(57)【要約】本発明は、座標測定装置（１０）によって、加工物や工具等の対象物（１２）の幾何学的形状を測定する方法に関する。対象物（１２）の幾何学的形状は、例えばカメラなどの光学センサ（１４）により検出され記録されてイメージ内容の形で表示される。幾何学的要素又は輪郭などの、対象物（１２）の測定に適したイメージ内容内の幾何学的構造が選択されるとともに、これに続いて評価ないし判読される。本発明の目的は、未熟練の操作者でも、測定を迅速かつ誤りなく行ない得るようにすることである。イメージ内容（３２）が変更された場合、対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）に関してサーチされるとともに、この適合した幾何学的構造にマークが付され、更なる評価がなされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標測定装置（１０）によって、加工物や工具等の測定対象物（１２）の幾何学的形状を測定する方法であって、該測定対象物（１２）の幾何学的形状を、カメラ等の光学センサ（１４）によって受け取るとともにイメージ内容（３２）として表示し、該イメージ内容において、幾何学的要素又は輪郭などの測定対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）を選択するとともに、これに続いて評価するようにした方法において、
該イメージ内容の変更に際して、該測定対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）について該イメージ内容（３２）を自動的にサーチするとともに適切な構造についてマークを付して、更なる評価の用に供するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
光学的倍率の変更ないし座標測定装置（１０）の機械的軸の位置の変更ないしは光の強さの変更が生じたときに、該イメージ内容の変更がなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該イメージ内容（３２）の変更は、信号によって表示されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号を、光学的倍率の変更時に、該座標測定装置（１０）のズームレンズの制御ユニット（２２）によって発生させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号が、測定対象物の交換により生じる光学的倍率の変更時に、旋回ホルダ等の交換ユニット（５６）によって生じることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
該座標測定装置（１０）の少なくとも１つの軸上のカウンタの状態が「デッドタイム」より長く、位置の変化に続いて、一定であるときに、該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号を、ＣＮＣ制御機構などの駆動制御手段（１８）によって発生させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
光の公称値が、光の変更に続いて、「デッドタイム」より長く、許容範囲内にあるときに、該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号を、照度制御手段（２４）によって発生させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載の方法。
【請求項８】
照度状態が一定で、これから該イメージの変更が推論されるときに、該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号を、追加の光学センサによって発生させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の方法。
【請求項９】
該イメージ内容（３２）の変更を表示する信号を、ボタン操作等によって操作者により手動で発生させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１に記載の方法。
【請求項１０】
該イメージ内容（３２）は、円ないしは直線等の少なくとも１つの標準的幾何学的要素についてサーチされることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の方法。
【請求項１１】
自動的に提示される輪郭及び幾何学的要素（６０−７０）等の幾何学的構造は、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン等の入力装置の手段を用いて、モニター制御の下で操作者によって手動で選択されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１に記載の方法。
【請求項１２】
自動的に選択された幾何学的構造は、イメージ内容（３２）の更新時に、特記リストに自動的に加えられてなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１に記載の方法。
【請求項１３】
予め自動的に選択された要素（６０−７０）を手動で削除するとともに操作者によって変更し、これによって、輪郭等の表示された測定対象物の幾何学的形状から特に関心のある領域を操作者自身によって決定することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１に記載の方法。
【請求項１４】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
該対象物（１２）の測定に適した関連する幾何学的構造（６０−７０）の特定のために、該対象物の幾何学的形状が記録された幾何学的構造を、円ないしは直線等の少なくとも１つの標準的幾何学的要素と比較し、標準的幾何学的要素に対して僅かな形状の偏りを示す該対象物の幾何学的形状の幾何学的構造にマークをを付してなることを特徴とする方法。
【請求項１５】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
該対象物の測定に適した幾何学的構造のマーキングは、イメージ処理ウィンドウを幾何学的要素又は輪郭等のマークを付された幾何学的構造に自動的に調整するように行なわれることを特徴とする方法。
【請求項１６】
最適化された調整が所定の部分公差により行われることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
マークを付与された幾何学的構造（６４，６６）の方向及び比率に従って自動的調整を行なうことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
予め選択された多数の幾何学的構造（６０−７０，８２，８４）から、表示されたモニター部（８８）の中央に近接して置かれた構造を自動的に選択することを特徴とする方法。
【請求項１９】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
測定されるべき対象物の種類ないし座標測定装置（１０）の動作モードに応じて、該対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）のマーキングのための方策を選択ないし決定することを特徴とする方法。
【請求項２０】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
測定対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）のマーキングのための方策は、金属、プラスチック等の対象物の材料の型式に応じてなされることを特徴とする方法。
【請求項２１】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
測定対象物（１２）の測定に適した幾何学的構造（６０−７０）のマーキングのための方策は、明、暗等の対象物（１２）の反射特性に応じてなされることを特徴とする方法。
【請求項２２】
輪郭及び特徴の抽出のための方策として、ダイレーション、エロージョン又はソーベルフィルタ等のイメージフィルタないし輪郭フィルタを用いることを特徴とする方法。
【請求項２３】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
同型式の複数の対象物（１２）を自動的にスイープする場合、イメージ処理アルゴリズム及びイメージ処理ウィンドウ（７４，７６，７８）の双方を、それぞれの幾何学的構造の平均値に割り当てることを特徴とする方法。
【請求項２４】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
該対象物の測定に適した幾何学的構造に応じて、円、直線等の形状の評価又は直径、間隔、角度及びこれに類似するサイズの評価のために、走査又はポイント毎の測定等の種々の測定手法を採用することを特徴とする方法。
【請求項２５】
測定対象物の幾何学的形状を測定するための、請求項１に記載の方法であって、
輪郭ないしは幾何学的要素等の幾何学的構造の選択のために用意した公称データを比較用として用いることを特徴とする方法。
【請求項２６】
イメージ処理センサを有する座標測定装置によって、加工物の幾何学的形状の測定のための、請求項１に記載の方法であって、
ピクセル・ラスタ（１０６）内のイメージ処理輪郭（１０８）は、ピクセル内のサブピクセル座標に関する更なる情報を備えることを特徴とする方法。
【請求項２７】
該輪郭を、いわゆるフリーマン鎖によって記述するとともに、対応するサブピクセル・バイト（１１４）をフリーマン鎖の各バイトに加えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
イメージ処理操作に際して、フリーマン・コード及びサブピクセル・コードの情報を処理することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項２９】
フリーマン・コード（１１２）及びサブピクセル・コードの情報（１１４）から絶対座標をサブピクセル解式において算出することを特徴とする請求項１ないし２８のいずれか１に記載の方法。
【請求項３０】
サブピクセル・コードの情報（１１４）をｘ，ｙ方向における分離したベルトルとして表わすことを特徴とする請求項１ないし２９のいずれか１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標測定装置によって加工物や工具等の測定対象物の幾何学的形状を測定する方法に関する。この対象物の幾何学的形状は、カメラ等の光学センサによって受け取られるとともにイメージ内容として表示される。又、該イメージ内容において、幾何学的要素や輪郭などの対象物の測定に適した幾何学的構造が選択されるとともに、これに続いて評価される。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来において、イメージ処理手段を備えた座標測定装置の場合、イメージ処理操作の全部又はその殆どを手動による介入操作によって起動する必要があった。従って、例えばイメージは、座標測定装置が適切な照明状態及び正規位置にセットされた後に手動操作によって保存される。イメージ内容が手動で保存された後、対象物の測定に適した幾何学的構造の類似の手動選択操作が、関心領域を選択するウィンドウの設定により行なわれる。この方法では、おおむねその選択がユーザーの主観に基づいて行なわれるので、その結果、その測定作業及びプログラミング作業に時間を浪費するとともに、これに固有的な操作エラーを生じさせることに注目すべきである。
【０００３】
本発明は上述の種類の測定対象物の幾何学的形状の測定の方法において見られる諸問題に鑑みなされたもので、その目的は測定操作を極めて迅速に、かつ、エラーなく、未熟練のオペレータないし操作者によっても実行し得る測定方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記従来の諸問題を解決するために、本発明においては、とりわけ、以下の方法が提案される。すなわち、イメージ内容の変更時には、測定対象物の測定に適した幾何学的構造について該イメージ内容を自動的にサーチするとともに適切な構造にマークを付して更なる評価の用に供するようにすることである。この方法は従来の方法に比して次のような利点がある。すなわち、測定に適した幾何学的構造を時間のかかるオペレータないし操作者による選択作業を要しないことである。幾何学的構造についての自動的サーチは、光学センサのイメージ内容の変更の都度実行されるので、表示されたイメージ内容には、常に、測定に適した幾何学的構造にマークが付されて、更新状態におかれる。特に、イメージ内容の変更がなされるのは、光学的倍率の変更ないしは座標測定装置の機械的軸の位置の変更ないしは光の強さの変更が生じたときである。これによって本発明の更なる利点として、ユーザーは、例えば、イメージ処理機能の変更に際して、対象物の幾何学的形状の測定のためにマークされた幾何学的構造をもって更新されたイメージ内容を常に得ることができる。そして、このイメージ内容の変更は信号によって表示されるのが望ましい。
【０００５】
本発明の方法においては、特に、イメージ内容の変更を表示する信号を、光学的倍率の変更時に、座標測定装置のズームレンズの制御ユニットによって発生させることが提案される。又、測定対象物の交換によって生じる光学的倍率の変更時に、旋回ホルダ等の交換ユニットによって該信号を作製することも提案される。
【０００６】
本発明の方法における更なる提案は、座標測定装置の少なくとも１つの軸上のカウンタの状態がデッドタイムより長く、位置の変化に続いて、一定であるときに、該信号をＣＮＣ（計算機数値制御）制御機構などの駆動制御手段によって発生させることである。又、更に提案されることは、光の公称値が光の変更に続いてデッドタイムより長く、許容範囲内にあるとき、該信号を光コントロール手段によって発生させることである。更に、照明状態が一定で、これからイメージ内容が推論されるときに、該信号を追加の光学センサによって発生させることができる。これは特に、対象物の幾何学的形状が格子構造を示し、その位置の変更に際し、光の割合が一定である場合である。
【０００７】
更に、イメージ内容の変更を表示する信号を、好ましくはボタン操作で、操作者によって手動で作製することができる。これは、操作者が、例えば光学的倍率、機械的軸の位置あるいは光の割合に関して上述の変更を行なうことなく該イメージ内容の更新を希望する場合に特に好適である。
【０００８】
操作者に対象物の幾何学的形状について一定の測定を遂行させるオプションを与えるために、操作者がマーク付けられた幾何学的構造を、例えば、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン等の入力装置の手段を用いて、モニター制御の下で、手動で選択するオプションを与えることは望ましい。
【０００９】
更に、本発明により自動的にマーク付けられた幾何学的構造をイメージ内容の更新時に、特記リストに自動的に加えることが可能である。これは特にテスト・プログラムのプログラミングにとって重要である。又、更に可能で、かつ、望ましいことは、予め選択された要素を手動で削除するとともに操作者によって変更することである。これによって、輪郭等の表示された対象物の幾何学的形状から特に関心のある領域を操作者自身が決定することができる。
【００１０】
特に、望ましい本発明の方法において、イメージ内容は直線や円などの標準の幾何学的要素について自動的にサーチされる。この直線や円などの標準の幾何学的要素の自動的サーチは、これらを比較的容易かつ迅速に記録されたイメージ内容から選択してマーク付けすることができる利点がある。ここにおいて、これら標準の幾何学的要素は、又、引続く対象物の幾何学的形状の測定のため、すなわち更なる評価のために適している。
【００１１】
本発明の方法の更なる特徴は、対象物の測定に適した関連する幾何学的構造の特定のために、対象物の幾何学的形状が記録された幾何学的構造を、円ないし直線等の少なくとも１つの標準的幾何学的要素と比較し、標準的幾何学的要素に対して僅かな形状の偏りを示す対象物の幾何学的形状の幾何学的構造にマークを付することである。
【００１２】
本発明の方法においては、対象物の測定に適した幾何学的構造にマークを付すマーキングは、幾何学的要素又は輪郭などのマーク付けされ検出された幾何学的構造に対して、好ましくは最適化の手法を用いて、関心のある領域を自動的に調整するように行なわれる。最適化された調整は所定の部分公差（ｐａｒｔ　ｏｆ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）の手段によって遂行される。又、当該方法においては、マークを付された幾何学的構造の方向及び比率に関して自動的調整が遂行される。イメージ処理ウィンドウの減少によって、測定対象物の幾何学的形状を測定するための評価をより正確に行なうことができる。部分公差に関する自動的調整について、例えば測定プログラムの個々の設定は、多数の同一の対象物の幾何学的形状を処理するときに行なわれる。ここにおいて、加工物などの検査されるべき対象物の幾何学的形状の幾何学的構造は、可能な限り公差変動内におかれる。これによって、操作者の介入を極力解消し得る。
【００１３】
更に、本発明の方法の特徴は、予め選択された多数の幾何学的構造から、表示されたイメージ部の中央に近接して置かれた構造を自動的に選択することである。この方法は、操作者が多数の同一形状の構造、例えば、エッチングされたトランジスタ構造を有する半導体チップなどの測定対象物の幾何学的形状を測定しているとき、マーク付けされた幾何学的構造の後処理を不要とする利点がある。何故ならば、本発明によれば、イメージ部の中央に近接配置された幾何学的構造が自動的に選択され、従って、その後の評価、すなわち測定の用に供することができるからである。
【００１４】
測定対象物の幾何学的形状の測定のための本発明の方法においては、更に、測定されるべき対象物クラスないし座標測定装置の動作モードに応じて、対象物の測定に適した幾何学的構造のマーキングないしマークを付すための方策（ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ）を選択し決定することである。対象物の種類は測定されるべき対象物の材料に依存し、それは金属、プラスチックあるいは他の素材よりなる。又、測定される対象物の表面は明、暗等の種々異なる反射特性及び色を有することができる。従って、光学センサによる対象物の幾何学的形状の検出は種々異なる品質特性を持ち得る。又、更に座標測定装置の動作モード、例えば、直接光モード又は透過光モードなどは対象物の幾何学的形状の表示に影響を及ぼす。対象物の測定に適した幾何学的構造に従ってイメージ内容のサーチを行なうための方策は、例えば、ダイレーション（ｄｉｌａｔｉｏｎ）、エロージョン（ｅｒｏｓｉｏｎ）又はソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタ等の種々のイメージフィルタないし輪郭フィルタを含むことができる。ここにおいて、例えば、ヒストグラムの形のイメージ内容は種々のアルゴリズムに従って輪郭遷移についてサーチされる。
【００１５】
又、特に本発明の方法において、同型式の複数の対象物を自動的にスイープ（ｓｗｅｅｐ）する場合、イメージ処理アルゴリズム及びイメージ処理ウィンドウの双方を、それぞれの幾何学的構造の平均値に割り当てる。これによって、対象物の幾何学的形状の測定作業をスピードアップできるとともに操作者の介入を回避し得る。
【００１６】
本発明の方法においては、更に、対象物の測定に適した幾何学的構造に応じて、円、直線等の形状の評価又は直径、間隔、角度等のサイズの評価のために、走査又はポイント毎の測定等の種々の測定手法を採用し得る。例えば、サイズないし形状の評価のための測定方法として、全体的イメージ走査又は個別のイメージ走査の方法を用い得る。サイズ測定においては、ポイント毎の測定が最も望ましい。輪郭ないし幾何学的要素などの幾何学的構造の選択を簡略化するために、用意した公称データを比較用として用いることができる。この公称データには構造又は公称の幾何学的形状が保持され、イメージ内容のサーチの間、実際の幾何学的形状と比較される。ここにおいて、僅かな形状における偏りの原理（ｔｈｅ　ｌｅａｓｔ　 ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が比較のために用いられるのが望ましい。
【００１７】
又、本発明の方法では以下の更なる特徴をも有する。すなわち、イメージ内容から得られるイメージ処理輪郭が、ピクセル・ラスタ内において、ピクセル内のサブピクセル座標に関する更なる情報を備えることである。これによって、特に測定方法の精度を高めることができる。これは、ピクセル・ラスタがしばしば測定すべき構造よりも大の構造を有するからである。これに関連して、該輪郭はフリーマン鎖（Ｆｒｅｅｍａｎ　ｃｈａｉｎｓ）によって記述することができ、ここではフリーマン鎖の各バイトに対応するサブピクセル・バイトが加えられる。
【００１８】
イメージ処理操作に際して、フリーマン・コード（Ｆｒｅｅｍａｎ　ｃｏｄｅ）及びサブピクセル・コードの情報が処理され、このフリーマン・コード及びサブピクセル・コードの情報から絶対座標をサブピクセル解式において適宜算出することができる。又、サブピクセル情報をｘ，ｙ方向における分離したベクトルとして表わすこともできる。
【００１９】
本発明の詳細内容、利点及び特徴は添付図面を参照して説明される以下の発明の実施形態からも理解されるであろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、測定対象物１２として、例えば加工物や工具などの幾何学的形状を、光学センサ１４により測定する座標測定装置１０の構成を示す概要図である。光学センサ１４は、イメージ処理センサとして、例えばカメラで構成され、グレースケール値でイメージ内容を提供する。光学センサ１４は位置決め装置１６によってｘ，ｙ，ｚ方向に移動可能である。その位置決め装置１６は、ＣＮＣ制御機構などの駆動制御手段ないし軸制御手段１８により制御される。この測定対象物１２は、対象物ホルダ２０内に配置されるとともに、例えば回転可能に位置付けられる。
【００２１】
光学センサ１４を制御するために、ズームレンズの制御ユニット２２が設けられ、これによって、例えば、光学的倍率の変更を行ない得る。更に、光の強さ（照度）の変更のための照度制御手段２４が設けられ、これに対して対象物１２が測定時に照明状態にさらされる。２６は公知の制御ユニットで、座標測定装置１０のその他の動作のモニタリングやコントロールを行なう。
【００２２】
光学センサ１４によって受け取られたイメージを処理するために、イメージ処理ユニット２８が座標測定装置１０に接続されるとともに、このイメージ処理ユニット２８にはディスプレイ・ユニット３０が接続されている。ディスプレイ・ユニット３０は対象物の幾何学的形状に対応したイメージ内容３２を表示する。イメージ処理ユニット２８は少なくとも１つの比較器３４と、イメージメモリ３６と、所定の標準的な幾何学的形状を保存する蓄積ユニット３８と、所定の公称（ｎｏｍｉｎａｌ）データを保存する蓄積ユニット４０とを備える。
【００２３】
図２は測定対象物の幾何学的形状を測定する本発明による方法のフローチャートを示す。この方法の第１ステップ４２において、光学センサ１４が位置決め装置１６によって対象物１２の測定位置へと移動する。対象物１２に対する照度（光度）や、必要な倍率及びその他の所要のセット条件は、操作者によって手動で、あるいは制御ユニット２２，２４によって自動的に設定される。
【００２４】
次のステップ４４において、光学センサ１４によって記録されたイメージ内容はイメージメモリ３６に読み込まれるとともに保存される。次のステップ４６において、光学センサ１４のイメージ内容が変更されたか否かが直ちにチェックされる。ここでイメージ内容の変更が確認されると、該イメージ内容は、対象物の測定に適した幾何学的構造について、ステップ４８において自動的にサーチされる。ステップ５０においては、この見出された適合構造に直ちにマークが付されて表示される。すなわち、例えばこのマーキングは、色付きの線、円あるいは同様の態様で強調される。あるいは又、このマーキングは調整されたウィンドウの手段によって行なわれる。ステップ５２においては、このようにしてマークを付され、選択されて表示された幾何学的構造が、例えば保存等の更なる評価（利用）に供せられる。
【００２５】
ステップ４６におけるイメージ内容の変更のチェックは種々の方法で行ない得る。イメージ内容の変更の好ましいチェック方法は、光学的倍率の変更ないし位置決め装置１６の機械軸の位置の変更ないしは照度の変更から推論される。ここにおいて、制御ユニット２２は、光学センサ１４のズームレンズを制御するために、例えばバス５４によりイメージ処理ユニット２８に信号を送る。これによって、新しいイメージが読込み可能となり、従ってステップ４８において幾何学的構造が直ちに自動的にサーチされることとなる。これに加えて、例えば対象物の交換による光学的倍率の変更の際に、旋回ホルダ等よりなる交換ユニット５６によって、イメージ処理ユニット２８に信号が送られる。又、軸制御手段１８は、軸のカウンタが位置の変更後に「デッドタイム」（むだ時間）よりも長く一定に維持されたときに、イメージ内容の変更のための信号を送る。更に、照度制御手段２４は、公称照度値が「デッドタイム」よりも長く許容範囲内に維持されるときに信号を送出する。更に、照度状態が一定で、これによりイメージ内容の変更が推論される場合に信号を送出する光学センサ５８が追加して設けられる。
【００２６】
上述とは別個に、イメージ内容の変更を手動操作によって、例えば操作者が操作ボタンを押すことで確認することもできる。特に、操作者が上述の変更なしに表示されたイメージ内容を更新したい場合である。ステップ４８において、測定に関連する幾何学的構造のマーキング及び同一確認のために、該幾何学的要素及び輪郭を蓄積ユニット３８に保存された円、直線等の標準的幾何学的要素との比較が行なわれる。ここにおいて、最小のわずかな形状の偏り（ｔｈｅ　ｌｅａｓｔ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が判定基準として採用される。換言すれば、好ましくはグレースケール値の２次元マトリックスで表示され記録されたイメージ要素は予め規定された標準的幾何学的要素との対比、すなわちマッチングを行ない、そのマッチングあるいは殆どのマッチングの適合が見出された場合、選択された幾何学的構造に形状の最小の偏りの判定基準に従ってマーキングが行なわれる。
【００２７】
図３は、ディスプレイ・ユニット３０に示される対象物１２の幾何学的形状のイメージ内容３２を示す。ここに表示された直線や円等の構成のように、自動的に選択された幾何学的構造は、図において点線で示すマーク６０，６２，６４，６６，６８，７０で表示され、これらマークは、例えば該対象物の輪郭とは異なる色で強調される。この表示構成において、イメージ内容３２は、直線及び円の予め規定された標準的な幾何学的要素で自動的にサーチされ、次いで自動的にマークが付される。このようにマークが付された幾何学的構造は、直ちに、例えば円６８，７０の半径Ｒの決定、直径６０，６６の間の角度αの決定あるいは両線６０，６２の間隔Ｄの決定のために評価ないし利用される。
【００２８】
又、代替案として、操作者の手動操作によって、自動的に好適な幾何学的構造ないし輪郭及び要素を選択することもできる。ここでは、マークされた幾何学的構造が、例えば、マウスで操作されるモニターによって選択される。これによって、対象物の幾何学的形状の測定を所望の領域に限定することができる。更に、例えば、位置決め装置１６の移動や、照明あるいはズームのセットの変更によって、イメージ内容の新規の変更時に、例えば、自動的に予め選択された要素や輪郭を特記リスト（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｌｉｓｔ）に自動的に加えることができるとともに更なる測定のために保存し、その用に供することができる。これに加えて、自動的に予め選択された要素を操作者によって変更したり削除したりすることができ、又、該輪郭から関心領域を操作者によって規定することができる。
【００２９】
ステップ５０において、ここでは選択された幾何学的構造のマーキング／ディスプレイが行なわれるが、注目すべきことはこれらマーキング／ディスプレイは種々の態様で実行できることである。上述した直線又は円によるマーキングの代替として、本発明においては、イメージ処理ウィンドウ（関心領域）を最適化された態様で選択された幾何学的構造ないし幾何学的要素／輪郭に自動的に調整できる。その例を図４〜６に示す。
【００３０】
もし、例えば、第１のイメージ内容として図４に円６８の輪郭が表示されると、イメージ処理ウィンドウ７２が最適化状態で、この検出された円の輪郭に自動的に調整される。これによって、極めて正確な評価ないし判読がなされる。イメージ内容が、例えば光学センサ１４の移動によって変更されると、新たに自動的に最適化された調整が、図５に示すように直線として検出され、現在選択された幾何学的要素／輪郭に対して行なわれる。イメージ処理ウィンドウ７４，７６は、方向及び比率（割合）に従って、選択された線６４，６６に対し調整される。
【００３１】
又、可能なことは、イメージ処理ウィンドウ７８を、予め規定した部分公差（ｐａｒｔ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）Δによって、最適化状態で検出された図６に示す円６８のような幾何学的要素に対して自動的に調整することである。すなわち、半径Ｒを有する円６８は、例としてＲ−ΔとＲ＋Δの公差範囲に入るので、イメージ処理ウィンドウ７８は、より大きな半径Ｒ＋Δに対して調整される。この方法は一連の同型ないし同一の対象物の測定プログラムの過程において、操作者の介在を避けることができる利点がある。
【００３２】
図７に示す測定対象物の幾何学的形状のイメージ内容８０は、標準的な幾何学的構造８２を備え、これは例えば表面上にエッチングされた構造を有する半導体チップである。マークされた幾何学的構造の評価ないし判読を簡略化するために、予め選択された多数の幾何学的構造８２からモニター部８８の中央部８６に近接しておかれた構造８４を自動的に選択することができる。この方法によれば更に追加して選択操作することを要しない利点がある。
【００３３】
更に、同じ型式の複数の対象物１２の自動測定の場合、イメージ処理アルゴリズム及びイメージ処理ウィンドウの双方がそれぞれの幾何学的要素の中央におかれる。
【００３４】
図８及び９は、形状や大きさ等の測定すべき幾何学的特徴構成に応じて使用可能な本発明に係る種々の方法を示している。例えば、図８は、輪郭９０の形状と大きさ（サイズ）の双方を決定できる個別の走査方法を示す。この方法によって、輪郭９０は単一の走査手段で検出される。図９に決定ツリーで表わした方法は、ポイント毎の測定方法であり、これは直径、間隔及び角度などの決定のために通常知られた態様で用いられる。ドリル穴の円形状輪郭を表わす輪郭９２は複数の個別の測定手段９４，９６，９８，１００によって決定される。それぞれの測定手段９４−１００による結果は、例えば直径などの対象物の寸法を決めるために評価されるとともに相互に数学的関係状態で入力される。更に、図９はスキャニング（走査）による方法を示し、これによって、輪郭１０２は重ね合わされた個々のイメージ１０４により記録される。この方法も形状及び大きさのいずれの測定にも用い得る。上述のように、測定に適した幾何学的構造についてイメージ内容をサーチする場合、蓄積ユニット３８に保存されている円や直線などの標準的幾何学的形状のデータを用いることができる。又、可能なことは、輪郭ないし幾何学的要素を選択する目的で蓄積ユニット４０にある公称データを比較のために用いることである。従って、既にサーチされた所定の構造を容易に選択できる。
【００３５】
対象物１２の測定方法の更なる改良として、図１０には測定タスクの決定ツリーが示され、ここにおいてバイナリゼーションモード（ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ）１，２又は３のごとく、輪郭と特徴の抽出のための方策（ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ）が対象物としての加工物の種類に応じて確定される。すなわち、金属、プラスチック又はガラスなどの材料、ないしは明、暗などのそれらの表面の特性、あるいは座標測定装置のためにセットされる、例えば直接光による方法あるいは透過光による方法などの動作モードに応じて確定される。
【００３６】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ピクセル・ラスタ１０６内に表示された対象物の輪郭１０８をフリーマン・コード（Ｆｒｅｅｍａｎ　ｃｏｄｅ）で記述する本発明の方法を示す。図１１（ｂ）はフリーマン・コードの係数を有する単一のピクセル１１０を示す。図１１（ａ）には、それらの係数が例示として加えられている。しかし、一般のフリーマン・コードは、一般的なピクセル列１０６内のピクセルが５〜１０μｍの幅を有するので、５μｍ以下の測定対象構造の場合には測定の不安性が増す欠点がある。この解消のため、ピクセル１０８内の輪郭の経過についての情報を得ることを要件とする。そこでピクセル内のサブピクセル座標上の追加情報を備えたピクセル・ラスタにおけるイメージ処理の輪郭が提案される。この目的のために輪郭１０８は図１１（ｃ）に示すフリーマン鎖（Ｆｒｅｅｍａｎ　ｃｈａｉｎｓ）によって書かれ、このフリーマン鎖のいずれのバイト１１２にも対応するサブピクセル・バイト１１４が加えられる。ズーム、自動コントラストあるいはイメージ修正フィルタの操作などの連続したイメージ処理動作において、フリーマン・コード１１２及びサブピクセル情報の双方を処理し得る。フリーマン・コード及びサブピクセル・コードの情報から算出された絶対座標をサブピクセル解式において発生させることができる。又、サブピクセル・コードの情報をｘ及びｙ方向の分離したベルトルとして表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
イメージ処理ユニット及びディスプレイ・ユニットを備え、測定対象物の幾何学的形状を測定するための本発明の方法を実施する座標測定装置の構成図である。
【図２】
測定対象物の幾何学的形状の測定のための本発明の方法を示すフローチャートである。
【図３】
対象物の測定に適した幾何学的構造のマーキングないし選択がなされる態様を、ディスプレイ・ユニットによりイメージ内容として対象物の幾何学的形状を表示する概要図である。
【図４】
イメージ処理ウィンドウを最適化状態で、検出された幾何学的構造に自動的に調整する態様で、対象物の幾何学的形状のイメージ内容を示す概要図である。
【図５】
イメージ処理ウィンドウを最適化状態で、検出された幾何学的構造に方向及び位置に関して自動的に調整する態様で対象物の幾何学的形状のイメージ内容を示す概要図である。
【図６】
イメージ処理ウィンドウを最適化状態で、検出された幾何学的構造に部分公差に関して自動的に調整する態様で対象物の幾何学的形状のイメージ内容を示す概要図である。
【図７】
イメージ部分の中央に近接しておかれた構造を自動的に選択する態様で標準的対象物の構造を備えた測定対象物のイメージ内容の概要図である。
【図８】
輪郭の形状と大きさの双方を決定できる走査方法を示す概要図である。
【図９】
所定の測定タスクに応じて測定方法を選択する決定ツリーの概要図である。
【図１０】
加工物の種類に応じて輪郭と特徴の抽出の選択のための決定ツリーの概要図である。
【図１１ａ】
ピクセル・ラスタの列内に対象物の輪郭を表示した態様を示す概要図である。
【図１１ｂ】
フリーマン・コードの係数を有する単一のピクセルを示す。
【図１１ｃ】
フリーマン・コード及びサブピクセル・コードの情報を示すフリーマン鎖の要部説明図である。
【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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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