(57)【要約】      （修正有）【課題】試料台より大きいワークを測定する事が可能な画像測定機及び画像測定システムを提供する。【解決手段】画像測定機は、ワークが載置される上部試料台１０９と、上部試料台１０９の下方に位置し、ワークを下方から撮像する上部撮像装置１０７とを備える。また、上部試料台１０９上のワークが載置される空間が、上部試料台１０９の上面に沿って外部に開放されている。【選択図】図２
2017049037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが載置される試料台と、
前記試料台の下方に位置し、前記ワークを下方から撮像する撮像装置と
を備え、
前記試料台上の前記ワークが載置される空間が前記試料台の上面に沿って外部に開放されている
ことを特徴とする画像測定機。
【請求項２】
前記試料台を覆うカバーを更に備え、
前記試料台と前記カバーとの間の空間が、前記試料台の上面に沿って外部に開放されている
ことを特徴とする請求項１記載の画像測定機。
【請求項３】
前記試料台を下方から支持する支持部を更に備え、
前記支持部の上面の高さは、前記試料台の上面の高さと一致している
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像測定機。
【請求項４】
前記試料台を下方から支持する支持部を更に備え、
前記試料台は、前記支持部の上面を覆っている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像測定機。
【請求項５】
前記撮像装置を収納するケースを更に備え、
前記ケースの上面には貫通孔が設けられ、この貫通孔の周辺部は、前記試料台を構成する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像測定機。
【請求項６】
前記撮像装置の焦点の位置は、前記ワークの下面に相当する高さに固定されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の画像測定機。
【請求項７】
ワークが載置される試料台と、
前記試料台の下方に位置し、前記ワークを下方から撮像する撮像装置と
を備え、
前記撮像装置の焦点の位置が、前記ワークの下面に相当する高さに固定されている
ことを特徴とする画像測定機。
【請求項８】
ワークが載置される試料台と、
前記試料台の下方に位置し、前記ワークを下方から撮像する撮像装置と
を備え、
前記試料台上の前記ワークが載置される空間が前記試料台の上面に沿って外部に開放されている
ことを特徴とする画像測定システム。
【請求項９】
ワークが載置される試料台と、
前記試料台の下方に位置し、前記ワークを下方から撮像する撮像装置と
を備え、
前記撮像装置の焦点の位置が、前記ワークの下面に相当する高さに固定されている
ことを特徴とする画像測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを撮像する事によってワークを測定する画像測定機及び画像測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークについて寸法測定や形状測定等を行う測定装置が知られている。このような測定装置としては、例えば、ワークを撮像して、このワークの画像を取得する画像測定機と、この画像を解析してワークの形状等を抽出し、ワークやその一部の位置や幅等を算出する演算装置とを備えた画像測定装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、画像測定装置を用いてワークを測定する場合、試料台より大きいワークを測定する事が出来ない場合があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、試料台より大きいワークを測定する事が可能な画像測定機及び画像測定システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施の形態に係る画像測定機は、ワークが載置される試料台と、この試料台の下方に位置し、ワークを下方から撮像する撮像装置とを備える。また、この画像測定機においては、試料台上のワークが載置される空間が、試料台の上面に沿って外部に開放されている。従って、例えば試料台よりも大きいワークを測定したい場合には、ワークをオーバーハングさせて試料台上に載置することにより、このような大きいワークについて測定を行う事が可能である。
【０００７】
このような画像測定機には、例えば、試料台を覆うカバーを更に設ける事も出来る。また、試料台とカバーとの間の空間は、試料台の上面に沿って外部に開放する事も出来る。
【０００８】
また、上述のような画像測定機には、例えば、上記試料台を下方から支持する支持部を更に設ける事も出来る。例えば、この支持部の上面の高さは、試料台の上面の高さと一致させる事も出来る。また、上記試料台は、支持部の上面を覆う事も出来る。また、上述のような画像測定機には、例えば、上記撮像装置を収納するケースを設ける事も出来る。また、このケースの上面には貫通孔を設ける事も出来る。また、この貫通孔の周辺部を、上記試料台とする事も出来る。
【０００９】
また、上述のような画像測定機において、上記撮像装置の焦点の位置は、ワークの下面に相当する高さに固定する事も出来る。
【００１０】
本発明の他の実施の形態に係る画像測定機は、ワークが載置される試料台と、この試料台の下方に位置し、ワークを下方から撮像する撮像装置とを備える。また、この撮像装置の焦点の位置は、ワークの下面に相当する高さに固定されている。
【００１１】
本発明の一の実施の形態に係る画像測定システムは、ワークが載置される試料台と、この試料台の下方に位置し、ワークを下方から撮像する撮像装置とを備える。また、この画像測定システムにおいては、試料台上のワークが載置される空間が、試料台の上面に沿って外部に開放されている。
【００１２】
本発明の他の実施の形態に係る画像測定システムは、ワークが載置される試料台と、この試料台の下方に位置し、ワークを下方から撮像する撮像装置とを備える。また、この撮像装置の焦点の位置は、ワークの下面に相当する高さに固定されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試料台より大きいワークを測定する事が可能な画像測定機を提供する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像測定装置の全体図である。
【図２】同実施の形態に係る画像測定機１００の概略的な断面図である。
【図３】同画像測定機１００について説明するための概略的な断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る画像測定機２００の概略的な断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像測定機２１０の概略的な断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る画像測定システムの様子を示す概略的な斜視図である。
【図７】同実施の形態に係る画像測定機２２０の概略的な断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る画像測定機２４０の概略的な断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る画像測定システムの様子を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像測定装置の構成について説明する。
【００１６】
図１に示す通り、本実施の形態に係る画像測定装置は、画像測定機１００と、この画像測定機１００と接続されたコンピュータ（以下、「ＰＣ」と呼ぶ。）１５０とを備えている。図２に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機１００は、下部試料台１０２及び上部試料台１０９を備えており、下部試料台１０２に設置されたワークを下部撮像装置１０６によって上方から撮像する機構と、上部試料台１０９に設置されたワークを上部撮像装置１０７によって下方から撮像する機構とを備えている。
【００１７】
即ち、図２に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機１００は、除振台１０１と、この除振台１０１上に設けられた下部試料台１０２とを備えている。また、画像測定機１００は、下部試料台１０２のＸ方向側面からＺ方向に延びる一対のアーム支持体１０３と、これら一対のアーム支持体１０３によって支持され、Ｘ方向に延びるＸ軸ガイド１０４と、このＸ軸ガイド１０４によって支持される撮像ユニット１０５とを備えている。また、画像測定機１００は、除振台１０１から上方に延び、各構成を収納するケース１０８と、このケース１０８によって支持される上部試料台１０９とを備えている。また、画像測定機１００は、上部試料台１０９を覆うカバー１１０と、このカバー１１０に、上部試料台１０９と対向するように設けられたバックライト１１１とを備えている。
【００１８】
画像測定機１００は、撮像ユニット１０５をＸＹ平面内において自由に駆動する機構を備えている。例えば、一対のアーム支持体１０３は、Ｙ方向に駆動可能に構成されている。また、撮像ユニット１０５は、Ｘ軸ガイド１０４に沿ってＸ方向に駆動可能に構成されている。尚、撮像ユニット１０５の駆動機構は適宜変更可能である。
【００１９】
撮像ユニット１０５は、下部試料台１０２を上方から撮像する下部撮像装置１０６と、上部試料台１０９を下方から撮像する上部撮像装置１０７とを備えている。これら下部撮像装置１０６及び上部撮像装置１０７は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等種々のカメラによって構成可能である。また、下部撮像装置１０６は、Ｚ軸方向に沿ってその焦点位置を調整可能に構成されている。これに対し、上部撮像装置１０７の焦点位置は、上部試料台１０９の上面１０９ａに固定されている。尚、撮像ユニット１０５には、落射照明装置やリング照明装置等の照明装置を設ける事も出来る。
【００２０】
ケース１０８は、略直方体状に形成されており、その下端において除振台１０１と接続されている。また、ケース１０８の上面には開口１０８ａが設けられており、この開口１０８ａを覆う様に上部試料台１０９が設けられている。また、ケース１０８の上面１０８ｂの高さは、上部試料台１０９の上面１０９ａの高さと略一致しており、ケース１０８の上面１０８ｂと上部試料台１０９の上面１０９ａによって略平坦な面が構成されている。尚、ケース１０８の側面には、ケース１０８内にワークを搬入するための搬入口１０８ｃが設けられている。
【００２１】
上部試料台１０９は、ガラス等、透明又は半透明なセラミックや樹脂等から形成されている。また、上部試料台１０９の上面１０９ａは、カバー１１０及びバックライト１１１を除いて、上述した各構成の中で最も高い位置に設けられている。尚、例えばケース１０８が透明な材料から形成されている場合等には、ケース１０８の上面の一部を上部試料台１０９とすることも考えられる。
【００２２】
カバー１１０は、上部試料台１０９を上方から覆う本体１１０ａと、この本体１１０ａを回動可能にケース１０８に接続する接続部１１０ｂと、ケース１０８に当接することによって本体１１０ａの位置決めを行う当接部１１０ｃとを備える。尚、図２に示す通り、カバー１１０を上部試料台１０９にかぶせた状態において、上部試料台１０９とカバー１１０との間の空間は、試料台１０９の上面１０９ａに沿って外部に開放されている（外部と連通している）。尚、当接部１１０ｃは、省略する事も可能である。更に、カバー１１０及びバックライト１１１を省略する事も可能である。
【００２３】
ＰＣ１５０は、演算装置１５１と、この演算装置１５１に接続された表示装置１５２及び入力装置１５３、並びに、ジョイスティック１５４を備えている。演算装置１５１は、内部にＣＰＵやハードディスク等の記憶装置を備えており、下部撮像装置１０６や上部撮像装置１０７によって撮像された画像に基づいて測定対象の位置や形状等を測定する。表示装置１５２は、例えば、ディスプレイやプロジェクタ等である。入力装置１５３は、例えばマウスやキーボード等であり、例えば、タッチパネル等を採用する事も可能である。また、ジョイスティック１５４は、例えばアーム支持体１０３のＹ方向における位置や、撮像ユニット１０５のＸ方向における位置等を調整する場合に用いる。
【００２４】
ここで、本実施の形態に係る画像測定機１００は、下部試料台１０２及び上部試料台１０９を備えており、下部試料台１０２に設置されたワークを下部撮像装置１０６によって上方から撮像する機構と、上部試料台１０９に設置されたワークを上部撮像装置１０７によって下方から撮像する機構とを備えている。従って、必要とされる態様に応じて、柔軟に寸法測定や形状測定等の測定を行う事が可能となる。例えば、迅速な測定を行う場合には上部試料台１０９を使用し、フォーカス位置の調整等を行うことなく画像測定を行う事が考えられる。また、高さについての情報が必要な場合等には下部試料台１０２を使用する事が考えられる。更に、ワークの向きを変更する事が難しい場合等にも、ワークを上方及び下方から好適に測定する事が可能である。
【００２５】
また、本実施の形態に係る画像測定機１００は、ワークが載置される上部試料台１０９と、この上部試料台１０９の下方に位置し、ワークを下方から撮像する上部撮像装置１０７とを備えている。また、上部試料台１０９のワークが載置される空間が、上部試料台１０９の上面１０９ａに沿って外部に開放されている。従って、例えば、図３に示す通り、ケース１０８よりも大きいワーク１６０を測定したい場合であっても、ワーク１６０をオーバーハングさせて上部試料台１０９上に載置することにより、このような大きいワーク１６０であっても柔軟に測定を行う事が可能である。
【００２６】
また、本実施の形態に係る画像測定機１００は、ワークが載置される上部試料台１０９と、この上部試料台１０９の下方に位置し、ワークを下方から撮像する上部撮像装置１０７とを備えている。また、上部撮像装置１０７の焦点の位置が、上部試料台１０９の上面１０９ａの高さに固定されている。このような態様においては、上部撮像装置１０７によって撮像されるワークの下面の位置を、上部試料台１０９の上面１０９ａに固定する事が可能である。従って、画像測定機１００を製造する段階で上部撮像装置１０７の焦点の位置を上部試料台１０９の上面１０９ａの高さに固定することにより、上部撮像装置１０７をＺ方向に駆動する機構を省略して、画像測定機１００の部品点数を削減する事が可能である。また、上部撮像装置１０７の焦点の位置を調整する必要が無いため、迅速かつ正確な測定を行う事が可能である。
【００２７】
また、本実施の形態に係る画像測定機１００においては、ケース１０８の上面１０８ｂの高さが上部試料台１０９の上面１０９ａの高さと略一致しており、ケース１０８の上面１０８ｂと上部試料台１０９の上面１０９ａによって略平坦な面が構成されている。従って、ワーク１６０の下面の位置を好適に上部試料台１０９の上面１０９ａの高さに一致させることが可能である。
【００２８】
［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像測定機２００の構成について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
図４に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機２００は、第１の実施の形態に係る画像測定機１００とほぼ同様に構成されているが、ケース２０８及び上部試料台２０９の構成が異なっている。ケース２０８及び上部試料台２０９は、第１の実施の形態に係るケース１０８及び上部試料台１０９とほぼ同様に構成されているが、上部試料台２０９がケース２０８の上面を全て覆っている点において、第１の実施の形態と異なっている。
【００３０】
本実施の形態においては、上部試料台２０９がケース２０８の上面を全て覆っており、第１の実施の形態と比較して、上部試料台２０９の上面を容易に平坦にする事が可能である。従って、ワークの下面の位置を好適に上部試料台２０９の上面の高さに一致させることが可能である。
【００３１】
［第３の実施の形態］
次に、図５を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る画像測定機２１０の構成について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
図５に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機２１０は、第１の実施の形態に係る画像測定機１００とほぼ同様に構成されているが、ケース２１８の構成及び上部試料台の態様が異なっている。即ち、本実施の形態に係るケース２１８は第１の実施の形態に係るケース１０８とほぼ同様に構成されているが、ケース２１８の上面２１８ｂは上部試料台を構成しており、上部撮像装置１０７の焦点の位置は、ケース２１８の上面２１８ｂの高さと一致している。
【００３３】
本実施の形態においては、ケース２１８の上面２１８ｂが上部試料台を構成している。従って、第１の実施の形態と比較して、部品点数を削減する事が可能である。また、上部試料台の歪み、撓み、変形等の影響を無視する事が可能である。
【００３４】
［第４の実施の形態］
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る画像測定システムについて説明する。尚、以下の説明において、第３の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
図６に示す通り、本実施の形態に係る画像測定システムは、製造ラインにおいて完成又は未完成の製品や部品等に画像測定を行うインライン画像測定システムである。例えば、図６に例示する製造ラインにおいては、シート２２９を巻き取ることによって所定の方向に徐々に移動させ、このシート２２９の上下面に製造処理装置３００によって製品下部２３０（図７参照）や製品上部２３１を形成する。また、シート２２９の下面に形成された製品下部２３０は、画像測定機２２０によって測定される。
【００３６】
図７に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機２２０は、第３の実施の形態に係る画像測定機２１０とほぼ同様に構成されているが、下部試料台１０２を備えていない。また、撮像ユニット２２５は、第３の実施の形態に係る撮像ユニット１０５とほぼ同様に構成されているが、下部撮像装置１０６を備えていない。また、画像測定機２２０は、カバー１１０及びバックライト１１１を備えていない。
【００３７】
また、本実施の形態に係る上部撮像装置１０７の焦点の位置は、ケース２１８の上面２１８ｂの高さ（シート２２９の下面の高さ）に固定する事も出来るし、製品下部２３０の下面の高さに固定する事も出来る。更に、製品下部２３０の厚みが充分小さい場合、上部撮像装置１０７の焦点の位置は、ケース２１８の上面２１８ｂ及び製品下部２３０の下面の双方の高さと一致するように固定する事も出来る。尚、このような場合には、上部撮像装置１０７の対物レンズとして、焦点深度の大きいものを採用する事も出来る。
【００３８】
［第５の実施の形態］
次に、図８を参照して、本発明の第５の実施の形態に係る画像測定システムについて説明する。尚、以下の説明において、第４の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
図８に示す通り、本実施の形態に係る画像測定機２４０は、第４の実施の形態に係る画像測定機２２０とほぼ同様に構成されているが、製品２３１を、下方からだけでなく上方からも撮像する機構を有している点において異なっている。即ち、本実施の形態に係る画像測定機２４０は、カバー２１８のＸ方向側面からＺ方向に延びる一対のアーム支持体２４３と、これら一対のアーム支持体２４３によって支持され、Ｘ方向に延びるＸ軸ガイド２４４と、このＸ軸ガイド２４４によって支持される撮像ユニット２４５とを備えている。
【００４０】
画像測定機２４０は、撮像ユニット２４５をＸＹ平面内において自由に駆動する機構を備えている。例えば、一対のアーム支持体２４３は、Ｙ方向に駆動可能に構成されている。また、撮像ユニット２４５は、Ｘ軸ガイド２４４に沿ってＸ方向に駆動可能に構成されている。尚、撮像ユニット２４５の駆動機構は適宜変更可能である。また、撮像ユニット２４５は、撮像ユニット２２５とは独立して駆動可能に構成されている。
【００４１】
撮像ユニット２４５は、製品２３１を上方から撮像する撮像装置２４７を備えている。この撮像装置２４７は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等種々のカメラによって構成可能である。また、撮像装置２４７は、Ｚ軸方向に沿ってその焦点位置を調整可能に構成されている。尚、撮像ユニット２４５には、落射照明装置やリング照明装置等の照明装置を設ける事も出来る。
【００４２】
［第６の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る画像測定システムについて説明する。尚、以下の説明において、第４の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４３】
図９に示す通り、本実施の形態に係る画像測定システムは、基本的には第４の実施の形態に係る画像測定システムと同様に構成されているが、本実施の形態に係る画像測定システムは、第４の実施の形態とは異なる態様に係る製造ラインに適用されている。即ち、本実施の形態に係る画像測定システムにおいては、搬送装置１７０によって複数の試料台２５９を所定の方向に徐々に搬送し、この試料台２５９上に製造処理装置３００によって製品１６５を形成する。搬送装置は、例えば、ベルトコンベアやローラ等である。また、試料台２５９上に形成された製品１６５は、画像測定機２５０によって測定される。
【００４４】
本実施の形態に係る画像測定機２５０は、第４の実施の形態に係る画像測定機２２０とほぼ同様に構成されているが、第４の実施の形態と異なり、搬送装置１７０によって搬送される試料台２５９上の製品１６５に測定を行う。従って、上部撮像装置１０７の焦点の位置は、試料台２５９の上面の高さに固定する事も出来る。また、試料台２５９は、一部又は全部が透明又は半透明な材料な材料から形成する事も出来るし、穴をあける事も出来る。
【符号の説明】
【００４５】
１００…画像測定機、１０１…除振台、１０２…下部試料台、１０３…アーム支持体、１０４…Ｘ軸ガイド、１０５…撮像ユニット、１０６…下部撮像装置、１０７…上部撮像装置、１０８…ケース、１０９…上部試料台、１１０…カバー、１１１…バックライト、１５０…コンピュータ（ＰＣ）、１６０…ワーク。
【図１】
2017049037.tif 000003
【図２】
2017049037.tif 000004
【図３】
2017049037.tif 000005
【図４】
2017049037.tif 000006
【図５】
2017049037.tif 000007
【図６】
2017049037.tif 000008
【図７】
2017049037.tif 000009
【図８】
2017049037.tif 000010
【図９】
2017049037.tif 000011