(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の像を回動可能なスクリーンに投影する投影機において、
前記被検物の像を第一面に結像させる対物レンズと、
前記第一面に任意の画像を表示する表示素子を備える表示手段と、
前記第一面の像を前記スクリーンに投影する投影系と、
前記表示素子に表示される前記画像を変更する変更手段と、
前記スクリーンの回動方向と角度変位量を検出する検出手段と、を有し、
前記変更手段は、前記検出手段で検出された検出情報に応じて前記画像を回動させること
を特徴とする投影機。
【請求項２】
請求項１に記載の投影機において、
前記変更手段が、前記画像を並進させること
を特徴とする投影機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の投影機において、
前記変更手段に、前記画像を回動と並進との少なくとも一方をさせるための情報を入力する入力手段を、さらに備えること
を特徴とする投影機。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の投影機において、
前記スクリーンとともに回動するスクリーン枠をさらに有し、
前記検出手段は、前記スクリーン枠の回動方向と角度変位量を検出し、
前記変更手段は、前記検出手段で検出された検出情報に応じて前記画像を回動させること
を特徴とする投影機。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の投影機において、
前記表示素子がバックライト式の液晶表示素子であること
を特徴とする投影機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の検査、測定等に際し、当該物体の像を投影する投影機に係り、特に、物体像と、チャートと呼ばれる基準図形とを比較対照して検査、測定等を行うことに用いることができる投影機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
投影機は、スクリーンと、対象となる物体（被測定物）を載置する載置面と、載置面に載置された被測定物を照明する照明部と、照明部により照明された被測定物の拡大像をスクリーン上に投影する拡大投影光学系とを有する。
【０００３】
投影機を用いて、被測定物の寸法の合否判定を行う方法として、チャート測定と呼ばれる比較測定がある。これは、投影機のスクリーン上にチャートと呼ばれるシートを貼り付け、チャートに描かれた被測定物の寸法許容差を示す刻線の範囲内に、被測定物の像が収まっていれば合格とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
投影機でチャート測定を行なう場合、対象となる被測定物に対応するチャートを、スクリーン上に貼り付けるという作業を行う。一般に、被測定物毎にチャートが異なるため、被測定物が替わると、その都度チャートを付け替えることが必要となる。しかも、同じ被測定物であっても、精度確保等のために、拡大倍率を高くすると、各測定箇所ごと、すなわち、拡大投影される部分ごとに、それぞれ対応するチャートを用意しなければならない。もちろん、倍率を変えるたびに、また、拡大部分を替える毎に、対応するチャートに貼り替える手間が必要となる。
【０００５】
また、チャート付け替えの手間だけでなく、チャート自体の保存管理の問題がある。すなわち、被測定部対応に、また、拡大倍率対応に、さらに、拡大箇所毎に、チャートが複数設けられる。そのため、多数のチャートが存在することとなる。その結果、被測定部が増えるに応じて、チャートの保存、管理に手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、シート状のチャートを用いずに、対象物（被測定物）の投影像を、基準となるチャートと比較対象できるようにすることができる投影機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、対象物の像を回動可能なスクリーンに投影する投影機において、前記被検物の像を第一面に結像させる対物レンズと、前記第一面に任意の画像を表示する表示素子を備える表示手段と、前記第一面の像を前記スクリーンに投影する投影系と、前記表示素子に表示される前記画像を変更する変更手段と、前記スクリーンの回動方向と角度変位量を検出する検出手段と、を有し、前記変更手段は、前記検出手段で検出された検出情報に応じて前記画像を回動させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、対象物体（被測定物）の像を投影すると共に、基準となる図形（チャート）の画像を投影像と重ねて表示することで、対象物体の寸法測定および検査を行う場合を例として説明する。もちろん、本発明は、このような測定および検査に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る投影機の構成を示す図である。図１に示す投影機は、被測定物を投影する本来の投影装置１００の部分と、チャートを示すチャート画像を、前記投影装置の投影面において観察可能に表示する画像表示装置２００とを備える。なお、図１では、説明の便宜上、スクリーン１５０を正面から見た状態、および、側面から見た状態の両者を図示している。これは図１０についても同様である。
【００１０】
投影装置１００は、被測定物５００を照明する照明系１１０と、被測定物５００を載置するステージ１２０と、被測定物の像を取り込む対物レンズ系１３０と、対物レンズ系１３０で結像された被測定物像を投影する投影系１４０と、被測定物の投影像を表示するスクリーン１５０と、スクリーン１５０に表示されるチャート画像をスクリーン１５０上で変位させるための指示操作を受け付けるチャート画像変位指示操作スイッチ群１６０とを有する。
【００１１】
照明系１１０は、落射照明を行う落射照明器１１１と、透過照明を行う透過照明器１１２とを有する。この照明系１１０からの照明光は、後述する液晶表示素子２３０のバックライトとしても用いられる。
【００１２】
ステージ１２０は、図示していないが、ＸＹ方向への送り機構を備えている。また、本実施形態では、ＸＹ各方向への送り操作を行う操作機構を備えている。この送り機構により、被測定物のＸＹ平面での位置決めを行うことができる。また、ステージ１２０には、図示していないが、光軸方向への移動を行うＺ軸方向への送り機構を備えている。これにより、被測定物に対物レンズ系１３０を合焦させることができる。ステージ１２０の被検面１２１に被測定物５００が載置される。
【００１３】
対物レンズ系１３０は、図示していない対物レンズと、落射照明のためのハーフミラー１３１とを有する。この対物レンズ系１３０は、１種類に限られない、倍率の異なる複数のレンズ系を予め用意して、例えば、図示しないターレットに装着して、交換して用いることができる。
【００１４】
投影系１４０は、対物レンズ系１３０によって結像される被測定物５００の像を、拡大して、スクリーン１５０に投影する。小ミラー１４１および大ミラー１４３と、その間に置かれた投影レンズ系１４２とで構成される。ここで、ミラー１４１、１４３は、光路の向きを変更するものであり、必要に応じて増減することができる。また、投影像を成立させるために、プリズムを追加してもよい。
【００１５】
スクリーン１５０は、投影系１４０によって投影される投影像を表示するためのスクリーンプレート１５１と、それを囲むスクリーン枠１５２とで構成される。スクリーンプレート１５１は、本実施形態では、円盤状に形成されている。また、スクリーン枠１５２は、円環状に形成されている。このスクリーン１５０は、本実施形態では、一つの装置として、他の要素である、照明系１１０、ステージ１２０、対物レンズ系１３０、および、投影系１４０と共通の筐体に設けられる。もちろん、スクリーン１５０を、対物レンズ系１３０等が収容される筐体とは別に設けることもできる。スクリーンプレート１５１の投影面１５３に、投影像５５０が投影されて表示される。
【００１６】
チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０は、スクリーン１５０の投影面１５３に表示されるチャート画像を、スクリーン１５０上で、回動変位させ、および／または、並進変位（直線移動による変位）させるための指示操作を受け付ける。
【００１７】
例えば、図４に示すように、並進変位を指示するためのスイッチとして、Ｘプラス方向指示スイッチ１６１と、Ｙプラス方向指示スイッチ１６２と、Ｘマイナス方向指示スイッチ１６３と、Ｙマイナス方向指示スイッチ１６４とを有する。これらは、それぞれ並進方向を示す矢印形状のシンボルが表されたキートップを持つボタンスイッチで構成される。各スイッチ１６１−１６４は、全体として、ＸＹ座標軸を模した形状および配置としてある。そして、これらの各スイッチ１６１−１６４は、ＸＹ移動検出回路１６５に接続される。各スイッチ１６１−１６４の出力は、ＸＹ移動検出回路１６５において処理され、いずれがどの程度押されたかについて検出され、並進変位の方向と変位量を表す情報として出力される。すなわち、押されたスイッチにより並進方向が検出され、当該スイッチの対する押圧時間または押圧回数により、変位量が検出される。なお、異なる方向のスイッチが押された場合、それぞれの検出方向を表す情報と、それぞれについての変位量を表す情報とを出力する。
【００１８】
また、回動方向を示すスイッチとして、時計回り回動指示スイッチ１６６と、反時計回り回動指示スイッチ１６７とを有する。これらは、それぞれ回動方向を示す湾曲矢印形状のシンボルが表されたキートップを持つボタンスイッチで構成される。各スイッチ１６６および１６７は、全体として、円弧を模した形状で、円周上に配置してある。そして、これらのスイッチ１６６および１６７は、回動検出回路１６８に接続される。そして、各スイッチ１６６および１６７の出力は、回動検出回路１６８において処理され、いずれがどの程度押されたかについて検出され、回動変位の方向と変位量を表す情報として出力される。すなわち、押されたスイッチにより回動方向（時計回り、反時計回り）が検出される。当該スイッチについての押圧時間または押圧回数に基づいて変位量が検出される。
【００１９】
また、前述した各スイッチを感圧スイッチで構成して、押圧力に応じて変位量を決めるようにしてもよい。
【００２０】
なお、前述したチャート画像変位指示操作スイッチ群１６０に代えて、または、これと共に、例えば、図８に示すように、スクリーン１５０に、ソフトウエアキーを表示して、これにより、チャート画像変位指示を入力するようにしてもよい。すなわち、図８では、チャート画像変位指示入力受付部２７０が設けられる。このチャート画像変位指示入力受付部２７０は、Ｘプラス方向指示入力部２７１、Ｙプラス方向指示入力部２７２、Ｘマイナス方向指示入力部２７３、および、Ｙマイナス方向指示入力部２７４と、反時計回り回動指示部２７７、および、時計回り回動指示部２７６とが表示される。そして、いずれかの指示部をマウスポインタＭＰで指示することで、操作入力を行う。操作入力の処理は、基本的には、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０の、ＸＹ移動検出回路１６５と、回動検出回路１６８の機能と同様の処理を、図１の情報処理装置２１０がソフトウェア処理によって行う。
【００２１】
この他に、前述した操作入力方法に代えて、または、それらと共に、次のようにすることもできる。
【００２２】
ａ：チャート画像の一部を、マウス等でクリックして、マウスポインタをドラッグすることで、画像をドラッグする方向に移動し、または、回転させる。マウスに替えて、トラックボール、操作パッド等により操作するようにしてもよい。
ｂ：投影機スクリーン外に、操作スイッチ(１０keyによる角度値入力指示、押しボタン、ジョグダイアルによる回転入力指示)を設け操作することにより、変位操作を指示するようにしてもよい。
【００２３】
画像表示装置２００は、図１に示すように、液晶表示素子２３０と、この液晶表示素子２３０にチャート画像を表示させる表示制御装置とから構成され、表示制御装置は、情報処理装置２１０および表示駆動回路２２０とを有する。液晶表示素子２３０は、例えば、液晶セルをマトリクス状に配置したＴＦＴカラー液晶パネルで構成される。本実施形態では、透過光により表示を行うバックライト式の液晶表示素子である。外部から与えられる表示信号電圧に応じて各液晶セルが光を透過したり遮断したりすることより、画像が表示される。この液晶表示素子２３０は、対物レンズ系１３０の結像面に配置される。液晶表示素子２３０により表示される画像は、投影系１４０を介してスクリーン１５０の投影面１５３に投影され表示される。その結果、被測定物の投影像５５０と、液晶表示素子２３０に形成されるチャート画像２５０とが投影面１５３に表示されることとなる。なお、この例では、共通の投影系１４０を用いている。しかし、共通にしない構成としてもよい。例えば、投影系の全部または一部を、投影装置と画像表示装置とで、それぞれ別個のものを用いる構成とすることができる。
【００２４】
表示駆動回路２２０は、情報処理装置２１０からの画像データに基づいて液晶表示素子２３０を駆動するための信号電圧を生成して、液晶表示素子２３０を駆動する。
【００２５】
情報処理装置２１０は、一般的なコンピュータで構成される。例えば、図２に示すように、情報処理装置本体２１１と、キーボード２１２およびマウス２１３を含む入力装置と、プログラム、データ等を記憶するハードディスク装置等の外部記憶装置２１４とを有する。情報処理装置本体２１１は、各種処理を行う中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）２１１ａと、ＣＰＵ２１１ａのプログラム等を記憶するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２１１ｂと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１１ｃとを有する。
【００２６】
また、情報処理装置２１０には、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０と、原チャートデータ保持装置３００と、表示駆動回路２２０と、エンコーダ２４１とが接続される。
【００２７】
原チャートデータ保持装置３００は、本実施形態で、被測定物と比較対照される基準となる図形データである原チャートデータを記憶している。この装置３００は、例えば、ＣＡＤシステム等で構成される。原チャートデータとしては、例えば、被測定物の設計データが挙げられる。この設計データに基づいて、チャート画像を生成する。この原チャートデータは、被測定物毎にファイルに格納されて保存されている。本実施形態では、原チャートデータ保持装置３００を独立に設けているが、情報処理装置２１０において原チャートデータを保管するようにしてもよい。
【００２８】
本実施形態では、表示装置として、液晶表示素子２３０が接続される。しかし、この他に、情報処理装置２１０固有の表示装置を別途接続してもよい。その表示装置には、チャート画像は表示することは可能である。しかし、被測定物の投影像は表示されない。
【００２９】
本実施形態では、外部記憶装置２１４には、情報処理装置２１０において実行するプログラムがインストールされている。このプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込むことにより、また、ネットワークを介してダウンロードすることにより取得することができる。機能は、例えば、図３に示すようなモジュールで構成される。すなわち、どの被測定物のチャートを、どのように表示するかについての入力操作を受け付けるための処理を行うチャート表示操作受付処理２１１０と、指定された条件に基づいてチャートデータを演算処理して、目的のチャート画像を生成するチャートデータ演算処理２１２０と、表示されているチャート画像の配置、姿勢等を変更するための指示操作を受け付けるための配置調整入力受付処理２１３０と、配置調整のための指示操作に応じてチャート画像を、並進、回転等の変位を行うための処理を行うチャート画像変位処理２１４０とを有する。
【００３０】
画像表示装置２００により、スクリーン１５０に表示されるものは、原チャートデータが保持するデータによっても異なるが、少なくとも、チャート画像２５０が表示される。この他に、文字データ等の付帯表示を行うことができる。本実施形態では、この付帯表示データには、当該原チャートデータのファイル名、被測定物の名称、コード、用途、その他注意事項などを表示することができる。文字データ等は、付帯表示部２６０に表示させるようにすることができる。付帯表示部２６０は、スクリーンプレート１５１に、ウインドウを設けて表示する構成とすることができる。このようにすると、チャート画像とは独立に、表示位置を決めることができる。また、ウィンドウのサイズを変更することで、表示できる文字数を増減することも可能となる。また、付帯表示データを複数階層に分け、それに対応して、ウインドウも階層構造とし、ウインドウを選択することで異なる階層のデータを見ることができるようにすることもできる。また、このような付帯表示は、スクリーン１５０とは別のディスプレイ装置に表示してもよい。そうすることにより、測定視野を広げることができる。
【００３１】
本実施形態では、スクリーン枠１５２を回動可能に設けてある。なお、スクリーンプレート１５１をスクリーン枠１５２と共に回動できるようにしてもよい。また、スクリーンプレートに、格子、十字線、座標軸等が予め表示されていると、その座標軸と、チャート画像の座標軸の変位とを比較することに用いることができる。
【００３２】
スクリーン枠１５２の回動の方向および角度変位量を検出するための検出器が設けられている。本実施家板では、検出器としてエンコーダ２４１が用いられる。もちろんこれに限られない。例えば、ポテンショメータ等を用いて変位を検出してもよい。エンコーダ２４１は、検出した信号に基づいて、回動方向を示す情報と、回動角度変位量を示す情報とを生成し、この情報を情報処理装置本体２１１に送る。
【００３３】
ここで、エンコーダ２４１は、チャート画像の回動変位の方向と変位量を検出する機能を有する。従って、前述したチャート画像変位指示操作スイッチ群１６０の時計回り回動指示スイッチ１６６と、反時計回り回動指示スイッチ１６７と同様の機能を果たすことができる。すなわち、作業者がスクリーン枠１５２を回動させると、それをエンコーダ２４１が検知して回動方向と回動変位量を取得する。本実施形態では、回動変位については、チャート画像変位操作指示スイッチ群１６０とエンコーダ２４１のいずれを用いてもよい。また、併用してもよい。
【００３４】
次に、本実施形態による投影機の動作に関し、特に、チャート画像の表示動作について、図６、図７を参照してさらに説明する。
【００３５】
まず、図１の投影機において測定の対象となる被測定物５００を、ステージ１２０の被検面１２１に載せて、対物レンズを合焦させて、測定の準備を行う。この状態では、被測定物５００は、例えば、落射照明器１１１からの落射照明で照明され、被測定物５００からの反射光が対物レンズ系１３０で結像される。そして、投影系１４０を介してスクリーンプレート１５１の投影面１５３に投影される。この状態で、被測定物の投影像を見ることができる。
【００３６】
ついで、情報処理装置２１０による測定処理を開始させる。情報処理装置２１０は、図３に示す、チャート表示操作受付処理２１１０を実行して、まず、原チャートリストの表示を行う（Ｓ２１１１）。ここで、原チャートリストは、当該情報処理装置２１０が、外部記憶装置２１４に予め格納しておき、それを表示する。もちろん、原チャートデータ保持装置３００から読み出して表示してもよい。原チャートリストの表示は、例えば、図７に示すように行う。液晶表示素子２３０に、原チャートリスト表示画面を生成するデータを送って、スクリーン１５０の投影面１５３に、原チャート選択ウインドウ２８０を表示させる。原チャート選択ウインドウ２８０では、例えば、「原チャートを選択して下さい」というメッセージ２８１と、選択枠２８２内に、原チャートデータがそれぞれ格納された複数のファイルを示すアイコン２８４を表示させる。この状態で、マウス２１３のクリックによる選択を待つ（Ｓ２１１２）。
【００３７】
ここで、いずれかの原チャートが選択されると、選択された原チャートのファイルから対象チャートのデータを読み出して、それに基づいて画像を生成する。また、そのファイルの名称、その他、注釈など、そのファイルに含まれる文字データの表示を行う（Ｓ２１１３）。すなわち、チャートデータ演算処理２１２０を実行する。ここでは、初期設定されたサイズで、対象物の全体像を表示させる。また、チャートデータについて、表示条件を入力することを求めるメッセージを表示させる。すなわち、表示範囲、例えば、全体の表示、部分の表示等の指示を受け付ける。また、表示倍率の指定を受け付ける旨のメッセージを表示させる。部分の表示は、被測定物全体のチャート画像について、切り出すべき部分を枠で囲む等の操作により指定することができる。また、複数の部品の集合体である場合には、表示させるべき部品を特定することで、その部品のみを表示させるようにすることもできる。
【００３８】
なお、部分表示について、予め部分のチャートデータを別途用意しておき、それを選択することで、当該部分のみを表示させるようにすることもできる。
【００３９】
この後、情報処理装置２１０は、チャート表示操作受付処理２１１０を実行して、表示範囲、倍率等の指定の受付を行う（Ｓ２１１４）。入力の終了、または、特別に、入力しないことを示すキー入力、例えば、エンターキーの入力があると、指定受付を終了する（Ｓ２１１５）。
【００４０】
情報処理装置２１０は、チャートデータ演算処理２１２０により、指定後のチャート画像を生成して、液晶表示素子２３０に送って、スクリーン１５０上に表示させる（Ｓ２１１６）。そして、例えば、「チャート画像の位置修正、角度修正が必要か確認して下さい」等のメッセージを表示する。また、「修正指示を入力して下さい」等のメッセージを表示する。ここで、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０からの並進または回動に関する変位方向および変位量の情報、または、エンコーダ２４１からの回動に関する変位方向および変位量の情報の入力を待つ。そして、変位方向および変位量の情報が入力すると、それを受け付ける（Ｓ２１１７）。なお、並進は、被測定物自体を変位させることで対処し、チャート画像については回動変位のみの調整とすることもできる。
【００４１】
受け付けた変位方向および変位量の情報を基に、対象チャート画像の並進および／または回動の変位に伴う画像・文字の表示を処理する（Ｓ２１１８）。ここで、回動変位量としてθが検出されたとして、チャート画像をそれに応じてθ回動変位させるものとする。この場合のチャート画像の変換処理について、図５を参照して説明する。
【００４２】
この場合、図５に示すように、チャート画像における任意の点Ａがθ回転することとなるので、回転中心をＯとして、点ＡのＸＹ座標を（Ｘ1，Ｙ1）、回動後の点Ａ’のＸＹ座標を（Ｘ2，Ｙ2）とすると、点Ａを極座標に変換すると、極座標における角度をθ0、極座標における長さをｒ0とすると、点Ａは、
【００４３】
θ0＝tan-1（Ｙ1／Ｘ1）……（１）
ｒ0＝√（Ｘ12＋Ｙ12）……（２）
【００４４】
と表わせる。
【００４５】
これにより、点Ａ’の座標（Ｘ2，Ｙ2）は、
【００４６】
Ｘ2＝ｒ0 cos（θ0＋θ）
＝√（Ｘ12＋Ｙ12）cos（tan-1（Ｙ1／Ｘ1）＋θ）……（３）
Ｙ2＝ｒ0 sin（θ0＋θ）
＝√（Ｘ12＋Ｙ12）sin（tan-1（Ｙ1／Ｘ1）＋θ）……（４）
【００４７】
として算出される。液晶表示素子を点Ａの表示を、算出された点Ａ’の表示に書き換える。このようにして、チャート画像の全点について変換処理を行う（Ｓ２１１９）。
【００４８】
この計算は、変位指示操作の入力応じて、随時計算し、表示させることで、恰も、スクリーン枠１５２の回動操作に伴って、リアルタイムにチャート画像の回動を行うようにすることができる。同様に、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０による指示操作に応じて、リアルタイムにチャート画像を変位させて表示することができる。
【００４９】
なお、付帯表示部２６０のようなチャート画像の変位とは直接関係しない表示については、変位をさせない。ただし、付帯表示部２６０を、マウスポインタＭＰでドラッグ処理することで、その表示位置を変更することができることはいうまでもない。
【００５０】
このようにして、チャート画像の位置および傾きが、投影像の位置および傾きと一致する状態とすることができる。この状態で、作業者は、投影像についてチャート画像と比較対照して、寸法測定、検査等を行うことができる。
【００５１】
ところで、同じ被測定物について、投影条件を変更して測定等を行う必要があることがある。この場合、最初からやり直すこともできるが、不便であるから、それに対応できるようにしておくこと好ましい。例えば、情報処理装置２１０により液晶表示装置２３０に、制御用のバーを表示し、そのバーに、隔週メニューを表示して、それを選択することで、次の状態に進めるようにすることができる。具体的には、被測定物の測定条件の変更を選択するための操作部、測定終了を示す操作部等を表示しておくことで、対処できる。また、ここに、変位指示操作終了を示す操作部、原チャート選択に戻る操作部等をさらに表示することもできる。これらの表示は、スクリーン１５０に表示される。
【００５２】
このような表示があることを前提として、本実施形態では、情報処理装置は、前述した操作部への操作を待つ（Ｓ２１２０）。ここで、マウスポインタＭＰによって、被測定物の測定条件の変更を選択するための操作部への指示が入力されると、図６のステップＳ２１１４に処理が戻って、そこから処理をくり返す。一方、測定終了を示す操作部への指示が入力されると、本処理を終了する。
【００５３】
なお、チャート画像には、寸法を表す寸法文字が付加されることがある。この場合、図９（Ａ）に示すように記載されていたものを、図９（Ｂ）に示すように、９０°回転すると、寸法Ｂ、Dの文字が上下反転することとなる。その結果、作業者に読みにくくなる。同様に、１８０°反転すると、すべての文字が上下または左右反転し、読みにくくなる。そこで−４５°〜−１３５°、４５°〜１３５°回動時は、元々のチャートデータにおいて４６°〜１３５°の角度で書かれた文字のみ、情報処理装置２１０で文字反転操作を行なう。同様に、１３６°〜２２５°回動時は、すべての文字の反転操作を、情報処理装置２１０で行ない表示を行う。このような処理を行なうことにより、作業者は、表示されたチャート像と被測定物の像を容易にすばやく比較し判定する。
【００５４】
なお、前述した例では、エンコーダ２４１、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０を用いて、チャート画像の変位指示を行うと共に、変位方向および変位量の検出を行っている。本発明は、前述したように、これに限定されない。例えば、本実施形態では、マウスポインタＭＰをチャート画像の任意の位置、例えば、図５に示す点Ａの位置に置き、マウス２１３によるドラッグ操作で、チャート画像を並進変位および回転変位を行わせることができる。このときの変位方向および変位量を、並進変位および角度変位のそれぞれについて取得して、チャート画像の変位処理を行う。
【００５５】
以上の実施形態では、液晶表示素子２３０は、回動せず、チャート画像を座標変換して、回動変位させている。本発明はこれに限定されない。投影像とチャート画像が相対変位することができるものであればよい。以下の第２、第３の実施形態では、液晶表示素子を回動させることで、投影像に対してチャート画像を相対変位させるようにしている。なお、液晶表示素子を回動させる構成の他に、前述したチャート画像変位指示操作スイッチ群１６０、および／または、チャート画像変位指示入力受付部２７０を設けて、併用できるようにすることができる。図１０および図１１に示す実施形態は、その例である。ただし、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０およびチャート画像変位指示入力受付部２７０をいずれも設けない構成とすることもできる。
【００５６】
図１０に示す実施形態は、基本的には、図１に示す実施形態と同様の構成を有する。すなわち、図１０に示す投影機は、被測定物を投影する本来の投影装置１００の部分と、チャートを示すチャート画像を、前記投影装置の投影面において観察可能に表示する画像表示装置２００とを備える。なお、図１に示す実施形態において用いられる要素と同じ要素については同一符号を付して有る。以下では、図１の装置との相違点を中心として説明し、重複した説明はできる限り省略する。
【００５７】
本実施形態では、液晶表示素子２３０は、対物レンズ系１３０の光軸を中心として回動可能に配置される。そして、この液晶表示素子２３０を回動させるためのアクチュエータ２４３が連結されている。アクチュエータ２４３は、回動駆動回路２４２が接続され、この回動駆動回路２４２により駆動制御される。
【００５８】
一方、スクリーン枠１５２は、回動可能に設けられている。そのスクリーン枠１５２に、スクリーン枠１５２の回動変位を検出する検出器としてエンコーダ２４１が設けられている。このエンコーダは、スクリーン枠１５２の回動を検出して、その回動の変位方向と、変位量とを示す情報を出力する。回動駆動回路２４２は、この変位方向と、変位量とを示す情報を受け入れて、それに基づいて、液晶表示素子２３０について等価な回動変位を行わせる信号を生成して、アクチュエータ２４３に送る。
【００５９】
これにより、液晶表示素子２３０は、アクチュエータ２４３により、スクリーン枠１５２の回動に応じて、それと等価な角度で回動することとなる。従って、その液晶表示素子２３０に表示されているチャート画像２５０等の画像が、当該液晶表示素子２３０の回動に伴って、同じ角度回動変位することとなる。その結果、チャート画像２５０を、スクリーン枠１５２の回動に伴って、メカニカルに、かつ、リアルタイムに回動させることができる。そして、投影像５５０との角度ずれをなくすように操作することが可能となる。
【００６０】
本実施形態では、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０を設けてある。従って、これによって、並進変位を指示し、回動変位をスクリーン枠１５２の回動により行う構成とすることができる。また、スクリーン枠１５２の回動による変位を粗動調整に用い、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０により、微細な変位の調整に用いる構成とすることができる。この場合には、液晶表示素子２３０の機械的な回動変位と、液晶表示素子２３０に描かれているチャート画像の変換による回動変位とが混在することとなる。もちろん、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０による変位は、情報処理装置２１０における演算に基づいて実行される。
【００６１】
なお、本実施形態では、液晶表示素子２３０自体が回動するため、当該液晶表示素子２３０に表示されている付帯表示部２６０のような表示についても回動変位してしまう。そこで、付帯表示部２６０を静止させて表示させるために、エンコーダ２４１からの情報を情報処理装置２１０に送り、そこで、回動方向とは逆方向に回動させるよう座標変換を行うようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態において、液晶表示素子２３０の回動変位指示操作は、スクリーン枠１５２の回動操作に限られない。例えば、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０による操作によって、または、前述した図８に示すチャート画像変位指示入力受付部における操作によって、回動操作するようにしてもよい。また、液晶表示素子２３０を、直接、または、動力伝達機構を介して、手動操作により回動できるようにしてもよい。
【００６３】
次に、図１１に示す第３の実施形態について説明する。図１および図１０に示す実施形態との相違点を中心として説明する。
【００６４】
すなわち、本実施形態は、スクリーン１５０と液晶表示素子２９０とが重ねて配置されている。そして、液晶表示素子２９０は、スクリーン１５０に対して回動自在に設けられている。しかも、液晶表示素子２３０は、大きな面積を有する素子が用いられる。すなわち、スクリーン１５０に投影される投影像と同じ大きさのチャート画像を表示できる大きさの液晶表示素子２９０が用いられる。
【００６５】
投影装置１００は、簡素な構成となっており、照明系１１０と、ステージ１２０と、投影レンズ系１４６と、小ミラー１４１と、大ミラー１４３とを有する。ここで、投影レンズ系１４６は、落射照明のためのハーフミラー１４７を有する。
【００６６】
画像表示装置２００は、図１、図１０の場合と同様に、情報処理装置２１０、表示駆動回路２２０およびチャート画像変位指示操作スイッチ群１６０を有する。情報処理装置２１０は、原チャートデータ保持装置３００と接続されている。
【００６７】
本実施形態によれば、ステージ１２０に被測定物が載置されると、投影レンズ系１４６により拡大像が小ミラー１４１および大ミラー１４３を介してスクリーン１５０の投影面１５３に投影される。一方、情報処理装置２１０で、被測定物のチャート画像を生成して、表示駆動回路２２０を介して液晶表示素子２９０に当該チャート画像を表示させる。これにより、作業者は、スクリーン１５０の投影面１５３において、投影像とチャート画像とを重ね合わせて観察することが可能となる。ここで、投影像とチャート画像との重なりにずれがある場合、チャート画像と投影像とを相対変位させて、両者の位置および角度を揃える必要がある。そこで、非測定物を載せているステージをＸＹ面で並進変位させてチャート画像と位置を揃えることができる。また、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０により、チャート画像の並進変位を指示することができる。次に、チャート画像を回動させるには、チャート画像を投影像と角度が揃うように、液晶表示素子２９０を回動させる。これにより、チャート画像と投影像とを相対角度変位させて、角度のずれをなくすことができる。なお、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０を用いて、回動変位させることも可能である。この際、粗動と微動とに操作を分けることが可能であることについては、図１０の実施形態と同様である。
【００６８】
なお、本実施形態において、液晶表示素子２９０を固定し、スクリーン１５０を回動可能とすることもできる。この場合、スクリーンの回動を検知する検出器として、エンコーダ等を設け、このエンコーダの出力を情報処理装置で処理して、チャート画像を回動変位させる構成とすることも可能である。
【００６９】
また、本実施形態において、液晶表示素子２９０を、図１０に示す実施形態と同様に、アクチュエータにより回動させるようにしてもよい。例えば、チャート画像変位指示操作スイッチ群１６０による操作によって、または、前述した図８に示すチャート画像変位指示入力受付部における操作によって、回動操作するようにしてもよい。また、液晶表示素子２９０を、直接、または、動力伝達機構を介して、手動操作により回動できるようにしてもよい。
【００７０】
以上に述べた実施形態では、いずれも、チャートとして、個別のシートを用いるのではなく、ＣＡＤなどの設計データに基づく原チャートデータを基にして、チャート画像を生成して表示している。そして、原チャートデータは、ディジタルデータであり、例えば、ファイル形式で管理することができる。従って、シートなどと比べて、保管が容易である。また、多く種類が存在しても、管理が容易である。
【００７１】
また、投影像と比較対照する際に、位置、角度などのずれを揃えるための変位操作を容易に行うことができる。一つは、投影像に対する相対変位量に基づいて、チャート画像を表示素子画面上で変位させる処理を行うことで、投影像とチャート像とを揃えて配置することが可能としている。これにより、投影像とチャート像とを揃えて配置することが容易に行える。この場合、回動変位の指示操作を、例えば、スクリーン枠を手動で回動させることで行うことができる。そのようにすると、スクリーンを回転させることによる操作は、従来の投影機と操作性が同一であるため、操作の習熟が速くなるという効果が期待できる。また、投影機のスクリーンの最外周を操作することとなるため、実際上分解能を上げやすい。
【００７２】
回動変位の指示操作を、例えば、スクリーン外に設けた操作スイッチによって行う構成とすることができる。この場合には、回転方向のみならずXY方向に微小な合わせにも対応できる。これを、ハードウエアスイッチではなく、表示画面上にスイッチシンボルを表示させて、これをポインティングデバイスによって指示する構成とすることができる。この場合には、並進変位および回動変位を行うためのスイッチ類等が省略できる。このため、コストの面で有利である。
【００７３】
従来の投影機では、スクリーンにチャートを貼りつけたときに、スクリーンの回動と共にチャート上に書かれた文字(タイトル公差情報)が回転してしまい文字認識に手間を要していたが、本発明では文字情報等の回転を最適化すれば、認識が行いやすくなる。
【００７４】
ステージに載らないような大きな対象物について検査する場合に、チャート画像を、投影光学系を介して当該対象物上に投影して検査することにも適用可能である。この場合には、対物レンズ系、照明系、スクリーンを省略することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、シート状のチャートを用いずに、対象物の投影像を、基準となるチャートと比較対象できる。しかも、容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の第１の実施形態に係る投影機の構成を示す説明図である。
【図２】  図２は、本発明において用いられる情報処理装置のハードウェアシステム構成の概要を示すブロック図である。
【図３】  図３は、情報処理装置により実現される機能構成の一例を示す説明図である。
【図４】  図４は、チャート画像変位指示操作スイッチ群の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】  図５は、スクリーンの投影面でのチャート画像の表示と、その回動操作例を示す説明図である。
【図６】  図６は、情報処理装置において実行されるチャート画像の表示処理および変位操作処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】  図７は、チャート画像の表示のために原チャートを選択するための画面の一例を示す説明図である。
【図８】  図８は、液晶表示素子によりスクリーン上に表示される、チャート画像およびチャート画像変位指示入力受付部の表示例を示す説明図である。
【図９】  図９（Ａ）および（Ｂ）は、チャート画像に付随して表示される文字の反転表示例を示す説明図である。
【図１０】  図１０は、本発明の第２の実施形態に係る投影機の構成を示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態に係る投影機の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１００…投影装置、１１０…照明系、１１１…透過照明、１１２…落射照明、１２０…ステージ、１２１…被検面、１３０…対物レンズ系、１３１…ハーフミラー、１４０…投影系、１４１…小ミラー、１４２…投影レンズ系、１４３…大ミラー、１５０…スクリーン、１５１…スクリーンプレート、１５２…スクリーン枠、１５３…投影面、１６０…チャート画像変位指示操作スイッチ群、１６１…Ｘプラス方向指示スイッチ、１６２…Ｙプラス方向指示スイッチ、１６３…Ｘマイナス方向指示スイッチ、１６４…Ｙマイナス方向指示スイッチ、１６５…ＸＹ移動検出回路、１６６…時計回り回動指示スイッチ、１６７…反時計回り回動指示スイッチ、１６８…回動検出回路、２００…画像表示装置、２１０…情報処理装置、２２０…表示駆動回路、２３０、２９０…液晶表示素子、２４１…エンコーダ、２４２…回動駆動回路、２４３…アクチュエータ、２５０…チャート画像、２６０…付帯表示部、２７０…チャート画像変位指示入力受付部、２７１…Ｘプラス方向指示入力部、２７２…Ｙプラス方向指示入力部、２７３…Ｘマイナス方向指示入力部、２７４…Ｙマイナス方向指示入力部、２７５…ＸＹ移動検出回路、２７６…反時計回り回動指示部、２７７…時計回り回動指示部、２７８…回動検出回路、２８０…操作入力部、３００…原チャートデータ保持装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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