JP2017032361A - 画像検査装置、画像検査方法および画像検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の形状を容易かつ正確に検査することが可能な画像検査装置、画像検査方法および画像検査プログラムを提供する。【解決手段】設定モードにおいて、ステージ１４１に載置された設定用対象物Ｓの位置決め用画像データが登録される。検査モードにおいて、位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像が表示部に表示される。ステージ１４１に載置された検査対象物Ｓの位置決めのための画像が表示部に表示される。その後、検査対象物Ｓの位置合わせのための画像データが取得され、設定用対象物Ｓの位置合わせのための画像データに位置合わせされる。位置合わせされた高さ画像データに基づいて、検査対象物Ｓの計測対象箇所の高さ方向に成分を持つ寸法が計測され、検査対象物Ｓの良否が判定される。判定された判定結果が表示部に表示される。【選択図】図２

Description

本発明は、画像データに基づいて検査対象物の検査を行う画像検査装置、画像検査方法および画像検査プログラムに関する。

従来より、対象物を撮像することにより得られる画像データに基づいて対象物の形状を測定可能な画像計測装置がある（例えば、特許文献１，２参照）。画像計測装置においては、例えばステージ上に載置された対象物が、ステージの上方に配置された撮像装置により撮像される。撮像により得られる画像データに基づいて、対象物の形状が測定される。

画像計測装置を用いて対象物の形状を測定し、測定結果が許容範囲（公差）内にあるか否かを判定することにより対象物の検査を行うことが可能になる。

特開平１１−１３２７４０号公報 特開２０１０−１６９５８４号公報

特許文献１，２に記載された画像計測装置においては、二次元の画像に対応する画像データに基づいて対象物の形状が測定される。一方、近年では、三角測距方式の画像計測装置が提案されている。三角測距方式の画像計測装置では、ステージ上に載置された対象物の表面に光が照射され、その反射光が１次元または２次元に配列された画素を有する受光素子により受光される。受光素子により得られる受光量分布のピーク位置に基づいて、対象物の表面の高さを測定することができる。したがって、対象物の高さについても検査を行うことが可能になる。

ここで、対象物の表面上で三角測距方式の画像計測装置により高さを測定することが可能な領域は、対象物に照射される光の向きに応じて変化する。そのため、複数の対象物がそれぞれ異なる位置および姿勢でステージ上に載置されると、複数の対象物の間で高さを計測することが可能な領域にばらつきが生じる場合がある。それにより、複数の対象物の間で実際に計測される部分にばらつきが生じると、正確な検査を行うことができない。

本発明の目的は、検査対象物の形状を容易かつ正確に検査することが可能な画像検査装置、画像検査方法および画像検査プログラムを提供することである。

（１）第１の発明に係る画像検査装置は、測定対象物が載置されるステージと、ステージに載置された測定対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データを取得する第１の画像データ取得手段と、ステージに載置された測定対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得する第２の画像データ取得手段と、検査のための設定を行う設定モードと検査を実行する検査モードとで制御動作を行う制御手段と、表示手段とを備え、制御手段は、設定モードにおいて、ステージに測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得するように第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第１の取得指令手段と、設定モードにおいて、第１の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録する第１の登録手段と、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得するように第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第２の取得指令手段と、設定モードにおいて、第２の取得指令手段の指令により取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録する第２の登録手段と、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するように第２の画像データ取得手段に指令を与える第３の取得指令手段と、設定モードにおいて、第３の取得指令手段の指令により取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測する第１の計測手段と、設定モードにおいて、設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付ける受け付け手段と、検査モードにおいて、第１の登録手段により登録された位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を表示するように表示手段に指令を与える第１の表示指令手段と、検査モードにおいて、ステージに測定対象物として検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得するように第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第４の取得指令手段と、検査モードにおいて、第４の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を表示するように表示手段に指令を与える第２の表示指令手段と、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、第１および第２の表示指令手段による指令の後に、第２の登録手段により登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得するように第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第５の取得指令手段と、検査モードにおいて、第５の取得指令手段の指令により取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録する第３の登録手段と、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するように第２の画像データ取得手段に指令を与える第６の取得指令手段と、検査モードにおいて、パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとを位置合わせすることにより、第６の取得指令手段の指令により取得された第２の画像データの位置合わせを行う位置合わせ手段と、検査モードにおいて、位置合わせ手段により位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測する第２の計測手段と、検査モードにおいて、第１の計測手段により計測された寸法と、第２の計測手段により計測された寸法と、受け付け手段により受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値に基づいて検査対象物の良否を判定する判定手段と、検査モードにおいて、判定手段により判定された判定結果を表示するように表示手段に指令を与える第３の表示指令手段とを含む。

この画像検査装置においては、検査のための設定を行う設定モードと検査を実行する検査モードとで制御動作が行われる。設定モード時に、設定作成者が測定対象物として設定用対象物をステージに載置する。設定モードにおいては、位置決めのための第１または第２の画像データが取得される。ここで、第１の画像データは設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表し、第２の画像データは設定用対象物の表面の高さ画像を表す。取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。次に、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データが取得される。取得された位置合わせのため画像データが基準画像データとして登録される。また、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法が計測される。設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力が受け付けられる。

検査モード時に、検査作業者が測定対象物として検査対象物をステージに載置する。検査モードにおいて、登録された位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像が表示手段に表示される。ステージに検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データが取得される。取得された位置決めのための画像データに基づいて画像が表示手段に表示される。ステージに検査対象物が載置された状態で、位置決め用画像および検査対象物の画像が表示手段に表示された後に、登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データが取得される。取得された位置合わせのための画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。また、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとが位置合わせされることにより、検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせが行われる。位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法が計測される。設定用対象物について計測された寸法と、検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて検査対象物の良否が判定される。判定された判定結果が表示手段に表示される。

この構成によれば、設定モードにおいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。位置決め用画像データに基づく位置決め用画像は、設定用対象物の位置および姿勢を示す。設定モードにおいては、設定作成者が設定用対象物の計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように設定用対象物の位置および姿勢を調整した状態で位置決め用画像データを取得することができる。検査モードにおいて、検査対象物の位置決めのための画像データが取得され、位置決めのための画像データに基づく検査対象物の画像が位置決め用画像とともに表示手段に表示される。そのため、検査作業者は、表示手段に表示された検査対象物の画像および位置決め用画像を視認することにより、ステージに検査対象物を載置する際に検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づけることが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて、検査対象物の計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように検査対象物の位置および姿勢を調整することができる。

また、検査モードにおいて取得される検査対象物についての位置合わせのための画像データは、設定モードにおいて取得された設定用対象物についての位置合わせのための画像データに高い精度でそれぞれ位置合わせされる。そのため、設定モードにおいて計測された設定用対象物の計測対象部分に対応する検査対象物の計測対象部分の寸法を検査モードにおいて高い精度で計測することが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて複数の検査対象物について所望の計測対象部分の寸法を計測することができる。これらの結果、検査対象物の形状を容易にかつ正確に検査することができる。

（２）第１の登録手段は、設定モードにおいて、設定用対象物の複数の部分をそれぞれ示す複数の位置決め用画像データ、または倍率が互いに異なる複数の位置決め用画像データを登録してもよい。

この構成によれば、検査モードにおいて、検査対象物の複数の部分を検査する場合、または検査対象物を異なる倍率で検査する場合でも、検査作業者は、検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づけることができる。

（３）画像検査装置は、第１の登録手段により登録された複数の位置決め用画像を表示部に順次表示させるために操作される第１の操作手段をさらに備え、第１の表示指令手段は、検査モードにおいて、第１の操作手段の操作に基づいて、第１の登録手段により登録された複数の位置決め用画像データに基づく位置決め用画像を順次表示するように表示手段に指令を与えてもよい。

この場合、検査作業者は、表示手段に表示される複数の位置決め用画像を順次視認することにより、検査象物の位置および姿勢を段階的に調整することができる。これにより、検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれより正確に近づけることができる。

（４）制御手段は、検査モードにおいて、第１の登録手段により登録された位置決め用画像データと第４の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データとの一致度を算出する一致度算出手段と、検査モードにおいて、一致度算出手段による算出結果を表示するように表示手段に指令を与える第４の表示指令手段とをさらに含んでもよい。

この場合、検査作業者は、表示手段に表示された一致度を視認することにより、ステージに検査対象物を載置する際に検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ容易に近づけることができる。

（５）第４の表示指令手段は、予め定められた一致度についてのしきい値を示す情報を表示するように表示手段に指令を与えてもよい。

この場合、検査作業者は、表示手段に表示された一致度についてのしきい値を視認することにより、検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づける際の許容度を認識することができる。

（６）第４の取得指令手段は、検査モードにおいて、ステージに載置された検査対象物の時間的変化を示す第１の画像データをライブ画像データとして取得するように第１の画像データ取得手段に指令を与え、第２の表示指令手段は、検査モードにおいて、第４の取得指令手段の指令により取得されたライブ画像データに基づいて検査対象物の時間的変化を示すライブ画像を位置決め用画像と重ねて表示するように表示手段に指令を与えてもよい。

この場合、検査作業者は、表示手段に表示されたライブ画像と位置決め用画像との重なり具合を視認することにより、検査対象物の位置および姿勢を設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ容易に近づけることができる。

（７）第２の取得指令手段は、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、第１および第２の画像データを取得するように第１および第２の画像データ取得手段にそれぞれ指令を与え、画像検査装置は、第２の取得指令手段の指令により取得された第１および第２の画像データのうちいずれか一方を選択するために操作される第２の操作手段をさらに備え、第２の登録手段は、設定モードにおいて、第２の操作手段の操作により選択された画像データを基準画像データとして登録してもよい。

この場合、第１および第２の画像データのうちいずれかの画像データを基準画像データとして選択することができる。検査対象物の表面のテクスチャ画像および表面の高さ画像に応じて基準画像データを適切に選択することにより、検査対象物についての位置合わせのための画像データを設定用対象物についての位置合わせのための画像データに高い精度で位置合わせすることができる。その結果、複数の検査対象物について所望の計測対象部分の寸法を高い精度で計測することができる。

（８）制御手段は、設定モードにおいて、第２の取得指令手段の指令により取得された第１の画像データに基づくテクスチャ画像および第２の画像データに基づく高さ画像のうち少なくとも一方の画像を表示するように表示手段に指令を与える第５の表示指令手段をさらに含んでもよい。

この場合、設定モードにおいて登録するべき基準画像データを選択する際に、第１の画像データに基づくテクスチャ画像および第２の画像データに基づく高さ画像のうち少なくとも一方の画像が表示手段に表示される。そのため、設定作成者は、表示手段に表示された画像を視認しつつ登録するべき基準画像データを適切に選択することができる。

（９）画像検査装置は、パターンマッチングのための探索範囲を指定するために操作される第３の操作手段をさらに備え、位置合わせ手段は、検査モードにおいて、第３の操作手段の操作により指定された探索範囲内でパターンマッチングにより位置合わせ用画像データを基準画像データに位置合わせしてもよい。

この場合、パターンマッチングを行う探索範囲が指定されるので、位置合わせ用画像データを基準画像データに短時間で位置合わせすることができる。

（１０）第１および第２の画像データ取得手段は、共通の軸上から第１および第２の画像データをそれぞれ取得するように配置されてもよい。

この場合、第１の画像データの部分と第２の画像データの部分とを容易に対応付けることができる。そのため、第１および第２の画像データのいずれをも位置決めのための画像データおよび位置合わせのための画像データとして用いるための構成を単純化することができる。

（１１）画像検査装置は、第２の画像データ取得手段により取得された第２の画像データにおいて、任意の基準面を指定するために操作される第４の操作手段をさらに備え、制御手段は、設定モードにおいて、第４の操作手段の操作により指定された基準面を登録する第４の登録手段をさらに含み、第２の画像データ取得手段は、測定対象物の表面の各部分の位置が第４の登録手段により登録された基準面に直交する方向において基準面からの距離を表すように、取得した第２の画像データを補正してもよい。

この場合、補正された第２の画像データに基づいて、基準面に直交する方向における基準面からの測定対象物の表面の各部分の位置を容易に認識することができる。

（１２）第２の発明に係る画像検査方法は、設定モードにおいて、ステージに測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための画像データとして設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データまたは設定用対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得するステップと、設定モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録するステップと、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得するステップと、設定モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録するステップと、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するステップと、設定モードにおいて、取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測するステップと、設定モードにおいて、設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付けるステップと、検査モードにおいて、ステージに測定対象物として検査対象物が載置された状態で、登録された位置決め用画像データに基づいて検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置にステージまたは検査対象物を移動させるステップと、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、ステージまたは検査対象物の移動後に、登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得するステップと、検査モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録するステップと、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するステップと、検査モードにおいて、パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとを位置合わせすることにより、検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせを行うステップと、検査モードにおいて、位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測するステップと、検査モードにおいて、設定用対象物について計測された寸法と、検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値に基づいて検査対象物の良否を判定するステップと、検査モードにおいて、判定された判定結果を表示手段に表示するステップとを含む。

この画像検査方法によれば、検査のための設定を行う設定モードと検査を実行する検査モードとで制御動作が行われる。設定モード時に、設定作成者が測定対象物として設定用対象物をステージに載置する。設定モードにおいては、位置決めのための第１または第２の画像データが取得される。ここで、第１の画像データは設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表し、第２の画像データは設定用対象物の表面の高さ画像を表す。取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。次に、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データが取得される。取得された位置合わせのため画像データが基準画像データとして登録される。また、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法が計測される。設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力が受け付けられる。

検査モード時に、検査作業者が測定対象物として検査対象物をステージに載置する。検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置にステージまたは検査対象物が移動される。ステージに検査対象物が載置された状態で、ステージまたは検査対象物の移動後に、登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データが取得される。取得された位置合わせのための画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。また、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとが位置合わせされることにより、検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせが行われる。位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法が計測される。設定用対象物について計測された寸法と、検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて検査対象物の良否が判定される。判定された判定結果が表示手段に表示される。

この方法によれば、設定モードにおいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。位置決め用画像データに基づく位置決め用画像は、設定用対象物の位置および姿勢を示す。設定モードにおいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。検査モードにおいて、登録された位置決め用画像データに基づいて検査対象物の位置および姿勢が設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づくようにステージまたは検査対象物を移動させることが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて、検査対象物の計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように検査対象物の位置および姿勢を調整することができる。

また、検査モードにおいて取得される検査対象物についての位置合わせのための画像データは、設定モードにおいて取得された設定用対象物についての位置合わせのための画像データに高い精度でそれぞれ位置合わせされる。そのため、設定モードにおいて計測された設定用対象物の計測対象部分に対応する検査対象物の計測対象部分の寸法を検査モードにおいて高い精度で計測することが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて複数の検査対象物について所望の計測対象部分の寸法を計測することができる。これらの結果、検査対象物の形状を容易にかつ正確に検査することができる。

（１３）ステージまたは検査対象物を移動させるステップは、検査モードにおいて、登録された位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を表示手段に表示することと、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得することと、検査モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を表示部に表示することと、検査モードにおいて、位置決め用画像および位置決めのための画像データに基づく画像の表示後、ステージまたは検査対象物の移動を受け付けることとを含んでもよい。

この場合、検査モードにおいて、検査対象物の位置決めのための画像データが取得され、位置決めのための画像データに基づく検査対象物の画像が位置決め用画像とともに表示手段に表示される。そのため、検査作業者は、表示手段に表示された検査対象物の画像および位置決め用画像を視認することにより、検査対象物の位置および姿勢が設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づくようにステージまたは検査対象物を容易に移動させることができる。

（１４）第３の発明に係る画像検査プログラムは、処理装置により実行可能な画像検査プログラムであって、設定モードにおいて、ステージに測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための画像データとして設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データまたは設定用対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得する処理と、設定モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録する処理と、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得する処理と、設定モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録する処理と、設定モードにおいて、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得する処理と、設定モードにおいて、取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測する処理と、設定モードにおいて、設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付ける処理と、検査モードにおいて、ステージに測定対象物として検査対象物が載置された状態で、登録された位置決め用画像データに基づいて検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置にステージまたは検査対象物を移動させる処理と、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、ステージまたは検査対象物の移動後に、登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得する処理と、検査モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録する処理と、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得する処理と、検査モードにおいて、パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとを位置合わせすることにより、検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせを行う処理と、検査モードにおいて、位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測する処理と、検査モードにおいて、設定用対象物について計測された寸法と、検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値に基づいて検査対象物の良否を判定する処理と、検査モードにおいて、判定された判定結果を表示手段に表示する処理とを、処理装置に実行させる。

この画像検査プログラムによれば、検査のための設定を行う設定モードと検査を実行する検査モードとで制御動作が行われる。設定モード時に、設定作成者が測定対象物として設定用対象物をステージに載置する。設定モードにおいては、位置決めのための第１または第２の画像データが取得される。ここで、第１の画像データは設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表し、第２の画像データは設定用対象物の表面の高さ画像を表す。取得された位置決めのための画像データに基づいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。次に、ステージに設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データが取得される。取得された位置合わせのため画像データが基準画像データとして登録される。また、ステージに設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。取得された計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法が計測される。設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力が受け付けられる。

検査モード時に、検査作業者が測定対象物として検査対象物をステージに載置する。検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置にステージまたは検査対象物が移動される。ステージに検査対象物が載置された状態で、ステージまたは検査対象物の移動後に、登録された基準画像データに対応する位置合わせのための画像データが取得される。取得された位置合わせのための画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。また、ステージに検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データが取得される。パターンマッチングにより位置合わせ用データと基準画像データとが位置合わせされることにより、検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせが行われる。位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、設定用対象物の計測対象箇所に対応する検査対象物の計測対象箇所の寸法が計測される。設定用対象物について計測された寸法と、検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて検査対象物の良否が判定される。判定された判定結果が表示手段に表示される。

このプログラムによれば、設定モードにおいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。位置決め用画像データに基づく位置決め用画像は、設定用対象物の位置および姿勢を示す。設定モードにおいて、設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。検査モードにおいて、登録された位置決め用画像データに基づいて検査対象物の位置および姿勢が設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づくようにステージまたは検査対象物を移動させることが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて、検査対象物の計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように検査対象物の位置および姿勢を調整することができる。

また、検査モードにおいて取得される検査対象物についての位置合わせのための画像データは、設定モードにおいて取得された設定用対象物についての位置合わせのための画像データに高い精度でそれぞれ位置合わせされる。そのため、設定モードにおいて計測された設定用対象物の計測対象部分に対応する検査対象物の計測対象部分の寸法を検査モードにおいて高い精度で計測することが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて複数の検査対象物について所望の計測対象部分の寸法を計測することができる。これらの結果、検査対象物の形状を容易にかつ正確に検査することができる。

（１５）ステージまたは検査対象物を移動させる処理は、検査モードにおいて、登録された位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を表示手段に表示することと、検査モードにおいて、ステージに検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得することと、検査モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を表示部に表示することと、検査モードにおいて、位置決め用画像および位置決めのための画像データに基づく画像の表示後、ステージまたは検査対象物の移動を受け付けることとを含んでもよい。

この場合、検査モードにおいて、検査対象物の位置決めのための画像データが取得され、位置決めのための画像データに基づく検査対象物の画像が位置決め用画像とともに表示手段に表示される。そのため、検査作業者は、表示手段に表示された検査対象物の画像および位置決め用画像を視認することにより、検査対象物の位置および姿勢が設定用対象物の位置および姿勢にそれぞれ近づくようにステージまたは検査対象物を容易に移動させることができる。

本発明によれば、検査対象物の形状を容易かつ正確に検査することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る画像検査装置の構成を示すブロック図である。 図１の画像検査装置の測定部の構成を示す模式図である。 三角測距方式の原理を説明するための図である。 投光部から出射される測定光のパターンの例を示す図である。 ステージ上に載置される測定対象物の一例を示す外観斜視図である。 図５の測定対象物のテクスチャ画像の例である。 図５の測定対象物の高さ画像の例である。 画像検査装置の表示部に表示される初期画面の一例を示す図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 設定モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 検査モードでの画像検査装置の一使用例を説明するための図である。 １つの設定用対象物に対して複数の計測対象部分が存在する場合の一例を示す図である。 検査設定結合機能の使用例を説明するための図である。 検査設定結合機能の使用例を説明するための図である。 連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データの一生成例を説明するための図である。 ＰＣのＣＰＵにより実行される画像検査処理を示すフローチャートである。 ＣＰＵの構成を示すブロック図である。 設定モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 設定モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 設定モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 設定モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 設定モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 検査モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 検査モードにおけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 位置決め用画像データに基づく映像誘導の一例を示す図である。 測定対象物の位置決めのための治具がステージに設けられた例を示す図である。

（１）画像検査装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像検査装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１の画像検査装置５００の測定部の構成を示す模式図である。以下、本実施の形態に係る画像検査装置５００について、図１および図２を参照しながら説明する。図１に示すように、画像検査装置５００は、測定部１００、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２００、制御部３００および表示部４００を備える。

図１に示すように、測定部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、ステージ装置１４０および制御基板１５０を含む。投光部１１０、受光部１２０および照明光出力部１３０により測定ヘッド１００Ｈが構成される。図２に示すように、投光部１１０は、測定光源１１１、パターン生成部１１２および複数のレンズ１１３，１１４，１１５を含む。受光部１２０は、カメラ１２１および複数のレンズ１２２，１２３を含み、デジタルズーム機能を有する。

図１に示すように、ステージ装置１４０は、ステージ１４１、ステージ操作部１４２およびステージ駆動部１４３を含む。ステージ１４１には、測定対象物Ｓが載置される。図２に示すように、ステージ１４１は、Ｘ−Ｙステージ１０、Ｚステージ２０およびθステージ３０により構成される。ステージ１４１は、測定対象物Ｓが載置される面（以下、載置面と呼ぶ）に測定対象物Ｓを固定する図示しない固定部材（クランプ）をさらに含んでもよい。

図２に示すように、投光部１１０は、ステージ１４１の斜め上方に配置される。測定部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、測定部１００は２つの投光部１１０を含む。以下、２つの投光部１１０を区別する場合は、一方の投光部１１０を投光部１１０Ａと呼び、他方の投光部１１０を投光部１１０Ｂと呼ぶ。投光部１１０Ａ，１１０Ｂは受光部１２０の光軸を挟んで対称に配置される。

各投光部１１０Ａ，１１０Ｂの測定光源１１１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１１１は、白色光を出射する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等の他の光源であってもよい。測定光源１１１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に入射する。

パターン生成部１１２は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）である。パターン生成部１１２は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon：反射型液晶素子)またはマスクであってもよい。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および予め設定された強度（明るさ）に変換されて出射される。以下、強度が所定の値以上の測定光の部分を明部分と呼び、強度が所定の値より小さい測定光の部分を暗部分と呼ぶ。

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により比較的大きい径を有する光に変換された後、ステージ１４１上の測定対象物Ｓに照射される。受光部１２０は、ステージ１４１の上方に配置される。測定対象物Ｓによりステージ１４１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により集光および結像された後、カメラ１２１により受光される。

カメラ１２１は、例えば撮像素子１２１ａおよびレンズを含む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、カラーＣＣＤであってもよいし、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。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。）が制御基板１５０に出力される。

制御基板１５０には、図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）および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、制御部３００による制御に基づいて、制御基板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とも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ＰＣ２００に転送される。

図１に示すように、ＰＣ２００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３０、記憶装置２４０および操作部２５０を含む。また、操作部２５０は、キーボードおよ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、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。

ＲＯＭ２２０には、システムプログラムが記憶される。ＲＡＭ２３０は、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、画像検査プログラムが記憶される。また、記憶装置２４０は、制御基板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。

ＣＰＵ２１０は、制御基板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ＲＡＭ２３０を用いて各種処理を行うとともに、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、ＣＰＵ２１０は、ステージ駆動部１４３に駆動パルスを与える。表示部４００は、例えばＬＣＤパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。

制御部３００は、制御基板３１０および照明光源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、ＰＣ２００のＣＰＵ２１０からの指令に基づいて、投光部１１０、受光部１２０および制御基板１５０を制御する。

照明光源３２０は、例えば赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ出射する３つの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、照明光源３２０から任意の色の光を発生することができる。照明光源３２０から発生される光（以下、照明光と呼ぶ。）は、導光部材（ライトガイド）を通して測定部１００の照明光出力部１３０から出力される。なお、制御部３００に照明光源３２０を設けずに、測定部１００に照明光源３２０を設けてもよい。この場合、測定部１００には照明光出力部１３０が設けられない。

図２の照明光出力部１３０は、円環形状を有し、受光部１２０のレンズ１２２を取り囲むようにステージ１４１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から測定対象物Ｓに照明光が照射される。照明光は測定対象物Ｓの略真上から照射されるので、測定対象物Ｓが孔部を有する場合でも、照明光は孔部の底部にまで到達する。したがって、照明光により測定対象物Ｓの表面だけでなく、孔部の底部も観察することができる。

測定部１００においては、照明光出力部１３０からの照明光が測定対象物Ｓに照射された状態で、測定対象物Ｓの表面のパターンを表すデータがテクスチャ画像データとして生成される。表面のパターンには、例えば模様および色彩が含まれる。以下、テクスチャ画像データに基づく画像をテクスチャ画像と呼ぶ。また、測定部１００においては、投光部１１０からの測定光が測定対象物Ｓに照射された状態で、測定対象物Ｓの表面の形状を表すデータが高さ画像データとして生成される。以下、高さ画像データに基づく画像を高さ画像と呼ぶ。さらに、測定部１００においては、テクスチャ画像と高さ画像との合成画像を示す合成画像データが生成されてもよい。なお、高さ画像とは距離画像とも呼ばれる画像である。

表示部４００には、テクスチャ画像および高さ画像が表示される。測定部１００により上記の合成画像データが生成される場合、その合成画像データに基づく合成画像が表示部４００に表示されてもよい。

（２）ステージの構成
測定部１００には、装置固有の三次元座標系と原点位置とが定義されている。本例の三次元座標系は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する。図２においては、Ｘ軸に平行な方向をＸ方向として矢印Ｘで示し、Ｙ軸に平行な方向をＹ方向として矢印Ｙで示し、Ｚ軸に平行な方向をＺ方向として矢印Ｚで示す。また、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。本実施の形態においては、Ｚ方向は受光部１２０の光軸に平行な方向である。

ステージ１４１の載置面はＸ方向およびＹ方向に平行な面に含まれる。Ｘ−Ｙステージ１０は、Ｘ方向移動機構およびＹ方向移動機構を有する。Ｚステージ２０は、Ｚ方向移動機構を有する。θステージ３０は、θ方向回転機構を有する。

受光部１２０の焦点に位置しかつ受光部１２０の光軸に垂直な平面を受光部１２０の焦点面と呼ぶ。投光部１１０Ａ，１１０Ｂ、受光部１２０およびステージ１４１の相対的な位置関係は、投光部１１０Ａの光軸、投光部１１０Ｂの光軸および受光部１２０の光軸が受光部１２０の焦点面で互いに交差するように設定される。

また、投光部１１０の焦点（測定光のパターンが結像する点）に位置しかつ投光部１１０の光軸に垂直な平面を投光部１１０の焦点面と呼ぶ。各投光部１１０Ａ，１１０Ｂは、投光部１１０Ａの焦点面および投光部１１０Ｂの焦点面が受光部１２０の焦点を含む位置で交差するように構成される。

θステージ３０のθ方向の回転軸の中心は、受光部１２０の光軸と一致している。そのため、θステージ３０をθ方向に回転させた場合に、測定対象物Ｓを視野から外すことなく、回転軸を中心に視野内で回転させることができる。また、Ｘ−Ｙステージ１０およびθステージ３０は、Ｚステージ２０により支持されている。

ステージ１４１のＸ方向移動機構、Ｙ方向移動機構、Ｚ方向移動機構およびθ方向回転機構には、それぞれステッピングモータが用いられる。ステージ１４１のＸ方向移動機構、Ｙ方向移動機構、Ｚ方向移動機構およびθ方向回転機構は、図１のステージ操作部１４２またはステージ駆動部１４３により駆動される。

使用者は、図１のステージ操作部１４２を手動で操作することにより、ステージ１４１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、またはθ方向に回転させることができる。ステージ駆動部１４３は、ＰＣ２００より与えられる駆動パルスに基づいて、ステージ１４１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１４１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、またはθ方向に回転させることができる。

なお、本実施の形態では、ステージ１４１はステッピングモータにより駆動することが可能であるとともに手動により操作することが可能な電動ステージであるが、これに限定されない。ステージ１４１はステッピングモータでのみ駆動することが可能な電動ステージであってもよいし、手動でのみ操作することが可能な手動ステージであってもよい。また、Ｘ−Ｙステージ１０、Ｚステージ２０およびθステージ３０の配置は、上記の例に限定されない。例えば、図２の例では、θステージ３０上にＸ−Ｙステージ１０が配置されるが、これに限定されず、Ｘ−Ｙステージ１０上にθステージ３０が配置されてもよい。

（３）測定対象物の形状測定
測定部１００においては、三角測距方式により測定対象物Ｓの形状が測定される。図３は、三角測距方式の原理を説明するための図である。図３に示すように、投光部１１０から出射される測定光の光軸と受光部１２０に入射する測定光の光軸（受光部１２０の光軸）との間の角度αが予め設定される。角度αは、０度よりも大きく９０度よりも小さい。

ステージ１４１上に測定対象物Ｓが載置されない場合、投光部１１０から出射される測定光は、ステージ１４１の載置面の点Ｏにより反射され、受光部１２０に入射する。一方、ステージ１４１上に測定対象物Ｓが載置される場合、投光部１１０から出射される測定光は、測定対象物Ｓの表面の点Ａにより反射され、受光部１２０に入射する。

点Ｏと点Ａとの間のＸ方向における距離をｄとすると、ステージ１４１の載置面に対する測定対象物Ｓの点Ａの高さｈは、ｈ＝ｄ÷ｔａｎ（α）により与えられる。図１のＰＣ２００のＣＰＵ２１０は、制御基板１５０により与えられる測定対象物Ｓの画素データに基づいて、Ｘ方向における点Ｏと点Ａとの間の距離ｄを測定する。また、ＣＰＵ２１０は、測定された距離ｄに基づいて、測定対象物Ｓの表面の点Ａの高さｈを算出する。測定対象物Ｓの表面の全ての点の高さを算出することにより、測定対象物Ｓの三次元的な形状が測定される。

測定対象物Ｓの表面の全ての点に測定光を照射するために、図１の投光部１１０からは種々のパターンを有する測定光が出射される。図４は、投光部１１０から出射される測定光のパターンの例を示す図である。測定光のパターンの種類は、図１のパターン生成部１１２により制御される。

図４（ａ）の測定光をライン状測定光と呼ぶ。ライン状測定光は、一の方向に平行な直線状の断面を有する測定光である。図４（ｂ）の測定光を正弦波状測定光と呼ぶ。正弦波状測定光は、一の方向に平行な直線状の断面を有しかつ当該一の方向に直交する他の方向に強度が正弦波状に変化するパターンを有する測定光である。

図４（ｃ）の測定光を縞状測定光と呼ぶ。縞状測定光は、一の方向に平行でかつ当該一の方向に直交する他の方向に並ぶような直線状の断面を有する測定光である。図８（ｄ）の測定光をコード状測定光と呼ぶ。コード状測定光は、一の方向に平行な直線状の断面を有し、かつ明部分と暗部分とが当該一の方向に直交する他の方向に並ぶ測定光である。

ライン状測定光を測定対象物Ｓ上で走査する方法は一般に光切断法と呼ばれる。一般の光切断法に従ってライン状測定光の明部分が測定光の照射範囲の全体に少なくとも１回照射されるようにライン状測定光を走査することにより、測定対象物Ｓの高さ画像データが生成される。

一方、正弦波状測定光、縞状測定光またはコード状測定光を測定対象物Ｓに照射する方法は、パターン投影法に分類される。また、パターン投影法の中でも、正弦波状測定光または縞状測定光を測定対象物Ｓに照射する方法は位相シフト法に分類され、コード状測定光を測定対象物Ｓに照射する方法は空間コード法に分類される。

一般の位相シフト法に従って正弦波状測定光または縞状測定光の明部分が測定光の照射範囲の全体に少なくとも１回照射されるように正弦波状測定光または縞状測定光を走査することにより、測定対象物Ｓの高さ画像データが生成される。また、一般の空間コード法に従って、互いに異なるパターンを有する複数のコード状測定光を順次測定対象物Ｓに照射することにより、測定対象物Ｓの高さ画像データが生成される。

（４）テクスチャ画像および高さ画像の具体例
図５は、ステージ１４１上に載置される測定対象物Ｓの一例を示す外観斜視図である。図５の測定対象物Ｓは、薄肉部ｓ１０、厚肉部ｓ２０および円柱部ｓ３０を有する。薄肉部ｓ１０および厚肉部ｓ２０の各々は、矩形の板形状を有する。薄肉部ｓ１０の一側部と厚肉部ｓ２０の一側部とが互いに接合されている。薄肉部ｓ１０と厚肉部ｓ２０とが接合された状態で、薄肉部ｓ１０の下面ｓ１２と厚肉部ｓ２０の下面ｓ２２とは面一となっている。Ｚ方向において厚肉部ｓ２０の厚みは薄肉部ｓ１０の厚みよりも大きい。厚肉部ｓ２０の上面ｓ２１上に上方に延びるように円柱部ｓ３０が設けられている。

薄肉部ｓ１０の上面ｓ１１、厚肉部ｓ２０の上面ｓ２１および円柱部ｓ３０の上面ｓ３１のＺ方向における位置（高さ）を比較する。この場合、薄肉部ｓ１０の上面ｓ１１が最も低く、円柱部ｓ３０の上面ｓ３１が最も高い。厚肉部ｓ２０の上面ｓ２１は、薄肉部ｓ１０の上面ｓ１１よりも高く、円柱部ｓ３０の上面ｓ３１よりも低い。

円柱部ｓ３０の上面ｓ３１には、白抜きの文字「Ａ」が印字されている。図５の測定対象物Ｓの外表面は、白抜きの文字「Ａ」以外の部分は濃い灰色で塗装されている。図６は図５の測定対象物Ｓのテクスチャ画像の例であり、図７は図５の測定対象物Ｓの高さ画像の例である。

図６に示すように、テクスチャ画像ＴＩは、測定対象物ＳをＺ方向に見た画像である。図６のテクスチャ画像ＴＩによれば、測定対象物Ｓの表面上のパターンとして円柱部ｓ３０（図５）の上面ｓ３１に印字された文字「Ａ」を明りょうに識別することができる。一方、図５の測定対象物Ｓは文字「Ａ」以外の部分が濃い灰色で塗装されているため、そのテクスチャ画像ＴＩにおいては、図５の薄肉部ｓ１０、厚肉部ｓ２０および円柱部ｓ３０の画像上の境界を示す輪郭ＴＥが識別されにくい。

一方、図７に示すように、高さ画像ＨＩは、測定対象物Ｓの表面の各部の高さを互いに異なる複数種類の色で表す。図７においては、色の違いがドットパターンの違いで表される。例えば、最も低い部分が青色で表され、最も高い部分が赤色で表される。他の部分は、高いほど赤色に近づき、低いほど青色に近づくように、高さに応じた色で表される。

図７の高さ画像では、測定対象物Ｓの表面上のパターンを識別することはできない。したがって、図６のテクスチャ画像ＴＩに示される文字「Ａ」を識別することはできない。一方、図７の高さ画像ＨＩにおいては、測定対象物Ｓの表面が高さに応じた色で表されるので、図５の薄肉部ｓ１０、厚肉部ｓ２０および円柱部ｓ３０の画像上の境界を示す輪郭ＨＥが識別されやすい。

（５）画像検査装置の使用例
（５−１）設定モードおよび検査モード
以下の説明では、画像検査装置５００の使用者のうち測定対象物Ｓの検査作業を管理する使用者を適宜設定作成者と呼び、設定作成者の管理の下で測定対象物Ｓの検査作業を行う使用者を適宜検査作業者と呼ぶ。また、測定対象物Ｓの姿勢とは、ステージ１４１上の測定対象物Ｓの回転角度を意味する。

画像検査装置５００は、設定作成者用の設定モードおよび検査作業者用の検査モードを含む複数種類のモードで使用することができる。設定モードでは、設定作成者が一の測定対象物Ｓについて計測対象部分を決め、その計測対象部分の寸法を計測する。それにより、その測定対象物Ｓと同様に設計された他の測定対象物Ｓの検査を行うための情報が検査設定情報として生成される。生成された検査設定情報のデータファイルは検査設定ファイルとして図１の記憶装置２４０に記憶される。検査設定情報には、例えば設定用対象物Ｓの計測対象部分ならびに計測対象部分の寸法の設計値および公差が含まれる。以下、設定モードにおいて設定作成者により計測される測定対象物Ｓを設定用対象物Ｓと呼ぶ。

検査モードでは、検査作業者が、図１の記憶装置２４０に記憶された検査設定ファイルに基づいて他の測定対象物Ｓの検査を行うことができる。以下、検査モードにおいて検査作業者により検査される測定対象物Ｓを検査対象物Ｓと呼ぶ。

検査対象物Ｓの検査時には、計測対象部分の寸法が計測されるとともに、計測された寸法が設計値の公差の範囲内にあるか否かが判定される。計測された寸法が公差の範囲内にある場合、当該検査対象物Ｓは良品であると判定される。一方、計測された寸法が公差の範囲内にない場合、当該検査対象物Ｓは不良品であると判定される。検査対象物Ｓの良否の判定結果は、検査結果として図１の表示部４００に表示される。また、検査結果を示すデータファイルは検査結果ファイルとして図１の記憶装置２４０に記憶される。

（５−２）設定モードの詳細
図８は、画像検査装置５００の表示部４００に表示される初期画面の一例を示す図である。図８に示すように、画像検査装置５００の初期画面には、検査設定ボタン６０１、検査実行ボタン６０２、統計解析ボタン６０３および設定編集ボタン６０４が表示される。

設定作成者は検査設定ボタン６０１を操作する。それにより、図１のＣＰＵ２１０が設定モードで動作する。図９〜図２７は、設定モードでの画像検査装置５００の一使用例を説明するための図である。設定作成者は、まず設定用対象物Ｓを所望の位置および姿勢で図１のステージ１４１上に載置する。

図９に示すように、表示部４００に主表示欄４１１、上部副表示欄４１２および側部副表示欄４１３が表示される。主表示欄４１１は、表示部４００の画面の左側辺から画面中央部にかけて広い領域に割り当てられる。上部副表示欄４１２は、主表示欄４１１の上方で帯状に割り当てられる。側部副表示欄４１３は、主表示欄４１１の右側方で帯状に割り当てられる。

主表示欄４１１には、主としてステージ１４１上に載置される設定用対象物Ｓのテクスチャ画像、高さ画像および合成画像の他、設定用対象物Ｓの寸法計測に関する種々の情報が表示される。

測定部１００において、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像は、所定のフレームレートで連続的に生成される。図９の例では、ステージ１４１の載置面および設定用対象物Ｓの画像を含む最新のテクスチャ画像が主表示欄４１１にリアルタイム表示（動画表示）されている。図９の設定用対象物Ｓは半導体パッケージである。

主表示欄４１１には、テクスチャ画像とともにステージ操作ボタン４２１が表示される。使用者は、図１の操作部２５０を用いてステージ操作ボタン４２１を操作することにより、ステージ１４１の載置面の位置をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させることができる。

設定作成者は、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像を視認しつつ図１の投光部１１０および受光部１２０に対する設定用対象物Ｓの位置および姿勢を調整する。設定用対象物Ｓの位置および姿勢は、設定用対象物Ｓの計測対象部分の寸法が適切に計測できるように調整される。

上部副表示欄４１２には、例えば受光部１２０の倍率、ステージ１４１上に照射される照明光および測定光の明るさ等の撮像条件をそれぞれ調整するための複数の操作部が表示される。そこで、設定作成者は、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像を視認しつつ上部副表示欄４１２に表示される複数の操作部を操作することにより撮像条件を調整する。撮像条件は、設定用対象物Ｓの計測対象部分の寸法が適切に計測できるように調整される。

側部副表示欄４１３には、位置決め設定ボタン４３１および測定ボタン４３２が表示される。設定作成者は、位置決め設定ボタン４３１を操作することにより、後述する位置決め用画像データの登録方法を設定することができる。

設定用対象物Ｓの位置および姿勢が適切に調整されるとともに撮像条件が適切に調整された後、設定作成者は測定ボタン４３２を操作する。それにより、測定ボタン４３２の操作に応答してテクスチャ画像データが取得される。取得されたテクスチャ画像データは図１の記憶装置２４０に記憶される。また、ステージ１４１上の設定用対象物Ｓに測定光が照射され、高さ画像データが取得される。取得された高さ画像データは図１の記憶装置２４０に記憶される。さらに、本実施の形態では、生成されたテクスチャ画像データと高さ画像データとが合成されることにより、合成画像データが取得される。取得された合成画像データは図１の記憶装置２４０に記憶される。

ここで、本実施の形態においては、テクスチャ画像データおよび高さ画像データを取得するために共通の光学系および撮像素子１２１ａが用いられる。測定ボタン４３２の操作によるテクスチャ画像データおよび高さ画像データの取得時には、ＣＰＵ２１０において撮像素子１２１ａの画素ごとにテクスチャ画像データおよび高さ画像データの対応付けが行われる。それにより、取得されるテクスチャ画像データおよび高さ画像データは、画素ごとに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。

テクスチャ画像データ、高さ画像データおよび合成画像データが生成されると、図１０に示すように、生成されたテクスチャ画像データ、高さ画像データおよび合成画像データのいずれかに基づく設定用対象物Ｓの画像が主表示欄４１１に表示される。この状態で、側部副表示欄４１３には、主表示欄４１１に表示されるべき画像の種類を選択するための複数の画像選択ボタン４３３が表示される。

図１０の例では、複数の画像選択ボタン４３３として、テクスチャ画像を選択するためのボタン、平面図に相当する高さ画像を選択するためのボタン、および外観斜視図に相当する立体的な高さ画像を選択するためのボタンが示される。設定作成者は、複数の画像選択ボタン４３３のいずれかを選択することにより、設定用対象物Ｓについての所望の画像を主表示欄４１１に切り替えて表示させることができる。

側部副表示欄４１３の下部には、解析ボタン４３４および戻るボタン４３５が表示される。設定作成者は、戻るボタン４３５を操作することにより、表示部４００を図９の表示状態に戻すことができる。それにより、設定作成者は、テクスチャ画像データ、高さ画像データおよび合成画像データを再取得することができる。

設定作成者は、検査設定情報を生成するために図１０の解析ボタン４３４を操作する。この場合、図１１に示すように、主表示欄４１１には、直前の測定ボタン４３２の操作により記憶されたテクスチャ画像データ、高さ画像データおよび合成画像データに基づくテクスチャ画像、高さ画像および合成画像が一覧表示される。また、上部副表示欄４１２には、保存ボタン４４１、基準面設定ボタン４４２、位置合わせボタン４４３およびプロファイルボタン４４４が表示される。

設定モードにおいては、取得されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうちいずれかを基準画像データとして登録することができる。基準画像データは、後述する検査モードで取得される検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データの位置合わせを行うために用いられる。その位置合わせは、設定モードで登録された基準画像データと検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうちのいずれかとのパターンマッチングにより実行される。それにより、検査モードにおいて検査対象物Ｓにおける計測対象箇所の寸法を正確に検査することが可能になる。基準画像データを用いた位置合わせの詳細は後述する。

設定作成者は、基準画像データについての設定を行うために図１１の位置合わせボタン４４３を操作する。この場合、図１２に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が表示されるとともに、側部副表示欄４１３に基準画像データを登録しないことを指定するためのオフボタン４５１、および基準画像データを登録することを指定するためのオンボタン４５２が表示される。また、側部副表示欄４１３には、オフボタン４５１およびオンボタン４５２に加えて、詳細位置合わせ設定ボタン４５３、位置合わせテストボタン４５４、ＯＫボタン４５５およびキャンセルボタン４５６が表示される。

治具等を用いることによりステージ１４１上に載置される設定用対象物Ｓおよび検査対象物Ｓの位置および姿勢が変化しない場合には、検査モードにおいて必ずしも位置合わせを行う必要はない。このような場合に、設定作成者は、オフボタン４５１を操作するとともにＯＫボタン４５５を操作する。それにより、基準画像データが登録されない。

一方、基準画像データを登録するために設定作成者がオンボタン４５２を操作すると、図１３に示すように、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像上に領域指定画像が重畳表示される。この領域指定画像は、登録されることになる基準画像データに対応する画像上の領域を指定するための画像である。図１３および後続の図面においては、矩形の領域指定画像が適宜白色のハッチングで示される。

また、図１３の例では、側部副表示欄４１３に画像選択操作部４６１、矩形領域設定ボタン４６２、全領域設定ボタン４６３および回転範囲設定操作部４６４が表示される。設定作成者は、画像選択操作部４６１を操作することにより、基準画像データを登録するために用いる画像データとして、テクスチャ画像データおよび高さ画像データのいずれか一方を選択することができる。

テクスチャ画像データが選択されると、図１３に示すように主表示欄４１１にテクスチャ画像が表示される。一方、高さ画像データが選択されると、図１４に示すように主表示欄４１１に高さ画像が表示される。それにより、設定作成者は、画像選択操作部４６１を操作しつつ主表示欄４１１を視認することにより基準画像データに適した画像データを識別することができる。

設定作成者は、基準画像データの登録に用いる画像データを選択した後、例えば矩形領域設定ボタン４６２を操作する。この場合、設定作成者は、主表示欄４１１上でドラッグ操作を行うことにより、矩形の領域指定画像の位置および大きさを変更することができる。それにより、設定作成者は、基準画像データに対応する画像上の領域を所望の位置および所望の大きさに設定し、設定された領域に対応する基準画像データを登録することができる。

一方、設定作成者は、基準画像データの登録に用いる画像データを選択した後、例えば全領域設定ボタン４６３を操作する。それにより、設定作成者は、選択された画像データの全領域に対応する基準画像データを登録することができる。

上記の操作により登録される基準画像データの画像の領域は、後述する検査モードの位置合わせにおけるパターンマッチングの探索領域として設定される。本例の画像検査装置５００においては、検査モードの位置合わせにおけるパターンマッチングの探索条件として、上記の探索領域に加えて探索角度を設定することができる。

設定作成者は、図１３および図１４の回転範囲設定操作部４６４を操作することにより、探索角度を制限することまたは探索角度を制限しないことを設定することができる。さらに、設定作成者は、探索角度を制限する場合に、探索角度の大きさを指定することができる。この場合、指定された大きさで探索角度が設定される。

画像データの選択、探索領域の設定および探索角度の設定が終了すると、設定作成者は、側部副表示欄４１３に表示されるＯＫボタン４５５を操作する。それにより、基準画像データが登録された状態で、表示部４００が図１２の表示状態に戻る。

設定モードにおいては、設定用対象物Ｓの特徴部分を登録しておくことにより、検査モードのパターンマッチングによる位置合わせの後、登録された特徴部分に基づいてより詳細な位置合わせ（以下、詳細位置合わせと呼ぶ。）を行うことができる。

設定用対象物Ｓの特徴部分を登録する場合、設定作成者は、基準画像データに関する登録作業の後に、図１２の詳細位置合わせ設定ボタン４５３を操作する。この場合、図１５に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が表示されるとともに、側部副表示欄４１３に複数の描画ボタン４７１、エッジ検出ボタン４７２、画像選択操作部４７３および複数の詳細位置合わせ方法ボタン４７４が表示される。

設定作成者は、まず画像選択操作部４７３を操作することにより、特徴部分を登録するために用いる画像データとして、テクスチャ画像データおよび高さ画像データのいずれか一方を選択することができる。

テクスチャ画像データが選択されると、図１５に示すように主表示欄４１１にテクスチャ画像が表示される。一方、高さ画像データが選択されると、主表示欄４１１に高さ画像が表示される。それにより、設定作成者は、画像選択操作部４７３を操作しつつ主表示欄４１１を視認することにより特徴部分を登録するために適した画像データを識別することができる。

続いて、設定作成者は、複数の描画ボタン４７１を操作することにより、主表示欄４１１に表示される設定用対象物Ｓの画像上に、特徴部分を特定するための幾何図形として点または線を描画する。図１５の例では、略長方形状を有する設定用対象物Ｓの画像の一の短辺とその短辺に直交する一の長辺にそれぞれ沿うように２本の直線が描画されている。ここで、設定作成者は、描画作業の前に予めエッジ検出ボタン４７２を操作しておくことにより、設定用対象物Ｓの画像上で検出されるエッジに沿うように２本の直線を描画することができる。

特徴部分を特定するための幾何図形の描画が完了すると、設定作成者は、複数の詳細位置合わせ方法ボタン４７４のいずれかを操作する。それにより、描画された幾何図形に基づく特徴部分の特定方法が設定される。

図１５の例では、テクスチャ画像上に描画された２本の直線により、２本の直線の交点に位置する設定用対象物Ｓの角部が特定される。また、その角部から延びる直線に沿う設定用対象物Ｓの一の短辺が特定される。特定された角部および一の短辺がその設定用対象物Ｓの特徴部分として登録される。

特徴部分の登録が終了すると、設定作成者は、側部副表示欄４１３に表示されるＯＫボタン４５５を操作する。それにより、表示部４００が図１２の表示状態に戻る。

設定用対象物Ｓを用いた検査設定情報の生成前には、設定用対象物Ｓと同じ形状を有する測定対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが予め標本画像データとして取得され、図１の記憶装置２４０に記憶されている。

設定作成者は、登録された基準画像データにより検査モードの位置合わせが適切に実行されるか否かを、標本画像データに基づいて判定することができる。この場合、設定作成者は、図１２の側部副表示欄４１３に表示される位置合わせテストボタン４５４を操作する。それにより、図１６に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が表示される。そのテクスチャ画像には、白い一点鎖線で示すように中心部で直交する２本の直線が重畳表示される。さらに、そのテクスチャ画像には、登録された基準画像データに対応する探索領域が重畳表示される。図１６では、探索領域が白いハッチングで示される。

また、テクスチャ画像の下部には、テクスチャ画像上で横方向に延びる直線に対応する設定用対象物Ｓの表面形状が表される。さらに、テクスチャ画像の側部には、テクスチャ画像上で縦方向に延びる直線に対応する設定用対象物Ｓの表面形状が表される。この時点で主表示欄４１１に表示される複数の画像は、基準画像データの登録前に取得された設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データに基づく画像である。

上記のように、主表示欄４１１に複数の画像が表示された状態で、側部副表示欄４１３に標本画像選択操作部４８１、表示画像選択操作部４８２、テスト実行ボタン４８３および戻るボタン４８４が表示される。

標本画像選択操作部４８１は、例えばプルダウンメニューを含み、予め図１の記憶装置２４０に記憶されている１または複数の標本画像データを選択可能に構成される。設定作成者は、標本画像選択操作部４８１を操作することにより、所望の標本画像データを選択する。それにより、選択された標本画像データが読み出される。

次に、設定作成者は、表示画像選択操作部４８２を操作することにより、主表示欄４１１に表示される画像を選択することができる。例えば、設定作成者は、設定用対象物Ｓの画像のみを主表示欄４１１に表示させることができる。また、設定作成者は、読み出された標本画像データに基づく画像のみを主表示欄４１１に表示させることができる。さらに、設定作成者は、図１７に示すように、設定用対象物Ｓの画像と標本画像データに基づく画像とを、主表示欄４１１上で重畳表示させることができる。

設定用対象物Ｓに対応する標本画像データが読み出された状態で、設定作成者はテスト実行ボタン４８３を操作する。それにより、設定用対象物Ｓについて登録された基準画像データに対応する標本画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。

すなわち、基準画像データがテクスチャ画像データである場合には、テクスチャ画像データの標本画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。一方、基準画像データが高さ画像データである場合には、高さ画像データの標本画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。

その後、位置合わせ用画像データがパターンマッチングにより基準画像データに位置合わせされる。この状態で、設定作成者は、図１８に示すように、例えば主表示欄４１１上で設定用対象物Ｓのテクスチャ画像と標本画像データに基づくテクスチャ画像とが広い範囲に渡って重なり合っていることを確認することができる。それにより、登録された基準画像データが適切であることを容易かつ短時間で判定することができる。

ここで、図１９に示すように、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像のうち特徴的なパターンが存在しない部分に対応する基準画像データが登録される場合には、パターンマッチングが適切に行われない可能性がある。この場合、図２０に示すように、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像と標本画像データに基づくテクスチャ画像とがほとんど重ならない状態で表示される。それにより、設定作成者は、主表示欄４１１を視認することにより登録された基準画像データが適切でないことを容易かつ短時間で判定することができる。したがって、設定作成者は、新たな基準画像データを再度登録することができる。

なお、図１のＣＰＵ２１０において、基準画像データへの位置合わせ用画像データの位置合わせが正確に行われたか否かを判定することが可能である場合には、その判定結果が表示部４００に表示されてもよい。

上記のように、登録された基準画像データについての判定を行った後、設定作成者は、戻るボタン４８４を操作する。それにより、表示部４００が図１１の表示状態に戻る。

設定モードにおいては、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さが像データが取得された後、Ｚ方向に交差する任意の基準面を指定することが可能である。この場合、設定作成者は、図１１の基準面設定ボタン４４２を操作する。それにより、図２１に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が表示される。そのテクスチャ画像には、図１６の例と同様に、中心部で直交する２本の直線が重畳表示される。また、テクスチャ画像の下部に横方向に延びる直線に対応する設定用対象物Ｓの表面形状が表される。さらに、テクスチャ画像の側部に縦方向に延びる直線に対応する設定用対象物Ｓの表面形状が表される。

設定作成者は、主表示欄４１１上でドラッグ操作を行うことにより、白いハッチングで示すように、所望の位置に所望の大きさの矩形領域を所望の数指定することができる。この場合、指定された１または複数の矩形領域の全体が含まれるように基準面が算出され、登録される。具体的には、基準面は、例えば指定された１または複数の矩形領域の表面の各部分のＺ方向の位置に基づいて、最小二乗法を用いることにより算出される。

このようにして算出された基準面が登録されることにより、設定用対象物Ｓについて取得された高さ画像データは、設定用対象物Ｓの表面の各部分の位置が登録された基準面に直交する方向においてその基準面からの距離を表すように補正される。この場合、補正後の高さデータによれば、基準面からの設定用対象物Ｓの表面の各部分の位置を容易に確認することができる。

例えば、図２１に示すように、設定用対象物Ｓが載置されるステージ１４１の載置面の一部の領域に基準面が登録される場合、高さ画像データは設定用対象物Ｓの表面の各部分の位置がステージ１４１の載置面からの距離を表すように補正される。基準面の登録が完了すると、設定作成者は、側部副表示欄４１３に表示されるＯＫボタン４５５を操作する。それにより、表示部４００が図１１の表示状態に戻る。

設定作成者は、設定用対象物Ｓについて取得されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データに基づいて予め定められた計測対象部分の寸法を計測する。この場合、設定作成者は、図１１のプロファイルボタン４４４を操作する。それにより、図２２に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓの合成画像およびテクスチャ画像が隣り合うように表示される。また、合成画像およびテクスチャ画像の下方に、設定用対象物Ｓの表面形状を表示するための表示領域が形成される。

図２２の表示状態において、テクスチャ画像の上部には、表示画像切替ボタン４１９が表示される。設定作成者は、表示画像切替ボタン４１９を操作することにより、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像を高さ画像に切り替えることができる。また、主表示欄４１１に表示される高さ画像をテクスチャ画像に切り替えることができる。

側部副表示欄４１３には、複数の描画ボタン４７１、エッジ検出ボタン４７２および画像選択操作部４７３が表示される。設定作成者は、まず画像選択操作部４７３を操作することにより、計測対象部分の寸法を計測するために用いる画像データとして、テクスチャ画像データおよび高さ画像データのいずれか一方を選択することができる。

続いて、設定作成者は、複数の描画ボタン４７１を操作することにより、主表示欄４１１に表示される設定用対象物Ｓの画像上に、計測対象部分を特定するための幾何図形として点または線を描画する。ここで、設定作成者は、描画作業の前に予めエッジ検出ボタン４７２を操作しておくことにより、設定用対象物Ｓの画像上で検出されるエッジに沿う線または点を容易に描画することができる。

図２３に示すように、主表示欄４１１に表示される設定用対象物Ｓの画像に描画された幾何図形が重畳表示される。図２３の例では、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像上に横方向に延びる直線が重畳表示される。また、直線に対応する設定用対象物Ｓの表面形状が合成画像およびテクスチャ画像の下方に表示される。

この状態で、側部副表示欄４１３に複数の寸法計測方法ボタン４９１が表示される。そこで、設定作成者は、複数の寸法計測方法ボタン４９１のいずれかを操作するとともに主表示欄４１１に表示される複数の画像上で計測対象部分を指定する。それにより、指定される計測対象部分の寸法が計測される。その結果、図２４に示すように、計測対象部分を示す画像が設定用対象物Ｓの画像上に重畳表示されるとともに、計測結果（計測値）が主表示欄４１１に表示される。

上記のようにして、１または複数の計測対象部分の寸法が計測された後、設定作成者は、側部副表示欄４１３に表示されるＯＫボタン４５５を操作する。それにより、図２５に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓについての複数の画像が表示されるとともに、それらの画像の下方に計測結果が一覧表示される。このとき、計測対象部分ごとに寸法の設計値、上限値および下限値を入力するための複数の入力欄４９２が表示される。本例では、上限値と下限値との間の範囲が公差に相当する。

設定作成者は、計測結果を確認しつつ計測対象部分の各々の設計値、上限値および下限値を入力する。それにより、計測結果が入力された上限値と下限値との間の範囲（公差）内である場合には、当該計測結果に対応する計測対象部分の寸法が適切であると判定することができる。一方、計測結果が入力された上限値と下限値との間の範囲（公差）内にない場合には、当該計測結果に対応する計測対象部分の寸法が適切でないと判定することができる。

その後、設定作成者は、図２５の上部副表示欄４１２の保存ボタン４４１を操作する。それにより、設定用対象物Ｓの計測対象部分の寸法を計測するための種々の情報を含む検査設定情報のデータファイルが、検査設定ファイルとして図１の記憶装置２４０に記憶される。それにより、検査設定情報の生成作業が終了する。

検査設定情報には、主として、撮像条件、Ｘ−Ｙステージ１０（ステージ１４１の載置面）の移動量、基準画像データ、画像処理の設定条件、特徴部分の指定方法、基準面の登録条件、計測対象部分の指定方法、寸法の計測方法、寸法の設計値、寸法の上限値、寸法の下限値、テクスチャ画像データ、高さ画像データ、合成画像データおよび後述する位置決め用画像データ等が含まれる。

なお、図２５の表示状態においては、側部副表示欄４１３に工程情報ボタン４９３および保存オプションボタン４９４が表示される。設定作成者は、工程情報ボタン４９３を操作することにより、検査設定情報として、後述する検査モードにおける検査対象物Ｓの「ロット番号」、「品名」および「納入先」等の情報を入力することができる。また、設定作成者は、保存オプションボタン４９４を操作することにより、後述する検査モードにおいて計測結果を保存すべき条件等の種々の情報を入力することができる。

設定モードにおいては、検査設定情報として位置決め用画像データが登録される。位置決め用画像データが登録されることにより、後述する検査モードにおける検査対象物Ｓの検査時に、検査対象物Ｓの位置および姿勢を設定モードにおける設定用対象物Ｓの位置および姿勢に容易かつ正確に合わせることが可能になる。

設定作成者は、上記のように、図９の側部副表示欄４１３に表示される位置決め設定ボタン４３１を操作することにより、位置決め用画像データの登録方法を設定することができる。以下の説明では、位置決め用画像データに基づく画像を位置決め用画像と呼ぶ。

例えば、設定作成者は、図９の測定ボタン４３２の操作により取得される設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データが位置決め用画像データとして登録されるように位置決め用画像データの登録方法を設定することができる。この場合、例えば図９に示される設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が位置決め用画像となる。

また、設定作成者は、複数の位置決め用画像データが登録されるように位置決め用画像データの登録方法を設定することもできる。複数の位置決め用画像データの登録作業が開始されると、図２６に示すように、主表示欄４１１に設定用対象物Ｓのテクスチャ画像が表示されるとともに側部副表示欄４１３に登録ボタン４１５および完了ボタン４１７が表示される。

設定作成者は、設定用対象物Ｓが所望の位置および姿勢にある状態で登録ボタン４１５を操作する。それにより、取得されるテクスチャ画像データが一の位置決め用画像データとして登録される。続いて、設定作成者は、撮像条件を変更したり、Ｘ−Ｙステージ１０（ステージ１４１の載置面）を移動させたりすることにより、設定用対象物Ｓの位置および姿勢を再調整した後登録ボタン４１５を操作する。それにより、新たに取得されるテクスチャ画像データが次の位置決め用画像データとして登録される。このような登録作業が繰り返されることにより、複数の位置決め用画像データが登録される。

このとき、登録された位置決め用画像データに基づく位置決め用画像は、図２６および図２７に示すように、側部副表示欄４１３に順次縮小表示される。したがって、設定作成者は、登録された複数の位置決め用画像データを容易に認識することができる。

ここで、１または複数の位置決め用画像データがそれぞれ登録される際には、各位置決め用画像データが取得される際の撮像条件がその位置決め用画像データに対応付けられた状態で図１の記憶装置２４０に記憶される。また、複数の位置決め用画像データが登録される場合、その登録作業時に設定作成者により移動されるＸ−Ｙステージ１０のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の移動量が、複数の位置決め用画像データに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。

例えば、まず受光部１２０が低倍率に設定された状態で、図２６に示すように、設定用対象物Ｓの全体を示すテクスチャ画像データが取得され、取得されたテクスチャ画像データが１番目の位置決め用画像データとして登録される。このとき、その登録時点の受光部１２０の倍率を含む撮像条件が１番目の位置決め用画像データに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。

次に、設定作成者は、設定用対象物Ｓの一の角部がテクスチャ画像の中央に表示されるように、Ｘ−Ｙステージ１０（ステージ１４１の載置面）をＸ方向およびＹ方向に移動させる。その後、設定作成者は、受光部１２０の倍率を低倍率から高倍率に変更する。それにより、図２７に示すように、設定用対象物Ｓの一の角部が拡大された画像を示すテクスチャ画像データが取得される。この状態で、取得されたテクスチャ画像データが２番目の位置決め用画像データとして登録される。このとき、その登録時点の受光部１２０の倍率を含む撮像条件が２番目の位置決め用画像データに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。また、１番目の位置決め用画像データが取得された後２番目の位置決め用画像データが取得されるまでのＸ−Ｙステージ１０の移動量がそれらの位置決め用画像データに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。

所望の数の位置決め用画像データが登録されると、設定作成者は、完了ボタン４１７を操作する。それにより、表示部４００は図９の表示状態に戻る。

（５−３）検査モードの詳細
検査作業者が図８の検査実行ボタン６０２を操作することにより、図１のＣＰＵ２１０が検査モードで動作する。検査モードにおいては、設定作成者によって生成された検査設定情報に基づいて検査作業者が検査対象物Ｓの検査を行う。

図２８〜図３４は、検査モードでの画像検査装置５００の一使用例を説明するための図である。図８の検査実行ボタン６０２が操作されることにより、図２８に示すように、表示部４００に主表示欄４１１、上部副表示欄４１２および側部副表示欄４１３が表示される。

図２８の例では、主表示欄４１１にステージ１４１の載置面を示すテクスチャ画像が表示されている。上部副表示欄４１２には、例えば複数種類の撮像条件をそれぞれ調整するための複数のプルダウンメニューが表示される。

側部副表示欄４１３には、検査設定ファイル選択部５１１および測定ボタン５１３が表示される。検査設定ファイル選択部５１１は、例えばプルダウンメニューを含み、設定モードにおいて予め図１の記憶装置２４０に記憶されている１または複数の検査設定ファイルのうちいずれか１つを選択可能に構成される。

検査作業者は、検査設定ファイル選択部５１１を操作することにより、所望の検査設定ファイルを選択する。それにより、選択された検査設定ファイルの検査設定情報が読み出される。本例では、上記の設定モードにおいて図９〜図２５に示す手順で生成される検査設定情報が読み出されるものとする。

検査設定情報に含まれる位置決め用画像データが１つである場合、図２９に示すように、その位置決め用画像データに基づく位置決め用画像がリアルタイム表示されるテクスチャ画像に重なるように半透明状態で主表示欄４１１に表示される。このとき、その位置決め用画像データに対応付けられた撮像条件が読み出される。それにより、受光部１２０の倍率等の撮像条件が、読み出された位置決め用画像データに対応する撮像条件に調整される。

この状態で、検査作業者はステージ１４１上に検査対象物Ｓを載置する。検査対象物Ｓが受光部１２０による撮像領域内に進入すると、図３０に示すように、主表示欄４１１には設定用対象物Ｓの位置決め用画像と検査対象物Ｓの最新のテクスチャ画像とが同時に表示される。

検査作業者は、主表示欄４１１を視認することにより、図３１に示すように、位置決め用画像における設定用対象物Ｓの部分とテクスチャ画像における検査対象物Ｓの部分とがほぼ全ての領域に渡って重なり合うように検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整する。それにより、検査対象物Ｓの位置および姿勢が、設定モードにおいて位置決め用画像が生成されるときの設定用対象物Ｓの位置および姿勢に一致するまたは近づく。

主表示欄４１１に位置決め用画像が表示される際には、図１のＣＰＵ２１０において位置決め用画像データと最新のテクスチャ画像データとの一致の度合いが一致度として算出される。一致度は、位置決め用画像における設定用対象物Ｓの部分とテクスチャ画像における検査対象物Ｓの部分との重なり合う面積が大きいほど高くなり、その重なり合う面積が小さいほど低くなる。

本実施の形態においては、一致度には予め定められたしきい値が設定されている。しきい値は、一定以上の検査精度を得るために許容される検査対象物Ｓの位置および姿勢の誤差範囲を考慮して定められる。

図２９〜図３１に示すように、側部副表示欄４１３には、一致度インジケータ５１２が表示される。一致度インジケータ５１２においては、算出される一致度が棒グラフで表されるとともに、しきい値が所定の目盛りで表される。それにより、検査作業者は、設定用対象物Ｓの位置決め用画像および検査対象物Ｓのテクスチャ画像を視認するとともに一致度インジケータ５１２により表示される一致度に基づいてステージ１４１上の検査対象物Ｓの位置および姿勢を容易かつ正確に調整することができる。

検査作業者は、検査対象物Ｓの位置および姿勢の調整が完了すると、測定ボタン５１３を操作する。それにより、読み出された検査設定情報に基づいて、検査対象物Ｓの計測対象箇所が計測され、検査対象物Ｓの検査が行われる。

具体的には、まずステージ１４１上の検査対象物Ｓについて計測対象部分の寸法を計測するためのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得される。このとき、取得されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データは、画素ごとに対応付けられた状態で記憶装置２４０に記憶される。その後、検査設定情報として読み出された基準画像データに対応する画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。例えば、基準画像データがテクスチャ画像データである場合には、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。また、基準画像データが高さ画像データである場合には、検査対象物Ｓの高さ画像データが位置合わせ用画像データとして登録される。その後、パターンマッチングにより位置合わせ用画像データを基準画像データに位置合わせすることにより、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが位置合わせされる。

次に、検査設定情報に詳細位置合わせのための特徴部分の情報が含まれる場合には、登録された特徴部分に対応する検査対象物Ｓの画像データの部分が検出される。また、検出された部分が登録された設定用対象物Ｓの画像データの特徴部分に合うように、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データがより詳細に位置合わせされる。

続いて、検査設定情報に基準面の情報が含まれる場合には、その基準面を登録するために指定された１または複数の矩形領域に対応する１または複数の領域の高さ画像データが抽出される。また、抽出された高さ画像データに基づいて基準面が算出され、登録される。その後、検査対象物Ｓについて取得された高さ画像データは、検査対象物Ｓの表面の各部分の位置が登録された基準面に直交する方向においてその基準面からの距離を表すように補正される。この場合、補正後の高さデータによれば、基準面からの検査対象物Ｓの表面の各部分の位置を容易に確認することができる。

検査対象物Ｓについてテクスチャ画像データおよび高さ画像データの位置合わせが完了すると、設定モードにおいて実行された計測手順に従って検査対象物Ｓの計測対象部分の寸法が計測される。

計測が終了すると、各計測対象部分についての計測結果が設定モードにおいて設定された上限値と下限値との間の範囲（公差）内であるか否かが判定される。その結果、全ての計測対象部分についての計測結果が設定された上限値と下限値との間の範囲内である場合には、その検査対象物Ｓは良品であると判定される。一方、１または複数の計測対象部分のうち少なくとも１つの計測対象部分の計測結果が設定された上限値と下限値との間の範囲（公差）内にない場合には、その検査対象物Ｓは不良品であると判定される。

画像検査装置５００の誤操作、画像検査装置５００の誤設定または外乱等の影響により一部または全ての計測対象部分について計測結果が得られない場合がある。この場合、図１のＣＰＵ２１０において当該検査対象物Ｓの検査に失敗したことが判定されてもよい。

上記の一連の処理が完了すると、図３２に示すように、表示部４００に例えば検査対象物Ｓのテクスチャ画像、高さ画像および検査結果の一覧が表示される。また、テクスチャ画像データ、高さ画像データ、合成画像データ、各計測対象部分の寸法および検査結果を含むデータファイルが、検査結果ファイルとして記憶装置２４０に記憶される。その後、検査作業者は、図３２の閉じるボタン５１４を操作する。それにより、表示部４００は、図８の表示状態に戻る。

なお、検査結果の一覧においては、検査対象物Ｓが良品であると判定された場合に検査結果として「ＯＫ」が表示されてもよい。また、検査対象物Ｓが不良品であると判定された場合に検査結果として「ＮＧ」が表示されてもよい。検査対象物Ｓの検査に失敗したことが判定された場合に検査結果として「Ｆａｉｌ」が表示されてもよい。さらに、検査結果の一覧においては、検査対象部分ごとに計測結果が上限値と下限値との間の範囲内であるか否かを示す判定結果が表示されてもよい。

ここで、検査モードにおいて読み出される検査設定情報に、図２６および図２７に示すように登録された複数の位置決め用画像データが含まれる場合について説明する。この場合、検査設定情報が読み出されると、図３３に示すように、１番目に登録された位置決め用画像データに基づく位置決め用画像が半透明状態で主表示欄４１１に表示される。また、側部副表示欄４１３に、次へボタン５１５が表示される。

図３３の例では、１番目の位置決め用画像として、低倍率で取得された設定用対象物Ｓの全体の位置決め用画像が表示されている。このとき、受光部１２０の倍率等の撮像条件が、１番目の位置決め用画像データに対応する撮像条件に調整される。

検査作業者は、ステージ１４１上に検査対象物Ｓを載置し、設定用対象物Ｓの位置決め用画像および検査対象物Ｓのテクスチャ画像を視認するとともに一致度インジケータにより表示される一致度に基づいて検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整する。

その後、検査作業者は、次へボタン５１５を操作する。それにより、図３４に示すように、２番目に登録された位置決め用画像データに基づく位置決め用画像が半透明状態で主表示欄４１１に表示される。次の位置決めデータ（３番目以降の位置決め用画像データ）が存在しない場合、側部副表示欄４１３に、図３３の次へボタン５１５は表示されない。

図３４の例では、２番目の位置決め用画像として、高倍率で取得された設定用対象物Ｓの一の角部を示す位置決め用画像が表示されている。このとき、受光部１２０の倍率等の撮像条件が、２番目の位置決め用画像データに対応する撮像条件に調整される。また、Ｘ−Ｙステージ１０が、１番目および２番目の位置決め用画像データに対応するように記憶された移動量分移動される。それにより、主表示欄４１１には、検査対象物Ｓの一の角部を示す最新のテクスチャ画像がリアルタイム表示される。

この場合、検査対象物Ｓは１番目の位置決め用画像に基づいてほぼ正確に位置決めされているので、２番目の位置決め用画像が表示される際に、ステージ１４１を微調整することにより、より正確な位置決めを短時間で行うことができる。

検査モードにおいて検査結果ファイルが図１の記憶装置２４０に記憶された後、設定作成者は、図８の統計解析ボタン６０３を操作することにより、過去に実行された検査結果の統計解析を行うことができる。その統計解析においては、例えば、過去に検査が行われた検査対象物Ｓについての解析結果として、検査設定情報、検査された検査対象物Ｓの数、検査位置の合計、有効に検査が行われた計測対象部分の数および良品と判定された検査対象物Ｓの数等を表示部４００に表示させることができる。

また、設定作成者は、図８の統計解析ボタン６０３を操作することにより、印字装置を用いて所望の検査結果ファイルから所望の情報をプリントアウトすることができる。このとき、検査結果ファイルに検査対象物Ｓの「ロット番号」、「品名」および「納入先」等の情報が含まれている場合には、検査結果のレポートを容易かつ短時間で作製することができる。

なお、設定作成者は、図８の設定編集ボタン６０４を操作することにより、記憶装置２４０に記憶された１または複数の検査設定ファイルから所望の検査設定ファイルを指定することができる。また、指定された検査設定ファイルの検査設定情報を編集し、編集後の検査設定ファイルを再度記憶装置２４０に記憶させることができる。例えば、設定作成者は、所望の検査設定ファイルを選択するとともに、その検査設定ファイルの検査設定情報のうち、位置決め用画像データを他の位置決め用画像データに変更することができる。

（５−４）検査設定結合機能
設定作成者は、図８の設定編集ボタン６０４を操作することにより、検査設定ファイルの編集に加えて、複数の検査設定ファイルを結合して新たな検査設定ファイルを生成することもできる。この機能を検査設定結合機能と呼ぶ。

検査設定結合機能について具体的な使用例とともに説明する。図３５は、１つの設定用対象物Ｓに対して複数の計測対象部分が存在する場合の一例を示す図である。図３５の例では、半導体パッケージである設定用対象物Ｓの四隅の近傍に第１の計測対象部分ｔｐ１、第２の計測対象部分ｔｐ２、第３の計測対象部分ｔｐ３および第４の計測対象部分ｔｐ４がそれぞれ存在する。

ここで、第１〜第４の計測対象部分ｔｐ１〜ｔｐ４について、より高い精度で検査を行うために受光部１２０の倍率を高倍率に設定すると、設定用対象物Ｓの全体を受光部１２０の撮像範囲内に収めることができない。そこで、設定作成者は、第１〜第４の計測対象部分ｔｐ１〜ｔｐ４についてそれぞれ個別の検査設定情報を生成する。この場合、第１〜第４の計測対象部分ｔｐ１〜ｔｐ４をそれぞれ含む複数の部分が高倍率の受光部１２０により撮像される。図３５では、高倍率の受光部１２０による撮像範囲が計測対象部分ごとに一点鎖線で示される。

第１〜第４の計測対象部分ｔｐ１〜ｔｐ４についてそれぞれ個別の検査設定情報が生成されると、第１〜第４の計測対象部分ｔｐ１〜ｔｐ４にそれぞれ対応する４つの検査設定ファイルが記憶装置２４０に記憶される。以下の説明では、第１の計測対象部分ｔｐ１に対応する検査設定ファイルのファイル名を第１の計測対象部分ファイルと呼び、第２の計測対象部分ｔｐ２に対応する検査設定ファイルのファイル名を第２の計測対象部分ファイルと呼ぶ。また、第３の計測対象部分ｔｐ３に対応する検査設定ファイルのファイル名を第３の計測対象部分ファイルと呼び、第４の計測対象部分ｔｐ４に対応する検査設定ファイルのファイル名を第４の計測対象部分ファイルと呼ぶ。

第１〜第４の計測対象部分ファイルが記憶装置２４０に記憶されることにより、設定作成者は、検査設定結合機能を用いて第１〜第４の計測対象部分ファイルを結合し、新たな検査設定ファイルを生成することができる。

図３６および図３７は、検査設定結合機能の使用例を説明するための図である。検査設定結合機能を用いる場合、設定作成者は、まず図８の設定編集ボタン６０４を操作する。それにより、図３６に示すように、表示部４００の上部副表示欄４１２にファイルボタンおよびヘルプボタンとともに結合ボタン５２１が表示される。

さらに、設定作成者は、図３６の結合ボタン５２１を操作する。それにより、図３７に示すように、主表示欄４１１の中央部に、結合対象となる複数の検査設定ファイルのファイル名をそれぞれ入力するための複数の入力欄５２２が表示される。そこで、設定作成者は、各入力欄５２２に結合対象となる複数の検査設定ファイルのファイル名を入力する。本例では、４つの入力欄５２２にそれぞれ「第１の計測対象部分ファイル」、「第２の計測対象部分ファイル」、「第３の計測対象部分ファイル」および「第４の計測対象部分ファイル」が入力される。

設定作成者は、結合対象をさらに追加したい場合、追加ボタン５２３を操作する。それにより、新たな入力欄５２２を主表示欄４１１上に表示させることができる。

所望のファイル名を入力した後、設定作成者は、保存ボタン５２４を操作する。それにより、入力された複数の検査設定ファイルの検査設定情報が結合され、新たな検査設定ファイルが結合検査設定ファイルとして生成される。生成された結合検査設定ファイルは記憶装置２４０に記憶される。本例では、第１〜第４の計測対象部分ファイルが結合される。

なお、測定管理者は、保存ボタン５２４の操作前に主表示欄４１１に表示される工程情報ボタン５２５を操作することにより、結合検査設定ファイルの検査設定情報として、上記の「ロット番号」、「品名」および「納入先」等の情報を入力することができる。

検査モードにおいて検査作業者が結合検査設定ファイルを選択すると、第１〜第４の計測対象部分をそれぞれ検査するための複数の検査設定情報が一度に読み出される。その後、第１〜第４の計測対象部分ファイルの複数の検査設定情報に基づいて第１〜第４の計測対象部分の寸法が順次検査される。

（５−５）テクスチャ画像データおよび高さ画像データの連結機能
設定モードにおいては、Ｘ−Ｙステージ１０を移動させつつ設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを取得することができる。検査モードにおいても、Ｘ−Ｙステージ１０を移動させつつ検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを取得することができる。

この場合、Ｘ−Ｙステージ１０の移動前に生成されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データとＸ−Ｙステージ１０の移動後に生成されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データとを連結することができる。それにより、各モードにおいて複数のテクスチャ画像データが連結された連結テクスチャ画像データが生成される。また、複数の高さ画像データが連結された連結高さ画像データが生成される。

上記の機能によれば、設定作成者は、受光部１２０の撮像範囲よりも大きい範囲に対応する連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データを取得することができる。それにより、設定作成者は、受光部１２０の撮像範囲よりも広い範囲に渡って散在する複数の計測対象部分に対応する一の検査設定情報を作成することが可能になる。

図３８は、連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データの一生成例を説明するための図である。図３８（ａ）〜（ｃ）においては、ステージ１４１の載置面を上方から見た平面図が示される。各平面図には、受光部１２０の撮像範囲が点線で示される。ステージ１４１の載置面上には、帯状の測定対象物ＳがＸ方向に延びるように載置されている。

図３８（ａ）に示すように、本例の測定対象物Ｓの長さは、受光部１２０の撮像範囲内に収まらない。そのため、測定対象物Ｓの全体を撮像するためには、Ｘ−Ｙステージ１０をＸ方向に移動させつつ測定対象物Ｓの各部を複数回撮像する必要がある。

この場合、設定作成者は、図３８（ｂ）に示すように、まず測定対象物Ｓの一端部が撮像されるようにＸ−Ｙステージ１０を移動させ、測定対象物Ｓの一端部が撮像されるときのＸ−Ｙステージ１０の位置を登録することができる。

次に、設定作成者は、図３８（ｃ）に示すように、測定対象物Ｓの他端部が撮像されるようにＸ−Ｙステージ１０を移動させ、測定対象物Ｓの他端部が撮像されるときのＸ−Ｙステージ１０の位置を登録することができる。

これにより、登録されたＸ−Ｙステージ１０の複数の位置からその移動量が算出されるとともにその移動量に基づいて、登録されたＸ−Ｙステージ１０の複数の位置の間でテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得されるべき回数（取得回数）が算出される。

取得回数は、隣り合う位置で取得されるテクスチャ画像データおよび高さ画像データの一部が互いに重複するように算出される。当該重複部分は、隣接するテクスチャ画像データおよび高さ画像データを連結する際ののりしろとなる。重複部分を含むようにテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得されることにより、パターンマッチングを用いて隣接するテクスチャ画像データおよび高さ画像データを高い精度で連結することができる。

上記のようにして、Ｘ−Ｙステージ１０の移動範囲およびテクスチャ画像データおよび高さ画像データの取得回数が決定された後、Ｘ−Ｙステージ１０が移動されつつ測定対象物Ｓが複数回撮像される。複数回の撮像により取得される複数のテクスチャ画像データおよび高さ画像データがそれぞれ連結されることにより、連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データが生成される。

ここで、連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データは、それぞれ広範囲に渡る複数のテクスチャ画像データおよび複数の連結高さ画像データを含む。そのため、通常のテクスチャ画像データおよび高さ画像データに比べてデータ量が大きくなる。

そこで、本例の画像検査装置５００においては、設定モードにおいて連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データが生成される際に、保存するデータ量のサイズを複数の候補から選択するための選択操作部が表示部４００に表示される。それにより、設定作成者は、所望のデータ量のサイズを選択することができる。この場合、データ量が選択されたサイズに収まるように生成された連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データの画素データの間引き（ビニング処理）が実行され、間引きされた連結テクスチャ画像データおよび連結高さ画像データが記憶装置２４０に保存される。

（６）画像検査処理
（６−１）ＣＰＵの構成
測定部１００において測定された高さ画像データを用いることにより、複数の測定対象物Ｓの各々について予め設定された検査対象部分の寸法を計測することができる。それにより、複数の測定対象物Ｓを検査することが可能になる。一方で、高さ画像データの測定においては、検査対象部分に正確な測定が不可能または困難な部分を含むことが多い。正確な測定が不可能または困難な部分とは、例えば影が発生する部分または光の多重反射が発生する部分である。

したがって、検査対象部分が測定可能となるように、測定対象物Ｓの位置および姿勢を含めた測定条件を適切に調整しなければならない。しかしながら、熟練していない設定作成者には、測定対象物Ｓの測定条件を適切に調整することは難しい。また、複数の測定対象物Ｓを検査する場合、複数の測定対象物Ｓについて実際の検査対象部分のばらつきをなくすことは容易ではない。

そこで、上述のように、画像検査装置５００には、設定モードおよび検査モードが設けられる。図３９は、ＰＣ２００のＣＰＵ２１０により実行される画像検査処理を示すフローチャートである。図３９に示すように、画像検査処理においては、設定モードにおけるＣＰＵ２１０の制御動作が行われた後（ステップＳ１００）、検査モードにおけるＣＰＵ２１０の制御動作が行われる（ステップＳ２００）。

図４０は、ＣＰＵ２１０の構成を示すブロック図である。図４０に示すように、ＣＰＵ２１０は、登録部２１０Ａ、取得指令部２１０Ｂ、表示指令部２１０Ｃ、計測部２１０Ｄ、受け付け部２１０Ｅ、一致度算出部２１０Ｆ、位置合わせ部２１０Ｇおよび判定部２１０Ｈを含む。ＣＰＵ２１０が図１の記憶装置２４０に記憶された画像検査プログラムを実行することにより、登録部２１０Ａ、取得指令部２１０Ｂ、表示指令部２１０Ｃ、計測部２１０Ｄ、受け付け部２１０Ｅ、一致度算出部２１０Ｆ、位置合わせ部２１０Ｇおよび判定部２１０Ｈの機能が実現される。

登録部２１０Ａは、測定部１００または制御部３００を通して取得される種々のデータまたは情報を記憶装置２４０に記憶することにより、当該データまたは情報を登録する。取得指令部２１０Ｂは、測定対象物Ｓのテクスチャ画像データまたは高さ画像データを取得するように測定部１００および制御部３００に指令を与える。表示指令部２１０Ｃは、テクスチャ画像データ、高さ画像データまたは他の画像データに基づいて画像等を表示するように表示部４００に指令を与える。

計測部２１０Ｄは、測定対象物Ｓのテクスチャ画像データまたは高さ画像データに基づいて、測定対象物Ｓの計測対象部分の寸法を計測する。受け付け部２１０Ｅは、測定対象物Ｓの計測対象部分の設計値および公差の入力を受け付ける。一致度算出部２１０Ｆは、登録された位置決め用画像データと取得されたテクスチャ画像データとの一致度を算出する。

位置合わせ部２１０Ｇは、パターンマッチングにより位置合わせ用画像データを基準画像データに位置合わせすることにより、テクスチャ画像データおよび高さ画像データの位置合わせを行う。判定部２１０Ｈは、測定対象物Ｓについて計測された寸法ならびに受け付けられた設計値および公差に基づいて測定対象物Ｓの良否を判定する。

以下、設定モードおよび検査モードにおけるＣＰＵ２１０の制御動作を図４０および後述するフローチャートを用いて説明する。

（６−２）設定モードにおけるＣＰＵの制御動作
図４１〜図４５は、設定モードにおけるＣＰＵ２１０の制御動作を示すフローチャートである。まず、設定作成者は、ステージ１４１に設定用対象物Ｓを載置し、適切な測定条件を設定する。この測定条件には、上記の撮像条件が含まれる。ＣＰＵ２１０は、設定作成者による操作部２５０の操作に基づいて、測定条件を登録する（ステップＳ１０１）。

次に、ＣＰＵ２１０は、ステージ１４１に設定用対象物Ｓが載置された状態で、測定部１００および制御部３００に指令を与えることにより、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データを取得する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、取得したテクスチャ画像データに基づいて設定用対象物Ｓのテクスチャ画像を表示部４００に表示する（ステップＳ１０３）。

続いて、ＣＰＵ２１０は、取得したテクスチャ画像データを位置決め用画像データとして登録するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。上記の具体例では、設定作成者は、複数の位置決め用画像データを登録することが設定されている場合に、操作部２５０を操作することにより、テクスチャ画像データを位置決め用画像データとして登録するか否かをＣＰＵ２１０に指示することができる。

テクスチャ画像データを位置決め用画像データとして登録することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、テクスチャ画像データを位置決め用画像データとして登録する（ステップＳ１０５）。一方、テクスチャ画像データを位置決め用画像データとして登録することが指示されない場合、ＣＰＵ２１０はステップＳ１０２の処理に戻る。位置決め用画像データが登録されるまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が繰り返される。

ステップＳ１０５の後、ＣＰＵ２１０は、位置決め用画像データを追加するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、位置決め用画像データを追加するか否かをＣＰＵ２１０に指示することができる。位置決め用画像データを追加することが指示された場合、ＣＰＵ２１０はステップＳ１０２の処理に戻る。全ての位置決め用画像データが追加されるまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理が繰り返される。

なお、上記の具体例では、１つの位置決め用画像データのみを登録することが設定されている場合に、ステップＳ１０４から後述するステップＳ１０６までの処理が省略され、後述するステップＳ１０７の処理で取得されるテクスチャ画像データが位置決め用画像データとして登録される。

全ての位置決め用画像データが追加された後、ＣＰＵ２１０は、設定作成者による操作部２５０の操作に応答して測定部１００および制御部３００に指令を与えることにより、設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを順次取得する（ステップＳ１０７）。ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、取得したテクスチャ画像データおよび高さ画像データに基づいて設定用対象物Ｓのテクスチャ画像および高さ画像を表示部４００に表示する（ステップＳ１０８）。

次に、ＣＰＵ２１０は、取得したテクスチャ画像データが基準画像データとして選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、テクスチャ画像データを基準画像データとして選択するかまたは高さ画像データを基準画像データとして選択するかをＣＰＵ２１０に指示することができる。上記の具体例では、設定作成者が操作部２５０を用いて図１３および図１４の画像選択操作部４６１を操作することにより画像データの選択が行われる。

ここで、表示部４００には、テクスチャ画像および高さ画像が表示される。そのため、設定作成者は、テクスチャ画像および高さ画像を視認しつつ、テクスチャ画像データおよび高さ画像データのいずれを基準画像データとして選択するべきか否かを判断することができる。

テクスチャ画像データを基準画像データとして選択することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、テクスチャ画像データを基準画像データとして選択する（ステップＳ１１０）。一方、テクスチャ画像データを基準画像データとして選択することが指示されず、高さ画像データを基準画像データとして選択することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、高さ画像データを基準画像データとして選択する（ステップＳ１１１）。

次に、ＣＰＵ２１０は、選択された基準画像データにおいて、探索領域として矩形領域が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、探索領域として矩形領域を指定するかまたは探索領域として全領域を指定するかをＣＰＵ２１０に指示することができる。また、矩形領域を指定する場合には、設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、矩形領域の位置および大きさを指定することができる。

探索領域として矩形領域を指定することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、指定された矩形領域を探索領域として登録する（ステップＳ１１３）。一方、探索領域として矩形領域を指定することが指示されず、全領域を指定することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、探索領域として全領域を登録する（ステップＳ１１４）。

続いて、ＣＰＵ２１０は、選択された基準画像データにおいて、探索角度が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１１５）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、探索角度を指定するかまたは探索角度を制限しないかをＣＰＵ２１０に指示することができる。また、探索角度を指定する場合には、設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、探索角度の大きさを指定することができる。

探索角度を指定することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、指定された角度を探索角度として登録する（ステップＳ１１６）。一方、探索角度を指定することが指示されず、探索角度を制限しないことが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、探索角度を無制限に登録する（ステップＳ１１７）。

その後、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１０９〜Ｓ１１７において設定された内容で基準画像データを登録するか否かを判定する（ステップＳ１１８）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、基準画像データを登録するか否かをＣＰＵ２１０に指示することができる。基準画像データを登録することが指示された場合、ＣＰＵ２１０は、基準画像データを登録する（ステップＳ１１９）。一方、基準画像データを登録することが指示されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１２２の処理に進む。

基準画像データが登録された場合、ＣＰＵ２１０は、取得したテクスチャ画像データまたは高さ画像データの特徴部分が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、取得したテクスチャ画像データまたは高さ画像データの任意の特徴部分をＣＰＵ２１０に指定することができる。取得したテクスチャ画像データまたは高さ画像データの特徴部分が指定された場合、ＣＰＵ２１０は、指定された画像データの特徴部分を登録する（ステップＳ１２１）。一方、基準画像データの特徴部分が指定されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１２２の処理に進む。

次に、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓの高さ画像データの基準面が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１２２）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、設定用対象物Ｓの高さ画像データの基準面をＣＰＵ２１０に指定することができる。基準面が指定された場合、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓの高さ画像データの指定された基準面を登録する（ステップＳ１２３）。一方、基準面が指定されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１２５の処理に進む。

基準面が登録された場合、ＣＰＵ２１０は、登録した基準面に基づいて設定用対象物Ｓの高さ画像データを補正する（ステップＳ１２４）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓの表面の各部分の位置が高さ方向において登録された基準面からの距離を表すように、取得した高さ画像データを補正する。

次に、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓの計測対象部分が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１２５）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、設定用対象物Ｓの計測対象部分をＣＰＵ２１０に指定することができる。計測対象部分が指定された場合、ＣＰＵ２１０は、指定された設定用対象物Ｓの計測対象部分を登録する（ステップＳ１２６）。一方、計測対象部分が指定されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１３０の処理に進む。計測対象部分が登録された場合、ＣＰＵ２１０は、取得したテクスチャ画像データまたは高さ画像データに基づいて、登録した計測対象部分の寸法を計測する（ステップＳ１２７）。

続いて、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓの計測対象部分の設計値および公差が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１２８）。なお、設計値および公差のうち一方の入力が省略されてもよい。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、設定用対象物Ｓの計測対象部分の設計値および公差をＣＰＵ２１０に入力することができる。設計値および公差が入力された場合、ＣＰＵ２１０は、入力された設定用対象物Ｓの計測対象部分の設計値および公差を登録する（ステップＳ１２９）。一方、設計値および公差が入力されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１３０の処理に進む。

その後、ＣＰＵ２１０は、設定モードの終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、設定モードの終了をＣＰＵ２１０に指示することができる。上記の具体例では、設定作成者が操作部２５０を用いて図２５の保存ボタン４４１を操作することにより設定モードの終了が指示される。このとき、ＣＰＵ２１０は、設定モードの終了の指示に応答して上記のステップＳ１０１〜Ｓ１２９の処理により登録された情報を含む検査設定情報のデータファイルを検査設定ファイルとして記憶装置２４０に記憶する。

設定モードの終了が指示されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ１０９の処理に戻る。これにより、設定モードの終了が指示されるまで、ステップＳ１０９〜Ｓ１３０の処理が繰り返される。一方、設定モードの終了が指示された場合、ＣＰＵ２１０は設定モードを終了する。

（６−３）検査モードにおけるＣＰＵの制御動作
図４６および図４７は、検査モードにおけるＣＰＵ２１０の制御動作を示すフローチャートである。図４６および図４７の処理は、検査作業者が任意の検査設定ファイルを指定することにより、指定された検査設定ファイルの検査設定情報に基づいて実行される。

まず、ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、登録された１または複数の位置決め用画像データのうち１つの位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を表示部４００に表示する（ステップＳ２０１）。検査作業者は、ステージ１４１に検査対象物Ｓを載置する。

ＣＰＵ２１０は、ステージ１４１に検査対象物Ｓが載置された状態で、テクスチャ画像データを取得するように測定部１００および制御部３００に指令を与えることにより、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データを取得する（ステップＳ２０２）。ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、取得したテクスチャ画像データに基づいて検査対象物Ｓのテクスチャ画像を表示部４００に表示する（ステップＳ２０３）。

ここで、表示部４００には、位置決め用画像および検査対象物Ｓのテクスチャ画像が表示されている。そのため、検査作業者は、位置決め用画像および検査対象物Ｓのテクスチャ画像を視認しつつステージ１４１に載置された検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整することができる。これにより、検査作業者は、検査対象物Ｓの位置および姿勢を設定用対象物Ｓの位置および姿勢にそれぞれ近づけることができる。

また、ＣＰＵ２１０は、位置決め用画像データと検査対象物Ｓのテクスチャ画像データとの一致度を算出する（ステップＳ２０４）。ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、算出した一致度および一致度についてのしきい値を表示部４００に表示する（ステップＳ２０５）。上記の具体例では、一致度およびしきい値が図２９〜図３１の一致度インジケータ５１２により表示される。検査作業者は、表示部４００に表示された一致度を視認することにより、ステージ１４１に検査対象物Ｓを載置する際に検査対象物Ｓの位置および姿勢を設定用対象物Ｓの位置および姿勢にそれぞれ容易に近づけることができる。また、検査作業者は、表示部４００に表示された一致度についてのしきい値を視認することにより、検査対象物Ｓの位置および姿勢を設定用対象物Ｓの位置および姿勢にそれぞれ近づける際の許容度を認識することができる。

続いて、ＣＰＵ２１０は、他の位置決め用画像の表示が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。検査作業者は、操作部２５０を操作することにより、他の位置決め用画像を表示するか否かをＣＰＵ２１０に指示することができる。他の位置決め用画像の表示が指示された場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ２０１の処理に戻る。

他の位置決め用画像の表示が指示されない場合、ＣＰＵ２１０は、登録された全ての位置決め用画像データに基づく位置決め用画像が表示部４００に表示されたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。全ての位置決め用画像が表示されていない場合、ＣＰＵ２１０はステップＳ２００の処理に戻る。一方、全ての位置決め用画像が表示された場合、ＣＰＵ２１０は、検査対象物Ｓの画像データの取得が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。設定作成者は、操作部２５０を操作することにより、検査対象物Ｓの画像データの取得をＣＰＵ２１０に指示することができる。検査対象物Ｓの画像データの取得が指示されていない場合、ＣＰＵ２１０は、ステップＳ２０１の処理に戻る。

上記のフローによれば、複数の位置決め用画像が登録されている場合に、全ての位置決め用画像が表示されるまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理が繰り返される。これにより、検査作業者は、複数の位置決め用画像を用いて検査対象物Ｓの位置および姿勢を段階的に調整することができる。

検査対象物Ｓの画像データの取得が指示された場合、ＣＰＵ２１０は、測定部１００および制御部３００に指令を与えることにより検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを順次取得する（ステップＳ２０９）。次に、ＣＰＵ２１０は、取得した検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうち、登録した基準画像データに対応する画像データを位置合わせ用画像データとして登録する（ステップＳ２１０）。

続いて、ＣＰＵ２１０は、設定した位置合わせ用画像データに基づいて、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを位置合わせする（ステップＳ２１１）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、パターンマッチングにより位置合わせ用データを基準画像データに位置合わせすることにより、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを位置合わせする。探索領域または探索角度が設定されている場合には、パターンマッチングは設定された探索領域内または探索角度内で行われる。

その後、ＣＰＵ２１０は、登録された画像データの特徴部分に基づいて、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データを詳細に位置合わせする（ステップＳ２１２）。設定モードにおいて基準画像の特徴部分が登録されていない場合には、ステップＳ２１１の処理は省略される。次に、ＣＰＵ２１０は、登録された基準面に基づいて検査対象物Ｓの高さ画像データを補正する（ステップＳ２１３）。設定モードにおいて基準面が登録されていない場合には、ステップＳ２１３の処理は省略される。

続いて、ＣＰＵ２１０は、登録された設定用対象物Ｓの計測対象部分に対応する検査対象物Ｓの計測対象部分の寸法を計測する（ステップＳ２１４）。その後、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓについて計測された寸法、検査対象物Ｓについて計測された寸法ならびに受け付けた設計値および公差に基づいて検査対象物Ｓの良否を判定する（ステップＳ２１５）。なお、設定モードにおいて、設計値および公差のうち一方が省略されている場合、ＣＰＵ２１０は、設定用対象物Ｓについて計測された寸法、検査対象物Ｓについて計測された寸法ならびに受け付けた設計値および公差のうち他方に基づいて検査対象物Ｓの良否を判定する。ＣＰＵ２１０は、表示部４００に指令を与えることにより、判定結果を表示部４００に表示する（ステップＳ２１６）。これにより、ＣＰＵ２１０は検査モードを終了する。なお、検査モードの終了時に、ＣＰＵ２１０は上記の判定結果等のデータファイルを検査結果ファイルとして記憶装置２４０に記憶する。

（７）効果
本実施の形態に係る画像検査装置５００においては、設定モードにおいて、設定用対象物Ｓの位置および姿勢を示す位置決め用画像データが登録される。位置決め用画像データに基づく位置決め用画像は、設定用対象物Ｓの位置および姿勢を示す。設定モードにおいては、設定作成者が設定用対象物Ｓの計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように設定用対象物Ｓの位置および姿勢を調整した状態で位置決め用画像データを取得することができる。

検査モードにおいて、検査対象物Ｓのテクスチャ画像データが取得され、テクスチャ画像データに基づく検査対象物Ｓのテクスチャ画像が位置決め用画像とともに表示部４００に表示される。そのため、検査作業者は、表示部４００に表示された検査対象物Ｓのテクスチャ画像および位置決め用画像を視認することにより、ステージ１４１に検査対象物Ｓを載置する際に検査対象物Ｓの位置および姿勢を設定用対象物Ｓの位置および姿勢にそれぞれ近づけることが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて、検査対象物Ｓの計測対象部分に影または光の多重反射等が発生しないように検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整することができる。

また、検査モードにおいて取得される検査対象物Ｓについてのテクスチャ画像データおよび高さ画像データは、設定モードにおいて取得された設定用対象物Ｓについてのテクスチャ画像データおよび高さ画像データに高い精度でそれぞれ位置合わせされる。そのため、設定モードにおいて計測された設定用対象物Ｓの計測対象部分に対応する検査対象物Ｓの計測対象部分の寸法を検査モードにおいて高い精度で計測することが可能になる。これにより、検査作業者が熟練していない場合であっても、検査モードにおいて複数の検査対象物Ｓについて所望の計測対象部分の寸法を計測することができる。これらの結果、検査対象物Ｓの形状を容易にかつ正確に検査することができる。

（８）他の実施の形態
（８−１）上記実施の形態では、設定モードにおいて設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得された後、基準画像データの登録に用いる画像データが選択されるが、本発明はこれに限定されない。基準画像データの登録に用いる画像データの選択は、テクスチャ画像データおよび高さ画像データの取得される前に行われてもよい。この場合、画像検査装置５００においては、基準画像データの登録時に選択された画像データのみが基準画像データとして取得されてもよい。

（８−２）上記実施の形態では、測定ボタン４３２，５１３の操作によりテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得され、取得されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データに基づいて、基準画像データ、位置合わせ用画像データおよび位置決め用画像データが登録され、特徴部分を登録するために用いる画像データが選択され、測定対象物Ｓの計測対象部分が計測されるが、本発明はこれに限定されない。

基準画像データの登録処理、位置合わせ用画像データの登録処理、位置決め用画像データの登録処理、特徴部分を登録するために用いる画像データの選択処理、および測定対象物Ｓの計測対象部分の計測処理ごとに、各処理に必要な画像データが取得されてもよい。

例えば、基準画像データとして予めテクスチャ画像データを登録することが既知である場合には、基準画像データの登録処理時に測定対象物Ｓのテクスチャ画像データのみが取得されてもよい。また、測定対象物Ｓの高さ方向に成分を持つ寸法のみを計測する場合には、測定対象物Ｓの計測対象部分の計測処理時に測定対象物Ｓの高さ画像データのみが取得されてもよい。

（８−３）上記実施の形態では、測定対象物Ｓの計測対象部分の計測を行うためにテクスチャ画像データおよび高さ画像データが取得されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定対象物Ｓの高さ方向に成分を持つ寸法のみを計測する場合には、計測対象部分の寸法を計測するための画像データとして高さ画像データのみが取得されてもよい。

（８−４）上記実施の形態において、テクスチャ画像データと高さ画像データとが共通の受光部１２０を用いて生成されるが、本発明はこれに限定されない。テクスチャ画像データと高さ画像データとが別個の受光部を用いて生成されてもよい。この場合、画像検査装置５００には、一方の受光部により生成されたテクスチャ画像データと高さ他方の受光部により生成された画像データとを関連付けて記憶する記憶部が設けられる。当該記憶部は、一方の受光部に設けられてもよいし、他方の受光部に設けられもよい。あるいは、当該記憶部は、ＰＣ２００の記憶装置２４０により実現されてもよい。

（８−５）上記実施の形態では、設定モードにおいて取得された設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうち一方が設定作成者により基準画像データとして選択されるが、本発明はこれに限定されない。基準画像データとして用いる画像データの選択は、設定作成者による画像選択操作部４６１の操作に基づいて行われる代わりに、予め定められた条件に従ってＣＰＵ２１０により実行されてもよい。

予め定められた条件として、例えば取得されたテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうちエッジの検出量が大きい画像データを基準画像データとして用いることが記憶装置２４０に記憶される。ＣＰＵ２１０は、記憶装置２４０に記憶された条件に従って、位置合わせに適した画像データを選択する。この場合、熟練していない設定作成者が、位置合わせに適していない画像データを誤って選択することが防止される。

（８−６）上記実施の形態では、位置決め用画像データとして設定用対象物Ｓのテクスチャ画像データが用いられるが、本発明はこれに限定されない。位置決め用画像データは、設定用対象物Ｓの計測対象部分の寸法を計測するために用いられるテクスチャ画像データとは異なってもよい。例えば、位置決め用画像データとして、設定用対象物Ｓの高さ画像データが用いられてもよい。また、位置決め用画像データとして、設定用対象物Ｓとは異なる物体を撮像することにより得られるテクスチャ画像データまたは高さ画像データが用いられてもよい。

（８−７）上記実施の形態の検査モードにおいて、検査対象物Ｓの位置および姿勢を検査作業者に調整させるための位置決め用画像が位置決め用画像データに基づいて表示部４００に表示されるが、本発明はこれに限定されない。検査モードにおいて、位置決め用画像が位置決め用画像データに基づいて表示部４００に表示されなくてもよい。

例えば、検査モードにおいて、位置決め用画像データに基づいてステージ１４１がステージ駆動部１４３により移動されてもよい。この場合、位置決め用画像データおよびステージ１４１に載置された検査対象物Ｓのテクスチャ画像データに基づいて、検査対象物Ｓの位置および姿勢が設定用対象物Ｓの位置および姿勢にそれぞれ近づくようにステージ１４１が自動的に移動される。そのため、検査作業者は、検査対象物Ｓの位置および姿勢の調整を行う必要がない。

あるいは、検査モードにおいて、検査対象物Ｓの位置および姿勢を検査作業者に調整させるための音声誘導または映像誘導が位置決め用画像データに基づいて行われてもよい。図４８は、位置決め用画像データに基づく映像誘導の一例を示す図である。投光部１１０のパターン生成部１１２は、測定光を用いてプロジェクタとして映像をステージ１４１に投影することが可能である。そこで、図４８に示すように、検査モードにおいて、測定対象物Ｓの平面映像Ｓｘが位置決め用画像データに基づいてステージ１４１に投影されてもよい。検査作業者は、平面映像Ｓｘに重なるように測定対象物Ｓをステージ１４１に載置することにより、検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整することができる。

あるいは、治具がステージ１４１に設けられてもよい。図４９は、測定対象物Ｓの位置決めのための治具がステージ１４１に設けられた例を示す図である。図４９に示すように、治具１４４はステージ１４１の略中央に固定される。治具１４４には測定対象物Ｓを挿入可能である。設計モードにおいて、測定管理者は、設定用対象物Ｓの位置および姿勢を調整した状態で設定用対象物Ｓを治具１４４に挿入する。検査モードにおいて、検査作業者は、検査対象物Ｓを治具１４４に挿入することにより、検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整することができる。この場合、設定モードにおいて、位置決め用画像データが登録されなくてもよい。

（８−８）上記実施の形態では、検査モードにおいて位置決め用画像が半透明状態で主表示欄４１１上に表示されるが、本発明はこれに限定されない。位置決め用画像は、主表示欄４１１に表示されるテクスチャ画像の表示領域とは異なる領域に表示されてもよい。例えば、位置決め用画像は、側部副表示欄４１３に表示されてもよい。この場合においても、検査作業者は、位置決め用画像を視認しつつ検査対象物Ｓの位置および姿勢を調整することができる。

（８−９）上記実施の形態では、同一の画像検査装置５００において、設定モードにより検査設定情報が生成され、検査モードにおいてその検査設定情報に基づく検査対象物Ｓの検査が行われるが、本発明はこれに限定されない。例えば、一の画像検査装置５００において設定モードで生成された検査設定情報を、他の画像検査装置５００の記憶装置２４０に記憶させてもよい。この場合、他の画像検査装置５００の検査モードにおいて、一の画像検査装置５００で作成された検査設定情報を用いて検査対象物Ｓの検査を行ってもよい。

（８−１０）上記実施の形態において、測定ヘッド１００Ｈが固定され、測定ヘッド１００Ｈに対してステージ１４１が相対的に移動するように構成されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステージ１４１が固定され、ステージ１４１に対して測定ヘッド１００Ｈが移動するように構成されてもよい。

（８−１１）上記実施の形態において、画像検査装置５００は三角測距方式に基づいて高さ画像データを生成するが、本発明はこれに限定されない。画像検査装置５００は、他の方式に基づいて高さ画像データを生成してもよい。

例えば、画像検査装置５００は、測定対象物Ｓと受光部１２０との距離を変化させつつ画像データを生成し、測定対象物Ｓに焦点が合った部分の画像データを合成することにより高さ画像データを生成してもよい。この場合、測定ヘッド１００Ｈは、単一焦点型の光学系により構成されてもよいし、共焦点型の光学系により構成されてもよいし、光干渉型の光学系により構成されてもよい。

（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、測定対象物Ｓ、設定用対象物Ｓおよび検査対象物Ｓが測定対象物の例であり、ステージ１４１がステージの例である。受光部１２０、照明光出力部１３０、制御基板３１０および照明光源３２０が第１の画像データ取得手段の例である。投光部１１０、受光部１２０および制御基板３１０が第２の画像データ取得手段の例である。ＣＰＵ２１０が制御手段および処理装置の例であり、表示部４００が表示手段の例であり、操作部２５０および表示部４００が第１〜第４の操作手段の例であり、画像検査装置５００が画像検査装置の例である。

取得指令部２１０Ｂが第１〜第６の取得指令手段の例であり、登録部２１０Ａが第１〜第４の登録手段の例であり、計測部２１０Ｄが第１および第２の計測手段の例であり、受け付け部２１０Ｅが受け付け手段の例である。表示指令部２１０Ｃが第１〜第５の表示指令手段の例であり、位置合わせ部２１０Ｇが位置合わせ手段の例であり、判定部２１０Ｈが判定手段の例であり、一致度算出部２１０Ｆが一致度算出手段の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。

本発明は、種々の対象物の寸法の検査に有効に利用することができる。

１０ Ｘ−Ｙステージ
２０ Ｚステージ
３０ θステージ
１００ 測定部
１００Ｈ 測定ヘッド
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ 投光部
１１１ 測定光源
１１２ パターン生成部
１１３，１１４，１１５，１２２，１２３ レンズ
１２０ 受光部
１２１ カメラ
１２１ａ 撮像素子
１３０ 照明光出力部
１４０ ステージ装置
１４１ ステージ
１４２ ステージ操作部
１４３ ステージ駆動部
１４４ 治具
１５０，３１０ 制御基板
２００ ＰＣ
２１０ ＣＰＵ
２１０Ａ 登録部
２１０Ｂ 取得指令部
２１０Ｃ 表示指令部
２１０Ｄ 計測部
２１０Ｅ 受け付け部
２１０Ｆ 一致度算出部
２１０Ｇ 位置合わせ部
２１０Ｈ 判定部
２２０ ＲＯＭ
２３０ ＲＡＭ
２４０ 記憶装置
２５０ 操作部
３００ 制御部
３２０ 照明光源
４００ 表示部
４１１ 主表示欄
４１２ 上部副表示欄
４１３ 側部副表示欄
４１５ 登録ボタン
４１７ 完了ボタン
４１９ 表示画像切替ボタン
４２１ ステージ操作ボタン
４３１ 位置決め設定ボタン
４３２，５１３ 測定ボタン
４３３ 画像選択ボタン
４３４ 解析ボタン
４３５，４８４ 戻るボタン
４４１，５２４ 保存ボタン
４４２ 基準面設定ボタン
４４３ 位置合わせボタン
４４４ プロファイルボタン
４５１ オフボタン
４５２ オンボタン
４５３ 詳細位置合わせ設定ボタン
４５４ テストボタン
４５５ ＯＫボタン
４５６ キャンセルボタン
４６１，４７３ 画像選択操作部
４６２ 矩形領域設定ボタン
４６３ 全領域設定ボタン
４６４ 回転範囲設定操作部
４７１ 描画ボタン
４７２ エッジ検出ボタン
４７４ 詳細位置合わせ方法ボタン
４８１ 標本画像選択操作部
４８２ 表示画像選択操作部
４８３ テスト実行ボタン
４９１ 寸法計測方法ボタン
４９２，５２２ 入力欄
４９３，５２５ 工程情報ボタン
４９４ 保存オプションボタン
５００ 画像検査装置
５１１ 検査設定ファイル選択部
５１２ 一致度インジケータ
５１４ 閉じるボタン
５１５ 次へボタン
５２１ 結合ボタン
５２３ 追加ボタン
６０１ 検査設定ボタン
６０２ 検査実行ボタン
６０３ 統計解析ボタン
６０４ 設定編集ボタン
ＨＥ，ＴＥ 輪郭
ＨＩ 高さ画像
Ｓ 検査対象物、設定用対象物、測定対象物
Ｓｘ 平面映像
ＴＩ テクスチャ画像
ｓ１０ 薄肉部
ｓ１１，ｓ２１，ｓ３１ 上面
ｓ１２，ｓ２２ 下面
ｓ２０ 厚肉部
ｓ３０ 円柱部
ｔｐ１ 第１の計測対象部分
ｔｐ２ 第２の計測対象部分
ｔｐ３ 第３の計測対象部分
ｔｐ４ 第４の計測対象部分

Claims (15)

1. 測定対象物が載置されるステージと、
   前記ステージに載置された前記測定対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データを取得する第１の画像データ取得手段と、
   前記ステージに載置された前記測定対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得する第２の画像データ取得手段と、
   検査のための設定を行う設定モードと検査を実行する検査モードとで制御動作を行う制御手段と、
   表示手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記設定モードにおいて、前記ステージに前記測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得するように前記第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第１の取得指令手段と、
   前記設定モードにおいて、前記第１の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データに基づいて、前記設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録する第１の登録手段と、
   前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得するように前記第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第２の取得指令手段と、
   前記設定モードにおいて、前記第２の取得指令手段の指令により取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録する第２の登録手段と、
   前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するように前記第２の画像データ取得手段に指令を与える第３の取得指令手段と、
   前記設定モードにおいて、前記第３の取得指令手段の指令により取得された計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測する第１の計測手段と、
   前記設定モードにおいて、前記設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付ける受け付け手段と、
   前記検査モードにおいて、前記第１の登録手段により登録された前記位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を表示するように前記表示手段に指令を与える第１の表示指令手段と、
   前記検査モードにおいて、前記ステージに前記測定対象物として検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得するように前記第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第４の取得指令手段と、
   前記検査モードにおいて、前記第４の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を表示するように前記表示手段に指令を与える第２の表示指令手段と、
   前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、前記第１および第２の表示指令手段による指令の後に、前記第２の登録手段により登録された前記基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得するように前記第１または第２の画像データ取得手段に指令を与える第５の取得指令手段と、
   前記検査モードにおいて、前記第５の取得指令手段の指令により取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録する第３の登録手段と、
   前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するように前記第２の画像データ取得手段に指令を与える第６の取得指令手段と、
   前記検査モードにおいて、パターンマッチングにより前記位置合わせ用データと前記基準画像データとを位置合わせすることにより、前記第６の取得指令手段の指令により取得された第２の画像データの位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記検査モードにおいて、前記位置合わせ手段により位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象箇所に対応する前記検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測する第２の計測手段と、
   前記検査モードにおいて、前記第１の計測手段により計測された寸法と、前記第２の計測手段により計測された寸法と、前記受け付け手段により受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて前記検査対象物の良否を判定する判定手段と、
   前記検査モードにおいて、前記判定手段により判定された判定結果を表示するように前記表示手段に指令を与える第３の表示指令手段とを含む、画像検査装置。
2. 前記第１の登録手段は、前記設定モードにおいて、前記設定用対象物の複数の部分をそれぞれ示す複数の位置決め用画像データ、または倍率が互いに異なる複数の位置決め用画像データを登録する、請求項１記載の画像検査装置。
3. 前記第１の登録手段により登録された複数の位置決め用画像を前記表示部に順次表示させるために操作される第１の操作手段をさらに備え、
   前記第１の表示指令手段は、前記検査モードにおいて、前記第１の操作手段の操作に基づいて、前記第１の登録手段により登録された複数の位置決め用画像データに基づく位置決め用画像を順次表示するように前記表示手段に指令を与える、請求項２記載の画像検査装置。
4. 前記制御手段は、
   前記検査モードにおいて、前記第１の登録手段により登録された前記位置決め用画像データと前記第４の取得指令手段の指令により取得された位置決めのための画像データとの一致度を算出する一致度算出手段と、
   前記検査モードにおいて、前記一致度算出手段による算出結果を表示するように前記表示手段に指令を与える第４の表示指令手段とをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像検査装置。
5. 前記第４の表示指令手段は、予め定められた一致度についてのしきい値を示す情報を表示するように前記表示手段に指令を与える、請求項４記載の画像検査装置。
6. 前記第４の取得指令手段は、前記検査モードにおいて、前記ステージに載置された前記検査対象物の時間的変化を示す第１の画像データをライブ画像データとして取得するように前記第１の画像データ取得手段に指令を与え、
   前記第２の表示指令手段は、前記検査モードにおいて、前記第４の取得指令手段の指令により取得されたライブ画像データに基づいて前記検査対象物の時間的変化を示すライブ画像を位置決め用画像と重ねて表示するように前記表示手段に指令を与える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像検査装置。
7. 第２の取得指令手段は、前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、第１および第２の画像データを取得するように前記第１および第２の画像データ取得手段にそれぞれ指令を与え、
   前記画像検査装置は、前記第２の取得指令手段の指令により取得された前記第１および第２の画像データのうちいずれか一方を選択するために操作される第２の操作手段をさらに備え、
   前記第２の登録手段は、前記設定モードにおいて、前記第２の操作手段の操作により選択された画像データを前記基準画像データとして登録する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像検査装置。
8. 前記制御手段は、前記設定モードにおいて、前記第２の取得指令手段の指令により取得された第１の画像データに基づくテクスチャ画像および第２の画像データに基づく高さ画像のうち少なくとも一方の画像を表示するように前記表示手段に指令を与える第５の表示指令手段をさらに含む、請求項７記載の画像検査装置。
9. パターンマッチングのための探索範囲を指定するために操作される第３の操作手段をさらに備え、
   前記位置合わせ手段は、前記検査モードにおいて、前記第３の操作手段の操作により指定された前記探索範囲内でパターンマッチングにより前記位置合わせ用画像データを前記基準画像データに位置合わせする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像検査装置。
10. 前記第１および前記第２の画像データ取得手段は、共通の軸上から第１および第２の画像データをそれぞれ取得するように配置される、請求項１〜９記載の画像検査装置。
11. 前記第２の画像データ取得手段により取得された第２の画像データにおいて、任意の基準面を指定するために操作される第４の操作手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記設定モードにおいて、前記第４の操作手段の操作により指定された前記基準面を登録する第４の登録手段をさらに含み、
    前記第２の画像データ取得手段は、前記測定対象物の表面の各部分の位置が前記第４の登録手段により登録された前記基準面に直交する方向において前記基準面からの距離を表すように、取得した第２の画像データを補正する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像検査装置。
12. 設定モードにおいて、ステージに測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための画像データとして前記設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データまたは前記設定用対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得するステップと、
    前記設定モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて、前記設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録するステップと、
    前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得するステップと、
    前記設定モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録するステップと、
    前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するステップと、
    前記設定モードにおいて、取得された計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測するステップと、
    前記設定モードにおいて、前記設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付けるステップと、
    検査モードにおいて、前記ステージに前記測定対象物として検査対象物が載置された状態で、登録された前記位置決め用画像データに基づいて前記検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置に前記ステージまたは前記検査対象物を移動させるステップと、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、前記ステージまたは前記検査対象物の移動後に、登録された前記基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得するステップと、
    前記検査モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録するステップと、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得するステップと、
    前記検査モードにおいて、パターンマッチングにより前記位置合わせ用データと前記基準画像データとを位置合わせすることにより、前記検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせを行うステップと、
    前記検査モードにおいて、位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象箇所に対応する前記検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測するステップと、
    前記検査モードにおいて、前記設定用対象物について計測された寸法と、前記検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて前記検査対象物の良否を判定するステップと、
    前記検査モードにおいて、判定された判定結果を表示手段に表示するステップとを含む、画像検査方法。
13. 前記ステージまたは前記検査対象物を移動させるステップは、
    前記検査モードにおいて、登録された前記位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を前記表示手段に表示することと、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得することと、
    前記検査モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を前記表示部に表示することと、
    前記検査モードにおいて、位置決め用画像および位置決めのための画像データに基づく画像の表示後、前記ステージまたは前記検査対象物の移動を受け付けることとを含む、請求項１２記載の画像検査方法。
14. 処理装置により実行可能な画像検査プログラムであって、
    設定モードにおいて、ステージに測定対象物として設定用対象物が載置された状態で、位置決めのための画像データとして前記設定用対象物の表面のテクスチャ画像を表す第１の画像データまたは前記設定用対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得する処理と、
    前記設定モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて、前記設定用対象物の位置および姿勢を示す位置決め用画像データを登録する処理と、
    前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、位置合わせのための第１または第２の画像データを取得する処理と、
    前記設定モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを基準画像データとして登録する処理と、
    前記設定モードにおいて、前記ステージに前記設定用対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得する処理と、
    前記設定モードにおいて、取得された計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象部分の高さ方向に成分を持つ寸法を計測する処理と、
    前記設定モードにおいて、前記設定用対象物の計測対象部分の設計値および公差の少なくともいずれかの値の入力を受け付ける処理と、
    検査モードにおいて、前記ステージに前記測定対象物として検査対象物が載置された状態で、登録された前記位置決め用画像データに基づいて前記検査対象物の表面の高さ画像を表す第２の画像データを取得可能な位置に前記ステージまたは前記検査対象物を移動させる処理と、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、前記ステージまたは前記検査対象物の移動後に、登録された前記基準画像データに対応する位置合わせのための画像データを取得する処理と、
    前記検査モードにおいて、取得された位置合わせのための画像データを位置合わせ用画像データとして登録する処理と、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、計測のための第２の画像データを取得する処理と、
    前記検査モードにおいて、パターンマッチングにより前記位置合わせ用データと前記基準画像データとを位置合わせすることにより、前記検査対象物についての計測のための第２の画像データの位置合わせを行う処理と、
    前記検査モードにおいて、位置合わせされた計測のための第２の画像データに基づいて、前記設定用対象物の計測対象箇所に対応する前記検査対象物の計測対象箇所の寸法を計測する処理と、
    前記検査モードにおいて、前記設定用対象物について計測された寸法と、前記検査対象物について計測された寸法と、受け付けられた設計値および公差の少なくともいずれかの値とに基づいて前記検査対象物の良否を判定する処理と、
    前記検査モードにおいて、判定された判定結果を表示手段に表示する処理とを、
    前記処理装置に実行させる、画像検査プログラム。
15. 前記ステージまたは前記検査対象物を移動させる処理は、
    前記検査モードにおいて、登録された前記位置決め用画像データに基づいて位置決め用画像を前記表示手段に表示することと、
    前記検査モードにおいて、前記ステージに前記検査対象物が載置された状態で、位置決めのための第１または第２の画像データを取得することと、
    前記検査モードにおいて、取得された位置決めのための画像データに基づいて画像を前記表示部に表示することと、
    前記検査モードにおいて、位置決め用画像および位置決めのための画像データに基づく画像の表示後、前記ステージまたは前記検査対象物の移動を受け付けることとを含む、請求項１４記載の画像検査プログラム。

Images