JPS62130305A - Image processing type measuring instrument - Google Patents

Image processing type measuring instrument

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Publication number
JPS62130305A
JPS62130305A JP27196685A JP27196685A JPS62130305A JP S62130305 A JPS62130305 A JP S62130305A JP 27196685 A JP27196685 A JP 27196685A JP 27196685 A JP27196685 A JP 27196685A JP S62130305 A JPS62130305 A JP S62130305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
image
measurement
image processing
enlargement
Prior art date
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Pending
Application number
JP27196685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhide Sawada
克秀 沢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP27196685A priority Critical patent/JPS62130305A/en
Publication of JPS62130305A publication Critical patent/JPS62130305A/en
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Abstract

PURPOSE:To speedily and easily take measurement by an enlarged image with relative simple constitution by varying the power of an enlargement optical system and providing a reduction optical system together. CONSTITUTION:The power of the enlargement optical system 16 is made variable and the reduction optical system which has reduction characteristics is provided together. Further, the 2nd monitor device 26 is provided to project fixedly the whole body image of an object 12 of measurement which is coupled photoelectrically with the enlargement optical system 16 by using a TV camera 20 and caught by the reduction optical system. Further, a current position specifying means 28 is provided which specifies the current position of an enlarged image corresponding part caught by the enlargement optical system 16 based on the quantity of displacement between a mount table 10 and the enlargement optical system 16 moved relatively by a moving mechanism 18. Then, the current position is displayed on the whole body image projected on the device 26. Therefore, the position of the enlarged image corresponding place which is displaced according to the relative movement between the table 10 and enlargement optical system 16 is confirmed and a measurement by the enlarged image is taken with the relatively simple constitution. Further, the enlargement optical system is composed of a lens system which is displaceable in optical-axis directions to easily obtain optional variable power.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用分野1 本発明は、画像処理式in!It装慨に係り、特に、テ
レビカメラを使用した画像処理型測定U(に用いるのに
好適な、載物台上に配置した測定対τと物と関与した光
を受けて、前記載物台と相対g動される拡大光学系によ
り所定の測定対象部分の像を拡大し、該測定対象部分の
拡大像を評価して、測’r5対牟物の寸法や形状等を測
定するようにした画像処理式測定装置に関する。 【従来の技術] 近年、テレビカメラを使用した両aI51!l埋型の測
定機が研究されている。この画像処理型の測定機におい
て、テレビカメラ撥像面の大きさ、分割数は限られてい
るため、測定機として使用するには、測定対象物乃至そ
の部分を対物レンズ等の拡大光学系により拡大し、拡大
像を画像処理して、測定対条物の寸法や形状等を測定す
る必要がある。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしがら、拡大すると視野範囲が狭くなるため、例え
ば測定対象物の汀1隔する2点間の寸法等を測定するI
C合に、同一両面上に前記2点を同n¥に表示すること
ができなくなり、操作性が悪くなると同時に、光学測定
1幾の最大長所である目で観察できるという利点が制限
されるという問題点を有していた。 即ち、出頼人が、載物台上に配置された測定対象物に光
照射する照明光学系と、前記測定対τ!物と関与した光
(反射光、通過光あるいi:L透過光)を受けて、測定
対象部分の像を拡大する拡大光学系と、所定の測定対象
部分を拡大すべく、前記載物台と拡大光学系とを相対8
′#Jさせる移動機構と、前記拡大光学系に光電結合さ
れ、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置と、該拡大
像を処理して、測定対象物のゴ法や形状等を求める計測
手段とを備えた画像処1!J型測定磯を試作研究1ノだ
ところ、迅速な測定を可能として実効を1町するために
は、重大な問題が内在していることを認識できた。 即ち、拡大光学系において測定対象物の測定対イミ部分
がモニタ装置に映された後は、測定対象部分のエツジ検
出等を行って、所定の画像処理を行うことは、電子技術
の発3ヱから明らかな通り容易であり、迅速且つ正確な
測定を行うことができるが、その前に、所定の測定対象
部分を選択して、これをモニタ8i′胃に拡大表示する
までの、いわ小る準備工程に多大な時間や労力を有し、
又拡大像の選択を誤る場合も多かった。 これは、通常、数十イ8の拡大率をもってモニタ装置に
表示される拡大像が、測定対条物のいずれの個所に該当
するのか見極めるのが困辻であるため、操作者が、測定
対条物とモニタ装置とを比較確認しつつ、載物台と拡大
光学系との相対移動(′[葉を行わなければならむいか
らである。しかも、拡大像と測定対象物との対応させた
形状や模様、更には測定点の順序等を確実に記憶してお
かなければ、比較確認すら行い勤いので、熟練省しか操
作できないという開閉もある。従って、特にICパター
ンのように繰返し形状のある測定対τ!物の+9合や、
載物台上に測定対条物を傾斜して取付けた場合には更に
fヤ業困難となり、又、光透過あるいは通過型の照明光
学系を選択したときには、目視確認が困難となるという
事態も招く。更に又、確認困ツπのため、操作者が蛎器
本体に近付き過ぎる危険性もあった。 このような問題点は、測定手順の各ステップ毎に操作者
が操1v、する手動型だけでなく、測定子、叩プログラ
ムに星づいて前期相対移動を自動的に行う自動型にあっ
ても、測定手順プログラム作成上のデーチング作業中に
手動型のそれと全く同様の手順を踏まなければならない
ので、問題は同じである。
[Industrial Application Field 1] The present invention is based on an image processing method in! In particular, it is suitable for use in image processing type measurement U using a television camera, in which the measurement pair τ placed on the object and the light associated with the object are received. The image of a predetermined measurement target part is enlarged by a magnifying optical system that is moved relative to the measuring target part, and the enlarged image of the measurement target part is evaluated to measure the dimensions, shape, etc. of the object. Related to an image processing type measuring device. [Prior art] In recent years, research has been conducted on a double-aI51!l embedded type measuring device that uses a television camera. In this image processing type measuring device, However, since the number of divisions is limited, in order to use it as a measuring device, the object to be measured or its part is magnified using a magnifying optical system such as an objective lens, and the magnified image is image-processed. It is necessary to measure dimensions, shapes, etc. [Problems to be solved by the invention] However, as the field of view is enlarged, the field of view becomes narrower. I do
In this case, it is no longer possible to display the two points on the same side at the same time, which impairs operability and limits the ability to observe with the naked eye, which is the greatest advantage of optical measurement. It had some problems. In other words, a contractor provides an illumination optical system that irradiates a measurement target placed on a stage, and the measurement pair τ! an enlarging optical system that receives light (reflected light, passing light, or i:L transmitted light) associated with an object and magnifies an image of a measurement target portion; and the magnifying optical system relative 8
a moving mechanism that is photoelectrically coupled to the enlarging optical system and displays an enlarged image of the part to be measured, and a measuring means that processes the enlarged image to determine the angle, shape, etc. of the part to be measured. Image processing with 1! During the first trial of the J-type measurement rock, we realized that there were serious problems to be solved in order to be able to perform quick measurements and achieve effective results. That is, after the measurement target portion of the measurement object is displayed on the monitor device in the magnifying optical system, it is a development of electronic technology to perform edge detection of the measurement object portion and perform predetermined image processing. As is clear from the above, it is easy to perform quick and accurate measurements, but before that, there is a rather small process of selecting a predetermined measurement target area and displaying it on the monitor 8i' stomach. The preparation process takes a lot of time and effort,
Furthermore, there were many cases where the selection of the enlarged image was incorrect. This is because it is difficult for the operator to determine which part of the object to be measured corresponds to the enlarged image displayed on the monitor device with a magnification of several tens of eight. While comparing and confirming the strip and the monitor device, it is necessary to move the stage and the magnifying optical system relative to each other. If you don't remember the shape, pattern, and even the order of measurement points, etc., you will have to make comparisons and confirmations, so there are some cases where only experienced people can operate it. +9 conjunction of a certain measurement pair τ!,
If the object to be measured is mounted on the stage at an angle, it becomes even more difficult to operate, and if a light transmission or passing type illumination optical system is selected, visual confirmation may become difficult. invite Furthermore, since it is difficult to confirm the details, there is a risk that the operator may get too close to the body of the oyster. This kind of problem exists not only in the manual type, in which the operator manually operates each step of the measurement procedure, but also in the automatic type, in which the first relative movement is automatically performed based on the measuring head and tapping program. , the problems are the same because the same steps as those of the manual type have to be followed during the dating work in creating the measurement procedure program.

【発明の目的] 本発明は、前期従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、拡大像による測定を迅速且つ容易に行うことがで
き、しかも、(j4成が比較的小N!な画像処理式測定
装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段] 本発明は、第1図にその要旨構成を示すウロ(、載物台
10上に配Vされた測定対象物12に光照射する照明光
学系14と、前記測定対象物12と関与した光を受けて
、測定対象部分の像を拡大する拡大光学系16と、所定
の測定対象部分を拡大すべく、前記載物台10と拡大光
学系16とを相対移動させる移動機侶18と、前記拡大
光学系16に例えばテレビカメラ20を用いて光電結合
され、測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置22と、
該拡大像を例えばエツジ検出処理して、測定対象物の寸
法や形状等を求める計測手段とを備えた画像処理式測定
装Pにおいて、前記拡大光学系16の倍率変更を可能と
して、拡大特性の伯に縮小性を持つ縮小光学系を併設さ
せると共に、該縮小光学系で捉えた前記測定対象物12
の全体像を固定的に映す第2のモニタ装置26と、前記
載物台10と拡大光学系16の相対移動変位但から、前
記拡大光学系16で捉えている拡大像相当個所の現在位
置を特定する現在位置特定手段28を設け、該拡大像相
当個所の現在位置を前記第2のモニタ装置26に映され
た全体像上に重複表示して、載物台10と拡大光学系1
6の相対移動に伴って変位する拡大像相当個所の(を置
を確認できるように114成して、前記目的を達成した
ものである。 又、本発明の実tS態様は、前記拡大光学系を、光軸方
向に変位可能なレンズ系で形成して、倍率変更を可能と
したちのである。 又、本発明の他の実施態様は、前記拡大光学系”がn倍
の拡大率、前記縮小光学系が1/nの縮小率となるよう
に、一つのレンズをVt筒内に位置決め可能に形成して
、拡大光学系と縮小光学系を並設構成したものである。 又、本発明の他の実施態杼は、前記拡大光学系及び縮小
光学系を、倍率の異なる?!2数相のレンズ系を設置ジ
で、切換え可能に構成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記モニタ装置と第2のモニ
タ装置を、表示画面を同一として形成したものである。 【作用] 本発明は、前記のような画へ処理式測定装置において、
拡大光学系の倍率変更を可能として、拡大特性の他に縮
小特性を持つ縮小光学系を並設させると共に、該縮小光
学系で捉えた測定対象物の全体像を固定的に映す第2の
モニタ装置と、載物台と拡大光学系の相対移f4)変位
量から、前記拡大光学系で捉えている拡大像相当個所の
現在位置を特定する現在位置特定も1段を設け、該拡大
像相当個所の現在位置を前記第2のモニタ装置に映され
た全体像上に重複表示するようにしている。従つ°て、
載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位する拡大像
相当個所の位置を確認づ゛ることがでさ・、比較的簡単
な(を成で、拡大像による測定を迅速nつ容易に行うこ
とができる。 又、前記拡大光学系を、光軸方向に変位可能なレンズ系
で形成して、倍率変更を可能とした場合には、任意の倍
率を容易に44することができる。 又、前記拡大光学系がn倍の拡大率、前記縮小光学系が
1/nの縮小率となるように、一つのレンズを鏡筒内に
位置決め可能に形成して、拡大光学系と縮小光学系を並
設構成した13合には、光学系を小型に構成することが
できる。 又、前記拡大光学系及び縮小光学系を、倍率の異なる複
数相のレンズ系をπ9けて、切換え可能に(b成した場
合には、レンズ系の設計が容易である。 又、前記モニタ装置と第2のモニタ装置を、表示画面を
同一として形成した場合には、共面を簡単且つ小型に1
1成することができる。 【実施例] 以下図面を参照して、本発明が採用された画像処理型測
定別の実施例を詳祠に説明する。 本発明の第1実施例は、第2図に示す如く、載物台であ
るX−Yテーブル40、該X−Yテーブル40をX−Y
方向に移動自在に支持する、側面に測定対象物を搬入量
するための1竹入出口42Δが形成されたテーブル架台
42、照明光学系、拡大光学系、全体光学系、テレビカ
メラ等が内蔵された、2@方向に移動自在な測定ヘッド
/I4、該測定ヘッド44をX−Yテーブル40上で支
持する支持アーム46等を有し、前記X−Yテーブル4
0の位2を制御するための1甲動制御系、前記X−Yテ
ーブル40の位置を検出づるための直f!、1型変位検
出器を含む位「検出系、前記照明光学系を制御するため
の照明制御系、前記拡大光学系や全体光学系のレンズを
制御するためのレンズ制御系、前記テレビカメラで4G
られた画像を処理するためのビデオ処理系、前記テレビ
カメラの焦点を自動的に調節するためのオートフォーカ
ス系等が内蔵された測定台38と、前記テレビカメラで
1iえられた拡大像及び全体像を映すモニタ装r114
8と、ハードデスクやフロッピーデスク及び中央処Fp
ユニットを含むコンピュータ50と、該コンピュータ5
0に必要な指令を与えたりあるいは前記X−Yテーブル
40を操作したりするためのジョイスティック52、操
作卓54及びデジタイザ56と、測定対粂物の全体像の
輪郭等を必要に応じて描くためのブロック58とから主
に偶成されている。 前記測定ヘッド44の内部では、第3図に詳細に示した
如く、少くとも1木の拡大光学系60及び全体光学系6
2が軸64A廻りに回動可能とされたレボルバ64上に
固定され、例えばベル1−66を介して光学系切操モー
タ68により該レボル −バ6/lの位=を切換えるこ
とによって、拡大光学系60と全体光学系62が切換え
可能とされ、11i−のテレビカメラ70の受光部70
Aに像が入力するようにされている。図において、72
は、光軸の位首決めを行うためのクリック、74は、ど
の光学系が使用されているかを検出するための光学系検
出センサである。 以下第1実施例の作用を説明する。 まず、X−Yテーブル40上に測定対争物をセットする
。次いで、X−Yテーブル40の位置を大略調整した後
、光学系切換モータ68を駆動して全体光学系62をテ
レビカメラ70の前面に挿入し、測定対τ1物の全体像
を捉えて、モニタ装置48の両面の一部分、例えば第4
図に示す如く左上部に固定的に表示する。この全体像の
表示は、以後測定が終了するまで保持しておく。 次いで、光学系1,7J I?モータ68を駆動してレ
ボルバ64を回転させ、所定倍率の拡大光学系60をテ
レビカメラ7oの前面に挿入する。拡大光学系60によ
って捉えられた拡大像は、第4図に示した如く、モニタ
装置48の例えば左下部に表示される。 X−Yテーブル40の位置、即ち拡大光学系60の測定
対争物に対する位置は、例えばテーブル架台42に内蔵
された心線型変位検出器で検出されており、これによっ
て検出された拡大光学系60とX−Yテーブル40の位
置関係が、前記全体像上に例えば評点の現在位置マーク
で重複表示される。 (ηつで測定者は、望む目標11tJに向けて、全体r
Q上に表示された現在位置マークを近付けよう、ジョイ
スティック52、デジタイザ56又はライトベン(図示
前118)p8を用いてX−Yテーブル40を駆e 7
jる。 第4図に示した如く、測定寸べきエツジ線G−Gを含む
所望拡大像がモニタ装置4Bに表示された段階で、操作
者が操作卓54のボタン、伜)えばデジタイザ56で第
4図の矢印A−)Bにポリ如く、エツジ検出系路の位置
と方向を定め、エツジ検出ボタンをオンとすると、エツ
ジ点1」でエツジ位置く画面中心からの長さIt)が自
助的に依出される。 次いで、X−Yテーブル40を移動さゼ、第5図に示す
如く、反対側のエツジ線J−Jを合む所望拡大像をモニ
タ装置48に表示する。次いで、第4因とは逆に、矢印
C−= Oの如くエツジ検出系?8の位置と方向を定め
、エツジ点にの位置く両面中心からの長さLz)を求め
る。 このようにしてエツジ57F、 H−K間の寸仏を、(
寸法L1+寸法L2+変位検出器で検出したテーブル移
動M)で求めることができる。なお、この場合には、モ
ニタ装置48上でエツジ線G−GとJ−Jが同一線上に
位置付けされたと仮定している。 ここで調定精度は、テレビカメラ70の分解能を分割数
W500ピクセルXH3O0ビクセル(受光面の大ぎさ
を10X10間とする)、拡大光学系60の倍率を50
18とした時、テレビカメラ7oからの出力18号は、
横方向について、1.150X101500−1/25
00/ビクセルとなる。従って、測定対争の横幅が1間
でdうると寸ると、0.4μm/ビクセルの分解能で拡
大顔を、;’1’ 価できることになる。この場合、前
記変位検出器の出力信弓の分解能は0.4μm以上とす
る。 これは、第6図に示づ如く、エツジ線G−GとJ−Jを
同時に映した場合には、エツジ線G−G〜J −J間に
入るビクセル数×0.4μIがG−G〜J −J同寸法
となる。 処理データは記憶され、必要に応じてメツセージとして
、前出第4図に示した如くモニタ装で48の右半分に出
力される。 なお円の径や仮想中心位置、勾配、角度等も、それぞれ
同様の手順でエツジを検出して同様に測定することがで
きる。この拡大象に対するエツジ検出方向、検出点数、
拡大寸べき測定対象物の位置等は、各ステップ毎に決め
られた測定プログラムとして記憶されている。 なお前記全体光学系62で捕えられた全体像は、輪郭の
みを油出し、スケッチ図として、プリンタやブロック5
Bへ出力することができ、従来の手書に比べて正確で速
やかにトレース図が作成できる。又、トレース図形上に
測定結果を記入することも可0ヒとなる。更に、仝体数
」−に、第7図に示す如く、座標軸つ測定点く円の中心
C1や直線の交点r1.12等)を名称付ぎで更ねて表
示することもできる。この場合には、測定手順の把握や
図面との対比が容易となるので、複雑なデータ処理を行
う場合に便利である。 この第1実施例においては、拡大光学系60と全体光学
系62を、倍率の異なる複数相のレンズ系を設けて切換
え可能に構成しているので、各光学系の設計が容易であ
る。 又、この第1実施例においては、テレビカメラ70を共
用としているので、装置を安価に構成することができる
。なおテレビカメラ70を拡大光学系60と全体光学系
62のそれぞれに設けることも可能である。 更に、この第1実施例においては、x−t−フォーカス
機構を組み込んでいるので、画像が鮮明どなり測定精度
が高い。なお、オートフォーカスJi構を省略すること
も可能である。 次に本発明の第2′A絶例を詳細に説明する。 このm2実施例は、第8図に示す如く、全体光学系をズ
ームレンズ80で(a成すると共に、移動ボックス82
を図の右方向に移動させた時に、測定用レンズ84即ち
拡大レンズとなるようにして拡大光学系を形成したもの
である。 第8図において、86はミラー、88は、ギヤ90を介
してズームレンズ80のズーミングを行うためのズーム
田七−夕、92はズーム位rを検出するためのセンサ、
94及び96は、それぞれVレール上に支持された移動
板及び固定板、98は、移動ボックス82を光学系切換
モータ68によって駆デカするためのラックである。 前記測定用レンズ84は、例えばレボルバ(図示省略)
等により、拡大率の異なるものに切換えあるいは、着脱
により交換可能とされている。 他の点については前記第1実施例と同様であるので説明
は省略する。 この第2実施例においては、第8図に示した状態で測定
用レンズ84及びズームレンズ80を介してテレビカメ
ラ70に入力される作によって、全体像の表示が行われ
る。なお、ズームレンズ80の拡大率は、ズーム用モー
タ88で変えられる。 一方、拡大像を観察する際には、光学系切換えモータ6
8によりラック98を介して移動ボックス82の仝休を
図の右方向に移動する。すると、光路中からズームレン
ズ80が外されて測定用レンズ8/Iによる拡大光学系
となる。 この第2実施例においては、光学系を1,7] 1fi
えるためのn(8が測定ヘッド44内に完全に収容され
ているので、破損の恐れが少ない。又、全体光学系にズ
ームレンズ80を用いているので、測定対象物の大きさ
に合わせて任意の縮小倍率を選択することが容易にでき
る。 なお前記実施例においては、いずれも、拡大光学系と全
体光学系が独立とされていたが、第9因に示を第3実施
例の如く、例えば単一のズームレンズ80を用いて、光
学系を光軸方向に変位可能なレンズ系で形成し、該レン
ズ系の位置を調整することで、例えば拡大率n倍(n−
,30,20140等)の拡大光学系と縮小率1/n倍
の全体光学系を共用で”ることも可fiヒである。この
場合には、測定ヘッドを小型化することが可能である。 又、前記実施例においては、いずれも、光学系の現在位
置のみを評点で表示するようにしていたが、予め記憶し
てJ3いた測定プログラムに従って、8勤すべき次の目
標位置も合わせてマーク表示又は接近Pi!度によって
熱誠表示することも可能である。更に、現在位置が目標
位置と一致した時に、削?I!1準備完了信号を出力す
ることも可能である。 これらの場合には、操作者が測定点の順序を熟知してい
なくても、正確な測定が迅速に行える。 なお、前記実施例においては、いずれも、X−Yテーブ
ル40を用いて載物台をX−Y方向に移チhし、測定ヘ
ッド/14を用いて光学系を7@方向に移動するように
(構成していたが、M、吻合と光学系を相対′99))
させる構成は、これに限定されず、例えば、載物台を固
定し、光学系のみをXY/’方向に移動するように構成
することもできる。 又、前記実施例においては、いずれも、本発明が2次元
測定機に用いられていたが、本発明の適用範囲はこれに
限定されず、オートフォーカス機構を利用して3次元副
室■としたり、あるいは顕微鏡等にも同11に適用でき
ることが明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、比較的η5純な構
成で、測定対象たる拡大像の位置を測定対?!物の全体
他との関係において表示することができ、従って、迅速
且つ確実な測定が可能となるという侵れた効果を有する
[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the problems of the earlier conventional methods, and can quickly and easily perform measurements using enlarged images. It is an object of the present invention to provide a process-type measuring device. [Means for solving the problems] The present invention is based on a measuring device arranged on a measuring platform (10), the gist of which is shown in FIG. An illumination optical system 14 that irradiates light onto the object 12, an enlarging optical system 16 that receives the light associated with the object 12 and magnifies an image of the part to be measured, and a predetermined part to be measured. a movable aircraft 18 that relatively moves the object table 10 and the magnifying optical system 16; and a monitor device 22 that is photoelectrically coupled to the magnifying optical system 16 using, for example, a television camera 20 and that displays an enlarged image of the measurement target portion. ,
In an image processing type measuring device P equipped with a measuring means that performs edge detection processing on the enlarged image to obtain the dimensions, shape, etc. of the object to be measured, the magnification of the enlargement optical system 16 can be changed, and the enlargement characteristics can be changed. A reduction optical system having a reduction property is installed in the camera, and the measurement object 12 captured by the reduction optical system is
The current position of the portion corresponding to the magnified image captured by the magnifying optical system 16 can be determined from the relative movement of the second monitor device 26, which fixedly displays the entire image of the object table 10, and the magnifying optical system 16 A current position specifying means 28 is provided to specify the current position of the portion corresponding to the enlarged image, and displays the current position of the portion corresponding to the enlarged image overlappingly on the entire image displayed on the second monitor device 26,
The above object is achieved by forming (114) so that the position of the portion corresponding to the magnified image that is displaced with the relative movement of the lens 6 can be confirmed. is formed by a lens system that can be displaced in the optical axis direction, thereby making it possible to change the magnification. In another embodiment of the present invention, the magnification optical system" has an n-fold magnification, and the reduction One lens is formed to be positionable within the Vt cylinder so that the optical system has a reduction ratio of 1/n, and an enlargement optical system and a reduction optical system are arranged side by side. Another embodiment of the shuttle is such that the magnification optical system and the reduction optical system are configured to be switchable by installing two multi-phase lens systems with different magnifications. , the monitor device and the second monitor device are formed to have the same display screen. [Function] The present invention provides an image processing type measuring device as described above.
The magnification of the magnification optical system can be changed, and a reduction optical system having reduction characteristics in addition to expansion characteristics is installed in parallel, and a second monitor fixedly displays the entire image of the object to be measured captured by the reduction optical system. A stage is also provided for specifying the current position of the portion corresponding to the enlarged image captured by the enlargement optical system from the relative displacement f4) of the device, the stage, and the enlargement optical system. The current position of the location is displayed overlappingly on the overall image displayed on the second monitor device. Follow,
It is possible to check the position of the part corresponding to the magnified image that is displaced due to the relative movement of the stage and the magnifying optical system. Further, if the magnifying optical system is formed of a lens system that can be displaced in the optical axis direction and the magnification can be changed, an arbitrary magnification of 44 can be easily achieved. Further, one lens is formed so as to be positionable within the lens barrel so that the magnifying optical system has a magnification rate of n times, and the reducing optical system has a demagnifying rate of 1/n. In the 13-position configuration in which the systems are arranged side by side, the optical system can be configured in a compact size.In addition, the magnifying optical system and the reducing optical system can be switched by multiple phase lens systems with different magnifications by π9. (b), the design of the lens system is easy. Also, if the monitor device and the second monitor device are formed with the same display screen, the coplanar can be easily and compactly designed.
1 can be made. [Example] Referring to the drawings, different embodiments of image processing type measurement in which the present invention is adopted will be described in detail below. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG.
A table pedestal 42, which supports the table movably in the direction, has an inlet/outlet 42Δ formed on the side for carrying in the measured object, an illumination optical system, a magnifying optical system, an overall optical system, a television camera, etc. are built-in. It also has a measurement head/I4 that is movable in the 2@ direction, a support arm 46 that supports the measurement head 44 on the XY table 40, and the like.
1st movement control system for controlling the 0's digit 2; direct f! control system for detecting the position of the X-Y table 40; , a detection system including a type 1 displacement detector, an illumination control system for controlling the illumination optical system, a lens control system for controlling the lenses of the enlargement optical system and the overall optical system, and a 4G detection system for the television camera.
A measuring table 38 has a built-in video processing system for processing the captured images, an autofocus system for automatically adjusting the focus of the television camera, etc., and an enlarged image and the entire image obtained by the television camera. Monitor equipment that displays images R114
8, hard disk, floppy disk and central office Fp
a computer 50 including a unit;
A joystick 52, an operation console 54, and a digitizer 56 for giving necessary commands to the robot or operating the X-Y table 40, and for drawing the outline of the entire image of the pastry to be measured as necessary. The block 58 is mainly combined with the block 58. Inside the measurement head 44, as shown in detail in FIG.
2 is fixed on a revolver 64 that is rotatable around a shaft 64A, and the magnification is performed by switching the position of the revolver 6/l by an optical system cutting motor 68 via a bell 1-66, for example. The optical system 60 and the overall optical system 62 are switchable, and the light receiving section 70 of the 11i-TV camera 70
The image is input to A. In the figure, 72
is a click for positioning the optical axis, and 74 is an optical system detection sensor for detecting which optical system is being used. The operation of the first embodiment will be explained below. First, an object to be measured is set on the XY table 40. Next, after approximately adjusting the position of the X-Y table 40, the optical system switching motor 68 is driven to insert the entire optical system 62 into the front of the television camera 70, capture the entire image of the object to be measured τ1, and display it on the monitor. A portion of both sides of device 48, e.g.
It is displayed fixedly at the upper left as shown in the figure. This overall image display is maintained until the measurement is completed. Next, optical system 1,7J I? The motor 68 is driven to rotate the revolver 64, and the magnifying optical system 60 with a predetermined magnification is inserted into the front of the television camera 7o. The magnified image captured by the magnifying optical system 60 is displayed, for example, at the lower left of the monitor device 48, as shown in FIG. The position of the X-Y table 40, that is, the position of the magnifying optical system 60 relative to the object to be measured, is detected by, for example, a core displacement detector built into the table pedestal 42, and the position of the magnifying optical system 60 detected by this The positional relationship between the XY table 40 and the XY table 40 is displayed overlappingly on the overall image, for example, as a current position mark of the rating. (At η, the measurer moves the entire r
Move the X-Y table 40 closer to the current position mark displayed on Q using the joystick 52, digitizer 56, or light ben (118 shown in front) p8.
jru. As shown in FIG. 4, when the desired enlarged image including the edge line G-G to be measured is displayed on the monitor device 4B, the operator presses the button on the console 54, or if the digitizer 56, as shown in FIG. If you set the position and direction of the edge detection system according to the arrows A-)B and turn on the edge detection button, the edge position (length It) from the center of the screen will automatically be determined at edge point 1. Served. Next, the X-Y table 40 is moved to display on the monitor device 48 a desired enlarged image that includes the edge line J--J on the opposite side, as shown in FIG. Next, contrary to the fourth cause, as shown by the arrow C-=O, there is an edge detection system? The position and direction of 8 are determined, and the length Lz) from the center of both surfaces at the edge point is determined. In this way, the small Buddha statue between Edge 57F and HK (
It can be determined by dimension L1+dimension L2+table movement M) detected by the displacement detector. In this case, it is assumed that edge lines GG and JJ are positioned on the same line on the monitor device 48. The adjustment accuracy here is that the resolution of the television camera 70 is divided into W500 pixels x H3O0 pixels (the size of the light-receiving surface is 10x10), and the magnification of the enlarging optical system 60 is 500 pixels.
18, the output No. 18 from the TV camera 7o is
Regarding the horizontal direction, 1.150X101500-1/25
00/bixel. Therefore, if the width of the measurement object is 1 d, it is possible to measure an enlarged face with a resolution of 0.4 μm/pixel. In this case, the resolution of the output beam of the displacement detector is 0.4 μm or more. As shown in Fig. 6, when the edge lines GG and J-J are projected at the same time, the number of pixels that fall between the edge lines GG and J-J x 0.4 μI is ~J-J has the same dimensions. The processed data is stored and outputted as a message as necessary to the right half of the monitor 48 as shown in FIG. 4 above. Note that the diameter, virtual center position, slope, angle, etc. of a circle can also be measured in the same way by detecting edges using the same procedure. Edge detection direction, number of detection points,
The position of the measurement object to be enlarged and the like are stored as a measurement program determined for each step. It should be noted that the entire image captured by the overall optical system 62 is printed with oil on only the outline and printed as a sketch on a printer or block 5.
Trace diagrams can be created more accurately and quickly than traditional handwriting. It is also possible to write the measurement results on the trace figure. Furthermore, as shown in FIG. 7, the coordinate axes, measurement points, the center C1 of the circle, the intersection point r1.12 of the straight lines, etc.) can also be displayed with their names added to the body number. In this case, it is easy to understand the measurement procedure and compare it with drawings, which is convenient when performing complex data processing. In this first embodiment, the magnifying optical system 60 and the overall optical system 62 are configured to be switchable by providing a plurality of phase lens systems with different magnifications, so that the design of each optical system is easy. Further, in this first embodiment, since the television camera 70 is shared, the apparatus can be constructed at low cost. Note that it is also possible to provide the television camera 70 in each of the enlarging optical system 60 and the overall optical system 62. Furthermore, since the first embodiment incorporates an x-t focus mechanism, the image is clear and the measurement accuracy is high. Note that it is also possible to omit the autofocus Ji structure. Next, the 2'A exceptional example of the present invention will be explained in detail. In this m2 embodiment, as shown in FIG.
A magnifying optical system is formed in such a way that it becomes a measuring lens 84, ie, a magnifying lens, when it is moved to the right in the figure. In FIG. 8, 86 is a mirror, 88 is a zoom lens for zooming the zoom lens 80 via a gear 90, and 92 is a sensor for detecting the zoom position r.
94 and 96 are a movable plate and a fixed plate supported on V-rails, respectively; 98 is a rack for driving the movable box 82 by the optical system switching motor 68; The measurement lens 84 is, for example, a revolver (not shown).
etc., it is possible to switch to one with a different magnification ratio or to replace it by attaching and detaching it. The other points are the same as those of the first embodiment, so the explanation will be omitted. In this second embodiment, an overall image is displayed by inputting the image into the television camera 70 through the measurement lens 84 and the zoom lens 80 in the state shown in FIG. Note that the magnification of the zoom lens 80 can be changed by a zoom motor 88. On the other hand, when observing an enlarged image, the optical system switching motor 6
8 moves the moving box 82 to the right in the figure via the rack 98. Then, the zoom lens 80 is removed from the optical path and becomes an enlarged optical system using the measuring lens 8/I. In this second embodiment, the optical system is 1,7] 1fi
Since the n (8) for measuring the object is completely housed in the measurement head 44, there is less risk of damage.Also, since the entire optical system uses a zoom lens 80, it can be adjusted according to the size of the object to be measured. It is possible to easily select an arbitrary reduction magnification. In each of the above embodiments, the enlarging optical system and the overall optical system were independent, but the ninth factor can be changed as shown in the third embodiment. For example, by using a single zoom lens 80, forming an optical system with a lens system that can be displaced in the optical axis direction, and adjusting the position of the lens system, for example, a magnification of n times (n-
, 30, 20140, etc.) and the overall optical system with a reduction rate of 1/n times can be shared. In this case, it is possible to downsize the measurement head. In addition, in each of the above embodiments, only the current position of the optical system was displayed as a score, but according to the measurement program stored in advance and stored in J3, the next target position for eight shifts was also displayed. It is also possible to display enthusiasm by displaying a mark or approaching Pi! degree.Furthermore, when the current position matches the target position, it is also possible to output a cut?I!1 preparation completion signal.In these cases In the above embodiments, accurate measurements can be quickly made even if the operator is not familiar with the order of measurement points. Move in the Y direction and move the optical system in the 7@ direction using the measurement head /14 (although it was configured, M, the anastomosis and optical system are relative '99))
The configuration is not limited to this, and for example, it may be configured such that the stage is fixed and only the optical system is moved in the XY/' directions. Furthermore, in all of the above embodiments, the present invention was used in a two-dimensional measuring machine, but the scope of application of the present invention is not limited to this. It is clear that the same method can be applied to other devices such as microscopes, etc. Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the position of the enlarged image to be measured can be measured using a relatively simple η5 configuration. ! It has the profound effect of being able to display the whole object in relation to others, and thus allowing quick and reliable measurements.

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

第1図は、本発明に係る画像処理式測定装置の基本的な
構成の例を示すブロック株回、第2因は、本発明が採用
された画像処理型測定;幾の第1実施例の全体構成を示
す斜視図、第3図は、前記第1実施例の測定ヘッドの構
成を示す断面図、第4図は、前記第1実施例におけるモ
ニタ装置の表示例を示す線図、第5図及び第6図は、前
記第1実施例におけるモニタ装置の拡大像の表示例を示
すね図、第7図は、同じく全体像の表示例を示す線図、
第8図は、本発明の第2実施例における測定ヘッドの構
成を示す断面図、第9図は、同じく第3実施例における
光学系のIル木的な構成を示づ°線図である。 10・・・載物台、 12・・・測定対客物、 14・・・照明光学系、 16.60・・・拡大光学系、 18・・・移動機栴、 20.70・・・テレビカメラ、 22.26.48・・・モニタ装置、 28・・・現在位置特定手段、 38・・・測定台、 40・・・X−Yテーブル、 44・・・測定ヘッド、 50・・・コンピュータ、 62・・・全体光学系、 64・・・レボルバ、 68・・・光学系切換モータ、 80・・・ズームレンズ、 82・・・移動ボックス、 84・・・測定用レンズ。
FIG. 1 shows a block diagram showing an example of the basic configuration of an image processing type measuring device according to the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration; FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the measuring head of the first embodiment; FIG. 6 and 6 are diagrams showing an example of displaying an enlarged image of the monitor device in the first embodiment, and FIG. 7 is a diagram showing an example of displaying the entire image.
FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of a measurement head in a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing an I-tree-like configuration of an optical system in a third embodiment. . 10... Stage, 12... Measurement object, 14... Illumination optical system, 16.60... Magnifying optical system, 18... Mobile machine, 20.70... Television Camera, 22.26.48...Monitor device, 28...Current position identification means, 38...Measurement stand, 40...X-Y table, 44...Measuring head, 50...Computer , 62... Entire optical system, 64... Revolver, 68... Optical system switching motor, 80... Zoom lens, 82... Moving box, 84... Measurement lens.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)載物台に配置された測定対象物に光照射する照明
光学系と、前記測定対象物と関与した光を受けて、測定
対象部分の像を拡大する拡大光学系と、所定の測定対象
部分を拡大すべく、前記載物台と拡大光学系とを相対移
動させる移動機構と、前記拡大光学系に光電結合され、
測定対象部分の拡大像を映すモニタ装置と、該拡大像を
処理して、測定対象物の寸法や形状等を求める計測手段
とを備えた画像処理式測定装置において、 前記拡大光学系の倍率変更を可能として、拡大特性の他
に縮小性を持つ縮小光学系を併設させると共に、 該縮小光学系で捉えた前記測定対象物の全体像を固定的
に映す第2のモニタ装置と、 前記載物台と拡大光学系の相対移動変位量から前記拡大
光学系で捉えている拡大像相当個所の現在位置を特定す
る現在位置特定手段を設け、該拡大像相当個所の現在位
置を前記第2のモニタ装置に映された全体像上に重複表
示して、載物台と拡大光学系の相対移動に伴って変位す
る拡大像相当個所の位置を確認できるように構成したこ
とを特徴とする画像処理式測定装置。
(1) An illumination optical system that irradiates light onto a measurement target placed on a stage, an enlargement optical system that receives light related to the measurement target and magnifies an image of the measurement target, and a predetermined measurement. a moving mechanism for relatively moving the document table and the magnifying optical system in order to magnify the target portion; and a moving mechanism photoelectrically coupled to the magnifying optical system;
In an image processing type measuring device comprising a monitor device that displays an enlarged image of a part to be measured, and a measuring means that processes the enlarged image to obtain the dimensions, shape, etc. of the object to be measured, changing the magnification of the enlargement optical system. a second monitor device that fixedly displays the entire image of the object to be measured, which is captured by the reduction optical system; A current position identifying means is provided for identifying the current position of a portion corresponding to an enlarged image captured by the magnifying optical system from the amount of relative movement displacement between the base and the magnifying optical system, and the current position of the portion corresponding to the magnified image is detected by the second monitor. An image processing method characterized by being configured so that the position of a portion corresponding to the magnified image that is displaced due to relative movement between the stage and the magnifying optical system can be confirmed by displaying the image overlappingly on the overall image projected on the device. measuring device.
(2)前記拡大光学系を、光軸方向に変位可能なレンズ
系で形成して、倍率変更を可能とした特許請求の範囲第
1項記載の画像処理式測定装置。
(2) The image processing type measuring device according to claim 1, wherein the magnifying optical system is formed of a lens system that can be displaced in the optical axis direction, so that the magnification can be changed.
(3)前記拡大光学系がn倍の拡大率、前記縮小光学系
が1/nの縮小率となるように、一つのレンズを鏡筒内
に位置決め可能に形成して、拡大光学系と縮小光学系を
併設構成した特許請求の範囲第1項記載の画像処理式測
定装置。
(3) One lens is formed so that it can be positioned within the lens barrel, so that the magnifying optical system has a magnification rate of n times, and the reducing optical system has a demagnification rate of 1/n. An image processing type measuring device according to claim 1, further comprising an optical system.
(4)前記拡大光学系及び縮小光学系を、倍率の異なる
複数組のレンズ系を設けて、切換可能に構成した特許請
求の範囲第1項記載の画像処理式測定装置。
(4) The image processing type measuring device according to claim 1, wherein the enlargement optical system and the reduction optical system are configured to be switchable by providing a plurality of sets of lens systems having different magnifications.
(5)前記モニタ装置と第2のモニタ装置が、表示画面
を同一として形成されている特許請求の範囲第1項記載
の画像処理測定装置。
(5) The image processing measurement device according to claim 1, wherein the monitor device and the second monitor device are formed with the same display screen.
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