(57)【要約】【課題】プリント基板などの計測対象物を、拡大して容易に検査できるとともに、検査者の目が疲労することなく所望の位置の寸法を短時間で計測できる拡大撮像装置、計測装置、及び計測プログラムを提供する。【解決手段】計測装置１を、撮像装置２、計測処理装置３、画像表示装置４、及び指示装置５で構成する。移動可能であり、自立して底部方向の計測対象物を撮影する撮像装置２で、拡大して撮影した計測対象物の画像を画像表示装置４に表示させる。また、指示装置５を操作して画像表示装置４に表示した計測コマンド一覧から計測コマンドを選択し、画像上における任意の点を指定すると、計測処理装置３が計測コマンドと、画像上の指定点と、に応じた演算結果を画像表示装置４に表示させる。また、撮像装置２は、計測対象物を斜め上方及び側方から光を照射するので、画像表示装置４には立体感のある計測対象物の画像を表示できる。【選択図】図１
2004109836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が開口し、計測対象物上に載置する筐体の内部または表面に、
上記計測対象物を拡大して撮影する拡大撮像部と、
上記拡大撮像部の拡大倍率を変更する倍率変更部と、
上記拡大撮像部で撮影した画像を出力する画像出力部と、
上記計測対象物に対して斜め上方から光を照射する上方照明部と、
上記計測対象物に対して側方から光を照射する側方照明部と、
上記上方照明部及び上記側方照明部の光量を調整する光量調整部と、を備えたことを特徴とする拡大撮像装置。
【請求項２】
前記光量調整部は、前記上方向照明部の光量と前記横方向照明部の光量とを、個別に調整可能である請求項１に記載の拡大撮像装置。
【請求項３】
前記筐体は、上部筐体及び透明樹脂の下部筐体とで構成され、
上部筐体下端部に回転自在に設けられた環状の取手に形成されたネジ部、及び下部筐体の上端部に形成されたネジ部が螺合することによって、伸縮自在に係合されており、上記下部筐体の下端部には、つばが形成された請求項１または２に記載の拡大撮像装置。
【請求項４】
前記上部筐体及び前記下部筐体は、一方が前記下部筐体の伸縮する方向に溝部を備えるとともに、他方が上記溝部と摺動可能に勘合する畝部を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の拡大撮像装置。
【請求項５】
前記下部筐体の底面における前記拡大撮像部の撮像位置に開口部を有する照準器を着脱可能に備え、上記開口部の周囲は、すり鉢状に形成された請求項１乃至４のいずれかに記載の拡大撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の拡大撮像装置と、
この拡大撮像装置から出力された画像、及びこの画像に対して実行可能な計測コマンド一覧を表示する画像表示装置と、
上記計測コマンド一覧からの計測コマンドの選択、及び上記画像表示装置が表示した画像上における任意の点の指定を行うための指示装置と、
上記画像表示装置に表示した画像の拡大倍率、上記指示装置によって選択された計測コマンド、及び画像上の指定点に基づいて演算を行い、演算結果を上記画像表示部に表示させる処理装置と、を備えた計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至５に記載の拡大撮像装置を接続したコンピュータを、
上記拡大撮像装置から出力された画像、及びこの画像に対して実行可能な計測コマンド一覧の表示手段、
上記計測コマンド一覧からの計測コマンドの選択、及び上記画像表示装置が表示した画像上における任意の点の指定を行うための指示手段、
上記拡大撮像装置から出力された画像の拡大倍率、上記計測コマンド一覧から選択された計測コマンド、及び画像上の指定点に基づいて演算を行い、演算結果を表示させる処理手段、
上記演算結果を記憶させる記憶手段、
上記記憶させた演算結果を別のプログラムに出力する出力手段、として機能させるための計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測対象物を拡大して画像表示装置に表示させるための撮像装置、計測対象物の計測を行うための計測装置、計測装置に計測を実行させるためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、様々な分野で微細加工技術が発達している。プリント基板の加工技術もその例外ではなく、プリント基板に実装する部品の小型化・高密度化や、プリント基板を搭載する装置の小型化・高性能化に伴って、配線や配線間隔が非常に小さく（狭く）なってきている。例えば、配線の太さが５０μｍで、配線間隔が１０μｍ〜３０μｍのプリント基板も作成されるようになっている。
【０００３】
プリント基板の製造工程では、エッチングやメッキを行って配線パターンを形成するが、製造ロット毎に配線間の距離に多少ばらつきが生じる。プリント基板の配線パターンは、このような製造時のばらつきを考慮して設計されているが、ばらつきが大きく所定の配線間距離が確保されていないと、部品を実装して製品として使用した際に、漏電や短絡が発生することがある。
【０００４】
このような問題の発生を未然に防ぐために、従来、プリント基板の出荷検査時には、配線パターンの短絡など確認するために、基板チェッカを使用して電気的に検査したり、検査者が目視検査したりしている。また、製造ロット毎に所定枚数のプリント基板を抜き取りして、または全数を、検査者が基板検査装置のテーブル上に載置して、顕微鏡や拡大鏡などで基板の配線を拡大して目視確認を行いながら、配線間の距離を計測するという検査を行っている。この基板検査装置には、顕微鏡（拡大鏡）及び撮像装置による対象物の光学拡大像を、画像表示装置に表示する構成の拡大観察装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、前記の基板検査装置では、顕微鏡及び撮像装置が固定されており、検査者が検査対象のプリント基板をテーブルに載置して、必要に応じてテーブルを移動させて目視計測検査などを行う必要がある。また、検査対象のプリント基板が、複数枚の小型基板から成る大型サイズのプリント基板の場合、検査者が各小型基板を検査する際に、テーブルを移動させてプリント基板の検査位置を調整する必要がある。そのため、調整が非常に煩わしい。
【０００６】
このような問題に対して、従来、検査対象のプリント基板上に載置可能な拡大撮像装置がある。（例えば、特許文献２参照。）。検査者は、画像表示用のモニタなどに接続された拡大撮像装置を使用すると、所望の位置に拡大撮像装置を移動させて検査したい場所に置くだけで、容易にその箇所の画像を確認できる。したがって、前記の拡大観察装置を使用する場合に比べて、短時間で目視検査を完了することが可能である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５５２６８号公報　（第３−６頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−２２１３７８号公報　（第３頁、第１−２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の拡大撮像装置は、２焦点光学系を備えているので、容易に拡大倍率を切り替えられる反面、拡大倍率が固定されているため所望の倍率には切り替えることができかった。そのため、検査者は、最も検査をしやすい倍率で検査を行うことができず、スムーズに検査を進めることができない場合があるという問題があった。
【０００９】
また、上記の拡大撮像装置は、計測プログラムを備えていないため、前記の拡大観察装置のように撮像した対象物を画面上で計測できないという問題があった。
【００１０】
さらに、プリント基板はミクロ的には凹凸があり、配線のエッジを目視検査する際には立体的に見える方が確認しやすい。しかしながら、従来の拡大撮像装置では、複数のＬＥＤによって観察面を斜め上方から所定の角度で照明する構造であるため、配線が立体的に見えにくく、検査者に負担がかかり、検査者の目が疲労するという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は上記の問題を解決して、プリント基板などの対象物を、拡大して容易に検査できるとともに、検査者の目が疲労することなく所望の位置の寸法を短時間で計測できる拡大撮像装置、計測装置、及び計測プログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）底面が開口し、計測対象物上に載置する筐体の内部または表面に、
上記計測対象物を拡大して撮影する拡大撮像部と、
上記拡大撮像部の拡大倍率を変更する倍率変更部と、
上記拡大撮像部で撮影した画像を出力する画像出力部と、
上記計測対象物に対して斜め上方から光を照射する上方照明部と、
上記計測対象物に対して側方から光を照射する側方照明部と、
上記上方照明部及び上記側方照明部の光量を調整する光量調整部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、撮像装置は、計測対象物に対して斜め上方及び側方から光量を調整した光を照射する。したがって、計測対象物の各面が異なる明るさとなり、計測対象物の立体感のある拡大画像を出力することができる。また、拡大撮像装置は、計測対象物上に載置する構造であり、撮像する位置に容易に移動させることができる。
【００１５】
（２）前記光量調整部は、前記上方向照明部の光量と前記横方向照明部の光量とを、個別に調整可能である。
【００１６】
したがって、計測対象物に応じて、斜め上方からの光と側方からの光との光量を調節することで、画像表示装置で確認が容易である立体的な画像を出力することができる。
【００１７】
（３）前記筐体は、上部筐体及び透明樹脂の下部筐体とで構成され、
上部筐体下端部に回転自在に設けられた環状の取手に形成されたネジ部、及び下部筐体の上端部に形成されたネジ部が螺合することによって、伸縮自在に係合されており、上記下部筐体の下端部には、つばが形成されている。
【００１８】
この構成においては、下部筐体が取手に螺合されているので、取手を回転させることで下部筐体を伸縮させることができる。したがって、伸縮によってフォーカスの微調整が可能となり、ぼけのないはっきりした画像を出力することができる。また、下部筐体を透明にしたことにより、計測対象物を撮像する際に、目標の位置を外部から容易に確認できる。さらに、部品が収納された上部筐体と、下部筐体と、を分離することで、計測対象物の種類に応じて下部筐体のみを交換することで、その計測対象物に適した撮像を実施することが可能となる。
【００１９】
（４）前記上部筐体及び前記下部筐体は、一方が前記下部筐体の伸縮する方向に溝部を備えるとともに、他方が上記溝部と摺動可能に勘合する畝部を備えている。
【００２０】
この構成においては、上部筐体及び下部筐体は、溝部及び畝部によって摺動可能に勘合しているので、取手を回転させた際に下部筐体が回転するのを防止して、伸縮方向のみに移動を規制することができる。
【００２１】
（５）前記下部筐体の底面における前記拡大撮像部の撮像位置に開口部を有する照準器を着脱可能に備え、上記開口部の周囲は、すり鉢状に形成されている。
【００２２】
この構成においては、計測対象物を撮像する際に、目標の位置を的確に設定できる。また、前記計測対象物を撮像する際に、側方照明部から照射された光を照準器が遮ることがない。
【００２３】
（６）（１）乃至（５）のいずれかに記載の拡大撮像装置と、
この拡大撮像装置から出力された画像、及びこの画像に対して実行可能な計測コマンド一覧を表示する画像表示装置と、
上記計測コマンド一覧からの計測コマンドの選択、及び上記画像表示装置が表示した画像上における任意の点の指定を行うための指示装置と、
上記画像表示装置に表示した画像の拡大倍率、上記指示装置によって選択された計測コマンド、及び画像上の指定点に基づいて演算を行い、演算結果を上記画像表示部に表示させる処理装置と、を備えた計測装置。
【００２４】
この構成においては、拡大撮像装置で撮像した計測対象物の画像を画像表示装置に表示させることができ、また、指示装置で計測コマンドを選択して、画像上における任意の点を指定することで、画像の拡大倍率に応じた演算結果を画像表示装置に表示する。したがって、画面上で計測対象物を拡大して計測することができる。
【００２５】
（７）（１）乃至（５）に記載の拡大撮像装置を接続したコンピュータを、
上記拡大撮像装置から出力された画像、及びこの画像に対して実行可能な計測コマンド一覧の表示手段、
上記計測コマンド一覧からの計測コマンドの選択、及び上記画像表示装置が表示した画像上における任意の点の指定を行うための指示手段、
上記拡大撮像装置から出力された画像の拡大倍率、上記計測コマンド一覧から選択された計測コマンド、及び画像上の指定点に基づいて演算を行い、演算結果を表示させる処理手段、
上記演算結果を記憶させる記憶手段、
上記記憶させた演算結果を別のプログラムに出力する出力手段、として機能させる。
【００２６】
この構成においては、計測コマンド、画像上で指定された任意の点、及び画像の拡大倍率に応じて演算された結果を画像表示装置に表示させるとともに、別のプログラムに演算結果を出力する。したがって、別のプログラムで演算結果を加工して、データの価値を高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る計測装置の概略構成を示したブロック図である。計測装置１は、撮像装置２、処理装置３、画像表示装置４、及び指示装置５から成る。
【００２８】
撮像装置２は、拡大部１１、撮像部１２、倍率変更部１３、照明部１４、光量調整部１５、操作部１６、及び信号出力部１７を備えている。拡大部１１は、計測対象物を所定の倍率に拡大するものであり、光学レンズを用いて構成される。撮像部１２は、拡大部１１で拡大した計測対象物の画像を撮影するものであり、ＣＣＤカメラなどを用いて構成される。倍率変更部１３は、拡大部１１で拡大する計測対象物の倍率を任意の値に切り替える。照明部１４は、撮像部１２で撮影する計測対象物に光を照射する。光量調整部１５は、計測対象物に照明部１４から照射する光量を調整する。操作部１６は、ユーザが撮像装置２の拡大倍率や照明の光量を調整する。信号出力部１７は、撮像部１２で撮影した計測対象物の画像データを処理装置３に出力する。
【００２９】
また、本発明の撮像装置２は、照明を２系統備えている。すなわち、照明部１４は、計測対象物を斜め上方から照明する上方照明部１４ａ、及び計測対象物を側方から照明する側方照明部１４ｂから成る。また、光量調整部１５は、上方照明部１４ａの光量を調整するための上方光量調整部１５ａ、及び上方照明部１４ａの光量を調整するための側方光量調整部１５ｂから成る。上方照明部１４ａ及び側方照明部１４ｂの光量調整及び点灯・消灯の操作は、操作部１６から個別に行うことができる。
【００３０】
処理装置３は、信号入力部２１、制御部２２、記憶部２３、画像処理部２４、及び画像出力部２５を備えている。信号入力部２１は、撮像装置２及び指示装置５から送信された信号を入力する。制御部２２は、計測処理装置３の各部の制御や、各種の演算処理（計測処理を含む。）を行う。ここで、計測処理とは、表示装置４に表示された計測対象物の画像上で所定の計測を行うために、ユーザが指示装置５を操作して指定した計測コマンドと、画像上で指示した計測点と、画像の表示倍率（拡大倍率）と、に基づいて演算を行う処理のことである。
【００３１】
記憶部２３は、上記の演算処理を行う計測プログラムや、その他のプログラムを記憶する。また、計測プログラムによって収集した計測データや撮像装置２から出力された画像データを記憶する。画像処理部２４は、撮像装置２で撮影した計測対象物の画像を表示装置４で表示可能な画像データに変換する。また、指示装置５の操作により移動するカーソルの画像などを計測対象物の画像上に合成する処理などを行う。画像出力部２５は、画像処理部２４で処理された画像データを出力する。
【００３２】
画像表示装置４は、画像入力部３１、及び表示部３２を備えている。画像入力部３１は、計測処理装置３から出力された画像データを取得して、表示部３２に出力する。表示部３２は、計測装置１で実行可能な計測コマンドを表示したり、撮像装置２で撮影した計測対象物の画像データを表示したりする。
【００３３】
指示装置５は、画像表示装置４に表示された計測対象物の画像上における任意の点をカーソルで指示したり、表示部３２に表示された計測コマンドを選択したりする。
【００３４】
なお、撮像装置２の拡大部１１は、倍率変更部１３によって、（１）複数のそれぞれ異なる固定倍率を切替えできるように構成しても良いし、（２）所定の倍率から別の所定倍率までの間で任意の倍率に切替えできるように構成しても良い。（１）の場合は、低倍率から高倍率まで複数の段階に切替えできるように構成すると、計測箇所の位置を調整する時には予め設定した低倍率の画像を画像表示装置４に表示させることができる。また、目視検査する時には予め設定した高倍率を選択して、画像表示装置４に測定対象物の画像を表示させることができる。これにより、検査者は拡大倍率を選択・切替えして、測定対象物の検査箇所を確認しやすい倍率でスムーズに検査を行うことが可能となる。また、（２）の場合は、任意の倍率に拡大した画像を画像画像表示装置４に表示させることができるので、検査者の所望の倍率で計測を行うことが可能となる。
【００３５】
次に、撮像装置２の詳細な構成を図２に基づいて説明する。図２は、撮像装置の正面図及び断面図である。図２に示したように、撮像装置２は、外観が円柱形状で自立する構造であり、計測対象物の上に載置して、底面部方向を拡大して計測対象物を撮像する構造である。また、撮像装置２は、人の手で容易に持つことができる大きさ（例えば、飲料用の缶程度の大きさ）である。撮像装置２の側面には、操作部１６が配置されている倍率操作部４６、上方光量操作部４７ａ、側方光量操作部４７ｂは、一例として共にダイヤル式であり、各操作部を回転させることで、拡大倍率や光量を任意の値に調整できる。
【００３６】
撮像装置２には、ＣＣＤカメラ５２及びズームレンズ５５が、円筒形状の本体ケース４１内のほぼ中心に位置するように取り付けられている。撮像装置２を計測対象物上に自立させると、底面側に位置する対象物をほぼ垂直方向から撮像することができる。また、上部筐体である本体ケース４１の先端部（底面側）には、環状の取手であるフォーカスリング４５が回転可能に係合されている。さらに、フォーカスリング４５には、ネジ部が形成され、アクリルなどの透明な樹脂で成形された円筒状のフード４３の上端部に形成されたネジ部と螺合している。この下部筐体であるフード４３には、所定の間隔でアーチ状に切り欠き４３ａが複数形成されており、撮像装置２を計測対象物上に自立させた際に、フード４３の外部から計測対象物の検査位置を確認できるようになっている。また、フォーカスリング４５には、８つの突起部が等間隔に形成されている。
【００３７】
フード４３は、フォーカスリング４５を回転させることで、本体ケース４１との相対位置を変化させて、撮像装置２を伸縮することができる。これにより、ズームレンズ５５の先端と底面との距離を変えることができ、対象物を撮像する際に、ピントを調整することができる。例えば、フォーカスリング４５を１回転させると、本体ケース４１に対する相対位置を約１ｍｍ変化させることができる。
【００３８】
また、本体ケース４１の下部には、フード４３が伸縮する方向にリブ（畝部）が形成され、フード４３には、スリット（溝部）が形成されている。このリブとスリットは摺動可能に勘合しており、フォーカスリング４５を回転させた際に、フード４３が回転するのを防止して、伸縮方向のみに移動を規制する。さらに、フォーカスリング４５を回転させてピント調整する際に、フード４３を押さえて固定できるように、フード４３の先端部（底面側）の外側に所定の幅のつば（フランジ）４３ｂが形成されている。
【００３９】
フード４３の先端部（底面側）には、計測対象物の目標位置が撮像できるように撮像装置２を載置するために、フード照準板４４が着脱可能に取り付けられている。フード照準板４４に円盤形状で、表面には対象物の傷付き防止用のシート（例えば、テフロン（登録商標）シート）が貼り付けてあり、ほぼ中央に所定の径の貫通孔である４４ａが形成されている。また、孔４４ａの周囲には、例えば扇型の複数の孔４４ｂが形成されており、対象物の他の部分を容易に確認できるようになっている。さらに、フード照準板４４の孔４４ａの周囲は、側方照明部１４ｂから計測対象物に光を照射した際に、光を遮らないように所定の角度で斜めにカッティングされている。つまり、すり鉢形状に形成されている。
【００４０】
なお、フード照準板４４は、上記のように着脱可能であり、フード照準板４４を取り付けることなく、撮像することも可能である。また、フード照準板４４を別の形状のフード照準板に取り替えて使用することも可能である。例えば、照準部が可動式のフード照準板を取り付けると、照準部のある状態から照準部の無い状態に、フード照準板を取り外すことなく設定できる。
【００４１】
また、フード４３は、取り外して別の形状のフードと交換することが可能である。これにより、計測対象物の種類に応じて下部筐体のみを交換することが可能となり、その計測対象物に適した撮像を実施できる。
【００４２】
撮像装置２は、例えば、５０倍〜４００倍の間で無段階に倍率を変更可能な構成で、かつ拡大倍率を５０倍、１００倍、２００倍及び４００倍については容易に設定・切替えができる構造である。また、ズームレンズ５５の先端にレンズユニットを取り付けることで、例えば、１２５倍〜１０００倍の間で倍率を変更できるようになる。
【００４３】
次に、撮像装置２は、対象物に光を照射するための照明部を、前記のように２系統備えている。図２に示したように、上方照明部１４ａは、ズームレンズ５５の先端の周囲に、複数の高輝度白色ＬＥＤが所定の間隔で円形に配置された構成である。上方照明部１４ａは、底面側の中央の対象物に対して、底面に対して所定の角度θ１の位置から光を照射する。また、上方照明部１４ａは、フード４３　の内側の底面近傍に、複数の高輝度白色ＬＥＤが所定の間隔で円形に配置された構成である。側方照明部１４ｂは、底面側の中央の対象物に対して、底面に対して所定の角度θ２の位置から光を照射する。なお、計測対象物の形状によって異　なるが、計測対象物が水平面を備えている場合、θ１は９０度に近くなるほど対　象物からズームレンズ５５への反射光が強くなり、ハレーションが発生しやすくなる。そのため、例えば、θ１は６０〜７５度に設定すると良い。また、θ２は角度が大きくなるほど対象物の立体感が得られにくくなる。そのため、例えば、０〜１５度に設定すると良い。また、検査時には、操作部１６を操作して上方照明部１４ａ及び側方照明部１４ｂの光量を個別に調整することで、計測対象物は面毎に明るさが異なるようになるので、立体感のある画像が画像表示装置４に表示させることができる。
【００４４】
なお、計測対象物によっては、照明光の色が白色以外の方が良い場合がある。例えば、赤色や緑色の方が対象物を検査しやすい場合がある。撮像装置２では、上方照明部１４ａ及び側方照明部１４ｂを交換可能な構成であり、高輝度白色ＬＥＤが実装されたプリント基板を、別の色のＬＥＤが実装された基板に交換することで、白色光とは異なる色の光を対象物へ照射することができる。
【００４５】
次に、計測装置１の具体的な構成を示す。図３は、計測装置の概略構成を示した概観斜視図である。撮像装置２は、前記のように、外観が円柱形状で自立する構造であり、ケーブル７で計測処理装置３と接続される。
【００４６】
計測処理装置３、画像表示装置４、及び指示装置５としては、例えばノートパソコン６を用いることで実現できる。ノートパソコン６を用いる場合は、ノートパソコン６の本体が計測処理装置３に、ノートパソコン６の液晶表示部が画像表示装置４に、ノートパソコン６のキーボード及びタッチパッドが指示装置５に該当する。また、マウスを接続した場合はマウスも指示装置５に該当する。もちろん、デスクトップパソコンでも、計測処理装置３、画像表示装置４、及び指示装置５を実現できる。デスクトップパソコンを用いる場合は、パソコン本体が計測処理装置３に、モニタ装置が画像表示装置４に、キーボード及びマウスが指示装置５に該当する。
【００４７】
図１に示した撮像装置２の信号出力部１７、及び計測処理装置３の信号入力部２１の間でケーブル７を介してディジタル信号をやり取りする構成の場合は、ＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などのインタフェースを用いることができる。この構成の場合、信号出力部１７には画像データをＡ／Ｄ変換する機構を設け、信号入力部２１にはＤ／Ａ変換する機構を設けると良い。また、これらのインタフェースを用いた場合、撮像装置２へケーブル７を介して電源供給が可能である。
【００４８】
また、撮像装置２の信号出力部１７、及び計測処理装置３の信号入力部２１の間でアナログ信号をやり取りする構成の場合は、信号出力部１７及び信号入力部２１にビデオボードなどを用いて、双方をビデオケーブルで接続すると良い。この構成の場合、撮像装置２へは別途電源供給が必要である。
【００４９】
計測装置１で計測対象物を計測する際には、計測対象物をテーブルなどの水平面上に置き、撮像装置２の先端部（底面部）に取り付けられたフード照準板４４のほぼ中心に形成された孔４４ａに、撮像する部分が位置するように撮像装置２を計測対象物上に置けば良い。つまり、図３（Ａ）に示したように、計測対象物の大きさが撮像装置２の底部よりも大きい場合は、計測対象物上に撮像装置２を載置して計測を行えば良い。また、図３（Ｂ）に示したように、計測対象物の大きさが撮像装置２の底部よりも小さい場合は、撮像装置２のフード照準板４４の下に対象物を置いて撮像すると良い。また、撮像装置２のフード照準板４４を取り外して、フード４３の内側に対象物を置いて撮像しても良い。
【００５０】
また、前記のように、撮像装置２は、拡大倍率を変更できるので、撮像装置２を計測対象物上にセットする際には低倍率で撮影するようにしておき、表示装置の画像を見ながら計測箇所の位置調整を行い、位置調整が終了したら拡大倍率を高倍率に変更するようにすれば、効率良く対象物の計測を行うことができる。
【００５１】
さらに、図３に示したように、計測装置１を撮像装置２とノートパソコン６とによる構成とすることで、計測装置１全体を容易に移動させることができる。また、本発明の計測装置１は、上記のようにノートパソコン６を使用することができるので、専用の処理装置や画像表示装置を使用することなく、安価に構成することができる。
【００５２】
また、撮像装置２で撮像した画像データを表示させて、画像の確認を行うだけで良い場合は、以下のような構成にすると良い。すなわち、撮像装置２を、アナログ信号を出力する構成にして、ビデオ入力端子を備えたモニタ装置などの画像表示装置４に撮像装置２のアナログ信号出力プラグを直接接続する構成とすれば良い。これにより、安価なモニタ装置を使用することが可能となり、高倍率での目視検査を簡単・安価な構成で実現できる。
【００５３】
次に、計測装置１の画像表示装置４に表示させる計測プログラムの表示例を示す。図４は、計測装置の計測プログラムの表示画面例を示した図である。計測プログラムは、ノートパソコン６に予めインストールしておくことで実行できる。
【００５４】
図４には、プリント基板を撮像した画像に、簡易的に寸法を計測するための格子状のスケール（方眼）を表示している。計測装置１では、撮像装置２の切替え倍率に応じてスケールを切り替えることができるようになっている。例えば前記のように、撮像装置２が５０倍〜４００倍の間で無段階に倍率を変更可能な構成で、かつ拡大倍率を５０倍、１００倍、２００倍及び４００倍については容易に設定・切替えができる構造の場合、画像表示装置４には、この４つの倍率に対応したスケールを表示させるように容易に設定できる。つまり、規定の倍率用のスケールとして、図４（Ａ）に示したように、格子状のスケール６１を画像表示装置４の表示部３２に表示させることができる。また、図４（Ｂ）に示したように、参照用のスケール６２を表示させることができる。このように、計測装置１では、計測プログラムを実行することで、計測コマンドを用いなくても簡易的に寸法や距離を計測することができる。
【００５５】
なお、画像表示装置４に表示させるスケールは簡易的なものであり多少の誤差があるため、基準スケールやゲージブロックを用いて表示部３２に表示させたスケールを校正すると、高精度に寸法を計測できる。具体的には、計測プログラムを校正モードにして、基準スケールを撮像した画像を表示部３２に表示させ、基準スケールの２点間距離を計測する。そして、計測結果を基準スケールの２点間距離に校正すれば、これ以降正しい値を表示させることができる。また、スケールの校正後に、以下に述べるように計測コマンドを用いて計測すると、例えば２点間の距離や面積などを正確に計測できる。
【００５６】
図５は、計測装置で計測コマンドによって対象物の計測を行う場合の表示装置における表示画面例を示した図である。図５には、２点間距離を計測する場合を示しており、ツールバーの計測コマンドボタンをクリックすると、計測装置１で実行可能な計測項目が表示される。
【００５７】
計測装置１を用いた対象物の計測は、以下の手順で行う。図６は、本発明の実施形態に係る計測装置を用いて対象物の計測を行う手順を説明するためのフローチャートである。なお、計測を実行する前に基準スケールで予め画面上のスケールを校正しているものとする。また、処理装置３では、計測プログラムがすでに起動されているものとする。
【００５８】
まず、撮像装置２の操作部１６（倍率操作部４６）を操作して、撮像装置２の拡大倍率を低倍率に設定する（ステップ１）。そして、撮像装置２を計測対象物上で自立させて、フード照準板４４を用いて計測する位置を調整する（ステップ２）。
【００５９】
続いて、撮像装置２の操作部１６（倍率操作部４６）を操作して、撮像装置２の拡大倍率を高倍率に設定する（ステップ３）。この時、対象物の計測したい位置が撮影されているか否かを確認する（ステップ４）。撮影位置が計測したい位置と異なる場合は、さらに微調整を行う（ステップ５）。
【００６０】
計測処理装置３の制御部２２は、計測コマンドが選択されるまで待機しているので、微調整が完了したか、ステップ４で撮影位置が計測したい位置の場合、検査者は、指示装置５を操作して、画像表示装置４に表示された計測コマンドを選択する（ステップ６）。制御部２２は、画像処理部２４に、画像上で計測対象物の計測を行う点を指定するように指示する表示を表示部３２に表示させる（ステップ７）。
【００６１】
検査者は、表示部３２に表示された指示に従って、任意の複数の点をクリックする（ステップ８）。制御部２２は、選択された計測コマンドの情報と、画像上で指定された点の情報と、撮像装置２の拡大倍率の情報と、を計測部２３に送信する。計測部２３は、受信した情報に基づき演算を行い、演算結果を制御部２２に送信する（ステップ９）。
【００６２】
制御部２２は、受信した演算結果を画像処理部２４に送信し、画像処理部２４は、受信した演算結果を画像表示装置４で表示可能な文字に変換する。そして、画像表示装置４に演算結果の文字データを送信して画像表示装置４に表示させるステップ１０）。このように、上記のステップを繰り返すことで、複数箇所の計測検査を行うことができる。
【００６３】
次に、上記のステップに従って計測を行う場合の具体例として、任意の２点間距離を計測する場合について説明する。なお、ステップ５までは上記の説明内容と同様になるため省略して、ステップ６以降について説明する。まず、撮像装置２の計測対象物に対する撮影位置の調整が完了したら、検査者は、指示装置５としてマウスを使用する場合、ツールバーの計測コマンドボタンをクリックして、計測コマンドリストを表示させる。そして、２点間距離の計測コマンドを選択　（クリック）する（ステップ６）。
【００６４】
計測処理装置３の制御部２２は、画像処理部２４に指示して、画像表示装置４の表示部３２の画面上に、「計測したい２点をクリックしてください。」と表示させる（ステップ７）。検査者は、その指示に従って、任意の１点をクリックし、続いて他の１点をクリックする（ステップ８）。表示部３２の画面上では、クリックされた点には×印が付加され、×印の近傍にはクリックした順に番号が付記される。
【００６５】
この時、制御部２２は、信号入力部２１を介して指示装置５の操作信号を得ると、その信号を処理して画像処理部２４に出力して、指示装置５の操作どおりの表示を画像表示装置４にさせるとともに、選択された計測コマンドを計測部２３に実行させる。計測部２３は、撮像装置２の拡大倍率のデータと、クリックされた２点の位置データと、に基づいて演算を行う（ステップ９）。続いて、計測部２３は、演算結果である２点間の距離データを制御部２２に送信する。制御部２２は、この２点間の距離データを画像処理部２４に送り、画像処理部２４は２点間の距離データを画像表示装置４で表示可能な文字に変換して、２点間距離の文字データを画像表示装置４に送信する。画像表示装置４は、表示部３２の所定の位置に「（１）−（２）間の距離：１００μｍ」のように、受信した２点間距離の文字データとコメントとを表示する（ステップ１０）。
【００６６】
また、詳細な説明は省略するが、任意の３点で決定される円の半径を計測する場合は、半径計測コマンドを指定すると、３点を指定するように画像表示装置４に指示が表示されるので、この指示に従って３点を指定すると、円の半径を計測することができる。
【００６７】
さらに、計測装置１では、前記のように（１）２点間距離や（２）円の半径だけでなく、（３）任意の３点で決定される頂点角度、（４）任意の２点で決定される直線と、別の任意の２点とで決定される直線と、の交点角度、（５）任意の３点で決定される円の中心座標と、別の任意の３点で決定される円の中心座標と、の円中心間距離、（６）任意の２点で決定される直線と、別の任意の１点と、で決定される垂直線の長さ、（７）任意の２点で決定される直線と、別の任意の１点で決定される平行な直線と、の平行線間距離、（８）Ｘ軸２本、Ｙ軸２本、計４本の座標軸で囲まれた４角形の横（Ｘ）、縦（Ｙ）、対角（Ｄ）の距離、　（９）任意の点で囲まれた領域（円・多角形）の面積、など様々な計測を行うことができる。これらの計測コマンド及び演算プログラムを予め制御部２２に設定しておくことで、計測装置１のユーザは容易９にこれらの計測コマンドを利用することができる。
【００６８】
次に、計測装置１では、計測コマンドを用いて対象物を計測することができるだけでなく、対象物の計測データや画像データを活用することができる。すなわち、計測データや画像データを蓄積して、表計算ソフト用のデータとして出力することができる。例えば、同じ種類のプリント基板において、不具合の発生しやすい箇所のばらつきを確認するために、所定の箇所を複数のプリント基板について検査することがある。図７は、表計算ソフトに出力したデータを示した図である。一般的に、表計算ソフトには、画像を貼り付けることができるので、図７　（Ａ）に示したように、プリント基板毎に画像データ及び計測データによって１枚のシートが構成された表計算ソフト用のデータとして出力することができる。また、図７（Ｂ）に示したように、複数のプリント基板の計測データを蓄積し、まとめて表計算ソフトのデータとして出力することができる。このような機能により、本発明の計測装置では、パソコンに予めインストールしておいた表計算ソフトを用いて計測データを加工することができる。例えば、計測データの最大値、最小値、平均値、標準偏差などを容易に求めることができる。
【００６９】
また、本発明の計測装置では、処理装置３及び表示装置４としてノートパソコン６を使用しているので、このノートパソコンを工場や企業内のＬＡＮに接続すると、計測装置による計測データや撮像した画像データを他のパソコンで参照したり活用したりすることができる。例えば、検査現場で本発明の計測装置によって計測対象物の計測データや画像データを、品質管理部門のパソコンで、すぐに確認したり加工して活用したりすることができる。
【００７０】
なお、以上の説明では、本発明の計測装置の計測対象としてプリント基板を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、拡大して計測を行うものであれば良い。例えば、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、シャドウマスク、リードフレームなど、微細な加工を施したものに対して、本発明の計測装置を用いることで容易に目視検査や計測を行うことができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００７２】
（１）撮像装置は、計測対象物に対して斜め上方及び側方から光量を調整した光を照射するので、計測対象物の各面が異なる明るさとなり、計測対象物の立体感のある拡大画像を出力することができる。また、拡大撮像装置は、計測対象物上に載置する構造であり、撮像する位置に容易に移動させることができる。
【００７３】
（２）計測対象物に応じて、斜め上方からの光と側方からの光との光量を調節することで、画像表示装置で確認が容易である立体的な画像を出力することができる。
【００７４】
（３）下部筐体が取手に螺合され、取手を回転させることで下部筐体を伸縮させることができる。ので、伸縮によってフォーカスの微調整が可能となり、ぼけのないはっきりした画像を出力することができる。また、下部筐体を透明にしたことにより、計測対象物を撮像する際に、目標の位置を外部から容易に確認できる。さらに、部品が収納された上部筐体と、下部筐体と、を分離することで、計測対象物の種類に応じて下部筐体のみを交換することで、その計測対象物に適した撮像を実施することが可能となる。
【００７５】
（４）上部筐体及び下部筐体は、溝部及び畝部によって摺動可能に勘合しているので、取手を回転させた際に下部筐体が回転するのを防止して、伸縮方向のみに移動を規制することができる。
【００７６】
（５）計測対象物を撮像する際に、目標の位置を的確に設定できる。また、前記計測対象物を撮像する際に、側方照明部から照射された光を照準器が遮ることなく撮像できる。
【００７７】
（６）拡大撮像装置で撮像した計測対象物の画像を画像表示装置に表示させることができ、また、指示装置で計測コマンドを選択して、画像上における任意の点を指定することで、画像の拡大倍率に応じた演算結果を画像表示装置に表示する。これにより、画面上で計測対象物を拡大して計測することができる。
【００７８】
（７）計測コマンド、画像上で指定された任意の点、及び画像の拡大倍率に応じて演算された結果を画像表示装置に表示させるとともに、別のプログラムに演算結果を出力する。これにより、別のプログラムで演算結果を加工して、データの価値を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る計測装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】撮像装置の正面図及び断面図である。
【図３】計測装置の概略構成を示した概観斜視図である。
【図４】計測装置の計測プログラムの表示画面例を示した図である。
【図５】計測装置で計測コマンドによって対象物の計測を行う場合の表示装置における表示画面例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る計測装置を用いて対象物の計測を行う手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】表計算ソフトに出力したデータを示した図である。
【符号の説明】
１−計測装置　　　２−撮像装置　　３−処理装置
４−画像表示装置　５−指示装置　　１４ａ−上方照明部
１４ｂ−側方照明部　４３−フード　　４４−フード照準板
【図１】
2004109836.tif 000003
【図２】
2004109836.tif 000004
【図３】
2004109836.tif 000005
【図４】
2004109836.tif 000006
【図５】
2004109836.tif 000007
【図６】
2004109836.tif 000008
【図７】
2004109836.tif 000009