JPH081367B2 - 画像測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はTVカメラ等により撮像した画像内の測定対象
物間の相対位置を計測する画像測定方法に関する。

〔従来の技術〕

微細な測定対象を顕微鏡で拡大し、TVカメラで撮像し
た画像を画像解析によって寸法等を測定することは従来
より行われている。このような場合、測定対象をできる
だけ大きく拡大した画像で画像解析を行うことにより解
析精度の向上が期待できる。そこで例えば２つの対象物
間の距離を測定するような場合、この２つの対象物が１
つの画面に入る最大の拡大率で測定が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、TV受像機に用いられるブラウン管のシャドウ
マスクに形成されたマスク穴ピッチを測定するような場
合、測定対象が１画面に収まる最大の倍率で測定精度が
限定されてしまうが、一方顕微鏡の機能としてはさらに
拡大できる能力を有している場合が多い。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであ
り、測定対象の一方しか１画面に撮像されないような大
きな拡大率として解析精度を向上させる画像測定方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、測定対象毎に別々の画像と
なるよう拡大し、各画像には共通の基準物も撮像し、こ
の基準物を介して各画像の測定対象間の相対位置の測定
を行うようにしたもので、本発明の画像測定方法は、基
準体をはさんで第１対象と第２対象が存在しており、前
記第１対象と前記基準体を１画面に収まるほぼ最大の倍
率で撮像した第１画面において前記第１対象と前記基準
体との相対位置を計測した第１計測値を求め、前記第２
対象と前記基準体を１画面に収まるほぼ最大の倍率で撮
像した第２画面において前記第２大正と前記基準体との
相対位置を計測した第２計測値を求め、この第２計測値
と前記第１計測値とから前記第１対象と前記第２対象と
の相対位置を演算して求めるものである。

〔作 用〕

上記構成により、第１対象と第２対象の相対位置は、
第１測定値のＸ座標成分と第２測定値のＸ座標成分の差
から得られるＸ座標値と、第１測定値のＹ座標成分と第
２測定値のＹ座標成分の差から得られるＹ座標値とによ
って求めることができる。この場合基準体は第１対象と
第２対象にはさまれた位置にあるので、基準体と第１対
象、又は基準体と第２対象をそれぞれ別の画面に収める
場合、第１対象と第２対象を同一画面に収める場合に比
べ約半分の画面の大きさとなる。このため基準体と第１
対象または基準体と第２対象をそれぞれ別の画面にほぼ
一杯に収める場合、撮像倍率をほぼ２倍にすることがで
き、測定精度もこれに応じて約２倍に向上する。これに
より対象物と基準体とが１つの画像に入っている限界ま
で拡大して測定精度を向上することができる。

〔実 施 例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例による画像測定方法を説明す
る図面である。第１図を説明するのに先立って、計測対
象について説明する。第２図はTV受像機用ブラウン管の
シャドウマスクに形成されたマスク穴の拡大画像であ
る。ブラウン管上に鮮明な映像を得るためにはマスク穴
のピッチを所定の許容値以内に収める必要がある。この
ため製品のピッチ検査が行われる。ところでテレビ映像
は画面の緻密さへの対応と描画の高速性への対応を両立
させる手段としてインタレース（飛び越し走査）を行っ
ている。このため、１画面（１フレーム）を２つのフィ
ールドで構成する。このフィールドは奇数番目の走査線
からなる奇数フィールドと偶数番目の走査線からなる偶
数フィールドから成る。ゆえに第２図においてマスク穴
２と４の隣接ピッチＬと共に１つ飛んだピッチＰ（マス
ク穴１と３）を計測する必要がある。このため第２図に
示すようにマスク穴１〜４が同一画面に入るような拡大
率の画面５からピッチL,Pを測定すればよいが、これら
全てのマスク穴１〜４が入る画面とすると十分な測定精
度が得られない。第１図，第３図〜第５図はこれを解決
した本実施例を示したものであり、第１図はこれら４つ
のマスク穴の相対関係を示し、第３図〜第５図はこれら
のマスク穴１〜４のうち、隣接するマスク穴２つが完全
に画面に入る最大の拡大率の画面を示した図である。

次に本実施例を用いて計測を行う装置について第６図
により説明する。第６図は画像解析装置の一例を示した
もので、10はXYステージでXYステージ制御部11により制
御され、Ｘ軸,Y軸方向の２次元移動を行う。12は自動焦
点機構で自動焦点制御部13により制御され上部に置かれ
た測定対象14に焦点が合うよう上下方向に移動する。15
は拡大率の大きなミクロ用カメラでありカメラコントロ
ール18により制御され、16は拡大率の小さなマクロ用カ
メラでカメラコントロール19により制御される。ミクロ
用カメラ15とマクロ用カメラ16はビデオ切換20により切
換えられる。測定対象14には照明装置17により適切な照
明がなされる。ミクロ用カメラ18,マクロ用カメラ16の
出力はビデオ切換20により切換えられ画像処理部21で処
理されCRT23に表示される。XYステージ10および自動焦
点機構14の動作は演算制御部22で制御されCRT23に表示
される。制御演算部22はパーソナルコンピュータ24によ
り制御されその結果はプリンタ25に出力される。

次に上記画像解析装置を用いて、ピッチＬおよびＰを
計測する方法を説明する。ピッチL,Pを計測するにあた
りマスク穴の長手方向の重心（中心）を通る中心線をCR
T23の走査線と約45度の方向に合わせる。ここで中心線
を求めるにはマクロ用カメラ16に切換え第２図に示す視
野５においてほぼ同一線上にある３個以上のマスク穴の
像の重心に対して回帰直線（厳密には最小自乗法で求め
るが、目視でも十分である）を求めこれを中心線とす
る。約45度とするのは次の理由による。

約45度にするのは、画像解析により直線距離を測定す
る場合には、その直線を走査線に対して45度にしてその
直線を表示する画素数を最大にして測定すれば誤差が少
ないことが知られているからである。走査線との角度θ
はおよそ45度でよいがこの角度は計測中は一定値に固定
する。つまり、XYステージ10のX,Y方向への移動は行う
が、測定対象14やXYステージの回転を行わないようにす
る。このように水平走査線に対し約45度に固定した後、
まず、第３図に示すようにピッチＰを求める場合は、ミ
クロ用カメラ15に切換えマスク穴１と基準マスク穴２と
が入る最大の拡大率となる視野６にし、基準マスク穴２
を基準としてマスク穴１の重心のＸ座標X₁,Y座標Y₁を求
める。なお各マスク穴の重心を求める方法は、公知の方
法による。また計測値X,Yについては正負の符号も考慮
する。次に第４図に示すように基準マスク穴２とマスク
穴３の入る最大拡大率となる視野７とし、同様に基準マ
スク穴２を基準としたX₂,Y₂の値を求める。これらの計
測値からピッチＰは次のように求まる。

次にピッチＬを求める。第５図に示すようにマスク穴
３を基準とし、マスク穴４のX₃,Y₃座標を求め、次式よ
りＬを求める。このときも正負の符号を考慮する。この
場合基準穴がマスク穴２よりマスク穴３に変わるので
X₂,Y₂はマスク穴３を原点とした値となり符号が変わ
る。

上記の例では重心の座標を求めたが、穴の形が直交す
る対称軸を有するときには、水平等分径と垂直等分径の
座標を用いることにより演算を簡略化できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、測定対象
とこれに隣接する基準体が入る大きさ限度まで拡大した
画面で両者の相対位置を測定し、この基準体を介して各
画像の測定対象間の相対位置を測定することにより、１
つの画面に測定対象同志を撮像する場合より、拡大率を
大きくすることができるので測定精度を向上することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において測定対象間の関係を示
す図、第２図は測定対象のマクロ画像、第３図〜第５図
は測定対象と基準体のミクロ画像、第６図は本実施例を
実施する画像解析装置を示す図である。 １〜４……マスク穴、５〜８……視野 10……XYステージ、12……自動焦点機構 14……測定対象、15……ミクロ用カメラ 16……マクロ用カメラ、21……画像処理部 22……制御演算部、23……CRT

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準体をはさんで第１対象と第２対象が存
   在しており、前記第１対象と前記基準体を１画面に収ま
   るほぼ最大の倍率で撮像した第１画面において前記第１
   対象と前記基準体との相対位置を計測した第１計測値を
   求め、前記第２対象と前記基準体を１画面に収まるほぼ
   最大の倍率で撮像した第２画面において前記第２対象と
   前記基準体との相対位置を計測した第２計測値を求め、
   この第２計測値と前記第１計測値とから前記第１対象と
   前記第２対象との相対位置を演算して求めることを特徴
   とする画像測定方法。