(57)【要約】【課題】  ワークの寸法を測定するための測定設定データを容易に作成することができる測定設定データ作成装置を提供する。【解決手段】  形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、指定された測定対象箇所について、マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、抽出されたエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、指定された測定対象箇所及び測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、測定対象箇所に関連付けた設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成手段により構成される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成装置において、
上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、
上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、
指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、
算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、
指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成手段とを備えたことを特徴とする測定設定データ作成装置。
【請求項２】
上記設計値情報抽出手段は、上記設計データから２以上の設計値情報を抽出した場合に、指定された測定種別に基づいて、上記設計値情報の絞込みを行うことを特徴とする請求項１に記載の測定設定データ作成装置。
【請求項３】
上記設計値情報抽出手段は、指定された測定対象箇所と上記寸法線の端点との距離に基づいて、上記設計値情報の絞込みを行うことを特徴とする請求項２に記載の測定設定データ作成装置。
【請求項４】
上記設計値情報抽出手段は、算出された寸法値に最も近い設計値からなる設計値情報を抽出することを特徴とする請求項３に記載の測定設定データ作成装置。
【請求項５】
上記設計データから抽出された２以上の上記設計値情報を設計値候補として表示する設計値候補表示手段と、
上記設計値候補のいずれかを指定するための設計値候補指定手段とを備え、
上記測定設定データ生成手段は、指定された設計値候補を上記設計値情報として含む上記測定設定データを生成することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の測定設定データ作成装置。
【請求項６】
ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成方法において、
上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得ステップと、
上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定ステップと、
指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出ステップと、
算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出ステップと、
指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成ステップとからなることを特徴とする測定設定データ作成方法。
【請求項７】
ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成装置用のプログラムにおいて、
上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手順と、
上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手順と、
指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手順と、
抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手順と、
算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手順と、
指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成手順とを実行させることを特徴とする測定設定データ作成装置用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定設定データ作成装置、測定設定データ作成方法及び測定設定データ作成装置用のプログラムに係り、さらに詳しくは、ワークを撮影したワーク画像内のエッジを検出することにより、ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、寸法測定装置は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、ワーク画像内のエッジを検出することにより、ワークの寸法を測定する装置であり、画像測定器と呼ばれることもある（例えば、特許文献１から３）。通常、ワークは、Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向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軸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，Ｙ軸方向に移動させることにより、ワークの視野内への位置調整が行われる。
【０００３】
ワーク画像は、可動ステージのＺ軸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、画像上で距離や角度を判定することにより、ワーク上における実際の寸法を検知することができる。ワークの寸法測定では、ワーク画像のエッジ抽出が行われる。エッジ抽出は、ワーク画像の輝度変化を解析してエッジ点を検出し、検出した複数のエッジ点に直線や円弧などの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を示すエッジが求められる。ワークの寸法は、この様にして求められるエッジ間の距離や角度、円形状のエッジの中心位置や直径として測定される。また、測定した寸法値と設計値との差分（誤差）を公差と比較して良否判定が行われる。
【０００４】
上述したワークの寸法測定は、予め作成される測定設定データに基づいて実行される。測定設定データは、ワーク画像からワークを検出するための特徴量情報、測定対象箇所や測定種別を示す測定対象箇所情報、及び、良否判定のための設計値や公差を示す設計値情報により構成される。従来の測定設定データ作成装置では、基準物を撮影して得られたマスター画像に対して、ユーザが測定対象箇所や測定種別を指定することにより、エッジを抽出するためのエッジ検出領域が設定され、エッジ検出領域内のマスター画像からエッジを抽出して寸法値が測定される。そして、マスター画像から得られた寸法値を元にして、ユーザが、設計値や公差を入力することにより、測定設定データが得られる。このため、測定したい箇所が多数存在する場合に、これらの測定対象箇所ごとに設計値や公差を入力しなければならず、測定設定データの作成作業が極めて煩雑であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３００１２４号公報
【特許文献２】特開２００９−３００１２５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、測定設定データの作成作業を簡略化することができる測定設定データ作成装置、測定設定データ作成方法及び測定設定データ作成装置用のプログラムを提供することを目的とする。特に、ワークの寸法を測定するための測定設定データを容易に作成することができる測定設定データ作成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】
【０００７】
第１の本発明による測定設定データ作成装置は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成装置であって、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成手段とを備えて構成される。
【０００８】
この様な構成によれば、ワークを含む所定のマスター画像からエッジを抽出して測定対象箇所の寸法値を算出し、算出した寸法値に近い設計値からなる設計値情報を設計データから抽出して測定設定データが生成されるので、測定対象箇所ごとに設計値や公差を入力する手間を省くことができる。従って、測定しようとするワークを変更するごとに、設計値や公差を入力しなくても良いので、ワークの寸法を測定するための測定設定データを容易に作成することができる。
【０００９】
第２の本発明による測定設定データ作成装置は、上記構成に加え、上記設計値情報抽出手段が、上記設計データから２以上の設計値情報を抽出した場合に、指定された測定種別に基づいて、上記設計値情報の絞込みを行うように構成される。この様な構成によれば、マスター画像から得られた寸法値に設計値が近い複数の設計値情報が抽出された場合であっても、設計値や公差を測定設定データとして適切に設定することができる。
【００１０】
第３の本発明による測定設定データ作成装置は、上記構成に加え、上記設計値情報抽出手段が、指定された測定対象箇所と上記寸法線の端点との距離に基づいて、上記設計値情報の絞込みを行うように構成される。この様な構成によれば、マスター画像から得られた寸法値に設計値が近く、同じ測定種別の複数の設計値情報が抽出された場合であっても、設計値や公差を測定設定データとして適切に設定することができる。
【００１１】
第４の本発明による測定設定データ作成装置は、上記構成に加え、上記設計値情報抽出手段が、算出された寸法値に最も近い設計値からなる設計値情報を抽出するように構成される。
【００１２】
第５の本発明による測定設定データ作成装置は、上記構成に加え、上記設計データから抽出された２以上の上記設計値情報を設計値候補として表示する設計値候補表示手段と、上記設計値候補のいずれかを指定するための設計値候補指定手段とを備え、上記測定設定データ生成手段が、指定された設計値候補を上記設計値情報として含む上記測定設定データを生成するように構成される。この様な構成によれば、マスター画像から得られた寸法値に設計値が近い複数の設計値情報が抽出された場合に、ユーザに適切な設計値情報を選択させることができる。
【００１３】
第６の本発明による測定設定データ作成方法は、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成方法であって、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得ステップと、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定ステップと、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出ステップと、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出ステップと、指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成ステップとからなる。
【００１４】
第７の本発明による測定設定データ作成装置用のプログラムは、ワークを撮影したワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定設定データ作成装置用のプログラムであって、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手順と、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手順と、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手順と、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手順と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手順と、指定された上記測定対象箇所及び上記測定種別からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所に関連付けた上記設計値情報を含む測定設定データを生成する測定設定データ生成手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による測定設定データ作成装置、測定設定データ作成方法及び測定設定データ作成装置用のプログラムでは、ワークを含む所定のマスター画像からエッジを抽出して測定対象箇所の寸法値を算出し、算出した寸法値に近い設計値からなる設計値情報を設計データから抽出して測定設定データが生成されるので、測定対象箇所ごとに設計値や公差を入力する手間を省くことができる。従って、測定しようとするワークを変更するごとに、設計値や公差を入力しなくても良いので、ワークの寸法を測定するための測定設定データを容易に作成することができ、測定設定データの作成作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による測定設定データ作成装置１００の一構成例を示した斜視図である。
【図２】図１の測定設定データ作成装置１００における測定ユニット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の垂直面による切断面の様子が示されている。
【図３】図１の測定設定データ作成装置１００の動作の一例を示したフローチャートである。
【図４】従来の測定設定データ作成装置を用いた測定設定データの作成動作を示したフローチャートである。
【図５】図１の測定設定データ作成装置１００における寸法測定時の動作の一例を示したフローチャートである。
【図６】図１の測定設定データ作成装置１００を用いた測定設定データの作成動作の一例を示したフローチャートである。
【図７】図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、ワークＷを含むマスター画像Ａ１の一例が示されている。
【図８】図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、形状線１，２や寸法線３〜５を含むＣＡＤデータの一例が示されている。
【図９】図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、ＣＡＤデータから抽出された複数の設計値候補の表示例が示されている。
【図１０】図１の測定設定データ作成装置１００における制御ユニット２０の構成例を示したブロック図であり、制御ユニット２０内の機能構成の一例が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜測定設定データ作成装置＞
図１は、本発明の実施の形態による測定設定データ作成装置１００の一構成例を示した斜視図である。この測定設定データ作成装置１００は、可動ステージ１２上の検出エリア１３内に配置された複数のワークを異なる撮影倍率で撮影し、その撮影画像を解析して各ワークの寸法を自動測定する画像測定器であり、測定ユニット１０、制御ユニット２０、キーボード３１及びマウス３２からなる。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。
【００１８】
測定ユニット１０は、ワークに検出光を照射し、その透過光又は反射光を受光して撮影画像を生成する光学系ユニットであり、ディスプレイ１１、可動ステージ１２、ＸＹ位置調整つまみ１４ａ、Ｚ位置調整つまみ１４ｂ、電源スイッチ１５及び測定開始スイッチ１６が設けられている。
【００１９】
ディスプレイ１１は、撮影画像や測定結果を表示画面１１ａ上に表示する表示装置である。可動ステージ１２は、測定対象とするワークを載置するための載置台であり、検出光を透過させる検出エリア１３が設けられている。検出エリア１３は、透明ガラスからなる円形状の領域である。この可動ステージ１２は、検出光の光軸に平行なＺ軸方向と、光軸に垂直なＸＹの各軸方向とに移動させることができる。
【００２０】
ＸＹ位置調整つまみ１４ａは、可動ステージ１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるための操作部である。Ｚ位置調整つまみ１４ｂは、可動ステージ１２をＺ軸方向に移動させるための操作部である。電源スイッチ１５は、測定ユニット１０及び制御ユニット２０の電源をオンするための操作部であり、測定開始スイッチ１６は、ワークに対する測定を開始させるための操作部である。
【００２１】
制御ユニット２０は、測定ユニット１０による撮影や画面表示を制御し、撮影画像を解析してワークの寸法を測定する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。電源投入後、検出エリア１３内に複数のワークを適当に配置して測定開始スイッチ１６を操作すれば、各ワークについてその寸法が自動的に測定される。
【００２２】
＜測定ユニット＞
図２は、図１の測定設定データ作成装置１００における測定ユニット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を垂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、ＸＹ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。
【００２３】
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軸方向に移動させ、ワークのＺ軸方向の位置を調整するＺ位置調整手段である。ＸＹ駆動部４２は、制御ユニット２０からのＸＹ駆動信号に基づいて、可動ステージ１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、ワークのＸＹ平面内の位置を調整するＸＹ位置調整手段である。
【００２４】
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からなる。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。
【００２５】
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選択的に切り替えることができる。
【００２６】
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からなる光学系であり、透過照明ユニット５０からの透過光と、検出光のワークによる反射光とを受光して撮像素子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、当該可動ステージ１２の上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、当該撮像素子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、当該撮像素子４４に対向させて配置されている。
【００２７】
絞り板８３及び受光レンズ８４は、撮影倍率の低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、撮影倍率の高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、ワークの光軸方向（Ｚ軸方向）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。
【００２８】
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、低倍率画像を生成する低倍率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、高倍率画像を生成する高倍率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。
【００２９】
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。
【００３０】
この測定設定データ作成装置１００では、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、低倍率視野内に配置されたワークは、低倍率画像を解析して可動ステージ１２をＸＹ平面内で移動させることにより、高倍率視野内へ案内され、高倍率で撮影される。この測定設定データ作成装置１００では、低倍率視野及び高倍率視野が略同心であり、低倍率画像と高倍率画像とを同時に取得することができる。
【００３１】
＜測定設定データ作成装置の動作＞
図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０３は、図１の測定設定データ作成装置１００の動作の一例を示したフローチャートである。この測定設定データ作成装置１００では、その動作が３つのプロセス、すなわち、測定設定データの作成（ステップＳ１０１）、測定の実行（ステップＳ１０２）及び測定結果の表示（ステップＳ１０３）からなる。
【００３２】
測定設定データは、測定の実行に必要な情報であり、特徴量を示す特徴量情報、測定箇所や測定種別を示す情報、測定箇所ごとの設計値や公差を示す情報などからなる。特徴量情報は、ワーク画像を解析してワークの位置や姿勢を検出するための位置決め用の情報であり、マスターピースなどの基準物を撮影して取得したマスターデータに基づいて設定され、或いは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いて作成された設計データに基づいて設定される。なお、特徴量情報、測定箇所や測定種別を示す情報が高倍率画像に基づいて設定されたものである場合には、その旨を示す識別情報が測定設定データとして保持される。
【００３３】
測定設定データは、制御ユニット２０において作成される。測定処理は、この様な測定設定データに基づいて実行される。そして、測定結果の表示処理は、測定によって得られた寸法値などをディスプレイ１１上に表示することにより行われる。
【００３４】
図４のステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、従来の測定設定データ作成装置を用いた測定設定データの作成動作を示したフローチャートである。従来の測定設定データの作成処理は、以下に示す４つの処理手順からなる。まず、マスターデータの入力が行われる（ステップＳ２０１）。マスターデータの入力では、特徴量の設定や輪郭比較に用いるマスターデータが取得される。マスターデータは、マスターピースなどの所定の基準物を撮影した撮影画像、或いは、ＣＡＤにより作成されたＣＡＤデータやＣＡＤ画像からなる。ここでは、マスターデータとして、マスターピースを撮影して得られたマスター画像を用いた場合の例を説明する。
【００３５】
次に、特徴量の設定が行われる（ステップＳ２０２）。特徴量の設定ステップは、マスター画像を用いて、マスター画像全体から特徴量を抽出したり、ユーザにより特に特徴がある箇所として指定された範囲の中から特徴量を抽出するステップである。特徴量としては、例えば、画像のコントラストやエッジ強度、方向など、後述するワークの位置及び姿勢を検出可能なものであれば種々のものが利用できる。
【００３６】
次に、測定対象箇所及び測定種別の指定が行われる（ステップＳ２０３）。測定対象箇所及び測定種別の指定は、ディスプレイ１１上に表示されたマスター画像に対し、所望の測定対象箇所ごとにエッジ検出領域や測定種別を指定することにより行われる。
【００３７】
エッジ検出領域は、領域内の撮影画像について、輝度変化を解析してエッジを抽出するための領域である。測定種別の指定は、何を測定するかの測定方法を指定するものである。例えば、線分と線分の間の寸法、角度、円の直径など、測定の対象となる測定対象箇所の何をどの様な方法で測定するかを指定する。測定対象箇所及び測定種別の指定が完了すれば、マスター画像を用いて測定が実行される。すなわち、マスター画像について、エッジ抽出を行い、測定対象箇所ごとの寸法値が測定される。寸法値の測定結果は、例えば、マスター画像上に表示される。
【００３８】
次に、設計値及び公差の設定が行われる（ステップＳ２０４）。設計値及び公差の設定では、表示された測定対象箇所ごとの寸法値が必要に応じて変更され、設計値として設定される。また、設計値に関連付けて公差が設定される。この様にして作成された測定設定データは、制御ユニット２０内の記憶領域に書き込まれる。
【００３９】
＜寸法測定＞
図５のステップＳ３０１〜Ｓ３０６は、図１の測定設定データ作成装置１００における寸法測定時の動作の一例を示したフローチャートである。寸法測定は、以下に示す６つの処理手順からなる。まず、可動ステージ１２上に配置されたワークを撮影してワーク画像を取得し、測定設定データの特徴量情報に基づいてワーク画像を解析することにより、ワークの位置決めが行われる（ステップＳ３０１）。このワークの位置決めは、特徴量情報に基づくパターンマッチングなどの手法を用いて、ワーク画像内におけるワークの位置及び姿勢を検出することにより行われる。
【００４０】
次に、位置及び姿勢の検出結果と測定設定データに基づいて、測定箇所を特定し（ステップＳ３０２）、ワーク画像のエッジ抽出が行われる（ステップＳ３０３）。寸法測定は、抽出された測定箇所ごとのエッジ位置と、測定設定データの測定種別情報に基づいて、距離や角度を算出することにより行われる（ステップＳ３０４）。
【００４１】
次に、測定された寸法値と測定設定データの設計値との差分から誤差を求め、誤差を対応する公差と比較することにより（ステップＳ３０５）、測定箇所の良否判定やワークの良否判定が行われる（ステップＳ３０６）。
【００４２】
上述したように、測定設定データを生成するには、ユーザが測定の対象となる測定対象箇所や測定種別を指定するだけでなく、各測定対象箇所の設計値や公差をいちいち設定する必要があり、非常に手間がかかる。また、寸法測定装置を製造現場で使用する場合、ユーザは測定の対象となるワークを設計したときのデータであるＣＡＤデータを保有しているケースが多い。本実施の形態では、ＣＡＤデータから設計値や公差を抽出して測定設定データを生成するので、測定設定データを生成するためのユーザの手間を省くことができる。以下、設計データであるＣＡＤデータから測定設定データを生成するための構成を図６から図１０に基づいて説明する。
【００４３】
＜測定設定データの作成＞
図６のステップＳ４０１〜Ｓ４１３は、図１の測定設定データ作成装置１００を用いた測定設定データの作成動作の一例を示したフローチャートである。この測定設定データ作成装置１００では、ＰＣなどの外部機器において作成された設計データを外部機器から取得し、取得した設計データを用いて測定設定データが作成される。
【００４４】
設計データは、ＣＡＤなどを用いて作成され、ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報と、寸法線の位置情報と、寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報と、寸法種別を示す寸法種別情報を含む。
【００４５】
まず、測定設定データ作成装置１００は、設計データを取得し、次に、マスター画像を取得してマスター画像をディスプレイ１１上に表示する（ステップＳ４０１，Ｓ４０２）。ディスプレイ１１上に表示されたマスター画像に対し、ユーザによる所定の操作により、測定対象箇所及び測定種別が指定されれば、指定された測定対象箇所について、寸法測定を実行し、寸法値が算出される（ステップＳ４０３，Ｓ４０４）。具体的には、指定された測定対象箇所について、マスター画像からエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて測定対象箇所の寸法値が算出される。
【００４６】
なお、この例では、設計データを取得した後にマスター画像を取得する場合を説明しているが、設計データ及びマスター画像を取得する順序は任意である。すなわち、マスター画像を取得してから設計データを取得するような構成であっても良い。
【００４７】
次に、測定設定データ作成装置１００は、算出した寸法値に近い設計値及び公差からなる設計値情報を設計データから抽出する（ステップＳ４０５）。このとき、複数の設計値情報が抽出されれば、測定種別や測定位置に基づいて、設計値情報の絞込みが行われる（ステップＳ４０６，Ｓ４０７）。測定位置に基づく絞込みは、指定された測定対象箇所と寸法線の端点との距離に基づいて行われる。
【００４８】
なお、この例では、測定種別による絞込みの後に測定位置による絞込みを行う場合を説明しているが、これらの絞込みの順序は任意である。すなわち、測定位置による絞込みを行ってから測定種別による絞込みを行い、或いは、測定種別による絞込みと測定位置による絞込みとを同時に行うような構成であっても良い。
【００４９】
次に、測定設定データ作成装置１００は、測定種別及び測定位置に基づいて絞込みを行ってもなお複数の設計値情報が存在する場合に、これらの設計値情報を設計値候補としてディスプレイ１１上に表示する（ステップＳ４０８，Ｓ４０９）。そして、測定設定データ作成装置１００は、ユーザによる所定の操作により、設計値候補のいずれかが指定されれば、指定された設計値候補を測定設定データ用の設計値情報として、測定対象箇所に関連付けて記憶する（ステップＳ４１０，Ｓ４１１）。ステップＳ４０３からステップＳ４１１までの処理手順は、ユーザにより指定された全ての測定対象箇所について、設計値情報の関連付けが完了するまで繰り返され、その関連付けが完了すれば、測定対象箇所に関連付けた設計値情報からなる測定設定データが生成される（ステップＳ４１２，Ｓ４１３）。
【００５０】
＜マスター画像＞
図７は、図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、ワークＷを含むマスター画像Ａ１の一例が示されている。マスター画像Ａ１は、例えば、低倍率視野内に配置されたマスターピースを低倍率で撮影した撮影画像である。この図では、透過照明時に撮影されたマスター画像Ａ１が示されている。また、マスターピースは、測定対象とするワークと同形状で略同サイズの基準物であり、ここでは、薄い平板状の部材からなる。
【００５１】
このマスター画像Ａ１に対して、測定対象箇所及び測定種別が指定される。測定対象箇所及び測定種別の指定は、例えば、マスター画像Ａ１内のワークＷの輪郭付近に、エッジ抽出のためのエッジ検出領域Ａ２を設定し、さらに、そのエッジ検出領域Ａ２に対して測定種別を指定することにより行われる。エッジ検出領域Ａ２の設定及び測定種別の指定は、ユーザ操作に基づいて行われる。
【００５２】
或いは、ユーザがマスター画像Ａ１内のワークの輪郭付近を選択すれば、マスター画像Ａ１からエッジ点を抽出して幾何学図形をフィッティングさせることにより、測定種別を自動設定する機能を選択することもできる。
【００５３】
この様に、測定対象箇所や測定種別を指定するのに用いる画像としては、上記マスター画像Ａ１のように、マスターピースなどの基準物を撮影した実画像であっても良いし、ＣＡＤデータからワークの擬似画像を作成して用いても良い。
【００５４】
＜設計データ＞
図８は、図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、形状線１，２、寸法線３〜５、設計値６及び公差７を含むＣＡＤデータの一例が示されている。このＣＡＤデータは、ワークＷの設計データであり、ワークＷの輪郭形状を示す形状線１，２の位置情報と、寸法線３〜５の位置情報と、寸法線３〜５に関連付けられた設計値６及び公差７からなる設計値情報と、寸法種別を示す寸法種別情報により構成される。
【００５５】
形状線１は、ワークＷの外縁や内縁を示す外形線であり、形状線２は、ワークＷに設けられた小孔の周縁を示す外形線である。寸法線３〜５は、寸法が形状線１，２上のどの位置について何を測定したものであるのかを指し示すものである。
【００５６】
寸法線３，５は、寸法を記入するのに用いる線分であり、一端に矢印などの端末記号が配置される。寸法線４は、寸法を記入するために形状線から引き出される線分であり、寸法補助線と呼ばれることもある。
【００５７】
寸法種別には、長さ寸法、直径寸法、半径寸法、角度寸法、座標寸法、円弧寸法などがある。長さ寸法には、水平寸法、垂直寸法及び角度指定寸法がある。水平寸法は、図面上で水平方向の長さ（距離）を示す寸法であり、垂直寸法は、垂直方向の長さを示す寸法である。
【００５８】
この例では、寸法線３，４を用いて、形状線１における平行な２つの線分間の距離（設計値「１３．０」及び公差「＋０．１，−０．１」と、設計値「１０．０」及び公差「＋０．１，−０．１」）が水平寸法として記載されている。また、寸法線３，４を用いて、形状線１上の平行な２線分間の距離（設計値「１０．０」及び公差「＋０．１，−０．２」と、設計値「２７．０」及び公差「＋０．２，−０．２」）が垂直寸法として記載されている。
【００５９】
また、寸法線５を用いて、円形状の形状線２の直径（設計値「１０．０」及び公差「＋０．０５，−０．０５」）が直径寸法として記載されている。直径寸法の設計値「１０．０」には、記号「φ」が付されている。記号「φ」は、寸法種別が直径であることを示す。
【００６０】
測定設定データ作成装置１００は、ワークを含むマスター画像Ａ１に対して指定された測定対象箇所について、マスター画像Ａ１からエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法値を算出する。そして、算出した寸法値に近い設計値及び公差からなる設計値情報を設計データから抽出することにより、測定設定データが作成される。
【００６１】
＜設計値候補の表示＞
図９は、図１の測定設定データ作成装置１００における測定設定データの作成時の動作の一例を示した図であり、ＣＡＤデータから抽出された複数の設計値候補の表示例が示されている。ユーザがマスター画像Ａ１上で指定した測定対象箇所に関連付ける設計値及び公差からなる設計値情報は、マスター画像Ａ１からエッジを抽出して算出された寸法値Ａ３に基づいて抽出される。
【００６２】
具体的には、設計値が寸法値Ａ３に近い設計値情報がＣＡＤデータから抽出される。例えば、寸法値Ａ３及び設計値の差分を誤差とし、この誤差の大きさが所定の閾値以下となる設計値情報が抽出される。或いは、誤差が公差範囲内となる設計値情報が抽出される。
【００６３】
この例では、寸法値「９．９５」と設計値との間の誤差が公差範囲内となる３つの設計値情報、すなわち、水平寸法の設計値「１０．０」及び公差「＋０．１，−０．１」と、垂直寸法の設計値「１０．０」及び公差「＋０．１，−０．２」と、直径寸法の設計値「１０．０」及び公差「＋０．０５，−０．０５」が抽出されている。そして、これらの設計値情報は、設計値候補として、一覧表示されている。
【００６４】
この例のように複数の設計値情報が抽出された場合、設計値情報の絞込みが行われる。設計値情報の絞込みは、測定種別や測定位置に基づいて行われる。例えば、測定種別として、長さ寸法が指定されていれば、長さ寸法に係る設計値情報のみに絞り込まれ、直径寸法などの設計値情報は、測定対象箇所に関連付けるべき設計値情報から除外される。
【００６５】
測定位置に基づく設計値情報の絞込みは、まず、マスター画像Ａ１上のワークＷとＣＡＤデータ上の形状線１，２との位置合わせを行い、両者間の幾何学的情報を利用して行われる。例えば、マスター画像Ａ１上で指定された測定対象箇所及び測定種別が寸法種別の水平寸法に相当する場合に、寸法種別が水平寸法である設計値情報のみに絞り込まれる。或いは、測定対象箇所と寸法線の端点との距離に基づいて絞込みが行われる。
【００６６】
なお、マスター画像Ａ１及びＣＡＤデータ間の位置合わせは、パターンサーチなどのマッチング手法を利用して自動的に行っても良く、或いは、ＸＹ位置調整つまみ１４ａを操作して、可動ステージ１２上のワークＷを所定位置に移動させることにより手動で行うものであっても良い。
【００６７】
設計値候補を一覧表示する場合、設計値候補は、例えば、確度の高いものから順に配置される。具体的には、寸法値Ａ３及び設計値間の誤差の大きさ（絶対値）により確度を規定した場合、設計値候補が、一覧表中に誤差の小さいものから順に配置される。或いは、測定対象箇所と寸法線の端点との間の距離により確度を規定した場合には、設計値候補が、距離の短いものから順に配置される。
【００６８】
＜制御ユニット＞
図１０は、図１の測定設定データ作成装置１００における制御ユニット２０の構成例を示したブロック図であり、制御ユニット２０内の機能構成の一例が示されている。この制御ユニット２０は、設計データ取得部２１、設計データ記憶部２２、マスター画像記憶部２３、表示制御部２４、測定対象箇所指定部２５、エッジ抽出部２６、寸法値算出部２７、設計値情報抽出部２８、設計値候補表示部１０１、設計値候補指定部１０２、測定設定データ生成部１０３及び測定設定データ記憶部１０４により構成される。
【００６９】
設計データ取得部２１は、外部機器からＣＡＤデータを取得し、設計データ記憶部２２内に格納する。ＣＡＤデータは、ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報、並びに、寸法種別を示す寸法種別情報からなる。
【００７０】
マスター画像記憶部２３には、ワークＷを含むマスター画像Ａ１が格納される。表示制御部２４は、マスター画像Ａ１をディスプレイ１１上に表示するための画面データを生成し、測定ユニット１０へ出力する。
【００７１】
測定対象箇所指定部２５は、所定の操作入力に基づいて、マスター画像Ａ１に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定する。エッジ抽出部２６は、測定対象箇所指定部２５により指定された測定対象箇所について、マスター画像Ａ１からエッジを抽出する。寸法値算出部２７は、エッジ抽出部２６により抽出されたエッジに基づいて、測定対象箇所の寸法値を算出し、設計値情報抽出部２８へ出力する。
【００７２】
設計値情報抽出部２８は、寸法値算出部２７により算出された寸法値に近い設計値及び公差からなる設計値情報をＣＡＤデータから抽出する。具体的には、寸法値及び設計値の差分を誤差とし、この誤差の大きさが所定の閾値以下となる設計値情報が抽出される。或いは、誤差が公差範囲内となる設計値情報が抽出される。或いは、算出された寸法値に最も近い設計値からなる設計値情報を抽出させても良い。
【００７３】
設計値情報抽出部２８では、ＣＡＤデータから複数の設計値情報を抽出した場合に、測定対象箇所指定部２５により指定された測定種別に基づいて、設計値情報の絞込みが行われる。或いは、測定対象箇所指定部２５により指定された測定対象箇所と寸法線の端点との距離に基づいて、設計値情報の絞込みが行われる。
【００７４】
設計値候補表示部１０１は、設計値情報抽出部２８によりＣＡＤデータから抽出された複数の設計値情報を設計値候補として表示する。設計値候補指定部１０２は、所定の操作入力に基づいて、設計値候補のいずれかを指定する。
【００７５】
測定設定データ生成部１０３は、設計値情報抽出部２８により抽出され、設計値候補指定部１０２により指定された設計値情報を測定対象箇所に関連付け、測定対象箇所に関連付けた設計値情報と、測定対象箇所指定部２５により指定された測定対象箇所及び測定種別からなる測定対象箇所情報とから測定設定データを生成する。測定設定データ記憶部１０４には、測定設定データ生成部１０３により生成された測定設定データが格納される。
【００７６】
本実施の形態によれば、マスター画像Ａ１からエッジを抽出して測定対象箇所の寸法値Ａ３を算出し、算出した寸法値Ａ３に近い設計値及び公差からなる設計値情報をＣＡＤデータから抽出して測定設定データが生成されるので、測定対象箇所ごとに設計値や公差を入力する手間を省くことができる。従って、測定しようとするワークを変更するごとに、設計値や公差を入力しなくても良いので、ワークの寸法を測定するための測定設定データを容易に作成することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，２  形状線
３〜５  寸法線
６  設計値
７  公差
１０  測定ユニット
１１  ディスプレイ
１１ａ  表示画面
１２  可動ステージ
１３  検出エリア
１４ａ  ＸＹ位置調整つまみ
１４ｂ  Ｚ位置調整つまみ
１５  電源スイッチ
１６  測定開始スイッチ
２０  制御ユニット
２１  設計データ取得部
２２  設計データ記憶部
２３  マスター画像記憶部
２４  表示制御部
２５  測定対象箇所指定部
２６  エッジ抽出部
２７  寸法値算出部
２８  設計値情報抽出部
３１  キーボード
３２  マウス
４０  筐体
４１  Ｚ駆動部
４２  ＸＹ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
１００  測定設定データ作成装置
１０１  設計値候補表示部
１０２  設計値候補指定部
１０３  測定設定データ生成部
１０４  測定設定データ記憶部
Ａ１  マスター画像
Ａ２  エッジ検出領域
Ａ３  寸法値
【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】
2012037257.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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