JPH0981719A - 画像データ入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 本発明は、高精度な位置決めが可能な位置決
め装置を備えた画像データ入力装置に係わり、特に、被
測定物を固定するための平板に複数のパターンを形成
し、このパターンを読み取るための計測光学系を採用す
ることにより、高精度に位置決めを行うことのできる画
像データ入力装置を提供することを目的とする。 ［構成］ 本発明は、水平移動可能なＸーＹステージに
取り付けられた平板が被測定物を固定し、定められた位
置に配置された複数のパターンを平板に形成し、計測光
学系の光電変換手段がパターンを電気信号に変換し、重
心検出演算手段が、光電変換手段からの電気信号に基づ
き、平板上の所定の位置のパターンの重心検出する様に
なっており、観察光学系が、被測定物の画像イメージを
観察し、観察光学系の光軸と計測光学系の光軸とが、同
軸、交差、平行となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度のステージ
やエンコーダを使用することなく、安価な構成部品を使
用しても高精度な位置決めが可能な位置決め装置を備え
た画像データ入力装置に係わり、特に、被測定物を固定
するための平板に複数のパターンを形成し、このパター
ンを読み取るための計測光学系を採用することにより、
平板上の所定の位置に移動させ、高精度に位置決めを行
うことのできる画像データ入力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の高精度ば画像データ入力手段は、
被測定物の画像を撮像するための撮像手段と、被測定物
を平面上で移動させるためのＸ−Ｙステージとから構成
されている。

【０００３】撮像手段は、ＴＶカメラ等から構成されて
おり、Ｘ−Ｙステージの移動方向に対して、鉛直方向に
被測定物を観察することができる様になっている。

【０００４】Ｘ−Ｙステージは、一方向に平行移動させ
るＸステージと、このＸステージに載置され、Ｘステー
ジと直交する方向に移動させるためのＹステージとから
構成されており、各ステージは、ベルト、ラック及びピ
ニオン、又はリードスクリュー等をモータ等により駆動
させる駆動機構が備えられている。そして駆動機構のモ
ータか、或いは、ステージに連結されたリニアエンコー
ダにより、Ｘ−Ｙステージの移動を撮像する際に制御可
能に構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の画像データ入力装置は、撮像手段とステージとを、可
動機構を介して間接的に一致させる構造を有するため、
装置自体が有するヨーイング、ピッチング、ローリング
等が直接影響し、測定精度が低下するという問題点があ
った。

【０００６】従って、装置としての精度維持及び向上を
図るには、機構自体の剛性の向上を図ったり、高精度の
エンコーダー等を採用しなければならず、重量の増加
や、高価な部品及び高精度の加工技術の採用等が避けら
れず、コスト高となるという問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、水平移動可能なＸーＹステージに取
り付けられ、被測定物を固定するための平板と、この平
板に形成され、定められた位置に配置された複数のパタ
ーンと、このパターンを電気信号に変換するための光電
変換手段を有する計測光学系と、この光電変換手段から
の電気信号に基づき、前記平板上の所定の位置の前記パ
ターンを重心検出するための重心検出演算手段とからな
る位置決め装置と、前記被測定物の画像イメージを観察
するための観察光学系とからなり、この観察光学系の光
軸と、前記計測光学系の光軸とが同軸に構成されている
ことを特徴としている。

【０００８】また本発明は、水平移動可能なＸーＹステ
ージに取り付けられ、被測定物を固定するための平板
と、この平板に形成され、定められた位置に配置された
複数のパターンと、このパターンを電気信号に変換する
ための光電変換手段を有する計測光学系と、この光電変
換手段からの電気信号に基づき、前記平板上の所定の位
置の前記パターンを重心検出するための重心検出演算手
段とからなる位置決め装置と、前記被測定物の画像イメ
ージを観察するための観察光学系とからなり、この観察
光学系の光軸と、前記計測光学系の光軸とが交差する様
に構成されていることを特徴としている。

【０００９】更に本発明は、水平移動可能なＸーＹステ
ージに取り付けられ、被測定物を固定するための平板
と、この平板に形成され、定められた位置に配置された
複数のパターンと、このパターンを電気信号に変換する
ための光電変換手段を有する計測光学系と、この光電変
換手段からの電気信号に基づき、前記平板上の所定の位
置の前記パターンを重心検出するための重心検出演算手
段とからなる位置決め装置と、前記被測定物の画像イメ
ージを観察するための観察光学系とからなり、この観察
光学系の光軸と、前記計測光学系の光軸とが平行に構成
されていることを特徴としている。

【００１０】また本発明は、観察光学系の焦点位置と、
計測光学系の焦点位置とを相違させることもできる。

【００１１】そして本発明の計測光学系は、光源と、こ
の光源からの光を集光させるための集光レンズと、該光
源からの光を反射させて平板に向かわせると共に、この
平板からの反射光を透過させるためのハーフミラーと、
該反射光を結像させるための結像レンズと、この結像レ
ンズによる結像点に配置された受光素子とから構成する
こともできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明の位
置決め装置は、水平移動可能なＸーＹステージに取り付
けられた平板が被測定物を固定し、定められた位置に配
置された複数のパターンを平板に形成し、計測光学系の
光電変換手段がパターンを電気信号に変換し、重心検出
演算手段が、光電変換手段からの電気信号に基づき、平
板上の所定の位置のパターンの重心検出する様になって
おり、観察光学系が、被測定物の画像イメージを観察
し、観察光学系の光軸と計測光学系の光軸とが、同軸に
なる様になっている。

【００１３】また本発明は、観察光学系が被測定物の画
像イメージを観察し、観察光学系の光軸と計測光学系の
光軸とが、交差する様になっている。

【００１４】そして本発明は、観察光学系が被測定物の
画像イメージを観察し、観察光学系の光軸と計測光学系
の光軸とが、平行になる様になっている。

【００１５】また本発明は、観察光学系の焦点位置と計
測光学系の焦点位置とを、相違させる様にすることもで
きる。

【００１６】そして本発明の計測光学系は、集光レンズ
が、光源からの光を集光させ、ハーフミラーが、光源か
らの光を反射させて平板に向かわせると共に、平板から
の反射光を透過させ、結像レンズが反射光を結像させ、
受光素子が、結像レンズによる結像点に配置する様にな
っている。

【００１７】

【実施例】本発明の座標測定装置を、イメージスキャナ
ーに応用した実施例で説明する。このイメージスキャナ
ーは、画像データ入力装置に該当するものであり、フィ
ルム、写真等のイメージをＣＣＤ等の半導体センサによ
りディジタルデータに変換するためのものである。

【００１８】イメージスキャナー１０００は、図１及び
図２に示す様に、ベース１００と、観察光学系２００
と、計測光学系３００と、Ｘ−Ｙステージ４００とから
構成されている。

【００１９】ベース１００は基台であり、観察光学系２
００と、計測光学系３００と、Ｘ−Ｙステージ４００と
が載置される。

【００２０】観察光学系２００は図２に示す様に、被測
定物２０００のイメージデータを取り込むためのもので
あり、観察用光源２１０と、第１のレンズ２２０と、第
１のハーフミラー２３０と、第２のレンズ２４０と、観
察用ＣＣＤ撮像素子２５０とから構成されている。

【００２１】計測光学系３００は図２に示す様に、観察
光学系２００が現在、観察を行っている被測定物２００
０の特定な地点の座標を測定するためのものであり、計
測用光源３１０と、第１のレンズ２２０と、第１のハー
フミラー２３０と、第３のレンズ３２０と、第２のハー
フミラー３３０と、計測用４分割受光素子３４０とから
構成されている。なお本実施例の計測光学系３００で
は、第１のレンズ２２０と第１のハーフミラー２３０と
が、観察光学系２００と共通な構成となっている。

【００２２】Ｘ−Ｙステージ４００は図１に示す様に、
Ｘステージ４１０と、Ｘ軸ガイド４２０、４２１と、Ｘ
軸モータ４３０と、Ｙステージ４４０と、Ｙ軸ガイド４
５０、４５１と、Ｙ軸モータ４６０とから構成されてい
る。Ｘステージ４１０は、ベース１００に固定されたＸ
軸モータ４３０により、Ｘ軸ガイド４２０、４２１に沿
って移動する様に構成されている。Ｙステージ４４０
は、ベース１００に固定されたＹ軸モータ４６０によ
り、Ｙ軸ガイド４５０、４５１に沿って移動する様に構
成されている。

【００２３】Ｙステージ４４０には、被測定物２０００
を載せるための載置ステージ４７０が形成されている。
図３に示す様に載置ステージ４７０は、第１のガラス板
４７１と、第２のガラス板４７２と、第１のガラス板４
７１の左右両端部に形成された第１の固定金具４７３
ａ、４７３ｂと、第２のガラス板４７２の左右両端部に
形成された第２の固定金具４７４ａ、４７４ｂと、第１
の固定金具４７３ａ、４７３ｂと第２の固定金具４７４
ａ、４７４ｂとを連結し、第１のガラス板４７１と第２
のガラス板４７２とを固定するためのネジ部材４７５
ａ、４７５ｂとから構成されている。この様に構成され
た載置ステージ４７０は、第１のガラス板４７１と第２
のガラス板４７２との間に被測定物２０００を挟んで、
固定することが可能となる。

【００２４】なお第１のガラス板４７１と第２のガラス
板４７２とは、平板の該当するものである。

【００２５】そして図４に示す様に第２のガラス板４７
２の裏面（被測定物２０００と当接する面と反対の面）
には、一定の間隔で配置された複数の正方形のパターン
が形成されている。この一定の間隔は、観察光学系のＣ
ＣＤ素子の有効エリアサイズに予め設定されており、高
精度に配置されている。このパターンは正方形のパター
ンに限ることなく、十字型、適宜のポイント等、何れの
パターンを使用することができる。なお、この正方形の
パターンは、平板に形成され、定められた位置に配置さ
れた複数のパターンに該当するものである。

【００２６】ベース１００には照明用アーム１１０が形
成されており、この照明用アーム１１０の内部には観察
用光源２１０が設けられている。図２に示す様に、この
観察用光源２１０は、ランプ２１１と、第４のレンズ２
１２と、第５のレンズ２１３と、反射ミラー２１４とか
ら形成されており、ランプ２１１から投射された光は、
第４のレンズ２１２と第５のレンズ２１３により平行光
となり、反射ミラー２１４により、被測定物２０００の
鉛直方向に照射する様に構成されている。

【００２７】なお本実施例の被測定物２０００は、カメ
ラ等で撮影された航空写真等であるが、何れの写真等の
イメージ画像であってもよい。

【００２８】次に観察光学系２００を図２に基づいて詳
細に説明する。観察用光源２１０が、第１のガラス板４
７１と第２のガラス板４７２に挟まれた被測定物２００
０を照明し、第１のレンズ２２０と第２のレンズ２４０
とが、被測定物２０００の画像イメージを観察用ＣＣＤ
撮像素子２５０に結像する様になっている。そして第２
のガラス板４７２の上面（被測定物２０００の載置位
置）と観察用ＣＣＤ撮像素子２５０とは、光学的共役関
係となっている。即ち、第２のガラス板４７２の上面
と、第２のレンズ２４０の焦点位置とは、第１のレンズ
２２０により共役な関係となっている。

【００２９】そして計測光学系３００は図２に示す様
に、計測用光源３１０からの光束は第２のハーフミラー
３３０を透過し、更に第３のレンズ３２０を透過し、第
１のハーフミラー２３０で反射された後、第１のレンズ
２２０により、第２のガラス板４７２の裏面に形成され
たパターンを照明する様になっている。即ち計測用光源
３１０は、第２のガラス板４７２の裏面に形成された正
方形のパターンを照明するための光源であり、正方形の
パターン面の所定の範囲を照明するためのものである。

【００３０】この照明されたパターン画像は、再び第１
のレンズ２２０に戻り、第１のハーフミラー２３０で反
射された後、第３のレンズ３２０を透過し、第２のハー
フミラー３３０で反射された後、計測用４分割受光素子
３４０に結像する様に構成されている。ここで、第２の
ガラス板４７２の裏面（パターンが形成されている面）
と、計測用４分割受光素子３４０とは、光学的共役関係
となっている。即ち、第２のガラス板４７２の裏面（パ
ターンが形成されている面）、第３のレンズ３２０の焦
点位置とは、第１のレンズ２２０により共役な関係とな
っている。

【００３１】なお第１のレンズ２２０は、焦点深度の浅
いものが使用されており、更に、第２のガラス板４７２
の裏面に形成された正方形パターンは、形状が小さいの
で、観察用ＣＣＤ撮像素子２５０で撮像される画像イメ
ージに対して、正方形パターンの影響は無視される様に
なっている。

【００３２】また本実施例の計測用光源３１０はＬＥＤ
が採用されているが、透過照明光学系に限ることなく、
反射照明光学系を採用することができ、光源の種類も何
れのものを採用することもできる。更に、観察用ＣＣＤ
撮像素子２５０と第２のガラス板４７２の裏面に形成さ
れた正方形パターンとは、光学的共役関係となっていな
いことに注意する必要がある。

【００３３】上記本実施例は、被測定物２０００の照明
に透過照明光学系を採用しているが、透過照明光学系に
限ることなく、反射照明光学系を採用することもでき
る。また本実施例は図２に示す様に、観察光学系２００
と計測光学系３００とを同軸上に配置しているが、必ず
しも同軸上に配置する必要はなく、独立して配置しても
よく、その配置は限定されるものではない。

【００３４】ここで、観察光学系２００と計測光学系３
００とを同軸上に配置しない第１変形例を図５に基づい
て説明する。第１の変形例の照明光学系２００は、上記
実施例と同様な観察用光源２１０と、第１のレンズ２２
０と、第２のレンズ２４０と、観察用ＣＣＤ撮像素子２
５０とから構成されている。そして第１の変形例の計測
光学系３００は、照明光学系２００と独立しており、計
測用光源３１０と、第６のレンズ３５０と、第７のレン
ズ３６０と、第８のレンズ３７０と、第９のレンズ３８
０と、重心検出用４分割受光素子３４０とから構成され
ている。

【００３５】計測用光源３１０からの光束は、第６のレ
ンズ３５０で平行光とされ、第７のレンズ３６０によ
り、第２のガラス板４７２の裏面に形成されたパターン
を照明する様になっている。そして照明されたパターン
画像は、第８のレンズ３７０と第９のレンズ３８０によ
り、重心検出用４分割受光素子３４０に結像する様に構
成されている。

【００３６】以上の様に構成された第１の変形例は、観
察光学系２００と計測光学系３００とが同軸上に配置さ
れていない点を除き、本実施例と同様であるため、説明
を省略する。また、観察光学系２００の光軸と、計測光
学系３００の光軸とは、交差する構成であってもよく、
平行であってもよい。更に、観察光学系２００の焦点位
置と、計測光学系３００の焦点位置とを、相違させる構
成にすることもできる。

【００３７】観察光学系２００の光軸と、計測光学系３
００の光軸とが交差している場合には、光軸が分離され
ているため、観察光学系２００と計測光学系３００とを
各々簡便に調整することができる。

【００３８】更に、観察光学系２００の光軸と、計測光
学系３００の光軸とが平行の場合には、観察光学系２０
０と計測光学系３００とが分離して配置されるため、レ
ンズの大きさを最適にすることができるという効果があ
る。

【００３９】次に第１実施例のイメージスキャナー１０
００の電気的構成を図６に基づいて説明する。イメージ
スキャナー１０００は、重心検出用４分割受光素子３４
０と、この重心検出用４分割受光素子３４０で撮像され
たアナログデータをディジタル変換するための第１のＡ
／Ｄ変換器５１０と、第１のＡ／Ｄ変換器５１０でディ
ジタル変換されたデータを記憶するための第１のメモリ
５２０と、観察用ＣＣＤ撮像素子２５０と、この観察用
ＣＣＤ撮像素子２５０で撮像されたアナログデータをデ
ィジタル変換するための第２のＡ／Ｄ変換器５３０と、
第２のＡ／Ｄ変換器５３０でディジタル変換されたデー
タを記憶するための第２のメモリ５４０と、タイミング
発生器５５０と、アドレスカウンタ５６０と、データセ
レクタ５７０と、Ｘ軸モータ４３０を駆動するためのＸ
軸モータ駆動部５８０と、Ｘ軸方向の機械原点を検出す
るためのＸ軸リミットスイッチ５８１と、Ｙ軸モータ４
６０を駆動するためのＹ軸モータ駆動部５９０と、Ｙ軸
方向の機械原点を検出するためのＹ軸リミットスイッチ
５９１と、マイクロコンピュータ６００と、光ディスク
７００と、この光ディスク７００を駆動するための光デ
ィスクドライバ７１０と、各種設定を行うための入力部
８００とから構成されている。

【００４０】タイミング発生器５５０はタイミングパル
スを、観察用ＣＣＤ撮像素子２５０と第２のＡ／Ｄ変換
器５３０に送出するためのものであり、画像イメージを
ディジタル画像信号に変換させることができる。

【００４１】アドレスカウンタ５６０は、行アドレス及
び列アドレスに対応したカウンタで構成されており、列
用カウンタのキャリィを行用カウンタが計数する様に構
成されている。

【００４２】マイクロコンピュータ６００はＣＰＵを含
む演算処理手段であり、イメージスキャナー１０００の
各種電気的構成の動作及び全体の制御を司るものであ
る。

【００４３】光ディスク７００はランダムアクセス可能
な外部記憶装置であり、画像データ等を記憶することが
できる。外部記憶装置は光ディスク７００に限ることな
く、何れの記憶装置を採用することができるが、記憶容
量が大きく、アクセス時間の短いものが望ましい。

【００４４】以上の様に構成された第１実施例の作用を
図７に基づいて説明する。

【００４５】「Ｘステージ４１０、Ｙステージ４４０の
位置決め作業」

【００４６】初めに計測光学系３００を使用したＸステ
ージ４１０、Ｙステージ４４０の位置決め作業について
説明する。

【００４７】まずステップ１（以下、Ｓ１と略する）
で、電源が投入され、イメージスキャナー１０００の動
作が開始されると、マイクロコンピュータ６００はＸ軸
モータ駆動部５８０に駆動信号を送出し、Ｘ軸モータ４
３０の回転力によりＸステージ４１０を移動させる。そ
してＸステージ４１０が機械原点に達すると、Ｘ軸リミ
ットスイッチ５８１から検出信号がマイクロコンピュー
タ６００に送られ、Ｘステージ４１０の移動が停止され
る。

【００４８】同様に、マイクロコンピュータ６００はＹ
軸モータ駆動部５９０に駆動信号を送出し、Ｙ軸モータ
４６０の回転力によりＹステージ４４０を移動させる。
そしてＹステージ４４０が機械原点に達すると、Ｙ軸リ
ミットスイッチ５９１から検出信号がマイクロコンピュ
ータ６００に送られ、Ｙステージ４４０の移動が停止さ
れる。この結果、Ｘステージ４１０とＹステージ４４０
とは、座標原点に位置決めされる。

【００４９】Ｓ１で座標原点が決定されるとＳ２に進
み、Ｓ２ではマイクロコンピュータ６００が、第２のガ
ラス板４７２の裏面に形成された正方形パターン画像の
内、第１パターン（複数の正方形パターンの内、第１番
と定義された正方形パターン、ｎ＝１）の概略位置で重
心検出可能な様に、Ｘステージ４１０とＹステージ４４
０とを移動させる。即ちマイクロコンピュータ６００
が、Ｘ軸モータ駆動部５８０及びＹ軸モータ駆動部５９
０に対して、駆動信号を送出し、Ｘステージ４１０とＹ
ステージ４４０とを所定量移動させるものである。なお
Ｘステージ４１０とＹステージ４４０の概略の移動量
は、適宜の安価なエンコーダー等を利用して制御するこ
とが可能である。

【００５０】なおＳ１の動作は、Ｘステージ４１０とＹ
ステージ４４０の概略位置決めである。

【００５１】Ｓ２でＸステージ４１０とＹステージ４４
０とが、第１パターンの概略位置に位置決めされると、
Ｓ３に進み、Ｓ３ではマイクロコンピュータ６００が、
計測用光源３１０を点灯させ、計測光学系３００により
重心検出用４分割受光素子３４０に結像された第ｎパタ
ーン（ここでは、第１のパターン）の像を電気信号に変
換する様になっている。

【００５２】そしてＳ４では、Ｓ３で変換された電気信
号を第１のＡ／Ｄ変換器５１０でＡ／Ｄ変換し、第１の
メモリ５２０に記憶される。

【００５３】次にＳ５、Ｓ６では、マイクロコンピュー
タ６００が、第１のメモリ５２０からＡＤ変換された第
ｎのパターン（ここでは、第１のパターン）の電気信号
を読みだし、重心位置であるか否かを判断する。

【００５４】ここで、重心位置であるか否かを判断する
方法を詳細に説明する。

【００５５】図８に示す様に、重心検出用４分割受光素
子３４０上の各々の受光素子をＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２
とし、重心検出用４分割受光素子３４０で得られた光量
に相当するＡ／Ｄ変換量を第１のメモリ５２０から読み
だし、その光量をｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２とすれば、パ
ターンが重心位置にあるか否かの判断は、

【００５６】｜ｘ１−ｘ２｜≦△（ディジタル値）

【００５７】｜ｙ１−ｙ２｜≦△（ディジタル値）

【００５８】で表すことができる。△は光量差であり、
要求される精度により適宜決定することができる。

【００５９】以上の様にＳ５で上記の演算を行い、Ｓ６
に進んで、第ｎのパターン（ここでは、第１のパター
ン）の重心位置であるかを判断し、Ｓ６で重心位置であ
ると判断した場合には、Ｓ７に進んで画像入力を行う。

【００６０】またＳ６で、重心位置でないと判断した場
合には、Ｓ８に進んで、ステージ移動量を演算する。

【００６１】即ち、パターンが重心位置にない場合に
は、

【００６２】｜ｘ１−ｘ２｜＞△（ディジタル値）

【００６３】｜ｙ１−ｙ２｜＞△（ディジタル値）

【００６４】とであるから、各々の出力差に応じて、Ｓ
８ではステージ移動量を演算する。

【００６５】そして、Ｓ８で演算されたステージ移動量
に基づいて、Ｓ９では、モータを駆動してステージを移
動させる。Ｓ９でステージの移動が完了した後、Ｓ３に
戻る様になっている。

【００６６】次に、Ｓ７に進んで画像入力を行った後、
Ｓ１０に進んで、全てのパターンの重心位置の検出がな
されたか否かを判断する。Ｓ１０で、全てのパターンが
検出されていないと判断した場合には、Ｓ１１に進み、
第（ｎ＋１）のパターン（ここでは、第２のパターン）
として、Ｓ２に戻って処理を繰り返す様に構成されてい
る。

【００６７】以上の動作によりＸステージ４１０、Ｙス
テージ４４０の位置決め作業が終了したので、マイクロ
コンピュータ６００は、計測用光源３１０を消灯させ
る。

【００６８】「画像イメージの取り込み」

【００６９】次に観察光学系２００が、被測定物２００
０の画像イメージを取り込む動作を説明する。

【００７０】マイクロコンピュータ６００が、タイミン
グ発生器５５０からのタイミング信号に従い、被測定物
２０００の画像イメージを観察用ＣＣＤ撮像素子２５０
で画像電気信号に変換する。そして、この観察用ＣＣＤ
撮像素子２５０で変換された画像電気信号は、第２のＡ
／Ｄ変換器５３０でＡ／Ｄ変換され、第２のメモリ５４
０に記憶される。この際、アドレスカウンタ５６０は、
タイミング発生器５５０からのタイミングパルスを計測
することにより、第２のメモリ５４０のアドレスを管理
する様になっている。従って、第２のＡ／Ｄ変換器５３
０でＡ／Ｄ変換された被測定物２０００の画像イメージ
の画像電気信号は、第２のメモリ５４０に全て一時的に
記憶されることになる。

【００７１】また第２のメモリ５４０に記憶されている
被測定物２０００の画像イメージデータは、マイクロコ
ンピュータ６００がタイミング発生器５５０に対して指
令を出すことにより、データセレクタ５７０を介して光
ディスクドライバ７１０に送出される。光ディスクドラ
イバ７１０は、被測定物２０００の画像イメージデータ
を光ディスク７００に記憶する様になっている。なお光
ディスク７００は、画像データを記憶するための記憶媒
体であるが、ハードディスク、フロッピディスク等の他
の記憶媒体を採用することもできる。なお本実施例で
は、Ｘステージ４１０、Ｙステージ４４０が何れも停止
した状態で画像データの記憶が行われるので、振動等の
悪影響を受けることなく、高分解、高精度化を図ること
ができるという効果がある。

【００７２】なお観察光学系２００の画像イメージに、
第２のガラス板４７２の裏面に形成された計測光学系３
００の正方形パターン画像が取り込まれ、画像イメージ
の一部が遮蔽される心配が予想されるが、観察光学系２
００の焦点位置は、第２のガラス板４７２の上面（被測
定物２０００の載置位置）となっており、計測光学系３
００の焦点位置は、第２のガラス板４７２の裏面（パタ
ーンが形成されている面）となっている。従って、観察
光学系２００と計測光学系３００との焦点距離には、第
２のガラス板４７２の厚み分の差が生じ、第１のレンズ
２２０の焦点深度を浅くし、パターンの像の厚みを数ミ
クロン程度と十分薄くすることにより、影響を避けるこ
とができる。

【００７３】なお観察光学系２００が被測定物２０００
の画像イメージを取り込む領域は、入力部８００から使
用者が、入力する様な構成となっている。従ってマイク
ロコンピュータ６００は、上記動作を繰り返し、入力部
８００から入力された指定領域のデータを順次光ディス
ク７００に記憶する様になっている。

【００７４】次に、第３のメモリ５４１を備えたイメー
ジスキャナー１０００の第２実施例を図９に基づいて説
明する。第２実施例は、第１実施例の第２のメモリ５４
０とデータセレクタ５７０との間に第３のメモリ５４１
を設けたものである。この第３のメモリ５４１の増設に
より、アドレスセレクタ５４２とアドレス変換器５４３
とが追加されている。

【００７５】以上の様に構成された第２実施例は、第２
のメモリ５４０に一時的に記憶された被測定物２０００
の画像イメージデータを、マイクロコンピュータ６００
が読み出し、縮小図形変換処理を行い、変換されたデー
タを第３のメモリ５４１に記憶させることができる。更
に第３のメモリ５４１に記憶された変換データを、光デ
ィスク７００に記録することができるので、被測定物２
０００の画像イメージデータを処理することができる。

【００７６】第２実施例の他の構成は、第１実施例と同
様であるから説明を省略する。

【００７７】

【発明の効果】以上の様に構成された本発明は、水平移
動可能なＸーＹステージに取り付けられ、被測定物を固
定するための平板と、この平板に形成され、定められた
位置に配置された複数のパターンと、このパターンを電
気信号に変換するための光電変換手段を有する計測光学
系と、この光電変換手段からの電気信号に基づき、前記
平板上の所定の位置の前記パターンを重心検出するため
の重心検出演算手段とからなる位置決め装置と、前記被
測定物の画像イメージを観察するための観察光学系とか
らなり、この観察光学系の光軸と、前記計測光学系の光
軸とが同軸に構成されているので、高精度なエンコーダ
や高精度なステージを使用することなく、安価で軽量な
座標測定装置を提供することができるという効果があ
る。

【００７８】更に本発明は、被測定物の画像イメージを
観察するための観察光学系を備えているので、パターン
画像をディジタル化して記憶することができる上、その
座標位置を高精度に計測することができるという卓越し
た効果がある。

【００７９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】本第１実施例の光学系を説明する図である。

【図３】本第１実施例の第１のガラス板４７１と第２の
ガラス板４７２とを説明する斜視図である。

【図４】第２のガラス板４７２の裏面に形成された正方
形パターンを説明する図である。

【図５】本発明の第１変形例を説明する図である。

【図６】本第１実施例の電気的構成を説明する図であ
る。

【図７】本第１実施例の作用を説明する図である。

【図８】第２のガラス板４７２の裏面に形成された正方
形パターンの拡大図である。

【図９】本発明の第２実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１００ ベース ２００ 観察光学系 ２１０ 観察用光源 ２２０ 第１のレンズ ２３０ 第１のハーフミラー ２４０ 第２のレンズ ２５０ 観察用ＣＣＤ撮像素子 ３００ 計測光学系 ３１０ 計測用光源 ３２０ 第３のレンズ ３３０ 第２のハーフミラー ３４０ 計測用４分割受光素子 ４００ Ｘ−Ｙステージ ４７０ 載置ステージ ４７１ 第１のガラス板 ４７２ 第２のガラス板 ５１０ 第１のＡ／Ｄ変換器 ５２０ 第１のメモリ ５３０ 第２のＡ／Ｄ変換器 ５４０ 第２のメモリ ５４１ 第３のメモリ ５４２ アドレスセレクタ ５４３ アドレス変換器 ５５０ タイミング発生器 ５６０ アドレスカウンタ ５７０ データセレクタ ６００ マイクロコンピュータ ７００ 光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古正 博幸 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 大友 文夫 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 石鍋 郁夫 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平移動可能なＸーＹステージに取り付
   けられ、被測定物を固定するための平板と、この平板に
   形成され、定められた位置に配置された複数のパターン
   と、このパターンを電気信号に変換するための光電変換
   手段を有する計測光学系と、この光電変換手段からの電
   気信号に基づき、前記平板上の所定の位置の前記パター
   ンを重心検出するための重心検出演算手段とからなる位
   置決め装置と、前記被測定物の画像イメージを観察する
   ための観察光学系とからなり、この観察光学系の光軸
   と、前記計測光学系の光軸とが同軸に構成されているこ
   とを特徴とする画像データ入力装置。
2. 【請求項２】 水平移動可能なＸーＹステージに取り付
   けられ、被測定物を固定するための平板と、この平板に
   形成され、定められた位置に配置された複数のパターン
   と、このパターンを電気信号に変換するための光電変換
   手段を有する計測光学系と、この光電変換手段からの電
   気信号に基づき、前記平板上の所定の位置の前記パター
   ンを重心検出するための重心検出演算手段とからなる位
   置決め装置と、前記被測定物の画像イメージを観察する
   ための観察光学系とからなり、この観察光学系の光軸
   と、前記計測光学系の光軸とが交差する様に構成されて
   いることを特徴とする画像データ入力装置。
3. 【請求項３】 水平移動可能なＸーＹステージに取り付
   けられ、被測定物を固定するための平板と、この平板に
   形成され、定められた位置に配置された複数のパターン
   と、このパターンを電気信号に変換するための光電変換
   手段を有する計測光学系と、この光電変換手段からの電
   気信号に基づき、前記平板上の所定の位置の前記パター
   ンを重心検出するための重心検出演算手段とからなる位
   置決め装置と、前記被測定物の画像イメージを観察する
   ための観察光学系とからなり、この観察光学系の光軸
   と、前記計測光学系の光軸とが平行に構成されているこ
   とを特徴とする画像データ入力装置。
4. 【請求項４】 観察光学系の焦点位置と、計測光学系の
   焦点位置とが、相違している請求項３記載の画像データ
   入力装置。
5. 【請求項５】 計測光学系が、光源と、この光源からの
   光を集光させるための集光レンズと、該光源からの光を
   反射させて平板に向かわせると共に、この平板からの反
   射光を透過させるためのハーフミラーと、該反射光を結
   像させるための結像レンズと、この結像レンズによる結
   像点に配置された受光素子とから構成されている請求項
   １〜４記載の画像データ入力装置。