に変換
して記憶する過程、記憶画像上から複数の合焦位置を判
定し、複数の合焦点の連続線から統計的に近似曲線を求
める過程、上記近似曲線から、測定対象の１つの測定点
を確定する過程、およびこれらの一連の過程を測定面上
で繰り返し、画面上で上記測定点を連続させることによ
り、測定対象の形状を測定することを特徴とする線引ダ
イスなどの形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20283384A JPS6179110A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 線引ダイスなどの形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20283384A JPS6179110A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 線引ダイスなどの形状測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179110A true JPS6179110A (ja) | 1986-04-22 |
Family
ID=16463944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20283384A Pending JPS6179110A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 線引ダイスなどの形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179110A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01102306A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ３次元位置計測方法 |
| JP2017090456A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 成形された冷却孔の自動測定方法及びシステム |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP20283384A patent/JPS6179110A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01102306A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ３次元位置計測方法 |
| JP2017090456A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 成形された冷却孔の自動測定方法及びシステム |
| CN106969703A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-07-21 | 通用电气公司 | 用于自动成型冷却孔测量的方法和系统 |
| CN106969703B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-05-22 | 通用电气公司 | 用于自动成型冷却孔测量的方法和系统 |
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