変位センサ
【課題】変位センサにおいて、撮像して得られたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく計測処理を実行する際の設定作業を簡易化する。
【解決手段】撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として画像ティーチングを実行し、計測処理として、基準位置の指定を含めた計測処理の候補である計測アイテムを表示して選択を受け付け設定するとともに、１の計測対象領域となる切り取り領域の指定を受け付けて、設定された計測処理および基準位置の情報に基づいて、計測対象領域中に、計測に用いる局所領域あるいは特徴点からなる測定点を自動設定する。
【解決手段】撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として画像ティーチングを実行し、計測処理として、基準位置の指定を含めた計測処理の候補である計測アイテムを表示して選択を受け付け設定するとともに、１の計測対象領域となる切り取り領域の指定を受け付けて、設定された計測処理および基準位置の情報に基づいて、計測対象領域中に、計測に用いる局所領域あるいは特徴点からなる測定点を自動設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光切断法を利用して物体の変位を計測する変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な計測対象物体の変位、長さ、角度などを計測するためのセンサ装置が知られている。例えば、従来の変位センサは、レーザダイオードなどの投光素子を駆動することにより計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、投光部から発せられたのち計測対象物体を反射して到来するスリット光を受光する受光部と、計測対象物体までの距離を算出する演算手段と、演算手段にて算出された計測対象物体までの距離を出力する出力手段とを具備してなる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許３５９９２３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの変位センサによれば、計測対象物体上のラインビームが照射された断面輪郭形状の測定が可能である。この変位センサを用いれば、生産ラインにおいて製品が規格範囲内の形状に納まっているかどうかの検査を行うことが可能である。
一般に製品検査を行う場合には、検査対象となる製品の形状全体と良品の形状全体とを比較して判定することは処理に必要となるハードウェアや処理時間の観点から稀であり、形状の上で重要となるポイントの位置や高さ、間隔の計測によって行われる。例えば、段差の高さ、深さを計測する場合であれば、断面輪郭形状の中から段差算出に用いる段面を含む領域をユーザが個々に設定することにより行っていた。段差の代わりに、トップ、ボトム計測であっても、断面輪郭形状のうちのどの位置を基準として、どの部分までの高さ、深さを計測するかを領域等で設定することにより行われていた。計測対象物体上の段差エッジ位置を計測する場合には、その位置を含む領域を設定することにより行われていた。
【０００５】
しかしながら、従来の変位センサによれば、複数の局所領域または特徴点に基づく計測処理を実行する際には、ユーザが測りたい場所を都度領域指定し、設定することにより行われていた。そのため、設定操作が分かりづらく、設定作業も面倒であった。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点に着目して成されたものであり、その目的とするところは、簡易な操作で自動的に所望の計測のための設定を行うことができる変位センサを提供することにある。
【０００７】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の変位センサは、計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、ラインビームが照射された計測対象物体表面の高さに応じてラインビーム像位置が変化して見える角度から撮影する撮像部と、撮像部から得られたラインビーム像を含む撮像画像に基づいて、計測対象物体表面上のラインビームに沿う方向に対する高さの分布を取得し、得られたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行するとともに、当該計測処理の内容を設定するための設定処理を実行する処理部と、撮像画像と設定を行うための画面とを表示する表示部と、設定を行うための入力を受け付ける入力部と、計測処理の結果を出力する出力部と、を具備し、処理部は、設定処理として、撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として設定し、設定対象画像に対する計測処理として、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に上方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と相対的に下方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示し、あるいは、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に左方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と右方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けることにより、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定し、計測処理の対象となる１の計測処理対象領域を設定対象画像内に設定し、１の計測処理対象領域内に含まれるラインビーム像に対して、設定された計測処理を行うために必要となる局所領域または特徴点を、基準線もしくは基準点の情報に応じて自動設定する。
【０００９】
ここで、複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理には、複数の局所領域または特徴点間の演算処理や、複数の局所領域または特徴点から所定の局所領域または特徴点の抽出処理を含む。
特徴点には、最上点（ピーク点）、最下点（ボトム点）、平均点、中心点、エッジの代表点を含む。
【００１０】
基準となる相対的に上方に位置する線もしくは点は、凸段差の上段を示す横線やその横線の平均点、中心点、上段の最上点、凹段差の上段の横線や各横線の平均点、中心点や最上点、左右の横線の最上点を含む。基準となる相対的に下方に位置する線もしくは点は、凸段差の下段を示す横線やその横線の平均点、中心点、最下点、左右の横線の最下点、凹段差のくぼみである下段の横線や横線の平均点、中心点や最下点を含む。
【００１１】
好ましくは、処理部は、計測処理対象領域の設定処理として、設定対象画像を表示部に表示すると共に、計測処理対象領域の候補領域を設定対象画像に重ねて表示し、入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する。
【００１２】
また、好ましくは、設定された計測処理に用いる局所領域または計測処理に用いる特徴点を自動設定した後、設定対象画像に重ねて局所領域または特徴点の表示を行う。
さらには、局所領域または特徴点を表示した後、入力部を通じて当該局所領域の範囲の変更または当該特徴点の算出に用いるパラメータの設定の変更を受け付けて、変更入力があった場合には、変更後の局所領域もしくは変更後のパラメータにより算出された特徴点を表示し、前記入力部を通じて局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを確定する指示入力を受け付けて、そのときの局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを計測処理に用いる局所領域もしくは特徴点算出のためのパラメータとして設定する。
【００１３】
局所領域の算出に用いるパラメータには、局所領域の上下左右の端部位置情報を含む。特徴点の算出に用いるパラメータには、エッジ点を求めるための高さ方向に関するエッジ閾値や、計測処理対象領域内の上部と下部とを区別する２値化閾値を含む。
【００１４】
好ましくは、処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測と、基準高さに対するボトム深さ計測とを同時に表示する。あるいは、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測と基準高さに対する下段までの段差の深さ計測を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける。あるいは、左側段差のエッジ位置計測と右側段差のエッジ位置計測、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測と凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける。
【００１５】
さらに、処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測に対しては、下方に存在する基準線上に凸形状記載したアイコンを表示し、基準高さに対するボトム深さ計測に対しては、上方に存在する基準線下に凸形状記載したアイコンを表示する。あるいは、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測に対しては、上方に存在する線と当該線の左右かつ下方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示し、基準高さに対する下段までの段差の深さ計測に対しては、下方に存在する線と当該線の左右かつ上方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示する。あるいは、左側のエッジ計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番左側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示し、右側段差のエッジ位置計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番右側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示する。あるいは、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測に対しては、凸形状と上段の線の左エッジと右側のエッジの位置を示すアイコンを表示し、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測に対しては、凹形状の左側上段の右側のエッジ位置と右側上段の左側のエッジを示すアイコンを表示する。
【００１６】
好ましくは、アイコンを表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けて、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定した後に、計測処理対象領域の設定処理として、設定対象画像を表示部に表示すると共に、計測処理対象領域の候補領域を設定対象画像に重ねて表示し、入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像されたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行する際に、１の計測処理対象領域を設定するだけで、その計測処理対象領域内に自動的に局所領域または特徴点の設定が行うことができるので、設定作業が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明のセンサ装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を示すものに過ぎず、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲の記載によってのみ規定されるものである。
【００１９】
本実施形態の変位センサは、制御盤などへのコンパクトな収容を可能とするために、また狭小な計測環境への据え付けを容易とするために、信号処理部とセンサヘッド部とを分離させてなる所謂アンプ分離型の変位センサである。
【００２０】
本実施形態の変位センサの信号処理部１およびセンサヘッド部２の外観斜視図が図１に示されている。信号処理部１の外殻ケース１０は、やや細長い直方体形状の形態を有している。外殻ケース１０の前面からは、図示されていないが外部接続コードが引き出されている。この外部接続コードには、外部入力線、外部出力線、電源線等が含まれている。外部入力線は例えば上位装置としてのＰＬＣ等から信号処理部１に対して各種の指令を外部から与えるためのものであり、外部出力線は信号処理部１の内部で生成されたスイッチング出力やアナログ出力などをＰＬＣ等へ出力するためのものであり、電源線は信号処理部の内部回路に対する電源を供給するためのものである。また、外殻ケース１０の前面には、図示されていないがＵＳＢコネクタと、ＲＳ-２３２Ｃコネクタとが設けられている。
【００２１】
外殻ケース１０の上面には開閉可能な操作部蓋１４が設けられている。この操作部蓋１４の下には、信号処理部１における各種の指令操作などを行うための操作部が設けられている。また、外殻ケース１０の上面には、センサヘッド部２により取得された計測対象画像情報や計測結果、計測値、設定画面等の表示を行うための表示部１５が配置されている。
【００２２】
外殻ケース１０の左右側面には、信号処理部間コネクタ蓋１６が設けられている。この信号処理部間コネクタ蓋１６の内部には、他の信号処理部１を接続するための信号処理部間コネクタ（中継コネクタ３）が設けられている。複数の信号処理部１は、ＤＩＮレールを介して隣接結合状態で１列に連装可能とされる。信号処理部１の外殻ケース１０の後面には、センサヘッド部接続用コネクタ１７が設けられている。信号処理部１はこのセンサヘッド部接続用コネクタ１７を介して後述するセンサヘッド部２に接続されている。
【００２３】
センサヘッド部２は、センサヘッド部接続用コネクタ１７に対応する信号処理部接続用コネクタ２７と、ケーブル２１と、センサヘッド本体部２０とを具備してなる。
【００２４】
図２に示すように、本体部２０に内蔵された投光素子（レーザダイオード）から出射されるパルス状レーザ光（パルス光）が、図示しない投光レンズを通して、計測対象物体５の表面にスリット光Ｌ１として照射される。これにより、計測対象物体５の表面にはスリット光の照射光像ＬＭが形成される。計測対象物体５で反射したスリット光の反射光Ｌ２はセンサヘッド部２内の図示しない受光レンズを通して２次元撮像素子（フォトダイオードアレイ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ撮像素子等）へと入射される。すなわち、計測対象物体５の表面を、２次元撮像素子により異なる角度から撮影することにより、スリット光の照射光像ＬＭを含む映像信号を取得する。そして、この映像信号に基づいて、所定の特徴量が抽出されて、目的とする変位量（この例ではセンサヘッド部２と計測対象物体５との距離）のＬＭに沿った分布が求められる。
【００２５】
変位センサの信号処理部１の電気的ハードウェア構成の全体を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、信号処理部１は、制御部１０１と、記憶部１０２と、表示部１０３と、センサヘッド部との通信部１０４と、外部機器との通信部１０５と、キー入力部１０６と、外部入力部１０７と、出力部１０８と、電源部１０９とを備えている。
【００２６】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とにより構成され、信号処理部１全体の統括制御を担う。この制御部１０１は、後述する各種機能を実現すると共に、受光信号を所定の閾値を基準として二値化した後、これを出力データとして、出力部１０８から外部へと送出する。
【００２７】
記憶部１０２は、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１０２ａと、表示部１０３に表示される画像データを記憶する画像メモリ１０２ｂとを備えている。
【００２８】
表示部１０３は、閾値や計測対象物体までの距離等に係る各種数値等が表示される液晶表示部１０３ａと、目的とする出力であるオン／オフ状態等を示す表示灯ＬＥＤ１０３ｂとを備えている。
【００２９】
通信部１０４は、センサヘッド部２との通信を担うものである。
【００３０】
外部通信部１０５は、外部のパソコン（ＰＣ）１１０に接続するためのＵＳＢ通信部１０５ａと、コマンドやプログラムデータの送受信などに使用されるシリアル通信部１０５ｂと、所定のプロトコル並びに送受信フォーマットに従って、左右の隣接する他の信号処理部との間でデータ通信を行う信号処理部間通信部１０５ｃとを備えている。
【００３１】
キー入力部１０６は、図示しない各種設定のためのスイッチや操作ボタン等で構成される。外部入力部１０７は例えばＰＬＣ等の上位装置からの信号処理部１に対して各種の指令を受信するためのものである。出力部１０８は、目的とするオン／オフ出力をＰＬＣ等の上位装置に出力するために使用される。電源部１０９は、制御部１０１並びに外部のハードウェア回路に対し電源を供給するものである。
【００３２】
センサヘッド部２の電気的ハードウェア構成を示すブロック図が図４に示されている。同図に示されるように、センサヘッド部２は、制御部２０１と、計測対象物体５へと向けてスリット光を照射するための投光部２０２と、計測対象物体５により反射されて到来するスリット光を受光する受光部２０３と、表示灯ＬＥＤ２０４と、記憶部２０５と、通信部２０６とを備えている。
【００３３】
制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＰＬＤ（Programmable Logic Device）とにより構成され、センサヘッド部の各構成要素２０２〜２０６を統括制御するとともに、受光信号を受光部２０３から取り出し、信号処理部１に送り出す処理を担うものである。
【００３４】
投光部２０２は、この例では投光素子としてのレーザダイオードと投光回路とを備え、計測対象領域へ向けてスリット光を照射する。受光部２０３は、スリット光の反射光を受光する２次元撮像素子（フォトダイオードアレイ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ撮像素子等）と、制御部２０１からのタイミング制御信号に同期して、２次元撮像素子から得られる受光信号を増幅して制御部２０１に出力する受光信号処理部とを有してなる。表示灯ＬＥＤ２０４は、センサヘッド部２の各種動作状態に対応して点消灯する。
【００３５】
記憶部２０５は、例えば不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）から構成され、この例では、センサヘッド部２を同定するためのＩＤ（識別情報）等が記録される。通信部２０６は、制御部２０１の命令に従って、信号処理部１との通信を担うものである。
【００３６】
本実施形態のセンサヘッド部２は、上述のような回路構成とされ、信号処理部１の指令に応じて適宜の投受光処理を行う。
【００３７】
センサヘッド部２の光学系の断面の構成が図５に示されている。同図において、レーザダイオードから発せられたレーザビームはスリットを通して断面線状の光線（スリット光）に成形された後、投光レンズを介して計測対象物体の表面にラインビームとして照射される。なお、図５では断面図を示しているので、図中、断面内においてレーザービームは収束光として絞られて計測対象物体へ照射される図として示しているが、断面に垂直な方向に関しては広がった光束となっており、スリット光として計測対象物体へ照射されている。一方、このラインビームの照射により生じた切断光の照射光像は、所定の角度から受光レンズを介して２次元撮像素子（ここでは２次元ＣＣＤ）で撮影される。よく知られているように、２次元ＣＣＤの撮影角度は、計測対象物体の高さ変化に対応して、光像のＣＣＤ上への結像位置が変化するように位置決めされている。このように、三角測量の原理に基づいて断面内に垂直な方向に沿うラインビーム像の各位置毎に高さが計測されるものである。
【００３８】
例えば、溝の計測について図６を参照して説明する。同図（ａ）に示されるように、表面にＶ字溝を有する物体の表面をセンサヘッド部で撮影すると、同図（ｂ）に示されるように物体表面には傷の深さに応じた大きなＶ字波形輝線となるラインビーム像が表れる。それに対応して撮像素子の受光面上のラインビーム像として、同図（ｃ）に示されるような像が得られることになる。同図（ｃ）においては、上下方向の位置が、照射されたラインビームのラインに沿う方向の位置に対応しており、左右方向の位置における物体表面の高さに対応している。物体表面の高さが変化すると撮像素子の受光面上で左右方向（変位方向）に像が移動することになる。この像から、各ラインビームが照射されている物体表面上の位置毎の高さを算出すれば溝の断面形状の測定が可能となる。また、図中、左右方向の最も左側に存在する像の高さが溝のボトムに対応するので、他の像の高さとの差を求めることで溝の深さを計測値として得ることができる。
【００３９】
図７は、信号処理部１の操作部蓋１４を開けた状態を示す図である。センサヘッド部２０からレーザビームが照射されているときに点灯するＬＤＯＮ表示灯７０１、設定したオフセット値を差し引いて演算を行うゼロリセット機能が有効な場合に点灯するＺＥＲＯ表示灯７０２、計測可能な状態であることを示すＥＮＡＢＬＥ表示灯が外殻ケース１０の上面の上側に並べられている。左側に並べられた表示灯７０４は、計測結果を閾値等により判定を行った結果を表示する等に用いられる表示灯であり、例えば計測値が閾値より大きいときに点灯する表示灯、小さいときに点灯する表示灯、２つの閾値の間にあるときに点灯する表示灯などとして使用される。
【００４０】
操作部蓋１４の下には、１から４までのファンクションキー７０５が設けられおり、計測内容の設定を行うための設定モード（ＦＵＮモード）では、表示部１５に縦横２個ずつ並べて表示されたアイコンを選択するための選択キーとして、あるいは、１から４までの番号が付されて表示されている選択候補を選択するための選択キーとして機能する。左下の切替スイッチ７０６はスタンダードモード（ＳＴＤ）かエキスパートモード（ＥＸＰ）のいずれの動作を行うかを選択するためのスイッチであり、スタンダードモードに切り替えたときには後に詳述する設定方法が有効になり、エキスパートモードに切り替えたときには従来方法のような各計測点や領域を個々に設定する設定方法が有効となる。その右横にあるモード切替スイッチ７０７は、左端位置は設定を行う為のＦＵＮモード、中央位置では計測結果の判定を行う為の閾値設定やその調整のためのＡＤＪモード、右端位置は計測処理を実行するＲＵＮモードであり、それぞれの位置に切り替えられることで後述するようなそれぞれに応じたモードの動作が実行される。ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキーはメニュー画面と計測対象画像や計測結果の画面の表示をキー押下毎に切り替える場合や、設定時に設定をおこなうための対象画像を決定する場合の、いわゆるティーチングキーとしても機能する。十字キー７０９は、後述する設定領域の移動や表示部１５に表示された選択候補を上下左右に移動させるため等に用いられる。右下のＳＥＴキー７１１は、選択候補の決定を行う。ＥＳＣキー７１１は、先に行った操作の取消しを行う。
【００４１】
本実施形態におけるメインの動作フローが図８に示されている。電源投入により処理が開始されると、初期設定等の起動時処理（ステップ８０１）が行われた後、モード切替スイッチのモードを確認し、現在設定されているモードが前回設定されていたモードと異なるかどうかを判断する（ステップ８０２）。もし、異なっていれば現在設定されているモードへの切り替え処理を実行して次のステップへ進み（ステップ８０３）、モードに変化がなければ、そのまま次のステップへ進む。そして、設定されているモードに応じてコマンド入力を受付け、入力があればそのコマンドを解析して、それぞれに応じた処理の実行を行う。ＦＵＮモードであれば計測を設定する処理を実行し、ＲＵＮモードであればＦＵＮモードで設定されている計測処理を実行し、ＡＤＪモードであればＲＵＮモードで用いる計測結果の良否判定を行うための閾値の設定や調整を行う処理を実行する。各処理に応じて、表示処理、例えば計測結果の画面表示等を行ってステップ８０２へ戻る。ここではステップ８０４から８０７まで模式的な流れとして図８に記載しているが、実際にはこれに限らず、適宜必要な処理を適当な順番で組み合わせて実行される。
【００４２】
モード切替スイッチ７０７により、ＦＵＮモードが選択されているときには、計測処理の設定を行う。上述のステップ８０４から８０７に相当する処理は、具体的には、図９の表示画面の遷移によって示すような流れとなる。
【００４３】
ＦＵＮモードが選択され、処理が開始されると、信号処理部１の表示部１５には撮像素子が受光している画像を表示する。ラインビームと撮像可能な領域とが交差した領域（計測可能領域）に計測対象物体が配置されると、物体表面に照射され形成されたラインビーム像が撮像素子によって撮像され、その撮像されたラインビーム像が表示部１５に表示されることになる。図９の一番上の図は、ティーチングされた画像（ティーチング画像）を模式的に描いているが、本実施例においては図６（ｃ）のように高さ情報を画面の水平方向に示すのではなく、画面の水平方向をラインビーム像のラインに沿う方向に対応させ、画面の垂直方向を計測対象物体の高さに応じて変化する方向に対応させて表示している。
また、ラインビームが照射されている計測対象物体の高さが高いほど画面上垂直方向の上側に像が現れるように表示している。各画素は受光した光の輝度に対応する受光量情報を持っている。表示を行う画像は、撮像画像にフィルタ処理や時間平均処理、途切れた箇所を繋ぎ合わせ処理、細線化処理等を行った画像でもあってもよい。本実施例では、垂直方向毎に最適な感度の画像を抽出し、それらを合成した画像を表示している。さらに、水平方向に関してメディアンフィルタ処理を行っている。これは、ラインビーム像の水平位置毎に、その左右の位置の高さ情報と当該位置の高さ情報とからなる３つの高さ情報の中間値をその位置の高さ値とする処理である。これにより、電気的なスパイクノイズを除去している。また、垂直方向のライン毎に最も受光量が最も高い画素を抽出した画像として表示することもできる。ユーザは、計測対象物体の計測を行おうとする箇所が画像に映し出されるよう、計測対象物体もしくは変位センサの配置を調整した後、ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー７０８を押してティーチングを行う。ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー７０８が押されることにより、そのときに表示されている画像を計測設定を行う規準画像（ティーチング画像）として設定する。
【００４４】
次に、ティーチングした画像に対して行う計測処理の複数選択候補（以下、計測アイテムと呼ぶ）をアイコンで表示し、選択を受け付ける。計測アイテムとしては、高さ、２点段差、３点段差、エッジ位置、エッジ幅に関するアイコンが用意される。それぞれの詳細については後述するが、ここで、表示される計測アイテムのアイコンは、ファンクションキー７０５の各キーに対応した上下左右２個の配置とされており、例えば左上のファンクションキー（１）が押されれば、同様に左上のアイコンに示された計測処理が選択される。他のキー（２〜４）についても同様にアイコンとの位置関係が対応しており、選択が容易に構成されている。一度に４計測アイテムしか表示を行わないため、十字キー７０９の左右のキー入力により、４つずつ順に異なる計測アイテムを表示していくようにしている。ユーザにより選択された計測アイテムの計測処理が選択されて設定が完了すると、以後ＲＵＮモードに切り替えた後に、その計測処理を実行することになる。
複数のバンクを切り替える機能を持たせて、各バンク毎に計測アイテムの設定を行うようにしてもよい。
【００４５】
その後に、アイコンで選択された計測アイテムが行う計測処理の対象となる画像を含む１の処理対象画像抽出領域（切り取り領域）を表示する。本実施例では、予め画面の３分の２から４分の３程度の大きさの枠として画面の中心に初期表示しているがこれに限るものではない。例えば画面全体を含む枠としても良い。枠の位置、範囲、形状などが調整可能とされ、位置、範囲調整のための十字キー７０９等の入力が受け付けられる。ＳＥＴキー７１１が押されることで、そのときの枠が切り出し領域として設定される。従って、ユーザは計測アイテムにより設定した計測処理を行うために必要な箇所が画像としてちょうど予め定められた枠内に表示されていればそのままＳＥＴキーにより決定し、もし枠内に入っていなければ、枠の調整を行った後に決定を行う。この決定により切り取り領域が設定され、ＲＵＮモード時にはこの領域を対象として、設定された計測アイテムに応じた計測処理が実行される。
【００４６】
切り取り領域が設定されると、アイコンの選択によって選ばれた各計測アイテムの処理に応じて、切り取り領域内から計測処理に用いる測定範囲や測定点を自動的に設定するとともに、確認のために、自動設定した測定範囲や測定点をティーチング画像に重ねて表示する。そして、測定範囲の調整のための十字キー７０９などの入力を受け付ける。ＳＥＴキー７１１が押されるとそのときの切り取り領域に対する測定範囲や測定点を確定し設定する。図９の一番下の図では、２点段差の例が示されており、上に凸形の線がティーチング画像、＋マークが測定点、各＋マークの左右にある縦線に挟まれた範囲が測定点の算出のための平均化処理をおこなった測定範囲を示している。ユーザはティーチング画像との関係から見て、正しく設定されていればそのまま、必要があれば測定範囲を十字キー７０９などの操作により調整したあとに、ＳＥＴキー７１１を押す。これによりＲＵＮモードでは設定された切り取り領域に対する測定範囲や測定点に基づいて計測処理が実行される。尚、最後の測定範囲の微調整の有無は、設定によって有効、無効を切り替えるようにしてもよい。
【００４７】
図１０から図１４は、計測アイテムの選択を受け付けて設定を行うための表示画面を示したものである。各図とも、一度に４つの計測アイテムのアイコンを表示するようにしており、十字キー７０９の左右キーの操作によって図１０から図１４に示した表示画面が順送りに切り替えられる。本実施例では、１．８インチの液晶表示画面が用いられることから視認性、使い勝手を考慮すると一度に表示するアイコンの数は２乃至９程度が望ましい。
【００４８】
図１０における表示画面は、高さ計測に関する計測アイテムの選択を受け付けるためのアイコンを１画面にまとめて表示するものである。ここでは平均計測処理（左上）、ピーク高さ計測処理（右上）、ボトム高さ計測処理（左下）の３つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。平均はあとで設定される切り取り領域内での平均高さを算出する処理であり、ピーク高さは切り取り領域内のピークとなる高さを算出する処理、ボトム高さは切り取り領域内のもっとも低い位置の高さを算出する処理である。
【００４９】
図１１における表示画面は、２点段差計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、底面を基準とした凸段差の計測処理であって底面の平均高さから凸段差の上部平均高さまでの段差を求める計測処理（凸形状の平均２点段差計測）、右上のアイコンは、上面を基準とした凹段差の計測処理であって上面平均高さから凹段差の凹部平均高さまでの段差を求める計測処理（凹形状の平均２点段差計測）、左下のアイコンは、底面の平均高さを基準とした凸形状のピーク高さまでの段差を求める計測処理（凸形状のピーク２点段差計測）、右下のアイコンは、上面の平均高さを基準とした凹形状のボトム高さまでの段差を求める計測処理（凹形状のボトム２点段差計測）を示している。これら４つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。
【００５０】
左上の凸形状の平均２点段差計測のアイコンは、凸段差の上段を示す横線と、その両側にその横線より低い共通した高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、底面を基準とした凸段差の上段までの段差計測であることを視覚的に表示している。
左下の凸形状のピーク２点段差計測のアイコンは、ピーク位置にマークが示された凸形状とその両側に凸形状よりも低く同じ高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、底面を基準とした凸部ピークまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
右上の凹形状の平均２点段差計測のアイコンは、凹段差の窪んだ位置にある下段を示す横線と、その両側にその横線より高い共通した高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、上面を基準として凹部である下段までの段差計測であることを視覚的に表示している。
右下の凹形状のボトム２点段差計測のアイコンは、ボトム位置にマークが示された凹形状とその両側にボトム位置よりも高い位置で同じ高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、上面を基準とした凹部ボトムまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
いずれも、各横線の中心や平均座標等の代表点にポイントマークを表示し、ピーク、ボトム表示は、ピーク位置、ボトム位置にポイントマークを表示している。
【００５１】
ここでは、凸形状の平均２点段差計測のアイコンと凹形状の平均２点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けること、あるいは、凸形状のピーク２点段差計測のアイコンと凹形状のボトム２点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けるようにしている。従来の方法のように、計測項目として「２点段差計測」を設定し、２点の段差をそれぞれ領域設定していたのであれば、ユーザが基準面を定め、基準面からの段差が測定されるように設定していたが、本実施例においては、測定領域や測定点を自動設定するため、基準面が上段なのか下段なのかに関する情報も併せて取得することとしている。もし、基準面が逆であれば計測値の符号が異なるため、使用者の感覚と一致していなかったり、設定ミスなどの原因にもなりかねない問題が生じるが、本構成によりそれを回避している。基準面が異なる処理のアイコンを対にして同時に表示するのは、通常、２点段差計測であれば、ユーザは基準面を意識せず単に２点段差計測としてしか捕らないので、別の画面に分かれて選択候補を配置すると、最初に見つけた一方のアイコンによって２点段差の処理が選択されてしまうからである。
【００５２】
図１２における表示画面は、３点段差計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、凸形状の平均３点段差計測を示している。これは、底面を基準とした凸段差の計測処理であるが、先ほどの２点段差とは異なり、底面を低い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準として凸段差の上部平均高さまでの段差を求める計測処理である。
右上のアイコンは、凹形状の平均３点段差計測を示している。上面を基準とした凹段差の計測処理であるが、先ほどの２点段差とは異なり、上面を高い位置にある２つの段差の平均高さとして求め、その高さを基準として凹段差の凹部平均高さまでの段差を求める計測処理である。
左下のアイコンは、凸形状のピーク３点段差計測を示している。これは、底面を低い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準とした凸形状のピーク高さまでの段差を求める計測処理である。
右下のアイコンは、凹形状のボトム３点段差計測を示している。上面を高い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準とした凹形状のボトム高さまでの段差を求める計測処理である。これら４つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。
【００５３】
左上の凸形状の平均３点段差計測のアイコンは、凸段差の上部を示す横線と、その両側にその横線より低い位置に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準底面として凸となった部分までの段差計測であることを視覚的に表示している。
左下の凸形状のピーク３点段差計測は、ピーク位置にマークが示された凸形状とその両側に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準底面として凸部ピークまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
右上の凹形状の平均３点段差計測のアイコンは、凹段差の凹部を示す横線と、その両側にその横線より高い位置に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準上面として凹となった部分までの段差計測であることを視覚的に表示している。
右下の凹形状のボトム３点段差計測のアイコンは、ボトム位置にマークが示された凹形状とその両側に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準上面として凹部ボトムまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
尚、異なる高さの２つの横線は斜め線であってよく、共通の斜め線の沿うものとして表示してもよい。
いずれも、各横線の中心や平均座標となる代表点にポイントマークを表示し、ピーク、ボトム表示は、ピーク位置、ボトム位置にポイントマークを表示しているのは２点段差と同様である。
【００５４】
２点段差の表示と同様に、通常と異なるのは、凸形状の平均３点段差計測のアイコンと凹形状の平均３点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けること、あるいは、凸形状のピーク３点段差計測のアイコンと凹形状のボトム３点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けることである。計測項目として「３点段差計測」を設定し、３点の段差をそれぞれ領域設定するような方法であれば、ユーザがいずれの段の平均を基準面とするかを定め、基準面からの段差が測定されるように設定していたが、本実施例においては、測定領域や測定点を自動設定するため、平均化する２つの段に対して上段を求めるのか下段を求めるのかに関する情報も併せて取得する必要が生じたのである。基準面が逆であれば計測値の符号が異なるため、使用者の感覚と一致していなかったり、設定ミスなどの原因にもなりかねない問題が生じるが、本構成によりそれを回避している。
【００５５】
図１３では、傾斜計測のアイコンを左上に、断面積計測のアイコンを右上に示し、選択を受け付けるようにしている。
【００５６】
図１４における表示画面は、エッジ位置計測およびエッジ幅計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、左エッジ位置計測を示している。これは、この次のステップとして設定される切り取り領域内で最も左側に存在するエッジ、すなわち段差の境界を抽出する処理を行うものである。
右上のアイコンは、右エッジ位置計測を示している。これは、この次のステップとして設定される切り取り領域内で最も右側に存在するエッジを抽出する処理を行うものである。
左下のアイコンは、凸形状の上面のエッジ幅を計測する。エッジ幅は、凸形状の上面の両端のエッジの間隔、すなわち上面の両側に存在する段差の境界の間隔を計測するものである。
右下のアイコンは、凹形状の上面エッジ幅を計測する。エッジ幅は、凹部分を囲む上面の両端のエッジの間隔、すなわち上面における段差の境界の間隔を計測するものである。
【００５７】
以上のアイコンによる計測アイテムの選択がなされた後の、各処理を以下詳細に順に示す。
【００５８】
まず、いずれの処理においても共通して、前述した、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）の初期設定枠をティーチング画像とともに表示して変更を受付け、切り取り領域の指定を受け付ける。尚、切り取り領域は、矩形の領域として設定し、切り取り領域の左上の点の座標を計測開始点（ｘ１，ｙ１）、右下の点の座標を計測終了点（ｘ２，ｙ２）と設定する。
これに応じて、ユーザは平均やピーク、ボトム、２点段差、３点段差、エッジ位置、エッジ幅など計測アイテムによって選択した処理を行うラインビーム像の囲むように切り取り領域を指定することになる。
【００５９】
計測アイテムとして、高さ計測、すなわち、平均計測、ピーク高さ計測、ボトム高さ計測のいずれかが選択されたときの処理を図１５、図１６に示す。
まず、計測アイテムの判定がなされ（ステップ１５０１）、それぞれ設定された計測アイテムに応じた処理が開始される（ステップ１５０２〜１５０４）。
【００６０】
計測アイテムが平均計測処理であった場合には、ｘ１からｘ２までの各座標毎に垂直方向の座標を読み出す。ステップ１５０２の場合には平均化演算を行い、ステップ１５０３の場合にはピーク抽出演算を行い、ステップ１５０４の場合にはボトム抽出演算を行う。上記ステップを実行する際に抽出対象点が無いなどの異常の場合や、ラインビーム像の各画素のもつ受光量情報が所定値より小さい場合、逆に大きすぎる場合等には、それぞれノイズの影響、飽和の影響によって正しく計測ができていない危険がるため、エラーメッセージを表示する（ステップ１５０５、１５０６）。異常がなければ、計測開始点、計測終了点、特徴点を演算結果として設定する（ステップ１５０７）。特徴点は平均計測の場合はｘ１とｘ２の中点から求まるｘ座標値と演算により求められた平均ｙ座標値、ピーク計測の場合はピーク座標、ボトム計測の場合はボトム座標である。
【００６１】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、演算結果として得られた特徴点、とを重ねて表示する。このとき、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）のｘ座標の左端と右端の位置を示す線は、調整可能とし、十字キーによって移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより、演算の対象とする測定領域を確定するようにしてもよい。変更が行われた際には、ｘ１、ｘ２のそれぞれの変更後の値を新たなｘ１、ｘ２として、計測開始点、計測終了点として設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００６２】
計測アイテムとして、２点段差計測、すなわち、凸形状の平均２点段差計測、凹形状の平均２点段差計測、凸形状のピーク２点段差計測、凹形状のボトム２点段差計測のいずれかが選択されたときの処理を図１７、図１８に示す。
図１７を参照し、まず、２点段差のいずれの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理としてセグメント分割処理を実行する（ステップ１７０１）。
【００６３】
ここで、セグメント分割処理について、図１９を参照して説明する。セングメント分割は、切り出し領域の中のラインビーム像を、一定の規則に従ってセングメント分割する処理である。図は、ラインビーム像の切り出し領域内の画像を示しており、水平方向がラインビーム像のラインに沿う方向に対応し、ｘ座標としており、垂直方向を計測対象物体の高さに応じて変化する方向（変位方向）で、ｙ座標としている。ｙ座標は上側が計測対象物体の高さがより高い方向を表している。まず、先に設定されている切り出し領域のｙ座標方向についての中心値を算出し、２値化閾値とする（図中、ｃの線）。そして、ティーチングされた画像のラインビーム像を２値化閾値ｃより大きいＨセグメントと小さいＬセグメントとに分け、さらに各グループの画素が互いに一定の距離範囲にあるものを共通のセグメントとしてグルーピングを行う。ラインビーム像が太いとセグメント分割を行う際に処理対象となる対象点が多くなるので、この処理に先立って、ラインビーム像を垂直方向のライン毎に最も受光量が最も高い画素を抽出した画像に変換するなど細線化処理をおこなっておいてもよい。この処理によって、図の例ではラインビーム像がｃの線を跨ぐ度に分割が行われ、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｈ０、Ｈ１の５つのセグメントに分割がされていることが示されている。図では例示していないが、例えばＨ０のセグメントを構成するラインビーム像が途中で一定距離以上の途切れていたならば、そこでセグメントは分割されて、２つのセグメントとして認識されるような処理を行っている。
尚、ラインビーム像全体における垂直方向の変化の幅が所定の値より小さいときや、セグメント分割後、ＨもしくはＬの一方もしくは両方が存在しない場合等には、以後の測定領域や測定点の自動設定が困難となるので、エラーメッセージを表示する。また、抽出対象点が無いなどの異常の場合や、ラインビーム像の各画素のもつ受光量情報が所定値より小さい場合、逆に大きすぎる場合等には、それぞれノイズの影響、飽和の影響によって正しく計測ができていない危険がるため、エラーメッセージを表示する（図１７、ステップ１７０２、１７０３）。
【００６４】
セグメント分割に成功したあとは、設定された計測アイテムの判定を行う（ステップ１７０４）。
【００６５】
凸形状の平均２点段差計測あるいは凸形状のピーク２点段差計測が設定されていた場合には、ステップ１７０５に進み、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定された場合には、ステップ１７０６に進む。
【００６６】
ステップ１７０５では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）を基準セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、基準セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標については基準セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凸形状の平均２点段差計測を行う場合には、次に最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）を上段セグメントとして抽出して、基準セグメントと同様に、上段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凸形状のピーク２点段差計測を行う場合であれば、上段セグメントの代表点の代わりに上段セグメント中のピーク座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
このとき、基準セグメントとなるＬセグメントが無かったり、上段セグメントとなるＨセグメントが存在しない場合などにはエラーメッセージを表示する。この場合、２つの段差もしくは、１つの基準段と他の１つの凸形状がＨセングメントとＬセグメントに分かれるように、ラインビーム像を切り出し領域の中心付近にくるように設定しなおす必要があるのでその旨の表示を行う（ステップ１７０７、１７０８）。
【００６７】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定された基準セグメントの測定領域の左端および右端を破線で表示する（図１８（１）（ｄ）の左側２本の破線、（ｆ）の右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（１）（ｄ）の右側２本の破線、（ｆ）の左側２本の破線）と代表点を表示し、ピーク２点段差計測であれば、ピーク座標を十字マークで表示する。尚、図１８の（１）（ｄ）、（ｆ）は、凸形状の平均２点段差計測において、切り取り領域がそれぞれ（ｃ）、（ｅ）に設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の基準計測領域および上段計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００６８】
ステップ１７０４において、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定されていた場合には、ステップ１７０６に進み、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定された場合には、ステップ１７０６に進む。
【００６９】
ステップ１７０６では、以下のように計測領域を設定する。
まず、まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）を基準セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、基準セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標については基準セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凹形状の平均２点段差計測を行う場合には、次に最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）を下段セグメントとして抽出して、基準セグメントと同様に、下段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凹形状のボトム２点段差計測を行う場合であれば、下段セグメントの代表点の代わりに下段セグメント中のボトム座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
このとき、基準セグメントに隣接するセグメントが複数ある場合には、いずれの段差、あるいはいずれの高さを設定すれば良いかが判断できないので、エラーメッセージを表示する。この場合、２つの段差もしくは、１つの基準段と他の１つの凹形状が切り出し領域内に含まれるように設定しなおす必要があるのでその旨の表示を行う（ステップ１７０７、１７０８）。
【００７０】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定された基準セグメントの測定領域の左端および右端を破線で表示する（図１８（２）（ｄ）の左側２本の破線、（ｆ）の右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、下段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（２）（ｄ）の右側２本の破線、（ｆ）の左側２本の破線）と代表点を表示し、ボトム２点段差計測であれば、ボトム座標を十字マークで重ねて表示する。尚、図１８の（２）（ｄ）、（ｆ）は、凹形状の平均２点段差計測において、切り取り領域がそれぞれ（ｃ）、（ｅ）に設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の基準計測領域および下段計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７１】
計測アイテムとして、３点段差計測、すなわち、凸形状の平均３点段差計測、凹形状の平均３点段差計測、凸形状のピーク３点段差計測、凹形状のボトム３点段差計測のいずれかが選択されたときの処理を図２０、図２１に示す。
図２０を参照し、まず、３点段差のいずれの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２００１）。
【００７２】
セグメント分割に成功したあとは、設定された計測アイテムの判定を行う（ステップ２００４）。
【００７３】
ステップ２４０４において、凸形状の平均３点段差計測あるいは凸形状のピーク３点段差計測が設定されていた場合には、ステップ２００５に進み、凹形状の平均３点段差計測あるいは凹形状のボトム３点段差計測が設定された場合には、ステップ２００６に進む。
【００７４】
ステップ２００５では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）をＬ１セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｌ１セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＬ１セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凸形状の平均３点段差計測を行う場合には、次に、Ｌ１セグメントよりも右側にあり、かつ間にＨセングメントを挟むＬセグメントをＬ２セグメントとして抽出する。このＬ２セグメントについても同様に、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｌ２セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＬ２セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定する。さらに、Ｌ１セグメントとＬ２セグメントとの間に挟まれたＨセグメントを、上段セグメントとして、Ｌ１、Ｌ２セグメントと同様に、上段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凸形状のピーク３点段差計測を行う場合であれば、上段セグメントの代表点の代わりに上段セグメント中のピーク座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
もし、Ｌ１セグメントとＬ２セグメントの間にＨセグメントが存在しない場合には切り出し領域の設定が適切でないことから、エラーメッセージを表示する。（ステップ２００７、２００８）。
【００７５】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定されたＬ１、Ｌ２セグメントの各測定領域の左端および右端を破線で表示する（図２１（１）（ｄ）の左側２本の破線と右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（１）（ｄ）の中央の２本の破線）と代表点（十字マーク）を表示し、ピーク２点段差計測であれば、上段セグメントのピーク座標を十字マークで表示する。尚、図２１の（１）（ｄ）は、凸形状の平均３点段差計測において、切り取り領域が（ｃ）のように設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７６】
ステップ２００６では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）をＨ１セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｈ１セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＨ１セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凹形状の平均３点段差計測を行う場合には、Ｈ１セグメントよりも右側にあり、かつ間にＬセングメントを挟むＨセグメントをＨ２セグメントとして抽出する。このＨ２セグメントについても同様に、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｈ２セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＨ２セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定する。さらに、Ｈ１セグメントとＨ２セグメントとの間に挟まれたＬセグメントを、下段セグメントとして、Ｈ１、Ｈ２セグメントと同様に、下段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凹形状のボトム３点段差計測を行う場合であれば、下段セグメントの代表点の代わりに下段セグメント中のボトム座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
もし、Ｈ１セグメントとＨ２セグメントの間にＬセグメントが存在しない場合には切り出し領域の設定が適切でないことから、エラーメッセージを表示する。（ステップ２００７、２００８）。
【００７７】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定されたＨ１、Ｈ２セグメントの各測定領域の左端および右端を破線で表示する（図２１（２）（ｄ）の左側２本の破線と右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（２）（ｄ）の中央の２本の破線）と代表点（十字マーク）を表示し、ボトム３点段差計測であれば、上段セグメントのピーク座標を十字マークで表示する。尚、図２１の（２）（ｄ）は、凹形状の平均３点段差計測において、切り取り領域が（ｃ）のように設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７８】
計測アイテムとして、エッジ位置計測、すなわち、左エッジ位置計測もしくは右エッジ位置計測のいずれかが選択されたときの処理を図２２、図２３に示す。
図２２を参照し、まず、どちらの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２２０１）。
【００７９】
セグメント分割に失敗すればエラーメッセージを表示し（ステップ２２０２，２２０３）、成功すれば、続いて、設定されている計測アイテムの判定を行う（ステップ２２０４）。左エッジ位置計測の場合には、ステップ２２０５に進み、右エッジ位置計測の場合にはステップ２２０６に進む。
【００８０】
ステップ２２０５では、左から２つ目のセグメントを抽出し、その左端の座標を左エッジ座標として設定する。もし、左から１つ目のセグメントと２つ目のセグメントとが、垂直方向（高さ方向）関して所定値以上の間隔が空けて得られていなければ、正しく測定できない可能性があるのでエラー表示を行う（ステップ２２０７、２２０８）。
【００８１】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られたエッジ座標点、とを重ねて表示する（図２３（１）の（ｃ）、（ｅ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。また、（ｅ）は（ｄ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００８２】
ステップ２２０６では、右から２つ目のセグメントを抽出し、その右端の座標を左エッジ座標として設定する。もし、右から１つ目のセグメントと２つ目のセグメントの高さ（ｙ座標）方向の間隔が所定値より小さければエラー表示を行う（ステップ２２０７、２２０８）。
【００８３】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られたエッジ座標点、とを重ねて表示する（図２３（２）の（ｃ）、（ｅ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。また、（ｅ）は（ｄ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ点を再度設定して表示する。
【００８４】
左端から１つめのセグメントの右端座標や、右端から１つめのセグメントの左端座標によっても原理的に左エッジ、右エッジの抽出は可能であるが、ラインビームを上方から照射し、３角測量の原理により測定していることから、低い位置（ｙ座標の低い位置）にあるラインビーム像は、死角を含む可能性があり、窪みでは乱反射が発生して誤差を生じる場合もあることから、より信頼性が高い、垂直方向（ｙ座標）の高い位置にある像を用いてエッジ位置を算出している。
【００８５】
計測アイテムとして、エッジ幅計測、すなわち、凸形状上面エッジ幅計測もしくは凹形状上面エッジ幅計測のいずれかが選択されたときの処理を図２４、図２５に示す。
図２４を参照し、まず、どちらの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２４０１）。
【００８６】
セグメント分割に失敗すればエラーメッセージを表示し（ステップ２４０２，２４０３）、成功すれば、続いて、設定されている計測アイテムの判定を行う（ステップ２４０４）。凸形状上面エッジ幅計測の場合には、ステップ２４０５に進み、凹形状上面エッジ幅計測の場合にはステップ２４０６に進む。
【００８７】
ステップ２４０５では、最も左側にあるＨセグメントを抽出し、その左端および右端の座標をそれぞれ凸形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標として設定する。もし、Ｈセグメントの両隣にＬセグメントが存在しなければ凸形状上面エッジ幅を正しく求めることができていない可能性があるのでエラーメッセージの表示を行う（ステップ２４０７，２４０８）。
【００８８】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られた凸形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標、とを重ねて表示する（図２５の（ｃ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００８９】
ステップ２４０６では、最も左側にあるＨセグメント（Ｈ１セグメントとする）と、左から２番目のＨセグメント（Ｈ２セグメントとする）とを抽出し、Ｈ１セグメントの右端およびＨ２セグメントの左端の座標をそれぞれ凹形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標として設定する。もし、Ｈ１、Ｈ２セグメントの間にＬセグメントが存在しなければ凹形状上面エッジ幅を正しく求めることができていない可能性があるのでエラーメッセージの表示を行う（ステップ２４０７，２４０８）。
【００９０】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られた凹形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標、とを重ねて表示する（図２５の（ｆ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｆ）は（ｅ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００９１】
いずれのエッジ幅計測においても、上面を基準としてエッジ座標を算出している。これは、ラインビームを上方から照射し、３角測量の原理により測定していることから、低い位置（ｙ座標の低い位置）にあるラインビーム像は、死角を含む可能性があり、窪みでは乱反射が発生して誤差を生じる場合もある。従って、より信頼性が高い、垂直方向（ｙ座標）の高い位置にある像を用いてエッジ位置を算出することしたものである。
【００９２】
以上により、ＦＵＮモードが選択された場合の設定が完了し、設定結果を画面表示して図８ステップ８０２に戻り、モード切替スイッチ７０７が切り替えられていなければ、再度ＦＵＮモードの処理が繰り返される。ＡＤＪモードもしくはＲＵＮモードに切り替えられれば、それぞれの処理を実行する。
【００９３】
モード切替スイッチ７０７により、ＡＤＪモードが選択されているときには、ＲＵＮモードで用いる計測結果の良否判定を行うための閾値の設定や調整のための表示と入力受付を行う。画面には現在選択されている計測モードについての測定値と閾値とを表示する。十字キー７０９の上下キー入力が行われることで表示している閾値を増減させる。そして、ＳＥＴキー７１１が押されるとそのときの閾値をＲＵＮモードにおける判定のための閾値として設定する。閾値は実空間での距離を表すミリメートル単位で表示して設定を受け付け、内部で座標値に換算して処理を行う。
高さ計測の場合には閾値は高さを、２点段差計測、３点段差計測の場合には、閾値は段差の高さを設定する。
エッジ位置の場合には、画面上水平方向位置（ｘ座標）であり、計測対象物体上ではラインビームに沿う方向の座標についての閾座標の設定を行う。
エッジ間隔の場合には、画面上水平方向位置（ｘ座標）であり、計測対象物体上ではラインビームに沿う方向の座標についての２つのエッジ間の距離の設定を行う。
【００９４】
モード切替スイッチ７０７により、ＲＵＮモードが選択されているときには、ＦＵＮモードですでに設定されている測定領域や測定点から、設定された計測アイテムに応じた計測処理を実行し、得られた計測値をＡＤＪモードで設定された閾値によって良否判定を行って判定結果を画面に表示し、出力部１０８を介して判定結果を外部へ出力する。また、計測値、判定結果や画面のデータはＵＳＢ通信部１０５ａ、シリアル通信部１０５ｂ、信号処理部間通信部１０５ｃによっても出力することができる。
【００９５】
ＲＵＮモードにおける処理の詳細を図２６に示す。計測処理は、割り込み処理で行われる。外部トリガ計測の場合には外部トリガの入力により計測を行い、繰り返し計測の場合には周期的に自ら計測開始トリガを発生させて計測を開始する（ステップ２６０１）。
【００９６】
ステップ２６０２では、設定されている計測アイテムに応じた計測領域、計測点（特徴点）を用いて、計測を行う。
【００９７】
高さ計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、平均計測であれば平均ｙ座標値を算出し、ピーク計測であればピーク座標のｙ座標値を算出し、ボトム計測であればボトム座標のｙ座標値を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算（ステップ２６０２）する。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【００９８】
２点段差計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状の平均２点段差計測であれば、設定された上段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凸形状のピーク２点段差計測であれば、設定された上段セグメントのピーク座標のｙ座標から、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状の平均２点段差計測であれば、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状のボトム２点段差計測であれば、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された凹形状のボトム座標のｙ座標を引いた値を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【００９９】
３点段差計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状の平均３点段差計測であれば、設定された上段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定されたＬ１セグメントとＬ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凸形状のピーク３点段差計測であれば、設定された上段セグメントのピーク座標のｙ座標値から、設定されたＬ１セグメントとＬ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状の平均３点段差計測であれば、設定されたＨ１セグメントとＨ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状のボトム３点段差計測であれば、設定されたＨ１セグメントとＨ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントのボトム座標のｙ座標値を引いた値算出する。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１００】
エッジ位置計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、左エッジ位置計測であれば左から２つ目のセグメントの左端の座標のｘ座標を算出し、右エッジ位置計測であれば右から２つ目のセグメントの右端の座標のｘ座標を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１０１】
エッジ幅計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状上面エッジ幅計測であれば最も左側にあるＨセグメントの左端および右端の座標のｘ座標をそれぞれ算出する。凹形状上面エッジ幅計測であれば最も左側にあるＨセグメントの右端の座標と、左から２番目のＨセグメントの左端の座標のそれぞれのｘ座標を算出し、その間隔を算出する（ステップ２６０２）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態の変位センサによれば、簡易な操作で自動的に所望の計測のための設定を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】信号処理部とセンサヘッド部の外観斜視図である。
【図２】センサヘッド部とラインビームを示す外観斜視図である。
【図３】信号処理部の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】センサヘッド部の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】センサヘッド部の光学系を示す図である。
【図６】溝計測のための画像処理の説明図である。
【図７】信号処理部の正面図である。
【図８】信号処理部の動作を示すゼネラルフローチャートである。
【図９】ＦＵＮモードの画面遷移を表す図である。
【図１０】高さ計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１１】２点段差計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１２】３点段差計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１３】角度、断面積計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１４】エッジ計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１５】高さ計測の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】高さ計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図１７】２点段差計測の詳細を示すフローチャートである。
【図１８】２点段差計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図１９】セグメント分割処理の説明図である。
【図２０】３点段差計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】３点段差計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図２２】エッジ位置計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２３】エッジ位置計測の切り取り領域、自動設定された測定点を示す図である。
【図２４】エッジ幅計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】エッジ幅計測の切り取り領域、自動設定された測定点を示す図である。
【図２６】ＲＵＮモードの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 信号処理部
２ センサヘッド部
５ 計測対象物体
１０ 外殻ケース
１４ 操作部蓋
１５ 表示部
１６ 信号処理部間コネクタ蓋
１７ センサヘッド部接続用コネクタ
２０ センサヘッド本体部
２１ ケーブル
２７ 信号処理部接続用コネクタ
Ｌ１ スリット光
Ｌ２ スリット光の反射光
ＬＭ スリット光の照射光像
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
１０２ａ ＥＥＰＲＯＭ
１０２ｂ 画像メモリ
１０３ 表示部
１０３ａ 液晶表示部
１０３ｂ 表示灯ＬＥＤ
１０４ 通信部
１０５ 外部通信部
１０５ａ ＵＳＢ通信部
１０５ｂ シリアル通信部
１０５ｃ 信号処理部間通信部
１０６ キー入力部
１０７ 外部入力部
１０８ 出力部
１０９ 電源部
１１０ パソコン
２０１ 制御部
２０２ 投光部
２０３ 受光部
２０４ 表示灯ＬＥＤ
２０５ 記憶部
２０６ 通信部
７０１ ＬＤＯＮ表示灯
７０２ ゼロリセット表示灯
７０３ ＥＮＡＢＬＥ表示灯
７０４ 判定結果表示灯
７０５ ファンクションキー
７０６ ＳＴＤ／ＥＸＰ切替スイッチ
７０７ モード切替スイッチ
７０８ ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー
７０９ 十字キー
７１０ ＳＥＴキー
７１１ ＥＳＣキー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光切断法を利用して物体の変位を計測する変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な計測対象物体の変位、長さ、角度などを計測するためのセンサ装置が知られている。例えば、従来の変位センサは、レーザダイオードなどの投光素子を駆動することにより計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、投光部から発せられたのち計測対象物体を反射して到来するスリット光を受光する受光部と、計測対象物体までの距離を算出する演算手段と、演算手段にて算出された計測対象物体までの距離を出力する出力手段とを具備してなる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許３５９９２３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの変位センサによれば、計測対象物体上のラインビームが照射された断面輪郭形状の測定が可能である。この変位センサを用いれば、生産ラインにおいて製品が規格範囲内の形状に納まっているかどうかの検査を行うことが可能である。
一般に製品検査を行う場合には、検査対象となる製品の形状全体と良品の形状全体とを比較して判定することは処理に必要となるハードウェアや処理時間の観点から稀であり、形状の上で重要となるポイントの位置や高さ、間隔の計測によって行われる。例えば、段差の高さ、深さを計測する場合であれば、断面輪郭形状の中から段差算出に用いる段面を含む領域をユーザが個々に設定することにより行っていた。段差の代わりに、トップ、ボトム計測であっても、断面輪郭形状のうちのどの位置を基準として、どの部分までの高さ、深さを計測するかを領域等で設定することにより行われていた。計測対象物体上の段差エッジ位置を計測する場合には、その位置を含む領域を設定することにより行われていた。
【０００５】
しかしながら、従来の変位センサによれば、複数の局所領域または特徴点に基づく計測処理を実行する際には、ユーザが測りたい場所を都度領域指定し、設定することにより行われていた。そのため、設定操作が分かりづらく、設定作業も面倒であった。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点に着目して成されたものであり、その目的とするところは、簡易な操作で自動的に所望の計測のための設定を行うことができる変位センサを提供することにある。
【０００７】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の変位センサは、計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、ラインビームが照射された計測対象物体表面の高さに応じてラインビーム像位置が変化して見える角度から撮影する撮像部と、撮像部から得られたラインビーム像を含む撮像画像に基づいて、計測対象物体表面上のラインビームに沿う方向に対する高さの分布を取得し、得られたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行するとともに、当該計測処理の内容を設定するための設定処理を実行する処理部と、撮像画像と設定を行うための画面とを表示する表示部と、設定を行うための入力を受け付ける入力部と、計測処理の結果を出力する出力部と、を具備し、処理部は、設定処理として、撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として設定し、設定対象画像に対する計測処理として、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に上方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と相対的に下方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示し、あるいは、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に左方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と右方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けることにより、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定し、計測処理の対象となる１の計測処理対象領域を設定対象画像内に設定し、１の計測処理対象領域内に含まれるラインビーム像に対して、設定された計測処理を行うために必要となる局所領域または特徴点を、基準線もしくは基準点の情報に応じて自動設定する。
【０００９】
ここで、複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理には、複数の局所領域または特徴点間の演算処理や、複数の局所領域または特徴点から所定の局所領域または特徴点の抽出処理を含む。
特徴点には、最上点（ピーク点）、最下点（ボトム点）、平均点、中心点、エッジの代表点を含む。
【００１０】
基準となる相対的に上方に位置する線もしくは点は、凸段差の上段を示す横線やその横線の平均点、中心点、上段の最上点、凹段差の上段の横線や各横線の平均点、中心点や最上点、左右の横線の最上点を含む。基準となる相対的に下方に位置する線もしくは点は、凸段差の下段を示す横線やその横線の平均点、中心点、最下点、左右の横線の最下点、凹段差のくぼみである下段の横線や横線の平均点、中心点や最下点を含む。
【００１１】
好ましくは、処理部は、計測処理対象領域の設定処理として、設定対象画像を表示部に表示すると共に、計測処理対象領域の候補領域を設定対象画像に重ねて表示し、入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する。
【００１２】
また、好ましくは、設定された計測処理に用いる局所領域または計測処理に用いる特徴点を自動設定した後、設定対象画像に重ねて局所領域または特徴点の表示を行う。
さらには、局所領域または特徴点を表示した後、入力部を通じて当該局所領域の範囲の変更または当該特徴点の算出に用いるパラメータの設定の変更を受け付けて、変更入力があった場合には、変更後の局所領域もしくは変更後のパラメータにより算出された特徴点を表示し、前記入力部を通じて局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを確定する指示入力を受け付けて、そのときの局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを計測処理に用いる局所領域もしくは特徴点算出のためのパラメータとして設定する。
【００１３】
局所領域の算出に用いるパラメータには、局所領域の上下左右の端部位置情報を含む。特徴点の算出に用いるパラメータには、エッジ点を求めるための高さ方向に関するエッジ閾値や、計測処理対象領域内の上部と下部とを区別する２値化閾値を含む。
【００１４】
好ましくは、処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測と、基準高さに対するボトム深さ計測とを同時に表示する。あるいは、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測と基準高さに対する下段までの段差の深さ計測を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける。あるいは、左側段差のエッジ位置計測と右側段差のエッジ位置計測、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測と凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける。
【００１５】
さらに、処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測に対しては、下方に存在する基準線上に凸形状記載したアイコンを表示し、基準高さに対するボトム深さ計測に対しては、上方に存在する基準線下に凸形状記載したアイコンを表示する。あるいは、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測に対しては、上方に存在する線と当該線の左右かつ下方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示し、基準高さに対する下段までの段差の深さ計測に対しては、下方に存在する線と当該線の左右かつ上方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示する。あるいは、左側のエッジ計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番左側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示し、右側段差のエッジ位置計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番右側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示する。あるいは、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測に対しては、凸形状と上段の線の左エッジと右側のエッジの位置を示すアイコンを表示し、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測に対しては、凹形状の左側上段の右側のエッジ位置と右側上段の左側のエッジを示すアイコンを表示する。
【００１６】
好ましくは、アイコンを表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けて、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定した後に、計測処理対象領域の設定処理として、設定対象画像を表示部に表示すると共に、計測処理対象領域の候補領域を設定対象画像に重ねて表示し、入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像されたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行する際に、１の計測処理対象領域を設定するだけで、その計測処理対象領域内に自動的に局所領域または特徴点の設定が行うことができるので、設定作業が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明のセンサ装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を示すものに過ぎず、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲の記載によってのみ規定されるものである。
【００１９】
本実施形態の変位センサは、制御盤などへのコンパクトな収容を可能とするために、また狭小な計測環境への据え付けを容易とするために、信号処理部とセンサヘッド部とを分離させてなる所謂アンプ分離型の変位センサである。
【００２０】
本実施形態の変位センサの信号処理部１およびセンサヘッド部２の外観斜視図が図１に示されている。信号処理部１の外殻ケース１０は、やや細長い直方体形状の形態を有している。外殻ケース１０の前面からは、図示されていないが外部接続コードが引き出されている。この外部接続コードには、外部入力線、外部出力線、電源線等が含まれている。外部入力線は例えば上位装置としてのＰＬＣ等から信号処理部１に対して各種の指令を外部から与えるためのものであり、外部出力線は信号処理部１の内部で生成されたスイッチング出力やアナログ出力などをＰＬＣ等へ出力するためのものであり、電源線は信号処理部の内部回路に対する電源を供給するためのものである。また、外殻ケース１０の前面には、図示されていないがＵＳＢコネクタと、ＲＳ-２３２Ｃコネクタとが設けられている。
【００２１】
外殻ケース１０の上面には開閉可能な操作部蓋１４が設けられている。この操作部蓋１４の下には、信号処理部１における各種の指令操作などを行うための操作部が設けられている。また、外殻ケース１０の上面には、センサヘッド部２により取得された計測対象画像情報や計測結果、計測値、設定画面等の表示を行うための表示部１５が配置されている。
【００２２】
外殻ケース１０の左右側面には、信号処理部間コネクタ蓋１６が設けられている。この信号処理部間コネクタ蓋１６の内部には、他の信号処理部１を接続するための信号処理部間コネクタ（中継コネクタ３）が設けられている。複数の信号処理部１は、ＤＩＮレールを介して隣接結合状態で１列に連装可能とされる。信号処理部１の外殻ケース１０の後面には、センサヘッド部接続用コネクタ１７が設けられている。信号処理部１はこのセンサヘッド部接続用コネクタ１７を介して後述するセンサヘッド部２に接続されている。
【００２３】
センサヘッド部２は、センサヘッド部接続用コネクタ１７に対応する信号処理部接続用コネクタ２７と、ケーブル２１と、センサヘッド本体部２０とを具備してなる。
【００２４】
図２に示すように、本体部２０に内蔵された投光素子（レーザダイオード）から出射されるパルス状レーザ光（パルス光）が、図示しない投光レンズを通して、計測対象物体５の表面にスリット光Ｌ１として照射される。これにより、計測対象物体５の表面にはスリット光の照射光像ＬＭが形成される。計測対象物体５で反射したスリット光の反射光Ｌ２はセンサヘッド部２内の図示しない受光レンズを通して２次元撮像素子（フォトダイオードアレイ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ撮像素子等）へと入射される。すなわち、計測対象物体５の表面を、２次元撮像素子により異なる角度から撮影することにより、スリット光の照射光像ＬＭを含む映像信号を取得する。そして、この映像信号に基づいて、所定の特徴量が抽出されて、目的とする変位量（この例ではセンサヘッド部２と計測対象物体５との距離）のＬＭに沿った分布が求められる。
【００２５】
変位センサの信号処理部１の電気的ハードウェア構成の全体を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、信号処理部１は、制御部１０１と、記憶部１０２と、表示部１０３と、センサヘッド部との通信部１０４と、外部機器との通信部１０５と、キー入力部１０６と、外部入力部１０７と、出力部１０８と、電源部１０９とを備えている。
【００２６】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とにより構成され、信号処理部１全体の統括制御を担う。この制御部１０１は、後述する各種機能を実現すると共に、受光信号を所定の閾値を基準として二値化した後、これを出力データとして、出力部１０８から外部へと送出する。
【００２７】
記憶部１０２は、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１０２ａと、表示部１０３に表示される画像データを記憶する画像メモリ１０２ｂとを備えている。
【００２８】
表示部１０３は、閾値や計測対象物体までの距離等に係る各種数値等が表示される液晶表示部１０３ａと、目的とする出力であるオン／オフ状態等を示す表示灯ＬＥＤ１０３ｂとを備えている。
【００２９】
通信部１０４は、センサヘッド部２との通信を担うものである。
【００３０】
外部通信部１０５は、外部のパソコン（ＰＣ）１１０に接続するためのＵＳＢ通信部１０５ａと、コマンドやプログラムデータの送受信などに使用されるシリアル通信部１０５ｂと、所定のプロトコル並びに送受信フォーマットに従って、左右の隣接する他の信号処理部との間でデータ通信を行う信号処理部間通信部１０５ｃとを備えている。
【００３１】
キー入力部１０６は、図示しない各種設定のためのスイッチや操作ボタン等で構成される。外部入力部１０７は例えばＰＬＣ等の上位装置からの信号処理部１に対して各種の指令を受信するためのものである。出力部１０８は、目的とするオン／オフ出力をＰＬＣ等の上位装置に出力するために使用される。電源部１０９は、制御部１０１並びに外部のハードウェア回路に対し電源を供給するものである。
【００３２】
センサヘッド部２の電気的ハードウェア構成を示すブロック図が図４に示されている。同図に示されるように、センサヘッド部２は、制御部２０１と、計測対象物体５へと向けてスリット光を照射するための投光部２０２と、計測対象物体５により反射されて到来するスリット光を受光する受光部２０３と、表示灯ＬＥＤ２０４と、記憶部２０５と、通信部２０６とを備えている。
【００３３】
制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＰＬＤ（Programmable Logic Device）とにより構成され、センサヘッド部の各構成要素２０２〜２０６を統括制御するとともに、受光信号を受光部２０３から取り出し、信号処理部１に送り出す処理を担うものである。
【００３４】
投光部２０２は、この例では投光素子としてのレーザダイオードと投光回路とを備え、計測対象領域へ向けてスリット光を照射する。受光部２０３は、スリット光の反射光を受光する２次元撮像素子（フォトダイオードアレイ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ撮像素子等）と、制御部２０１からのタイミング制御信号に同期して、２次元撮像素子から得られる受光信号を増幅して制御部２０１に出力する受光信号処理部とを有してなる。表示灯ＬＥＤ２０４は、センサヘッド部２の各種動作状態に対応して点消灯する。
【００３５】
記憶部２０５は、例えば不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）から構成され、この例では、センサヘッド部２を同定するためのＩＤ（識別情報）等が記録される。通信部２０６は、制御部２０１の命令に従って、信号処理部１との通信を担うものである。
【００３６】
本実施形態のセンサヘッド部２は、上述のような回路構成とされ、信号処理部１の指令に応じて適宜の投受光処理を行う。
【００３７】
センサヘッド部２の光学系の断面の構成が図５に示されている。同図において、レーザダイオードから発せられたレーザビームはスリットを通して断面線状の光線（スリット光）に成形された後、投光レンズを介して計測対象物体の表面にラインビームとして照射される。なお、図５では断面図を示しているので、図中、断面内においてレーザービームは収束光として絞られて計測対象物体へ照射される図として示しているが、断面に垂直な方向に関しては広がった光束となっており、スリット光として計測対象物体へ照射されている。一方、このラインビームの照射により生じた切断光の照射光像は、所定の角度から受光レンズを介して２次元撮像素子（ここでは２次元ＣＣＤ）で撮影される。よく知られているように、２次元ＣＣＤの撮影角度は、計測対象物体の高さ変化に対応して、光像のＣＣＤ上への結像位置が変化するように位置決めされている。このように、三角測量の原理に基づいて断面内に垂直な方向に沿うラインビーム像の各位置毎に高さが計測されるものである。
【００３８】
例えば、溝の計測について図６を参照して説明する。同図（ａ）に示されるように、表面にＶ字溝を有する物体の表面をセンサヘッド部で撮影すると、同図（ｂ）に示されるように物体表面には傷の深さに応じた大きなＶ字波形輝線となるラインビーム像が表れる。それに対応して撮像素子の受光面上のラインビーム像として、同図（ｃ）に示されるような像が得られることになる。同図（ｃ）においては、上下方向の位置が、照射されたラインビームのラインに沿う方向の位置に対応しており、左右方向の位置における物体表面の高さに対応している。物体表面の高さが変化すると撮像素子の受光面上で左右方向（変位方向）に像が移動することになる。この像から、各ラインビームが照射されている物体表面上の位置毎の高さを算出すれば溝の断面形状の測定が可能となる。また、図中、左右方向の最も左側に存在する像の高さが溝のボトムに対応するので、他の像の高さとの差を求めることで溝の深さを計測値として得ることができる。
【００３９】
図７は、信号処理部１の操作部蓋１４を開けた状態を示す図である。センサヘッド部２０からレーザビームが照射されているときに点灯するＬＤＯＮ表示灯７０１、設定したオフセット値を差し引いて演算を行うゼロリセット機能が有効な場合に点灯するＺＥＲＯ表示灯７０２、計測可能な状態であることを示すＥＮＡＢＬＥ表示灯が外殻ケース１０の上面の上側に並べられている。左側に並べられた表示灯７０４は、計測結果を閾値等により判定を行った結果を表示する等に用いられる表示灯であり、例えば計測値が閾値より大きいときに点灯する表示灯、小さいときに点灯する表示灯、２つの閾値の間にあるときに点灯する表示灯などとして使用される。
【００４０】
操作部蓋１４の下には、１から４までのファンクションキー７０５が設けられおり、計測内容の設定を行うための設定モード（ＦＵＮモード）では、表示部１５に縦横２個ずつ並べて表示されたアイコンを選択するための選択キーとして、あるいは、１から４までの番号が付されて表示されている選択候補を選択するための選択キーとして機能する。左下の切替スイッチ７０６はスタンダードモード（ＳＴＤ）かエキスパートモード（ＥＸＰ）のいずれの動作を行うかを選択するためのスイッチであり、スタンダードモードに切り替えたときには後に詳述する設定方法が有効になり、エキスパートモードに切り替えたときには従来方法のような各計測点や領域を個々に設定する設定方法が有効となる。その右横にあるモード切替スイッチ７０７は、左端位置は設定を行う為のＦＵＮモード、中央位置では計測結果の判定を行う為の閾値設定やその調整のためのＡＤＪモード、右端位置は計測処理を実行するＲＵＮモードであり、それぞれの位置に切り替えられることで後述するようなそれぞれに応じたモードの動作が実行される。ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキーはメニュー画面と計測対象画像や計測結果の画面の表示をキー押下毎に切り替える場合や、設定時に設定をおこなうための対象画像を決定する場合の、いわゆるティーチングキーとしても機能する。十字キー７０９は、後述する設定領域の移動や表示部１５に表示された選択候補を上下左右に移動させるため等に用いられる。右下のＳＥＴキー７１１は、選択候補の決定を行う。ＥＳＣキー７１１は、先に行った操作の取消しを行う。
【００４１】
本実施形態におけるメインの動作フローが図８に示されている。電源投入により処理が開始されると、初期設定等の起動時処理（ステップ８０１）が行われた後、モード切替スイッチのモードを確認し、現在設定されているモードが前回設定されていたモードと異なるかどうかを判断する（ステップ８０２）。もし、異なっていれば現在設定されているモードへの切り替え処理を実行して次のステップへ進み（ステップ８０３）、モードに変化がなければ、そのまま次のステップへ進む。そして、設定されているモードに応じてコマンド入力を受付け、入力があればそのコマンドを解析して、それぞれに応じた処理の実行を行う。ＦＵＮモードであれば計測を設定する処理を実行し、ＲＵＮモードであればＦＵＮモードで設定されている計測処理を実行し、ＡＤＪモードであればＲＵＮモードで用いる計測結果の良否判定を行うための閾値の設定や調整を行う処理を実行する。各処理に応じて、表示処理、例えば計測結果の画面表示等を行ってステップ８０２へ戻る。ここではステップ８０４から８０７まで模式的な流れとして図８に記載しているが、実際にはこれに限らず、適宜必要な処理を適当な順番で組み合わせて実行される。
【００４２】
モード切替スイッチ７０７により、ＦＵＮモードが選択されているときには、計測処理の設定を行う。上述のステップ８０４から８０７に相当する処理は、具体的には、図９の表示画面の遷移によって示すような流れとなる。
【００４３】
ＦＵＮモードが選択され、処理が開始されると、信号処理部１の表示部１５には撮像素子が受光している画像を表示する。ラインビームと撮像可能な領域とが交差した領域（計測可能領域）に計測対象物体が配置されると、物体表面に照射され形成されたラインビーム像が撮像素子によって撮像され、その撮像されたラインビーム像が表示部１５に表示されることになる。図９の一番上の図は、ティーチングされた画像（ティーチング画像）を模式的に描いているが、本実施例においては図６（ｃ）のように高さ情報を画面の水平方向に示すのではなく、画面の水平方向をラインビーム像のラインに沿う方向に対応させ、画面の垂直方向を計測対象物体の高さに応じて変化する方向に対応させて表示している。
また、ラインビームが照射されている計測対象物体の高さが高いほど画面上垂直方向の上側に像が現れるように表示している。各画素は受光した光の輝度に対応する受光量情報を持っている。表示を行う画像は、撮像画像にフィルタ処理や時間平均処理、途切れた箇所を繋ぎ合わせ処理、細線化処理等を行った画像でもあってもよい。本実施例では、垂直方向毎に最適な感度の画像を抽出し、それらを合成した画像を表示している。さらに、水平方向に関してメディアンフィルタ処理を行っている。これは、ラインビーム像の水平位置毎に、その左右の位置の高さ情報と当該位置の高さ情報とからなる３つの高さ情報の中間値をその位置の高さ値とする処理である。これにより、電気的なスパイクノイズを除去している。また、垂直方向のライン毎に最も受光量が最も高い画素を抽出した画像として表示することもできる。ユーザは、計測対象物体の計測を行おうとする箇所が画像に映し出されるよう、計測対象物体もしくは変位センサの配置を調整した後、ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー７０８を押してティーチングを行う。ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー７０８が押されることにより、そのときに表示されている画像を計測設定を行う規準画像（ティーチング画像）として設定する。
【００４４】
次に、ティーチングした画像に対して行う計測処理の複数選択候補（以下、計測アイテムと呼ぶ）をアイコンで表示し、選択を受け付ける。計測アイテムとしては、高さ、２点段差、３点段差、エッジ位置、エッジ幅に関するアイコンが用意される。それぞれの詳細については後述するが、ここで、表示される計測アイテムのアイコンは、ファンクションキー７０５の各キーに対応した上下左右２個の配置とされており、例えば左上のファンクションキー（１）が押されれば、同様に左上のアイコンに示された計測処理が選択される。他のキー（２〜４）についても同様にアイコンとの位置関係が対応しており、選択が容易に構成されている。一度に４計測アイテムしか表示を行わないため、十字キー７０９の左右のキー入力により、４つずつ順に異なる計測アイテムを表示していくようにしている。ユーザにより選択された計測アイテムの計測処理が選択されて設定が完了すると、以後ＲＵＮモードに切り替えた後に、その計測処理を実行することになる。
複数のバンクを切り替える機能を持たせて、各バンク毎に計測アイテムの設定を行うようにしてもよい。
【００４５】
その後に、アイコンで選択された計測アイテムが行う計測処理の対象となる画像を含む１の処理対象画像抽出領域（切り取り領域）を表示する。本実施例では、予め画面の３分の２から４分の３程度の大きさの枠として画面の中心に初期表示しているがこれに限るものではない。例えば画面全体を含む枠としても良い。枠の位置、範囲、形状などが調整可能とされ、位置、範囲調整のための十字キー７０９等の入力が受け付けられる。ＳＥＴキー７１１が押されることで、そのときの枠が切り出し領域として設定される。従って、ユーザは計測アイテムにより設定した計測処理を行うために必要な箇所が画像としてちょうど予め定められた枠内に表示されていればそのままＳＥＴキーにより決定し、もし枠内に入っていなければ、枠の調整を行った後に決定を行う。この決定により切り取り領域が設定され、ＲＵＮモード時にはこの領域を対象として、設定された計測アイテムに応じた計測処理が実行される。
【００４６】
切り取り領域が設定されると、アイコンの選択によって選ばれた各計測アイテムの処理に応じて、切り取り領域内から計測処理に用いる測定範囲や測定点を自動的に設定するとともに、確認のために、自動設定した測定範囲や測定点をティーチング画像に重ねて表示する。そして、測定範囲の調整のための十字キー７０９などの入力を受け付ける。ＳＥＴキー７１１が押されるとそのときの切り取り領域に対する測定範囲や測定点を確定し設定する。図９の一番下の図では、２点段差の例が示されており、上に凸形の線がティーチング画像、＋マークが測定点、各＋マークの左右にある縦線に挟まれた範囲が測定点の算出のための平均化処理をおこなった測定範囲を示している。ユーザはティーチング画像との関係から見て、正しく設定されていればそのまま、必要があれば測定範囲を十字キー７０９などの操作により調整したあとに、ＳＥＴキー７１１を押す。これによりＲＵＮモードでは設定された切り取り領域に対する測定範囲や測定点に基づいて計測処理が実行される。尚、最後の測定範囲の微調整の有無は、設定によって有効、無効を切り替えるようにしてもよい。
【００４７】
図１０から図１４は、計測アイテムの選択を受け付けて設定を行うための表示画面を示したものである。各図とも、一度に４つの計測アイテムのアイコンを表示するようにしており、十字キー７０９の左右キーの操作によって図１０から図１４に示した表示画面が順送りに切り替えられる。本実施例では、１．８インチの液晶表示画面が用いられることから視認性、使い勝手を考慮すると一度に表示するアイコンの数は２乃至９程度が望ましい。
【００４８】
図１０における表示画面は、高さ計測に関する計測アイテムの選択を受け付けるためのアイコンを１画面にまとめて表示するものである。ここでは平均計測処理（左上）、ピーク高さ計測処理（右上）、ボトム高さ計測処理（左下）の３つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。平均はあとで設定される切り取り領域内での平均高さを算出する処理であり、ピーク高さは切り取り領域内のピークとなる高さを算出する処理、ボトム高さは切り取り領域内のもっとも低い位置の高さを算出する処理である。
【００４９】
図１１における表示画面は、２点段差計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、底面を基準とした凸段差の計測処理であって底面の平均高さから凸段差の上部平均高さまでの段差を求める計測処理（凸形状の平均２点段差計測）、右上のアイコンは、上面を基準とした凹段差の計測処理であって上面平均高さから凹段差の凹部平均高さまでの段差を求める計測処理（凹形状の平均２点段差計測）、左下のアイコンは、底面の平均高さを基準とした凸形状のピーク高さまでの段差を求める計測処理（凸形状のピーク２点段差計測）、右下のアイコンは、上面の平均高さを基準とした凹形状のボトム高さまでの段差を求める計測処理（凹形状のボトム２点段差計測）を示している。これら４つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。
【００５０】
左上の凸形状の平均２点段差計測のアイコンは、凸段差の上段を示す横線と、その両側にその横線より低い共通した高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、底面を基準とした凸段差の上段までの段差計測であることを視覚的に表示している。
左下の凸形状のピーク２点段差計測のアイコンは、ピーク位置にマークが示された凸形状とその両側に凸形状よりも低く同じ高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、底面を基準とした凸部ピークまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
右上の凹形状の平均２点段差計測のアイコンは、凹段差の窪んだ位置にある下段を示す横線と、その両側にその横線より高い共通した高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、上面を基準として凹部である下段までの段差計測であることを視覚的に表示している。
右下の凹形状のボトム２点段差計測のアイコンは、ボトム位置にマークが示された凹形状とその両側にボトム位置よりも高い位置で同じ高さで配置される２つの横線を含む表示とされ、上面を基準とした凹部ボトムまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
いずれも、各横線の中心や平均座標等の代表点にポイントマークを表示し、ピーク、ボトム表示は、ピーク位置、ボトム位置にポイントマークを表示している。
【００５１】
ここでは、凸形状の平均２点段差計測のアイコンと凹形状の平均２点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けること、あるいは、凸形状のピーク２点段差計測のアイコンと凹形状のボトム２点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けるようにしている。従来の方法のように、計測項目として「２点段差計測」を設定し、２点の段差をそれぞれ領域設定していたのであれば、ユーザが基準面を定め、基準面からの段差が測定されるように設定していたが、本実施例においては、測定領域や測定点を自動設定するため、基準面が上段なのか下段なのかに関する情報も併せて取得することとしている。もし、基準面が逆であれば計測値の符号が異なるため、使用者の感覚と一致していなかったり、設定ミスなどの原因にもなりかねない問題が生じるが、本構成によりそれを回避している。基準面が異なる処理のアイコンを対にして同時に表示するのは、通常、２点段差計測であれば、ユーザは基準面を意識せず単に２点段差計測としてしか捕らないので、別の画面に分かれて選択候補を配置すると、最初に見つけた一方のアイコンによって２点段差の処理が選択されてしまうからである。
【００５２】
図１２における表示画面は、３点段差計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、凸形状の平均３点段差計測を示している。これは、底面を基準とした凸段差の計測処理であるが、先ほどの２点段差とは異なり、底面を低い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準として凸段差の上部平均高さまでの段差を求める計測処理である。
右上のアイコンは、凹形状の平均３点段差計測を示している。上面を基準とした凹段差の計測処理であるが、先ほどの２点段差とは異なり、上面を高い位置にある２つの段差の平均高さとして求め、その高さを基準として凹段差の凹部平均高さまでの段差を求める計測処理である。
左下のアイコンは、凸形状のピーク３点段差計測を示している。これは、底面を低い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準とした凸形状のピーク高さまでの段差を求める計測処理である。
右下のアイコンは、凹形状のボトム３点段差計測を示している。上面を高い位置にある２つの段の平均高さとして求め、その高さを基準とした凹形状のボトム高さまでの段差を求める計測処理である。これら４つの計測アイテムを選択するためのアイコンが一画面に表示される。
【００５３】
左上の凸形状の平均３点段差計測のアイコンは、凸段差の上部を示す横線と、その両側にその横線より低い位置に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準底面として凸となった部分までの段差計測であることを視覚的に表示している。
左下の凸形状のピーク３点段差計測は、ピーク位置にマークが示された凸形状とその両側に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準底面として凸部ピークまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
右上の凹形状の平均３点段差計測のアイコンは、凹段差の凹部を示す横線と、その両側にその横線より高い位置に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準上面として凹となった部分までの段差計測であることを視覚的に表示している。
右下の凹形状のボトム３点段差計測のアイコンは、ボトム位置にマークが示された凹形状とその両側に配置される異なる高さの２つの横線を含む表示とされ、それを基準上面として凹部ボトムまでの段差計測であることを視覚的に表示している。
尚、異なる高さの２つの横線は斜め線であってよく、共通の斜め線の沿うものとして表示してもよい。
いずれも、各横線の中心や平均座標となる代表点にポイントマークを表示し、ピーク、ボトム表示は、ピーク位置、ボトム位置にポイントマークを表示しているのは２点段差と同様である。
【００５４】
２点段差の表示と同様に、通常と異なるのは、凸形状の平均３点段差計測のアイコンと凹形状の平均３点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けること、あるいは、凸形状のピーク３点段差計測のアイコンと凹形状のボトム３点段差計測のアイコンとを同じ画面に表示して選択を受け付けることである。計測項目として「３点段差計測」を設定し、３点の段差をそれぞれ領域設定するような方法であれば、ユーザがいずれの段の平均を基準面とするかを定め、基準面からの段差が測定されるように設定していたが、本実施例においては、測定領域や測定点を自動設定するため、平均化する２つの段に対して上段を求めるのか下段を求めるのかに関する情報も併せて取得する必要が生じたのである。基準面が逆であれば計測値の符号が異なるため、使用者の感覚と一致していなかったり、設定ミスなどの原因にもなりかねない問題が生じるが、本構成によりそれを回避している。
【００５５】
図１３では、傾斜計測のアイコンを左上に、断面積計測のアイコンを右上に示し、選択を受け付けるようにしている。
【００５６】
図１４における表示画面は、エッジ位置計測およびエッジ幅計測に関する計測処理の選択を受け付けるためのアイコンを画面に同時に表示するものである。
左上のアイコンは、左エッジ位置計測を示している。これは、この次のステップとして設定される切り取り領域内で最も左側に存在するエッジ、すなわち段差の境界を抽出する処理を行うものである。
右上のアイコンは、右エッジ位置計測を示している。これは、この次のステップとして設定される切り取り領域内で最も右側に存在するエッジを抽出する処理を行うものである。
左下のアイコンは、凸形状の上面のエッジ幅を計測する。エッジ幅は、凸形状の上面の両端のエッジの間隔、すなわち上面の両側に存在する段差の境界の間隔を計測するものである。
右下のアイコンは、凹形状の上面エッジ幅を計測する。エッジ幅は、凹部分を囲む上面の両端のエッジの間隔、すなわち上面における段差の境界の間隔を計測するものである。
【００５７】
以上のアイコンによる計測アイテムの選択がなされた後の、各処理を以下詳細に順に示す。
【００５８】
まず、いずれの処理においても共通して、前述した、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）の初期設定枠をティーチング画像とともに表示して変更を受付け、切り取り領域の指定を受け付ける。尚、切り取り領域は、矩形の領域として設定し、切り取り領域の左上の点の座標を計測開始点（ｘ１，ｙ１）、右下の点の座標を計測終了点（ｘ２，ｙ２）と設定する。
これに応じて、ユーザは平均やピーク、ボトム、２点段差、３点段差、エッジ位置、エッジ幅など計測アイテムによって選択した処理を行うラインビーム像の囲むように切り取り領域を指定することになる。
【００５９】
計測アイテムとして、高さ計測、すなわち、平均計測、ピーク高さ計測、ボトム高さ計測のいずれかが選択されたときの処理を図１５、図１６に示す。
まず、計測アイテムの判定がなされ（ステップ１５０１）、それぞれ設定された計測アイテムに応じた処理が開始される（ステップ１５０２〜１５０４）。
【００６０】
計測アイテムが平均計測処理であった場合には、ｘ１からｘ２までの各座標毎に垂直方向の座標を読み出す。ステップ１５０２の場合には平均化演算を行い、ステップ１５０３の場合にはピーク抽出演算を行い、ステップ１５０４の場合にはボトム抽出演算を行う。上記ステップを実行する際に抽出対象点が無いなどの異常の場合や、ラインビーム像の各画素のもつ受光量情報が所定値より小さい場合、逆に大きすぎる場合等には、それぞれノイズの影響、飽和の影響によって正しく計測ができていない危険がるため、エラーメッセージを表示する（ステップ１５０５、１５０６）。異常がなければ、計測開始点、計測終了点、特徴点を演算結果として設定する（ステップ１５０７）。特徴点は平均計測の場合はｘ１とｘ２の中点から求まるｘ座標値と演算により求められた平均ｙ座標値、ピーク計測の場合はピーク座標、ボトム計測の場合はボトム座標である。
【００６１】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、演算結果として得られた特徴点、とを重ねて表示する。このとき、処理対象画像抽出領域（切り取り領域）のｘ座標の左端と右端の位置を示す線は、調整可能とし、十字キーによって移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより、演算の対象とする測定領域を確定するようにしてもよい。変更が行われた際には、ｘ１、ｘ２のそれぞれの変更後の値を新たなｘ１、ｘ２として、計測開始点、計測終了点として設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００６２】
計測アイテムとして、２点段差計測、すなわち、凸形状の平均２点段差計測、凹形状の平均２点段差計測、凸形状のピーク２点段差計測、凹形状のボトム２点段差計測のいずれかが選択されたときの処理を図１７、図１８に示す。
図１７を参照し、まず、２点段差のいずれの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理としてセグメント分割処理を実行する（ステップ１７０１）。
【００６３】
ここで、セグメント分割処理について、図１９を参照して説明する。セングメント分割は、切り出し領域の中のラインビーム像を、一定の規則に従ってセングメント分割する処理である。図は、ラインビーム像の切り出し領域内の画像を示しており、水平方向がラインビーム像のラインに沿う方向に対応し、ｘ座標としており、垂直方向を計測対象物体の高さに応じて変化する方向（変位方向）で、ｙ座標としている。ｙ座標は上側が計測対象物体の高さがより高い方向を表している。まず、先に設定されている切り出し領域のｙ座標方向についての中心値を算出し、２値化閾値とする（図中、ｃの線）。そして、ティーチングされた画像のラインビーム像を２値化閾値ｃより大きいＨセグメントと小さいＬセグメントとに分け、さらに各グループの画素が互いに一定の距離範囲にあるものを共通のセグメントとしてグルーピングを行う。ラインビーム像が太いとセグメント分割を行う際に処理対象となる対象点が多くなるので、この処理に先立って、ラインビーム像を垂直方向のライン毎に最も受光量が最も高い画素を抽出した画像に変換するなど細線化処理をおこなっておいてもよい。この処理によって、図の例ではラインビーム像がｃの線を跨ぐ度に分割が行われ、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｈ０、Ｈ１の５つのセグメントに分割がされていることが示されている。図では例示していないが、例えばＨ０のセグメントを構成するラインビーム像が途中で一定距離以上の途切れていたならば、そこでセグメントは分割されて、２つのセグメントとして認識されるような処理を行っている。
尚、ラインビーム像全体における垂直方向の変化の幅が所定の値より小さいときや、セグメント分割後、ＨもしくはＬの一方もしくは両方が存在しない場合等には、以後の測定領域や測定点の自動設定が困難となるので、エラーメッセージを表示する。また、抽出対象点が無いなどの異常の場合や、ラインビーム像の各画素のもつ受光量情報が所定値より小さい場合、逆に大きすぎる場合等には、それぞれノイズの影響、飽和の影響によって正しく計測ができていない危険がるため、エラーメッセージを表示する（図１７、ステップ１７０２、１７０３）。
【００６４】
セグメント分割に成功したあとは、設定された計測アイテムの判定を行う（ステップ１７０４）。
【００６５】
凸形状の平均２点段差計測あるいは凸形状のピーク２点段差計測が設定されていた場合には、ステップ１７０５に進み、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定された場合には、ステップ１７０６に進む。
【００６６】
ステップ１７０５では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）を基準セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、基準セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標については基準セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凸形状の平均２点段差計測を行う場合には、次に最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）を上段セグメントとして抽出して、基準セグメントと同様に、上段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凸形状のピーク２点段差計測を行う場合であれば、上段セグメントの代表点の代わりに上段セグメント中のピーク座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
このとき、基準セグメントとなるＬセグメントが無かったり、上段セグメントとなるＨセグメントが存在しない場合などにはエラーメッセージを表示する。この場合、２つの段差もしくは、１つの基準段と他の１つの凸形状がＨセングメントとＬセグメントに分かれるように、ラインビーム像を切り出し領域の中心付近にくるように設定しなおす必要があるのでその旨の表示を行う（ステップ１７０７、１７０８）。
【００６７】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定された基準セグメントの測定領域の左端および右端を破線で表示する（図１８（１）（ｄ）の左側２本の破線、（ｆ）の右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（１）（ｄ）の右側２本の破線、（ｆ）の左側２本の破線）と代表点を表示し、ピーク２点段差計測であれば、ピーク座標を十字マークで表示する。尚、図１８の（１）（ｄ）、（ｆ）は、凸形状の平均２点段差計測において、切り取り領域がそれぞれ（ｃ）、（ｅ）に設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の基準計測領域および上段計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００６８】
ステップ１７０４において、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定されていた場合には、ステップ１７０６に進み、凹形状の平均２点段差計測あるいは凹形状のボトム２点段差計測が設定された場合には、ステップ１７０６に進む。
【００６９】
ステップ１７０６では、以下のように計測領域を設定する。
まず、まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）を基準セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、基準セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標については基準セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凹形状の平均２点段差計測を行う場合には、次に最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）を下段セグメントとして抽出して、基準セグメントと同様に、下段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凹形状のボトム２点段差計測を行う場合であれば、下段セグメントの代表点の代わりに下段セグメント中のボトム座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
このとき、基準セグメントに隣接するセグメントが複数ある場合には、いずれの段差、あるいはいずれの高さを設定すれば良いかが判断できないので、エラーメッセージを表示する。この場合、２つの段差もしくは、１つの基準段と他の１つの凹形状が切り出し領域内に含まれるように設定しなおす必要があるのでその旨の表示を行う（ステップ１７０７、１７０８）。
【００７０】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定された基準セグメントの測定領域の左端および右端を破線で表示する（図１８（２）（ｄ）の左側２本の破線、（ｆ）の右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、下段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（２）（ｄ）の右側２本の破線、（ｆ）の左側２本の破線）と代表点を表示し、ボトム２点段差計測であれば、ボトム座標を十字マークで重ねて表示する。尚、図１８の（２）（ｄ）、（ｆ）は、凹形状の平均２点段差計測において、切り取り領域がそれぞれ（ｃ）、（ｅ）に設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の基準計測領域および下段計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７１】
計測アイテムとして、３点段差計測、すなわち、凸形状の平均３点段差計測、凹形状の平均３点段差計測、凸形状のピーク３点段差計測、凹形状のボトム３点段差計測のいずれかが選択されたときの処理を図２０、図２１に示す。
図２０を参照し、まず、３点段差のいずれの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２００１）。
【００７２】
セグメント分割に成功したあとは、設定された計測アイテムの判定を行う（ステップ２００４）。
【００７３】
ステップ２４０４において、凸形状の平均３点段差計測あるいは凸形状のピーク３点段差計測が設定されていた場合には、ステップ２００５に進み、凹形状の平均３点段差計測あるいは凹形状のボトム３点段差計測が設定された場合には、ステップ２００６に進む。
【００７４】
ステップ２００５では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＬセグメント（２値化閾値ｃより低い位置にあるセングメント）をＬ１セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｌ１セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＬ１セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凸形状の平均３点段差計測を行う場合には、次に、Ｌ１セグメントよりも右側にあり、かつ間にＨセングメントを挟むＬセグメントをＬ２セグメントとして抽出する。このＬ２セグメントについても同様に、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｌ２セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＬ２セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定する。さらに、Ｌ１セグメントとＬ２セグメントとの間に挟まれたＨセグメントを、上段セグメントとして、Ｌ１、Ｌ２セグメントと同様に、上段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凸形状のピーク３点段差計測を行う場合であれば、上段セグメントの代表点の代わりに上段セグメント中のピーク座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
もし、Ｌ１セグメントとＬ２セグメントの間にＨセグメントが存在しない場合には切り出し領域の設定が適切でないことから、エラーメッセージを表示する。（ステップ２００７、２００８）。
【００７５】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定されたＬ１、Ｌ２セグメントの各測定領域の左端および右端を破線で表示する（図２１（１）（ｄ）の左側２本の破線と右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（１）（ｄ）の中央の２本の破線）と代表点（十字マーク）を表示し、ピーク２点段差計測であれば、上段セグメントのピーク座標を十字マークで表示する。尚、図２１の（１）（ｄ）は、凸形状の平均３点段差計測において、切り取り領域が（ｃ）のように設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７６】
ステップ２００６では、以下のように計測領域を設定する。
まず、セグメント分割の結果をもとにして、最も左側にあるＨセグメント（２値化閾値ｃより高い位置にあるセングメント）をＨ１セグメントとして抽出し、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｈ１セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＨ１セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定しておく。
凹形状の平均３点段差計測を行う場合には、Ｈ１セグメントよりも右側にあり、かつ間にＬセングメントを挟むＨセグメントをＨ２セグメントとして抽出する。このＨ２セグメントについても同様に、そのセグメントの水平方向（ｘ座標）の長さの半分の領域を、Ｈ２セグメントの水平方向の中心に測定領域として設定する。また、ｘ座標についてはＨ２セグメントの中心座標、ｙ座標については測定領域内にあるラインビーム像のｙ座標の平均座標に該当する座標点も測定領域の代表点として設定する。さらに、Ｈ１セグメントとＨ２セグメントとの間に挟まれたＬセグメントを、下段セグメントとして、Ｈ１、Ｈ２セグメントと同様に、下段セグメントの半分の幅を持つ測定領域を中心に設定するとともに、その代表点を設定する。凹形状のボトム３点段差計測を行う場合であれば、下段セグメントの代表点の代わりに下段セグメント中のボトム座標を取得して設定する。尚、切り取り領域の左上の点である計測開始点、右下の点の計測終了点もあわせて特徴点として設定しておく。
もし、Ｈ１セグメントとＨ２セグメントの間にＬセグメントが存在しない場合には切り出し領域の設定が適切でないことから、エラーメッセージを表示する。（ステップ２００７、２００８）。
【００７７】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像上に、設定されたＨ１、Ｈ２セグメントの各測定領域の左端および右端を破線で表示する（図２１（２）（ｄ）の左側２本の破線と右側２本の破線）。そして、平均２点段差計測であれば、上段セグメントの測定領域のそれぞれの左端および右端を破線で表示し（図１８（２）（ｄ）の中央の２本の破線）と代表点（十字マーク）を表示し、ボトム３点段差計測であれば、上段セグメントのピーク座標を十字マークで表示する。尚、図２１の（２）（ｄ）は、凹形状の平均３点段差計測において、切り取り領域が（ｃ）のように設定された場合の計測領域および計測点の例の表示である。切り取り領域内の各測定領域は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の計測領域の左端および右端のそれぞれセグメント上の相対位置（セグメントの水平方向の一端を基準として全長の何％から何％までの位置か）をそれぞれ設定し直すとともに、上記の特徴点を再度演算して表示する。
【００７８】
計測アイテムとして、エッジ位置計測、すなわち、左エッジ位置計測もしくは右エッジ位置計測のいずれかが選択されたときの処理を図２２、図２３に示す。
図２２を参照し、まず、どちらの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２２０１）。
【００７９】
セグメント分割に失敗すればエラーメッセージを表示し（ステップ２２０２，２２０３）、成功すれば、続いて、設定されている計測アイテムの判定を行う（ステップ２２０４）。左エッジ位置計測の場合には、ステップ２２０５に進み、右エッジ位置計測の場合にはステップ２２０６に進む。
【００８０】
ステップ２２０５では、左から２つ目のセグメントを抽出し、その左端の座標を左エッジ座標として設定する。もし、左から１つ目のセグメントと２つ目のセグメントとが、垂直方向（高さ方向）関して所定値以上の間隔が空けて得られていなければ、正しく測定できない可能性があるのでエラー表示を行う（ステップ２２０７、２２０８）。
【００８１】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られたエッジ座標点、とを重ねて表示する（図２３（１）の（ｃ）、（ｅ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。また、（ｅ）は（ｄ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００８２】
ステップ２２０６では、右から２つ目のセグメントを抽出し、その右端の座標を左エッジ座標として設定する。もし、右から１つ目のセグメントと２つ目のセグメントの高さ（ｙ座標）方向の間隔が所定値より小さければエラー表示を行う（ステップ２２０７、２２０８）。
【００８３】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られたエッジ座標点、とを重ねて表示する（図２３（２）の（ｃ）、（ｅ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。また、（ｅ）は（ｄ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ点を再度設定して表示する。
【００８４】
左端から１つめのセグメントの右端座標や、右端から１つめのセグメントの左端座標によっても原理的に左エッジ、右エッジの抽出は可能であるが、ラインビームを上方から照射し、３角測量の原理により測定していることから、低い位置（ｙ座標の低い位置）にあるラインビーム像は、死角を含む可能性があり、窪みでは乱反射が発生して誤差を生じる場合もあることから、より信頼性が高い、垂直方向（ｙ座標）の高い位置にある像を用いてエッジ位置を算出している。
【００８５】
計測アイテムとして、エッジ幅計測、すなわち、凸形状上面エッジ幅計測もしくは凹形状上面エッジ幅計測のいずれかが選択されたときの処理を図２４、図２５に示す。
図２４を参照し、まず、どちらの計測アイテムが選択されていても、各計測に対して共通に用いる前処理として前述のセグメント分割処理を実行する（ステップ２４０１）。
【００８６】
セグメント分割に失敗すればエラーメッセージを表示し（ステップ２４０２，２４０３）、成功すれば、続いて、設定されている計測アイテムの判定を行う（ステップ２４０４）。凸形状上面エッジ幅計測の場合には、ステップ２４０５に進み、凹形状上面エッジ幅計測の場合にはステップ２４０６に進む。
【００８７】
ステップ２４０５では、最も左側にあるＨセグメントを抽出し、その左端および右端の座標をそれぞれ凸形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標として設定する。もし、Ｈセグメントの両隣にＬセグメントが存在しなければ凸形状上面エッジ幅を正しく求めることができていない可能性があるのでエラーメッセージの表示を行う（ステップ２４０７，２４０８）。
【００８８】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られた凸形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標、とを重ねて表示する（図２５の（ｃ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｃ）は（ｂ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００８９】
ステップ２４０６では、最も左側にあるＨセグメント（Ｈ１セグメントとする）と、左から２番目のＨセグメント（Ｈ２セグメントとする）とを抽出し、Ｈ１セグメントの右端およびＨ２セグメントの左端の座標をそれぞれ凹形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標として設定する。もし、Ｈ１、Ｈ２セグメントの間にＬセグメントが存在しなければ凹形状上面エッジ幅を正しく求めることができていない可能性があるのでエラーメッセージの表示を行う（ステップ２４０７，２４０８）。
【００９０】
この後、図９のステップ８０７の表示に対応して、ティーチング画像、切り取り領域のｘ座標の左端と右端の位置を示す線、得られた凹形状上面エッジ幅の左エッジ座標、右エッジ座標、とを重ねて表示する（図２５の（ｆ））。また、切り取り領域の２値化閾値をエッジ閾値（エッジスレッシュ）として表示する。尚、（ｆ）は（ｅ）に示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像示したラインビーム像に切り取り領域が設定されたときの表示画像である。切り取り領域やエッジ閾値は調整可能として良い。十字キーによって破線の移動入力を受付け、ＳＥＴキーが押されることにより測定領域を確定するようにしてもよい。その際には、設定変更がなされた後の切り取り領域内で再設定されたエッジ閾値を２値化閾値としてそれぞれ設定し直すとともに、それらの値に基づいてセグメント分割を行い、エッジ座標を再度設定して表示する。
【００９１】
いずれのエッジ幅計測においても、上面を基準としてエッジ座標を算出している。これは、ラインビームを上方から照射し、３角測量の原理により測定していることから、低い位置（ｙ座標の低い位置）にあるラインビーム像は、死角を含む可能性があり、窪みでは乱反射が発生して誤差を生じる場合もある。従って、より信頼性が高い、垂直方向（ｙ座標）の高い位置にある像を用いてエッジ位置を算出することしたものである。
【００９２】
以上により、ＦＵＮモードが選択された場合の設定が完了し、設定結果を画面表示して図８ステップ８０２に戻り、モード切替スイッチ７０７が切り替えられていなければ、再度ＦＵＮモードの処理が繰り返される。ＡＤＪモードもしくはＲＵＮモードに切り替えられれば、それぞれの処理を実行する。
【００９３】
モード切替スイッチ７０７により、ＡＤＪモードが選択されているときには、ＲＵＮモードで用いる計測結果の良否判定を行うための閾値の設定や調整のための表示と入力受付を行う。画面には現在選択されている計測モードについての測定値と閾値とを表示する。十字キー７０９の上下キー入力が行われることで表示している閾値を増減させる。そして、ＳＥＴキー７１１が押されるとそのときの閾値をＲＵＮモードにおける判定のための閾値として設定する。閾値は実空間での距離を表すミリメートル単位で表示して設定を受け付け、内部で座標値に換算して処理を行う。
高さ計測の場合には閾値は高さを、２点段差計測、３点段差計測の場合には、閾値は段差の高さを設定する。
エッジ位置の場合には、画面上水平方向位置（ｘ座標）であり、計測対象物体上ではラインビームに沿う方向の座標についての閾座標の設定を行う。
エッジ間隔の場合には、画面上水平方向位置（ｘ座標）であり、計測対象物体上ではラインビームに沿う方向の座標についての２つのエッジ間の距離の設定を行う。
【００９４】
モード切替スイッチ７０７により、ＲＵＮモードが選択されているときには、ＦＵＮモードですでに設定されている測定領域や測定点から、設定された計測アイテムに応じた計測処理を実行し、得られた計測値をＡＤＪモードで設定された閾値によって良否判定を行って判定結果を画面に表示し、出力部１０８を介して判定結果を外部へ出力する。また、計測値、判定結果や画面のデータはＵＳＢ通信部１０５ａ、シリアル通信部１０５ｂ、信号処理部間通信部１０５ｃによっても出力することができる。
【００９５】
ＲＵＮモードにおける処理の詳細を図２６に示す。計測処理は、割り込み処理で行われる。外部トリガ計測の場合には外部トリガの入力により計測を行い、繰り返し計測の場合には周期的に自ら計測開始トリガを発生させて計測を開始する（ステップ２６０１）。
【００９６】
ステップ２６０２では、設定されている計測アイテムに応じた計測領域、計測点（特徴点）を用いて、計測を行う。
【００９７】
高さ計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、平均計測であれば平均ｙ座標値を算出し、ピーク計測であればピーク座標のｙ座標値を算出し、ボトム計測であればボトム座標のｙ座標値を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算（ステップ２６０２）する。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【００９８】
２点段差計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状の平均２点段差計測であれば、設定された上段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凸形状のピーク２点段差計測であれば、設定された上段セグメントのピーク座標のｙ座標から、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状の平均２点段差計測であれば、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状のボトム２点段差計測であれば、設定された基準セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された凹形状のボトム座標のｙ座標を引いた値を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【００９９】
３点段差計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状の平均３点段差計測であれば、設定された上段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定されたＬ１セグメントとＬ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凸形状のピーク３点段差計測であれば、設定された上段セグメントのピーク座標のｙ座標値から、設定されたＬ１セグメントとＬ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状の平均３点段差計測であれば、設定されたＨ１セグメントとＨ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントの測定領域のｙ座標の平均値を引いた値を算出する。凹形状のボトム３点段差計測であれば、設定されたＨ１セグメントとＨ２セグメントの測定領域のｙ座標の平均値から、設定された下段セグメントのボトム座標のｙ座標値を引いた値算出する。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均結果値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１００】
エッジ位置計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、左エッジ位置計測であれば左から２つ目のセグメントの左端の座標のｘ座標を算出し、右エッジ位置計測であれば右から２つ目のセグメントの右端の座標のｘ座標を算出する（ステップ２６０１）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１０１】
エッジ幅計測の場合、ラインビーム像を取得し、設定された切り取り領域内のラインビーム像に対して、凸形状上面エッジ幅計測であれば最も左側にあるＨセグメントの左端および右端の座標のｘ座標をそれぞれ算出する。凹形状上面エッジ幅計測であれば最も左側にあるＨセグメントの右端の座標と、左から２番目のＨセグメントの左端の座標のそれぞれのｘ座標を算出し、その間隔を算出する（ステップ２６０２）。そして算出された値を、実空間の単位であるミリメートルに換算する（ステップ２６０２）。その後、過去の値に比べ一定値以上離れた値は異常値として除去するスムージング処理を行い（ステップ２６０３）、事前に設定された所定平均回数値に基づいて、それまでに得られた所定回数の平均値を算出する（ステップ２６０４）。ゼロリセットが設定されている場合には、ゼロとして表示するよう設定された値を当該平均値から差し引く（２６０５）。処理過程で、前述の設定処理過程で示したようなエラーが発生すれば、エラーメッセージを表示して、前回値を保持する。エラーでなければ、算出された値と閾値とを比較して判定結果を出力して（ステップ２６０７、２６０８）終了する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態の変位センサによれば、簡易な操作で自動的に所望の計測のための設定を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】信号処理部とセンサヘッド部の外観斜視図である。
【図２】センサヘッド部とラインビームを示す外観斜視図である。
【図３】信号処理部の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】センサヘッド部の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】センサヘッド部の光学系を示す図である。
【図６】溝計測のための画像処理の説明図である。
【図７】信号処理部の正面図である。
【図８】信号処理部の動作を示すゼネラルフローチャートである。
【図９】ＦＵＮモードの画面遷移を表す図である。
【図１０】高さ計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１１】２点段差計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１２】３点段差計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１３】角度、断面積計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１４】エッジ計測に関する計測アイテムの選択画面を示す図である。
【図１５】高さ計測の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】高さ計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図１７】２点段差計測の詳細を示すフローチャートである。
【図１８】２点段差計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図１９】セグメント分割処理の説明図である。
【図２０】３点段差計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】３点段差計測の切り取り領域、自動設定された計測領域を示す図である。
【図２２】エッジ位置計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２３】エッジ位置計測の切り取り領域、自動設定された測定点を示す図である。
【図２４】エッジ幅計測の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】エッジ幅計測の切り取り領域、自動設定された測定点を示す図である。
【図２６】ＲＵＮモードの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 信号処理部
２ センサヘッド部
５ 計測対象物体
１０ 外殻ケース
１４ 操作部蓋
１５ 表示部
１６ 信号処理部間コネクタ蓋
１７ センサヘッド部接続用コネクタ
２０ センサヘッド本体部
２１ ケーブル
２７ 信号処理部接続用コネクタ
Ｌ１ スリット光
Ｌ２ スリット光の反射光
ＬＭ スリット光の照射光像
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
１０２ａ ＥＥＰＲＯＭ
１０２ｂ 画像メモリ
１０３ 表示部
１０３ａ 液晶表示部
１０３ｂ 表示灯ＬＥＤ
１０４ 通信部
１０５ 外部通信部
１０５ａ ＵＳＢ通信部
１０５ｂ シリアル通信部
１０５ｃ 信号処理部間通信部
１０６ キー入力部
１０７ 外部入力部
１０８ 出力部
１０９ 電源部
１１０ パソコン
２０１ 制御部
２０２ 投光部
２０３ 受光部
２０４ 表示灯ＬＥＤ
２０５ 記憶部
２０６ 通信部
７０１ ＬＤＯＮ表示灯
７０２ ゼロリセット表示灯
７０３ ＥＮＡＢＬＥ表示灯
７０４ 判定結果表示灯
７０５ ファンクションキー
７０６ ＳＴＤ／ＥＸＰ切替スイッチ
７０７ モード切替スイッチ
７０８ ＭＥＮＵ／ＶＩＥＷキー
７０９ 十字キー
７１０ ＳＥＴキー
７１１ ＥＳＣキー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、
ラインビームが照射された計測対象物体表面の高さに応じてラインビーム像位置が変化して見える角度から撮影する撮像部と、
撮像部から得られたラインビーム像を含む撮像画像に基づいて、計測対象物体表面上のラインビームに沿う方向に対する高さの分布を取得し、得られたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行するとともに、当該計測処理の内容を設定するための設定処理を実行する処理部と、
前記撮像画像と設定を行うための画面とを表示する表示部と、
設定を行うための入力を受け付ける入力部と、
前記計測処理の結果を出力する出力部と、
を具備し、
前記処理部は、設定処理として、
撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として設定し、
前記設定対象画像に対する計測処理として、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に上方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と相対的に下方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示し、あるいは、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に左方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と右方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けることにより、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定し、
前記計測処理の対象となる１の計測処理対象領域を前記設定対象画像内に設定し、
前記１の計測処理対象領域内に含まれるラインビーム像に対して、設定された計測処理を行うために必要となる局所領域または特徴点を、前記基準線もしくは基準点の情報に応じて自動設定する、
ことを特徴とする変位センサ。
【請求項２】
前記処理部は、前記計測処理対象領域の設定処理として、前記設定対象画像を表示部に表示すると共に、前記の計測処理対象領域の候補領域を前記設定対象画像に重ねて表示し、前記入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を前記入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、前記入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項３】
前記処理部は、設定された計測処理に用いる局所領域または計測処理に用いる特徴点を自動設定した後、前記設定対象画像に重ねて前記局所領域または前記特徴点の表示を行う、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項４】
前記処理部は、前記局所領域または前記特徴点を表示した後、前記入力部を通じて当該局所領域の範囲の変更または当該特徴点の算出に用いるパラメータの設定の変更を受け付けて、変更入力があった場合には、変更後の局所領域もしくは変更後のパラメータにより算出された特徴点を表示し、前記入力部を通じて局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを確定する指示入力を受け付けて、そのときの局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを計測処理に用いる局所領域もしくは特徴点算出のためのパラメータとして設定する、請求項３に記載の変位センサ。
【請求項５】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測と、基準高さに対するボトム深さ計測とを同時に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項６】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測と基準高さに対する下段までの段差の深さ計測、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項７】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、左側段差のエッジ位置計測と右側段差のエッジ位置計測と、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項８】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測と、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測と、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項９】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測に対しては、下方に存在する基準線上に凸形状記載したアイコンを表示し、基準高さに対するボトム深さ計測に対しては、上方に存在する基準線下に凸形状記載したアイコンを表示する、請求項５に記載の変位センサ。
【請求項１０】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測に対しては、上方に存在する線と当該線の左右かつ下方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示し、基準高さに対する下段までの段差の深さ計測に対しては、下方に存在する線と当該線の左右かつ上方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示する、請求項６に記載の変位センサ。
【請求項１１】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、左側のエッジ計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番左側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示し、右側段差のエッジ位置計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番右側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示する、請求項７に記載の変位センサ。
【請求項１２】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測に対しては、凸形状と上段の線の左エッジと右側のエッジの位置を示すアイコンを表示し、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測に対しては、凹形状の左側上段の右側のエッジ位置と右側上段の左側のエッジを示すアイコンを表示する、請求項８に記載の変位センサ。
【請求項１３】
前記アイコンを表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けて、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定した後に、
前記計測処理対象領域の設定処理として、前記設定対象画像を表示部に表示すると共に、前記の計測処理対象領域の候補領域を前記設定対象画像に重ねて表示し、前記入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を前記入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、前記入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する、請求項９から１２のいずれかに記載の変位センサ。
【請求項１】
計測対象物体に対してラインビームを照射する投光部と、
ラインビームが照射された計測対象物体表面の高さに応じてラインビーム像位置が変化して見える角度から撮影する撮像部と、
撮像部から得られたラインビーム像を含む撮像画像に基づいて、計測対象物体表面上のラインビームに沿う方向に対する高さの分布を取得し、得られたラインビームに沿う方向に対する高さの分布上の複数の局所領域または特徴点に基づく予め設定された計測処理を実行するとともに、当該計測処理の内容を設定するための設定処理を実行する処理部と、
前記撮像画像と設定を行うための画面とを表示する表示部と、
設定を行うための入力を受け付ける入力部と、
前記計測処理の結果を出力する出力部と、
を具備し、
前記処理部は、設定処理として、
撮像画像を表示部に表示して、入力部を通じて確定指示の入力が行われたときに表示部に表示されている撮像画像を設定対象画像として設定し、
前記設定対象画像に対する計測処理として、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に上方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と相対的に下方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示し、あるいは、設定対象画像内に含まれるラインビーム像の相対的に左方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢と右方に位置する線もしくは点を基準として計測を実行する選択肢とを同時に表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けることにより、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定し、
前記計測処理の対象となる１の計測処理対象領域を前記設定対象画像内に設定し、
前記１の計測処理対象領域内に含まれるラインビーム像に対して、設定された計測処理を行うために必要となる局所領域または特徴点を、前記基準線もしくは基準点の情報に応じて自動設定する、
ことを特徴とする変位センサ。
【請求項２】
前記処理部は、前記計測処理対象領域の設定処理として、前記設定対象画像を表示部に表示すると共に、前記の計測処理対象領域の候補領域を前記設定対象画像に重ねて表示し、前記入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を前記入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、前記入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項３】
前記処理部は、設定された計測処理に用いる局所領域または計測処理に用いる特徴点を自動設定した後、前記設定対象画像に重ねて前記局所領域または前記特徴点の表示を行う、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項４】
前記処理部は、前記局所領域または前記特徴点を表示した後、前記入力部を通じて当該局所領域の範囲の変更または当該特徴点の算出に用いるパラメータの設定の変更を受け付けて、変更入力があった場合には、変更後の局所領域もしくは変更後のパラメータにより算出された特徴点を表示し、前記入力部を通じて局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを確定する指示入力を受け付けて、そのときの局所領域もしくは特徴点の算出に用いるパラメータを計測処理に用いる局所領域もしくは特徴点算出のためのパラメータとして設定する、請求項３に記載の変位センサ。
【請求項５】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測と、基準高さに対するボトム深さ計測とを同時に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項６】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測と基準高さに対する下段までの段差の深さ計測、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項７】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、左側段差のエッジ位置計測と右側段差のエッジ位置計測と、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項８】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測と、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測と、を同時に画面内に表示して選択肢の選択を受け付ける、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項９】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対するピーク高さ計測に対しては、下方に存在する基準線上に凸形状記載したアイコンを表示し、基準高さに対するボトム深さ計測に対しては、上方に存在する基準線下に凸形状記載したアイコンを表示する、請求項５に記載の変位センサ。
【請求項１０】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、基準高さに対する上段までの段差の高さの計測に対しては、上方に存在する線と当該線の左右かつ下方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示し、基準高さに対する下段までの段差の深さ計測に対しては、下方に存在する線と当該線の左右かつ上方に同じ高さで存在する２つの線を記載したアイコンを表示する、請求項６に記載の変位センサ。
【請求項１１】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、左側のエッジ計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番左側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示し、右側段差のエッジ位置計測に対しては、段差の境界部分であるエッジを複数含み、一番右側のエッジを他の部分と区別して表示する図を含むアイコンを表示する、請求項７に記載の変位センサ。
【請求項１２】
前記処理部は、計測処理の選択肢として、凸形状の上段の左側のエッジと右側のエッジとの間隔の計測に対しては、凸形状と上段の線の左エッジと右側のエッジの位置を示すアイコンを表示し、凹形状の左側上段の右側のエッジと右側上段の左側のエッジとの間隔の計測に対しては、凹形状の左側上段の右側のエッジ位置と右側上段の左側のエッジを示すアイコンを表示する、請求項８に記載の変位センサ。
【請求項１３】
前記アイコンを表示して、入力部を通じて選択肢の選択入力を受け付けて、設定する計測処理の種類をいずれの基準線もしくは基準点に対する計測処理であるかを区別して設定した後に、
前記計測処理対象領域の設定処理として、前記設定対象画像を表示部に表示すると共に、前記の計測処理対象領域の候補領域を前記設定対象画像に重ねて表示し、前記入力部を通じて当該候補領域の位置、形状もしくは大きさの変更の指示を前記入力部を通じて受け付けて、変更指示があれば変更された候補領域の位置、形状もしくは大きさを更新表示し、前記入力部を通じて計測処理対象領域を確定する指示入力を受け付けてそのときの候補領域を計測対象領域として設定する、請求項９から１２のいずれかに記載の変位センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１７】
【図２０】
【図２２】
【図２４】
【図２６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１７】
【図２０】
【図２２】
【図２４】
【図２６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【公開番号】特開２００８−２０３１６（Ｐ２００８−２０３１６Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９２２０８（Ｐ２００６−１９２２０８）
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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