(57)【要約】【課題】測定効率が格段に向上する画像測定装置を提供する。【解決手段】画像測定装置は、測定対象物を載置するステージと、ステージに載置された測定対象物を撮像して測定対象物の観察画像データを取得する撮像手段と、を備え、観察画像データに基づいて測定対象物の形状測定を行う。ステージには、透明表示手段と透明タッチ位置読取手段とを有するタッチ入力機能付き透明表示部が配置されている。透明表示手段には撮像手段で取得された観察画像が表示される。また、透明表示手段には操作ボタンが表示される。透明タッチ位置読取手段によるタッチ入力操作で画像測定装置の操作が可能となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を載置するステージと、前記ステージに載置された前記測定対象物を撮像して前記測定対象物の観察画像データを取得する撮像手段と、を備え、前記観察画像データに基づいて前記測定対象物の形状測定を行う画像測定装置において、
前記ステージには、透明表示手段と透明タッチ位置読取手段とを有するタッチ入力機能付き透明表示部が配置されている
ことを特徴とする画像測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像測定装置において、
前記透明タッチ位置読取手段は、触感提示機能を有する
ことを特徴とする画像測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像測定装置において、
前記ステージと前記撮像手段とは移動手段により相対移動可能に設けられており、
前記透明表示手段には前記移動手段の操作ボタンが表示され、前記透明タッチ位置読取手段によるタッチ入力操作で前記移動手段を操作可能となっている
ことを特徴とする画像測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の画像測定装置において、
前記透明表示手段には前記撮像手段で取得された前記観察画像が表示される
ことを特徴とする画像測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像測定装置において、
前記透明タッチ位置読取手段は、タッチ入力の押圧の強さを検出できる感圧タッチパネルである
ことを特徴とする画像測定装置。
【請求項６】
測定対象物を載置するステージを有し、前記ステージに載置された前記測定対象物の形状測定を行う測定装置において、
前記ステージには、透明表示手段と透明タッチ位置読取手段とを有するタッチ入力機能付き透明表示部が配置されている
ことを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク（測定対象物）の形状観察や寸法測定を行う画像測定装置が知られている（例えば特許文献１、２、３）。
図１に画像測定装置１００のシステム構成を示す。
画像測定装置１００は、画像測定機２００と、制御コンピュータユニット５００と、を具備する。
【０００３】
画像測定機２００は、いわゆる顕微鏡と同等である。
画像測定機２００は、基台部２１０と、移動ステージユニット部３００と、レンズユニット部４００と、カメラ４７０と、を備える。
【０００４】
基台部２１０は、土台部２１１と、土台部２１１の背面側において土台部２１１から上方へ延びるように立設されたＺ軸支柱部２１２と、を備える。
【０００５】
移動ステージユニット部３００は、ワークＷを載置するためのものである。
移動ステージユニット部３００は、水平面内でＸ方向およびＹ方向にスライド移動可能に設けられたステージ３１０と、Ｘ方向調整ハンドル３２０と、Ｙ方向調整ハンドル３３０と、を有する。
Ｘ方向調整ハンドル３２０およびＹ方向調整ハンドル３３０によりステージ３１０をＸ方向およびＹ方向にスライド移動させることができる。また、移動ステージユニット部３００には、電動のＸ駆動部とＹ駆動部とが組み込まれ、ステージ３１０のＸ方向およびＹ方向への移動は電動でもできるようになっている。（電動駆動部としては、例えば、ボールネジとモータとの組み合わせが例として挙げられる。）
【０００６】
レンズユニット部４００は、Ｚ軸支柱部２１２に沿って上下動するように設けられている。レンズユニット部４００は、昇降体４１０と、レボルバ４２０と、対物レンズ４３０と、接眼レンズ４４０と、を有する。
【０００７】
昇降体４１０は、Ｚ軸支柱部２１２に沿って昇降する。
昇降体４１０はいわゆる正立三眼鏡筒であり、対物レンズ４３０、接眼レンズ４４０およびカメラ４７０を光学的に結ぶものである。
レボルバ４２０は、昇降体４１０のワークＷと対向する側（つまり昇降体４１０の下側）に設けられ、レボルバ４２０には対物レンズ４３０を着脱するための取り付け部が設けられている。対物レンズ４３０はレボルバ４２０に着脱可能に取り付けられ、レボルバ４２０の回転によって切り替えられるようになっている。レボルバ４２０は手動でも回転できるが、組み込まれた電動モータにより電動で回転させることもできる。
接眼レンズ４４０は、昇降体４１０の上部において正面側から覗けるように取り付けられている。昇降体４１０は、その側面のハンドル４１１によって高さ調整できるようになっている。また、昇降体４１０は、電動駆動もできるようになっている。
【０００８】
昇降体４１０の上部にカメラ４７０が装着されている。カメラ４７０は、例えばＣＣＤカメラであり、画像データを制御コンピュータユニット５００に出力する。
【０００９】
ここで、カメラ４７０が装着されたレンズユニット部４００により撮像手段が構成される。また、移動ステージユニット部３００のステージ移動機構と、昇降体４１０の昇降機構と、によりワークと撮像手段とを三次元的に相対移動させる移動手段が構成されている。
【００１０】
制御コンピュータユニット５００は、ホストコンピュータ５１０と入出力手段５２０とを有する。入出力手段５２０としては、モニタ５２１と、キーボード５２２と、マウス５２３と、コントロールボックス５４０と、を有する。
【００１１】
ホストコンピュータ５１０は、ＣＰＵとメモリとで構成されたいわゆるコンピュータである。ホストコンピュータ５１０は、カメラ４７０で取得された画像データを処理して観察画像データをモニタ５２１に表示させる。また、ホストコンピュータ５１０は、ユーザによる入力操作に応じて画像測定機２００を電動で駆動させる。例えば、ホストコンピュータ５１０は、ユーザによる入力操作に応じて、レボルバ４２０の回転、ステージ３１０の移動、昇降体４１０の昇降といった動作を行うように画像測定機２００に駆動信号を送る。
【００１２】
なお、接眼レンズ４４０を不要にして、図２のようにレンズユニット部４００をハウジング４６１で覆ってしまってカメラユニット４６０にした画像測定装置もある。
【００１３】
コントロールボックス５４０は、例えば図３のように構成されている。コントロールボックス５４０にはジョグシャトル５４１や複数のボタン５４２が集約的に配置され、レボルバ４２０の回転、ステージ３１０の移動、昇降体４１０の昇降といった画像測定機２００のほぼすべての操作を手元でできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１６−２４２１３
【特許文献２】特許３９１７９５２
【特許文献３】特開２００１−２８１５５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような画像測定装置１００でワークＷを観察・測定するにあたって、オペレータは、ステージ３１０上のワークＷを直接目視して対物レンズ４３０とワークＷとの位置を把握したり、接眼レンズ４４０を覗いたり、モニタ５２１を見たりして観察画像３５２を確認する。このようにワークＷや観察画像３５２を確認しながら、ステージ３１０をＸＹ方向に移動させて撮像箇所を移動させたり、レンズユニット部４００（あるいはカメラユニット４６０）をＺ方向に昇降させてフォーカス合わせをしたり、対物レンズ４３０を切り替えて倍率を変更したりする。
【００１６】
この際、大まかなステージ移動やフォーカス合わせはハンドル３２０、３３０、４１１を使用し、最終微調整はキーボード５２２やマウス５２３で行う。このとき、オペレータの手も目線も画像測定機２００と制御コンピュータユニット５００との間を行ったり来たりすることになる。
ここで、ハンドル３２０、３３０、４１１やキーボード５２２、マウス５２３の機能をコントロールボックス５４０に集約していれば、コントロールボックス５４０だけで操作はできる。
ただ、この場合でも、オペレータの視線は、ワークＷ、接眼レンズ４４０、モニタ５２１、コントロールボックス５４０の間を行ったり来たりすることになる。オペレータは、目線や体の姿勢を頻繁に変えなければならないため、一つ一つの測定作業にどうしても時間と手間が掛かってしまっていた。
【００１７】
ここで、例えば、コントロールボックス５４０に小型のディスプレイモニタを付設してしまい、操作手段（５４１、５４２）と表示部とをコントロールボックス５４０に集約することも考えられる。しかし、操作手段（５４１、５４２）に加えて表示モニタもコントロールボックス５４０に組み込むと、コントロールボックス５４０が大型化してしまい、却って利便性が損なわれる。
【００１８】
あるいは、タブレット端末をコントロールボックス５４０として使用することも考えられる。タブレット端末であれば、操作アイコンとともに観察画像データも表示できると考えられる。
ところが、タブレット端末では操作アイコンは「表示」されているだけであるから、操作アイコンを押して操作するには「操作アイコン」を目で確かめながら押さなければならない。（これに対してコントロールボックス５４０のジョグシャトル５４１やボタン５４２はある程度配置を憶えてしまえば直接見なくても手探りで素早く操作できる。）
タブレット端末では、ワークＷを目視しながら、あるいは、観察画像３５２を見ながらタブレット端末上の操作アイコンを操作することはできず、測定効率が思うように上がらなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の画像測定装置は、
測定対象物を載置するステージと、前記ステージに載置された前記測定対象物を撮像して前記測定対象物の観察画像データを取得する撮像手段と、を備え、前記観察画像データに基づいて前記測定対象物の形状測定を行う画像測定装置において、
前記ステージには、透明表示手段と透明タッチ位置読取手段とを有するタッチ入力機能付き透明表示部が配置されている
ことを特徴とする。
【００２０】
本発明では、
前記透明タッチ位置読取手段は、触感提示機能を有する
ことが好ましい。
【００２１】
本発明では、
前記ステージと前記撮像手段とは移動手段により相対移動可能に設けられており、
前記透明表示手段には前記移動手段の操作ボタンが表示され、前記透明タッチ位置読取手段によるタッチ入力操作で前記移動手段を操作可能となっている
ことが好ましい。
【００２２】
本発明では、
前記透明表示手段には前記撮像手段で取得された前記観察画像が表示される
ことが好ましい。
【００２３】
本発明では、
前記透明タッチ位置読取手段は、タッチ入力の押圧の強さを検出できる感圧タッチパネルである
ことが好ましい。
【００２４】
本発明の測定装置は、
測定対象物を載置するステージを有し、前記ステージに載置された前記測定対象物の形状測定を行う測定装置において、
前記ステージには、透明表示手段と透明位置読取手段とを有するタッチ入力機能付き透明表示部が配置されている
ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】画像測定装置のシステム構成を示す図である。
【図２】画像測定装置の他の例を示す図である。
【図３】コントロールボックスを例示する図である。
【図４】第１実施形態に係る画像測定装置において、透明ディスプレイパネルと透明タッチパネルとをステージから分離させて示す図である。
【図５】第１実施形態に係る画像測定装置において、測定作業中にタッチステージに表示する表示の例を示す図である。
【図６】第２実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本実施形態の画像測定装置の基本的構成は従来の画像測定装置１００と基本的に同じであるが、本実施形態では、ステージ３１０上にディスプレイ部と操作部とが表示されるようになっている点に特徴を有する。
【００２７】
図４、図５に、本実施形態に係る画像測定装置の画像測定機２００を示す。
本実施形態では、ステージ３１０上に透明ディスプレイパネル（透明表示手段）３５０と透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）３４０とが重ねて配置されている。
なお、図４においては、構成が分かりやすいように、透明ディスプレイパネル３５０と透明タッチパネル３４０とをステージ３１０から分離させて示している。
【００２８】
ステージ３１０は合金（例えば鋼材など鉄合金）で形成され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能になっている。ステージ３１０の中央領域には孔３１１が設けられ、移動ステージユニット部３００の内部（あるいは基台部２１０の内部）に配設された光源からの照明光を通すようになっている。ステージ３１０の孔３１１にはガラスまたは透明樹脂製の透明板３１２が嵌め込まれ、光透過性のステージ３１０が構成されている。
ここまでは従来の画像測定装置１００の移動ステージユニット部３００と同じである。
【００２９】
このステージ３１０の上に透明ディスプレイパネル３５０と透明タッチパネル３４０とを重ねて配置する。
【００３０】
ここで、透明タッチパネル３４０としては、触感タッチパネルを採用することが好ましい。
触感タッチパネル自体は既に実用化もされているので簡略に説明する。
触感タッチパネルとして、タッチ座標検出用の（透過型）タッチパネル部と、タッチパネル部の上に重ねられた触感提示用の触感提示シート（例えばガラスや透明フィルム）と、触感提示シートに超音波振動を与える圧電素子と、を有するものが知られている。
触感タッチパネルは、操作者が触感提示シートをタッチすると、触感提示シート越しにタッチパネル部がタッチ座標を検出する。そして、タッチ座標とディスプレイパネルの表示内容とを照らし合わせて、タッチ位置に応じた触感を提示するように触感提示シートを圧電素子で振動させる。
なお、振動で触感を提示するものの他、触感提示シートにマトリックス状に電極と導線を配線しておき、タッチ位置に応じた触感を提示するように電極から指に伝わる静電気力を調整するものもある。
【００３１】
タッチパネル部としては、静電容量式、抵抗膜式、感圧式など種々のタイプを適宜採用できる。
【００３２】
さらに、触感提示シートまたはタッチパネル部に指からの圧力の強さを検出する感圧手段を組み込んでおき、弱めのタッチと強めのタッチとを判別できる感圧タッチパネルになっているとよい。感圧手段としては例えば静電容量式や歪み検出式がある。
【００３３】
本明細書では、透明ディスプレイパネル３５０と透明タッチパネル３４０とを重ねて配置したステージ３１０を「タッチステージ３６０」と称することにする。
【００３４】
図５は、測定作業中にタッチステージ３６０に表示する表示の例である。
図５においては、タッチステージ３６０に、操作ボタン３５１、観察画像３５２、カウンタ３５３が表示されている。
いま、図５の例ではタッチステージ３６０が可動域のなかでも左にあるので、操作ボタン３５１、観察画像３５２、カウンタ３５３の表示位置はタッチステージ３６０の表示域のなかの左寄りにある。
タッチステージ３６０が右側に移動すれば、操作ボタン３５１、観察画像３５２、カウンタ３５３の表示位置はタッチステージ３６０の表示域のなかの右寄りにするとよいだろう。つまり、操作ボタン３５１、観察画像３５２、カウンタ３５３の表示がオペレータから見やすく、かつ、測定作業の邪魔にならなければよい。
操作ボタン３５１、観察画像３５２、カウンタ３５３の表示位置は、タッチステージ３６０のＸ方向位置に基づいて例えばホストコンピュータ５１０が自動調整してもよいし、オペレータが手動で（例えば表示をドラッグ操作で）適切に移動させてもよい。
【００３５】
操作ボタン３５１としては、タッチステージ３６０をＸ方向、Ｙ方向に移動させるための移動指令用のボタン３５１が表示されている。
前述のように、オペレータの指が操作ボタン３５１に触れたときには、そこが操作ボタン３５１の位置であることが触感でわかるように指に凸や凹を感じさせるようにするとよい。これにより、オペレータは、ワークＷを目視しながら、あるいは、接眼レンズ４４０やモニタ５２１も見ながら手探りで手元の操作ボタン３５１を操作してタッチステージ３６０の位置を調整できる。
【００３６】
このとき、タッチステージ３６０が感圧タッチパネルになっている場合には、操作ボタン３５１が強めに押されたときにはタッチステージ３６０の移動速度を速くし、操作ボタン３５１が弱めに押されたときにはタッチステージ３６０の移動速度を下げるように設定されているとよい。
【００３７】
図５の例では、タッチステージ３６０に表示する操作ボタン３５１としてタッチステージ３６０の移動ボタンを例示しているが、タッチステージ３６０のどの位置に何のボタンを表示させるかはオペレータが任意に選択できるようにしておくのがよい。従来のコントロールボックス５４０に用意されている操作ボタン３５１をメニューとして表示してもよい。
【００３８】
観察画像３５２をタッチステージ３６０に表示することは、従来モニタ５２１に表示していた観察画像３５２をタッチステージ３６０にも表示するということであるから、表示制御についての説明は割愛する。
従来知られている画像測定装置１００において、モニタ５２１に表示された観察画像３５２の所望の位置をオペレータが選択すると、自動測定ツールが起動して、自動的にワークの幾何学形状を計測する機能がある。
本実施形態でもこの自動測定ツールを採用できる。すなわち、オペレータがタッチステージ３６０に表示された観察画像３５２の所望の位置を指（あるいはタッチペン）でタッチする。すると、タッチパネル部がタッチ座標を検出し、ホストコンピュータ５１０にタッチ座標を知らせる。
ホストコンピュータ５１０に組み込まれた自動測定ツールは、タッチ座標と観察画像データとに基づいてワークＷの幾何学形状を測定する。測定結果はすぐにタッチステージ３６０に表示されるようにする。
【００３９】
同じく、カウンタ値をタッチステージ３６０に表示することは、従来モニタ５２１に表示していたカウンタ値をタッチステージ３６０にも表示するということであるから、表示制御についての説明は割愛する。
【００４０】
このような本実施形態によれば、タッチステージ３６０に操作ボタン３５１も観察画像３５２も表示されるから、画像測定装置１００による観察・測定にあたってモニタ５２１やホストコンピュータ５１０の前に移動する必要なくなる。すべての操作を画像測定機２００の前でできるのであるから、オペレータは姿勢を変えることなく、効率良く測定作業を行うことができる。
【００４１】
（第２実施形態）
第１実施形態においては、スタンドアロンに設置された画像測定装置を例示したが、二以上の画像測定装置がネットワーク回線で接続されてもよい。
離れた地点にある画像測定装置１００Ａ、１００Ｂを例えば図６のようにネットワーク回線（インターネット回線）で接続すると、一方の画像測定装置１００Ａでの測定作業を他方の画像測定装置１００Ｂを利用して遠方から共有したり支援したりすることができる。
被支援側画像測定装置１００Ａで取り込んだ観察画像データを支援側画像測定装置１００Ｂに転送して、支援側画像測定装置１００Ｂのタッチステージ３６０Ｂ上に被支援側画像測定装置１００Ａでの観察画像が同じに見えるように表示させる。この状態で一方の画像測定装置の測定操作を他方でも共有し、例えば、支援側画像測定装置１００Ｂの操作により被支援側画像測定装置１００Ａの操作を支援する。（例えばタッチステージの移動やフォーカス合わせなどを修正、変更する。）さらには、支援側画像測定装置１００Ｂの操作により被支援側画像測定装置１００Ａの観察画像データに対して測定動作を実行できるようにしてもよい。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
ステージには、透明ディスプレイパネル（透明表示手段）と、透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）と、が重ねて配置されていればよい。すなわち、ステージに透明ディスプレイパネル（透明表示手段）を重ねて配置し、かつ、ステージに透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）を重ねて配置し、これをタッチステージとする。この際、ステージ上において透明ディスプレイパネル（透明表示手段）と透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）とをどのようにレイアウトするかは適宜選択できる。例えば、透明ディスプレイパネル（透明表示手段）と透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）とが分離していてもよいし、一部重畳していてもよいし、全体が重畳してしてもよいし（いわゆるオンセル型タッチディスプレイパネル）、あるいは、透明ディスプレイパネル（透明表示手段）と透明タッチパネル（透明タッチ位置読取手段）とを一体的に組み込んだいわゆるインセル型タッチディスプレイパネルでもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００４３】
１００…画像測定装置、
２００…画像測定機、
２１０…基台部、２１１…土台部、２１２…Ｚ軸支柱部、
３００…移動ステージユニット部、３１０…ステージ、３１１…孔、３１２…透明板、３２０…Ｘ方向調整ハンドル、３３０…Ｙ方向調整ハンドル、３４０…透明タッチパネル、３５０…透明ディスプレイパネル、３５１…操作ボタン、３５２…観察画像、３５３…カウンタ、
３６０…タッチステージ、
４００…レンズユニット部、４１０…昇降体、４１１…ハンドル、４２０…レボルバ、４３０…対物レンズ、４４０…接眼レンズ、４６０…カメラユニット、４６１…ハウジング、４７０…カメラ、
５００…制御コンピュータユニット、５１０…ホストコンピュータ、５２０…入出力手段、５２１…モニタ、５２２…キーボード、５２３…マウス、
５４０…コントロールボックス、５４１…ジョグシャトル、５４２…ボタン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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