画像計測装置及びコンピュータプログラム
【課題】計測対象物を撮像した画像に固有の特徴量情報に基づいて計測条件を特定することができる画像計測装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する。計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶しておく。撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示し、計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する。抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断し、略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。
【解決手段】計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する。計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶しておく。撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示し、計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する。抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断し、略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測対象物の形状に固有の特徴量情報に基づいて所望の形状を計測する画像計測装置及びコンピュータプログラムに関する。特に、計測対象物が既知である場合に、計測対象物に対する計測条件を容易に特定することができる画像計測装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計測対象物の形状を計測する装置として、ステージ上に載置した計測対象物に光を照射し、照射した光の透過光又は反射光を受光レンズにより、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に結像させて画像を取得し、取得した画像に基づいて計測対象物の形状を計測する画像計測装置が多々開発されている。
【０００３】
計測対象物の形状の計測は、画像上で計測対象物と背景画像との境界部分（以下、エッジ部分）を検出することにより行われる。エッジ部分は、計測対象物の画素と背景画像画素との輝度値変化が激しい箇所である。画像データの中で、例えば隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい箇所（画素間）を、エッジ部分を示す複数のエッジ点として取得し、例えば最小二乗法のような回帰分析法によって近似することにより、例えば直線、円等の幾何学図形に近似され、近似された図形を用いてエッジ間の距離、角度、エッジ自身のパラメータ（座標、直径、中心座標等）を計測することができる。
【０００４】
また、同一の形状を有する計測対象物を何度も計測する場合、毎回エッジを抽出する演算処理負荷を軽減するために、一度計測した形状パターンを記憶しておき、パターンマッチングすることにより所望の形状を計測しても良い。例えば特許文献１では、オフラインティーチングにより生成された画像データを用いて、計測対象物の画像とパターンマッチングすることにより形状を計測している。
【特許文献１】特許第３５９６７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、計測対象物の画像とパターンマッチングする処理は演算処理負荷が比較的大きい。また、計測対象物の種類が多くなればなるほど、記憶しておくべき形状パターン画像データの数も増大し、メモリ等の記憶容量を圧迫するとともに、全体の演算処理負荷が大きくなることから、計測レスポンスを維持することが困難になるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
一方、計測対象物を撮像した画像には、計測対象物の形状に固有の特徴量が存在する。例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等、撮像した画像の形状に固有の特徴量は多々存在する。したがって、これら特徴量に関する特徴量情報に基づいて計測条件を記憶しておけば、少ない演算処理負荷にて確実に形状を計測することができる。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物を撮像した画像に固有の特徴量情報に基づいて計測条件を特定することができる画像計測装置及びコンピュータプログラム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】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置において、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段と、前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段と、前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段と、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段とを備え、該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明に係る画像計測装置は、第１発明において、前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段と、該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明に係る画像計測装置は、第２発明において、前記メッセージ出力手段は、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明に係る画像計測装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段と、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段と、表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５発明に係る画像計測装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段と、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段とを備え、該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
次に、上記目的を達成するために第６発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段、前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段、前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段、及び該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
また、第７発明に係るコンピュータプログラムは、第６発明において、前記画像計測装置を、前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段、及び該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１５】
また、第８発明に係るコンピュータプログラムは、第７発明において、前記メッセージ出力手段を、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する手段として機能させることを特徴とする。
【００１６】
また、第９発明に係るコンピュータプログラムは、第６乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データを表示する形状パターン表示手段、及び表示されている複数の形状パターン画像データから一の形状パターン画像データの選択を受け付ける形状パターン選択受付手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０発明に係るコンピュータプログラムは、第６乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段、及び該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段として機能させることを特徴とする。
【００１８】
第１発明及び第６発明では、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶しておく。撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示し、計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する。特徴量情報とは、例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等、撮像した画像の形状に固有の数値等の情報を意味している。抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されている場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。
【００１９】
第２発明及び第７発明では、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていない場合、視野の周縁部に計測対象物の画像が存在するか否かを判断する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在する場合、計測対象物が視野の範囲内に存在するよう計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、計測対象物が視野からはみ出して載置されているものと判断することができる。したがって、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００２０】
第３発明及び第８発明では、視野の周縁部に計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在しないと判断した場合には、計測対象物が視野からはみ出して載置されておらず、計測者が計測対象物を誤って載置した、本来載置すべき方向に載置されていない等の人為的ミスの可能性が考えられることから、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して正しい計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００２１】
第４発明及び第９発明では、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶しておき、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が複数記憶されている場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示し、表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付けることにより、計測条件に関する情報を一意に特定することが可能となる。
【００２２】
第５発明及び第１０発明では、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が複数記憶されている場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出し、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する。他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。同一の計測対象物について、異なる特徴量情報を用いて計測条件に関する情報を絞り込むことにより、一の特徴量情報だけでは絞り込むことができない場合であっても確実に計測対象物に対応する計測条件に関する情報を絞り込むことができ、正しく形状を計測することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
上記構成によれば、演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。また、一の計測条件に関する情報に絞り込むことができない場合であっても、特徴量情報が略一致する複数の特徴量情報の中から一の特徴量情報の選択を受け付ける、又は異なる特徴量情報を用いて計測条件に関する情報を特定することにより、確実に計測対象物に対応する計測条件に関する情報を絞り込むことができ、正しく形状を計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る画像計測装置について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。図１に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１は、計測部２と制御ユニット３とで構成されており、計測部２にて撮像された画像データを制御ユニット３にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。
【００２６】
計測部２では、計測対象物２０を計測部分へ移動させるステージ２１を挟んで２組の照明装置が設置されている。まずステージ２１上の計測対象物２０を上方から照らすリング状の落射照明装置２２が受光レンズユニット２３に設置されている。落射照明装置２２で照射された光は、計測対象物２０の表面で反射して、受光レンズユニット２３へ戻ってくる。これにより、計測対象物２０の表面の凹凸、パターン等を撮像することができる。
【００２７】
また、ステージ２１の下方には、計測対象物２０を下方から照らす透過照明装置２４が設置されている。透過照明装置２４は、少なくとも光源２４１、反射機構２４２及びレンズ２４３で構成されており、光源２４１から照射された光を反射機構２４２にてステージ２１側へ反射させ、レンズ２４３にてステージ２１に対して略直交する方向の平行光へと変換する。これにより、計測対象物２０が存在しない位置の光のみ透過して撮像することができる。
【００２８】
受光レンズユニット２３は、少なくとも受光レンズ２３１、ビームスプリッタ２３２、高倍側結像レンズ部２３３、低倍側結像レンズ部２３６を備えている。高倍側結像レンズ部２３３は、結像するためのスリット２３４及び高倍側結像レンズ２３５で構成され、低倍側結像レンズ部２３６は、結像するためのスリット２３７及び低倍側結像レンズ２３８で構成されている。ビームスプリッタ２３２は、受光レンズ２３１からの光を二方向に分岐するプリズムである。例えばキューブ型、プレート型を使用することができる。キューブ型ビームスプリッタは、プレート型と比較して、ビームスプリッタを通過した光が屈折することがないので光軸がずれず、分岐角度のアライメント調整が容易なため好ましい。
【００２９】
図１では、落射照明装置２２から発光した光が計測対象物２０で反射した光及び透過照明装置２４から発光して計測対象物２０を透過した光を、高倍側結像レンズ部２３３及び低倍側結像レンズ部２３６へ誘導する一例を示している。ビームスプリッタ２３２により分岐された二方向の光は、低倍側結像レンズ部２３６及び高倍側結像レンズ部２３３の双方へ誘導される。
【００３０】
高倍側の撮像装置２５は、高倍側結像レンズ部２３３へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２５１で結像させ、高倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。同様に低倍側の撮像装置２６は、低倍側結像レンズ部２３６へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２６１で結像させ、低倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。上述の受光レンズ２３１及びビームスプリッタ２３２による二分岐光学系の構成により、光学系を機械的に切り替えることなく高倍画像データと低倍画像データとを同時に取得することができる。両画像データは電子的に切り替えて１つの画面上に表示することができ、また２つの画面上に別個に同時に表示することもできる。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図２に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）３３、メモリ等の記憶装置３４、通信手段３５及び上述したハードウェアを接続する内部バス３６で構成されている。内部バス３６を介して、入力装置であるマウス３２、キーボード３１、出力装置である表示装置２７にも接続されている。
【００３２】
ＣＰＵ３３は、内部バス３６を介して制御ユニット３の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。記憶装置３４は、例えばＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。また、記憶装置３４には、計測対象物の形状に固有の特徴量情報も記憶する。
【００３３】
通信手段３５は内部バス３６に接続されており、通信線を介して撮像装置２５、２６に接続され、撮像装置２５、２６で撮像された画像データを受信する。また、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等ともデータ送受信を行うことが可能となる。なお、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムは、通信手段３５を介して外部コンピュータからダウンロードされる。
【００３４】
制御ユニット３のＣＰＵ３３は、落射照明装置２２を用いて撮像装置２５で撮像した落射画像を示す画像データである落射画像データ、及び透過照明装置２４を用いて撮像装置２６で撮像した透過画像を示す画像データである透過画像データを表示装置２７に表示する表示手段３３１、計測対象物の形状に固有の特徴量情報、例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等を記憶装置３４に記憶しておく特徴量情報記憶手段３３２として機能する。また、ＣＰＵ３３は、撮像された計測対象物２０の画像から一の特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段３３３、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段３３４、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する計測手段３３５としても機能する。
【００３５】
さらにＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段３３６、画像存否判断手段３３６で視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合、計測対象物２０が視野の範囲内に存在するよう計測対象物２０を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段３３７としても機能する。
【００３６】
表示手段３３１は、落射照明装置２２を用いて撮像装置２５で撮像した落射画像を示す画像データである落射画像データ、及び透過照明装置２４を用いて撮像装置２６で撮像した透過画像を示す画像データである透過画像データを、両画像の視野中心が表示装置２７の画面上の略中心に位置するように表示する。高倍画像でも低倍画像でも視野中心が表示装置２７の画面上の略中心に位置するように表示する。
【００３７】
特徴量情報記憶手段３３２は、計測対象物２０の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物２０を、計測者が通常ステージ２１上に載置した場合に取得される画像の形状に固有の特徴量に関する特徴量情報を記憶する。すなわち特徴量情報が略一致する計測対象物を抽出することにより、対応付けてある計測条件に関する情報に基づいて所定の寸法等を即座に計測することができる。ここで、「計測条件に関する情報」とは、例えば計測対象物のエッジの検出方法、計測対象となるエッジの指定等の他、照明条件、撮像装置の露光時間、自動計測に関する各種設定パラメータ等を含む広い概念である。
【００３８】
特徴量情報抽出手段３３３は、撮像されて表示されている画像から、該画像の形状に固有の特徴量情報を抽出する。具体的には、撮像した画像の面積、周囲長さ、外接する最小の矩形における長辺及び短辺の長さ、穴状の空隙部の数、同一面積の円との一致度（例えば円形度）、重心位置から輪郭線までの距離等を、特徴量情報として抽出する。
【００３９】
図３は、本実施の形態１に係る特徴量情報の種類を示す模式図である。図３（ａ）は、計測対象物２０を示す画像の面積を特徴量情報として算出している。図３（ｂ）は、計測対象物２０を示す画像の周囲長さを特徴量情報として算出している。図３（ｃ）は、計測対象物２０を示す画像に外接する最小の矩形を求め、該矩形の長辺２０１及び短辺２０２の長さを特徴量情報として算出している。
【００４０】
また、図３（ｄ）は、計測対象物２０を示す画像が複数の穴状の空隙部２０３、２０３、・・・を有する場合、該空隙部２０３の数を特徴量情報として抽出している。図３（ｅ）は、計測対象物２０を示す画像と同一面積の円２０４との一致度を特徴量情報として算出している。図３（ｆ）は、計測対象物２０を示す画像の重心位置２０５から輪郭線２０６までの距離を特徴量情報として算出している。
【００４１】
判断手段３３４は、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する。抽出された特徴量情報と記憶されている特徴量情報とが略一致しているか否かは、例えば図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）のように特徴量情報が単一の数値である場合には、差分値が所定の誤差の範囲内の数値であるか否かで判断することができる。図３（ｃ）、（ｆ）のように特徴量情報が複数の数値である場合には、それぞれの相違度合に基づく一致度を算出して判断することができる。
【００４２】
計測手段３３５は、判断手段３３４で抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する。すなわち、特徴量情報が略一致する場合には、計測対象物２０の形状が略一致していると判断することができ、該形状に対応する計測条件に関する情報を用いて計測することで、計測の都度エッジを指定して検出することなく所望の形状を計測することができる。なお、計測を実行するタイミングは特に限定されるものではなく、ボタン、スイッチ等により指定を受け付けたタイミングで計測を実行しても良いし、計測条件に関する情報が特定された時点で自動的に計測を実行しても良い。
【００４３】
画像存否判断手段３３６は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されていないと判断した場合、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断する。視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合には、計測対象物２０が視野の境界を跨いで載置されていると判断することができる。
【００４４】
メッセージ出力手段３３７は、画像存否判断手段３３６で視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合、計測対象物２０が視野の範囲内に存在するよう計測対象物２０を移動させる旨のメッセージを表示出力する。計測者が計測対象物２０を正しく載置することにより、略一致する特徴量情報が記憶されている場合には正しく計測することができ、不要な手戻りが発生することを未然に回避することができる。
【００４５】
図４は、計測対象物２０の画像が視野の境界を跨いで載置されている状態を示す例示図である。図４に示すように、計測対象物２０がステージ２１の中央から少し寄った位置に載置された場合、視野４０からはみ出ている領域２０ａが生じるおそれがある。この場合、抽出される特徴量情報は、視野４０の範囲内の計測対象物２０の画像との間で実行されることから、同一の計測対象物２０であっても特徴量情報が一致していないと誤って判断される。
【００４６】
上述した構成の本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図５に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得し（ステップＳ５０１）、取得した画像に基づいて特徴量情報を抽出する（ステップＳ５０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に記憶してある一の特徴量情報を選択して（ステップＳ５０３）、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致するか否かを判断する（ステップＳ５０４）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００４８】
ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、略一致した特徴量情報に対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ５０５）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する（ステップＳ５０６）。ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ５０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断する（ステップＳ５０７）。
【００４９】
ＣＰＵ３３が、未選択の特徴量情報が存在すると判断した場合（ステップＳ５０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の特徴量情報を選択して（ステップＳ５０８）、処理をステップＳ５０４へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。
【００５０】
なお、全ての特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合、計測対象物２０が正しく載置されていない可能性がある。図６は、略一致する特徴量情報が記憶されていない場合の、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の後処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
制御ユニット３のＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在するか否かを判断する（ステップＳ６０１）。ＣＰＵ３３が、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在すると判断した場合（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、計測対象物２０が視野の中心部からずれて載置されていると判断し、計測対象物２０を視野の中心部側へ移動する旨を示すメッセージを表示装置２７へ出力して（ステップＳ６０２）、計測者に対して計測対象物２０を移動させるように促す。
【００５２】
ＣＰＵ３３が、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在しないと判断した場合（ステップＳ６０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、計測対象物２０の載置されている位置は適当であると判断し、計測対象物２０の載置されている方向を確認する旨を示すメッセージを表示装置２７へ出力して（ステップＳ６０３）、計測者に対して計測対象物２０が正しく載置されているか否かを確認するよう促す。図７は、計測対象物２０の載置方向の相違による一致度の誤算出の例示図である。
【００５３】
計測対象物２０が図７（ａ）に示すような六角柱状の物体である場合、通常は底面の六角形がステージ２１上面に接するように載置する。したがって、計測対象物２０の画像は図７（ｂ）に示すような六角形になることから、特徴量情報として例えば六角形を示す画像の面積を抽出することにより、両者が略一致すると判断される。
【００５４】
一方、計測者が誤って、図７（ｃ）に示すように六角柱の側面をステージ２１上に載置した場合、計測対象物２０の画像は図７（ｄ）に示すような四角形になることから、特徴量情報として例えば六角形を示す画像の面積を抽出したとしても、四角形の面積とは一致しないと誤って判断される。したがって、計測対象物２０がステージ２１上に正しく載置されているか否かを確認することが重要となる。
【００５５】
以上のように本実施の形態１によれば、演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。
【００５６】
また、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、計測対象物２０が視野からはみ出して載置されているものと判断することができる。したがって、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００５７】
さらに、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在しないと判断した場合には、計測対象物２０が視野からはみ出して載置されておらず、計測者が計測対象物２０を誤って載置した、本来載置すべき方向に載置されていない等の人為的ミスの可能性が考えられることから、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して正しい計測対象物２０を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態１では、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在しないと判断した場合、計測対象物２０が正しく載置されていないと仮定して処理を続行しているが、特にこれに限定されるものではなく、例えば突発的な障害による偶然的に一致しないと誤って判断された場合には、計測に失敗した旨を示すメッセージを出力しておけば足りる。
【００５９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図８は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図８に示すように本実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３のハードウェア構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施の形態２では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶装置３４に記憶しておく形状パターン画像記憶手段３３８として機能する。形状パターン画像記憶手段３３８は、特徴量情報記憶手段３３２に記憶してある計測対象物に固有の特徴量情報、例えば画像データの面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等も対応付けて記憶する。そして、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、それぞれの特徴量情報に対応する形状パターン画像データを表示する形状パターン表示手段３３９、及び表示されている複数の形状パターン画像データから一の形状パターン画像データの選択を受け付ける形状パターン選択受付手段３４０として機能する点で実施の形態１と相違する。
【００６１】
形状パターン表示手段３３９は、複数記憶されている特徴量情報に対応する形状パターン画像データを表示装置２７に、例えばサムネイル画像として表示する。一覧表示する順序の特定方法は特に限定されるものではなく、例えば算出された一致度の高い（低い）順、選択された日時の新しい（古い）順、特徴量情報（計測条件に関する情報）として作成された日時の新しい（古い）順等、様々な条件にてソートしてサムネイル画像を一覧表示すればよい。 形状パターン選択受付手段３４０は、一覧表示されている形状パターン画像データの中から、計測対象物に最も近接していると考えられる形状パターン画像データの選択を、マウス、ボタン等により受け付ける。
【００６２】
なお、上述した実施例では、判断手段３３４で略一致すると判断した場合、略一致すると判断された複数の形状パターン画像データの各々に対応した計上パターンを表示する形状パターン表示手段３３９を用いているが、略一致すると判断された複数の形状パターン画像データの各々を示す情報としては、形状パターンに限定されるものではなく、例えば各形状パターンをオペレータが認識できる部品名、オペレータによって形状パターン画像データ登録時に画像データファイルに対して設定されたファイル名、コメント等の各種情報を用いても良い。
【００６３】
上述した構成の本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００６４】
図９に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得し（ステップＳ９０１）、取得した画像に基づいて特徴量情報を抽出する（ステップＳ９０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に記憶してある一の特徴量情報を選択して（ステップＳ９０３）、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致するか否かを判断する（ステップＳ９０４）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００６５】
ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ９０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報を記憶装置（メモリ）３４に一時記憶し（ステップＳ９０５）、ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ９０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、ステップＳ９０５をスキップする。
【００６６】
ＣＰＵ３３は、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断し（ステップＳ９０６）、ＣＰＵ３３が、未選択の特徴量情報が存在すると判断した場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の特徴量情報を選択して（ステップＳ９０７）、処理をステップＳ９０４へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ９０８）。
【００６７】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ９０８：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、一時記憶されている複数の特徴量情報に対応する形状パターン画像データを読み出して、表示装置２７に一覧表示する（ステップＳ９０９）。ＣＰＵ３３は、一覧表示された複数の形状パターン画像データの中から一の形状パターン画像データの選択を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ９１０）。ＣＰＵ３３が、一の形状パターン画像データの選択を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ９１０：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、選択の受け付け待ち状態となる。
【００６８】
ＣＰＵ３３が、一の形状パターン画像データの選択を受け付けたと判断した場合（ステップＳ９１０：ＹＥＳ）、又は一時記憶された特徴量情報が単数であると判断した場合（ステップＳ９０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、受け付けた形状パターン画像データに対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ９１１）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する（ステップＳ９１２）。
【００６９】
なお、全ての特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合の後処理については、実施の形態１と同様であることから詳細な説明は省略する。
【００７０】
以上のように本実施の形態２によれば、複数の特徴量情報が計測条件に関する情報の選択の候補として記憶されている場合であっても、対応する形状パターン画像データの中から一の形状パターン画像データの選択を受け付けることにより、計測条件に関する情報を一意に特定することが可能となる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態２で複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報に対応付けて記憶してある形状パターン画像データを用いて、取得した計測対象物の画像を示す画像データとの間でパターンマッチング処理を実行して、一致度が最も高い形状パターン画像データに基づいて形状を計測しても良い。パターンマッチング処理の対象となる形状パターン画像データが数個に絞り込まれていることから、パターンマッチング処理の実行による計算機処理負荷の増加は最小限に止めることが可能となる。
【００７２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１及び２と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図１０に示すように本実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３のハードウェア構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態３では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、再度、取得した画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段３４１及び抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する再判断手段３４２として機能する点で実施の形態１及び２と相違する。
【００７４】
再抽出手段３４１は、撮像されて表示されている画像から、該画像の形状に固有の特徴量情報であって、前回略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する基礎となった特徴量情報とは異なる他の特徴量情報を抽出する。例えば、撮像した画像の面積に基づいて略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断した場合には、他の特徴量情報として画像の周囲長さを抽出する。
【００７５】
再判断手段３４２は、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、再抽出手段３４１で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する。抽出された特徴量情報と記憶されている特徴量情報とが略一致しているか否かの判断は、実施の形態１及び２と同様である。
【００７６】
上述した構成の本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。 図１１に示すように、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得してから（ステップＳ９０１）、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断するまで（ステップＳ９０６）は、実施の形態２の図９と処理が同一であることから、詳細な説明は省略する。
【００７７】
ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であると判断した場合（ステップＳ１１０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、後述するステップＳ１１０２乃至ステップＳ１１０９の処理をスキップする。
【００７８】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ１１０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、取得した画像に基づいて、前回とは異なる他の特徴量情報を再度抽出する（ステップＳ１１０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に一時記憶されている、前回用いた特徴量情報に基づく複数の特徴量情報に対応する複数の計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ１１０３）、読み出した複数の計測条件に関する情報の中から一の計測条件に関する情報を選択して（ステップＳ１１０４）、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが略一致するか否かを再度判断する（ステップＳ１１０５）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００７９】
ＣＰＵ３３が、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ１１０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報を新たに記憶装置３４に一時記憶する（ステップＳ１１０６）。ＣＰＵ３３が、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ１１０５：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、ステップＳ１１０６をスキップし、全ての一時記憶してある計測条件に関する情報を選択したか否かを判断する（ステップＳ１１０７）。
【００８０】
ＣＰＵ３３が、未選択の計測条件に関する情報が存在すると判断した場合（ステップＳ１１０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の計測条件に関する情報を選択して（ステップＳ１１０８）、処理をステップＳ１１０５へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての計測条件に関する情報を選択したと判断した場合（ステップＳ１１０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ１１０９）。
【００８１】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であると判断した場合（ステップＳ１１０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報に対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ１１１０）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する（ステップＳ１１１１）。ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ１１０９：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、全ての特徴量について比較処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１１２）。ＣＰＵ３３が、まだ完了していない特徴量が存在すると判断した場合（ステップＳ１１１２：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理をステップＳ１１０２へ戻し、上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量について比較処理が完了したと判断した場合（ステップＳ１１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、対応する複数の計測条件に関する情報から一の計測条件に関する情報の選択を受け付け（ステップＳ１１１３）、処理をステップＳ１１１０へ戻す。
【００８２】
なお、全ての計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合の後処理については、実施の形態１と同様であることから詳細な説明は省略する。
【００８３】
以上のように本実施の形態３によれば、複数の特徴量情報が候補として残った場合であっても、他の特徴量情報を選択して最終的な候補となる特徴量情報が１つになるまで繰り返し比較処理を続行することにより、計測条件に関する情報に対応する特徴量情報を一意に特定することが可能となる。
【００８４】
なお、上述した実施の形態３では、他の特徴量情報を順次選択して特徴量情報を絞り込んでいるが、順次選択するのではなく、当初から複数の特徴量情報を画像から抽出しておき、同時に比較処理を実行して、重複している計測条件に関する情報を選択するようにしても良いし、一致度をそれぞれ算出して、これらを合算して最も一致度が高い特徴量情報を選択するようにしても良い。
【００８５】
また、上述した実施の形態３でも複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報を１つにまで絞り込まず、数個にまで絞り込んだ段階で、パターンマッチング処理を実行しても良い。すなわち、複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報に対応付けて記憶してある形状パターン画像データを用いて、取得した計測対象物の画像を示す画像データとの間でパターンマッチング処理を実行して、一致度が最も高い形状パターン画像データに基づいて形状を計測しても良い。パターンマッチング処理の対象となる形状パターン画像データが数個に絞り込まれていることから、パターンマッチング処理の実行による計算機処理負荷の増加は最小限に止めることが可能となる。
【００８６】
その他、本発明は上記実施の形態１乃至３に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば計測条件に関する情報は、一の特徴量情報に対して複数対応付けて記憶されていても良いし、特徴量情報も開示されている数値に限定されず、ヒストグラム的数値のように比較処理を高速に実行することができる数値であれば特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態１に係る特徴量情報の種類を示す模式図である。
【図４】計測対象物の画像が視野の境界を跨いで載置されている状態を示す例示図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】略一致する特徴量情報が記憶されていない場合の、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの後処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】計測対象物の載置方向の相違による一致度の誤算出の例示図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 画像計測装置
２ 計測部
３ 制御ユニット
２０ 計測対象物
２１ ステージ
２５、２６ 撮像装置
２７ 表示装置
３１ キーボード
３２ マウス
３３ ＣＰＵ
３４ 記憶装置
３５ 通信手段
３６ 内部バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測対象物の形状に固有の特徴量情報に基づいて所望の形状を計測する画像計測装置及びコンピュータプログラムに関する。特に、計測対象物が既知である場合に、計測対象物に対する計測条件を容易に特定することができる画像計測装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計測対象物の形状を計測する装置として、ステージ上に載置した計測対象物に光を照射し、照射した光の透過光又は反射光を受光レンズにより、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に結像させて画像を取得し、取得した画像に基づいて計測対象物の形状を計測する画像計測装置が多々開発されている。
【０００３】
計測対象物の形状の計測は、画像上で計測対象物と背景画像との境界部分（以下、エッジ部分）を検出することにより行われる。エッジ部分は、計測対象物の画素と背景画像画素との輝度値変化が激しい箇所である。画像データの中で、例えば隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい箇所（画素間）を、エッジ部分を示す複数のエッジ点として取得し、例えば最小二乗法のような回帰分析法によって近似することにより、例えば直線、円等の幾何学図形に近似され、近似された図形を用いてエッジ間の距離、角度、エッジ自身のパラメータ（座標、直径、中心座標等）を計測することができる。
【０００４】
また、同一の形状を有する計測対象物を何度も計測する場合、毎回エッジを抽出する演算処理負荷を軽減するために、一度計測した形状パターンを記憶しておき、パターンマッチングすることにより所望の形状を計測しても良い。例えば特許文献１では、オフラインティーチングにより生成された画像データを用いて、計測対象物の画像とパターンマッチングすることにより形状を計測している。
【特許文献１】特許第３５９６７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、計測対象物の画像とパターンマッチングする処理は演算処理負荷が比較的大きい。また、計測対象物の種類が多くなればなるほど、記憶しておくべき形状パターン画像データの数も増大し、メモリ等の記憶容量を圧迫するとともに、全体の演算処理負荷が大きくなることから、計測レスポンスを維持することが困難になるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
一方、計測対象物を撮像した画像には、計測対象物の形状に固有の特徴量が存在する。例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等、撮像した画像の形状に固有の特徴量は多々存在する。したがって、これら特徴量に関する特徴量情報に基づいて計測条件を記憶しておけば、少ない演算処理負荷にて確実に形状を計測することができる。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物を撮像した画像に固有の特徴量情報に基づいて計測条件を特定することができる画像計測装置及びコンピュータプログラム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】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置において、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段と、前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段と、前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段と、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段とを備え、該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明に係る画像計測装置は、第１発明において、前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段と、該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明に係る画像計測装置は、第２発明において、前記メッセージ出力手段は、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明に係る画像計測装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段と、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段と、表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５発明に係る画像計測装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段と、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段とを備え、該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
次に、上記目的を達成するために第６発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段、前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段、前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段、及び該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
また、第７発明に係るコンピュータプログラムは、第６発明において、前記画像計測装置を、前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段、及び該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１５】
また、第８発明に係るコンピュータプログラムは、第７発明において、前記メッセージ出力手段を、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する手段として機能させることを特徴とする。
【００１６】
また、第９発明に係るコンピュータプログラムは、第６乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データを表示する形状パターン表示手段、及び表示されている複数の形状パターン画像データから一の形状パターン画像データの選択を受け付ける形状パターン選択受付手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０発明に係るコンピュータプログラムは、第６乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段、及び該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段として機能させることを特徴とする。
【００１８】
第１発明及び第６発明では、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶しておく。撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示し、計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する。特徴量情報とは、例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等、撮像した画像の形状に固有の数値等の情報を意味している。抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されている場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。
【００１９】
第２発明及び第７発明では、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていない場合、視野の周縁部に計測対象物の画像が存在するか否かを判断する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在する場合、計測対象物が視野の範囲内に存在するよう計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、計測対象物が視野からはみ出して載置されているものと判断することができる。したがって、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００２０】
第３発明及び第８発明では、視野の周縁部に計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する。視野の周縁部に計測対象物の画像が存在しないと判断した場合には、計測対象物が視野からはみ出して載置されておらず、計測者が計測対象物を誤って載置した、本来載置すべき方向に載置されていない等の人為的ミスの可能性が考えられることから、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して正しい計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００２１】
第４発明及び第９発明では、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶しておき、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が複数記憶されている場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示し、表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付けることにより、計測条件に関する情報を一意に特定することが可能となる。
【００２２】
第５発明及び第１０発明では、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が複数記憶されている場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出し、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する。他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する。同一の計測対象物について、異なる特徴量情報を用いて計測条件に関する情報を絞り込むことにより、一の特徴量情報だけでは絞り込むことができない場合であっても確実に計測対象物に対応する計測条件に関する情報を絞り込むことができ、正しく形状を計測することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
上記構成によれば、演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。また、一の計測条件に関する情報に絞り込むことができない場合であっても、特徴量情報が略一致する複数の特徴量情報の中から一の特徴量情報の選択を受け付ける、又は異なる特徴量情報を用いて計測条件に関する情報を特定することにより、確実に計測対象物に対応する計測条件に関する情報を絞り込むことができ、正しく形状を計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る画像計測装置について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。図１に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１は、計測部２と制御ユニット３とで構成されており、計測部２にて撮像された画像データを制御ユニット３にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。
【００２６】
計測部２では、計測対象物２０を計測部分へ移動させるステージ２１を挟んで２組の照明装置が設置されている。まずステージ２１上の計測対象物２０を上方から照らすリング状の落射照明装置２２が受光レンズユニット２３に設置されている。落射照明装置２２で照射された光は、計測対象物２０の表面で反射して、受光レンズユニット２３へ戻ってくる。これにより、計測対象物２０の表面の凹凸、パターン等を撮像することができる。
【００２７】
また、ステージ２１の下方には、計測対象物２０を下方から照らす透過照明装置２４が設置されている。透過照明装置２４は、少なくとも光源２４１、反射機構２４２及びレンズ２４３で構成されており、光源２４１から照射された光を反射機構２４２にてステージ２１側へ反射させ、レンズ２４３にてステージ２１に対して略直交する方向の平行光へと変換する。これにより、計測対象物２０が存在しない位置の光のみ透過して撮像することができる。
【００２８】
受光レンズユニット２３は、少なくとも受光レンズ２３１、ビームスプリッタ２３２、高倍側結像レンズ部２３３、低倍側結像レンズ部２３６を備えている。高倍側結像レンズ部２３３は、結像するためのスリット２３４及び高倍側結像レンズ２３５で構成され、低倍側結像レンズ部２３６は、結像するためのスリット２３７及び低倍側結像レンズ２３８で構成されている。ビームスプリッタ２３２は、受光レンズ２３１からの光を二方向に分岐するプリズムである。例えばキューブ型、プレート型を使用することができる。キューブ型ビームスプリッタは、プレート型と比較して、ビームスプリッタを通過した光が屈折することがないので光軸がずれず、分岐角度のアライメント調整が容易なため好ましい。
【００２９】
図１では、落射照明装置２２から発光した光が計測対象物２０で反射した光及び透過照明装置２４から発光して計測対象物２０を透過した光を、高倍側結像レンズ部２３３及び低倍側結像レンズ部２３６へ誘導する一例を示している。ビームスプリッタ２３２により分岐された二方向の光は、低倍側結像レンズ部２３６及び高倍側結像レンズ部２３３の双方へ誘導される。
【００３０】
高倍側の撮像装置２５は、高倍側結像レンズ部２３３へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２５１で結像させ、高倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。同様に低倍側の撮像装置２６は、低倍側結像レンズ部２３６へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２６１で結像させ、低倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。上述の受光レンズ２３１及びビームスプリッタ２３２による二分岐光学系の構成により、光学系を機械的に切り替えることなく高倍画像データと低倍画像データとを同時に取得することができる。両画像データは電子的に切り替えて１つの画面上に表示することができ、また２つの画面上に別個に同時に表示することもできる。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図２に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）３３、メモリ等の記憶装置３４、通信手段３５及び上述したハードウェアを接続する内部バス３６で構成されている。内部バス３６を介して、入力装置であるマウス３２、キーボード３１、出力装置である表示装置２７にも接続されている。
【００３２】
ＣＰＵ３３は、内部バス３６を介して制御ユニット３の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。記憶装置３４は、例えばＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。また、記憶装置３４には、計測対象物の形状に固有の特徴量情報も記憶する。
【００３３】
通信手段３５は内部バス３６に接続されており、通信線を介して撮像装置２５、２６に接続され、撮像装置２５、２６で撮像された画像データを受信する。また、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等ともデータ送受信を行うことが可能となる。なお、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムは、通信手段３５を介して外部コンピュータからダウンロードされる。
【００３４】
制御ユニット３のＣＰＵ３３は、落射照明装置２２を用いて撮像装置２５で撮像した落射画像を示す画像データである落射画像データ、及び透過照明装置２４を用いて撮像装置２６で撮像した透過画像を示す画像データである透過画像データを表示装置２７に表示する表示手段３３１、計測対象物の形状に固有の特徴量情報、例えば撮像した画像の面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等を記憶装置３４に記憶しておく特徴量情報記憶手段３３２として機能する。また、ＣＰＵ３３は、撮像された計測対象物２０の画像から一の特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段３３３、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段３３４、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する計測手段３３５としても機能する。
【００３５】
さらにＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段３３６、画像存否判断手段３３６で視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合、計測対象物２０が視野の範囲内に存在するよう計測対象物２０を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段３３７としても機能する。
【００３６】
表示手段３３１は、落射照明装置２２を用いて撮像装置２５で撮像した落射画像を示す画像データである落射画像データ、及び透過照明装置２４を用いて撮像装置２６で撮像した透過画像を示す画像データである透過画像データを、両画像の視野中心が表示装置２７の画面上の略中心に位置するように表示する。高倍画像でも低倍画像でも視野中心が表示装置２７の画面上の略中心に位置するように表示する。
【００３７】
特徴量情報記憶手段３３２は、計測対象物２０の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物２０を、計測者が通常ステージ２１上に載置した場合に取得される画像の形状に固有の特徴量に関する特徴量情報を記憶する。すなわち特徴量情報が略一致する計測対象物を抽出することにより、対応付けてある計測条件に関する情報に基づいて所定の寸法等を即座に計測することができる。ここで、「計測条件に関する情報」とは、例えば計測対象物のエッジの検出方法、計測対象となるエッジの指定等の他、照明条件、撮像装置の露光時間、自動計測に関する各種設定パラメータ等を含む広い概念である。
【００３８】
特徴量情報抽出手段３３３は、撮像されて表示されている画像から、該画像の形状に固有の特徴量情報を抽出する。具体的には、撮像した画像の面積、周囲長さ、外接する最小の矩形における長辺及び短辺の長さ、穴状の空隙部の数、同一面積の円との一致度（例えば円形度）、重心位置から輪郭線までの距離等を、特徴量情報として抽出する。
【００３９】
図３は、本実施の形態１に係る特徴量情報の種類を示す模式図である。図３（ａ）は、計測対象物２０を示す画像の面積を特徴量情報として算出している。図３（ｂ）は、計測対象物２０を示す画像の周囲長さを特徴量情報として算出している。図３（ｃ）は、計測対象物２０を示す画像に外接する最小の矩形を求め、該矩形の長辺２０１及び短辺２０２の長さを特徴量情報として算出している。
【００４０】
また、図３（ｄ）は、計測対象物２０を示す画像が複数の穴状の空隙部２０３、２０３、・・・を有する場合、該空隙部２０３の数を特徴量情報として抽出している。図３（ｅ）は、計測対象物２０を示す画像と同一面積の円２０４との一致度を特徴量情報として算出している。図３（ｆ）は、計測対象物２０を示す画像の重心位置２０５から輪郭線２０６までの距離を特徴量情報として算出している。
【００４１】
判断手段３３４は、抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する。抽出された特徴量情報と記憶されている特徴量情報とが略一致しているか否かは、例えば図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）のように特徴量情報が単一の数値である場合には、差分値が所定の誤差の範囲内の数値であるか否かで判断することができる。図３（ｃ）、（ｆ）のように特徴量情報が複数の数値である場合には、それぞれの相違度合に基づく一致度を算出して判断することができる。
【００４２】
計測手段３３５は、判断手段３３４で抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する。すなわち、特徴量情報が略一致する場合には、計測対象物２０の形状が略一致していると判断することができ、該形状に対応する計測条件に関する情報を用いて計測することで、計測の都度エッジを指定して検出することなく所望の形状を計測することができる。なお、計測を実行するタイミングは特に限定されるものではなく、ボタン、スイッチ等により指定を受け付けたタイミングで計測を実行しても良いし、計測条件に関する情報が特定された時点で自動的に計測を実行しても良い。
【００４３】
画像存否判断手段３３６は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されていないと判断した場合、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断する。視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合には、計測対象物２０が視野の境界を跨いで載置されていると判断することができる。
【００４４】
メッセージ出力手段３３７は、画像存否判断手段３３６で視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在すると判断した場合、計測対象物２０が視野の範囲内に存在するよう計測対象物２０を移動させる旨のメッセージを表示出力する。計測者が計測対象物２０を正しく載置することにより、略一致する特徴量情報が記憶されている場合には正しく計測することができ、不要な手戻りが発生することを未然に回避することができる。
【００４５】
図４は、計測対象物２０の画像が視野の境界を跨いで載置されている状態を示す例示図である。図４に示すように、計測対象物２０がステージ２１の中央から少し寄った位置に載置された場合、視野４０からはみ出ている領域２０ａが生じるおそれがある。この場合、抽出される特徴量情報は、視野４０の範囲内の計測対象物２０の画像との間で実行されることから、同一の計測対象物２０であっても特徴量情報が一致していないと誤って判断される。
【００４６】
上述した構成の本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図５に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得し（ステップＳ５０１）、取得した画像に基づいて特徴量情報を抽出する（ステップＳ５０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に記憶してある一の特徴量情報を選択して（ステップＳ５０３）、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致するか否かを判断する（ステップＳ５０４）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００４８】
ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、略一致した特徴量情報に対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ５０５）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する（ステップＳ５０６）。ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ５０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断する（ステップＳ５０７）。
【００４９】
ＣＰＵ３３が、未選択の特徴量情報が存在すると判断した場合（ステップＳ５０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の特徴量情報を選択して（ステップＳ５０８）、処理をステップＳ５０４へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。
【００５０】
なお、全ての特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合、計測対象物２０が正しく載置されていない可能性がある。図６は、略一致する特徴量情報が記憶されていない場合の、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の後処理の手順を示すフローチャートである。
【００５１】
制御ユニット３のＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在するか否かを判断する（ステップＳ６０１）。ＣＰＵ３３が、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在すると判断した場合（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、計測対象物２０が視野の中心部からずれて載置されていると判断し、計測対象物２０を視野の中心部側へ移動する旨を示すメッセージを表示装置２７へ出力して（ステップＳ６０２）、計測者に対して計測対象物２０を移動させるように促す。
【００５２】
ＣＰＵ３３が、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在しないと判断した場合（ステップＳ６０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、計測対象物２０の載置されている位置は適当であると判断し、計測対象物２０の載置されている方向を確認する旨を示すメッセージを表示装置２７へ出力して（ステップＳ６０３）、計測者に対して計測対象物２０が正しく載置されているか否かを確認するよう促す。図７は、計測対象物２０の載置方向の相違による一致度の誤算出の例示図である。
【００５３】
計測対象物２０が図７（ａ）に示すような六角柱状の物体である場合、通常は底面の六角形がステージ２１上面に接するように載置する。したがって、計測対象物２０の画像は図７（ｂ）に示すような六角形になることから、特徴量情報として例えば六角形を示す画像の面積を抽出することにより、両者が略一致すると判断される。
【００５４】
一方、計測者が誤って、図７（ｃ）に示すように六角柱の側面をステージ２１上に載置した場合、計測対象物２０の画像は図７（ｄ）に示すような四角形になることから、特徴量情報として例えば六角形を示す画像の面積を抽出したとしても、四角形の面積とは一致しないと誤って判断される。したがって、計測対象物２０がステージ２１上に正しく載置されているか否かを確認することが重要となる。
【００５５】
以上のように本実施の形態１によれば、演算処理負荷の大きい画像間のパターンマッチング処理を実行することなく、画像の形状に固有の特徴量情報が略一致する計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測することにより、演算処理負荷を大きく軽減することができる。
【００５６】
また、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合には、計測対象物２０が視野からはみ出して載置されているものと判断することができる。したがって、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して計測対象物を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００５７】
さらに、視野の周縁部に計測対象物２０の画像が存在しないと判断した場合には、計測対象物２０が視野からはみ出して載置されておらず、計測者が計測対象物２０を誤って載置した、本来載置すべき方向に載置されていない等の人為的ミスの可能性が考えられることから、その旨を示すメッセージを出力することにより、計測者に対して正しい計測対象物２０を正しく載置し直すことを促すことができ、手戻り等が生じることなく効率的に形状計測を実行することが可能となる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態１では、視野の周縁部に計測対象物２０を示す画像が存在しないと判断した場合、計測対象物２０が正しく載置されていないと仮定して処理を続行しているが、特にこれに限定されるものではなく、例えば突発的な障害による偶然的に一致しないと誤って判断された場合には、計測に失敗した旨を示すメッセージを出力しておけば足りる。
【００５９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図８は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図８に示すように本実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３のハードウェア構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施の形態２では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶装置３４に記憶しておく形状パターン画像記憶手段３３８として機能する。形状パターン画像記憶手段３３８は、特徴量情報記憶手段３３２に記憶してある計測対象物に固有の特徴量情報、例えば画像データの面積、周囲長さ、重心から輪郭線までの距離等も対応付けて記憶する。そして、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、それぞれの特徴量情報に対応する形状パターン画像データを表示する形状パターン表示手段３３９、及び表示されている複数の形状パターン画像データから一の形状パターン画像データの選択を受け付ける形状パターン選択受付手段３４０として機能する点で実施の形態１と相違する。
【００６１】
形状パターン表示手段３３９は、複数記憶されている特徴量情報に対応する形状パターン画像データを表示装置２７に、例えばサムネイル画像として表示する。一覧表示する順序の特定方法は特に限定されるものではなく、例えば算出された一致度の高い（低い）順、選択された日時の新しい（古い）順、特徴量情報（計測条件に関する情報）として作成された日時の新しい（古い）順等、様々な条件にてソートしてサムネイル画像を一覧表示すればよい。 形状パターン選択受付手段３４０は、一覧表示されている形状パターン画像データの中から、計測対象物に最も近接していると考えられる形状パターン画像データの選択を、マウス、ボタン等により受け付ける。
【００６２】
なお、上述した実施例では、判断手段３３４で略一致すると判断した場合、略一致すると判断された複数の形状パターン画像データの各々に対応した計上パターンを表示する形状パターン表示手段３３９を用いているが、略一致すると判断された複数の形状パターン画像データの各々を示す情報としては、形状パターンに限定されるものではなく、例えば各形状パターンをオペレータが認識できる部品名、オペレータによって形状パターン画像データ登録時に画像データファイルに対して設定されたファイル名、コメント等の各種情報を用いても良い。
【００６３】
上述した構成の本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００６４】
図９に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得し（ステップＳ９０１）、取得した画像に基づいて特徴量情報を抽出する（ステップＳ９０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に記憶してある一の特徴量情報を選択して（ステップＳ９０３）、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致するか否かを判断する（ステップＳ９０４）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００６５】
ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ９０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報を記憶装置（メモリ）３４に一時記憶し（ステップＳ９０５）、ＣＰＵ３３が、抽出した特徴量情報と選択した特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ９０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、ステップＳ９０５をスキップする。
【００６６】
ＣＰＵ３３は、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断し（ステップＳ９０６）、ＣＰＵ３３が、未選択の特徴量情報が存在すると判断した場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の特徴量情報を選択して（ステップＳ９０７）、処理をステップＳ９０４へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ９０８）。
【００６７】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ９０８：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、一時記憶されている複数の特徴量情報に対応する形状パターン画像データを読み出して、表示装置２７に一覧表示する（ステップＳ９０９）。ＣＰＵ３３は、一覧表示された複数の形状パターン画像データの中から一の形状パターン画像データの選択を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ９１０）。ＣＰＵ３３が、一の形状パターン画像データの選択を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ９１０：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、選択の受け付け待ち状態となる。
【００６８】
ＣＰＵ３３が、一の形状パターン画像データの選択を受け付けたと判断した場合（ステップＳ９１０：ＹＥＳ）、又は一時記憶された特徴量情報が単数であると判断した場合（ステップＳ９０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、受け付けた形状パターン画像データに対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ９１１）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する（ステップＳ９１２）。
【００６９】
なお、全ての特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合の後処理については、実施の形態１と同様であることから詳細な説明は省略する。
【００７０】
以上のように本実施の形態２によれば、複数の特徴量情報が計測条件に関する情報の選択の候補として記憶されている場合であっても、対応する形状パターン画像データの中から一の形状パターン画像データの選択を受け付けることにより、計測条件に関する情報を一意に特定することが可能となる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態２で複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報に対応付けて記憶してある形状パターン画像データを用いて、取得した計測対象物の画像を示す画像データとの間でパターンマッチング処理を実行して、一致度が最も高い形状パターン画像データに基づいて形状を計測しても良い。パターンマッチング処理の対象となる形状パターン画像データが数個に絞り込まれていることから、パターンマッチング処理の実行による計算機処理負荷の増加は最小限に止めることが可能となる。
【００７２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１及び２と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図１０に示すように本実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３のハードウェア構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態３では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、判断手段３３４で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、再度、取得した画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段３４１及び抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する再判断手段３４２として機能する点で実施の形態１及び２と相違する。
【００７４】
再抽出手段３４１は、撮像されて表示されている画像から、該画像の形状に固有の特徴量情報であって、前回略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する基礎となった特徴量情報とは異なる他の特徴量情報を抽出する。例えば、撮像した画像の面積に基づいて略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断した場合には、他の特徴量情報として画像の周囲長さを抽出する。
【００７５】
再判断手段３４２は、複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、再抽出手段３４１で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶装置３４に記憶されているか否かを判断する。抽出された特徴量情報と記憶されている特徴量情報とが略一致しているか否かの判断は、実施の形態１及び２と同様である。
【００７６】
上述した構成の本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の動作について、フローチャートに基づいて詳細に説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。 図１１に示すように、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０を撮像した画像を取得してから（ステップＳ９０１）、全ての特徴量情報を選択したか否かを判断するまで（ステップＳ９０６）は、実施の形態２の図９と処理が同一であることから、詳細な説明は省略する。
【００７７】
ＣＰＵ３３が、全ての特徴量情報を選択したと判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であると判断した場合（ステップＳ１１０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、後述するステップＳ１１０２乃至ステップＳ１１０９の処理をスキップする。
【００７８】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ１１０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、取得した画像に基づいて、前回とは異なる他の特徴量情報を再度抽出する（ステップＳ１１０２）。ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に一時記憶されている、前回用いた特徴量情報に基づく複数の特徴量情報に対応する複数の計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ１１０３）、読み出した複数の計測条件に関する情報の中から一の計測条件に関する情報を選択して（ステップＳ１１０４）、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが略一致するか否かを再度判断する（ステップＳ１１０５）。なお、特徴量情報が略一致しているか否かは、特徴量情報が数値情報である場合には、適当な算出誤差も含めて所定の範囲内であるか否かで判断すれば良い。
【００７９】
ＣＰＵ３３が、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが略一致すると判断した場合（ステップＳ１１０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報を新たに記憶装置３４に一時記憶する（ステップＳ１１０６）。ＣＰＵ３３が、抽出した他の特徴量情報と選択した計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報とが一致しないと判断した場合（ステップＳ１１０５：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、ステップＳ１１０６をスキップし、全ての一時記憶してある計測条件に関する情報を選択したか否かを判断する（ステップＳ１１０７）。
【００８０】
ＣＰＵ３３が、未選択の計測条件に関する情報が存在すると判断した場合（ステップＳ１１０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、次の計測条件に関する情報を選択して（ステップＳ１１０８）、処理をステップＳ１１０５へ戻して上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての計測条件に関する情報を選択したと判断した場合（ステップＳ１１０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、記憶装置（メモリ）３４に一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であるか否かを判断する（ステップＳ１１０９）。
【００８１】
ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が単数（１つ）であると判断した場合（ステップＳ１１０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、該特徴量情報に対応付けて記憶してある計測条件に関する情報を読み出し（ステップＳ１１１０）、読み出した計測条件に関する情報に基づいて計測対象物２０の形状を計測する（ステップＳ１１１１）。ＣＰＵ３３が、一時記憶された特徴量情報が複数であると判断した場合（ステップＳ１１０９：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、全ての特徴量について比較処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１１２）。ＣＰＵ３３が、まだ完了していない特徴量が存在すると判断した場合（ステップＳ１１１２：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理をステップＳ１１０２へ戻し、上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、全ての特徴量について比較処理が完了したと判断した場合（ステップＳ１１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、対応する複数の計測条件に関する情報から一の計測条件に関する情報の選択を受け付け（ステップＳ１１１３）、処理をステップＳ１１１０へ戻す。
【００８２】
なお、全ての計測条件に関する情報に対応付けて記憶してある特徴量情報と比較した場合であっても、略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断された場合の後処理については、実施の形態１と同様であることから詳細な説明は省略する。
【００８３】
以上のように本実施の形態３によれば、複数の特徴量情報が候補として残った場合であっても、他の特徴量情報を選択して最終的な候補となる特徴量情報が１つになるまで繰り返し比較処理を続行することにより、計測条件に関する情報に対応する特徴量情報を一意に特定することが可能となる。
【００８４】
なお、上述した実施の形態３では、他の特徴量情報を順次選択して特徴量情報を絞り込んでいるが、順次選択するのではなく、当初から複数の特徴量情報を画像から抽出しておき、同時に比較処理を実行して、重複している計測条件に関する情報を選択するようにしても良いし、一致度をそれぞれ算出して、これらを合算して最も一致度が高い特徴量情報を選択するようにしても良い。
【００８５】
また、上述した実施の形態３でも複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報を１つにまで絞り込まず、数個にまで絞り込んだ段階で、パターンマッチング処理を実行しても良い。すなわち、複数の特徴量情報に絞り込まれた場合、特徴量情報に対応付けて記憶してある形状パターン画像データを用いて、取得した計測対象物の画像を示す画像データとの間でパターンマッチング処理を実行して、一致度が最も高い形状パターン画像データに基づいて形状を計測しても良い。パターンマッチング処理の対象となる形状パターン画像データが数個に絞り込まれていることから、パターンマッチング処理の実行による計算機処理負荷の増加は最小限に止めることが可能となる。
【００８６】
その他、本発明は上記実施の形態１乃至３に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば計測条件に関する情報は、一の特徴量情報に対して複数対応付けて記憶されていても良いし、特徴量情報も開示されている数値に限定されず、ヒストグラム的数値のように比較処理を高速に実行することができる数値であれば特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態１に係る特徴量情報の種類を示す模式図である。
【図４】計測対象物の画像が視野の境界を跨いで載置されている状態を示す例示図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】略一致する特徴量情報が記憶されていない場合の、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの後処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】計測対象物の載置方向の相違による一致度の誤算出の例示図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの特徴量情報の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 画像計測装置
２ 計測部
３ 制御ユニット
２０ 計測対象物
２１ ステージ
２５、２６ 撮像装置
２７ 表示装置
３１ キーボード
３２ マウス
３３ ＣＰＵ
３４ 記憶装置
３５ 通信手段
３６ 内部バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置において、
計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段と、
前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段と、
前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段と、
抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段と
を備え、
該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする画像計測装置。
【請求項２】
前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段と、
該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像計測装置。
【請求項３】
前記メッセージ出力手段は、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力するようにしてあることを特徴とする請求項２記載の画像計測装置。
【請求項４】
前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段と、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段と、
表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像計測装置。
【請求項５】
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段と、
複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段と
を備え、
該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像計測装置。
【請求項６】
計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記画像計測装置を、
計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段、
前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段、
前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段、
抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段、及び
該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
前記画像計測装置を、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段、及び
該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段
として機能させることを特徴とする請求項６記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記メッセージ出力手段を、
前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する手段として機能させることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
前記画像計測装置を、
前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段、及び
表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段として機能させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記画像計測装置を、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段、
複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段、及び
該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段
として機能させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１】
計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置において、
計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段と、
前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段と、
前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段と、
抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段と
を備え、
該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする画像計測装置。
【請求項２】
前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段と、
該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像計測装置。
【請求項３】
前記メッセージ出力手段は、前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力するようにしてあることを特徴とする請求項２記載の画像計測装置。
【請求項４】
前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段と、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段と、
表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像計測装置。
【請求項５】
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段と、
複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段と
を備え、
該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像計測装置。
【請求項６】
計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記画像計測装置を、
計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けて、該計測対象物の形状に固有の特徴量情報を記憶する特徴量情報記憶手段、
前記撮像素子にて結像して得られた計測対象物の画像を視野の範囲内で表示する表示手段、
前記計測対象物の画像に基づいて特徴量情報を抽出する特徴量情報抽出手段、
抽出された特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する判断手段、及び
該判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
前記画像計測装置を、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が記憶されていないと判断した場合、前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在するか否かを判断する画像存否判断手段、及び
該画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在すると判断した場合、前記計測対象物が前記視野の範囲内に存在するよう前記計測対象物を移動させる旨のメッセージを表示出力するメッセージ出力手段
として機能させることを特徴とする請求項６記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記メッセージ出力手段を、
前記画像存否判断手段で前記視野の周縁部に前記計測対象物の画像が存在しないと判断した場合、前記計測対象物の載置された方向を確認する旨のメッセージを表示出力する手段として機能させることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
前記画像計測装置を、
前記計測対象物の計測条件に関する情報に対応付けた該計測対象物の形状パターン画像データを記憶する形状パターン画像記憶手段、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、対応する複数の形状パターン画像データに対応する情報を表示する表示手段、及び
表示されている複数の形状パターン画像データに対応する情報から一の形状パターン画像データに対応する情報の選択を受け付ける選択受付手段として機能させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記画像計測装置を、
前記判断手段で略一致する特徴量情報が複数記憶されていると判断した場合、同一の計測対象物の画像に基づいて他の特徴量情報を抽出する再抽出手段、
複数記憶されている特徴量情報に対応する計測条件に関する情報について、前記再抽出手段で抽出された他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されているか否かを判断する再判断手段、及び
該再判断手段で他の特徴量情報と略一致する特徴量情報が記憶されていると判断した場合、該特徴量情報に対応付けて記憶されている計測条件に関する情報に基づいて計測対象物の形状を計測する手段
として機能させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−６０５２８（Ｐ２０１０−６０５２８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２９２０１（Ｐ２００８−２２９２０１）
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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