(57)【要約】【課題】  製造コストを増大させることなく、また、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸の駆動トルクを低減させることができる画像測定装置を提供する。【解決手段】  可動ステージ１２を撮影軸に略垂直な第１方向へ移動させるためのステージガイド１１２と、ステージガイド１１２と略平行に配置され、回転駆動されるねじ軸１３０と、ねじ軸１３０に螺合するナット部１４０と、可動ステージ１２に固定され、ナット部１４０と係合するナット係合部１２０により構成される。ナット部１４０は、撮影軸及び第１方向に略垂直な第２方向に突出する突出部１４１を有し、ナット係合部１２０は、突出部１４１が相対的に第１方向へ移動するのを制限するとともに、突出部１４１が第２方向に微小移動可能に支持する。【選択図】  図３
2014052220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置において、
上記可動ステージを撮影軸に略垂直な第１方向へ移動させるためのステージガイドと、
上記ステージガイドと略平行に配置され、回転駆動されるねじ軸と、
上記ねじ軸に螺合するナット部と、
上記可動ステージに固定され、上記ナット部と係合する係合部とを備え、
上記ナット部は、上記撮影軸及び第１方向に略垂直な第２方向に突出する突出部を有し、
上記係合部は、上記突出部が相対的に第１方向へ移動するのを制限するとともに、上記突出部が上記第２方向に微小移動可能に支持することを特徴とする画像測定装置。
【請求項２】
上記係合部は、接触子を上記突出部の側面に押し付ける接触子付勢手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像測定装置。
【請求項３】
上記接触子付勢手段は、それぞれが転動体からなる２つの上記接触子を互いに反対側から上記突出部の側面に押し付ける転動体付勢機構からなることを特徴とする請求項２に記載の画像測定装置。
【請求項４】
上記転動体付勢機構は、上記転動体を第１方向に付勢することを特徴とする請求項３に記載の画像測定装置。
【請求項５】
上記係合部は、上記突出部が上記撮影軸方向へ移動するのを制限するナット回転ストッパと、上記突出部の側面及び上記ナット回転ストッパ間に配置された緩衝材とを有することを特徴とする請求項４に記載の画像測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像測定装置に係り、さらに詳しくは、可動ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、ワーク画像に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像測定装置は、ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する寸法測定器である。通常、ワークは、Ｘ又はＹ方向と、Ｚ方向とに移動可能な可動ステージ上に載置される。可動ステージをＺ方向に移動させることにより、ワーク画像のピント合わせが行われ、Ｘ又はＹ方向に移動させることにより、ワークを視野内へ移動させる位置調整が行われる。
【０００３】
ワーク画像は、可動ステージのＺ方向の位置に関わらず、ワークに対して極めて正確な相似形であることから、ワーク画像上で距離や角度を求めることにより、ワークの実際の寸法を検知することができる。寸法測定は、ワーク画像からワークの輪郭形状を示す形状線をエッジとして抽出することにより行われる。このエッジ抽出は、隣接する画素間における輝度の変化量に基づいてエッジ点を抽出し、得られた複数のエッジ点に直線や円といった幾何学図形をフィッティングさせることにより行われ、ワークと背景との境界線等が求められる。
【０００４】
Ｘ方向に移動可能な可動ステージの場合、画像測定装置には、可動ステージをＸ方向へ移動させるとともに、Ｙ方向への移動を制限するステージガイドが設けられる。また、ステージガイドと略平行に滑りねじ軸が配置され、この滑りねじ軸に螺合するナット部が可動ステージに固定される。滑りねじ軸を回転駆動させた際に、ナット部がＸ方向に前進し、或いは、後退することにより、可動ステージはＸ方向に移動する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した様な従来の画像測定装置では、ステージガイド及びねじ軸間の位置決め誤差やステージガイド及びねじ軸の製造誤差の影響により、ねじ軸の駆動トルクが高くなってしまうという問題があった。特に、ねじ軸の回転駆動によって可動ステージを比較的に長い距離レンジで移動させる画像測定装置の場合、ステージガイドやねじ軸の真直度が高くても、位置決め誤差の影響により、ねじ軸の前端又は後端付近では、可動ステージに対するナット部の位置にＹ又はＺ方向の大きなずれが生じる。このため、ナット部には過大な応力が掛かり、その反作用によりねじ軸の駆動トルクが増大してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、ねじ軸の軸部とナット部内のねじ溝との間に転動するボールを介在させることによって、駆動トルクを低減させたボールねじ軸を用いることが考えられるが、構造が複雑であり、製造コストが増大してしまうという問題があった。また、ステージガイドやねじ軸を装置本体に組み付けた後、これらの組付部品の位置調整を入念に行うことにより、ナット部の位置ずれを小さくして駆動トルクの低減を図ることが考えられるが、組付部品の位置調整が容易ではないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを増大させることなく、また、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸の駆動トルクを低減させることができる画像測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
特に、可動ステージを移動させるためのねじ軸の駆動トルクを低減させることができる画像測定装置を提供することを目的とする。また、可動ステージを比較的に長い距離レンジで移動させる場合であっても、駆動トルクの低減によってねじ軸の駆動部を小型化することができる画像測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ねじ軸の回転時の振動が可動ステージに伝わるのを抑制することができる画像測定装置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】
【００１０】
第１の本発明による画像測定装置は、可動ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置であって、上記可動ステージを撮影軸に略垂直な第１方向へ移動させるためのステージガイドと、上記ステージガイドと略平行に配置され、回転駆動されるねじ軸と、上記ねじ軸に螺合するナット部と、上記可動ステージに固定され、上記ナット部と係合する係合部とを備え、上記ナット部が、上記撮影軸及び第１方向に略垂直な第２方向に突出する突出部を有し、上記係合部が、上記突出部が相対的に第１方向へ移動するのを制限するとともに、上記突出部が上記第２方向に微小移動可能に支持するように構成される。
【００１１】
この様な構成によれば、可動ステージに固定される係合部に、ねじ軸に螺合するナット部の突出部が配置され、突出部の第１方向への移動が制限されるので、ねじ軸の回転に伴うナット部の第１方向への移動に連動して可動ステージを第１方向へ移動させることができる。その際、係合部には、ナット部の突出部が第２方向に微小移動可能に支持されるので、ナット部には、突出部の挿抜方向、すなわち、第２方向の力が係合部から加わりにくい。
【００１２】
このため、ステージガイド及びねじ軸間の位置決め誤差やステージガイド及びねじ軸の製造誤差の影響を受けにくくなるので、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸の駆動トルクを低減させることができる。従って、可動ステージを比較的に長い距離レンジで移動させる場合であっても、駆動トルクの低減によってねじ軸の駆動部を小型化することができる。
【００１３】
また、軸部に設けられたねじ山をナット部内のねじ溝と係合させる滑りねじ軸を可動ステージ用のねじ軸として用いることにより、製造コストを増大させることなく、ねじ軸の駆動トルクを低減させることができる。さらに、係合部には、第２方向の力がナット部から加わりにくいので、ねじ軸の回転時の振動が係合部を介して可動ステージに伝わるのを抑制することができる。
【００１４】
第２の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記係合部が、接触子を上記突出部の側面に押し付ける接触子付勢手段を有するように構成される。
【００１５】
この様な構成によれば、係合部の接触子と突出部の側面との間に間隙が生じにくいので、ナット部の突出部が接触子の付勢方向へ移動する際の係合部の応答性を向上させることができる。例えば、接触子を第１方向から突出部の側面に押し付けることにより、可動ステージのバックラッシュが増大するのを抑制することができる。また、接触子を撮影軸方向から突出部の側面に押し付けることにより、ナット部がねじ軸の回転方向にガタつくのを抑制することができる。
【００１６】
第３の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記接触子付勢手段が、それぞれが転動体からなる２つの上記接触子を互いに反対側から上記突出部の側面に押し付ける転動体付勢機構からなるように構成される。
【００１７】
この様な構成によれば、突出部の側面に当接する転動体が転がることにより、突出部が係合部に対し接触子の付勢方向とは交差する方向へ移動する際の動きをスムーズにすることができる。
【００１８】
第４の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記転動体付勢機構が、上記転動体を第１方向に付勢するように構成される。
【００１９】
この様な構成によれば、可動ステージのバックラッシュが増大するのを抑制しつつ、ナット部の突出部が係合部に対し第１方向とは交差する方向へ移動する際の動きをスムーズにすることができる。
【００２０】
第５の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記係合部が、上記突出部が上記撮影軸方向へ移動するのを制限するナット回転ストッパと、上記突出部の側面及び上記ナット回転ストッパ間に配置された緩衝材とを有するように構成される。
【００２１】
この様な構成によれば、ナット部がねじ軸の回転方向にガタつくのを抑制しつつ、ねじ軸の回転時の振動が係合部のナット回転ストッパを介して可動ステージに伝わるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による画像測定装置では、製造コストを増大させることなく、また、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸の駆動トルクを低減させることができる。特に、可動ステージを移動させるためのねじ軸の駆動トルクを低減させることができる。また、可動ステージを比較的に長い距離レンジで移動させる場合であっても、駆動トルクの低減によってねじ軸の駆動部を小型化することができる。
【００２３】
また、本発明による画像測定装置では、ねじ軸の回転時の振動が可動ステージに伝わるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態による画像測定装置１００の一構成例を示した斜視図である。
【図２】図１の測定ユニット１０内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット１０をｘ方向に垂直な鉛直面により切断した場合の切断面の様子が示されている。
【図３】図１の測定ユニット１０における可動ステージ１２の駆動部周辺を示した斜視図である。
【図４】図３の可動ステージ１２の駆動部周辺を示した図であり、駆動部周辺をｚ方向から見た様子が示されている。
【図５】図３のナット係合部１２０、ねじ軸１３０及びナット部１４０の構成例を示した斜視図である。
【図６】図５のナット係合部１２０及びナット部１４０の一部を分解して示した図である。
【図７】図４のナット係合部１２０周辺を示した断面図であり、ナット係合部１２０をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面の様子が示されている。
【図８】図６の転動体付勢機構１２３を示した断面図である。
【図９】図１の画像測定装置１００の他の構成例を模式的に示した説明図であり、可動ステージ１２の駆動部周辺が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
まず、本発明による画像測定装置の前提となる構成について、図１及び図２を用いて以下に説明する。
【００２６】
＜画像測定装置１００＞
図１は、本発明の実施の形態による画像測定装置１００の一構成例を示した斜視図である。この画像測定装置１００は、ワークを撮影した画像を解析することによってワークの寸法を測定する寸法測定器であり、ｘ方向及びｚ方向に移動可能な可動ステージ１２を備えた測定ユニット１０と、制御ユニット２０、キーボード３１及びマウス３２により構成される。ワークは、その形状や寸法が測定される測定対象物である。
【００２７】
例えば、測定ユニット１０は、水平な作業台に設置され、ｘ方向は、水平方向に相当し、ｚ方向は、鉛直方向に相当する。可動ステージ１２は、ワークを載置するための載置台であり、電気モーターにより駆動される。可動ステージ１２の水平で平坦な載置面には、検出光を透過させる検出エリア１３が形成されている。ワークは、検出エリア１３内に配置される。例えば、検出エリア１３は、１辺の長さが２００ｍｍの正方形からなり、可動ステージ１２は、−５０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内でｘ方向に移動させることができる。
【００２８】
測定ユニット１０は、検出エリア１３内のワークに対し検出光を照射した際に、その透過光又は反射光を受光することによってワークを撮影し、ワーク画像を生成する光学系ユニットであり、ワーク画像や寸法の測定結果を画面表示する表示装置１１が設けられている。
【００２９】
表示装置１１は、矩形形状の表示画面を有し、表示画面をｚｘ平面に交差する方向に向けた状態で、可動ステージ１２の上方にマウントされている。この測定ユニット１０は、異なる撮影倍率でワークを撮影することができる。
【００３０】
制御ユニット２０は、可動ステージ１２の位置調整、ワークの撮影及び表示装置１１を制御し、寸法測定を行うためのコントローラであり、キーボード３１及びマウス３２が接続されている。
【００３１】
＜測定ユニット１０＞
図２は、図１の測定ユニット１０内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット１０をｘ方向に垂直な鉛直面により切断した場合の切断面の様子が示されている。この測定ユニット１０は、筐体４０内部が、Ｚ駆動部４１、Ｘ駆動部４２、撮像素子４３，４４、透過照明ユニット５０、リング照明ユニット６０、同軸落射照明用光源７１、受光レンズユニット８０により構成されている。
【００３２】
Ｚ駆動部４１は、制御ユニット２０からの駆動信号に基づいて、可動ステージ１２をｚ方向に移動させ、ワークのｚ方向の位置を調整するための位置調整部である。Ｘ駆動部４２は、制御ユニット２０からの駆動信号に基づいて、可動ステージ１２をｘ方向に移動させ、ワークのｘ方向の位置を調整するための位置調整部である。
【００３３】
透過照明ユニット５０は、可動ステージ１２上に載置されたワークに対し、検出光を下側から照射するための照明装置であり、透過照明用光源５１、ミラー５２及び光学レンズ５３により構成される。透過照明用光源５１から出射された検出光は、ミラー５２により反射され、光学レンズ５２を介して出射される。この検出光は、可動ステージ１２を透過し、その透過光の一部は、ワークにより遮断され、他の一部が受光レンズユニット８０に入射する。
【００３４】
リング照明ユニット６０は、可動ステージ１２上のワークに対し、検出光を上側から照射するための照明装置であり、受光レンズユニット８０を取り囲むリング状の光源からなる。同軸落射照明用光源７１は、可動ステージ１２上のワークに対し、検出光を上側から照射するための光源であり、ワークに対する照射光の光軸とワークによる反射光の光軸とが同軸となるように、ハーフミラー７２が配置されている。ワークの照明方法としては、透過照明、リング照明又は同軸落射照明のいずれかを任意に選択することができる。
【００３５】
受光レンズユニット８０は、受光レンズ８１，８４，８６、ハーフミラー８２、絞り板８３及び８５により構成される鏡筒部であり、透過照明ユニット５０からの透過光や、検出光のワークによる反射光が入射され、撮像素子４３及び４４に結像させる。受光レンズ８１は、可動ステージ１２側に配置された光学レンズであり、可動ステージ１２の載置面（上側の面）に対向させて配置されている。受光レンズ８４は、撮像素子４３側に配置された光学レンズであり、撮像素子４３に対向させて配置されている。また、受光レンズ８６は、撮像素子４４側に配置された光学レンズであり、撮像素子４４に対向させて配置されている。
【００３６】
絞り板８３及び受光レンズ８４は、撮影倍率が低く、視野の広い低倍側結像部であり、その中心軸を光学レンズ５３及び受光レンズ８１と一致させて配置されている。一方、絞り板８５及び受光レンズ８６は、撮影倍率が高く、視野の狭い高倍側結像部であり、ワークからの検出光はハーフミラー８２を介して入射される。受光レンズ８１，８４及び８６は、ワークのｚ方向の位置が変化しても、像の大きさを変化させない性質を有し、テレセントリックレンズと呼ばれる。
【００３７】
撮影軸１は、受光レンズユニット８０の受光軸であり、受光レンズ８１、絞り板８３及び受光レンズ８４の中心軸や、ハーフミラー８２の反射面において曲折する受光レンズ８１、絞り板８５及び受光レンズ８６の中心軸に相当する。この撮影軸１は、可動ステージ１２の載置面、すなわち、ｘｙ平面に垂直であり、可動ステージ１２のｚ方向の位置を調整することにより、撮影画像のピント調整が行われる。可動ステージ１２と受光レンズ８１との間では、撮影軸１の方向がｚ方向である。
【００３８】
撮像素子４３は、受光レンズユニット８０により形成される低倍率視野内のワークを低倍率で撮影し、広域画像を生成する低倍率撮影用のイメージセンサである。撮像素子４４は、受光レンズユニット８０により形成される高倍率視野内のワークを高倍率で撮影し、高倍画像を生成する高倍率撮影用のイメージセンサである。高倍率視野は、低倍率視野よりも狭い視野であり、低倍率視野内に形成される。
【００３９】
撮像素子４３，４４は、いずれもＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化物半導体）などの半導体素子からなる。
【００４０】
可動ステージ１２の検出エリア１３内であれば、ワークをどこに配置しても、低倍率視野で捉えられる。また、低倍率視野内のワークは、広域画像を解析してワークの位置や姿勢を求め、可動ステージ１２を移動させることにより、高倍率視野内へ案内して高倍率で撮影することができる。画像測定装置１００では、低倍率視野及び高倍率視野が略同心であり、広域画像と高倍画像とを同時に取得することができる。
【００４１】
次に、本発明による画像測定装置１００の構成について、図３〜図９を用いて以下に詳細に説明する。
【００４２】
＜可動ステージ１２の駆動部＞
図３は、図１の測定ユニット１０における可動ステージ１２の駆動部周辺を示した斜視図である。また、図４は、図３の可動ステージ１２の駆動部周辺を示した図であり、駆動部周辺をｚ方向から見た様子が示されている。
【００４３】
可動ステージ１２は、本体フレーム１１０上に配設される。本体フレーム１１０には、透過照明用の投光窓１１１と、ステージガイド１１２が設けられている。ステージガイド１１２は、可動ステージ１２をｘ方向へ移動させるためのガイドであり、ｘ方向に延びる２本のガイドレール又はガイド溝により構成される。可動ステージ１２の背面側に設けられるガイド係合部（図示せず）をステージガイド１１２と係合させることにより、可動ステージ１２のｘ方向への移動が案内されるとともに、ｙ方向への移動が制限される。
【００４４】
本体フレーム１１０には、ねじ軸１３０及び電気モーター１５０が取り付けられている。ねじ軸１３０は、電気モーター１５０の回転をナット部１４０のｘ方向の移動に変換するための部材であり、ステージガイド１１２と略平行に配置され、電気モーター１５０により回転駆動される。
【００４５】
ナット部１４０は、ねじ軸１３０に螺合するめねじブラケットであり、ねじ軸１３０の回転により、ｘ方向に移動する。ナット部１４０の可動範囲は、１００ｍｍ程度であり、この範囲内で可動ステージ１２をｘ方向に移動させることができる。
【００４６】
このねじ軸１３０は、ｘ方向を長尺方向とする円柱体からなり、取付ブラケット１７１，１７２を介して本体フレーム１１０に取り付けられている。取付ブラケット１７１は、ねじ軸１３０の前端部を回転可能に支持する支持部材からなり、本体フレーム１１０に固定されている。取付ブラケット１７２は、ねじ軸１３０の後端部を回転可能に支持する支持部材からなり、本体フレーム１１０に固定されている。
【００４７】
電気モーター１５０は、ねじ軸１３０に回転トルクを印加するための動力源であり、制御ユニット２０からの駆動信号に基づいて動作する。この電気モーター１５０は、取付ブラケット１５１を介して本体フレーム１１０に固定されている。また、電気モーター１５０の回転軸は、カップリングと呼ばれる連結器１６０を介して、ねじ軸１３０に連結されている。
【００４８】
可動ステージ１２には、ナット部１４０と係合するナット係合部１２０が取り付けられている。ナット係合部１２０は、可動ステージ１２に固定されている。
【００４９】
＜ナット係合部１２０、ねじ軸１３０及びナット部１４０＞
図５は、図３のナット係合部１２０、ねじ軸１３０及びナット部１４０の構成例を示した斜視図である。また、図６は、図５のナット係合部１２０とナット部１４０の一部とを分解して示した図である。
【００５０】
ねじ軸１３０は、ねじ山が形成された軸部１３１と、取付ブラケット１７１，１７２により保持される保持部１３２により構成される。保持部１３２は、ねじ軸１３０の前端部及び後端部に形成されている。例えば、ねじ軸１３０は、軸部１３１に設けられたねじ山をナット部１４０内のねじ溝と係合させる滑りねじ軸からなる。
【００５１】
ナット部１４０には、ｙ方向に突出する突出部１４１が設けられている。突出部１４１は、四角柱体からなる。ナット係合部１２０は、突出部１４１が相対的にｘ方向へ移動するのを制限するとともに、突出部１４１が挿抜方向、すなわち、ｙ方向に微小移動可能となるように当該突出部１４１を支持する。
【００５２】
このナット係合部１２０は、ボールユニット保持部１２１ａ，１２１ｂ、転動体機構１２２、転動体付勢機構１２３、ナット回転ストッパ１２４及び締結部品１２５により構成される。転動体機構１２２及び転動体付勢機構１２３は、それぞれが転動体からなる２つの接触子を互いに反対側から突出部１４１の側面に押し付けるための接触子付勢機構である。転動体機構１２２及び転動体付勢機構１２３は、いもねじ状の円柱体からなり、その一端に任意の方向に回転可能な転動体が配置され、他端に六角レンチ用の係合孔が形成され、外周面には、ねじ山が形成されている。
【００５３】
転動体機構１２２は、転動体をねじ軸１３０の前端側から突出部１４１の側面に押し付けるためのボールユニットである。転動体付勢機構１２３は、転動体をねじ軸１３０の後端側から突出部１４１の側面に押し付けるボールユニットである。例えば、転動体付勢機構１２３には、転動体を付勢するためのコイルばねが内蔵されている。
【００５４】
ボールユニット保持部１２１ａは、ねじ軸１３０の前端側に設けられ、転動体機構１２２を収容するためのｘ方向の貫通孔が形成されている。一方、ボールユニット保持部１２１ｂは、ねじ軸１３０の後端側に設けられ、転動体付勢機構１２３を収容するためのｘ方向の貫通孔が形成されている。
【００５５】
突出部１４１をボールユニット保持部１２１ａ，１２１ｂ間に収容させた状態で、ボールユニット保持部１２１ａに転動体機構１２２を前端側からねじ込み、ボールユニット保持部１２１ｂに転動体付勢機構１２３を後端側からねじ込むことにより、突出部１４１が転動体機構１２２及び転動体付勢機構１２３の転動体によりｘ方向の両側から挟まれる。この転動体による突出部１４１の挟み込みにより、突出部１４１がナット係合部１２０に対し相対的にｘ方向へ移動するのを規制するとともに、転動体が転がることで突出部１４１がｙ又はｚ方向へ移動する際の動きをスムーズにすることができる。
【００５６】
突出部１４１には、転動体機構１２２又は転動体付勢機構１２３の転動体を当接させる当て板部品１４２が取り付けられている。当て板部品１４２は、削れ防止用の部品であり、皿ねじ状の部材からなる。当て板部品１４２は、突出部１４１の前側面と後側面とにそれぞれ取り付けられている。
【００５７】
ナット回転ストッパ１２４は、突出部１４１がｚ方向へ移動するのを制限するための回転止め部品であり、ｘ方向に長い板状の部材からなる。ナット回転ストッパ１２４は、ボールユニット保持部１２１ａ，１２１ｂの上面と下面とにそれぞれ取り付けられている。各ナット回転ストッパ１２４は、締結部品１２５を用いてボールユニット保持部１２１ａ，１２１ｂに固定されている。
【００５８】
図７は、図４のナット係合部１２０周辺を示した断面図であり、ナット部１４０の突出部１４１が配置されたナット係合部１２０をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面の様子が示されている。
【００５９】
ナット部１４０の突出部１４１は、アルミニウム金属により形成される。一方、当て板部品１４２、ナット回転ストッパ１２４、転動体１２２ａ及び１２３ａは、ステンレススチールにより形成される。当て板部品１４２は、おねじ部を有し、おねじ部を突出部１４１にねじ込むことにより、突出部１４１に対し固定される。
【００６０】
転動体１２２ａ，１２３ａは、球状のボールである。ボールユニット保持部１２１ａには、前端側からねじ込まれた転動体機構１２２が収容され、転動体１２２ａが当て板部品１４２に当接している。ボールユニット保持部１２１ｂには、後端側からねじ込まれた転動体付勢機構１２３が収容され、転動体１２３ａが当て板部品１４２に当接している。
【００６１】
ナット回転ストッパ１２４と突出部１４１との間には、緩衝材１２７が配置されている。緩衝材１２７は、ナット部１４０がねじ軸１３０の回転方向にガタつくのを防止し、ねじ軸１３０の回転時の振動がナット係合部１２０のナット回転ストッパ１２４を介して可動ステージ１２に伝わるのを防止するための衝撃吸収部品である。例えば、緩衝材１２７は、スポンジシートからなる。
【００６２】
この緩衝材１２７は、突出部１４１の上側面と下側面とにそれぞれ配置されている。この様なナット係合部１２０は、締結部品１２６を用いて可動ステージ１２に固定されている。
【００６３】
＜転動体付勢機構１２３＞
図８は、図６の転動体付勢機構１２３を示した断面図である。転動体付勢機構１２３は、自由に回転することができる転動体１２３ａをｘ方向に付勢するボールユニットであり、筐体９０内には、微小球９１、押し子９２及びコイルばね９３が収容されている。
【００６４】
転動体１２３ａは、コイルばね９３により付勢された押し子９２と、筐体９０の一端に設けられた開口との間に配置される。筐体９０の他端には、六角レンチ用の係合孔９４が形成されている。
【００６５】
微小球９１は、転動体１２３ａよりも小さい球状のボールであり、押し子９２と転動体１２３ａとの間に配置される。この様な多数の微小球９１を押し子９２及び転動体１２３ａ間に介在させることにより、転動体１２３ａを任意の方向にスムーズに回転させることができる。
【００６６】
また、転動体１２３ａに対し、一定レベルを越えるｘ方向の力を加えれば、コイルばね９３による付勢力に逆らって転動体１２３ａを押し込むことができる。このため、転動体１２３ａと突出部１４１の側面との間に間隙が生じにくくなり、突出部１４１がｘ方向へ移動する際のナット係合部１２０の応答性を向上させることができる。すなわち、転動体１２３ａをｘ方向から突出部１４１の側面に押し付けることにより、可動ステージ１２のバックラッシュが増大するのを抑制することができる。
【００６７】
また、転動体付勢機構１２３にだけ、転動体１２３ａを付勢するコイルばね９３を内蔵し、転動体機構１２２には転動体１２２ａを付勢するコイルばねを設けないことにより、ナット部１４０に対するナット係合部１２０のｘ方向の位置が安定するので、可動ステージ１２の位置決め精度を向上させることができる。
【００６８】
本実施の形態によれば、可動ステージ１２に固定されるナット係合部１２０に、ねじ軸１３０に螺合するナット部１４０の突出部１４１が配置され、突出部１４１のｘ方向への移動が制限されるので、ねじ軸１３０の回転に伴うナット部１４０のｘ方向への移動に連動して可動ステージ１２をｘ方向へ移動させることができる。その際、ナット係合部１２０には、ナット部１４０の突出部１４１が挿抜可能に配置されるので、ナット部１４０には、突出部１４１の挿抜方向、すなわち、ｙ方向の力がナット係合部１２０から加わりにくい。
【００６９】
このため、ステージガイド１１２及びねじ軸１３０間の位置決め誤差やステージガイド１１２及びねじ軸１３０の製造誤差の影響を受けにくくなるので、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸１３０の駆動トルクを低減させることができる。従って、可動ステージ１２を比較的に長い距離レンジで移動させる場合であっても、駆動トルクの低減によって電気モーター１５０を小型化することができる。
【００７０】
また、ナット部１４０がねじ軸１３０の回転方向にガタつくのを抑制しつつ、ねじ軸１３０の回転時の振動がナット係合部１２０のナット回転ストッパ１２４を介して可動ステージ１２に伝わるのを抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、ナット係合部１２０が転動体機構１２２及び転動体付勢機構１２３を有する場合の例について説明したが、本発明はナット係合部１２０の構成をこれに限定するものではない。例えば、ナット係合部１２０に軸受部品を設け、ナット部１４０の突出部を軸受部品内に挿通させることにより、ナット部１４０がナット係合部１２０に対し相対的に移動するのを制限するような構成であっても良い。
【００７２】
図９は、図１の画像測定装置１００の他の構成例を模式的に示した説明図であり、可動ステージ１２の駆動部周辺が示されている。図中の（ａ）には、転がり軸受１２８がナット係合部１２０に設けられた場合が示されている。
【００７３】
この転がり軸受１２８は、外側の軌道輪と内側の軌道輪との間に複数の転動体が配置された軸受であり、軸方向をｙ方向と一致させて配置される。例えば、転がり軸受１２８は、アンギュラ玉軸受からなる。ナット部１４０の突出部１４３は、円柱状のシャフトからなる。突出部１４３を転がり軸受１２８に挿通させることにより、ｙ方向への移動を許容しつつ、ナット部１４０がナット係合部１２０に対しｙ方向と交差する任意の方向へ移動するのを制限することができる。
【００７４】
図中の（ｂ）には、ナット係合部１２０が樹脂ブロックからなる場合が示されている。このナット係合部１２０は、フッ素系の樹脂を成型した２つの樹脂ブロックからなり、ナット部１４０の突出部１４１をｘ方向から挟むように配置されている。フッ素系の樹脂を用いることにより、樹脂ブロックと突出部１４１との間の摩擦力を低減させることができる。
【００７５】
この様な構成であっても、製造コストを増大させることなく、また、組付部品の位置調整を必要とすることなく、ねじ軸１３０の駆動トルクを低減させることができる。また、ねじ軸１３０の回転時の振動が可動ステージ１２に伝わるのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  画像測定装置
１０  測定ユニット
１１  表示装置
１２  可動ステージ
１３  検出エリア
２０  制御ユニット
３１  キーボード
３２  マウス
４０  筐体
４１  Ｚ駆動部
４２  Ｘ駆動部
４３，４４  撮像素子
５０  透過照明ユニット
５１  透過照明用光源
５２  ミラー
５３  光学レンズ
６０  リング照明ユニット
７１  同軸落射照明用光源
７２  ハーフミラー
８０  受光レンズユニット
８１，８４，８６  受光レンズ
８２  ハーフミラー
８３，８５  絞り板
１  撮影軸
１１０  本体フレーム
１１２  ステージガイド
１２０  ナット係合部
１２１ａ，１２１ｂ  ボールユニット保持部
１２２  転動体機構
１２３  転動体付勢機構
１２２ａ，１２３ａ  転動体
１２４  ナット回転ストッパ
１２７  緩衝材
１３０  ねじ軸
１４０  ナット部
１４１  突出部
１４２  当て板部品
１５０  電気モーター
１６０  連結器
【図１】
2014052220.tif 000003
【図２】
2014052220.tif 000004
【図３】
2014052220.tif 000005
【図４】
2014052220.tif 000006
【図５】
2014052220.tif 000007
【図６】
2014052220.tif 000008
【図７】
2014052220.tif 000009
【図８】
2014052220.tif 000010
【図９】
2014052220.tif 000011