JP2023113088A - ずれ量の測定方法、及び測定装置、及びプログラム - Google Patents

ずれ量の測定方法、及び測定装置、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】撮像体を撮像するためのカメラの軸の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定し、設置角度のずれを低コストかつ高精度に補正することを可能とする測定方法、及び測定装置、及びプログラムを提供する。【解決手段】カメラの軸の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定装置を用いた測定方法は、傾きが既知である直線を特定可能な基準指標が付された目標物を異なる視野で複数回撮像する撮像工程と、異なる視野で撮像した画像における各々の基準指標に対応して、基準指標に基づき特定された直線を求める画像処理工程と、複数の直線の間の距離が０となる回転角を設置角度のずれ量として算出する算出工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、ずれ量の測定方法、及び測定装置、及びプログラムに関する。
従来、半導体ウエハの姿勢合わせを行うアライナーの精度測定装置が公知である。当該精度測定装置は、ウエハ載置台上の基準指標に着脱可能に取り付けられる精度測定用ウエハの測定表面に所定間隔を隔てて設けられた一対の目印を、ウエハが基準指標に有るときとウエハをアライナーによって姿勢合わせしたときとにおいて撮像する撮像手段と、それぞれの撮像から得られる画像情報を基にアライナーの精度を測定する画像処理装置とからなる（例えば、特許文献１参照）。
また、部品装着ヘッドと、電子部品の画像を取得するカメラと、取得される電子部品の画像に対して歪補正データに基づいて歪補正を実行し、歪補正が実行された画像に基づいて電子部品の位置を認識する画像処理部とを備えた電子部品装着装置も公知である。当該電子部品装着装置の部品位置認識用のカメラに生じる、カメラ姿勢及びレンズ歪に起因する画像歪を補正する方法に関し、ドットチャートが設けられた歪み補正治具を撮像することによって、角度ずれを検出することができる（例えば、特許文献２参照）。他に、カメラ支持体により固定された第１カメラおよび第２カメラを含むステレオカメラの光軸方向のずれを校正する校正方法も公知である。当該校正方法においては、校正用のチャートを撮像し、出力された格子点の座標と、予め保持しているズレの無い理想座標との比較により補正データを作成することができる（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３－３１８２４９号公報 特開２０１３－２３９７２０号公報 特開２０１９－０９０７５５号公報
例えばカメラを軸に沿って平行移動させて撮像体を撮像する際、あるいはカメラを軸に固定してベルトコンベア等によって運搬される撮像体を撮像する際には、カメラの設置角度のずれに起因して画像の角度にずれが生じる虞がある。上記特許文献１乃至３においては、いずれもカメラで撮像体を撮像し、撮像する際に生じる画像の角度のずれを補正する点について開示されている。この補正の精度を向上するべく、軸に対して高精度にカメラを取り付ける方法があるが、その方法を導入することによってコストアップに繋がる。また、上記特許文献１乃至３においては、例えばソフトウェアによる補正として、カメラで撮像体を一回撮像し、一視野のみでカメラの設置角度のずれを検出する方法もあるが、この検出方法においては高い測定精度が望めないのが現状であった。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、撮像体を撮像するためのカメラの軸の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定し、設置角度のずれを低コストかつ高精度に補正することを可能とする測定方法、及び測定装置、及びプログラムを提供することを最終的な目的とする。なお、以下の適用例や実施例においても、測定方法、及び測定装置、及びプログラムは、カメラの軸の基準方向に対する設置角度のずれ量の測定方法、及び測定装置、及びプログラムを示すものとする。
上記の課題を解決するための本開示は、
支持体に設置されたカメラの当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定方法であって、
前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標が付された目標物が用いられ、
前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像する撮像工程と、
前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された前記直線を求める画像処理工程と、
複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出工程と、を有することを特徴とする、測定方法を含む。
撮像工程において、基準指標が付された目標物を異なる視野で複数回撮像することによって、算出工程において、回転角を設置角度のずれ量として高精度に算出することができる。そのため、上記の測定方法によって測定された設置角度のずれ量は信頼性が高く、設置角度のずれ量が正確に把握できれば、手動または自動的な手段によって、設置角度のずれを高精度に補正することができる。また、上記の測定方法は簡易的であり、設置角度のずれを低コストに補正することができる。なお、上記の所定の角度とは、目標物が基準方向に対して平行でない状態で設置された際の、基準方向に対する目標物の角度である。目標物が基準方向に対して平行に設置された場合も、平行でない状態で設置された場合も、算出工程において、回転角を設置角度のずれ量として算出することができる。
また、本開示においては、前記撮像工程において前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理工程において求めた前記直線、及び前記算出工程において算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを表示する表示工程をさらに有することを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、設置角度のずれが生じていることや設置角度のずれ量を視覚的及び数値的に把握することができる。
また、本開示においては、前記撮像工程において前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理工程において求めた前記直線、及び前記算出工程において算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを送信し、当該データに基づいて前記設置角度のずれ量に係る情報を受信する通信工程をさらに有することを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、設置角度のずれが生じていることや設置角度のずれ量を外部機器に送信することができ、例えば専門家等から設置角度のずれを改善するための対処方法のフィードバックを受けることもできる。
また、本開示においては、前記基準指標における汚れが所定の閾値を超えているか否かを判断する判断工程と、前記汚れが前記所定の閾値を超えている場合には、前記汚れの位置、及び前記汚れのランク、及び当該ランクに応じた対応方法を報知する報知工程と、をさらに有することを特徴とする、測定方法としてもよい。基準指標における汚れに起因して、画像処理工程において基準指標を正確に認識することが困難となり、算出工程において回転角を算出する精度が低下する虞があるため、これによれば、汚れに係る情報を正確に把握することができ、回転角を算出する精度が低下する虞を抑制することができる。
また、本開示においては、前記判断工程において、前記汚れは、前記基準指標の白色の画素に対する黒色の画素の割合によって判断されることを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、白色の画素に対する黒色の画素の割合によって汚れを判断するため、光学検査を適用しやすい。
また、本開示においては、前記設置角度のずれ量と所定の規格値との差を算出する、または前記設置角度のずれ量を定期的に算出する第２の算出工程と、前記設置角度のずれ量と前記所定の規格値との差、または前記設置角度のずれ量が所定の一定値以上である場合には、警告を報知する第２の報知工程と、をさらに有することを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、設置角度のずれを迅速に把握することができる。
また、本開示においては、前記算出工程において、複数の前記カメラの各々に対応する前記回転角を算出し、全ての前記回転角の平均値を前記設置角度のずれ量として算出することを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、より高い信頼性をもって設置角度のずれ量を測定することができる。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んで付された図形であることを特徴とする、測定方法としてもよい。図形としては、例えばドットや十字等があり、これによれば、基準指標を設計する際に、そのバリエーションの幅が広がる。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に描画された直線であることを特徴とする、測定方法としてもよい。これによれば、基準指標を設計する際に、そのバリエーションの幅が広がる。また、画像処理工程において直線を求めやすい。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に投影された直線であることを特徴とする、測定方法としてもよい。例えばレーザー等を媒体とした投影があり、これによれば、正確な寸法を有する基準指標を目標物上に投影しやすい。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んだ部品、または前記目標物上に形成された直線状の構造物であることを特徴とする、測定方法としてもよい。目標物上に直線状に並んだ部品としては、例えばＬＥＤ発光素子等があり、これによれば、正確な寸法を有する基準指標を目標物上に形成しやすい。
また、本開示においては、上記の測定方法における各ステップを、測定装置に実行させるためのプログラムとしてもよい。
また、本開示は、
支持体に設置されたカメラを備え、当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定装置であって、
前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標が付された目標物が用いられ、
前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像した後、前記カメラから取得した前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された直線を求める画像処理部と、
複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出部と、を備えることを特徴とする、測定装置を含んでもよい。
カメラが、基準指標が付された目標物を異なる視野で複数回撮像することによって、算出部は、回転角を設置角度のずれ量として高精度に算出することができる。そのため、上記の測定装置によって測定された設置角度のずれ量は信頼性が高く、設置角度のずれ量が正確に把握できれば、手動または自動的な手段によって、設置角度のずれを高精度に補正することができる。また、上記の測定装置の構成は簡易的であり、設置角度のずれを低コストに補正することができる。なお、目標物が基準方向に対して平行に設置された場合も、平行でない状態で設置された場合も、算出部によって、回転角を設置角度のずれ量とし
て算出することができる。
また、本開示においては、前記カメラが前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理部が求めた前記直線、及び前記算出部が算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、測定装置としてもよい。当該データを表示部が表示することによって、設置角度のずれが生じていることや設置角度のずれ量を視覚的及び数値的に把握することができる。
また、本開示においては、前記カメラが前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理部が求めた前記直線、及び前記算出部が算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを送信し、当該データに基づいて前記設置角度のずれ量に係る情報を受信する通信部をさらに備えることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、設置角度のずれが生じていることや設置角度のずれ量を外部機器に送信することができ、例えば専門家等から設置角度のずれを改善するための対処方法のフィードバックを受けることもできる。
また、本開示においては、前記通信部が、前記データを送信し、前記設置角度のずれ量に係る情報を受信した場合には、前記表示部は、前記設置角度のずれが校正済みであることを表示することを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、上記の測定装置の有効性や安全性を保証でき、上記の測定装置の精度の高さを保証できる
また、本開示においては、前記基準指標における汚れが所定の閾値を超えているか否かを判断する判断部と、前記汚れが前記所定の閾値を超えている場合には、前記汚れの位置、及び前記汚れのランク、及び当該ランクに応じた対応方法を報知する報知部と、をさらに備えることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、基準指標における汚れに係る情報を正確に把握することができ、汚れに起因して回転角を算出する精度が低下する虞を抑制することができる。
また、本開示においては、前記判断部は、前記汚れを、前記基準指標の白色の画素に対する黒色の画素の割合によって判断することを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、白色の画素に対する黒色の画素の割合によって汚れを判断するため、光学検査を適用しやすい。
また、本開示においては、前記設置角度のずれ量と所定の規格値との差を算出する、または前記設置角度のずれ量を定期的に算出する第２の算出部と、前記設置角度のずれ量と前記所定の規格値との差、または前記設置角度のずれ量が所定の一定値以上である場合には、警告を報知する第２の報知部と、をさらに備えることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、設置角度のずれを迅速に把握することができる。
また、本開示においては、前記算出部は、複数の前記カメラの各々に対応する前記回転角を算出し、全ての前記回転角の平均値を前記設置角度のずれ量として算出することを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、より高い信頼性をもって設置角度のずれ量を測定することができる。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んで付された図形であることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、基準指標を設計する際に、図形のバリエーションの幅が広がる。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に描画された直線であることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、基準指標を設計する際に、そのバ
リエーションの幅が広がる。また、画像処理部によって直線を求めやすい。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に投影された直線であることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、正確な寸法を有する基準指標を目標物上に投影しやすい。
また、本開示においては、前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んだ部品、または前記目標物上に形成された直線状の構造物であることを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、正確な寸法を有する基準指標を目標物上に形成しやすい。
また、本開示においては、起動時に自動で前記設置角度のずれを検知することを特徴とする、測定装置としてもよい。これによれば、設置角度のずれのメンテナンスを定期的、且つ、自動的に行うことができる。
また、本開示においては、コンピュータを、上記の測定装置として機能させるためのプログラムとしてもよい。
なお、本開示は、上記手段が行う処理の少なくとも一部を含む測定方法として捉えることができる。また、本開示は、上記手段の少なくとも一部を含む測定装置として捉えることもできる。また、これらの方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムや、当該プログラムを非一時的に記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体として捉えることもできる。
なお、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り互いに組み合わせて用いることができる。
本発明によれば、カメラの軸の基準方向に対する設置角度のずれ量の測定方法、及び測定装置、及びプログラムにおいて、当該ずれ量を測定し、設置角度のずれを低コストかつ高精度に補正することが可能である。
図１は、実施例に係る測定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図２は、実施例に係る測定装置におけるカメラを用いて撮像体を撮像する際に生じ得る問題と、その問題を解決するための測定方法を説明するための図である。 図３は、実施例に係る測定装置の一例を示す機能ブロック図である。 図４Ａは、実施例に係る測定装置を用いて、カメラの移動軸に対する設置角度のずれ量を測定する方法を示す第１の説明図である。図４Ｂは、図４Ａの続きを示す第２の説明図である。 図５は、図４Ｂの続きを示す第３の説明図である。 図６は、実施例に係る測定装置における通信部が送受信する内容の一例を示す説明図である。 図７は、実施例に係る測定装置を用いた測定方法の手順を示すフローチャートである。
〔適用例〕
以下に本開示の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本開示は図１に示すような測定装置１に適用することができる。また、本開示は測定装置１を用いることで、図４Ａから図５の説明図に示すような方法に適用することができる。
図１は、本開示が適用可能な測定装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。本適用例における測定装置１は、カメラ１０、及び制御装置１１、及びデータ管理用サーバ１２、及びＵｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＵＩ）１３が無線または有線の通信回線を介して相互に接続されて構成されている。
制御装置１１は、カメラ１０が撮像した撮像体から、撮像体の画像を生成し、あらかじめ登録された検査プログラムを用いて画像を処理することにより、撮像体における撮像箇所の状態が良好であるか不良であるかを判定する。制御装置１１は、ハードウェア構成として、例えばＣＰＵ等のプロセッサや、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置や、外部装置とのインターフェース等を含む。制御装置１１は、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、以下の図３に示すような構成の機能を提供する。上記の各機能の一部または全ては、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなハードウェア回路によって実現されても構わない。これらの各機能部の詳細は、図３の機能ブロック図において説明する。
また、撮像体の一例として、本適用例においては、プリント基板２上の撮像箇所２１（図２に図示）を例示する。撮像箇所２１としては、例えばプリント基板２の配線やビアホール等がある。本適用例においては、カメラ１０を用いて、搬送ライン（図示略）によって図１に示す矢印の方向に搬送されるプリント基板２上の撮像箇所２１を撮像するが、プリント基板２を固定して撮像箇所２１を撮像してもよい。
また、制御装置１１が、カメラ１０や、プリント基板２を照射する照明（図示略）に対して実行する制御として、例えばカメラ１０の光学系のＦ値の変更や、照明の明るさの変更や、カメラ１０と照明のキャリブレーション等がある。
データ管理用サーバ１２には、複数種類のデータが記憶されており、上記の検査プログラムや撮像箇所２１毎の検査項目及び検査基準を定めた検査内容データが保存されるほか、ＵＩ１３における処理に必要な様々な情報が登録される。
図２は、本開示が適用可能な測定装置１におけるカメラ１０を用いて撮像体を撮像する際に生じ得る問題と、その問題を解決するための測定方法を説明するための図である。また、図２は、カメラ１０が撮像体を撮像する態様を上から見た概略図である。カメラ１０は移動軸３の長手方向（以下、基準方向という）に沿って移動可能に、移動軸３に取り付けられた略矩形のプレート（図示略）に設置されるが、カメラ１０をプレート（以下、プレートも含めて移動軸３という）に設置する際には、カメラ１０を用いて撮影される画像の基準軸が、移動軸３の基準方向に対して平行になるように固定されないことが多く、図２に示すθの分だけカメラ１０の移動軸３に対する設置角度のずれが生じることが多い。設置角度のずれが生じると、カメラ１０の撮像視野（図２に示す斜線部分）においても当然にずれが生じ、得られた画像の解析もこのずれに起因して困難となる。この設置角度のずれ量θを補正する、すなわちθを理想値である０に近づけるため、本適用例においては、以下の図３の機能ブロック図に示すような測定装置１の機能を用いて設置角度のずれ量θを測定する。具体的な方法は、以下の図４Ａから図５の説明図において説明する。ここで、移動軸３は、本開示における支持体に相当する。
図３は、本開示が適用可能な測定装置１の一例を示す機能ブロック図である。本適用例における測定装置１の制御装置１１は大別して、画像処理部１１０、及び算出部１１１等を備えて構成される。図２に示す設置角度（以下、図２に示す設置角度のことを単に設置角度という）のずれ量θを測定するにあたっては、以下の図４Ａから図５に示す、ドット
チャート４１、４２が付された治具４を用いる。
設置角度のずれ量θを測定するにあたっては、最初に、カメラ１０を用いてドットチャート４１、４２を撮像するが、このとき、カメラ１０を移動軸３の基準方向に沿って移動させることによって、または、カメラ１０を固定した状態でドットチャート４１、４２が付された治具４を移動させることによって、治具４を異なる視野で複数回撮像する。画像処理部１１０は、カメラ１０から異なる視野で撮像した画像を取得し、撮像画像５におけるドットチャート４１、４２の各々に対応して、ドットチャート４１、４２を通る直線を求める。なお、この直線の傾きは既知であってもよい。算出部１１１は、求められた複数の直線の間の距離が０となる回転角を設置角度のずれ量θとして算出する。詳細は図４Ａから図５の説明図において順に説明する。
図４Ａは、本開示が適用可能な測定装置１を用いて、設置角度のずれ量θを測定する方法を示す第１の説明図である。上述の通り、最初に、カメラ１０を移動軸３の基準方向に沿って距離Ｌだけ移動させ、ドットチャート４１、４２が付された治具４を異なる視野で複数回撮像する。本適用例においては、異なる視野で二回撮像するが、回数はこの限りでない。なお、図４Ａにおける画像１と画像２の各々において、撮像体である治具４は同一であり、同一の治具４上における異なるドットチャート４１、４２を異なる視野で撮像している。ドットチャート４１、４２は予め寸法が明らかであり、画像１と画像２の各々において、治具４の長手方向（基準方向）に並んだ一群のドットがドットチャート４１、４２である。なお、画像１と画像２には、それぞれドットチャート４１、４２が含まれていれば他のものが含まれていても構わない。画像１と画像２において、ドットチャート４１、４２は同一直線上に並ぶように配置されている。また、治具４を設置する際には、治具４の長手方向が移動軸３の基準方向に対して平行であってもよいし、平行でなくても構わない。本開示において、所定の角度とは、治具４の長手方向が移動軸３の基準方向に対して平行でない状態で設置された際の、移動軸３の基準方向に対する治具４の長手方向の角度である。ここで、治具４は、本開示における目標物に相当する。また、ドットチャート４１、４２は、本開示における基準指標に相当する。
図４Ｂは、図４Ａの続きを示す第２の説明図である。画像処理部１１０は、移動軸３の基準方向をｘ軸に見立て、画像１と画像２の各々の短手方向に沿った二本の矢印（図４Ａに示す二本の矢印）がｘ軸と垂直になるように、すなわち、当該二本の矢印をｙ軸と見立てられるように、画像１と画像２を回転する。回転した後、ドットチャート４１、４２の各々を通る直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ１、ｙ＝ａｘ＋ｂ２）が求まる。これら二本の直線は傾きが等しく、互いに平行であるため、任意の箇所においてｙ軸方向に距離ｐだけ離れている。二本の直線の式は、距離Ｌの値に基づいて求まる。
図５は、図４Ｂの続きを示す第３の説明図である。二本の直線は互いに平行であるため、各々の直線を反対方向に同じ角度だけ回転すれば二本の直線は互いに一致する。この一致した際の回転角φは、幾何学的に設置角度のずれ量θに相当する。すなわち、算出部１１１は、距離ｐが０となるように、画像１と画像２を各々反対方向に回転し、このときの回転角φを設置角度のずれ量θとして算出する。
以上のように、図３の機能ブロック図に示すような測定装置１の機能を用いて、図４Ａから図５の説明図に示すような方法を実行することによって、設置角度のずれ量θを低コストかつ高精度に測定することが可能である。なお、本適用例においては、治具４の長手方向が移動軸３の基準方向に対して平行な状態で治具４を設置した例について説明した。これに対し、治具４の長手方向が移動軸３の基準方向に対して平行でない状態で治具４を設置した場合は、二本の直線の数式（ｙ＝ａｘ＋ｂ１、ｙ＝ａｘ＋ｂ２）における傾きａが変化することになる。しかしながら、この場合であっても、二本の直線の傾きが等しく
、互いに平行であることに変わりはなく、治具４の長手方向が移動軸３の基準方向に対して平行な状態で治具４を設置した場合と同様に、設置角度のずれ量θを算出することが可能である。
〔実施例〕
以下、本開示の実施例に係る測定方法、及び測定装置１、及びプログラムについて、図面（上記の適用例で一旦説明した図面も含む）を用いてより詳細に説明する。なお、本開示の実施例に係る測定方法、及び測定装置１、及びプログラムは、以下の構成に限定する趣旨のものではない。
＜機能構成＞
ここで、図３の説明に戻る。本実施例に係る測定装置１は、適用例において説明した測定装置１と同様の構成を有するため、適用例において説明した内容については、詳細な説明は省略する。また、本明細書では同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を行う。
本実施例における測定装置１のＵＩ１３は大別して、表示部１３０、及び通信部１３１等を備えて構成される。表示部１３０は、例えばモニタやディスプレイ等であり、カメラ１０が撮像した画像（図４Ａに示す画像１と画像２）や、画像処理部１１０が求めた二本の直線や、算出部１１１が算出した回転角φに係るデータを可視化して表示することができる。表示部１３０は、図４Ａから図５の説明図に示すような内容を表示することが可能であるが、その全てを表示する機能は必要ない。例えば図４Ｂに示すような内容であれば、表示部１３０は、画像１と画像２を表示すればよく、二本の直線は表示されなくてもよい。また、回転角φが分かればよいため、表示部１３０は、図５に示すような内容のみ表示してもよい。
通信部１３１は、予め設定登録された送信先に自動的に、あるいは手動で入力した送信先に、カメラ１０が撮像した画像や、画像処理部１１０が求めた二本の直線や、算出部１１１が算出した回転角φに係るデータを送信することができる。また、当該送信先から、送信したデータに基づいて設置角度のずれ量θに係る情報を受信することもできる。具体例は以下の図６に示す。
また、ＵＩ１３は、キーボードやマウス等、制御装置１１に情報をインプットする入力部（図示略）を備えていてもよい。また、制御装置１１がＵＩ１３を含めて構成されていてもよい。
また、制御装置１１は、判断部１１２、及び報知部１１３をさらに備えて構成されていてもよい。画像処理部１１０が取得した画像１と画像２（図４Ｂに示す画像１と画像２）において、例えばドットチャート４１、４２に異物等の汚れが付着している場合、ドットチャート４１、４２を正確に認識することが困難となり、算出部１１１が回転角φを算出する精度が低下する虞がある。
判断部１１２は、画像処理部１１０が取得した画像１と画像２において、ドットチャート４１、４２における汚れが所定の閾値を超えているか否かを判断する。汚れの判断基準としては、例えばドットチャート４１、４２の白色の画素に対する黒色の画素の割合等があり、当該割合が所定の閾値を超えていれば、判断部１１２は、ドットチャート４１、４２に汚れが付着していると判断する。報知部１１３は、例えばサイレン等のアラーム機能を有し、ドットチャート４１、４２における汚れが所定の閾値を超えている場合には、例えば汚れの位置や、汚れのランクや、このランクに応じた対応方法等を報知する。また、報知部１１３が報知する内容を、表示部１３０が表示したり、通信部１３１が外部機器に
送信したりしてもよい。
また、制御装置１１は、第２の算出部１１４、及び第２の報知部１１５をさらに備えて構成されていてもよい。第２の算出部１１４は、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差を算出する、または、設置角度のずれ量θを定期的に算出する。このとき、第２の算出部１１４は、画像処理部１１０から取得したデータを基にしてもよく、または、データ管理用サーバ１２に記憶された、画像処理部１１０から取得した過去のデータを基にしてもよく、または、カメラ１０から直接取得したデータを基にしてもよい。第２の報知部１１５は、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差、または、設置角度のずれ量θが所定の一定値以上である場合には、警告を報知する。警告を報知する手段として、例えば「カメラ設置角度規格外」や「カメラ設置角度の変化量が規格値外」といったエラーメッセージを出力する手段がある。なお、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差、または、設置角度のずれ量θが所定の一定値未満である場合には、設置角度のずれについて問題ない旨を報知するようにしてもよい。また、第２の報知部１１５が報知する内容を、表示部１３０が表示したり、通信部１３１が外部機器に送信したりしてもよい。
他に、測定装置１が複数のカメラ１０を備えて構成される場合には、算出部１１１は、複数のカメラ１０の各々に対応する回転角φを算出し、全ての回転角φの平均値を設置角度のずれ量θとして算出してもよい。また、測定装置１は、起動時に自動で設置角度θのずれを検知する機能を備えていてもよい。
＜測定方法＞
ここで、図４Ａから図５の説明に戻る。設置角度のずれ量θを測定するにあたっては、ドットチャート４１、４２を含め、多数のドットが直線状に並んで付された治具４を用いたが、治具４の種類はこれに限らない。例えば、治具４に付された図形はドットに限らず、十字や四角等であってもよい。また、ドットチャート４１、４２の代わりに、例えばスクウェアチャート等、治具４上に高精度に描画された直線であってもよい。他に、レーザー等の媒体を介して治具４上に投影された直線や、治具４上に直線状に並んだＬＥＤ発光素子等の部品が用いられてもよい。また、これらの指標は治具４でなく、測定装置１上に直接形成されてもよい。さらに、指標として、または測定装置１上に形成された直線状の構造物が用いられてもよい。これらの構造物の例としては移動軸３を構成するレール等であってもよい。
図６は、実施例に係る測定装置１における通信部１３１が送受信する内容の一例を示す説明図である。概要として、通信部１３１は、測定装置１に関する専門家（測定装置１の設計者や製造者や管理人等）にデータを送信し、専門家が当該データに基づいた測定や判断等を行い、通信部１３１は、当該データに基づいて設置角度のずれ量θに係る情報を受信する。
通信部１３１が専門家に送信するデータとしては、例えば上述の通り、カメラ１０が撮像したドットチャート４１、４２の画像や、画像処理部１１０が求めた二本の直線（各々の直線の式だけでもよい）や、算出部１１１が算出した回転角φの他に、測定装置１の検査性能に関わるデータ、あるいは、測定装置１の外観写真や治具４の写真等がある。例えば送信するデータがドットチャート４１、４２の画像や、二本の直線であれば、そのデータに基づいて、専門家が回転角φを算出し、回転角φを演算の結果としてフィードバックすることもできる。送信するデータが回転角φの場合には、仮に回転角φが０に近い値であれば、専門家は移動軸３に対するカメラ１０の設置に問題ないと判断することができ、そうでない場合には、手動で設置角度のずれを治す方法をエラーの対処方法として示唆することができる。送信するデータが測定装置１の外観写真であれば、専門家が測定装置１の経年劣化を確認し、エラーの対処方法として保全対処等を示唆することができる。送信
するデータが治具４の写真であれば、ドットチャート４１、４２の汚れを目視確認し、治具４の清掃を示唆することができる。
また、通信部１３１が上記のデータを専門家に送信し、専門家から上記のデータに基づいて設置角度のずれ量θに係る情報を受信した場合には、設置角度のずれが校正済みであることの証明として、校正証明書や校正証明書有効期限も一緒に受信してもよい。このとき、表示部１３０に校正証明書や校正証明書有効期限が表示されるようにしてもよく、また、校正証明書や校正証明書有効期限は更新可能な仕様であってもよい。また、校正証明書有効期限に近付いた場合や校正証明書有効期限を過ぎた場合には、表示部１３０にその旨が表示されるようにしてもよい。
＜フローチャート＞
図７は、実施例に係る測定装置１を用いた測定方法の手順を示すフローチャートである。本フローチャートでは、まず、カメラ１０を移動軸３の基準方向に沿って移動させることによって、または、カメラ１０を固定した状態でドットチャート４１、４２が付された治具４を移動させることによって、治具４を異なる視野で二回撮像する（Ｓ１０１）。このとき、各々の画像にドットチャート４１、４２が含まれるように撮像する。また、撮像する回数は二回より多くてもよい。ここで、Ｓ１０１は、本開示における撮像工程、及び本実施例における図４Ａに相当する。次に画像処理部１１０が、カメラ１０から異なる視野で撮像した画像を取得し、当該画像の各々におけるドットチャート４１、４２に対応して、ドットチャート４１、４２を通る二本の直線を求める（Ｓ１０２）。二本の直線は互いに並行であり、任意の箇所において所定の方向に一定距離だけ離れている。ここで、Ｓ１０２は、本開示における画像処理工程、及び本実施例における図４Ｂに相当する。次に算出部１１１が、二本の直線の間の一定距離が０となる、すなわち二本の直線が重なり合って一致するように、異なる視野で撮像した画像の各々を反対方向に回転し、このときの回転角φを設置角度のずれ量θとして算出する（Ｓ１０３）。ここで、Ｓ１０３は、本開示における算出工程、及び本実施例における図５に相当する。
また、表示部１３０は、撮像工程Ｓ１０１において異なる視野で撮像した画像や、画像処理工程Ｓ１０２において求めた二本の直線や、算出工程Ｓ１０３において算出した回転角φに係るデータを可視化して表示することができる（Ｓ１０４）。ここで、Ｓ１０４は、本開示における表示工程に相当する。通信部１３１は、予め設定登録された送信先に自動的に、あるいは手動で入力した送信先に、撮像工程Ｓ１０１において異なる視野で撮像した画像や、画像処理工程Ｓ１０２において求めた二本の直線や、算出工程Ｓ１０３において算出した回転角φに係るデータを送信することができる。また、当該送信先から、送信したデータに基づいて設置角度のずれ量θに係る情報を受信することもできる（Ｓ１０５）。ここで、Ｓ１０５は、本開示における通信工程、及び本実施例における図６に相当する。
また、判断部１１２は、画像処理工程Ｓ１０２において取得した画像において、ドットチャート４１、４２における汚れが所定の閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ１０６）。汚れが所定の閾値を超えている場合には（Ｓ１０６：ｙｅｓ）、判断部１１２は、ドットチャート４１、４２に汚れが付着していると判断する。この場合には、報知部１１３が、汚れの位置や、汚れのランクや、このランクに応じた対応方法を報知する（Ｓ１０７）。ここで、Ｓ１０６は、本開示における判断工程に相当し、Ｓ１０７は、本開示における報知工程に相当する。汚れが所定の閾値を超えていない場合には（Ｓ１０６：ｎｏ）、報知部１１３は機能しない。
また、第２の算出部１１４は、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差を算出する、または、設置角度のずれ量θを定期的に算出する（Ｓ１０８）。このとき、第２の算出部
１１４は、画像処理工程Ｓ１０２において取得したデータを基にしてもよく、または、データ管理用サーバ１２に記憶された、過去に画像処理工程Ｓ１０２において取得したデータを基にしてもよく、または、撮像工程Ｓ１０１において直接的に取得したデータを基にしてもよい。ここで、Ｓ１０８は、本開示における第２の算出工程に相当する。第２の算出工程Ｓ１０８において、第２の報知部１１５は、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差、または、設置角度のずれ量θが所定の一定値以上である場合には、警告を報知する（Ｓ１０９）。ここで、Ｓ１０９は、本開示における第２の報知工程に相当する。なお、設置角度のずれ量θと所定の規格値との差、または、設置角度のずれ量θが所定の一定値未満である場合には、設置角度のずれについて問題ない旨を報知するようにしてもよい。
＜付記１＞
支持体（３）に設置されたカメラ（１０）の当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定方法であって、
前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標（４１、４２）が付された目標物（４）が用いられ、
前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像する撮像工程（Ｓ１０１）と、
前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された前記直線を求める画像処理工程（Ｓ１０２）と、
複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出工程（Ｓ１０３）と、を有することを特徴とする、測定方法。
＜付記２＞
支持体（３）に設置されたカメラ（１０）を備え、当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定装置（１）であって、
前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標（４１、４２）が付された目標物（４）が用いられ、
前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像した後、前記カメラから取得した前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された直線を求める画像処理部（１１０）と、
複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出部（１１１）と、を備えることを特徴とする、測定装置（１）。
１ ：測定装置
１０ ：カメラ
１１ ：制御装置
１１０ ：画像処理部
１１１ ：算出部
１１２ ：判断部
１１３ ：報知部
１１４ ：第２の算出部
１１５ ：第２の報知部
１２ ：データ管理用サーバ
１３ ：ＵＩ
１３０ ：表示部
１３１ ：通信部
２ ：プリント基板
２１ ：撮像箇所
３ ：移動軸
４ ：治具
４１、４２ ：ドットチャート

Claims (12)

  1. 支持体に設置されたカメラの当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定方法であって、
    前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標が付された目標物が用いられ、
    前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像する撮像工程と、
    前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された前記直線を求める画像処理工程と、
    複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出工程と、を有することを特徴とする、測定方法。
  2. 支持体に設置されたカメラを備え、当該支持体の所定の基準方向に対する設置角度のずれ量を測定するための測定装置であって、
    前記基準方向に対して平行、または、所定の角度を有する直線を特定可能な基準指標が付された目標物が用いられ、
    前記カメラ、または、前記目標物を前記基準方向に沿って移動させることによって、前記目標物を異なる視野で複数回撮像した後、前記カメラから取得した前記異なる視野で撮像した画像における各々の前記基準指標に対応して、前記基準指標に基づき特定された直線を求める画像処理部と、
    複数の前記直線の間の距離が０となる回転角を前記設置角度のずれ量として算出する算出部と、を備えることを特徴とする、測定装置。
  3. 前記カメラが前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理部が求めた前記直線、及び前記算出部が算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の測定装置。
  4. 前記カメラが前記異なる視野で撮像した前記画像における各々の前記基準指標、前記画像処理部が求めた前記直線、及び前記算出部が算出した前記回転角の少なくとも一つに係るデータを送信し、当該データに基づいて前記設置角度のずれ量に係る情報を受信する通信部をさらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の測定装置。
  5. 前記通信部が、前記データを送信し、前記設置角度のずれ量に係る情報を受信した場合には、前記表示部は、前記設置角度のずれが校正済みであることを表示することを特徴とする、請求項４に記載の測定装置。
  6. 前記設置角度のずれ量と所定の規格値との差を算出する、または前記設置角度のずれ量を定期的に算出する第２の算出部と、
    前記設置角度のずれ量と前記所定の規格値との差、または前記設置角度のずれ量が所定の一定値以上である場合には、警告を報知する第２の報知部と、をさらに備えることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の測定装置。
  7. 前記算出部は、複数の前記カメラの各々に対応する前記回転角を算出し、全ての前記回転角の平均値を前記設置角度のずれ量として算出することを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の測定装置。
  8. 前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んで付された図形であることを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の測定装置。
  9. 前記基準指標は、前記目標物上に描画された直線であることを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の測定装置。
  10. 前記基準指標は、前記目標物上に直線状に並んだ部品、または前記目標物上に形成された直線状の構造物であることを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の測定装置。
  11. 起動時に自動で前記設置角度のずれを検知することを特徴とする、請求項２から１０のいずれか一項に記載の測定装置。
  12. コンピュータを、請求項２から１１のいずれか一項に記載の測定装置として機能させるためのプログラム。
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