JP2017032340A - 三次元画像検査装置、三次元画像検査方法及び三次元画像検査プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の高さを含む検査の判定結果の正確性を高める。【解決手段】基準対象物の高さ画像である検査基準画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定するための検査設定手段２５１と、検査対象物をステージ１４０上に載置した状態で、該検査対象物を撮像した検査対象画像に対し、検査設定手段２５１で設定された検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う画像検査手段２１６と、画像検査手段２１６に、画像検査の実行を指示するための検査指示手段２５３と、画像検査手段２１６の画像検査により得られた検査結果として、検査対象物が検査条件に合致している場合は、正常、検査対象物が検査条件に合致していない場合は、異常、検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は、検査不能のいずれかを表示し、さらに検査不能の表示は、該検査不能とされた要因に応じて異なる表示を行うための表示部４００とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、三次元の検査対象物に対して高さ情報を含む所定の検査を行うための三次元画像検査装置、三次元画像検査方法及び三次元画像検査プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関する。

検査対象物の二次元画像を撮像して、予め設定された部位の寸法を測定し、所定の条件に合致するかどうかを判定して出力する画像検査装置が開発されている（例えば特許文献１）。このような画像検査装置は、例えば製品の製造時に、所定の寸法で製造されているかどうかを確認するための抜き取り検査や全量検査において、用いられている。

しかしながらこのような画像検査装置は、検査対象物の撮像して得られた二次元の平面画像に対して、寸法の測定を行っているため、高さの判定を行うことができなかった。

さらに、従来の画像検査装置では、検査結果としてＯＫかＮＧかの判定結果が表示されるものの、ＮＧの場合は、検査対象物の寸法が規格外であったのか、あるいは画像が撮像できなかった、画像の寸法を検出できなかったなど、撮像した画像側に問題があったのかを判定することができなかった。場合によっては、検査対象物に異常はないものの、これを画像検査装置にセットする際のおき方などが原因でＮＧと判定されることもあり、本来ＯＫとなるべき検査対象物がＮＧと誤って判定されることが起こり得るという問題があった。

特開平１１−１３２７４０号公報 特開２０１０−１６９５８４号公報

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、検査対象物の高さを含む検査の判定結果の正確性を高めるようにした三次元画像検査装置、三次元画像検査方法、三次元画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る三次元画像検査装置によれば、検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査装置であって、検査対象物を載置するためのステージと、前記ステージ上に載置された検査対象物のテクスチャ情報を有する二次元の光学画像であるテクスチャ画像を取得するためのテクスチャ画像取得手段と、前記ステージ上に載置された検査対象物の高さ情報を含む高さ画像を取得するための高さ画像取得手段と、検査対象物の検査条件を定めるために、検査の基準となる基準対象物を前記ステージ上に載置して、該位置を基準検査位置として撮像した、基準対象物の高さ画像である検査基準画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定するための検査設定手段と、検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置した状態で、該検査対象物を撮像した検査対象画像に対し、前記検査設定手段で設定された検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う画像検査手段と、前記画像検査手段に、画像検査の実行を指示するための検査指示手段と、前記画像検査手段の画像検査により得られた検査結果として、検査対象物が検査条件に合致している場合は、正常、検査対象物が検査条件に合致していない場合は、異常、検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は、検査不能のいずれかを表示し、さらに検査不能の表示は、該検査不能とされた要因に応じて異なる表示を行うための表示部とを備えることができる。上記構成により、判定結果として検査対象物の正常、異常のみならず、検査が実行できなかった場合に検査不能を表示させることで、検査対象物の異常に起因しない検査の不備に対して、ユーザは必要な措置を講じることが可能となる。また検査不能とされた要因を表示させることで、検査を適切に行うために調整すべき箇所を特定し易くなり、再設定の手間を省力化できる。

また第２の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査手段が、検査対象画像に対して所定の計測を行うための計測手段であり、前記計測手段で計測された計測結果に基づいて、判定した結果を画像検査結果として、前記表示部に表示させることができる。

さらに第３の側面に係る三次元画像検査装置によれば、さらに検査対象画像中の、前記計測手段により計測を行う対象となる計測部位を、検査基準画像において指定するための計測部位指定手段と、検査対象物の計測部位の設計値又は許容される範囲の少なくともいずれかを指定するための設計値指定手段と、前記計測部位指定手段で指定された計測部位を、検査対象画像中から自動的に抽出するための計測部位抽出手段とを備え、前記画像検査手段が、前記計測部位抽出手段で抽出された計測部位を前記計測手段で計測した計測値が、前記設計値指定手段で指定された設計値又は許容される範囲で規定される公差の範囲内にあるか否かを判定し、前記画像検査手段が、判定結果として、計測値が公差の範囲内にあるときは、前記正常に対応する範囲内判定を、計測値が公差の範囲外にあるときは、前記異常に対応する範囲外判定を、出力可能に構成できる。

さらにまた第４の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査手段が、判定結果として、さらに、検査対象物の検査対象画像を取得できたものの、計測部位の計測値を取得できないため判定を実行することができなかった場合に、前記検査不能に対応する不能判定を、出力可能に構成できる。上記構成により、判定結果を参照して、不能判定ならば計測のやり直しが必要であり、範囲外判定ならば検査対象物の不良ということがユーザに判別可能となる。このように、不能判定を設けたことで、不良品でない可能性のある検査対象物を誤って破棄する事態を回避できる。

さらにまた第５の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記表示部は、前記画像検査手段の判定結果を表示可能で、かつ不能判定となった場合はその理由を表示可能としており、検査対象物の計測部位が複数ある場合に、各計測部位の判定結果と、計測可能であった場合の計測値を一覧表示可能とできる。上記構成により、不能判定となった検査対象物を一旦プールしておき、纏めて再検査や原因究明する際に、不能判定の理由を参照することが可能となる。

さらにまた第６の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記設計値指定手段で、許容される範囲として、設計値及び該設計値から許容される上限値及び下限値の公差を指定することができる。

さらにまた第７の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記表示部は、一覧表示において、範囲内判定又は範囲外判定の表示と共に、計測値と、計測値の設計値および公差との関係を示す相対関係図を表示可能とできる。

さらにまた第８の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記相対関係図が、設計値を公差で挟むようにゲージ状に表示されており、前記相対関係図が、範囲内判定の場合、公差で挟まれたゲージ内の対応する位置に、計測値を表示し、前記相対関係図が、範囲外判定の場合、公差で挟まれたゲージ外の延長線上の対応する位置に、計測値を表示するよう構成できる。

さらにまた第９の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記表示部は、複数の計測部位の判定結果の一覧表示の際には、不能判定となった理由を非表示とし、個別の計測部位の判定結果を表示する際に、不能判定となった理由を表示するよう構成できる。

さらにまた第１０の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記表示部は、検査対象画像に、不能判定又はその理由を付加して表示可能としており、前記表示部は、検査対象物の断面形状を示すプロファイル画像を表示可能としており、該プロファイル画像に、不能判定又はその理由を付加して表示可能できる。

さらにまた第１１の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査手段が、検査結果を判定不能とする際、前記表示部上に、該判定不能の表示と共に、該判定不能の要因と関連する画像を関連付けて表示させるよう構成できる。上記構成により、検査不能となった理由に応じて、該理由と関連する画像と関連付けて表示させることで、ユーザは検査不能の原因を特定しやすくなり、要因を取り除くような対策を講じ易くなる。

さらにまた第１２の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査手段が検査対象画像の位置合わせを実行できない場合に、該検査対象画像のテクスチャ画像と共に検査不能を前記表示部に表示させ、検査対象画像の位置合わせを実行できたものの計測部位の計測が実行できない場合に、実行できなかった計測部位のプロファイル画像と共に検査不能を前記表示部に表示させるよう構成できる。

さらにまた第１３の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記検査設定手段で複数の計測部位が指定された状態で、前記表示部が、複数設定された計測部位のそれぞれに対する判定結果を表示する個別判定表示欄と、すべての計測部位の判定結果から、総合の判定結果を表示させるための総合判定表示欄とを有することができる。

さらにまた第１４の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査手段は、前記総合判定表示欄に、総合判定として、前記指定された複数の計測部位の内、前記計測手段で計測できなかった部位が一以上ある場合は、不能判定を、前記指定された複数の計測部位のすべてを測定でき、かつ計測値が公差の範囲外となったものが一以上ある場合は、範囲外判定を、前記指定された複数の計測部位のすべてを測定でき、かつすべての計測値が公差の範囲内である場合は、範囲内判定を、それぞれ表示させることができる。

さらにまた第１５の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査部が不能判定と判定する際の要因が、検査対象画像に対する位置合わせの失敗、検査対象画像に対する画像処理においてエッジ抽出の失敗、検査対象画像中で計測部位に計測値が見出せない、の少なくともいずれかを含むことができる。

さらにまた第１６の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記画像検査部が不能判定と判定する際の要因が、計測部位に計測値が見出せないことである場合とは、検査設定の際には、該計測部位に計測点を指定することができたが、検査の際に、計測部位の測定をすることができなかった場合とできる。

さらにまた第１７の側面に係る三次元画像検査装置によれば、さらに、画像検査時に検査対象物の高さ情報を測定する基準となる平面を基準面として、基準対象物の検査基準画像中に設定するための基準面設定手段を備えることができる。

さらにまた第１８の側面に係る三次元画像検査装置によれば、さらに前記画像検査手段の検査結果をデータファイルとして生成するデータファイル生成手段を備えることができる。

さらにまた第１９の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記データファイル生成手段が、前記画像検査手段の検査結果が異常又は検査不能の場合に、データファイルを生成するよう構成できる。

さらにまた第２０の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記光学撮像取得手段と高さ画像取得手段が、共通の撮像素子でもってテクスチャ画像の撮像と高さ画像の撮像を行うよう構成できる。上記構成により、共通の撮像素子でもって取得されるテクスチャ画像と高さ画像とで対応する画素の相関関係が容易に確定できるため、これらの画像から三次元合成画像に合成する処理を容易に行え、また三次元合成画像の各画素が有する高さ情報の誤差を少なくできる。

さらにまた第２１の側面に係る三次元画像検査装置によれば、前記高さ画像取得手段が、検査対象物に対して斜め方向から測定光を投光して構造化照明を行うための測定光投光手段を含み、前記高さ画像取得手段が、前記測定光投光手段で投光され、検査対象物で反射された測定光を取得して複数の縞投影画像を前記撮像素子で撮像し、前記複数の縞投影画像に基づいて高さ情報を有する高さ画像を取得することができる。上記構成により、縞投影画像を用いて高さ情報を取得することが可能となる。

さらにまた第２２の側面に係る三次元画像検査方法によれば、検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査方法であって、検査の基準となる基準対象物をステージに載置し、該位置を基準検査位置として撮像した、該基準対象物の高さ情報を含む高さ画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定する工程と、検査の対象となる検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置し、該検査対象物のテクスチャ画像と高さ画像を撮像し、前記高さ画像を、検査対象画像として、該検査対象画像に対して、前記検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う工程と、前記画像検査手段の画像検査により得られた検査結果として、検査対象物が検査条件に合致している場合は、正常、検査対象物が検査条件に合致していない場合は、異常、検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は、検査不能のいずれか、及び検査不能とされた場合は該検査不能とされた要因により異なる表示を表示部で表示させる工程とを含むことができる。これにより、判定結果として検査対象物の正常、異常のみならず、検査が実行できなかった場合に検査不能を表示させることで、検査対象物の異常に起因しない検査の不備に対して、ユーザは必要な措置を講じることが可能となる。

さらにまた第２３の側面に係る三次元画像検査プログラムによれば、検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査プログラムであって、検査の基準となる基準対象物をステージに載置し、該位置を基準検査位置として撮像した、該基準対象物の高さ情報を含む高さ画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定する機能と、検査の対象となる検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置し、該検査対象物の高さ画像を撮像し、前記高さ画像を、検査対象画像として、該検査対象画像に対して、前記検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う機能と、検査対象画像に対して所定の計測を行う機能と、検査対象画像中の、前記計測手段により計測を行う対象となる計測部位を、検査基準画像において指定する機能と、検査対象物の計測部位の設計値又は許容される範囲の少なくともいずれかを指定する機能と、前記指定された計測部位を、検査対象画像中から自動的に抽出する機能と、前記抽出された計測部位を計測した計測値が、前記指定された設計値又は許容される範囲で規定される公差の範囲内にあるか否かを判定し、計測値が公差の範囲内にあるときは、範囲内判定を、計測値が公差の範囲外にあるときは、範囲外判定を、検査対象物の検査対象画像を取得できたものの、計測部位の計測値を取得できないため判定を実行することができないときは、不能判定を、判定結果として出力する機能と、前記不能判定の場合、該検査不能とされた要因を表示させる機能をコンピュータに実現させることができる。これにより、判定結果として検査対象物の正常、異常のみならず、検査が実行できなかった場合に検査不能を表示させることで、検査対象物の異常に起因しない検査の不備に対して、ユーザは必要な措置を講じることが可能となる。

また第２４のコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、ＨＤ ＤＶＤ（ＡＯＤ）等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウエアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

図１は本発明の実施の形態１に係る画像検査装置を示すブロック図である。 図２は図１の撮像手段の構成を示すブロック図である。 図３は図２において第一測定光投光部、第二測定光投光部を用いて測定画像を撮像する様子を示すブロック図である。 図４は図２においてテクスチャ画像を撮像する様子を示すブロック図である。 図５は図２において第一測定光投光部を用いて測定画像を撮像する様子を示すブロック図である。 図６は図２において第二測定光投光部を用いて測定画像を撮像する様子を示すブロック図である。 図７は変形例１に係る画像検査装置を示すブロック図である。 図８は実施の形態２に係る画像検査装置を示すブロック図である。 三次元画像検査プログラムの機能選択メニュー画面を示すイメージ図である。 図１０は二次元の検査対象画像に対する画像検査の手順を示すフローチャートである。 三次元画像検査プログラムの検査設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像ビューワ画面で三次元合成画像を表示するイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査条件詳細画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの自動位置合わせ設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像処理画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの基準面設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの計測設定画面を示すイメージ図である。 図１７からプロファイル線を設定した状態を示すイメージ図である。 図１８からプロファイルグラフを表示させた状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムで複数の計測部位を設定した状態を示すイメージ図である。 図２０に計測値等を指定した状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの工程情報設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査設定ファイル保存オプション設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの位置決め画像登録方法指定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの位置決め画像登録画面を示すイメージ図である。 図２５で位置決め画像を追加登録した状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像検査実行画面を示すイメージ図である。 図２７でステージ上に検査対象物を載置し、位置決め画像とが重ねて表示させた状態を示すイメージ図である。 図２９で位置決め画像を切り替えた状態を示すイメージ図である。 図３０から位置決めを行った状態を示すイメージ図である。 細長い検査対象物に位置決め画像を登録する例を示すイメージ図である。 位置決めに利用する部位と計測を行う部位とを異なる位置とした位置決め画像を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査設定ファイルの選択画面を示すイメージ図である。 図３４から選択された検査設定ファイルが読み込まれた状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像検査結果表示画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像検査実行画面を示すイメージ図である。 図３７で検査設定ファイルを選択した状態を示すイメージ図である。 図３８でステージ上に検査対象物を載置し、位置決め画像とが重ねて表示させた状態を示すイメージ図である。 図３９から位置決めを行った状態を示すイメージ図である。 変形例に係る三次元画像検査プログラムの位置決めインジケータを備える画像検査実行画面を示すイメージ図である。 図４１で検査設定ファイルを選択した状態を示すイメージ図である。 図４２でステージ上に検査対象物を載置した状態を示すイメージ図である。 図４３から手動で位置決めを行った状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの判定結果がＯＫの画像検査結果表示画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの判定結果がＦＡＩＬの画像検査結果表示画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの判定結果がＦＡＩＬの画像検査結果表示画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの判定結果がＦＡＩＬの検査条件詳細画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの判定結果がＦＡＩＬの検査条件詳細画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検索結果レポートを示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検索結果レポートを示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの自動位置合わせ設定画面を示すイメージ図である。 図５２で自動位置合わせ設定機能をＯＮに切り替えた状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの自動位置合わせ設定画面を示すイメージ図である。 図５４で位置合わせ画像をテクスチャ画像に切り替えた状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの詳細位置合わせ画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの自動位置合わせテスト画面を示すイメージ図である。 図５７からテスト用データを読み込んだ状態を示すイメージ図である。 図５８でテスト実行した結果を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの特徴のない領域をパターンマッチングの領域として設定した状態を示すイメージ図である。 図６０でテスト実行した結果を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査設定画面を示すイメージ図である。 図６２から「連結モード」欄を「オート」に切り替えた状態を示すイメージ図である。 図６３から連結対象画像を追加した状態を示すイメージ図である。 図６４からさらに連結対象画像を追加した状態を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの連結用位置決め画像登録画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの検査設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの画像連結設定画面を示すイメージ図である。 三次元画像検査プログラムの連結画像保存画面を示すイメージ図である。 図６９の連結画像の保存時の画像サイズを変更する状態を示すイメージ図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための三次元画像検査装置、三次元画像検査方法、三次元画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を例示するものであって、本発明は三次元画像検査装置、三次元画像検査方法、三次元画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本明細書において、テクスチャ画像とは、光学画像に代表される、テクスチャ情報を有する観察画像である。一方、「高さ画像」とは、距離画像等とも呼ばれるものであり、高さ情報を含む画像の意味で使用する。例えば、高さ情報を輝度や色度等に変換して二次元画像として表示した画像や、高さ情報をＺ座標情報として三次元状に表示した画像が挙げられる。またこのような高さ画像にテクスチャ画像をテクスチャ情報として貼り付けた三次元の合成画像も、高さ画像に含む。また、本明細書において高さ画像の表示形態は二次元状に表示されるものに限られず、三次元状に表示されるものも含む。例えば、高さ画像の有する高さ情報を輝度等に変換して二次元画像として表示したものや、高さ情報をＺ座標情報として三次元状に表示したものを含む。

さらに本明細書において検査対象物をステージ上に置く「姿勢」とは、検査対象物の回転角度を意味する。なお、検査対象物が円錐のような平面視において点対称の形状の場合は、回転角度に依らず同じ結果が得られるため、姿勢は規定する必要がない。

なお、以下の実施例では検査対象物の高さ情報を取得するため、構造化照明を検査対象物に対して照射して、検査対象物の表面で反射された反射光から得られる縞投影画像を用いた三角測距を用いた計測方法を用いた例を示している。ただ、本発明は検査対象物の高さ情報を取得するための原理や構成を、これに限らず、他の方法も適用することができる。
（実施例１）

三次元画像検査装置は、検査対象物の画像（検査対象画像）を撮像し、得られた検査対象画像に対して、予め検査対象物の基準品（基準対象物）の画像（検査基準画像）に対して設定された部位（計測部位）を計測して検査を行うための装置である。ここで本明細書においては、このような検査対象画像に対する所定の検査を「画像検査」と呼ぶ。特に、高さ情報を含めた画像検査を「三次元画像検査」とも呼ぶ。また本明細書において「検査」とは、検査対象物の寸法や角度などの計測結果に基づいて、これを所定の基準値と比較して良品又は不良品の判定を行う他、計測結果を表示部上に表示させたりデータとして出力させた上で、最終的な検査をユーザに委ねるような形態も「検査」に含む。さらに本明細書において「検査条件」には、画像検査の検査条件の他、画像検査の対象となる検査対象画像や、その基準となる検査基準画像を撮像するための撮像条件も含む。

またこの三次元画像検査装置は、検査対象画像の二次元の寸法のみならず、三次元の高さ計測も行うことができる。図１に、本発明の実施例１に係る三次元画像検査装置のブロック図を示す。この図に示す三次元画像検査装置５００は、撮像手段１００、制御手段２００、光源部３００及び表示部４００を備える。この三次元画像検査装置は、光源部３００で構造化照明を行い、縞投影画像を撮像して高さ情報を有する高さ画像を生成し、これに基づいて検査対象物Ｓの三次元寸法や形状を計測することができる。このような縞投影を用いた測定は、検査対象物ＳやレンズをＺ方向に移動させることなく高さ測定ができるため、測定時間を短くできるという利点がある。
（撮像手段１００）

図１の三次元画像検査装置５００の撮像手段１００の構成を図２のブロック図に示す。撮像手段１００は、例えば顕微鏡であり、投光部１１０、受光部１２０、照明光出力部１３０、測定制御部１５０、及びこれらを収納する本体ケース１０１、並びにステージ１４０を備える。投光部１１０は、測定光源１１１、パターン生成部１１２及び複数のレンズ１１３、１１４、１１５を含む。受光部１２０は、カメラ１２１及び複数のレンズ１２２、１２３を含む。ステージ１４０上には、検査対象物Ｓが載置される。本体ケース１０１は、樹脂や金属製の筐体とする。
（投光部１１０）

投光部１１０は、ステージ１４０の斜め上方に配置される。この撮像手段１００は、複数の投光部１１０を含んでもよい。図２の例においては、撮像手段１００は２つの投光部１１０を含む。ここでは、第一の方向から検査対象物Ｓに対して第一測定光ＭＬ１を照射可能な第一測定光投光部１１０Ａ（図２において右側）と、第一の方向とは異なる第二の方向から検査対象物Ｓに対して第二測定光ＭＬ２を照射可能な第二測定光投光部１１０Ｂ（図２において左側）を、それぞれ配置している。第一測定光投光部１１０Ａ、第二測定光投光部１１０Ｂは受光部１２０の光軸を挟んで対称に配置される。なお投光部を３以上備えたり、あるいは投光部とステージを相対移動させて、共通の投光部を用いつつも、照明の方向を異ならせて投光させることも可能である。さらにこの例では投光部が投光する照明光の、垂直方向に対する照射角度を固定としているが、これを可変とすることもできる。
（測定光源１１１）

各第一測定光投光部１１０Ａ、第二測定光投光部１１０Ｂは、それぞれ第一測定光源１１１Ａ、第二測定光源１１１Ｂを備える。これら測定光源１１１Ａ、１１１Ｂは、例えば白色光を出射するハロゲンランプである。測定光源１１１Ａ、１１１Ｂは、白色光を出射する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）や有機ＥＬ等の他の光源であってもよい。測定光源１１１Ａ、１１１Ｂから出射された光（以下、「測定光」と呼ぶ。）は、レンズ１１３により適切に集光された後、パターン生成部１１２に入射される。
（パターン生成部１１２）

パターン生成部１１２は、測定光を検査対象物Ｓに対して投光させるよう、測定光源１１１から出射された光を反射させる。パターン生成部１１２に入射した測定光は、予め設定されたパターン及び予め設定された強度（明るさ）に変換されて出射される。パターン生成部１１２により出射された測定光は、複数のレンズ１１４、１１５により受光部１２０の観察・測定可能な視野よりも大きい径を有する光に変換された後、ステージ１４０上の検査対象物Ｓに照射される。

パターン生成部１１２は、測定光を検査対象物Ｓに投光させる投光状態と、測定光を検査対象物Ｓに投光させない非投光状態とを切り替え可能な部材である。このようなパターン生成部１１２には、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）が好適に利用できる。ＤＭＤを用いたパターン生成部１１２は、投光状態として測定光を光路上に反射させる反射状態と、非投光状態として測定光を遮光させる遮光状態とを切り替え可能に、測定制御部１５０により制御できる。ここで、第一測定光投光部１１０Ａ側に設けられた第一パターン生成部１１２Ａ、及び第二測定光投光部１１０Ｂ側に設けられた第二パターン生成部１１２Ｂを、共に反射状態とした様子を図３に、また第一パターン生成部１１２Ａ、第二パターン生成部１１２Ｂを共に遮光状態とした様子を図４に、さらに第一パターン生成部１１２Ａを反射状態とし、第二パターン生成部１１２Ｂを遮光状態とした様子を図５に、さらにまた第一パターン生成部１１２Ａを遮光状態とし、第二パターン生成部１１２Ｂを反射状態とした様子を図６に、それぞれ示す。

ＤＭＤは多数のマイクロミラー（微小鏡面）ＭＭを平面上に配列した素子である。各マイクロミラーは、測定制御部１５０により個別にＯＮ状態、ＯＦＦ状態を切り替えることができるので、多数のマイクロミラーのＯＮ状態、ＯＦＦ状態を組み合わせて、所望の投影パターンを構成できる。これによって、三角測距に必要なパターンを生成して、検査対象物Ｓの測定が可能となる。このようにＤＭＤは、測定時には測定用の周期的な投影パターンを検査対象物Ｓに投光する投影パターン光学系として機能する。またＤＭＤは応答速度にも優れ、シャッターなどに比べ高速に動作させることができる利点も得られる。
（測定光の遮光状態）

さらにＤＭＤは、各マイクロミラーをＯＦＦ状態とすれば、測定光ＭＬが検査対象物Ｓに投光されない遮光状態を作り出すことができ、測定光源１１１を点灯させたままで事実上測定光ＭＬを遮断できる。このため、テクスチャ画像を撮像する際に、測定光源１１１を消灯することなく、点灯状態を維持したままで測定光ＭＬを遮断する状態を作り出すことが可能となる。このことは、撮像手段１００を熱的に安定させた状態を維持しつつ、テクスチャ画像の撮像が可能なことを意味し、精度的に有利となる。このように撮像手段１００は、ステージ上に載置された検査対象物のテクスチャ画像を取得するためのテクスチャ画像取得手段として機能する。

このようにして、測定光源１１１を点灯させたままで、測定画像の撮像とテクスチャ画像の撮像が可能となる。例えば、撮像手段でテクスチャ画像を撮像する場合は、観察用照明光源３２０をＯＮさせると共に、図４に示すように第一パターン生成部１１２Ａ及び第二パターン生成部１１２Ｂの両方を遮光状態とする。これによって観察用照明光源３２０を点灯させて照明光ＩＬを検査対象物Ｓに照射させる一方、第一測定光源１１１Ａを点灯させたまま、第一パターン生成部１１２Ａが非投光状態として、第一測定光ＭＬ１が検査対象物Ｓに投光されない第一測定光非投光状態となる。また第二測定光源１１１Ｂも点灯させたままで、第二パターン生成部１１２Ｂを非投光状態として、第二測定光ＭＬ２が検査対象物Ｓに投光されない第二測定光非投光状態となる。これにより、測定光に邪魔されることなく撮像部でテクスチャ画像を撮像できる。

また第一測定光投光部１１０Ａと第二測定光投光部１１０Ｂの両方から投光させた測定画像（第三測定画像）を撮像する場合は、図３に示すように第一パターン生成部１１２Ａ及び第二パターン生成部１１２Ｂの両方を反射状態とし、かつ観察用照明光源３２０をＯＦＦとする。すなわち、第一測定光源１１１Ａを点灯させて、第一測定光ＭＬ１がレンズ１１３Ａにより適切に集光された後、投光状態とされた第一パターン生成部１１２Ａに入射され、所定の光路に向かって反射されて、複数のレンズ１１４Ａ、１１５Ａを経て適切な径に変換された後、ステージ１４０上の検査対象物Ｓに投光される第一測定光投光状態となる。また第二測定光源１１１Ｂについても同様に点灯されて、第二測定光ＭＬ２がレンズ１１３Ｂにより適切に集光された後、投光状態とされた第二パターン生成部１１２Ｂに入射され、所定の光路に向かって反射されて、複数のレンズ１１４Ｂ、１１５Ｂを経て適切な径に変換された後、検査対象物Ｓに投光される第二測定光投光状態となる。このような第一測定光投光状態、第二測定光投光状態となるよう、測定制御部１５０が制御する。なお、観察用照明光源３２０は消灯させるか、あるいはシャッターなどによって遮光させる。これによって、第一測定光ＭＬ１のみを投光させて第一測定画像を撮像手段で撮像できる。なお、第三測定画像は必ずしも測定に直接使用するものでなく、見え方の確認等の用途で適宜利用できる。

さらに第一測定光投光部１１０Ａ側からの測定光のみで測定画像（第一測定画像）を撮像する場合は、図５に示すように第一パターン生成部１１２Ａを反射状態とし、第二パターン生成部１１２Ｂを遮光状態とする。すなわち、第一測定光源１１１Ａを点灯させたまま、第一パターン生成部１１２Ａを投光状態として、第一測定光ＭＬ１が検査対象物Ｓに投光される第一測定光投光状態とし、かつ第二測定光源１１１Ｂを点灯させたまま、第二パターン生成部１１２Ｂを非投光状態として、第二測定光ＭＬ２が検査対象物Ｓに投光されない第二測定光非投光状態とするように、測定制御部１５０で制御する。

逆に第二測定光投光部１１０Ｂ側からの測定光のみで測定画像（第二測定画像）を撮像する場合は、図６に示すように第一パターン生成部１１２Ａを遮光状態とし、第二パターン生成部１１２Ｂを反射状態とする。すなわち、第一測定光源１１１Ａを点灯させたまま、第一パターン生成部１１２Ａを非投光状態として、第一測定光ＭＬ１が検査対象物Ｓに投光されない第一測定光非投光状態とし、かつ第二測定光源１１１Ｂを点灯させたまま、第二パターン生成部１１２Ｂを投光状態として、第二測定光ＭＬ２が検査対象物Ｓに投光される第二測定光投光状態とするように、測定制御部１５０で制御する。なお、第一測定画像、第二測定画像のいずれの撮像に際しても、第三測定画像の場合と同様に観察用照明光源３２０は消灯させるか、あるいはシャッターなどによって遮光させる。

このようにして、テクスチャ画像の撮像時に測定光が干渉することなく、また測定画像の撮像時には、不要な方向からの測定光や照明光が干渉することなく、各画像を撮像できるようになり、高品質な測定画像を撮像して、計測の精度も向上できる。

なおＤＭＤで測定光を遮断する遮光状態は、実質的に測定光を遮光できれば足りる。すなわち、ＤＭＤはマイクロミラーを数十万個から数百万個備えているので、例えば動作不良等の原因により一部のマイクロミラーがＯＦＦしないとしても、他のマイクロミラーをＯＦＦ状態として測定光の大部分を遮断できれば足りる。このように測定光の遮光状態とは、測定光の光量が、照明光によるテクスチャ画像の撮像を実質的に妨げないレベルにまで低下させた状態を意味する。

また図４の例では、説明を判り易くするため、ＤＭＤの遮光状態において反射光をパターン生成部１１２から異なる方向に反射させた状態を示しているが、反射方向をＤＭＤ内部に設けられた光吸収体とすることで、本体ケース１０１内部に余計な測定光が照射される事態を回避できる。すなわちＤＭＤの遮光状態とは、測定光をＤＭＤから狙った方向（ここでは検査対象物Ｓの方向）とは異なる方向に反射させる場合、あるいはＤＭＤに入射された測定光を事実上吸収する場合を含む。

なお以上の例ではパターン生成部１１２にＤＭＤを用いた例を説明したが、本発明はパターン生成部１１２をＤＭＤに限定するものでなく、他の部材を用いることもできる。例えば、パターン生成部１１２として、反射型の部材に代えて透過型の部材を用いて、測定光の透過量を調整してもよい。この場合は、パターン生成部１１２を測定光の光路上に配置して、測定光を透過させる投光状態と、測定光を遮光させる遮光状態とを切り替える。このようなパターン生成部１１２には、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が利用できる。また、パターン生成部１１２としてその他ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon：反射型液晶素子）やマスク等も利用できる。

さらに図２等の例では、測定光投光部を２つ備えた例を説明したが、本発明はこれに限らず、測定光投光部を３以上設けることも可能である。あるいは、測定光投光部を一のみとすることもできる。この場合は、測定光投光部の位置を移動可能とすることで、異なる方向から測定光を検査対象物Ｓに対して投光できる。
（受光部１２０）

受光部１２０は、ステージ１４０の上方に配置される。検査対象物Ｓによりステージ１４０の上方に反射された測定光は、受光部１２０の複数のレンズ１２２、１２３により集光、結像された後、カメラ１２１により受光される。
（カメラ１２１）

カメラ１２１は、例えば撮像素子１２１ａ及びレンズを含むＣＣＤ（電荷結合素子）カメラである。撮像素子１２１ａは、例えばモノクロＣＣＤ（電荷結合素子）である。撮像素子１２１ａは、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。カラーの撮像素子は各画素を赤色用、緑色用、青色用の受光に対応させる必要があるため、モノクロの撮像素子と比較すると計測分解能が低く、また各画素にカラーフィルタを設ける必要があるため感度が低下する。そのため、本実施の形態では、撮像素子としてモノクロのＣＣＤを採用し、後述する照明光出力部１３０をＲＧＢにそれぞれ対応した照明を時分割で照射して撮像することにより、カラー画像を取得している。このような構成にすることにより、計測精度を低下させずに測定物のカラー画像を取得することができる。

ただ、撮像素子１２１ａとして、カラーの撮像素子を用いても良いことは云うまでもない。この場合、計測精度や感度は低下するが、照明光出力部１３０からＲＧＢにそれぞれ対応した照明を時分割で照射する必要がなくなり、白色光を照射するだけで、カラー画像を取得できるため、照明光学系をシンプルに構成できる。撮像素子１２１ａの各画素からは、受光量に対応するアナログの電気信号（以下、「受光信号」と呼ぶ。）が測定制御部１５０に出力される。

このようにして撮像された検査対象物Ｓの画像は、レンズの特性によって、検査対象物Ｓに対して極めて正確な相似形を成している。またレンズの倍率を用いてキャリブレーションをすることで、画像上の寸法と実際の検査対象物Ｓ上の寸法を正確に関連付けることができる。
（測定制御部１５０）

測定制御部１５０には、図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）及びＦＩＦＯ（First In First Out）メモリが実装される。カメラ１２１から出力される受光信号は、光源部３００による制御に基づいて、測定制御部１５０のＡ／Ｄ変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされると共にデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号は、ＦＩＦＯメモリに順次蓄積される。ＦＩＦＯメモリに蓄積されたデジタル信号は画素データとして順次制御手段２００に転送される。
（制御手段２００）

図１に示すように、制御手段２００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２０、作業用メモリ２３０、記憶装置２４０及び操作部２５０を含む。制御手段２００には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等が利用できる。また、操作部２５０は、キーボード及びポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスとしては、マウス又はジョイスティック等が用いられる。また操作部２５０は、画像検査を行うために予め検査条件を設定するための検査設定手段２５１や、画像検査を行う対象領域である計測部位を指定するための計測部位指定手段２５２、画像検査手段２１６に画像検査の実行を指示するための検査指示手段２５３、検査対象物の計測部位の設計値又は許容される範囲の少なくともいずれかを指定するための設計値指定手段２５４としても機能する（詳細は後述）。

ＲＯＭ２２０には、システムプログラムが記憶される。作業用メモリ２３０は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）からなり、種々のデータの処理のために用いられる。記憶装置２４０は、ハードディスク等からなる。記憶装置２４０には、三次元画像検査装置操作プログラム及び三次元画像計測プログラムが記憶される。また、記憶装置２４０は、測定制御部１５０から与えられる画素データ等の種々のデータを保存するために用いられる。さらに記憶装置は、測定画像を構成する画素毎に、輝度情報、高さ情報、属性情報を記憶する。
（ＣＰＵ２１０）

ＣＰＵ２１０は、測定制御部１５０から与えられる画素データに基づいて画像データを生成する。また、ＣＰＵ２１０は、生成した画像データに作業用メモリ２３０を用いて各種処理を行うと共に、画像データに基づく画像を表示部４００に表示させる。さらにこのＣＰＵは、後述する高さ画像取得手段２２８と、測定画像合成手段２１１と、誘導手段２１４と、警告手段２１５と、画像検査手段２１６と、位置演算手段２１７と、パターンマッチング手段２２１と、三次元画像合成手段２１３、位置決め判定手段２１８、判定出力手段２２２、画像連結手段２１９、基準面設定手段２２６、位置決め画像登録手段２２７、計測部位指定手段２５２で指定された計測部位を、検査対象画像中から自動的に抽出するための計測部位抽出手段２２５、検査結果をデータファイルとして生成するデータファイル生成手段２２９等の機能を実現することもできる。

ここで高さ画像取得手段２２８は、複数の縞投影画像に基づいて高さ情報を有する高さ画像を取得する。また測定画像合成手段２１１は、同じ検査対象物Ｓに対して、第一測定光投光部を用いて撮像した第一測定画像から計算した高さ画像と、第二測定光投光部を用いて撮像した第二測定画像から計算した高さ画像とを合成し、一の合成高さ画像を生成する。また誘導手段２１４は、検査設定手段２５１（詳細は後述）で設定されたステージ１４０上の基準検査位置に、検査対象物Ｓを載置させるようにユーザを誘導する。
（画像検査手段２１６）

画像検査手段２１６は、撮像手段１００で撮像された検査対象物Ｓの画像に対して、所定の画像検査を実行する。この画像検査手段２１６は、検査対象画像に対して所定の計測を行うための計測手段２１６ｂを含むことができる。これにより、計測手段２１６ｂで計測された計測結果に基づいて画像検査を実行できる。例えば、検査対象物Ｓの所定部位の長さや角度といった計測を行った結果に基づいて、良品や不良などの判定といった検査を行うことが可能となる。計測手段２１６ｂが行う計測には、テクスチャ画像上で指定したプロファイル線を通り、画面に対して垂直な平面で切断した輪郭線を演算して、プロファイルグラフとして表示部４００に表示させたり、プロファイルグラフで示す輪郭線から円や直線などを抽出して、それらの半径や距離を求めることができる。

位置演算手段２１７は、検査対象物Ｓを撮像手段１００で正しく撮像可能なステージ１４０上の載置範囲を演算する。また警告手段２１５は、検査対象物Ｓの置かれた位置が位置演算手段２１７で演算された載置範囲に含まれていない場合に、ユーザに対して警告を表示させる。さらにパターンマッチング手段２２１は、撮像手段１００で撮像したテクスチャ画像に対して、検査基準画像をサーチするパターンマッチングを行うための部材である。また位置決め判定手段２１８は、検査対象物をステージ上に載置する際、検査条件の設定時における基準対象物の基準検査位置から許容される範囲に載置されたか否かを判定し、判定結果を表示するための部材である。

三次元画像合成手段２１３は、観察用照明光源を用いて撮像したテクスチャ画像と、測定光投光手段を用いて撮像した測定画像に基づき生成された高さ画像とを合成して、三次元の合成画像ＳＴを生成する。すなわち、高さ画像が有する高さ情報でもって、テクスチャ画像で得られたテクスチャ情報に凹凸を持たせた立体的な画像を生成することができる。
なお、以上の測定画像合成手段２１１や三次元画像合成手段２１３等は、ＣＰＵ２１０としているが、この構成に限らず、専用の部材で構成することもできる。

画像連結手段２１９は、視野の異なる画像同士を連結して、視野を拡大した連結画像を生成するための部材である。また基準面設定手段２２６は、画像検査時に検査対象物の高さ情報を測定する基準となる平面を基準面として、基準対象物の検査基準画像中に設定するための部材である。位置決め画像登録手段２２７は、基準検査位置で撮像されたテクスチャ画像を位置決め画像として登録する部材である。
（パターンマッチング手段２２１）

検査基準画像を検索するパターンマッチングは、三次元の画像に対して行うのでなく、二次元のテクスチャ画像または高さ画像に対して行うことで、三次元のパターンマッチングに要する膨大な計算量を大幅に簡略化して、迅速、軽負荷にて検査基準画像の位置合わせを行うことができる。

またパターンマッチング手段２２１は、テクスチャ画像または高さ画像の全体を用いて、検査対象物Ｓの画像をサーチするマッチングを行い、このマッチングされた位置及び姿勢に対して画像検査手段２１６が画像検査を実行するように構成してもよい。この方法であれば、テクスチャ画像の全体をサーチすることで、検査基準画像の位置合わせを確実に行うことができる。

一方で、テクスチャ画像または高さ画像の全体でなく、一部の特徴部分を用いて、検査対象物の画像をサーチするマッチングを行い、このマッチングされた位置及び姿勢に対して検査手段で検査を実行するよう構成してもよい。これにより、テクスチャ画像または高さ画像の全体をサーチしないで済むため、より短時間で検査基準画像のサーチを行うことができる（詳細は後述）。

このようにＣＰＵ２１０は、様々な機能を実現するための異なる手段を兼用している。ただ、一の部材で複数の手段を兼用する構成に限られず、各手段や機能を実現する部材を複数、又はそれぞれ別個に設けることも可能であることはいうまでもない。
（表示部４００）

表示部４００は、撮像手段１００で取得された縞投影画像や、縞投影画像に基づいて高さ画像取得手段２２８で生成した高さ画像、あるいは撮像手段１００で撮像されたテクスチャ画像を表示させるための部材である。表示部４００は、例えばＬＣＤパネル又は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。さらに表示部にタッチパネルを利用することで、操作部と兼用することができる。
（ステージ１４０）

図２において、検査対象物Ｓが載置されるステージ１４０上の平面（以下、「載置面」と呼ぶ。）内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向と定義し、それぞれ矢印Ｘ、Ｙで示す。ステージ１４０の載置面に対して直交する方向をＺ方向と定義し、矢印Ｚで示す。Ｚ方向に平行な軸を中心に回転する方向をθ方向と定義し、矢印θで示す。

ステージ１４０は、Ｘ−Ｙステージ１４１、Ｚステージ１４２及びθステージ１４３を含む。Ｘ−Ｙステージ１４１は、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構を有する。Ｚステージ１４２は、Ｚ方向移動機構を有する。θステージ１４３は、θ方向回転機構を有する。Ｘ−Ｙステージ１４１、Ｚステージ１４２及びθステージ１４３により、ステージ１４０が構成される。また、ステージ１４０は、載置面に検査対象物Ｓを固定する図示しない固定部材（クランプ）をさらに含む。ステージ１４０は、載置面に平行な軸を中心に回転可能な機構を有するチルトステージをさらに含んでもよい。

ユーザは、ステージ操作部１４４を手動で操作することにより、ステージ１４０の載置面を受光部１２０に対して相対的にＸ方向、Ｙ方向もしくはＺ方向に移動させるか、又はθ方向に回転させることができる。

ここで図２に示すように、左右の投光部１１０の中心軸と受光部１２０の中心軸は、ステージ１４０の焦点が最も合うピント平面で互いに交差するように、受光部１２０、投光部１１０、ステージ１４０の相対的な位置関係が定められている。また、θ方向の回転軸の中心は、受光部１２０の中心軸と一致しているため、θ方向にステージ１４０が回転した際に、検査対象物Ｓが視野から外れることなく、回転軸を中心に視野内で回転するようになっている。また、Ｚ方向移動機構に対して、これらＸＹθ及びチルト移動機構は支持されている。すなわち、ステージをθ方向に回転させたり、チルトさせた状態であっても、受光部１２０の中心軸と、Ｚ方向の移動軸にずれが生じない構成になっている。このようなステージ機構により、検査対象物Ｓの位置や姿勢を変化させた状態であっても、Ｚ方向にステージ１４０を移動させて異なる焦点位置の画像を複数撮像して合成することが可能となる。

なお、本実施の形態ではステージを手動で移動させる構成について説明したが、自動でステージを移動させる駆動機構を設けることもできる。例えば、モータにより駆動可能な電動ステージを採用してもよい。変形例１として図７に示す三次元画像検査装置４１００（後述）では、ステージ１４０のＸ方向移動機構、Ｙ方向移動機構、Ｚ方向移動機構及びθ方向回転機構として、ステッピングモータを利用している。ステージ１４０のＸ方向移動機構、Ｙ方向移動機構、Ｚ方向移動機構及びθ方向回転機構は、図７のステージ操作部１４４又はステージ駆動部１４５により駆動される。ステージ駆動部１４５は、制御手段２００より与えられる駆動パルスに基づいて、ステージ１４０のステッピングモータに電流を供給することにより、ステージ１４０を受光部１２０に相対的にＸ方向、Ｙ方向もしくはＺ方向に移動させるか、又はθ方向に回転させることができる。ステージ駆動部１４５を駆動する駆動パルスは、ＣＰＵ２１０により供給される。
（光源部３００）

光源部３００は、制御基板３１０及び観察用照明光源３２０を含む。制御基板３１０には、図示しないＣＰＵが実装される。制御基板３１０のＣＰＵは、制御手段２００のＣＰＵ２１０からの指令に基づいて、投光部１１０、受光部１２０及び測定制御部１５０を制御する。なお、この構成は一例であり、他の構成としてもよい。例えば測定制御部１５０で投光部１１０や受光部１２０を制御したり、又は制御手段２００で投光部１１０や受光部１２０を制御することとして、制御基板を省略してもよい。あるいはこの光源部３００に、撮像手段１００を駆動するための電源回路を設けることもできる。
（観察用照明光源３２０）

観察用照明光源３２０は、例えば赤色光、緑色光及び青色光を出射する３色のＬＥＤを含む。各ＬＥＤから出射される光の輝度を制御することにより、観察用照明光源３２０から任意の色の光を発生することができる。観察用照明光源３２０から発生される照明光ＩＬは、導光部材（ライトガイド）を通して撮像手段１００の照明光出力部１３０から出力される。なお観察用照明光源には、ＬＥＤの他、半導体レーザ（ＬＤ）やハロゲンライト、ＨＩＤなど、他の光源を適宜利用することもできる。特に撮像素子としてカラーで撮像可能な素子を用いた場合は、観察用照明光源に白色光源を利用できる。

照明光出力部１３０から出力される照明光ＩＬは、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で切り替えて検査対象物Ｓに照射する。これにより、これらのＲＧＢ光でそれぞれ撮像されたテクスチャ画像を合成して、カラーのテクスチャ画像を得て、表示部４００に表示させることができる。

このようにしてカラーのテクスチャ画像を表示させる際、照明光の色を切り替える切替周波数を、表示部４００で表示内容を更新する（画面を書き換える）際のフレームレートと一致させると、フレームレートが低い場合（例えば数Ｈｚ程度）は、ちらつきが顕著となる。特に、ＲＧＢの原色によるカラー切り替えが目立つと、ユーザに不快感を与えることがある。そこで、ＲＧＢの照明光を切り替える切替周波数を、ユーザが人の目で認識できない程度の高速（例えば数百Ｈｚ）とすることで、このような問題を回避できる。照明光の色の切り替えは、照明光出力部１３０等により行われる。また、高速で照明光のＲＧＢを切り替えつつも、実際に撮像手段１００で検査対象物Ｓを撮像するタイミングは、表示部４００の表示内容の更新のタイミングとする。すなわち、観察像の撮像のタイミングと照明光の切り替えのタイミングは完全に一致させる必要はなく、撮像素子によるＲＧＢのテクスチャ画像の撮像が可能な程度に、いいかえると照明光のＲＧＢの切り替え周期が撮像周期の倍数となるようにリンクさせることで対応できる。この方法であれば、照明光の切り替えのタイミングを高速化することができ、撮像素子１２１ａで処理可能なフレームレートを向上させることなく、ユーザに与える不快感を低減できる。

図２の照明光出力部１３０は、円環形状を有し、受光部１２０を取り囲むようにステージ１４０の上方に配置される。これにより、影が発生しないように照明光出力部１３０から検査対象物Ｓにリング状に照明光が照射される。

また照明光出力部１３０は、このようなリング照明に加えて、透過照明や同軸落射照明を加えることもできる。図２の例では、透過照明手段をステージ１４０に設けている。透過照明手段は、ステージ１４０の下方から検査対象物Ｓを照明する。このためステージ１４０は、透過照明光源と、反射板と、照明用レンズ系を設けている。

なお、リング照明や透過照明は、適宜省略することも可能である。これらを省略する場合は、三次元測定用の照明すなわち投光部を用いて、二次元画像の撮像を行うこともできる。

図１の例では観察用照明光源３２０を本体ケース１０１に含めず、撮像手段１００に対して外付けとして、光源部３００に観察用照明光源３２０を配置している。このようにすることで、観察用照明光源３２０から供給される照明光の品質を向上し易くできる。例えば観察用照明光源３２０を構成するＲＧＢの各ＬＥＤでは配光特性がそれぞれ異なることから、モノクロの撮像素子１２１ａでＲＧＢのテクスチャ画像をそれぞれ撮像した際、そのままでは視野内に照明色むらが発生する。そこで、それぞれのＬＥＤの配光特性に合わせた専用光学系を個別に用意し、組み合わせることで配光特性の違いを吸収し、色むらのない均一な白色照明を作り出した上で撮像手段１００に導入することができる。

また観察用照明光源３２０の発熱が、撮像手段１００の光学系に影響を与える事態を回避できる。すなわち、光学系の部材の近傍に熱源があると、熱膨張によって寸法が狂い、測定精度の低下が生じることがあるが、発熱源である観察用照明光源を本体ケース１０１から排除したことで、このような観察用照明光源の発熱に起因する問題を回避できる。また、この結果として発熱量の大きい高出力の光源を観察用照明光源に利用できる利点も得られる。
（実施の形態２）

ただ、発熱量の小さい観察用照明光源を利用したり、あるいは相応の放熱機構を撮像手段側に設けるなどして、撮像手段側に観察用照明光源を設けることもできる。このような例を実施の形態２として図８に示す。この図に示す撮像手段１００’は、観察用照明光源３２０’として、発熱量の少ない白色ＬＥＤを用いている。この例では複数の白色ＬＥＤ素子を、レンズ１２２の周囲にリング状に配置して環状の照明光を生成している。このような構成によって、光源部と撮像手段とを光学的に接続するための導光部材や、照明光出力部を不要とでき、構成を簡素化できる利点が得られる。
（三次元画像検査装置操作プログラムのＧＵＩの例）

三次元画像検査装置は、制御手段２００であるＰＣに三次元画像検査装置５００を操作するための操作プログラムをインストールしている。表示部４００には、三次元画像検査装置操作プログラムを操作するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）が表示される。このようなＧＵＩ画面の一例を図９に示す。この三次元画像検査装置操作プログラムから、三次元画像検査装置を用いて検査対象物の画像検査を行うための検査設定や画像検査の実行等の操作を行える。また、三次元画像検査装置を用いて、検査対象物の観察（例えば計測）や解析を行うこともできる。図９は、このような機能の選択メニュー５０１となっており、検査設定機能、検査実行機能、観察機能、解析機能から、ユーザが所望の機能を選択する。ここでは、機能選択メニュー画面５０１右側の検査欄に設けられた「検査設定」ボタン５０２を押下すると、図１１等の検査設定画面５１０に移行し、「検査実行」ボタン５０３を押下すると後述する図２８等の画像検査実行画面６３０に移行する。また、画面左側に設けられた「観察」ボタン５０４を押下すると観察画面に移行する。さらに「解析」ボタン５０５を押下すると解析画面に移行する。
（テクスチャ画像を用いた画像検査）

以上の三次元画像検査装置は、このようにして検査対象物Ｓの検査対象画像を撮像すると共に、得られた検査対象画像に対して、予め検査対象物の基準品に対して設定された部位を計測して検査を行うことができる。このような画像検査は、二次元のテクスチャ画像に対しても、また三次元の高さ画像に対しても行うことができる。

次に、観察用照明光源３２０を用いて撮像した二次元のテクスチャ画像でもって、画像検査を行う手順を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。まず、検査条件を設定し（ステップＳ１００１）、ユーザがステージ１４０上に検査対象物Ｓを置いて、検査対象物Ｓを撮像し（ステップＳ１００２）、得られた検査対象画像に対して所定の画像検査を実行し（ステップＳ１００３）、検査結果を表示する（ステップＳ１００４）という手順となる。以下、各工程の詳細を説明する。
（検査条件の設定）

検査条件の設定工程では、画像検査の対象となる基準対象物を撮像して検査基準画像を取得し、この検査基準画像に対して検査条件を設定する。検査条件には、例えば検査実行時に検査対象物の高さ情報に関する計測を行うための検査対象領域として、計測部位を指定することが含まれる。

検査条件の設定は、例えば三次元画像検査プログラムの検査設定画面から行う。具体的には、図９の機能選択メニュー画面５０１から、画面右側の検査欄に設けられた「検査設定」ボタン５０２を押下すると、図１１の検査設定画面５１０に移行する。この画面は検査設定画面５１０の一であり、ここでは画像検査の対象となる基準対象物を撮像する。具体的には、撮像条件として表示倍率や画面の明るさ等を設定する。またステージ上には、基準対象物を載置する。基準対象物は、製造公差のない、又は製造公差の基準となる基準品や、検査対象物の現物（合格品）等が利用できる。

検査設定画面５１０では、画像表示領域４１０と操作領域４２０が設けられている。図１１の画像表示領域４１０では、画面右側の画像表示領域４１０に、ステージ上に載置された基準対象物の光学画像であるテクスチャ画像が表示されている。ステージ上で基準対象物を移動させたり回転させること、これに応じて画像表示領域４１０の表示内容が更新される。このように図１１の画像表示領域４１０で表示される光学画像は、現在の基準対象物をリアルタイムで更新したライブ画像（動画）である。

また視野を変更する方法として、ステージ上に載置された基準対象物をユーザが手で直接動かす方法の他、ステージをＸＹ方向やＺ方向に移動させることでも対応できる。ステージの移動は、ユーザが手動で行う他、電動ステージ等、入力指示に従って自動で移動可能なステージを用意して実現することもできる。ステージに移動機構を備える場合の、ステージを移動させるためのステージ操作部の一形態として、図１１の画面では「ＸＹステージ」操作部５２０を別ウインドウで表示させており、この画面から各方向への移動ボタンを押下することで、ステージをＸＹ方向に移動させることができる。また、画像表示領域４１０上で所望の位置をマウスなどのポインティングデバイスで指示することで、指定された位置が中心となるようにステージを移動させるように構成してもよい。

一方画面右側の操作領域４２０には、画像表示領域４１０で表示されているライブ画像の状態で、正式に撮像を行うための各種操作を行う部材が配置される。例えば、光学画像であるテクスチャ画像を撮像するための撮像条件や、高さ画像を撮像するための撮像条件を設定する。図１１の例では、操作領域４２０に高さ画像撮像用の「３Ｄ測定」タブ５１１と、テクスチャ画像撮像用の「画像観察」タブ５１２が設けられており、これらを選択すると、選択された項目に応じた設定画面に切り替えられる。「３Ｄ測定」タブ５１１では、詳細な撮像条件を設定可能な「エキスパート」モードと、自動で撮像条件を設定する「Ｏｎｅ−ｓｈｏｔ ３Ｄ」モードを選択可能としており、ユーザは習熟度等に応じて好みのモードを選択する。「Ｏｎｅ−ｓｈｏｔ ３Ｄ」モードにおいては、フォーカスや画面の明るさ等を自動で設定する。

撮像条件の設定終了後に、操作領域４２０に設けられた画面右下の「測定」ボタン４３０を押下すると、検査基準画像が撮像される。この「測定」ボタン４３０は、画像検査の実行を指示する検査指示手段２５３の一形態である。なお、この例では「測定」ボタン４３０はソフトウェア的に構成されているが、これとは別に、あるいはこれに加えてハードウェアで測定ボタンや検査実行ボタンといった物理的な操作手段を設けてもよい。

検査基準画像は、光学画像であるテクスチャ画像の他、高さ画像、及びテクスチャ画像と高さ画像から合成された三次元合成画像の３種類が取得される。この例では、テクスチャ画像の撮像と高さ画像を生成する元となる縞投影画像の撮像には、共通の撮像素子（例えばＣ−ＭＯＳやＣＣＤ）を用いている。このため、共通の撮像素子でもって取得されるテクスチャ画像と高さ画像とで対応する画素の相関関係が容易に確定できるため、これらの画像から三次元合成画像に合成する処理を容易に行え、また三次元合成画像の各画素が有する高さ情報の誤差を少なくできる。

さらにテクスチャ画像と高さ画像とで対応する画素の相関関係を容易に確定できるので、テクスチャ画像同士を位置合わせすることで、これに対応する高さ画像のＸＹ方向の位置合わせもなされる。よってユーザは高さ画像の位置合わせをＺ方向のみ行えば足りる。なお上述したパターンサーチで、Ｚ方向の位置合わせを自動で行うこともできる。

なお、この構成に限られず、検査基準画像は、テクスチャ画像のみ、あるいはテクスチャ画像に加えて高さ画像の２枚とすることもできる。検査基準画像が取得されると、自動的にビューワが起動して、得られた検査基準画像が表示部に表示される。図１２に、一例として三次元合成画像を表示する画像ビューワ画面５３０を示す。ここで操作領域４２０に設けられた画像切り替えボタン５３１から、表示される検査基準画像を変更できる。具体的には、操作領域４２０に設けられた「３Ｄ」ボタン５３２を選択すると三次元合成画像が、「テクスチャ」ボタン５３３を選択するとテクスチャ画像が、「高さ」ボタン５３４を押下すると高さ画像が、それぞれ画像表示領域４１０に表示される。なお図１２の例では、三次元合成画像のテクスチャ情報は非表示としているが、テクスチャ情報を表示させることも可能であることはいうまでもない。このように、各画像を参照して、検査基準画像として所望の画像が得られているかどうかを確認し、得られていない場合は再度、撮像条件を設定して検査基準画像の撮像を行う。一方、検査基準画像が得られている場合は、続いて他の検査設定を行う。具体的には、図１２の画面から、「解析する」ボタン５３５を押下すると、図１３の検査条件詳細画面５４０に移行する。

なお検査基準画像として、複数の異なる画像を登録することもできる。すなわち、倍率や視野の異なる複数の検査基準画像を取得し保存しておくことで、これらを呼び出して検査設定に利用することも可能である。図１２の画面の例では、操作領域４２０に設けられた「保存」ボタン５３６を押下すると、検査基準画像データを名前を付けて保存することができる。
（自動位置合わせの設定）

このようにして検査基準画像を取得した上で、詳細な検査条件を順次設定していく。図１３の検査条件詳細画面５４０では、上段を登録画像表示領域５４１とし、下段を計測表示領域５４２としている。登録画像表示領域５４１には、登録された画像が一覧表示される。図１３の例では、得られた検査基準画像としてテクスチャ画像、高さ画像、三次元合成画像が並べて表示されている。登録画像表示領域５４１をスクロールさせることで、他の登録画像を表示させることができる。

また計測表示領域５４２には、後述する計測部位の設定や計測値を一覧表示する。さらに上段のツールバーには、各種の検査条件を設定するためのボタンが設けられている。まず、画像検査の実行時に検査対象画像とのパターンマッチングを行うための自動位置合わせの設定について説明する。ここで自動位置合わせとは、画像検査に際して、検査対象画像中から、検査基準画像が含まれている領域をパターンサーチにより自動的に探し出す作業である。具体的には、図１３の検査条件詳細画面５４０から、「位置合わせ」ボタン５４３を押下すると、図１４の自動位置合わせ設定画面５５０に移行する。図１４の画面において、画像表示領域４１０中からユーザは、画像の位置合わせに適した所望の領域を指定する。この設定を行うことにより、検査対象物の位置ずれを自動的に補正することが可能となる。

この自動位置合わせの例では、パターンサーチを二段階で行っている。すなわち、一回目の自動位置合わせにより、大まかなターンサーチである程度の位置合わせを行う一方、僅かに位置ずれが生じた場合等のために、より二回目の位置合わせとして詳細なパターンサーチを行う。ここで、一回目のパターンサーチについては、検査対象画像の広い領域で行う分、精度を抑えて処理量を削減する一方、ある程度の位置決めがなされた時点で、より詳細なサーチに切り替えることで、狭い領域内での処理に限定して、処理量を低減し、処理の高速化と効率化を図ることができる。また必要に応じて、サーチの段階や範囲、精度を３回以上に分けたり、あるいは二回目の詳細なサーチを省略することもできる。なお、自動位置合わせの詳細設定については、後述する。

また、位置合わせの設定が適切かどうかを確認するために、他の画像に対して自動位置合わせが機能するか否かをテストする位置合わせテスト機能を備えてもよい。図１４の例では、操作領域４２０の中段に設けた「テスト画面」ボタン５５１を押下することで、テスト画面に移行し、自動位置合わせの設定を確認することが可能となる。

なお、操作領域４２０において、表示中の画面で設定される項目の説明文を表示させることもできる。これにより、特に検査設定に不慣れなユーザに対し、現在行っている設定作業がどのような位置付けであるか等を告知することができ、設定ミスを低減したり、設定作業をスムーズに行えるなどの利点が得られる。図１４の例では、自動位置合わせの設定の説明文５５２として「・一括解析の実行、・解析テンプレートの適用、・検査設定の作成 上記処理の実行時に、自動位置合わせの設定をしておくと、サンプルの位置ずれを補正することができます。」と説明される。

また図１４の例では、テクスチャ画像に対して自動位置合わせ領域を指定しているが、高さ画像や三次元合成画像に対して自動位置合わせ領域を指定することも可能である。画像表示領域４１０における画像の切り替えは、ツールバーの左端に設けられた表示画像選択欄５５３から行う。
（画像処理）

次に、他の検査条件の設定項目として画像処理について説明する。図１４の自動位置合わせ設定画面５５０で、設定終了後に「ＯＫ」ボタン５５４を押下すると、図１３の検査条件詳細画面５４０に戻る。この画面から「画像処理」ボタン５４４を押下すると、図１５に示す画像処理画面５６０に移行する。この画像処理画面５６０では、操作領域４２０の「画像処理ツール」選択欄５６１から選択した項目毎に、検査基準画像に対する画像処理を行える。選択可能な画像処理としては、基準面設定、面形状補正、反転、平滑化等が挙げられる。それぞれ「基準面設定」ボタン５６２、「面形状補正」ボタン５６３、「反転」ボタン５６４、「平滑化」ボタン５６５を押下して実行する。
（基準面設定）

例えば、「基準面設定」ボタン５６２を押下すると、図１６の基準面設定画面５７０に移行し、高さ方向の基準となる面、即ち基準面を規定することが可能となる。なお基準面設定機能を担う基準面設定手段２２６は、ＣＰＵ２１０等で実現される。基準面の選択は、画像表示領域４１０中から所望の領域を指定することで行う。設定された基準面は、基準高さ（例えば高さゼロ）として扱われる。ここで基準面となる領域を複数指定すると、指定された領域が同一の平面となるように検査基準画像の姿勢が補正される。即ち水平出しが可能となる。

また図１６の基準面設定画面５７０は、傾きを自動的に補正する傾き補正機能も備えている。具体的には、画像表示領域４１０で表示されるテクスチャ画像に対して、基準となる平面に基づいて、この平面が水平となるように傾斜させた上で各種の計測などの処理を行う。基準となる平面の指定は、任意の領域を指定する他、所望の領域を観察画面上から指定し、該指定された領域が水平となるように傾きを調整することもできる。また領域を指定する場合、複数の領域を指定し、これら指定された複数の領域が同一平面上となるように調整したり、あるいは一の領域を指定し、この領域内の高さが平均となるように傾きを調整する等の方法が利用できる。このような傾き自動調整機能の実行の一例として、図１６では操作領域４１０に検査対象物の上下に複数の領域を指定して、それらの領域の高さ情報について最小二乗法を用いて基準面とし、傾きを調整している。

また、図１５の「画像処理ツール」選択欄５６１から「面形状補正」ボタン５６３を押下すると、指定された面形状を平面上となって表示されるような画像処理が行われる。具体的には、検査基準画像中で指定された曲面部分を、平面に変換するような画像処理が、検査基準画像の全体に渡って行われる。また「反転」ボタン５６４を押下すると、検査基準画像の凹凸の断面形状が反転して凸凹として表示されるような画像処理が行われる。さらに「平滑化」ボタン５６５を押下すると、凹凸の詳細な形状が平準化されたなだらかな面に変換されて表示される。またこのような変形を繰り返す中で、一つ前の変形に戻したり、すべての変形をキャンセルして元の画像を表示させることもできる。あるいは変形の履歴を表示させて参照することもできる。このようにして各種の画像処理の設定が終了すると、「ＯＫ」ボタン５６６を押下して、図１３の検査条件詳細画面５４０に戻る。
（計測設定）

さらに図１３の検査条件詳細画面５４０から、「プロファイル」ボタン５４５を押下すると、図１７の計測設定画面５８０に移行する。この計測設定画面５８０は、画像検査を行う対象となる計測部位を指定するための計測部位指定手段２５２の一形態に該当する。図１７の例では、画像表示領域４１０、操作領域４２０に加えて、プロファイル線の情報や計測結果を表示するプロファイル計測一覧表示領域４４０を設けている。ここではプロファイル計測一覧表示領域４４０を画像表示領域４１０の左側に、操作領域４２０を右側に、それぞれ設けた例を示しているが、この構成に限られず、任意の配置とできる。また画像表示領域４１０には、テクスチャ画像の他、高さ画像や断面形状を示すプロファイル画像を表示させることもできる。図１７の例では、画像表示領域４１０を３分割して、後述するプロファイル線（計測線）を設定するためのプロファイル線表示欄４１０ａと、高さ画像又は三次元合成画像といった高さ情報を有する画像を表示する高さ画像表示欄４１０ｂと、検査対象物の断面形状を示すプロファイル画像を表示するプロファイルグラフ表示欄４１０ｃを設けている。ここでは、プロファイルグラフ表示欄４１０ｃは、プロファイル線表示欄４１０ａとは異なる段に配置されている。図１７の例では、画像表示領域４１０の下段にプロファイルグラフ表示欄４１０ｃを、上段を分割して右側にプロファイル線表示欄４１０ａを、左側に高さ画像表示欄４１０ｂを設けている。

プロファイル線表示欄４１０ａでは、計測部位を指定する対象となる画像を表示する。プロファイル線表示欄４１０ａに表示される画像は、テクスチャ画像や高さ画像、三次元合成画像等、切り替えることができる。図１７の例では、テクスチャ画像を表示させている。

一方、操作領域４２０には、プロファイル線表示欄４１０ａで表示される画像に対して、計測部位、すなわち位置やプロファイルを指定するための検査設定項目（プロファイルツール）を複数用意し、これらを選択するプロファイルツール選択欄４２０ａと、このプロファイルツールで指定された計測部位に対して、具体的に計測すべき事項を指定する検査設定項目（計測ツール）を複数用意し、これらを選択する計測ツール選択欄４２０ｂが設けられている。ここでプロファイルツール選択欄４２０ａは、プロファイル線表示欄４１０ａと並べて配置し、計測ツール選択欄４２０ｂはプロファイルグラフ表示欄４１０ｃと並べて配置することで、各画像に対して対応するツールを隣接させ、ユーザがツールの選択に際して対応関係が明確となり、感覚的な操作が可能となる。
（プロファイルツール）

さらに操作領域４２０には、選択可能なツールが用途や目的に応じてタブで纏められており、タブを切り替えることで選択可能なツールの表示を切り替えることができる。図１７の例では、プロファイルツールとして、「プロファイル線」タブ５８１、「補助ツール１」タブ５８２、「補助ツール２」タブ５８３を設けている。一例として「プロファイル線」タブ５８１に切り替えた状態を図１８に示す。「プロファイル線」タブ５８１に用意されたツールは、指定された線（プロファイル線）における基準対象物や検査対象物の断面形状、即ちプロファイル形状をプロファイルグラフ表示欄４１０ｃに表示させるためのツールである。具体的には、２点指定、垂直線、水平線、直線、垂線、平行線、円、同心円、特定角、円弧、折れ線、あるいは指定された計測部位を削除するための「削除」といったツールが挙げられる。ユーザは所望のツールを選択した上で、プロファイル線表示欄４１０ａ上でマウスのクリック等により必要な事項を指定する。一例として図１８の例では、直線ツール５８４を選択して、プロファイル線表示欄４１０ａにおいて基準対象物の長手方向にプロファイル線ＰＬを指定している。このようなプロファイル線ＰＬの指定に応じて、該プロファイル線に沿った断面形状の輪郭線を計測手段２１６ｂで演算し、プロファイルグラフＰＧとしてプロファイルグラフ表示欄４１０ｃにおいて表示させる。プロファイルグラフＰＧは輪郭線のプロファイル画像をグラフ上に表示させたものである。またプロファイルグラフ上に、設計値を直線等で重ねて表示させてもよい。

さらにプロファイル形状を、プロファイル線表示欄４１０ａにおいて重ねて表示させることもできる。図１８の例では、プロファイル線表示欄４１０ａの下方において、指定されたプロファイル線と平行に離間させて、このプロファイルに沿った断面形状ＰＳを表示させている。これにより、プロファイル線表示欄４１０ａでプロファイル形状ＰＳを容易に確認できる。特に図１８のように、プロファイルグラフ表示欄４１０ｃとプロファイル線表示欄４１０ａとでスケールが違う場合（図１８の例ではプロファイルグラフ表示欄４１０ｃの方が大きい）場合に、プロファイル線ＰＬを指定したプロファイル線表示欄４１０ａ内で、同じスケールでプロファイル形状ＰＳを重ねて表示させることで、ユーザは断面形状を把握し易いという利点が得られる。

またプロファイルツールの内、「補助ツール１」タブ５８２には、図１７に示すように、点、線、円、円弧、平行線、特定角といった、プロファイル線表示欄４１０ａに対して線や点、曲線等を描画するためのツールが設けられている。補助ツールは、補助線として利用できる。例えば平行な二面の距離を求めるため、各面に沿った線を補助線として引き、補助線同士の距離を求める等の用途に利用できる。補助線は、プロファイル線とは異なる色で表示させることで、プロファイル線と補助線とを区別できる。例えばプロファイル線を水色で、補助線を赤色で表示させる。またプロファイル線と補助線の太さを変化させることで、これらを区別するように構成してもよい。さらにプロファイル線を複数設定する場合は、プロファイル線毎に異なる色で着色することもできる。さらにまた、設定されたプロファイル線で得られるプロファイル画像にも、同様の色を着色してもよい。これにより各プロファイル線を区別すると共に、各プロファイル線と対応するプロファイル画像の対応関係を視覚的に容易に把握できるようになる。
（エッジ自動抽出機能）

さらにテクスチャ画像上でエッジを自動的に抽出するエッジ自動抽出機能を設けてもよい。エッジを検出することで、テクスチャ画像上での境界位置等の指定が容易に、かつ正確に行えるようになる。図１７の例では「エッジ自動抽出」欄５８５を設けており、このチェックボックスをＯＮすることでエッジ自動抽出機能を実行できる。

また、計測すべき寸法が二次元のテクスチャ画像上で設定可能な場合は、プロファイル線表示欄４１０ａにおいて寸法の測定を行うよう構成してもよい。例えば平面視における縦横の長さなどは、高さ情報を用いることなく計測可能である。
（計測ツール）

さらに計測ツールは、プロファイルグラフ表示欄４１０ｃにおいて表示されたプロファイル画像に対して、指定された寸法を計測手段２１６ｂで計測する。計測ツールも、用途毎に「計測」タブ５８６と「補助ツール」タブ５８７を用意しており、各タブから所望の計測ツールを選択する。「計測」タブに５８６は、図１８に示すように、平行線同士の間隔を計測する「線−線」ツール、任意の点から線までの垂線の距離を計測する「線−点」ツール、点同士の間隔を計測する「点−点」ツール、高さを測定する「高さ」ツール、円の中心同士の間隔を計測する「円−円」ツール、円の中心から線までの垂線の距離を計測する「円−線」ツール、円弧の半径を測定する「円弧Ｒ」ツール、交差する線同士の角度を計測する「角度」ツール、角度を計測する「角度Ｒ」ツール、断面積を演算する「断面積」ツール、断面の長さを計測する「断面長さ」ツール、指定された計測部位を削除する「削除」ツール等が設けられている。
（プロファイル計測一覧表示領域４４０）

一方、プロファイル計測一覧表示領域４４０には、プロファイル線表示欄４１０ａで設定されたプロファイル線に関する情報を一覧表示させるプロファイル情報表示欄４４０ａと、計測結果を一覧表示させる計測結果表示欄４４０ｂを設けている。プロファイル情報表示欄４４０ａには、プロファイル線の種別やプロファイル名、色を表で示している。一方計測結果表示欄４４０ｂには、計測値と計測名が一覧表示される。
（検査条件の設定手順）

ここで検査条件として、基準対象物の高さを計測するよう設定する手順を図１７〜図１９に基づいて説明する。まず、図１７に示すようにプロファイルツールの「補助ツール１」タブ５８２から「線」ツール５８８を選択し、さらに「エッジ自動抽出」欄５８５をＯＮとして、プロファイル線表示欄４１０ａにおいて、基準対象物の端面に補助線ＡＬを設定する。図１７においてプロファイル線表示欄４１０ａ上からマウスなどのポインティングデバイスで基準対象物の端面をクリックすると、自動的にエッジが検出されると共にスナップが効き、補助線ＡＬが引かれて赤色で表示される。

次に図１８に示すように、プロファイルツールの「プロファイル線」タブ５８１を選択し、「垂基線」ツール５８９を選択し、補助線ＡＬと垂直なプロファイル線ＰＬを基準対象物上に設定する。この結果、プロファイル線表示欄４１０ａ上にはプロファイル線ＰＬが水色の太線で表示され、プロファイル線表示欄４１０ａの下方にはこのプロファイル線ＰＬに沿った断面形状ＰＳが表示されると共に、プロファイルグラフ表示欄４１０ｃにもプロファイル画像が拡大して水色で表示される。このとき、プロファイル計測一覧表示領域４４０には、プロファイル情報表示欄４４０ａに、プロファイル名として「垂基線１」、種類「垂基線」、色として水色が表示される。なおプロファイル名はユーザが自由に名前を変更できる。

さらに図１９に示すように、計測ツールの「線−線」ツール５９１を選択して、プロファイルグラフ表示欄４１０ｃのプロファイル画像上で上面の線と、底面との高低差を指定する。プロファイル画像の上面の線は、指定された領域内で平滑化される。このとき、平滑化を行う平滑化領域ＳＭＡは、自動で設定される他、ユーザが指示、あるいは変更してもよい。図１９の例では、平滑化領域ＳＭＡのウィンドウを構成する各辺にドラッグ用のハンドルが設けられており、ユーザはハンドルを操作することで平滑化領域ＳＭＡの縦横幅を容易に変更できる。

また、平滑化された直線は、延長されて補助線として赤色で表示される。同様に底面についても同様の平滑化処理が行われる。なお、基準高さからの距離として高さを計測することもできる。この場合は、「プロファイルの最下点を０と表示する」欄５９２のチェックボックスをＯＮとする。このようにして得られた底面と上面との線間の距離を、計測手段２１６ｂで演算して、計測結果をプロファイルグラフ表示欄４１０ｃに表示させる。ここでプロファイル画像には計測結果と共に寸法線ＤＭＬを表示させることで、よりユーザに判り易い表示態様とできる。このとき、プロファイル計測一覧表示領域４４０には、計測結果表示欄４４０ｂに、計測部位の番号として「１」、計測名として「線−線１」、計測値として「７．２１６ｍｍ」が表示される。なお計測名はユーザが自由に名前を変更できる。また、プロファイル線や寸法値には、計測部位の番号を付記することで、複数のプロファイル線等が描かれている場合にこれらを区別し易くし、またプロファイル線と計測値との対応関係も容易に把握できる。

以上は、計測部位として基準対象物の高さを測定する手順を説明した。計測部位は一箇所に限られず、複数箇所設定することができる。計測部位の指定が終了すると、操作領域４２０に設けられた「ＯＫ」ボタン５９３を押下して図１３の検査条件詳細画面５４０に戻る。検査条件詳細画面５４０では、画面下段の計測表示領域５４２に、以上のようにして設定された計測部位の設定や計測値が一覧表示される。また画面上段の登録画像表示領域５４１には、プロファイル線が設定された（プロファイル線表示領域と同様の）テクスチャ画像、三次元合成画像、プロファイルグラフが表示される。

一例として、複数の計測部位を設定した結果を、図２０に示す。この図に示すように、登録画像表示領域５４１の内、テクスチャ画像には、設定された複数のプロファイル線がそれぞれ異なる色で表示されている。また計測表示領域５４２には、設定された各計測部位に関する（計測結果表示欄４４０ｂと同様の）情報が、一覧表示されている。
（設計値指定手段２５４）

この状態で、図２１に示すようにユーザは計測表示領域５４２から、各計測部位で計測される計測値として本来あるべき設計値、及びこの値から外れて許容される上限である上限値、並びに許容される下限である下限値を指定する。ここで指定された上限値と下限値の範囲が公差となる。この計測表示領域５４２は、設計値や公差を指定するための設計値指定手段２５４として機能する。

なお、この例では設計値指定手段２５４から、設計値と、この設計値から外れても許容される上限値、及び下限値の３つの値を指定し、上限値と下限値の範囲を公差としている。ただし、本発明はこの構成に限られず、例えば設計値のみを設計値指定手段から入力させ、この設計値に対して既定の上限値、下限値を加味して公差を設定したり、あるいは上限値と下限値のみを設計値指定手段から入力させて、その中間値を設計値として扱う態様も含む。

このようにして設計値と公差が各計測部位について指定されると、各計測部位で計測され計測値が、指定された公差内にあるかどうかを画像検査手段２１６で判定可能となる。判定結果は、計測表示領域５４２において各計測部位毎に設けられた個別判定表示欄５９４にそれぞれ表示される。さらに、各計測部位での判定結果に基づいて、検査対象物全体としての判定結果も表示される。ここでは、画面の右上に設けられた総合判定表示欄５９５において、判定結果が表示される。ここでは検査条件の設定段階なので基準対象物に対する判定となり、個別判定表示欄５９４、総合判定表示欄５９５共、それぞれＯＫが表示されている。すなわち、ここでは基準対象物に対して画像検査の検査条件を設定したのであって、実際の画像検査の結果とは異なる。なお実際の検査対象物に対する画像検査の判定結果についての出力等については、画像検査の実行において後述する。

上記のように計測値は、高さの他、面積、角度、体積、面粗さ、反り、うねりなども寸法として計測可能である。また検査対象物の高さに関する検査条件の一例として、このような高さ、体積、反り、うねりなどが挙げられる。
（検査設定ファイル）

このようにして画像検査の検査条件の設定が完了すると、検査設定ファイルとして保存される。検査設定ファイルには、画像の撮像条件、位置決め用画像、解析条件、判定条件等を含めることができる。撮像条件には、撮像素子であるカメラの倍率、明るさ、カラー／モノクロ、ホワイトバランス、照明の明るさ、向き、照明方法（リング照明、透過照明、同軸落射照明等の別）、ステージが電動式の場合、電動Ｚステージの位置、電動ＸＹステージの位置、位置決め画像（詳細は後述）がＸＹ方向に連結されているか否か等が挙げられる。

また位置決め用画像と共に、複数の位置決め画像がある場合はその表示順番と各位置決め画像のステージのＸＹＺ座標位置を保存できる。

解析条件には、自動位置合わせの設定（例えばパターンマッチングの設定（テクスチャ画像又は高さ画像のいずれで行うか、パターンマッチングを行う領域のＸＹ座標位置やサイズ、サーチ範囲、登録画像等）、詳細位置合わせの設定）、画像処理設定（基準面の位置、ノイズ処理等）、高さ表示設定（高さ画像を等高線状に表示するスケールの種類やＺ範囲）、計測設定（計測種別、エッジ抽出の位置・幅など）、計測値の単位や桁数の設定等が挙げられる。

さらに判定条件には、設計値、公差の上限値、公差の下限値、工程情報と保存オプション（後述）等が含まれる。また、複数の検査設定ファイルを１つに纏めて、画像検査を実行することも可能である。
（工程情報設定）

ここで、工程情報の設定について説明する。図２１等の画面から「工程情報設定」ボタン５９６を押下すると図２２の工程情報設定画面５９７が開く。この工程情報設定画面５９７では、検査設定ファイルに含めることのできる工程情報の詳細を設定できる。例えば、検査実行時に入力可能な項目と初期値、担当者名等を登録できる。さらに検査結果として表示される項目について、例えば品名、納品先、図番、工程、測定機器、備考等のテキスト情報を登録できる。
（保存オブション）

さらに図２１等の画面から「保存オプション」ボタン５９８を押下すると、図２３の検査設定ファイル保存オプション設定画面５９９が開く。この検査設定ファイル保存オプション設定画面５９９から、現在設定中の検査条件にて画像検査を実行した際に、データとして出力、保存される検査結果ファイルの設定を行うことができる。例えば検査結果レポートをファイルとして保存するオプション、テキストデータ（ＣＳＶファイル）として検査結果、高さデータの保存の有無等を設定できる。

また検査結果ファイルの生成条件設定欄６０１として、画像検査の判定結果（詳細は後述）がＮＧ又はＦＡＩＬのときだけ保存する、常に保存する、常に保存しないのいずれかをラジオボタンで選択できる。

さらに、画像ファイルも合わせて保存するかどうか、保存する画像ファイルの種別として、テクスチャ画像、高さ画像、３Ｄ（三次元合成画像）のそれぞれについて、保存するかしないか、また保存する場合のファイル形式を設定できる。
（位置決め画像登録手段２２７）

次に、位置決め画像の登録について説明する。位置決め画像とは、画像検査の実行時に、検査対象物をステージ上に置く際、画像検査を実行可能な位置及び姿勢となるように、表示部上に表示させておくことでユーザの参考に資するための画像である。例えば位置決め画像は、画像検査の実行時に、画像表示領域４１０においてライブ画像を表示させるライブ画像表示欄（後述する図２８等）とは別に、位置決め画像表示欄６３２（後述する図２８等）を設けて、常時位置決め画像を表示させたり、あるいはライブ画像表示欄６３４において、位置決め画像を半透明で重ねて表示させ、両者が一致するように検査対象物の位置（ステージのＸＹ座標やθ）を調整することもできる。このような位置決め画像にはテクスチャ情報を有するテクスチャ画像が好適に利用できるが、高さ画像や三次元合成画像を位置決め画像として用いることもできる。このような位置決め画像の設定も、画像検査の検査条件の設定において重要な役割を果たす。

ここで、位置決め画像を登録する手順を、図１１、図２４〜図３２に基づいて説明する。図１１の検査設定画面５１０から、「位置決め設定」ボタンを押下すると、図２４の位置決め画像登録方法指定画面６１０に移行する。この位置決め画像登録方法指定画面６１０は、位置決め画像登録手段２２７の一形態をなし、操作領域４２０において位置決め画像の登録方法指定欄６１１において、自動登録か手動登録かを選択する。図２４の例では、「測定実行時の画像（１枚）を自動で登録」又は「複数箇所の画像を手動で登録」のいずれかをラジオボタンで選択する。自動登録を選択すると、検査条件の設定時に使用した基準対象物の画像一枚が、位置決め画像として登録される。具体的には、図１１の画面で「測定」ボタン４３０を押下した際に表示領域で表示されているテクスチャ画像が位置決め用画像として撮影され、登録される。また、後述する連結機能を用いた位置決め画像の場合は、連結画像が位置決め画像として登録され、１枚目に撮像される位置でのテクスチャ画像が位置決め画像のサムネイルとして登録済み位置決め画像表示欄６２２に表示される。

一方、手動登録を選択すると、手動で任意の位置、倍率の画像を位置決め用画像として撮影、登録することができる。なお、位置決め作業が不要な場合、例えばステージ上に治具やガイドといった物理的な位置決め手段、あるいは位置決め用パターンを表示させて、このパターン上に置くよう誘導する場合、あるいは検査対象物の形状が点対称で、どの位置においても画像検査が実行可能といった場合には、位置決め画像の登録を省略することもできる。この場合は図２４において、「毎回同じステージ位置で検査を行う（検査実行時はステージ位置の調整はできません）」欄６１２のチェックボックスをＯＮとする。ここにチェックを入れると、検査実行時にステージのＸＹＺ位置を動かすことができない設定となる。

ここでは、位置決め画像を手動登録する手順を説明する。図２４の登録方法指定欄６１１において「複数箇所の画像を手動で登録」を選択すると、図２５の位置決め画像登録画面６２０に移行する。位置決め画像登録画面６２０では、操作領域４２０に位置決め画像簡易表示欄６２１、登録済み位置決め画像表示欄６２２が設けられている。位置決め画像簡易表示欄６２１には、現在、画像表示領域４１０中で表示されるテクスチャ画像が表示される。この状態で「追加」ボタン６２３を押下すると、画像表示領域４１０で表示中のテクスチャ画像が位置決め画像として登録され、登録済み位置決め画像表示欄６２２に表示される。登録済み位置決め画像表示欄６２２では、登録された位置決め画像のサムネイル表示されると共に、撮像時の倍率も表示される。このように、低倍率で基準対象物の全体を撮像した広域画像を位置決め画像として登録しておくことで、画像検査時においてユーザの手動による位置決め作業を容易に行える利点が得られる。

また、位置決め画像を複数枚登録することもできる。例えば、位置決めに適した特徴的な、より細かい部位を参照して位置決めを行いたい場合は、基準となる部位の連結画像を位置決め画像として登録する。ここでは図２５において、基準対象物の左下の円形状の窪みを位置決め画像として登録する場合を考える。まず、図２５のツールバーに設けられた、「倍率切り替え」欄６２４で高倍率のカメラに切り替えて、「倍率」欄６２５で倍率をより高倍率に変更する。さらにステージを移動させて、拡大された領域が視野内に収まるように調整する。このようにして位置決め画像として相応しい所望の画像が表示部に表示されると、「追加」ボタン６２３を押下して、位置決め画像を追加登録する。追加された位置決め画像は、図２６に示すように同様に登録済み位置決め画像表示欄６２２に追加されると共に、位置決め画像簡易表示欄６２１にも登録された追加の位置決め画像が表示される。

なお、複数枚の位置決め画像が登録されている場合は、画像検索の実行時に複数の位置決め画像をどのような順序で表示させるかが問題となる。一般には、まず低倍率で撮像した広域画像で大まかな位置決めを行い、次いで高倍率で撮像した画像で詳細な位置決めを行うことが好ましい。そこで登録済み位置決め画像表示欄６２２に登録された複数枚の位置決め画像が、画像検査の実行時に表示される順序を、任意に変更可能として、このような倍率や視野の変化に意味を持たせて、ユーザの手動による位置決め作業の効率化を図ることが可能となる。なお、位置決め画像が画像検査の実行時に位置決め画像表示欄で切り替えて表示される順序は、登録済み位置決め画像表示欄６２２に並んだ順番としている。すなわち登録済み位置決め画像表示欄６２２は、位置決め画像の登録順序表示手段としても機能する。また、表示される順序の変更は、登録済み位置決め画像表示欄６２２の下部に設けられた矢印や「選択した位置に移動」ボタン等を利用して行える。あるいは、位置決め画像のサムネイルをドラッグアンドドロップにより入れ替えることにより、順序を変更可能としてもよい。また、登録済み位置決め画像表示欄６２２の下段には、登録済みの位置決め画像を削除するボタンも設けられている。

このように、位置決め画像登録手段２２７でもって、位置決め画像の表示順序を任意に変更でき、また表示順序の情報も検査設定ファイルに保存できる。例えば、検査条件の設定時に撮像した順序と、画像検査の実行時に撮像する順序を、異ならせることもできる。これにより、画像検査の運用時には効率よく撮像、検査して、検査時間の短縮化を図ることが可能となる。

このようにして、すべての位置決め画像の登録が終了すると、「戻る」ボタン６２６を押下して、図２７等の検査設定画面５１０に戻る。そして、上述した手順に従い、必要な検査条件をすべて設定した後、検査条件を検査設定ファイルとして、名前を付けて保存する。
（位置決め画像による位置決め作業）

このようにして位置決め画像が登録された検査条件が設定された状態で、実際に位置決めが可能かどうかを、画像検査を実行して確認することができる。具体的には、図９の機能選択メニュー画面５０１から「検査実行」ボタン５０３を押下する。すると図２８のような画像検査実行画面６３０が表示されるので、まず、検査設定ファイルを選択する。具体的には、操作領域４２０に設けられた「検査設定ファイル」選択欄６３１から、先程保存した検査設定ファイルを選択する。これにより、検査設定ファイルに登録された情報が復元され、操作領域４２０の位置決め画像表示欄６３２には、一枚目に登録した位置決め画像が表示される。ここでは、位置決め画像表示欄６３２の右上に設けられた位置決め画像情報欄６３３において、「１枚／２枚」と表示され、登録された位置決め画像の総数と、現在表示されている位置決め画像の表示順序、すなわち何枚目にあたるかを表示している。また画像表示領域４１０は、ステージのライブ画像を表示するライブ画像表示欄６３４となる。さらに、ライブ画像表示欄６３４に位置決め画像ＰＯＩが半透明で重ねて表示される。この状態でユーザが検査対象物をステージ上に載置すると、図２９に示すように、ステージ上の検査対象物と、位置決め画像ＰＯＩとが重ねて表示される。また位置決め画像表示欄６３２では位置決め画像のみが表示されている。この状態で、ユーザはステージの位置を調整して、あるいは検査対象物を置く位置を調整して、ライブ画像表示欄６３４で表示される画像が概ね重なって表示されるようにする。

ある程度の重なり状態が得られると、次の位置決め画像に切り替える。位置決め画像を切り替えるには、操作領域４２０に設けられた「次へ」ボタン６３５を押下する。これにより、図２９の状態から、図３０に示すように、位置決め画像表示欄６３２に表示される位置決め画像が、別の位置決め画像に切り替えられる。ここでは、倍率の大きい位置決め画像に変更される。また位置決め画像表示欄６３２の右上における位置決め画像情報欄６３３の表示も、「２枚／２枚」に更新される。加えて、画像表示領域４１０のライブ画像表示欄６３４における位置決め画像の半透明表示も、倍率の大きい位置決め画像に変更され、さらにステージのライブ画像も、変更された位置決め画像を撮像した際の撮像条件、例えば倍率やステージ上のＸＹ座標が検査設定ファイルから読み出されて、ライブ画像の表示内容もこれらの撮像条件に応じて変更されたライブ画像に更新される。これにより、ユーザは拡大されて位置のずれが明確になった状態で、ステージを微調整させるなどして、図３１に示すように、より正確に位置決めさせることが可能となる。このようにして、位置決めが可能であることが確認される。実際の画像検査に際しては、位置決めが完了すると、「測定」ボタン４３０を押下することで、設定された計測部位の計測や判定が実行される。

なお、以上の例では位置決め画像として倍率の異なるテクスチャ画像を用いた例を説明したが、この構成に限られず、倍率の等しいテクスチャ画像を位置決め画像に利用することもできる。例えば図３２に示すように、細長い検査対象物ＥＬＳを画像検査する際、端縁の領域ＥＤＡをそれぞれ位置決め画像として登録する場合が考えられる。あるいは図３３に示すように、検査対象物Ｓ１の位置決めに利用する部位ＰＳＡと、計測を行う部位ＭＥＡが異なる場合に、測定部位を設定する画像とは異なる画像を位置決め画像として登録することもできる。
（位置決めサポート機能）

このように、位置決め画像を画像表示領域４１０や操作領域４２０に表示させて、ユーザによる検査対象物の位置決め作業を補助することが可能となる。なお、「位置決めサポート表示」欄６３６をＯＦＦに切り替えると、このような画像表示領域４１０における位置決め画像のオーバーレイ表示がＯＦＦされ、ユーザは検査対象物のライブ画像のみを確認できるようになる。この場合でも、位置決め画像表示欄６３２には位置決め画像が表示されるので、これを参照しながらユーザは位置決め作業を行うことが可能となる。
（検査条件の変更）

一旦設定された検査条件を変更するには、一からすべての検査条件を作り直すだけでなく、必要に応じて既存の検査設定を部分的に変更することでも実現できる。検査条件を変更するには、図９の機能選択メニュー画面５０１から「設定編集」ボタン５０６を押下する。すると図３４のような検査設定ファイルの選択画面６４０が表示されるので、変更したい検査設定ファイルを選択する。すると図３５に示すように、選択された検査設定ファイルが読み込まれて検査条件詳細画面５４０が表示されるので、ここからユーザは必要な項目を変更する。

あるいは、後述する画像検査の実行中においても、検査条件の変更を行うことができる。具体的には、図３６の画像検査結果表示画面６５０において、右下に設けられた「解析画面」ボタン６５１を押下すると、自動的に、現在の画像検査の検査条件として指定された検査設定ファイルが読み込まれて、上述した図３５と同様の検査条件詳細画面５４０が呼び出される。これにより、画像検査の実行中であっても、容易に検査条件の設定画面を呼び出して、必要箇所を速やかに変更、修正できるので、判定結果等に応じて、検査条件を適宜修正することができ、使い勝手のよい画像検査の環境が実現される。
（画像検査）

以上のようにして画像検査の検査条件の設定がなされた状態で、検査対象物をステージ上に載置して、画像検査を実行する。この手順を、図９、図３７〜図４０に基づいて説明する。まず図９の機能選択メニュー画面５０１から「検査実行」ボタン５０３を押下する。すると図３７のような画像検査実行画面６３０が表示されるので、まず、検査設定ファイルを選択する。具体的には、操作領域４２０に設けられた「検査設定ファイル」選択欄６３１から、予め設定、保存された検査設定ファイルを選択する。ここでは位置決め画像として図２５に示したテクスチャ画像を１枚のみ登録した検査設定ファイルを選択すると、選択された検査設定ファイルに登録された情報が復元され、図３８に示す画像検査実行画面６３０の操作領域４２０の位置決め画像表示欄６３２には、登録した位置決め画像が表示される。また画像表示領域４１０におけるライブ画像表示欄６３４には、ステージのライブ画像と共に、この位置決め画像ＰＯＩが半透明で重ねて表示される。この状態でユーザが検査対象物をステージ上に載置すると、図３９に示すように、ステージ上の検査対象物のテクスチャ画像ＴＸＩと、位置決め画像ＰＯＩとが重ねて表示される。この状態で、ユーザはステージの位置を調整して、あるいは検査対象物を置く位置を調整して、図４０に示すようにライブ画像表示欄６３４で表示される画像が概ね重なって表示されるようにする。なお、完全に画像が重なるように一致させる必要はなく、ある程度の位置合わせにより画像検査が実行可能となる。
（位置決め判定手段２１８）

さらに位置決めに際して、検査対象物をステージ上に載置する際、基準検査位置から許容される範囲に載置されたか否かを判定する位置決め判定手段２１８を備えることもできる。これにより、ある程度の位置決めがなされた時点で判定を実行する状態に至ったことをユーザに告知できるので、位置決めに割く時間を短くして効率よく画像検査を進めることが可能となる。ここで基準検査位置とは、基準対象画像を撮像した際の基準対象物のステージ上における位置である。
（位置決めインジケータ６３７）

また位置決め判定手段２１８は、検査対象物をステージ上に載置した現在の位置と、基準検査位置との一致度から、該位置で画像検査を実行した場合の精度を相対的な指標として表示可能な位置決めインジケータとすることもできる。また位置決めインジケータは、指標を連続的に表示可能な棒グラフ状に構成し、さらに画像検査が可能な値を閾値として表示することで、この閾値を超えておれば画像検査が安定的に実行可能であることをユーザに告知できる。この結果、ユーザは厳密な位置決め作業に拘泥されることなく、位置決めインジケータの指標が閾値以上となった時点で、検査指示手段２５３を操作するよう促される。いいかえると、位置決め作業を切り上げるよう促されるので、画像検査の作業時間の短縮化が期待される。

このような位置決めインジケータを用いた変形例を、図４１〜図４４に示す。この例では、図４１に示す変形例に係る画像検査実行画面６３０Ｂが、図９の機能選択メニュー画面５０１から「検査実行」ボタン５０３を押下して呼び出される。図４１の画像検査実行画面６３０Ｂでは、操作領域４２０の下段に位置決めインジケータ６３７を設けている。位置決めインジケータ６３７は横長の棒グラフ状に構成され、また画像検査を安定して実行可能な閾値６３８を赤線で示している。この状態で「検査設定ファイル」選択欄６３１から、予め設定、保存された検査設定ファイルを選択すると、図４２に示すように、選択された検査設定ファイルに登録された位置決め画像が半透明で画像表示領域４１０に表示される。この状態で、ユーザが検査対象物をステージ上に載置すると、図４３に示すように、ステージ上の検査対象物のテクスチャ画像ＴＸＩと、位置決め画像ＰＯＩとが重ねて表示される。このとき、位置決めインジケータ６３７は、指標が閾値６３８に満たないことから、ユーザはステージを調整するなどして、位置合わせを行う。例えばステージをθ方向に回転させる等して、図４４に示すように画像をある程度一致させると、位置決めインジケータ６３７が閾値６３８を超え、この状態で画像検査を実行可能であることをユーザは把握できる。よってユーザは「測定」ボタン４３０を押下して、画像検査を実行させることができる。

以上の例では、位置決め判定手段２１８として位置決めインジケータ６３７でアナログ的な表示を行う例を説明した。ただ本発明はこのようなアナログ的な表示例に限らず、位置決めの可不可をデジタル的に表示させた構成としてもよい。例えば位置決め判定手段２１８として、検査対象物Ｓがステージ１４０上に置かれた初期位置と、検査条件として設定された基準検査位置とを比較して、この初期位置で高さ情報が取得可能かどうかを判定し、その判定結果が高さ情報取得不可能である場合には、該判定結果に基づく所定の出力（例えば「位置ＯＫ」、「位置ＮＧ」等）を行うよう構成することもできる。

また、検査設定で設定された基準検査位置に検査対象物Ｓを載置させるように誘導する誘導機能を備えてもよい。一方で、例えばステージに、検査対象物を載置する際の位置合わせの基準となるガイド部材や、機械的に位置を規制するジグなどを配置することで、このような位置決め作業を不要として、位置決め画像を参照したりすることなく、検査対象物を検査条件の設定時と同じ位置におくことが可能となる。
（画像検査実行指示）

位置決めが終了すると、画像検査の実行を検査指示手段２５３で指示する。具体的には、検査指示手段２５３の一形態である「測定」ボタン４３０を押下する。これにより、検査対象物を撮像した検査対象画像として、テクスチャ画像および高さ画像が取得され、それらに基づき三次元合成画像が生成され、計測部位指定手段２５２で指定された計測部位を、計測部位抽出手段２２５が検査対象画像中から自動的に抽出して、計測手段２１６ｂにより、計測部位の計測値が計測され、検査結果が表示される。具体的には、図３６に示す画像検査結果表示画面６５０のように、検査対象物のテクスチャ画像と三次元画像が表示され、さらに計測結果が計測結果表示領域６５２に一覧表示される。計測結果表示領域６５２には、各計測部位の個別判定表示領域６５３と、すべての計測部位の判定結果から、総合の判定結果を表示させるための総合判定表示領域６５４とが設けられている。
（判定結果）

ここで、判定結果の種別を説明する。画像検査手段２１６は、画像検査により得られた検査結果として、検査対象物が検査条件に合致している場合は「正常」、合致していない場合は「異常」、検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は「検査不能」を出力する。出力は、上述の通り表示部に表示させる他、データとしてファイルに書き出したり、信号として外部機器に出力（有線、無線を含む）することもできる。

ここで異常とは、計測自体は実行されているが、得られた計測値が後述する公差の範囲外であるような場合を示す。また検査不能とは、画像検査の判定を行えない場合を意味し、例えば計測部位の計測ができない場合、計測値自体が存在しない場合等が該当する。この点において、計測値が得られている「異常」とは異なる。このように、単に正常か異常かでなく、画像検査が実行できなかった場合に検査不能を表示させることで、検査対象物の異常に起因しない検査の不備、いいかえると検査対象物が正常であるにも拘わらず、何らかの事情で画像検査が行えなかった場合に、ユーザは必要な措置を講じることで、誤判定を低減することが可能となる。例えば、検査対象物のステージ上へのおき方を変えたり、照明光を調整する等の対策が考えられる。

上述の通り、検査条件の設定時において、設計値指定手段２５４で予め設計値、許容される範囲の上限値、下限値の３つの値が指定され、検査設定ファイルとして保存、記憶されている。この検査条件に従い、画像検査を実行する画像検査手段２１６は、計測値が、記憶された上限値と下限値の範囲内、すなわち公差の範囲内にあるか否かを判定する。ここで、計測値が公差の範囲内にあるときは、正常に対応する範囲内判定を、計測値が公差の範囲外にあるときは、異常に対応する範囲外判定を、検査対象画像を取得できたものの、計測部位の計測値を取得できないため判定を実行することができなかった場合に、検査不能に対応する不能判定を、判定結果として出力する。以下、本実施例では範囲内判定は「ＯＫ」、範囲外判定は「ＮＧ」、不能判定は「ＦＡＩＬ」と表示する。このようにすることで、判定結果を参照して、不能判定ならば計測のやり直しが必要であり、範囲外判定ならば検査対象物の不良ということがユーザに判別可能となる。このように、不能判定を設けたことで、不良品でない可能性のある検査対象物を誤って破棄する事態を回避できる。さらに画像検査手段２１６は、判定結果が検査不能となった場合に、検査不能とされた要因を出力可能としている。これにより、画像検査を適切に行うために検査条件等を調整すべき箇所を特定し易くなり、再設定の手間を省力化できる。
（不能判定）

ここで、画像検査結果の例を図４５〜図４９に示す。まず図４５に示す画像検査結果表示画面６５０は、計測部位として指定された２箇所ともＯＫと判定された例を示している。この例では、計測結果表示領域６５２において、２つの個別判定表示領域６５３と、総合判定表示領域６５４のそれぞれにおいて、いずれもＯＫとの判定結果が表示されている。

次に図４６に示す画像検査結果表示画面６５０では、２箇所の計測部位の内、計測部位１がＦＡＩＬ、計測部位２がＮＧと、個別判定表示領域６５３においてそれぞれ判定されており、総合判定表示領域６５４においてはＦＡＩＬとの判定結果が表示されている。ＦＡＩＬと判定された計測部位２の計測値は表示されておらず、計測自体に失敗したことが判る。一方計測部位１においては、計測値は表示されており、計測はなされたものの、数値が異常であることが判る。なお、個別判定結果としてＦＡＩＬとＮＧが混在している場合、全体判定結果はＮＧとなる。すなわち全体判定結果においては、「検査不能」が「異常」よりも優先される。

また図４７の例では、２箇所の計測部位がいずれもＦＡＩＬと個別判定表示領域６５３で表示されており、総合判定結果もＦＡＩＬと表示されている。さらに図４７のテクスチャ画像上には、ＦＡＩＬ判定の要因を表示する要因表示欄６５５を設けている。ここでは要因表示欄６５５において、「位置合わせに失敗しました」とのメッセージが表示されている。このように、ＦＡＩＬすなわち計測値が計測できなかった原因が、位置合わせに失敗して計測部位を抽出できなかったことが、この画面から理解できる。

なお、「ＯＫ」と「ＮＧ」、「ＦＡＩＬ」とは表示色や表示態様を変化させることで、判定結果を視覚的にユーザに認識させることができる。例えば「ＯＫ」を緑色、「ＮＧ」と「ＦＡＩＬ」を赤色で表示させることで、容易にその意味をユーザは理解できる。また「ＮＧ」と「ＦＡＩＬ」をハイライト表示や点滅表示などとすることで注意を惹く態様で表示させてもよい。

さらに詳細な理由を調べたり、検査条件を調整してＦＡＩＬにならないよう、すなわち画像検査が正しく実行できるように再設定するには、図４８、図４９の検査条件詳細画面５４０を表示させる。上述の通り、図４６、図４７の画像検査結果表示画面６５０から、右下に設けられた「解析画面」ボタン６５１を押下すると、現在の画像検査の検査条件として指定された検査設定ファイルが読み込まれて、図４８、図４９の検査条件詳細画面５４０がそれぞれ呼び出される。ここで、図４８は、計測部位２については高さが計測されており、プロファイルグラフＰＧに寸法線ＤＭＬと数値も表示されているが、計測値が公差よりも大きいためＮＧとなったことが判る。一方、計測部位１については、プロファイルグラフＰＧに寸法線が表示されるものの、数値はなく、代わりに「計測できません」との要因メッセージＣＡＭが表示されており、上端のエッジの抽出に失敗した結果、高さの計測ができなかったことが判る。このように、計測値が表示される部分に、数値に変えてエラーメッセージを表示させることで、どの計測部位がどのような理由で計測できなかったのかを視覚的に容易に把握できるように構成している。また、エッジ抽出に失敗する等してラインが引けないような場合は、このラインをハイライトして表示させ、検出に失敗した仮想線ＩＭＬであることを強調できる。この例では上端のエッジに相当する線を仮想線ＩＭＬとして太字の白色で表示し、未検出であることをユーザが認識できるようにしている。あるいはこれに代えて、又はこれに加えて、抽出できなかったラインに「抽出失敗」等の説明を付することで、一層判りやすくできる。

さらに図４９の検査条件詳細画面５４０は、図４７の画像検査結果表示画面６５０と対応しており、計測部位１、２共に、寸法線に「計測できません」と表示され、また未抽出の上端及び下端エッジに相当する各仮想線ＩＭＬをハイライト表示し、それぞれ「抽出失敗」との説明を付している。

なお、ＦＡＩＬすなわち不能判定と判定する際の要因には、検査対象画像の位置合わせの失敗、検査対象画像のエッジ抽出の失敗、検査対象画像中で計測部位に計測値が見出せないこと等が挙げられる。ここで計測部位に計測値が見出せないとは、検査設定の際には、その計測部位に計測すべき点（計測点）を指定できたものの、画像検査の実行時には、計測部位の計測をすることができなかったことを指す。
（相対関係図６５６）

また、画像検査の判定結果に加えて、計測された計測値と、設定された設計値や公差との関係を、相対関係図６５６として表示領域に表示させることもできる。この相対関係図６５６は、設計値を公差で挟むようにゲージ状に表示することが好ましい。ゲージは一端を下限値ＭＩＮ、他端を上限値ＭＡＸに対応させ、またこの公差の範囲内に計測値ＶＡＬを、長さと対応する位置に表示する。例えば図４５に示すように判定結果がＯＫの場合は、相対関係図６５６として下限値ＭＩＮと上限値ＭＡＸで規定される公差の範囲内に、設計値ＳＥＴを表示させ、さらに計測値ＶＡＬも、その値に応じた位置に表示させる。図４５の例では、設計値ＳＥＴを白抜きの丸で表示させ、計測値ＶＡＬを緑色の点で表示させている。これにより、計測された値が設計値ＳＥＴに対して相対的にどのような位置にあるかを視覚的に把握することができる。例えば計測部位１と２を比較した場合、計測部１の方が計測部位２よりも設計値ＳＥＴから離れていることが判る。

一方、図４６に示すＮＧの例では、公差の範囲内に計測値ＶＡＬが収まらないため、ゲージの上限値ＭＡＸまた下限値ＭＩＮから一方向に延長し、延長線上に計測値ＶＡＬを表示させ、この計測値ＶＡＬが公差からどのくらい離れているかを相対的に表示するようにしている。図４６の計測部位２の例では、公差の上限よりも計測値ＶＡＬが大きいため、公差の範囲外として右側に延長された線上の対応する位置に、計測値ＶＡＬを点で表示させている。またゲージの内、公差にあたる部分を白で表示させ、他の部分を灰色とすることで、公差がどの部分にあたるかをイメージ的に表現している。なお、ＦＡＩＬについては計測値が得られていないので、このような相対関係図の表示を省略している。

さらに、相対関係図６５６における表示色を、判定結果の表示色と一致させることで、一層の視覚的な理解のし易さを図ることができる。図４６の例では、計測値ＶＡＬを赤色で表示させ、個別判定結果であるＦＡＩＬの表示色である赤色と一致させ、正常でないことをアピールできる。一方、図４５の例では計測値ＶＡＬを緑色で表示させ、判定結果のＯＫの表示色である緑色と一致させている。

なお、上述した画像検査結果表示画面６５０の画面右下段に設けられた「ＮＧ項目を優先して表示する」チェックボックス６５７をＯＮすることで、ＮＧとなった計測部位が上位に表示されるように表示順序が入れ替えられる。

このようにして得られた判定結果に問題が無ければ「閉じる」ボタン６５８を押下して図３８の画像検査実行画面６３０に戻る。この状態で、別の検査対象物を置き、検査指示し、検査結果を表示させる。以下、この操作を繰り返すことで、検査対象物の画像検査を行うことができる。
（検査結果レポート機能）

さらに、検査結果をレポート形式で出力することもできる。すなわち表示部に検査結果レポートを表示させ、あるいはこれに代えて又はこれに加えて、検査結果レポートをデータとして保存することもできる。検索結果レポートを表示部に表示させる例を図５０、図５１に示す。このように検査結果レポート６６０は、検査対象物の各種画像、計測部位、計測値、設計値と公差、個別判定結果及び総合判定結果を関連付けて表示させている。これを表示あるいは印刷させることで、画像検査の結果を一覧で視認性よく確認できる。例えば、製品のトレーサビリティの観点から、顧客先に製品の検査結果を書面で提出するよう求められた場合、この検査結果レポート機能を用いて簡単に解析レポートとして報告できる。
（データファイル生成手段２２９）

この三次元画像検査装置は、画像検査手段２１６の検査結果をデータファイルとして生成するデータファイル生成手段２２９を備えることができる。このようなデータファイルとしては、画像検査手段２１６による画像検査の実行時に生成される検査結果ファイルが挙げられる。検査結果ファイルには、画像の撮像条件、解析条件、判定条件、各計測部位の計測値や設定値、公差、個別判定結果、総合判定結果、検査者、日付、シリアル番号等の情報を含めることができる。

また検査結果ファイルを生成するタイミングについて、判定結果がＯＫの場合には生成せず、ＮＧやＦＡＩＬの場合にのみ生成するようにしてもよい。このような検査結果ファイルは、画像検査の結果を解析をする際に活用できる。特に異常な結果だけを残しておくことで、このデータファイルを読み込んで原因の究明等に役立てることができる。さらに、検査結果ファイルと共に、画像データも合わせて保存することもできる。画像データは、例えばテクスチャ画像、高さ画像、三次元合成画像等が挙げられる（位置決め画像）。これらの画像データは、検査結果ファイルに組み込んで保存することもでき、又は検査結果ファイルとは別個のデータとして保存することもできる。
（パターンマッチング）

この画像検査では上述の通り、検査対象画像に対して、パターンマッチングを利用した位置合わせを自動的に行う自動位置合わせ機能を備えている。パターンサーチは二段階で行い、最初に自動位置合わせをした後、詳細位置合わせを行う。ここで自動位置合わせは、正規化相関を利用し、詳細位置合わせでは幾何サーチを用いている。このように、正規化相関で、ある程度まで位置合わせを行いつつ、幾何サーチで詳細に合わせこむ手順としている。仮に幾何サーチですべての位置合わせを行う場合、計算量が増える上、サーチ対象の幾何パターンの指定が不適切な場合は、位置合わせができない懸念がある。一方、正規化相関のみですべての位置早生を行う場合は、画像同士の相関値で位置合わせを行うため、計算量が少なく、画像同士の位置合わせはしやすいものの、精度が低いという懸念がある。そこで、正規化相関である程度の段階まで位置合わせをしつつ、幾何サーチで詳細に位置合わせを行うようにしている。

ここで、画像検査実行時に自動位置合わせを行うための具体的な設定手順を、図１３、図５２〜図６１に基づいて説明する。上述した図１３の検査条件詳細画面５４０から、「位置合わせ」ボタン５４３を押下すると、図５２の自動位置合わせ設定画面５５０に移行する。この状態で、「自動位置合わせ設定」欄５５５をＯＦＦからＯＮに切り替えると、図５３に示すように「自動設定」ボタン５５６が押下可能となり、自動位置合わせの設定を行うことが可能となる。また画像表示領域４１０上でパターンマッチングに利用する領域を指定可能となる。この状態で「自動設定」ボタン５５６を押下すると、図５４に示す自動位置合わせ詳細設定画面６７０に移行する。

図５４の自動位置合わせ詳細設定画面６７０では、ユーザに対して自動位置合わせの設定手順を誘導するガイダンス機能を備えている。まず、操作領域４２０上において「位置合わせ画像選択」欄６７１で位置合わせ画像を選択させる。ここでは、高さ画像かテクスチャ画像のいずれかを選択させる。例えば図５４の例では高さ画像を選択しているところ、テクスチャ画像を選択すると図５５に示すように画像表示領域４１０で表示される画像が、ここでの選択に応じてテクスチャ画像に変更される。ユーザは、自動位置合わせの設定に適した画像を適宜選択できる。例えば形状が明確な画像であれば高さ画像を選択し、テクスチャが明確な画像であればテクスチャ画像を選択することができる。ここで、位置合わせ画像としてテクスチャ画像を選択した場合、テクスチャ画像で位置合わせした後、高さ画像が有する高さ情報で、テクスチャ画像全体をＺ方向に平行移動させる。一方、高さ画像を選択した場合は、ＸＹ方向に位置合わせをした後、高さ画像の各ＸＹ座標が有する高さ情報でもってＺ方向に位置合わせを行う。

次に「領域設定」欄６７２において、画像表示領域４１０中から、一回目のパターンマッチングを行うのに適した特徴的な部分を含むように領域を指定させる。さらに「回転サーチ範囲」欄６７３において、パターンマッチングで姿勢を回転させて回転サーチを行う際の角度範囲を制限するか否か、制限する場合の角度範囲を設定する。ここで「制限しない」を選択すると、回転サーチを３６０°の範囲で行う。また「制限する」で角度範囲を±０°に設定すると、回転サーチを行わないように設定できる。このような設定が終わると、「ＯＫ」ボタン６７４を押下して図５３の自動位置合わせ設定画面５５０に戻る。
（詳細位置合わせ）

次に、図５３の画面で「詳細位置合わせ」欄５５７の「設定」ボタン５５８を押下すると、図５６の詳細位置合わせ画面６８０に移行する。詳細位置合わせ画面６８０では、二回目のパターンサーチの設定を行う。二回目のパターンサーチは幾何サーチであるため、サーチ対象の幾何パターンを指定する必要がある。よって図５６の詳細位置合わせ画面６８０では、テクスチャ画像に対してエッジ抽出を行い、位置合わせに使用する適切な要素を選択し、２点または２直線で基点とその方向を決定する。ここでは、位置合わせに使用する線、円を作成する。操作領域４２０には、点や線、円、円弧、平行線、特定角、中点、交点、結合線、結合円、中線、垂基線などの幾何パターンを指定するための補助ツール６８１が設けられており、ユーザはこれらを用いて適切な幾何パターンを、画像表示領域４１０中で作成する。次に、位置を合わせる２点又は２直線を指定する。このため操作領域４２０には、位置合わせツール６８２として「２点」ボタン６８３と「２直線」ボタン６８４が設けられている。設定が終了すると「ＯＫ」ボタン６８５を押下して、図５７の自動位置合わせテスト画面６９０に移行する。

自動位置合わせテスト画面６９０では、テスト用データに対して詳細位置合わせを試験的に行い、正しい設定がなされているかどうかを確認する。この画面では、画像表示領域４１０に、現在設定中の基準対象物（基準データ）のテクスチャ画像と、画面中央で切断した縦横のプロファイル画像が表示されている。ここで、操作領域４２０の「テスト用データ」選択欄６９１から、適切なテスト用データを選択する。テスト用データとして、検査対象物のサンプル等を予め登録しておく。テスト用データが選択されると、図５８に示すように指定されたテスト用データの画像が読み込まれ、画像表示領域４１０においてテクスチャ画像とプロファイル画像が重ねて表示される。この状態で「テスト実行」ボタン６９２を押下し、詳細位置合わせを試験的に行う。この結果、図５９に示すようにテスト用データと合致すれば、設定が正しくなされていることが判る。一方、例えば図６０のような、特徴がない領域をパターンマッチングの領域として設定した場合、テスト実行を行っても図６１のように一致せず、正しい設定がなされていないことが判る。
（Ｚ方向の位置合わせ）

なお高さ方向（Ｚ方向）の位置合わせは、位置合わせの際に、Ｚ方向に平行移動させることで行う。また基準面の設定は、指定した領域全体が基準面となるように計算する。この計算には最小二乗法等が利用できる。ここでＺ方向の傾きを調整する。位置合わせの段階で概ねの位置合わせをしているため、合致させやすい利点が得られる。
（画像連結機能）

以上説明した三次元画像検査装置が扱う画像（基準対象画像、検査対象画像）の内、テクスチャ画像は、テクスチャ画像取得手段により一回の撮像で取得される画像に限られない。テクスチャ画像取得手段で複数回に分けて撮像された、異なる部位を示すテクスチャ画像同士を連結して、大きなテクスチャ画像として連結画像を、基準対象画像や検査対象画像として利用することもできる。特に高倍率な光学画像等を撮像可能な三次元画像検査装置においては、低倍率なテクスチャ画像ではその能力を十分に発揮できないことがあり、高倍率で高精細なテクスチャ画像を画像連結機能で生成して、精度の高い画像検査を実現することができる。あるいは、高倍率の画像は視野が狭いため、異なる視野で撮像した画像同士を連結することで視野を拡大した連結画像を得ることもできる。このような画像連結機能を、図６２〜図７０に基づいて説明する。ここでは、検査条件設定時の基準対象画像として連結画像を登録する例について説明するが、画像検査実行時の検査対象画像に対しても手順は同様である。なお、画像連結機能はＣＰＵ２１０の画像連結手段２１９によって実現される。

まず図９の機能選択メニュー画面５０１から「設定編集」ボタン５０６を押下することで図６２の検査設定画面５１０が呼び出される。この検査設定画面５１０の操作領域４２０の下段において、画像連結機能を実行する「連結モード」欄５１４が設けられている。この「連結モード」欄５１４で「ＯＦＦ」を「オート」に切り替えることで、図６３に示す連結モード設定画面７００となり、連結モードが実行される。この連結モード設定画面７００では操作領域４２０に連結領域表示欄７０１が設けられる。この状態で、画像表示領域４１０において表示されているテクスチャ画像を、連結したい部位や倍率に調整する。調整後に、「追加」ボタン７０２を押下すると、現在画像表示領域４１０で表示中のテクスチャ画像が連結対象画像として登録され、図６４に示すように連結領域表示欄７０１に取り込まれると共に、この下段において登録済みの連結対象画像として幅、高さのサイズと枚数が表示される。さらに画像表示領域４１０の視野を移動させ、「追加」ボタン７０２を押下して２枚目の連結対象画像を登録する。これにより、図６５に示すように連結領域表示欄７０１において、２枚の連結対象画像が連結された連結画像が表示される。

この状態で、図６５の操作領域４２０の下段に設けられた「位置決め設定」ボタン７０３を押下すると、図６６の連結用位置決め画像登録画面７１０に遷移する。この連結用位置決め画像登録画面７１０では、先に連結領域設定で登録した連結対象画像が予め登録されている。また、連結対象画像をさらに追加したり、あるいは削除することも可能である。この画面からユーザは複数箇所の画像を手動で登録していく。登録が終了すると、操作領域４２０の下段に設けられた「戻る」ボタン７１１を押下して、図６７の検査設定画面５１０に戻る。この状態で、位置決め画像表示欄６３２に、所望の連結画像が得られていることを確認すると、「測定」ボタン４３０を押下して、登録された連結対象画像を順次撮像すると共に、これらを連結して連結画像を生成する。

なお、画像連結を行う場合には、検査設定ファイルに記録される連結条件として、連結データを測定するための条件、連結枚数（縦枚数、横枚数）、１枚毎の座標、除外領域（連結領域の中で一部だけ測定しない領域）、連結実行するための条件等の設定が含まれる。また間引き数は、連結時の重複量（のりしろ量）については、１枚毎の座標を元に並べることで自動的に算出される。
（間引き機能）

連結画像は、そのままではテクスチャ画像のデータサイズが大きくなる。そこで、必要に応じて画像データを小さくする。データサイズの縮小には、例えばデータを間引いたり圧縮したりする等、既存の方法が適宜利用できる。ここでは、データを間引く方法を採用している。また、このようなデータサイズ圧縮を、ユーザに対し確認又は促すように自動でメッセージが表示されるようにすることで、データサイズの肥大化を回避できる。図６７の検査設定画面５１０の例では、「測定」ボタン４３０を押下して連結画像の生成を指示すると、連結された連結画像データのサイズを自動で設定するかどうかを確認するメッセージが自動的に表示される。これによりユーザは、間引き処理を自動で行うか、手動で行うかを選択できる。手動で行う場合は、「いいえ」を選択する。この場合は、測定後、すなわち連結画像を生成した後、図６８に示すような画像連結設定画面７２０を表示させ、位置調整及び連結の実行を行う画面を表示させる。さらに図６９の連結画像保存画面７３０において、「保存する画像サイズ」欄７３１から図７０に示すように連結画像の保存時の画像のサイズを変更できる。これにより、画像データを間引いてサイズを小さくできる。また、図６９において「連結結果を保存」ボタン７３２を押下すると、通常の検査条件の設定と同様、図１３等に示した検査条件詳細画面５４０に戻る。

なお、連結画像の間引きなどのデータ圧縮は、画像データの保存時に行う他、生成時に行うこともできる。

以上、三次元画像検査装置として、縞投影画像を用いた例を説明した。ただ本発明は、高さ画像を取得する方法を、この方法に限定するものでなく、高さ情報を取得可能な既知の方法を適宜採用できる。例えば三角測量の原理を使用した方法としては、光切断方法、位相シフト法、空間コード化法、ランダムパターン投影法等が挙げられる。また三角測量の原理以外を用いた、非接触のアクティブな三次元計測方法としては、タイムオブフライト法、共焦点法等が利用できる。あるいは、非接触のパッシブな三次元計測方法としては、ステレオ法（キャリブレート済みステレオ法やフォトグラメトリ）、レンズ焦点法などの焦点法が挙げられる。

また、このような三次元計測の測定原理のいずれを採用するかによって、画像検査不能や計測不能（ＦＡＩＬ）となる理由も変化することがあるので、採用した測定原理に応じた要因を、適宜出力するように変更する。例えば縞投影の場合は、上述の通り、姿勢が悪い、照明光が影になっている、多重反射が発生している、あるいは検査対象物の材質に起因して、例えば反射率が低いといった要因が挙げられる。一方、光切断法では、上記と同様の要因が考えられる。

これに対して、光干渉法では、検査対象物の水平面からの傾きが異なると、斜面が測定できない、反射率が低い、表面の凹凸が激しいといった要因で、高さ情報を測定できないことが挙げられる。またステレオ法では、オクルージョン（見えない部分）が発生したり、検査対象物の表面の凹凸が少なく特徴が無い等の要因が挙げられる。さらにタイムオブフライト法では、ノイズの影響を受ける（分解能が粗い）といった要因が挙げられる。さらに共焦点法では、上述した光干渉法と同様、検査対象物の水平面からの傾きが異なると、斜面が測定できない、反射率が低い、表面の凹凸が激しいといった要因で高さ情報を計測できないことが考えられる。このように、高さ情報の測定に利用する測定原理に応じて、ＦＡＩＬとなる要因を表示させることで、ユーザに対し、採用した測定原理に適した対処法を提案できる。

なお、測定原理に依存しない要因、例えば位置合わせの失敗やエッジ抽出の失敗といった要因は、共通するので上記と同様に表示できる。

本発明の三次元画像検査装置及び画像撮像方法、三次元画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、検査対象物の高さを三角測距の原理を利用して測定する測定装置やデジタイザ、あるいはこれらの検査結果に基づいて、良品か不良品かを判定する検査装置として好適に利用できる。

１００、１００’…撮像手段
１０１…本体ケース
１１０…投光部；１１０Ａ…第一測定光投光部；１１０Ｂ…第二測定光投光部
１１１…測定光源；１１１Ａ…第一測定光源；１１１Ｂ…第二測定光源
１１２…パターン生成部
１１２Ａ…第一パターン生成部；１１２Ｂ…第二パターン生成部
１１３〜１１５、１１３Ａ〜１１５Ａ、１１３Ｂ〜１１５Ｂ、１２２、１２３…レンズ
１２０…受光部
１２１…カメラ
１２１ａ…撮像素子
１３０…照明光出力部
１４０…ステージ
１４１…Ｘ−Ｙステージ
１４２…Ｚステージ
１４３…θステージ
１４４…ステージ操作部
１４５…ステージ駆動部
１５０…測定制御部
２００…制御手段
２１０…ＣＰＵ
２１１…測定画像合成手段
２１３…三次元画像合成手段
２１４…誘導手段
２１５…警告手段
２１６…画像検査手段；２１６ｂ…計測手段
２１７…位置演算手段
２１８…位置決め判定手段
２１９…画像連結手段
２２０…ＲＯＭ
２２１…パターンマッチング手段
２２２…判定出力手段
２２５…計測部位抽出手段
２２６…基準面設定手段
２２７…位置決め画像登録手段
２２８…高さ画像取得手段
２２９…データファイル生成手段
２３０…作業用メモリ
２４０…記憶装置
２５０…操作部
２５１…検査設定手段
２５２…計測部位指定手段
２５３…検査指示手段
２５４…設計値指定手段
３００…光源部
３１０…制御基板
３２０、３２０’…観察用照明光源
４００…表示部
４１０…画像表示領域；４１０ａ…プロファイル線表示欄；４１０ｂ…高さ画像表示欄；４１０ｃ…プロファイルグラフ表示欄
４２０…操作領域；４２０ａ…プロファイルツール選択欄；４２０ｂ…計測ツール選択欄
４３０…「測定」ボタン
４４０…プロファイル計測一覧表示領域
４４０ａ…プロファイル情報表示欄；４４０ｂ…計測結果表示欄
５００、４１００…三次元画像検査装置
５０１…機能選択メニュー画面
５０２…「検査設定」ボタン
５０３…「検査実行」ボタン
５０４…「観察」ボタン
５０５…「解析」ボタン
５０６…「設定編集」ボタン
５１０…検査設定画面
５１１…「３Ｄ測定」タブ
５１２…「画像観察」タブ
５１４…「連結モード」欄
５２０…「ＸＹステージ」操作部
５３０…画像ビューワ画面
５３１…画像切り替えボタン
５３２…「３Ｄ」ボタン
５３３…「テクスチャ」ボタン
５３４…「高さ」ボタン
５３５…「解析する」ボタン
５３６…「保存」ボタン
５４０…検査条件詳細画面
５４１…登録画像表示領域
５４２…計測表示領域
５４３…「位置合わせ」ボタン
５４４…「画像処理」ボタン
５４５…「プロファイル」ボタン
５５０…自動位置合わせ設定画面
５５１…「テスト画面」ボタン
５５２…説明文
５５３…表示画像選択欄
５５４…「ＯＫ」ボタン
５５５…「自動位置合わせ設定」欄
５５６…「自動設定」ボタン
５５７…「詳細位置合わせ」欄
５５８…「設定」ボタン
５６０…画像処理画面
５６１…「画像処理ツール」選択欄
５６２…「基準面設定」ボタン
５６３…「面形状補正」ボタン
５６４…「反転」ボタン
５６５…「平滑化」ボタン
５６６…「ＯＫ」ボタン
５７０…基準面設定画面
５８０…計測設定画面
５８１…「プロファイル線」タブ
５８２…「補助ツール１」タブ
５８３…「補助ツール２」タブ
５８４…直線ツール
５８５…「エッジ自動抽出」欄
５８６…「計測」タブ
５８７…「補助ツール」タブ
５８８…「線」ツール
５８９…「垂基線」ツール
５９１…「線−線」ツール
５９２…「プロファイルの最下点を０と表示する」欄
５９３…「ＯＫ」ボタン
５９４…個別判定表示欄
５９５…総合判定表示欄
５９６…「工程情報設定」ボタン
５９７…工程情報設定画面
５９８…「保存オプション」ボタン
５９９…検査設定ファイル保存オプション設定画面
６０１…検査結果ファイルの生成条件設定欄
６１０…位置決め画像登録方法指定画面
６１１…位置決め画像の登録方法指定欄
６１２…「毎回同じステージ位置で検査を行う」欄
６２０…位置決め画像登録画面
６２１…位置決め画像簡易表示欄
６２２…登録済み位置決め画像表示欄
６２３…「追加」ボタン
６２４…「倍率切り替え」欄
６２５…「倍率」欄
６２６…「戻る」ボタン
６３０、６３０Ｂ…画像検査実行画面
６３１…「検査設定ファイル」選択欄
６３２…位置決め画像表示欄
６３３…位置決め画像情報欄
６３４…ライブ画像表示欄
６３５…「次へ」ボタン
６３６…「位置決めサポート表示」欄
６３７…位置決めインジケータ
６３８…閾値
６４０…検査設定ファイルの選択画面
６５０…画像検査結果表示画面
６５１…「解析画面」ボタン
６５２…計測結果表示領域
６５３…個別判定表示領域
６５４…総合判定表示領域
６５５…要因表示欄
６５６…相対関係図
６５７…「ＮＧ項目を優先して表示する」チェックボックス
６５８…「閉じる」ボタン
６６０…検査結果レポート
６７０…自動位置合わせ詳細設定画面
６７１…「位置合わせ画像選択」欄
６７２…「領域設定」欄
６７３…「回転サーチ範囲」欄
６７４…「ＯＫ」ボタン
６８０…詳細位置合わせ画面
６８１…補助ツール
６８２…位置合わせツール
６８３…「２点」ボタン
６８４…「２直線」ボタン
６８５…「ＯＫ」ボタン
６９０…自動位置合わせテスト画面
６９１…「テスト用データ」選択欄
６９２…「テスト実行」ボタン
７００…連結モード設定画面
７０１…連結領域表示欄
７０２…「追加」ボタン
７０３…「位置決め設定」ボタン
７１０…連結用位置決め画像登録画面
７１１…「戻る」ボタン
７２０…画像連結設定画面
７３０…連結画像保存画面
７３１…「保存する画像サイズ」欄
７３２…「連結結果を保存」ボタン
Ｓ、Ｓ１…検査対象物
ＭＬ…測定光；ＭＬ１…第一測定光；ＭＬ２…第二測定光
ＩＬ…照明光
ＰＬ…プロファイル線
ＰＧ…プロファイルグラフ
ＰＳ…プロファイル形状（断面形状）
ＡＬ…補助線
ＳＭＡ…平滑化領域
ＤＭＬ…寸法線
ＰＯＩ…位置決め画像
ＥＬＳ…細長い検査対象物
ＥＤＡ…端縁の領域
ＰＳＡ…位置決めに利用する部位
ＭＥＡ…計測を行う部位
ＴＸＩ…テクスチャ画像
ＣＡＭ…要因メッセージ
ＩＭＬ…仮想線
ＭＩＮ…下限値
ＭＡＸ…上限値
ＶＡＬ…計測値
ＳＥＴ…設計値

Claims (24)

1. 検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査装置であって、
   検査対象物を載置するためのステージと、
   前記ステージ上に載置された検査対象物のテクスチャ情報を有する二次元の光学画像であるテクスチャ画像を取得するためのテクスチャ画像取得手段と、
   前記ステージ上に載置された検査対象物の高さ情報を含む高さ画像を取得するための高さ画像取得手段と、
   検査対象物の検査条件を定めるために、検査の基準となる基準対象物を前記ステージ上に載置して、該位置を基準検査位置として撮像した、基準対象物の高さ画像である検査基準画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定するための検査設定手段と、
   検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置した状態で、該検査対象物を撮像した検査対象画像に対し、前記検査設定手段で設定された検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う画像検査手段と、
   前記画像検査手段に、画像検査の実行を指示するための検査指示手段と、
   前記画像検査手段の画像検査により得られた検査結果として、
   検査対象物が検査条件に合致している場合は、正常、
   検査対象物が検査条件に合致していない場合は、異常、
   検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は、検査不能
   のいずれかを表示し、
   さらに検査不能の表示は、該検査不能とされた要因に応じて異なる表示を行うための表示部と、
   を備える三次元画像検査装置。
2. 請求項１に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記画像検査手段が、検査対象画像に対して所定の計測を行うための計測手段であり、
   前記計測手段で計測された計測結果に基づいて、判定した結果を画像検査結果として、前記表示部に表示させてなることを特徴とする三次元画像検査装置。
3. 請求項２に記載の三次元画像検査装置であって、さらに、
   検査対象画像中の、前記計測手段により計測を行う対象となる計測部位を、検査基準画像において指定するための計測部位指定手段と、
   検査対象物の計測部位の設計値又は許容される範囲の少なくともいずれかを指定するための設計値指定手段と、
   前記計測部位指定手段で指定された計測部位を、検査対象画像中から自動的に抽出するための計測部位抽出手段と、
   を備え、
   前記画像検査手段が、前記計測部位抽出手段で抽出された計測部位を前記計測手段で計測した計測値が、前記設計値指定手段で指定された設計値又は許容される範囲で規定される公差の範囲内にあるか否かを判定し、
   前記画像検査手段が、判定結果として、
   計測値が公差の範囲内にあるときは、前記正常に対応する範囲内判定を、
   計測値が公差の範囲外にあるときは、前記異常に対応する範囲外判定を、
   出力可能に構成してなる三次元画像検査装置。
4. 請求項３に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記画像検査手段が、判定結果として、さらに、
   検査対象物の検査対象画像を取得できたものの、計測部位の計測値を取得できないため判定を実行することができなかった場合に、前記検査不能に対応する不能判定を、
   出力可能に構成してなる三次元画像検査装置。
5. 請求項４に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記表示部は、前記画像検査手段の判定結果を表示可能で、かつ不能判定となった場合はその理由を表示可能としており、
   検査対象物の計測部位が複数ある場合に、各計測部位の判定結果と、計測可能であった場合の計測値を一覧表示可能としてなる三次元画像検査装置。
6. 請求項５に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記設計値指定手段で、許容される範囲として、設計値及び該設計値から許容される上限値及び下限値の公差を指定するよう構成してなる三次元画像検査装置。
7. 請求項６に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記表示部は、一覧表示において、範囲内判定又は範囲外判定の表示と共に、計測値と、計測値の設計値および公差との関係を示す相対関係図を表示可能としてなる三次元画像検査装置。
8. 請求項７に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記相対関係図が、設計値を公差で挟むようにゲージ状に表示されており、
   前記相対関係図が、範囲内判定の場合、公差で挟まれたゲージ内の対応する位置に、計測値を表示し、
   前記相対関係図が、範囲外判定の場合、公差で挟まれたゲージ外の延長線上の対応する位置に、計測値を表示するよう構成してなる三次元画像検査装置。
9. 請求項５〜８のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、
   前記表示部は、
   複数の計測部位の判定結果の一覧表示の際には、不能判定となった理由を非表示とし、
   個別の計測部位の判定結果を表示する際に、不能判定となった理由を表示するよう構成してなる三次元画像検査装置。
10. 請求項４〜９のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記表示部は、検査対象画像に、不能判定又はその理由を付加して表示可能としており、
    前記表示部は、検査対象物の断面形状を示すプロファイル画像を表示可能としており、
    該プロファイル画像に、不能判定又はその理由を付加して表示可能としてなる三次元画像検査装置。
11. 請求項１０に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記画像検査手段が、検査結果を判定不能とする際、前記表示部上に、該判定不能の表示と共に、該判定不能の要因と関連する画像を関連付けて表示させるよう構成してなる三次元画像検査装置。
12. 請求項１１に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記画像検査手段が
    検査対象画像の位置合わせを実行できない場合に、該検査対象画像のテクスチャ画像と共に検査不能を前記表示部に表示させ、
    検査対象画像の位置合わせを実行できたものの計測部位の計測が実行できない場合に、実行できなかった計測部位のプロファイル画像と共に検査不能を前記表示部に表示させるよう構成してなる三次元画像検査装置。
13. 請求項４〜１２のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記検査設定手段で複数の計測部位が指定された状態で、
    前記表示部が、
    複数設定された計測部位のそれぞれに対する判定結果を表示する個別判定表示欄と、
    すべての計測部位の判定結果から、総合の判定結果を表示させるための総合判定表示欄と、
    を有する三次元画像検査装置。
14. 請求項１３に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記画像検査手段は、前記総合判定表示欄に、総合判定として、
    前記指定された複数の計測部位の内、前記計測手段で計測できなかった部位が一以上ある場合は、不能判定を、
    前記指定された複数の計測部位のすべてを測定でき、かつ計測値が公差の範囲外となったものが一以上ある場合は、範囲外判定を、
    前記指定された複数の計測部位のすべてを測定でき、かつすべての計測値が公差の範囲内である場合は、範囲内判定を、
    それぞれ表示させるよう構成してなる三次元画像検査装置。
15. 請求項４〜１４のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記画像検査部が不能判定と判定する際の要因が、
    検査対象画像に対する位置合わせの失敗、
    検査対象画像に対する画像処理においてエッジ抽出の失敗、
    検査対象画像中で計測部位に計測値が見出せない、
    の少なくともいずれかを含む三次元画像検査装置。
16. 請求項１５に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記画像検査部が不能判定と判定する際の要因が、計測部位に計測値が見出せないことである場合は、
    検査設定の際には、該計測部位に計測点を指定することができたが、
    検査の際に、計測部位の測定をすることができなかった場合である三次元画像検査装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、さらに、
    画像検査時に検査対象物の高さ情報を測定する基準となる平面を基準面として、基準対象物の検査基準画像中に設定するための基準面設定手段を備える三次元画像検査装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、さらに、
    前記画像検査手段の検査結果をデータファイルとして生成するデータファイル生成手段を備える三次元画像検査装置。
19. 請求項１８に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記データファイル生成手段が、前記画像検査手段の検査結果が異常又は検査不能の場合に、データファイルを生成するよう構成してなる三次元画像検査装置。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記光学撮像取得手段と高さ画像取得手段が、共通の撮像素子でもってテクスチャ画像の撮像と高さ画像の撮像を行うよう構成してなる三次元画像検査装置。
21. 請求項２０に記載の三次元画像検査装置であって、
    前記高さ画像取得手段が、
    検査対象物に対して斜め方向から測定光を投光して構造化照明を行うための測定光投光手段
    を含み、
    前記高さ画像取得手段が、
    前記測定光投光手段で投光され、検査対象物で反射された測定光を取得して複数の縞投影画像を前記撮像素子で撮像し、
    前記複数の縞投影画像に基づいて高さ情報を有する高さ画像を取得してなる画像検査装置。
22. 検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査方法であって、
    検査の基準となる基準対象物をステージに載置し、該位置を基準検査位置として撮像した、該基準対象物の高さ情報を含む高さ画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定する工程と、
    検査の対象となる検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置し、
    該検査対象物のテクスチャ画像と高さ画像を撮像し、
    前記高さ画像を、検査対象画像として、該検査対象画像に対して、前記検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う工程と、
    前記画像検査手段の画像検査により得られた検査結果として、
    検査対象物が検査条件に合致している場合は、正常、
    検査対象物が検査条件に合致していない場合は、異常、
    検査対象物が検査条件に合致しているかどうかを判定できない場合は、検査不能のいずれか、及び検査不能とされた場合は該検査不能とされた要因により異なる表示を表示部で表示させる工程と、
    を含む三次元画像検査方法。
23. 検査対象物を撮像した、高さ情報を含む検査対象画像に対して所定の画像検査を実行するための画像検査プログラムであって、
    検査の基準となる基準対象物をステージに載置し、該位置を基準検査位置として撮像した、該基準対象物の高さ情報を含む高さ画像に対して、検査対象物の高さに関する検査条件を設定する機能と、
    検査の対象となる検査対象物を前記ステージ上の、前記基準検査位置を含む画像検査が実行可能な範囲に載置し、該検査対象物の高さ画像を撮像し、前記高さ画像を、検査対象画像として、該検査対象画像に対して、前記検査条件を具備するかどうかの画像検査を行う機能と、
    検査対象画像に対して所定の計測を行う機能と、
    検査対象画像中の、前記計測手段により計測を行う対象となる計測部位を、検査基準画像において指定する機能と、
    検査対象物の計測部位の設計値又は許容される範囲の少なくともいずれかを指定する機能と、
    前記指定された計測部位を、検査対象画像中から自動的に抽出する機能と、
    前記抽出された計測部位を計測した計測値が、前記指定された設計値又は許容される範囲で規定される公差の範囲内にあるか否かを判定し、
    計測値が公差の範囲内にあるときは、範囲内判定を、
    計測値が公差の範囲外にあるときは、範囲外判定を、
    検査対象物の検査対象画像を取得できたものの、計測部位の計測値を取得できないため判定を実行することができないときは、不能判定を、
    判定結果として出力する機能と、
    前記不能判定の場合、該検査不能とされた要因を表示させる機能
    をコンピュータに実現させる三次元画像検査プログラム。
24. 請求項２３に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。