JPH08201025A - 非接触座標寸法測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定部分への位置合せが容易で、操作性の
高い非接触座標寸法測定機を提供する。 【構成】 低倍率の撮像装置６と高倍率の撮像装置８に
より取込まれた画像情報は、画像メモリ部２４に一旦記
憶される。低倍率の画像により寸法測定位置を確認し、
高倍率の画像において、入力装置３８からの入力により
測定位置の指定を行なう。高倍率画像情報を画像処理
し、寸法を演算部３０で計算し、表示装置３６に表示さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像情報に基づいて
非接触に座標寸法を測定する非接触座標寸法測定機に関
し、より詳しくは、画像情報の取込みおよび画像表示の
手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の座標寸法測定機の構成を
示す概略ブロック図である。

【０００３】Ｘ軸方向の直線案内機構１６およびＹ軸方
向の直線案内機構１４がついたテーブル１０および４が
それぞれ配置され、Ｘ軸方向移動テーブル１０に画像取
込用ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラ６が設置
される。

【０００４】ＣＣＤカメラ６は、レボルバ式の焦点調節
機構を用いてレンズの倍率を変更されるか、あるいは、
ズーム機構を用いて適度な倍率を設定され、カメラの視
野内の画像を取込む。

【０００５】寸法を測定する位置を入力する方法として
は、表示装置３６に映し出されたＣＣＤカメラ６からの
画像を見ながら、目的とする画像の位置にカーソルを合
わせその位置をコンピュータ入力装置３８により入力し
記憶させる方法がある。

【０００６】この様子を図６に示した画面により説明す
る。この画面では、測定用画面４０の画面中心４４に被
測定物２２（第７図）の測定部位の拡大像を合せた上
で、測定位置にカーソル４６を、入力装置３８、たとえ
ばマウスなどにより合せることで位置を指定し入力す
る。

【０００７】また、たとえば予めプログラムされた測定
位置データを入力する方法もあるが、その場合でも、画
面を見ながら位置を微調整する必要がある。しかも、高
倍率での測定ほど入力データ値からの微調整の必要性は
ますます大きくなる。

【０００８】以上のようにして、測定位置の指定を行な
った後、コンピュータで構成される画像処理部１００の
内部では生画像メモリ部２４に取込んだ画像情報から画
像処理、すなわち、Ａ／Ｄ変換部２６により画像情報を
アナログ／ディジタル変換する処理が行われる。その
後、これを２値化部２８で２値化して、演算部３０によ
り、画素に対応する寸法、あるいは、基準位置からの寸
法等の演算を行ない、指定された２点間の距離の演算が
行なわれる。

【０００９】さらに、寸法演算結果はデータ記憶部３２
に記憶されると同時に表示装置３６にも出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の非接触座標寸法
測定機は、以上のような構成であって、寸法測定を行な
う場合は、測定精度を得るために被測定部分を拡大して
できるだけ表示装置３６の画面一杯に入る状態で測定を
行なう。これは取込んだ画像の画素分解能を上げるため
である。しかしこの場合、画面上に測定する部分しか表
示されないため、周囲との位置関係が不明、あるいは目
視の基準となり得る位置情報が不足するなどの理由によ
りオペレータがどこを見ているか判断できないなどの欠
点がある。

【００１１】したがってこの発明の目的は、オペレータ
が測定しようとする部分を短時間に特定できるようにす
るとともに、誤測定を防止することが可能な非接触座標
寸法測定機を提供することである。

【００１２】さらにこの発明の別の目的は、表示装置の
同一画面内に、被測定物の全体像あるいは測定したい部
分の周辺の画像と測定したい局部拡大像との合成像を表
示させることが可能な非接触座標寸法測定を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の非接触座
標寸法測定機は、被測定物をそれぞれ第１の倍率および
第１の倍率よりも高い第２の倍率で撮像する第１および
第２の撮像手段と、被測定物と第１および第２の撮像手
段との相対座標位置を変化させる手段と、第１および第
２の撮像手段のそれぞれの第１および第２の画像情報を
記憶する画像情報記憶手段と、第１および第２の画像情
報を合成する画像合成手段とを備え、上記画像合成手段
は、第１または第２の画像情報中の一部を第２または第
１の画像情報と置換して合成する手段を含み、画像合成
手段により合成された画像を表示する手段と、合成され
た画像情報に対して寸法測定位置を指定する手段と、指
定された寸法測定位置に応じた寸法を画像情報から演算
し、表示手段に出力する手段とをさらに備える。

【００１４】請求項２記載の非接触座標寸法測定機は、
被測定物を第１の倍率および第１の倍率よりも高い第２
の倍率に切換えて撮像する手段と、被測定物と撮像手段
との相対座標位置を変化させる手段と、第１の倍率の第
１の画像情報と第２の倍率の第２の画像情報とを記憶す
る画像情報記憶手段と、第１および第２の画像情報を合
成する画像合成手段とを備え、上記画像合成手段は、第
１または第２の画像情報中の一部を第２または第１の画
像情報と置換して合成する手段を含み、画像合成手段に
より合成された画像を表示する手段と、合成された画像
情報に対して寸法測定位置を指定する手段と、指定され
た寸法測定位置に応じた寸法を画像情報から演算し、表
示手段に出力する手段とをさらに備える。

【００１５】請求項３記載の非接触座標寸法測定機は、
請求項１または２記載の非接触座標寸法測定機の画像合
成手段の構成に加えて、外部からの信号に応じて、第１
の画像情報中の一部を第２の画像情報と置換し合成して
出力する第１の状態と、第２の画像情報中の一部を第１
の画像情報と置換し合成して出力する第２の状態と、第
１の画像情報を出力する第３の状態と、第２の画像情報
を出力する第４の状態とを切換える画像出力切換手段
と、制御信号に応じて、上記第１または第２の状態にお
いて、置換される画像情報の一部の画像情報中の位置を
設定する手段とをさらに備える。

【００１６】

【作用】請求項１記載の非接触座標寸法測定機において
は、第１および第２の撮像手段、たとえば、撮像倍率の
異なる２台のＣＣＤカメラを使用し、撮像倍率の大きな
第２の撮像手段は、被測定部を拡大した画面一杯の画像
情報として取込み、撮像倍率の小さな第１の撮像手段
は、拡大率を下げて被測定部分の周辺または被測定物全
体の画像情報を取込む。表示手段は、画像合成手段によ
って合成されたこれら２つの画像情報を１つの画面中に
表示する。

【００１７】請求項２記載の非接触座標寸法測定機にお
いては、撮像手段が第１および第２の倍率でそれぞれ撮
像した２つの画像情報は、請求項１記載の非接触座標寸
法測定機と同様に、表示手段に１つの画面として表示さ
れる。

【００１８】請求項３記載の非接触座標寸法測定機にお
いては、請求項１または２記載の非接触座標寸法測定機
の画像合成手段の作用に加えて、画像情報手段における
画像合成状態の切換えにより、表示手段には第１あるい
は第２の画像のいずれか一方か、第１あるいは第２の画
像の一方を主、他方を副とする画像が表示される。しか
も、主および副画像が同時に表示される場合、主画像中
の副画像の位置を任意に移動することが可能である。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示す
概略ブロック図である。図中、図７の従来例と同一符号
は同一構成要素を表わす。

【００２０】従来例と同様に、ベース２上に直線案内さ
れたＹ方向移動テーブル４と、同じく直線案内されたＸ
方向移動テーブル１０を配置し、Ｘ方向移動テーブルに
画像取込用ＣＣＤカメラ６および８を２台配置する。こ
の２台のカメラ６および８は、別々の拡大率が得られる
ように光学系の設定を行なう。２台のカメラの中で拡大
率の低い確認用カメラからの画像は、入力装置３８から
の信号により測定開始の指令が出されるとコンピュータ
で構成される画像処理部１００内のメモリ部２４に保存
される。また、拡大率の高い測定用カメラの画像も同一
のメモリ部２４に保存され、確認用カメラの画像との合
成を行なって表示装置３６に表示させるとともに、測定
に必要な画像処理および演算が行なわれて、指定された
座標の寸法測定用データとして利用される。

【００２１】なお、２台のカメラから取込んだ画像は、
図５に示すように、確認用カメラの画像は表示装置画面
のたとえば１／４に縮小して表示させ、測定用カメラの
画像は残りの部分に表示される。具体的に説明すると、
確認用カメラで取込んだ拡大率の低い画像（被測定物の
全体像または広範囲像）をコンピュータ内に記憶させる
ときに、テーブルの基準位置から見た確認用カメラの中
心座標を計算させる。次に確認用カメラと測定用カメラ
との位置関係が明確になるように、予めコンピュータに
オフセット量を記憶させて測定用カメラで取込んだ画像
が確認用カメラで取込んだ画像のどの位置に相当するか
を明らかにさせる。そして、確認用カメラの画面に測定
用カメラの中心座標をカーソル４８によって表示させ
る。さらに、測定用カメラがモーター２０と送りねじ１
８により、移動するのと連動して確認用画面のカーソル
４８が移動するように演算部３０で演算した結果を画像
合成部３４に入力する。

【００２２】図２は、第１の実施例における画像処理部
１００の動作を示すフローチャートである。測定がスタ
ートすると、倍率の低い画像（以下、全体像と呼ぶ）の
メモリ部２４への取込みが行なわれ（ステップＳ１）、
続いて倍率の高い画像（以下、拡大像と呼ぶ）のメモリ
部２４への取込みが行なわれる（ステップＳ２）。

【００２３】予め設定されている全体像と拡大像とのオ
フセット量をもとに、拡大像の中心と全体像中の位置を
示す画素像４８が、演算部３０により計算、作成され、
画像合成部３４に出力される（ステップＳ３）。

【００２４】入力装置３８からの信号に基づいて画面表
示モードが判定され（ステップＳ４）、単独画面表示モ
ードのときは、引続いて拡大像の表示モードであるか、
全体像の表示モードであるかの判定が行なわれ（ステッ
プＳ１１）、各々、そのときのモードに応じて拡大像あ
るいは全体像が表示される（ステップＳ１２１、Ｓ１２
２）。

【００２５】一方、画面表示モードが合成画面表示モー
ドのときは、引続いて、拡大像を主画面とするか、全体
像を主画面とするかの判定が行なわれ（ステップＳ
５）、各々、そのときのモードに応じて全体像を主画
面、拡大像を副画面とする画面か、あるいは拡大像を主
画面、全体像を副画面とする画面が表示される（ステッ
プＳ６１、Ｓ６２）。

【００２６】以上により、測定用画面が表示されると、
寸法測定モードであるか否かの判定が行なわれ（Ｓ
７）、寸法測定モードでない場合は、画面表示モードの
判定のステップ（ステップＳ４）に再び処理が帰る。

【００２７】一方、寸法測定モードである場合は、寸法
測定位置が、寸法測定位置指定用カーソル４６により指
定され（ステップＳ８）、画像情報がＡ／Ｄ変換部２６
によりディジタル信号処理され、２値化処理または濃淡
画像処理された後、画像情報に基づいて、演算部３０に
より寸法演算が行なわれる（ステップＳ９）。

【００２８】寸法の演算結果が演算部３０より表示装置
３６に出力され（ステップＳ１０）、一連の処理が終了
する。

【００２９】図３は、本発明の第２の実施例構成を示す
概略ブロック図である。第１の実施例と異なる点は、Ｃ
ＣＤカメラ６が１台である代わりに、倍率制御部１２が
演算部３０により制御される構成となっている点であ
る。

【００３０】図４は、第２の実施例における画像処理部
１００の動作を示すフローチャートである。

【００３１】測定がスタートすると、演算部３０より倍
率制御部１２に拡大率のデータが出力され（ステップＳ
１）、それぞれ拡大像および全体像の画像データがメモ
リ部２４に取込まれる（ステップＳ２）。

【００３２】入力装置３８からの信号に基づいて画面表
示モードが判定され（ステップＳ３）、単独画面表示モ
ードのときは、引続いて、拡大像の表示モードである
か、全体像の表示モードであるかの判定が行なわれ（ス
テップＳ１０）、各々、そのときのモードに応じて拡大
像あるいは全体像が表示される（ステップＳ１０１、Ｓ
１０２）。

【００３３】一方、画面表示モードが合成画面表示モー
ドのときは、引続いて、拡大像が主画面、全体像が副画
面である画面か、あるいは全体像が主画面、拡大像が副
画面の画面であるかが判定され（ステップＳ４）、その
ときのモードに応じた画像が表示される（ステップＳ５
１、Ｓ５２）。このとき、拡大像の中心の全体像中の位
置を示すカーソルの像４８が、演算部３０により計算、
作成され、画像合成部３４に出力される。

【００３４】続いて寸法測定モードであるか否かが判定
され（ステップＳ６）、寸法測定モードでない場合は、
再び画面表示モードの判定のステップ（ステップＳ３）
に処理が戻る。

【００３５】寸法測定モードである場合は、寸法測定位
置が、寸法測定位置指定用カーソル４６により指定さ
れ、画像データがデジタル演算処理された後、寸法演算
が行なわれ（ステップＳ８）、寸法の演算結果が表示さ
れる（ステップＳ９）ことで一連の処理が終了する。

【００３６】以上の実施例では、主画面中の、副画面の
位置は固定していたが、画像合成部３４に対して、演算
部３０より与えられる信号により、主画面中の副画面の
位置を可変とすることも可能である。

【００３７】また、被測定物２２を移動させる手段はＸ
−Ｙの２次元の可動ステージであったが、これを３次元
に移動可能なステージとすることにより、３次元的な構
造を持つ被測定物の寸法測定に応用することも可能であ
る。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の非接触座標寸法測定機に
おいては、被測定物の被測定部分の画像と、周辺画像と
を同一画面で見ながら操作することが可能であるため、
測定位置への正確な位置合せが可能となる。しかも周辺
画像を同時に観察しながら測定を行なうので、類似した
形状の被測定部分が複数個存在する被測定物の測定時に
も、誤った部分の測定を行なうことを防ぐことができ
る。しかも測定時間が大幅に短縮でき、操作性が向上す
る。

【００３９】請求項２記載の非接触座標寸法測定機にお
いては、１つの測定手段の倍率を切換えることにより、
被測定部分の拡大像と周辺画像とを取込む構成としたの
で、装置の構成を簡素化でき、位置合せの精度も向上
し、請求項１記載の非接触座標寸法測定機と同様の効果
を奏する。

【００４０】請求項３記載の非接触座標寸法測定機にお
いては、拡大像と全体像とのいずれを主画面とし、ある
いは副画面とするかを切換えることが可能であり、また
主画面中の副画面の位置を移動させることも可能である
ので、被測定物の形状が複雑な場合でも操作性が大幅に
向上し、測定時間を短縮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概略ブロック図で
ある。

【図２】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の第２の実施例を示す概略ブロック図で
ある。

【図４】第２の実施例野動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の測定用表示画面を示す概略図である。

【図６】従来の測定用表示画面を示す概略図である。

【図７】従来の非接触座標寸法測定機の構成を示す概略
ブロック図である。

【符号の説明】

２ ベース ４ Ｙ軸方向可動部 ６ 第１の撮像手段 ８ 第２の撮像手段 １０ Ｘ軸方向可動部 １２ 倍率制御部 １４ Ｙ軸方向直線案内 １６ Ｘ軸方向直線案内 １８ 送りねじ ２０ モータ ２２ 被測定物 ２４ 画像メモリ部 ２６ アナログ／ディジタル変換部 ２８ ２値化処理部 ３０ 演算部 ３２ データ記憶部 ３４ 画像合成部 ３６ 表示装置 ３８ 入力装置 ４０ 測定用画面 ４２ 確認用画面 ４４ 測定用画面中心 ４６ 測定位置指定用カーソル ４８ 測定用画面中心位置表示用カーソル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物を撮像した画像情報に基づい
   て、被測定物の指定した２点間の寸法を計測する非接触
   座標寸法測定機であって、 被測定物をそれぞれ第１の倍率および第１の倍率よりも
   高い第２の倍率で撮像する第１および第２の撮像手段
   と、 被測定物と前記第１および第２の撮像手段との相対座標
   位置を変化させる手段と、 前記第１および第２の撮像手段のそれぞれの第１および
   第２の画像情報を記憶する画像情報記憶手段と、 前記第１および第２の画像情報を合成する画像合成手段
   とを備え、 前記画像合成手段は、 前記第１または第２の画像情報中の一部を前記第２また
   は第１の画像情報と置換して合成する手段を含み、 前記画像合成手段により合成された画像を表示する手段
   と、 前記合成された画像情報に対して寸法測定位置を指定す
   る手段と、 前記指定された寸法測定位置に応じた寸法を画像情報か
   ら演算し、前記表示手段に出力する手段とをさらに備え
   る、非接触座標寸法測定機。
2. 【請求項２】 被測定物を撮像した画像情報に基づい
   て、被測定物の指定した２点間の寸法を計測する非接触
   座標寸法測定機であって、 被測定物を第１の倍率および第１の倍率よりも高い第２
   の倍率に切換えて撮像する手段と、 被測定物と前記撮像手段との相対座標位置を変化させる
   手段と、 前記第１の倍率の第１の画像情報と前記第２の倍率の第
   ２の画像情報とを記憶する画像情報記憶手段と、 前記第１および第２の画像情報を合成する画像合成手段
   とを備え、 前記画像合成手段は、 前記第１または第２の画像情報中の一部を前記第２また
   は第１の画像情報と置換して合成する手段を含み、 前記画像合成手段により合成された画像を表示する手段
   と、 前記合成された画像情報に対して寸法測定位置を指定す
   る手段と、 前記指定された寸法測定位置に応じた寸法を画像情報か
   ら演算し、前記表示手段に出力する手段とをさらに備え
   る、非接触座標寸法測定機。
3. 【請求項３】 前記画像合成手段は、 外部からの制御信号に応じて、前記第１の画像情報中の
   一部を前記第２の画像情報と置換し合成して出力する第
   １の状態と、前記第２の画像情報中の一部を前記第１の
   画像情報と置換し合成して出力する第２の状態と、前記
   第１の画像情報を出力する第３の状態と、前記第２の画
   像情報を出力する第４の状態とを切換える画像出力切換
   手段と、 前記制御信号に応じて、前記第１または第２の状態にお
   いて、前記置換される画像情報の一部の画像情報中の位
   置を設定する手段とをさらに含む、請求項１または２記
   載の非接触座標寸法測定機。