JP2010019667A - 画像計測装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の異物による計測への影響を効率良く軽減して計測対象物を正確に計測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】撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段３３２と、画像データを取得する所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段３３６と、ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段３３３と、非載置状態又はステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、所定のタイミングにて取得した画像の画像データに基づいて異物の位置情報を検出する第二の検出手段３３４と、第一の検出手段３３３又は第二の検出手段３３４の選択を受け付ける選択受付手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像された画像データに基づいて、ステージ上のホコリ、キズ等による誤った計測値が生じるのを防止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。

従来から、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、取得した画像をコンピュータ処理することにより計測対象物の形状を計測する画像計測装置がある。

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する。図１７は、従来のホコリの存在下で取得された計測対象物２０の画像の例示図である。図１７に示すように、計測対象物２０が載置されるステージ上にホコリが存在する場合、ホコリを示す画素の輝度値と背景画像を示す画素の輝度値との輝度差が所定の値より大きい箇所がエッジ点として処理される。したがって、計測対象物の周辺にホコリ、ステージガラスのキズ等が存在する場合、ホコリやキズをエッジとして検出することになり、計測対象物２０の形状を誤って計測してしまうという問題がある。

上述のようにして取得した複数のエッジ点は、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、近似された図形をエッジとして検出する。近似された幾何学図形の線から大きく外れる異常なエッジ点を除去（異常点除去）することにより、計測対象物からある程度離れて存在するホコリ、キズ等に起因して検出されるエッジ点は、計測点から除去することができる。

また、例えば特許文献１では、計測対象物を撮像した光強度分布に応じた電気信号を出力し、計測対象物の形状のエッジを電気信号に基づいて検出し、複数の検出済みのエッジ点に基づいて次のエッジ点を予測し、予測したエッジ点から所定の距離以上離れているエッジ点を計測点から外す画像測定機が開示されている。特許文献１では、予測したエッジ点から所定の距離以上離れた異常なエッジ点として検出されるホコリ、キズ等の影響を受けずに測定することができる。
特開２００４−１９８２５８号公報

しかし、異常点を除去する場合、ホコリ、キズ等が計測対象物の近傍に存在するときには、ホコリ、キズ等として検出されるエッジ点を計測点から外すことができない。特許文献１でも、ホコリ、キズ等として検出されたエッジ点が予測したエッジ点の範囲内に存在する場合、ホコリ、キズ等として検出されたエッジ点を計測点から外すことができない。なお、ホコリ、キズ等として検出されたエッジ点が予測したエッジ点の範囲内に存在するとは、ホコリ、キズ等が計測対象物の形状の近傍に存在することを意味する。したがって、異常点を除去する方法及び特許文献１のいずれであっても、計測対象物の形状の近傍に存在し、誤計測を起こし易いホコリ、キズ等による計測への影響を回避することはできない。

異常点を除去する方法は、計測対象物の角部のようにエッジ点が１点のみとなるエッジ、多次元曲線で近似することが困難な複雑な形状のエッジ等には適用できない。また異常点を除去する方法は、幾何公差等によってエッジに含まれるエッジ点のバラツキに基づいて数値を計測する場合、バラツキのあるエッジを異常点とともに除去して計測してしまうことによって実際よりもバラツキが少ない数値として求めてしまうという問題もある。したがって、ステージ上にホコリ、キズ等の異物が存在する場合、異物による計測への影響を軽減するには限界があり、計測への影響を回避するにはステージ上を清掃することによってホコリ等を除去する必要がある。

そこで計測前に、計測対象物が載置されていないステージ上でホコリ等の有無を調べ、ホコリ等が検出された場合、ユーザに清掃作業を促すようにすれば、ホコリ等によって誤った形状を計測することを回避することができる。しかし、ステージ上のキズ等を回避することはできない。また、計測の都度、ホコリ等を検出する場合、検出作業に相当の時間を要し、ホコリ等が付着していない状態であるにもかかわらず無駄な作業をするおそれもあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して正しく計測対象物を計測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。

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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、画像データを取得する所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて取得した前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段の選択を受け付ける選択受付手段と、選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段とを備えることを特徴とする。

また、第２発明に係る画像計測装置は、第１発明において、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする。

また、第３発明に係る画像計測装置は、第１又は第２発明において、前記第一の検出手段は、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出するようにしてあり、前記第二の検出手段は、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出するようにしてあることを特徴とする。

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、前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段を備え、前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段は、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理するようにしてあることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第５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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段とを備えることを特徴とする。

また、第６発明に係る画像計測装置は、第５発明において、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする。

また、第７発明に係る画像計測装置は、第５又は第６発明において、前記計測対象物について事前にテンプレート画像データを記憶する記憶手段を備え、前記第三の検出手段は、記憶されているテンプレート画像データが前記計測対象物と略一致するか否かを判断する判断手段を備え、該判断手段で前記計測対象物と略一致すると判断した場合、略一致する前記計測対象物の領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出するようにしてあり、前記判断手段で前記計測対象物と略一致しないと判断した場合、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出するようにしてあることを特徴とする。

また、第８発明に係る画像計測装置は、第５乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段を備え、前記第三の検出手段は、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理するようにしてあることを特徴とする。

また、第９発明に係る画像計測装置は、第１乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記異物の位置情報に基づいて該異物が所定量以上存在するか否かを判断する異物量判断手段と、該異物量判断手段にて前記異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生する警告発生手段とを備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第１０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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、選択を受け付けた前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかでの検出結果を取得する検出結果取得手段とを備えることを特徴とする。

また、第１１発明に係る画像計測装置は、第１０発明において、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第１２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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、前記第一の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段とを備えることを特徴とする。

また、第１３発明に係る画像計測装置は、第１２発明において、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第１４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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、前記第二の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、選択を受け付けた前記第二の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段とを備えることを特徴とする。

また、第１５発明に係る画像計測装置は、第１４発明において、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第１６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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、画像データを取得する所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて取得した前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段の選択を受け付ける選択受付手段、及び選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段として機能させることを特徴とする。

また、第１７発明に係るコンピュータプログラムは、第１６発明において、前記画像計測装置を、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする。

また、第１８発明に係るコンピュータプログラムは、第１６又は第１７発明において、前記第一の検出手段を、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出する手段、及び該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出する手段として機能させ、前記第二の検出手段を、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出する手段、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断する手段、及び該手段で所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出する手段として機能させることを特徴とする。

また、第１９発明に係るコンピュータプログラムは、第１６乃至第１８発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段として機能させ、前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段を、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外する手段、及び該領域が除外された画像データを２値化処理する手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第２０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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第三の検出手段、及び該第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段として機能させることを特徴とする。

また、第２１発明に係るコンピュータプログラムは、第２０発明において、前記画像計測装置を、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする。

また、第２２発明に係るコンピュータプログラムは、第２０又は第２１発明において、前記計測対象物について事前にテンプレート画像データを記憶しておき、前記第三の検出手段を、記憶されているテンプレート画像データが前記計測対象物と略一致するか否かを判断する判断手段、該判断手段で前記計測対象物と略一致すると判断した場合、略一致する前記計測対象物の領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出する手段、及び前記判断手段で前記計測対象物と略一致しないと判断した場合、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出する手段として機能させることを特徴とする。

また、第２３発明に係るコンピュータプログラムは、第２０乃至第２２発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段として機能させ、前記第三の検出手段を、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外する手段、及び該領域が除外された画像データを２値化処理する手段として機能させることを特徴とする。

また、第２４発明に係るコンピュータプログラムは、第１６乃至第２３発明のいずれか１つにおいて、前記画像計測装置を、前記異物の位置情報に基づいて該異物が所定量以上存在するか否かを判断する異物量判断手段、及び該異物量判断手段にて前記異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生する警告発生手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第２５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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び選択を受け付けた前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかでの検出結果を取得する検出結果取得手段として機能させることを特徴とする。

また、第２６発明に係るコンピュータプログラムは、第２５発明において、前記画像計測装置を、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第２７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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、前記第一の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段として機能させることを特徴とする。

また、第２８発明に係るコンピュータプログラムは、第２７発明において、前記画像計測装置を、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第２９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、前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、前記第二の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び選択を受け付けた前記第二の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段として機能させることを特徴とする。

また、第３０発明に係るコンピュータプログラムは、第２９発明において、前記画像計測装置を、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする。

第１発明及び第１６発明では、撮像素子にて結像して得られた画像を表示し、第一の検出手段及び第二の検出手段のうちいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けた第一の検出手段又は第二の検出手段での検出結果を取得することにより、状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。第一の検出手段では、非載置状態で得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が検出したいタイミングにて計測対象物が載置されていない状態でステージ上の異物の位置情報を検出することができる。第二の検出手段では、非載置状態又は載置状態で所定のタイミングにて得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が予め定めたタイミングにて、非載置状態であるか載置状態であるかにかかわらず、自動的にステージ上の異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物に対応する画像データを除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるとともに、自動的に適切なタイミングで異物の位置情報を検出することができ、異物の存在に気付かずに計測することを回避することができる。

第２発明及び第１７発明では、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

第３発明及び第１８発明では、非載置状態では画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出することにより、計測対象物が載置されていないステージ上の画像の物体領域（ホコリ等の異物）と背景領域とを容易に区別して異物の位置情報を検出することができる。載置状態になる可能性がある所定のタイミングでは、画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たす領域を異物の領域として特定して異物の位置情報を検出することにより、載置状態でも計測対象物と異物とを区別することができ、所定の条件、例えば所定面積以下であること、縦方向が横方向の所定倍以上の長さであること等の条件を具備する異物を検出することができる。したがって、画像データが得られるタイミングでの載置状態に応じて適切に異物の位置情報を検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を排除して計測対象物を正確に計測することができる。

第４発明及び第１９発明では、表示された画像から所定の領域の指定を受け付け、指定を受け付けた領域を画像データから除外し、領域を除外した画像データを２値化処理することにより、ステージ上のキズ等、除去することができない異物を無視して、処理の中断や警告が繰り返されることを回避することができ、異物を効率良く検出して異物を除去することができる。

第５発明及び第２０発明では、撮像素子にて結像して得られた画像を表示し、計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける。載置状態で指示を受け付けた計測開始時に得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出結果として取得することにより、計測開始時に操作者が検出処理を意識することなく自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を排除して計測対象物を正確に計測することができる。

第６発明及び第２１発明では、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

第７発明及び第２２発明では、計測対象物について事前に記憶されているテンプレート画像データが計測対象物と略一致するか否かを判断し、計測対象物と略一致すると判断した場合、略一致する計測対象物の領域を画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出する。これにより、テンプレートマッチングによって計測対象物が除外された画像領域について、非載置状態と同様、計測対象物が載置されているステージ上の画像の異物の領域と背景領域とを容易に区別することができ、計測対象物の位置以外に存在する異物を容易に検出することができる。計測対象物と略一致しないと判断した場合、画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断する。所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて異物の位置情報を検出する。これにより、載置状態であっても計測対象物と異物とを区別することができ、所定の条件、例えば所定面積以下であること、縦方向が横方向の所定倍以上の長さであること等の条件を具備する異物を検出することができる。したがって、テンプレート画像データの有無に応じて検出対象の異物を適切に効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を排除することができ計測対象物を正確に計測することができる。

第８発明及び第２３発明では、表示された画像から所定の領域の指定を受け付け、指定を受け付けた領域を画像データから除外し、領域を除外した画像データを２値化処理することにより、ステージ上のキズ等、除去することができない異物を無視して、処理の中断や警告が繰り返されることを回避することができ、異物を効率良く検出して異物を除去することができる。

第９発明及び第２４発明では、異物の位置情報に基づいて異物が所定量以上存在するか否かを判断し、異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生することにより、異物が所定量以上存在して計測対象物の形状を誤って計測する状況にあることを認識することができ、異物の存在に気付かずに計測することを回避することができる。

第１０発明及び第２５発明では、撮像素子にて結像して得られた画像を表示し、第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のうちいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けたいずれかの検出手段での検出結果を取得することにより、異なる複数の検出手段から状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。第一の検出手段では、非載置状態で得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が検出したいタイミングにて計測対象物が載置されていない状態でステージ上の異物の位置情報を検出することができる。第二の検出手段では、非載置状態又は載置状態で所定のタイミングにて得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が予め定めたタイミングになったとき、検出処理を意識することなく、非載置状態か載置状態かにかかわらず自動的にステージ上の異物の位置情報を検出することができる。第三の検出手段では、計測対象物の計測を開始する指示を受け付け、載置状態で指示を受け付けた計測開始時に得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるだけでなく、自動的に適切なタイミングで異物の位置情報を検出して異物の存在に気付かずに計測することを回避することができるとともに、計測開始時に操作者が検出処理を意識することなく計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

第１１発明及び第２６発明では、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

第１２発明及び第２７発明では、撮像素子にて結像して得られた画像を表示し、第一の検出手段及び第三の検出手段のうちいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けたいずれかの検出手段での検出結果を取得することにより、状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。第一の検出手段では、非載置状態で得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が検出したいタイミングにて計測対象物が載置されていない状態でステージ上の異物の位置情報を検出することができる。第三の検出手段では、計測対象物の計測を開始する指示を受け付け、載置状態で指示を受け付けた計測開始時に得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるとともに、計測開始時に操作者が検出処理を意識することなく計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

第１３発明及び第２８発明では、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

第１４発明及び第２９発明では、撮像素子にて結像して得られた画像を表示し、第二の検出手段及び第三の検出手段のうちいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けたいずれかの検出手段での検出結果を取得することにより、状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。第二の検出手段では、非載置状態又は載置状態で所定のタイミングにて得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が予め定めたタイミングになったとき、検出処理を意識することなく非載置状態か載置状態かにかかわらず自動的にステージ上の異物の位置情報を検出することができる。第三の検出手段では、計測対象物の計測を開始する指示を受け付け、載置状態で指示を受け付けた計測開始時に得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、自動的に効率よく適切なタイミングで異物の位置情報を検出して異物の存在に気付かずに計測することを回避することができるとともに、計測開始時に自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

第１５発明及び第３０発明では、前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

上記構成によれば、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の異物を状況に応じて効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することが可能となる。また、計測対象物が載置されるステージ上の異物を異なる複数の検出手段から状況に応じて適切な検出手段に切り替えて効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することが可能となる。

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。

（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。

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。

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。

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。ビームスプリッタ２３２は、計測対象物２０で反射した光を高倍側結像レンズ部２３３と低倍側結像レンズ２３４とへ夫々誘導する。図１には、落射照明装置２２から発光した光が計測対象物２０で反射した光を高倍側結像レンズ部２３３へ誘導する光路と、透過照明装置２４から発光した光を計測対象物２０を透過させて低倍側結像レンズ部２３６へ誘導する光路とを合わせて例示している。なお、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及び結像レンズ２３８で構成されている。

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、画像データとして制御ユニット３へ送信する。同様に撮像装置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、画像データとして制御ユニット３へ送信する。

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。

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。

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。

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、２６で撮像した落射画像の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２５、２６で撮像した透過画像の画像データである透過画像データを記憶する記憶手段３３１、及び落射画像データ又は透過画像データを表示装置２７に表示する表示手段３３２として機能する。またＣＰＵ３３は、非載置状態で得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出する第一の（手動）検出手段３３３、非載置状態又は載置状態で所定のタイミングにて得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出する第二の（自動）検出手段３３４、第一の検出手段及び第二の検出手段のうちのいずれかの選択を受け付ける選択受付手段３３５、所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段３３６、選択を受け付けた検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段３３７、及び検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段３３８としても機能する。

さらにＣＰＵ３３は、異物が所定量以上存在するか否かを判断する異物量判断手段３０１、異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生する警告発生手段３０２、及び所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段３０３としても機能する。なお「異物」は、ステージ２１上の計測対象物２０以外の物で、撮像される場合に画像データとなる物を意味し、ホコリ、ゴミ等の物体だけでなく、ステージ２１のガラスに付いたキズ等の物体でないものも含む。また「載置状態」とは、ステージ２１上に計測対象物２０等が載置されている状態であり、計測対象物２０に限らず操作者の手指等がステージ２１上に載せられている状態も含む。「非載置状態」とは、ステージ２１上に計測対象物２０等が載置されていない状態である。

記憶手段３３１は、落射画像データ及び透過画像データを互いに位置合わせをした状態で記憶装置３４に記憶する。ここで位置合わせとは、表示画面における座標位置を落射画像と透過画像との間で一致させることを意味する。位置合わせをした２種の画像データを記憶しておくことにより、指定を受け付けたエッジ検出領域に応じて、適切な画像データを選択することができる。計測対象物２０の周辺に存在する異物を計測する場合、外形を示す輪郭線の部分の寸法等を計測するために最適な透過画像データを利用することができる。

表示手段３３２は、通信手段３５にて受信した透過画像データ又は落射画像データを、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置２７で透過画像又は落射画像として表示させる。ただし、以降の実施の形態１〜５では、透過画像データに基づいて異物の位置情報を検出する場合について説明する。図３は、ホコリの存在下で取得された計測対象物２０の画像の例示図である。図３に示すように、隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい箇所をエッジ点とする場合、計測対象物２０と背景とのエッジ部分としてエッジ点ａの点列が検出されるだけでなく、ホコリと背景との画素間の輝度差が所定の値より大きい部分が誤ったエッジ点ｂとして検出される。

第一の検出手段３３３及び第二の検出手段３３４は、画像データから図３のように誤ったエッジ点ｂの要因であるホコリ等の異物の位置情報を検出する。第一の検出手段３３３では、非載置状態で、例えば計測開始前であること、計測処理中に操作者が非載置状態であること等を確認した上で、第一の検出手段３３３の選択を選択受付手段３３５が受け付ける。第一の検出手段３３３は、非載置状態で、画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、低輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出する。２値化処理は、一般的な画像処理の手法であり、画像データ中の各画素を所定の基準で２つの値に分ける。例えば所定の輝度値以上の画素を‘１’とし、所定の輝度値未満の画素を‘０’とすることにより、画像データの画素を２つのグループに分ける。

図４は、２値化処理された画像の例示図である。図４（ａ）は２値化処理前の画像の一例を、図４（ｂ）は２値化処理後の画像の一例を、それぞれ示している。図４に示すように、２値化処理前の不明瞭な画像が、２値化処理によって、ホコリ、キズ等の物体領域ｃと背景領域ｄとに明確に切り分けられている。図４に示す画像は、非載置状態で計測対象物２０が存在していないステージ２１上の画像であるため、物体領域ｃは、ホコリ、キズ等の異物であることが分かる。したがって、第一の検出手段３３３では、非載置状態で得られた画像に基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が検出したいタイミングにて計測対象物２０が載置されていない状態でステージ２１上の異物の位置情報を検出することができ、計測前にホコリ等の異物を除去することができる。また画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、低輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出することにより、計測対象物２０が載置されていないステージ２１上の画像の物体領域（ホコリ等の異物）と背景領域とを容易に区別して異物の位置情報を検出することができる。第一の検出手段３３３は、操作者が計測開始前や計測処理中にステージ２１の状態や異物の影響による計測の信憑性を確認したい場合に有効に使用できる。

第二の検出手段３３４では、操作者による第二の検出手段３３４の選択を選択受付手段３３５が受け付けるとともに、事前に設定された所定のタイミングをタイミング設定受付手段３３６で受け付ける。受け付けた所定のタイミングになったときに画像が取得され、異物の位置情報を検出する。所定のタイミングが‘ステージ２１上に計測対象物等の物体が載置されたことを検知したとき’である場合には載置状態であるが、‘計測のための設定値が入力されたとき’である場合には、非載置状態となるか載置状態となるかは予測できない。所定のタイミングとしては、画像計測装置１の起動時、所定の時間経過時等、種々のタイミングが想定され、非載置状態及び載置状態の両方の状態が想定される。上述のように、２値化処理では、物体と背景とを分けることはできるが、背景領域ｄの物体を区別することはできないので、計測対象物２０と異物とが混在している載置状態で異物のみを特定することができない。

載置状態で異物の位置情報が検出される場合がある第二の検出手段３３４では、画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たす領域を異物の領域として特定して異物の位置情報を検出する。例えばラベリング処理によって、２値化された画像データにおいて同じ値で隣接している画素を同一グループとすることにより、画像を複数のグループに分ける。図５は、２値化処理及びラベリング処理された画像の例示図である。図５（ａ）は２値化処理前の画像の一例を、図５（ｂ）は２値化処理後の画像の一例を、図５（ｃ）はラベリング処理後の画像の一例を、図５（ｄ）は位置情報検出後の画像の一例を、それぞれ示している。

図５（ｂ）に示すように、２値化処理によって背景領域ｄから物体領域ｃが切り分けられ、ラベリング処理によって、２値化された画像データ中で同じ値‘１’が付けられて隣接している画素、すなわち各物体領域ｃがグループｃ１〜ｃ４に分けられている。第二の検出手段３３４では、各領域の位置情報、例えば面積、縦方向と横方向との長さの比率等を算出し、所定面積以下、縦方向が横方向の５倍以上の長さ等、所定の条件に合う領域を異物と特定する。グループｃ１〜ｃ４の物体領域は、図５（ｄ）に示すように、グループｃ４以外のグループｃ１〜ｃ３の物体領域が異物と特定される。

したがって、第二の検出手段３３４では、非載置状態又は載置状態で所定のタイミングにて得られた画像データに基づいて異物の位置情報を検出することにより、操作者が予め定めた所定のタイミングになったとき、非載置状態であるか載置状態であるかにかかわらず自動的にステージ２１上の異物の位置情報を検出することができるので、異物の存在に気付かずに計測することを回避することができる。また画像データを２値化処理だけでなく、２値化処理して得られる低輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たす領域を異物の領域として特定して異物の位置情報を検出することにより、載置状態であっても計測対象物２０と異物とを区別することができ、所定の条件（所定面積以下、縦方向が横方向の所定倍以上の長さ等）の異物の位置情報を検出することができる。第二の検出手段３３４は、操作者が異物の検出処理を意識することなく、例えば計測のための設定値が入力されたとき、ステージ２１上に計測対象物２０等の物体が載置されたことを検知したとき等、所定のタイミングで自動的に異物の影響による計測の信憑性を確認したい場合に有効に使用できる。

検出結果表示手段３３８は、第一の検出手段３３３又は第二の検出手段３３４での検出結果である異物の位置情報を表示装置２７に表示する。異物の位置情報としては、例えば図４及び図５に示すように、検出されたホコリ等の異物の画像を表示する。図６は、表示装置２７にハイライト表示された異物の画像の例示図である。図６に示すように画像中の異物の領域は、強調色、反転表示でハイライト表示したり、領域の輪郭のみを強調したり、領域の周りを丸で囲んだりして存在箇所を強調する。検出結果取得手段３３７で検出結果として取得した異物の位置情報を検出結果表示手段３３８で表示することにより、表示装置にて異物の位置情報を画像等で知らせることができるので、異物の存在を視認することができ、異物の存在に気付かずに計測することを確実に回避することができる。

また、検出結果表示手段３３８は、異物の位置情報を異物の量として定量的に数値によって表示装置２７に表示しても良い。例えば図４及び５に示すように、２値化されて特定された異物の領域が画像中に占める割合で示す。そして異物量判断手段３０１が、異物の位置情報に基づいて、例えば異物の領域が画像全体に対して所定の割合以上を占め、所定量以上の異物が存在すると判断した場合、警告発生手段３０２が警告を発生する。警告は、表示装置２７にて操作者に清掃又はステージガラスの交換等を促す文章が表示されるようにしたり、音声による警告、アラーム音等を発生するようにしても良い。警告により、異物が所定量以上存在して計測対象物２０の形状を誤って計測する状況にあることを認識することができ、異物の存在に気付かずに計測することを回避することができる。

警告によってステージ２１上を清掃した後、再度、例えば第一の検出手段３３３で検出処理が実行され、取り除くことができない汚れ、ステージ２１のガラスのキズ、撮像装置２５、２６による異常画素等が存在することが判明した場合、操作者は表示装置２７に表示された画像から、除去することができない汚れ等の所定の領域を無効領域として指定する。領域指定受付手段３０３が無効領域の指定を受け付け、第一の検出手段３３３は指定を受け付けた無効領域を画像データから除外し、無効領域を除外した画像データについて２値化処理する。

検出結果表示手段３３８は、表示装置２７に表示する画像中、所定の領域（無効領域）が処理対象から除外されていることを知らせるため、画像中の無効領域を異物の領域とは区別した上でハイライト表示するようにしても良い。なお無効領域は、非載置状態で取得された画像に対して指定することが好ましく、領域指定受付手段３０３は、第一の検出手段３３３での検出処理において有効に利用することができる。除去できない異物等が存在する無効領域を除外した画像データを２値化処理することにより、除去することができない異物を無視して、処理の中断や警告が繰り返されることを回避することができ、異物による計測への影響を効率良く軽減して計測対象物２０を正しく計測することができる。

領域指定受付手段３０３で受け付けた無効領域は、登録して次回以降の異物検出時において有効に処理されるようにしても良い。また無効領域は、誤ったエッジとなる要因の異物が除去できない領域であるため、計測対象物２０を計測する場合、エッジが検出されてもエッジとして認識しない領域として計測対象外とする。計測時や計測結果には、計測対象外としている無効領域が存在することを表示装置２７に表示し、注意を喚起するようにしても良い。

上述した構成の画像計測装置１の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。なお、第一の検出手段３３３の選択を受け付けた場合の手動検出処理と、第二の検出手段３３４の選択を受け付けた場合の自動検出処理とに分けて説明する。図７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の手動検出処理手順を示すフローチャートである。

図７に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、第一の検出手段３３３の選択を受け付ける（ステップＳ７０１）。受付時は非載置状態である。ＣＰＵ３３は、選択を受け付けたタイミングで、撮像装置２５、２６にて計測対象物２０を略同じ位置にて撮像した透過画像を取得し、取得した透過画像の画像データを記憶装置３４へ記憶する（ステップＳ７０２）。

ＣＰＵ３３は、記憶されている画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、低輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出し（ステップＳ７０３）、検出した異物の位置情報に基づいて算出される異物の量が所定量未満であるか否か判断する（ステップＳ７０４）。ＣＰＵ３３が、所定量未満であると判断した場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、例えば異物の量が所定量未満でステージ２１の清掃の必要はないことを表示装置２７に表示する（ステップＳ７０５）。ここで、異物の量とは、異物の存在する領域の面積、周囲長さ、画素数等、異物の位置情報から算出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。

ＣＰＵ３３が、異物の量が所定量以上であると判断した場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、例えば異物量が所定量以上でステージ２１の清掃が必要であることを警告として表示装置２７に表示する（ステップＳ７０６）。ＣＰＵ３３は、表示装置２７に警告とともに異物の画像を表示する。警告によって操作者は、異物の画像も参考にして除去することができない異物であれば無効領域として指定し、除去することができる異物であればステージ２１を清掃した後、再度第一の検出手段を選択することになる。

ＣＰＵ３３は、無効領域の指定を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ７０７）、ＣＰＵ３３が、無効領域の指定を受け付けたと判断した場合（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、指定を受け付けた無効領域を除外した画像データについて２値化処理し（ステップＳ７０８）、処理をステップＳ７０４へ戻し、上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３３が、無効領域の指定を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ７０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理をステップＳ７０１へ戻し、上述した処理を繰り返す。

図８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の自動検出処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、第二の検出手段３３４の選択を受け付けるとともに（ステップＳ８０１）、所定のタイミングの設定も受け付ける（ステップＳ８０２）。

ＣＰＵ３３は、受け付けた所定のタイミングであるか否かを判断し（ステップＳ８０３）、ＣＰＵ３３が、所定のタイミングではないと判断した場合（ステップＳ８０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理の待ち状態となる。ＣＰＵ３３が、所定のタイミングであると判断した場合（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、撮像装置２５、２６にて計測対象物２０を略同じ位置にて撮像した透過画像を取得し、取得した透過画像の画像データを記憶装置３４へ記憶する（ステップＳ８０４）。

ＣＰＵ３３は、記憶されている画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し（ステップＳ８０５）、抽出した各低輝度領域の位置情報に基づいて所定の条件を満たす領域であるか否かを判断する（ステップＳ８０６）。ＣＰＵ３３が、所定の条件を満たさない領域であると判断した場合（ステップＳ８０６：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。ＣＰＵ３３が、所定の条件を満たす領域であると判断した場合（ステップＳ８０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、所定の条件を満たす領域を異物の領域と特定して異物の位置情報を検出し（ステップＳ８０７）、検出した異物の位置情報から異物の量が所定量未満であるか否かを判断する（ステップＳ８０８）。ＣＰＵ３３が、異物の量が所定量未満であると判断した場合（ステップＳ８０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、異物の位置情報を表示等することなく処理を終了する。

ＣＰＵ３３が、異物の量は所定量以上であると判断した場合（ステップＳ８０８：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、例えば異物量が所定量以上でステージ２１の清掃が必要であることを警告として表示装置２７に表示する（ステップＳ８０９）。

以上のように本実施の形態１によれば、選択を受け付けた検出手段で検出された異物の画像データに基づいて異物の位置情報を表示することにより、異なる２つの検出手段から状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。したがって、検出する所定のタイミングでの状態を考慮して異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物をより正しく計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるとともに、異物の位置情報を所定のタイミングで検出して異物の存在に気付かずに計測することを回避することが可能になる。

（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の構成を示すブロック図である。図９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。

ただし本実施の形態２では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、載置状態で計測開始時に得られた画像の画像データから異物の位置情報を検出する第三の（計測開始時）検出手段３４１、及び計測対象物２０の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段３４２を備え、第一の検出手段、第二の検出手段、選択受付手段及び領域指定受付手段は備えない。第三の検出手段３４１は、ステージ２１上に計測対象物２０が載置され、計測実行キー等が押下され、開始指示受付手段３４２が計測対象物２０の計測を開始する指示を受け付け、指示を受け付けた計測開始時に画像を取得する。なお、領域指定受付手段は、実施の形態１と同様に備えることを除外するものではないが、載置状態の実施の形態２では、領域指定受付手段を備えない例について説明する。

また第三の検出手段３４１は、記憶装置３４に事前に記憶されているテンプレート画像データが計測対象物２０と略一致するか否かを判断するテンプレート判断手段３４３、計測対象物２０の位置を特定する位置特定手段３４４を有する。第三の検出手段３４１は、テンプレート画像が計測対象物２０と略一致合致する場合、計測対象物２０の位置を特定し、位置が特定された計測対象物２０以外の領域の画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、低輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出する。テンプレート画像は、計測対象物２０と同一形状の物体について事前に取得しておく画像であり、従来から利用されている。ただし、従来は、同一形状の複数の計測対象物２０について同一箇所を連続して計測する場合、計測対象物２０を変える度に計測方法を指定する手間を省くために用いられている。図１０は、従来のテンプレート画像を利用する計測の説明図である。

図１０（ａ）に示すように、事前にテンプレート画像２００を取得しておき、図１０（ｂ）に示すように、テンプレート画像２００において、同一形状の計測対象物２０について計測しようとする箇所を特定するとともに、特定した計測箇所の計測方法を設定する。勿論テンプレート画像２００中の物体の形状のデータ（テンプレート画像データ）も取得している。図１０（ｂ）に示す計測箇所Ｌの長さを計測したい場合、例えば、計測箇所Ｌの両端が位置する角を挟む直線のエッジを検出し、検出した直線のエッジから計測箇所Ｌの両端の座標を特定して計測箇所Ｌの長さを計測する計測方法を設定する。まず、図１０（ｃ）に示すように計測対象物２０の画像を取得し、図１０（ｄ）に示すように計測対象物２０とテンプレート画像２００中の物体とが一体となるように、計測対象物２０の画像にテンプレート画像２００を回転させて重ね合わせ（テンプレートマッチング）、テンプレート画像データから計測対象物２０の位置を特定する。特定された位置の座標等から、テンプレート画像２００に設定された計測方法に基づいて、計測対象物２０の計測箇所Ｌの長さを容易に計測することができる。

図１１は、第三の検出手段３４１でのテンプレート画像データを用いた計測対象物２０の位置特定の説明図である。図１１（ａ）に示すように、第三の検出手段３４１は、テンプレート画像２００を取得しておき、図１１（ｂ）に示すように計測対象物の載置状態のステージ２１上の画像を取得する。第三の検出手段３４１の位置特定手段３４４は、図１１（ｃ）に示すように載置状態のステージ２１上の画像中の計測対象物２０とテンプレート画像２００中の物体とが一体となるようにテンプレート画像を回転させてテンプレートマッチングし、計測対象物２０の位置を特定する。計測対象物２０の位置が特定されることにより、載置状態のステージ２１上の画像から計測対象物２０の領域のみを正確に除外することができ、非載置状態のステージ２１上の画像を取得することができる。取得した画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、低輝度領域の位置情報を異物の位置情報として検出することにより、非載置状態と同様、計測対象物２０が載置されているステージ２１上の画像の異物の領域と背景領域とを容易に区別することができ、計測対象物２０の位置以外に存在する異物を容易に検出することができる。

計測対象物２０の計測時には、例えば画像計測装置１で計測したことがない形状の計測対象物２０を初めて計測する場合等、対応するテンプレート画像データが事前に記憶されていない場合がある。第三の検出手段３４１は、計測対象物２０と合致するテンプレート画像データがない場合、テンプレート画像データと照合することなく、図５に示したように、画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出する。抽出した各低輝度領域の位置情報が上述した第二の検出手段と同様の所定の条件（所定面積以下、縦方向が横方向の所定倍以上の長さ等）を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断された領域を異物の領域として特定して異物の位置情報を検出する。

第三の検出手段３４１では、計測対象物２０と略一致するテンプレート画像データがない場合、画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断する。所定の条件を満たすと判断された領域を異物の領域として特定して異物の位置情報を検出することにより、載置状態でも計測対象物２０と異物とを区別することができ、所定の条件（所定面積以下、縦方向が横方向の所定倍以上の長さ等）の異物の位置情報を検出することができる。テンプレート画像データと照合しない場合、所定の条件に適合しなかった異常に大きなゴミ等を除き、異物として特定することができる。

第三の検出手段３４１では、計測開始時に自動的に計測対象物２０が載置されたステージ２１上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することができる。したがって、計測対象物２０が載置されるステージ２１上のホコリ、キズ等の計測対象物２０以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物２０を正しく計測することができる。

図１２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の計測開始時検出処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、計測対象物２０の計測を開始する指示を受け付ける（ステップＳ１２０１）。受付時は載置状態である。ＣＰＵ３３は、指示を受け付けたタイミングで、撮像装置２５、２６にて計測対象物２０を略同じ位置にて撮像した透過画像を取得し、取得した透過画像の画像データを記憶装置３４へ記憶する（ステップＳ１２０２）。

ＣＰＵ３３は、記憶装置３４に事前に記憶されているテンプレート画像データが計測対象物２０の画像データと略一致するか否か判断する（ステップＳ１２０３）。ＣＰＵ３３が、略一致すると判断した場合（ステップＳ１２０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、テンプレート画像データから計測対象物２０の位置を特定する（ステップＳ１２０４）。

ＣＰＵ３３は、計測対象物２０の画像から位置を特定した計測対象物２０の領域を除外する（ステップＳ１２０５）。ＣＰＵ３３は、計測対象物２０の領域を除外した画像を２値化処理して異物の位置情報を検出し（ステップＳ１２０６）、検出した異物の位置情報から異物の量が所定量未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２０７）。ＣＰＵ３３が、所定量未満であると判断した場合（ステップＳ１２０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、異物の位置情報を表示等することなく処理を終了する。

ＣＰＵ３３が、異物の量は所定量以上であると判断した場合（ステップＳ１２０７：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、例えば異物量が所定量以上でステージ２１の清掃が必要であることを警告として表示装置２７に表示する（ステップＳ１２０８）。

ＣＰＵ３３が、テンプレート画像データが略一致しないと判断した場合（ステップＳ１２０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、記憶されている画像データを２値化処理して低輝度領域を抽出する（ステップＳ１２０９）。ＣＰＵ３３は、抽出した各低輝度領域の位置情報に基づいて所定の条件を満たす領域であるか否かを判断し（ステップＳ１２１０）、ＣＰＵ３３が、所定の条件を満たさない領域であると判断した場合（ステップＳ１２１０：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。ＣＰＵ３３が、所定の条件を満たす領域であると判断した場合（ステップＳ１２１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、所定の条件を満たす領域を異物の領域と特定して異物の位置情報を検出する（ステップＳ１２１１）。ＣＰＵ３３は、処理をステップＳ１２０７へ移し、上述した処理を繰り返す。

以上のように本実施の形態２によれば、載置状態で計測開始時に得られた画像データから異物の位置情報を検出することにより、計測開始時に自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。また、テンプレート画像データの有無に応じて検出対象の異物を適切に効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。

（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１３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１３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。

ただし本実施の形態３では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、実施の形態１の全ての手段に加えて実施の形態２の全ての手段を備える。選択受付手段３３５は、第一の検出手段３３３、第二の検出手段３３４、第三の検出手段３４１の選択を受け付ける。

本実施の形態３では、実施の形態１と同様、第一の検出手段３３３及び第二の検出手段３３４のいずれかを選択することができることに加え、実施の形態２の第三の検出手段３４１を選択することができる。なお、第三の検出手段３４１は、選択受付手段３３５が第三の検出手段３４１の選択を受け付けておき、開始指示受付手段３４２が計測対象物２０の計測を開始する指示を受け付けた計測開始時に、異物の検出処理が開始される。したがって、第三の検出手段３４１による計測開始時における異物の検出処理が実行される場合、選択受付手段３３５が第三の検出手段３４１の選択を受け付けた後、実施の形態２と同様、図１２に示したように処理が実行される。

上述したように、第一の検出手段３３３による手動検出処理が実行される場合、非載置状態で、例えば選択受付手段３３５が第一の検出手段３３３の選択を受け付けたタイミングで図７に示す処理が実行される。また、第二の検出手段３３４による自動検出処理が実行される場合、選択受付手段３３５が第二の検出手段３３４の選択を受け付け、タイミング設定受付手段３３６で所定のタイミングの設定を受け付けておき、設定を受け付けた所定のタイミングになった場合に図８に示す処理が実行される。

以上のように本実施の形態３によれば、第一の検出手段、第二の検出手段及び第三の検出手段の選択を受け付け、選択を受け付けたいずれかの検出手段で検出された異物の位置情報を表示することにより、状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるだけでなく、自動的に適切なタイミングで異物の位置情報を検出して異物の存在に気付かずに計測することを回避することができるとともに、計測開始時に自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４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１４は、本発明の実施の形態４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１４に示すように本実施の形態４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乃至３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。

ただし本実施の形態４では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、実施の形態３の手段のうち、第二の検出手段を備えず、選択受付手段３３５は、第一の検出手段３３３及び第三の検出手段３４１のうちのいずれかの選択を受け付ける。

本実施の形態４では、第一の検出手段３３３及び第三の検出手段３４１のうちいずれかを選択することができる。第一の検出手段３３３による手動検出処理が実行される場合、非載置状態で、例えば選択受付手段３３５が第一の検出手段３３３の選択を受け付けたタイミングで図７に示す処理が実行される。また、第三の検出手段３４１による計測開始時検出処理が実行される場合、選択受付手段３３５が第三の検出手段３４１の選択を受け付けた後、図１２に示す処理が実行される。

以上のように本実施の形態４によれば、第一の検出手段及び第三の検出手段のうちのいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けたいずれかの検出手段で検出された異物の位置情報を表示することにより、適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、操作者が検出したいタイミングにて計測前にホコリ等の異物を除去することができるとともに、計測開始時に自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５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１５は、本発明の実施の形態５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１５に示すように本実施の形態５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乃至３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。

ただし本実施の形態５では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、実施の形態３の手段のうち、第一の検出手段を備えず、選択受付手段３３５は、第二の検出手段３３４及び第三の検出手段３４１のうちのいずれかの選択を受け付ける。

本実施の形態５では、第二の検出手段３３４及び第三の検出手段３４１のうちいずれかを選択することができる。第二の検出手段３３４による自動検出処理が実行される場合、選択受付手段３３５が第二の検出手段３３４の選択を受け付け、タイミング設定受付手段３３６で所定のタイミングの設定を受け付けておき、設定を受け付けた所定のタイミングになったときに図８に示す処理が実行される。また、第三の検出手段３４１による計測開始時に異物の検出処理が実行される場合、選択受付手段３３５が第三の検出手段３４１の選択を受け付けた後、図１２に示す処理が実行される。

以上のように本実施の形態５によれば、第二の検出手段及び第三の検出手段のうちのいずれかの選択を受け付け、選択を受け付けた検出手段で検出された異物の位置情報を表示することにより、異なる複数の検出手段から状況に応じて適切な検出手段に切り替えて異物の位置情報を検出することができる。したがって、計測対象物が載置されるステージ上のホコリ、キズ等の計測対象物以外の異物を効率良く検出して異物を除去することにより、異物による計測への影響を軽減して計測対象物を正確に計測することができる。特に、自動的に効率よく適切なタイミングで異物の位置情報を検出して異物の存在に気付かずに計測することを回避することができるとともに、計測開始時に自動的に計測対象物が載置されたステージ上の異物の位置情報を検出することができ、計測前に異物を除去することも可能になる。

なお、実施の形態１乃至５では、透過画像データに基づいて異物の位置情報を検出する場合について説明したが、透過画像データと同様にして落射画像データに基づいて異物の位置情報を検出することができる。ただし、透過画像データでは異物は黒く表示されることから低輝度領域として検出することができるのに対し、落射画像データでは異物は白っぽく表示されることから高輝度領域として検出する必要がある。この場合、落射画像データを２値化処理して高輝度領域を抽出し、異物の位置情報を検出することになる。透過画像を撮像するために用いる透過照明装置２４と、落射画像を撮像するために用いる落射照明装置２２との選択は、操作者が切り替えて選択するようにしても良く、自動的に選択されるようにしても良い。ただし、透過照明装置２４及び落射照明装置２２のいずれを用いて撮像しているかを認識することができるようにし、用いている照明装置に応じて低輝度領域又は高輝度領域を抽出して異物の位置情報を検出する。

図１６は、他の画像計測装置１の構成を示す模式図である。図１６に示すように、本画像計測装置１は、計測部２と外部コンピュータ４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外部コンピュータ４にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。

計測部２の構成及び機能は、上述した実施の形態１乃至５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。外部コンピュータ４は、少なくともＣＰＵ（図示せず）及びメモリ等の記憶装置（図示せず）を備え、表示装置４１、キーボード４２、マウス４３に接続されている。ＣＰＵ（図示せず）は、撮像装置２５及び２６から画像データを取得し、上述した実施の形態１乃至５における制御ユニット３のＣＰＵ３３と同様の処理を実行する。

その他、本発明は上記実施の形態１乃至５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。

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。 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。 ホコリの存在下で取得された計測対象物の画像の例示図である。 画像データを２値化処理する過程を説明する模式図である。 画像データを２値化処理及びラベリング処理する各処理過程を説明する模式図である。 表示装置にハイライト表示された異物の画像の例示図である。 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の手動検出処理手順を示すフローチャートである。 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の自動検出処理手順を示すフローチャートである。 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。 従来のテンプレート画像を利用する計測の説明図である。 第三の検出手段でのテンプレート画像データを用いた計測対象物の位置特定の説明図である。 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の計測開始時検出処理手順を示すフローチャートである。 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。 本発明の実施の形態４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。 本発明の実施の形態５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。 他の画像計測装置の構成を示す模式図である。 従来のホコリの存在下で取得された計測対象物の画像の例示図である。

符号の説明

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
３０１ 異物量判断手段
３０２ 警告発生手段
３０３ 領域指定受付手段
３３１ 記憶手段
３３２ 表示手段
３３３ 第一の検出手段
３３４ 第二の検出手段
３３５ 選択受付手段
３３６ タイミング設定受付手段
３３７ 検出結果取得手段

Claims (30)

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、
   前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、
   画像データを取得する所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、
   前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、
   前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて取得した前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、
   前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段の選択を受け付ける選択受付手段と、
   選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
2. 前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段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。
3. 前記第一の検出手段は、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出するようにしてあり、
   前記第二の検出手段は、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出するようにしてあることを特徴とする請求項１又は２記載の画像計測装置。
4. 前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段を備え、
   前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段は、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理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。
5. 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、
   前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、
   前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、
   前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、
   該第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
6. 前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする請求項５記載の画像計測装置。
7. 前記計測対象物について事前にテンプレート画像データを記憶する記憶手段を備え、
   前記第三の検出手段は、
   記憶されているテンプレート画像データが前記計測対象物と略一致するか否かを判断する判断手段
   を備え、
   該判断手段で前記計測対象物と略一致すると判断した場合、略一致する前記計測対象物の領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出するようにしてあり、
   前記判断手段で前記計測対象物と略一致しないと判断した場合、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出するようにしてあることを特徴とする請求項５又は６記載の画像計測装置。
8. 前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段を備え、
   前記第三の検出手段は、指定を受け付けた領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理するようにしてあることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像計測装置。
9. 前記異物の位置情報に基づいて該異物が所定量以上存在するか否かを判断する異物量判断手段と、
   該異物量判断手段にて前記異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生する警告発生手段と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像計測装置。
10. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、
    所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、
    前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、
    前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、
    前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、
    選択を受け付けた前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかでの検出結果を取得する検出結果取得手段と
    を備えることを特徴とする画像計測装置。
11. 前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の画像計測装置。
12. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、
    前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段と、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、
    前記第一の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、
    選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段と
    を備えることを特徴とする画像計測装置。
13. 前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする請求項１２記載の画像計測装置。
14. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段と、
    所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段と、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段と、
    前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段と、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段と、
    前記第二の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段と、
    選択を受け付けた前記第二の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段と
    を備えることを特徴とする画像計測装置。
15. 前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段を備えることを特徴とする請求項１４記載の画像計測装置。
16. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、
    画像データを取得する所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、
    前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、
    前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて取得した前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、
    前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段の選択を受け付ける選択受付手段、及び
    選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第二の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段
    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。
17. 前記画像計測装置を、
    前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする請求項１６記載のコンピュータプログラム。
18. 前記第一の検出手段を、
    前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出する手段、及び
    該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出する手段として機能させ、
    前記第二の検出手段を、
    前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出する手段、
    抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断する手段、及び
    該手段で所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出する手段
    として機能させることを特徴とする請求項１６又は１７記載のコンピュータプログラム。
19. 前記画像計測装置を、
    前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段として機能させ、
    前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段を、
    指定を受け付けた領域を前記画像データから除外する手段、及び
    該領域が除外された画像データを２値化処理する手段
    として機能させることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
20. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、
    前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第三の検出手段、及び
    該第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段
    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。
21. 前記画像計測装置を、
    前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする請求項２０記載のコンピュータプログラム。
22. 前記計測対象物について事前にテンプレート画像データを記憶しておき、
    前記第三の検出手段を、
    記憶されているテンプレート画像データが前記計測対象物と略一致するか否かを判断する判断手段、
    該判断手段で前記計測対象物と略一致すると判断した場合、略一致する前記計測対象物の領域を前記画像データから除外し、該領域が除外された画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、該低輝度領域又は高輝度領域の位置情報を前記異物の位置情報として検出する手段、及び
    前記判断手段で前記計測対象物と略一致しないと判断した場合、前記画像データを２値化処理して低輝度領域又は高輝度領域を抽出し、抽出した各低輝度領域又は高輝度領域の位置情報が所定の条件を満たすか否かを判断し、所定の条件を満たすと判断した場合、所定の条件を満たす低輝度領域又は高輝度領域に基づいて前記異物の位置情報を検出する手段
    として機能させることを特徴とする請求項２０又は２１記載のコンピュータプログラム。
23. 前記画像計測装置を、
    前記表示手段によって表示された画像から所定の領域の指定を受け付ける領域指定受付手段として機能させ、
    前記第三の検出手段を、
    指定を受け付けた領域を前記画像データから除外する手段、及び
    該領域が除外された画像データを２値化処理する手段
    として機能させることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
24. 前記画像計測装置を、
    前記異物の位置情報に基づいて該異物が所定量以上存在するか否かを判断する異物量判断手段、及び
    該異物量判断手段にて前記異物が所定量以上存在すると判断した場合、警告を発生する警告発生手段
    として機能させることを特徴とする請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
25. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、
    所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、
    前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、
    前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、
    前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び
    選択を受け付けた前記第一の検出手段、第二の検出手段、第三の検出手段のいずれかでの検出結果を取得する検出結果取得手段
    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。
26. 前記画像計測装置を、
    前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする請求項２５記載のコンピュータプログラム。
27. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、
    前記ステージ上に計測対象物が載置されていない非載置状態で得られた前記画像の画像データに基づいて前記計測対象物以外の異物の位置情報を検出する第一の検出手段、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、
    前記第一の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び
    選択を受け付けた前記第一の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段
    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。
28. 前記画像計測装置を、
    前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする請求項２７記載のコンピュータプログラム。
29. 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、
    前記撮像素子にて結像して得られた画像を表示する表示手段、
    所定のタイミングの設定を受け付けるタイミング設定受付手段、
    前記計測対象物の計測を開始する指示を受け付ける開始指示受付手段、
    前記非載置状態又は前記ステージ上に計測対象物が載置された載置状態で、前記所定のタイミングにて得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第二の検出手段、
    前記載置状態で前記指示を受け付けた計測開始時に得られた前記画像の画像データに基づいて前記異物の位置情報を検出する第三の検出手段、
    前記第二の検出手段及び前記第三の検出手段のいずれかの選択を受け付ける選択受付手段、及び
    選択を受け付けた前記第二の検出手段又は前記第三の検出手段での検出結果を取得する検出結果取得手段
    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。
30. 前記画像計測装置を、
    前記検出結果として取得した異物の位置情報を表示する検出結果表示手段として機能させることを特徴とする請求項２９記載のコンピュータプログラム。

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