JP2024064347A - 画像測定システム、画像測定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能な画像測定システム、画像測定方法、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】本発明の一形態に係る画像測定システムは、載置部と、撮像部と、移動制御部と、撮像制御部とを具備する。前記載置部には、測定対象が載置される。前記撮像部は、前記載置部に対して相対的に移動可能に構成される。前記移動制御部は、高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、前記載置部に対して前記撮像部を相対的に移動させることが可能である。前記撮像制御部は、前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行する。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像測定システム、画像測定方法、及びプログラムに関する。

特許文献１に記載の画像測定システムでは、ワークの測定に関して、測定精度優先モードと、測定速度優先モードとが選択可能となっている。
測定精度優先モードでは、許容可能な測定精度、又は許容可能な画像取込時の移動量（ブレ量）が入力される。入力された測定精度又は移動量に基づいて移動速度が算出され、算出された移動速度を超えない速度で非停止測定動作が実行される。
測定速度優先モードでは、移動速度が入力される。入力された移動速度で、非停止測定動作が実行される。
これにより、使用者が希望する測定に即した効率のよい画像測定を行うことが可能となる（特許文献１の明細書段落［０００５］［００２３］［００２４］等）。

特開２００６－３３７２７４号公報

特許文献１に記載の画像測定システム等において、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが求められている。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能な画像測定システム、画像測定方法、及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像測定システムは、載置部と、撮像部と、移動制御部と、撮像制御部とを具備する。
前記載置部には、測定対象が載置される。
前記撮像部は、前記載置部に対して相対的に移動可能に構成される。
前記移動制御部は、高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、前記載置部に対して前記撮像部を相対的に移動させることが可能である。
前記撮像制御部は、前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行する。

この画像測定システムでは、高速移動モードと低速移動モードとを互いに切替えて、載置部に対して撮像部を相対的に移動させることが可能である。また低速移動モードへの切替えに応じて、撮像部による瞬間的な画像情報の取込みが実行される。これにより、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能となる。

前記画像測定システムは、さらに、前記測定対象にストロボ光を照射可能な照明部を具備してもよい。この場合、前記撮像制御部は、前記測定対象に対してストロボ撮像を実行することで、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行してもよい。

前記移動制御部は、前記高速移動モードから相対的な速度を減少させることで前記低速移動モードに切り替え、前記低速移動モードから相対的な速度を増加させることで前記高速移動モードに切り替えてもよい。

前記移動制御部は、前記低速移動モードに切替えた後に、前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置が所定の撮像位置となるように前記載置部に対して前記撮像部を相対的に移動させてもよい。この場合、前記撮像制御部は、前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置が、前記所定の撮像位置となるタイミングに応じて、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行してもよい。

前記移動制御部は、前記所定の撮像位置にて、前記載置部に対して前記撮像部を相対的に停止させることが可能であってもよい。この場合、前記撮像制御部は、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に停止されたタイミングに応じて、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行してもよい。

前記画像測定システムは、さらに、前記所定の撮像位置にて前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止しているか否かを判定する判定部を具備してもよい。この場合、前記撮像制御部は、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止していると判定された場合に、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行してもよい。

前記判定部は、所定の判定時間幅における前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置の変化状況に基づいて、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止しているか否かを判定してもよい。この場合、前記所定の判定時間幅は、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する際の取込時間幅に基づいて設定されてもよい。

前記移動制御部は、前記瞬間的な画像情報の取込みが実行された後に、前記高速移動モードに切替えてもよい。

前記撮像制御部は、前記瞬間的な画像情報の取込みを複数回実行してもよい。

前記撮像制御部は、前記撮像部のシャッター速度を制御することで、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行してもよい。

本発明の一形態に係る画像測定方法は、高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、測定対象が載置される載置部に対して撮像部を相対的に移動させることを含む。
前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みが実行される。

本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータシステムに以下のステップを実行させる。
高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、測定対象が載置される載置部に対して撮像部を相対的に移動させるステップ。
前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行するステップ。

以上のように、本発明によれば、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本発明の一実施形態に係る画像測定システムの構成例を示す模式的な図である。 ＰＣ本体の機能的な構成例を示す模式図である。 移動制御部によるカメラの移動制御の一例を模式的に示すグラフである。 移動制御部によるカメラの移動制御の一例を模式的に示すグラフである。 ストロボ撮像の制御例を説明するための模式的な波形図である。 画像測定システムによる測定制御の一例を説明するためのグラフである。 画像測定システムによる測定制御の一例を説明するためのグラフである。 判定時間幅の設定例を説明するための模式図である。 画像測定システムによる測定制御の他の例を説明するためのグラフである。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［画像測定システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像測定システムの構成例を示す模式的な図である。
画像測定システム１００は、非接触型の画像測定機１０と、この画像測定機１０を駆動制御すると共に必要なデータ処理を実行するＰＣ（Personal Computer）３０とを有する。
ＰＣ３０は、本発明に係る情報処理装置の一実施形態として機能する。なおＰＣ以外のコンピュータが用いられてもよい。

画像測定機１０は、試料移動手段である架台１１と、架台１１上に載置されるステージ１２と、ステージ１２の上方に配置される撮像ユニット１４とを有する。
架台１１はベース部１５を有し、ベース部１５は、第１の方向（Ｘ軸方向）を短手方向とし、第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）を長手方向とする主面１６を有する。
ベース部１５の２つの長辺部には、上方（Ｚ軸方向）に延在する２つの支柱部１３ａ及び１３ｂが設置される。２つの支柱部１３ａ及び１３ｂの間には、Ｘ軸方向に延在するガイド部１３ｃが設置される。

ステージ１２は、測定対象となるワーク３が載置される載置面１７を有し、この載置面１７が水平方向と平行となるように架台１１の主面１６上に載置される。
本実施形態において、ステージ１２（載置面１７）は、測定対象が載置される載置部として機能する。
架台１１の主面１６には、ステージ１２をＹ軸方向に移動させることが可能なＹ軸駆動機構（図示は省略）が備えられている。またＹ軸駆動機構には、ステージ１２のＹ軸方向における位置（Ｙ座標値）を検出するＹ軸スケール（図示は省略）が設けられる。
ＰＣ３０によりＹ軸駆動機構が制御されることで、ステージ１２がＹ軸方向に沿って移動する。そしてＹ軸スケールにより、Ｙ座標値がリアルタイムで検出される。
Ｙ軸駆動機構及びＹ軸スケールの具体的な構成は限定されず、任意に設計されてよい。

撮像ユニット１４は、２本の支柱部１３ａ及び１３ｂの間に設置されたガイド部１３ｃに取り付けられる。
ガイド部１３ｃには、撮像ユニット１４をＸ軸方向に移動させることが可能なＸ軸駆動機構（図示は省略）が備えられている。またＸ軸駆動機構には、撮像ユニット１４のＸ軸方向における位置（Ｘ座標値）を検出するＸ軸スケール（図示は省略）が設けられる。
ＰＣ３０によりＸ軸駆動機構が制御されることで、撮像ユニット１４がＸ軸方向に沿って移動する。そしてＸ軸スケールにより、Ｘ座標値がリアルタイムで検出される。
Ｘ軸駆動機構及びＸ軸スケールの具体的な構成は限定されず、任意に設計されてよい。

撮像ユニット１４には、カメラ１９がステージ１２と対向するように設置される。
カメラ１９は、光学系と光学系により結像された測定対象の像を撮像するイメージセンサとを有する（ともに図示は省略）。
光学系としては、例えば焦点深度の深いテレセントリック光学系等が用いられる。
イメージセンサとしては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等が用いられる。
カメラ１９の撮像動作により、ワーク３の画像情報を取り込みことが可能となる。本実施形態において、カメラ１９による撮像は、カメラ１９による画像情報の取込みに相当する。
本実施形態において、カメラ１９は、撮像部として機能する。

また撮像ユニット１４には、ワーク３に照明光を照射することが可能な照明装置２０が設置される。本実施形態では、カメラ１９の近傍に照明装置２０が設置される（図１では、カメラ１９と同じ位置に照明装置２０の符号を付している）。もちろんこのような構成に限定される訳ではない。
本実施形態では、ワーク３に対してストロボ光を照射可能な照明装置２０が設置される。すなわち照明装置２０は、ストロボ点灯（ストロボ照明）を実行することが可能である。
照明装置２０の具体的な構成は限定されない。例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を用いたリングライトが用いられる。その他、キセノンランプ等のランプ光源が用いられてもよい。
本実施形態において、照明装置２０は、照明部として機能する。

撮像ユニット１４には、カメラ１９をＺ軸方向に移動させることが可能なＺ軸駆動機構（図示は省略）が備えられている。またＺ軸駆動機構には、カメラ１９のＺ軸方向における位置（Ｚ座標値）を検出するＺ軸スケール（図示は省略）が設けられる。
ＰＣ３０によりＺ軸駆動機構が制御されることで、カメラ１９がＺ軸方向に沿って移動さする。これによりカメラ１９の焦点位置が移動される。カメラ１９のＺ座標値は、Ｚ軸スケールによりリアルタイムで検出される。

画像測定機１０の種類は限定されない。
ワーク３を撮像することで生成される被写体画像を用いて測定や観察等を実行することが可能な機器であれば、どのような機器が用いられてよい。例えばＣＮＣ画像測定機、ＣＮＣ三次元測定機等の画像プローブ、硬さ試験機等が挙げられる。

図１に示す例では、撮像ユニット１４がＸ軸方向に移動され、ステージ１２がＹ軸方向に移動される。またカメラ１９が、Ｚ軸方向に移動される。これによりステージ１２の載置面１７に対して、カメラ１９をＸＹＺの３次元方向で相対的に移動させることが可能となる。
ステージ１２に対してカメラ１９を相対的に移動させるための構成は限定されない。例えば、ステージ１２は固定されカメラ１９が３次元方向に移動可能な構成や、カメラ１９は固定されステージ１２が３次元方向に移動可能な構成が採用されてもよい。もちろんカメラ１９及びステージ１２の両方が、ＸＹＺの３次元方向に移動可能に構成されてもよい。

ＰＣ３０は、ＰＣ本体３１と、キーボード３２と、ジョイスティックボックス（以下、Ｊ／Ｓと記載する）３３と、マウス３４と、ディスプレイ３５と、プリンタ３６とを有する。
キーボード３２、Ｊ／Ｓ３３、及びマウス３４を操作することで、種々の指示を入力することが可能である。
ディスプレイ３５は、表示部として機能し、例えば液晶、ＥＬ（Electro-Luminescence）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等を用いた表示デバイスである。
プリンタ３６は、例えば測定結果等をプリントアウトすることが可能である。

図２は、ＰＣ本体３１の機能的な構成例を示す模式図である。
なお図２では、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、Ｚ軸駆動機構が、まとめて駆動機構２１として図示されている。同様に、Ｘ軸スケール、Ｙ軸スケール、Ｚ軸スケールが、まとめてスケール２２として図示されている。
図２に示す指示入力部３７は、ユーザの指示が入力されるブロックであり、図１に示すキーボード３２、Ｊ／Ｓ３３、及びマウス３４により構成される。図１に示すプリンタ３６の図示は省略されている。

図２に示すように、ＰＣ本体３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３９、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０、及びＲＡＭ（Random Access Memory）４１等のコンピュータに必要なハードウェア構成を有する。
例えばＣＰＵ３９がＲＯＭ４０等に予め記録されている本技術に係るプログラムをＲＡＭ４１にロードして実行することにより、本技術に係る画像測定方法（情報処理方法）が実行される。ＰＣ本体３１を構成するために、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の、他の任意のハードウェアが用いられてもよい。

またＰＣ本体３１は、画像入力部４２、画像メモリ４３、及び画像出力部４４を有する。
画像入力部４２は、画像データが入力されるインターフェースである。画像入力部４２には、例えばカメラ１９から出力されたワーク３の画像データ（画像情報）が入力される。
画像メモリ４３は、画像入力部４２に入力された画像データを格納する。また画像メモリ４３には、画像処理が行われた表示用の画像データが格納される。画像メモリ４３としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等が用いられる。
画像出力部４４は、画像データを出力するインターフェースである。画像出力部４４は、画像メモリ４３に格納された表示用の画像データをディスプレイ３５に出力する。

ＰＣ本体３１のＣＰＵ３９には、入出力インターフェース（図示は省略）を介して、カメラ１９、照明装置２０、駆動機構２１、スケール２２、及び指示入力部３７が接続される。
入出力インターフェースとしては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子等が用いられる。この他、各部を接続するための専用のインターフェース等が適宜用いられてもよい。

図２に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ３９が本技術に係るプログラムを実行することで、機能ブロックとしての移動制御部４６、撮像制御部４７、及び静止判定部４８が構成される。もちろん機能ブロックを実現するために、ＩＣ（集積回路）等の専用のハードウェアが用いられてもよい。
プログラムは、例えば種々の記録媒体を介してＰＣ３０にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムのインストールが実行されてもよい。
プログラムが記録される記録媒体の種類等は限定されず、コンピュータが読み取り可能な任意の記録媒体が用いられてよい。例えば、コンピュータが読み取り可能な非一過性の任意の記憶媒体が用いられてよい。

移動制御部４６は、ＸＹＺの各軸の駆動機構２１を制御することで、ステージ１２に対するカメラ１９の相対的な移動を制御することが可能である。
例えば、ステージ１２に対するカメラ１９の相対的な位置が所定の目標位置となるように、ステージ１２に対してカメラ１９を相対的に移動させることが可能である。また、ステージ１２に対してカメラ１９を相対的に停止させることも可能である。
以下、説明を分かりやすくするために、ステージ１２に対するカメラ１９の相対的な移動を、単にカメラ１９の移動と記載する場合がある。またステージ１２に対するカメラ１９の相対的な位置を、単にカメラ１９の位置と記載する場合がある。

図３及び図４は、移動制御部４６によるカメラ１９の移動制御の一例を模式的に示すグラフである。
図３及び図４に示すグラフの横軸は時間を表し、縦軸はカメラ１９の位置を表す。カメラ１９の位置は、ＸＹＺの各軸のスケール２２により検出される座標値（スケール値）が用いられる。なお、ＸＹＺの各軸におけるスケール値は、所定のサンプリングレートで常時取得することが可能である。

図３では、一方向に沿って形成された８個の穴部５５を測定対象とする場合の移動制御が図示されている。例えば、８個の穴部５５がＹ軸方向に沿って並ぶように配置される。
移動制御部４６は、穴部５５の中心を目標位置Ｐ（Ｐ１～Ｐ８）として、カメラ１９をＹ軸方向に沿って移動させる。本例では、目標位置Ｐ１～Ｐ８にて順番にカメラ１９が停止するように、カメラ１９の移動が制御される。
図４は、１つの目標位置Ｐにおける移動制御を詳しく示したグラフである。
なお、目標位置Ｐは、カメラ１９により撮像が行われる所定の撮像位置に相当する。

図３及び図４に示すように、移動制御部４６は、高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、カメラ１９を移動させることが可能である。すなわち高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、ステージ１２に対してカメラ１９を相対的に移動させることが可能である。
図４に示すように、移動制御部４６は、高速移動モードから相対的な速度（グラフの傾き）を減少させることで低速移動モードに切り替え、低速移動モードから相対的な速度（グラフの傾き）を増加させることで高速移動モードに切り替える。
また本例では、移動制御部４６は、低速移動モードに切替えた後に、カメラ１９の位置が目標位置Ｐとなるようにカメラ１９を移動させる。また移動制御部４６は、目標位置Ｐにて、カメラ１９を停止させる。

例えば、目標位置Ｐの間の経路については、高速移動モードによりカメラ１９が移動される。目標位置Ｐを含む経路については、低速移動モードによりカメラ１９が移動される。
ここで各モードが実行される時間幅における平均速度に着目すると、平均速度が高い方の移動モードを高速移動モードとして規定し、平均速度が低い方の移動モードを低速移動モードとして規定することが可能である。
例えば、目標位置Ｐを含む所定の範囲の経路（所定の移動範囲）を第１の移動範囲として設定し、第１の移動範囲の間の経路（移動範囲）を第２の移動範囲として設定する。第２の移動範囲における平均速度の方が、第１の移動範囲における平均速度よりも高くなるように、カメラ１９を移動させる。このような移動は、本発明に係る「高速移動モード」と「低速移動モード」とを切替えたカメラ１９の移動に含まれる。

また各モードにおける最高速度に着目して、高速移動モード及び低速移動モードを規定することも可能である。すなわち最高速度が高い方の移動モードを高速移動モードとして規定し、最高速度が低い方の移動モードを低速移動モードとして規定することが可能である。
例えば、上記した第２の移動範囲における最高速度の方が、第１の移動範囲における最高速度よりも高くなるように、カメラ１９を移動させる。このような移動も、本発明に係る「高速移動モード」と「低速移動モード」とを切替えたカメラ１９の移動に含まれる。
その他、速度に関する種々のパラメータにより、「高速移動モード」と「低速移動モード」とを規定することが可能である。なお、図３及び図４に示すグラフも、本発明に係る「高速移動モード」と「低速移動モード」とを切替えたカメラ１９の移動の１つの例である。

撮像制御部４７は、カメラ１９及び照明装置２０を制御することで、カメラ１９による撮像、すなわちカメラ１９による画像情報の取込みを実行することが可能である。
本実施形態では、常時撮像モード及びストロボ撮像モードの２つの撮像モードを実行することが可能である。
常時撮像モードは、照明装置２０により照明光を常時点灯した状態で、所定のフレームレートで画像情報を取込むモードである。常時撮像モードにより、観察用画像（ライブ画像）を撮像することが可能となり、測定対象をリアルタイムで観察することが可能となる。
ストロボ撮像モードは、照明装置２０により対象物体にストロボ光を照射して画像情報を取込むモードである。測定対象に対してストロボ撮像を実行することで、瞬間的な画像情報の取込みを実行することが可能となる。ストロボ撮像にて撮像される画像は、測定用画像として用いられる。
例えば、常時撮像モードにて画像情報が取込まれている状態からストロボ撮像モードに切替えられる場合には、照明が一度消された後にストロボ撮像が実行される。ストロボ撮像が終われば、再度常時撮像モードに切替えられる。このように常時撮像モードとストロボ撮像モードを切替えて実行することも可能である。

図５は、ストロボ撮像の制御例を説明するための模式的な波形図である。
例えば、カメラ１９としてＣＣＤカメラが用いられる場合には、ＣＣＤカメラの垂直同期信号（VSync）に同期するように、ストロボパルスが生成される。ストロボパルスは、ストロボ照明の点灯パルス幅に相当する。従って、ストロボパルスのパルス幅の時間が、ストロボ光の照射時間（ストロボ照明の点灯時間）となる。
図５に示すように、ストロボパルスのパルス幅が、画像情報を取込む時間幅となる（以下、取込時間幅と記載する）。
ストロボ撮像Ａのようにパルス幅が小さい場合、すなわち取込時間幅が小さい場合は、画像取得時のカメラ１９の振動（ステージ１２に対する相対的な振動）の影響を抑えることが可能となる一方で、画像取得時の照明光量は低くなる。
ストロボ撮像Ｂのようにパルス幅が大きい場合、すなわち取込時間幅が大きい場合は、画像取得時の照明光量が高くなる一方で、画像取得時のカメラ１９の振動（ステージ１２に対する相対的な振動）の影響を受けやすくなる。
ストロボパルスのパルス幅、すなわち取込時間幅は、測定の内容や測定対象の種類等に基づいて、所望の測定精度が実現されるように適宜設定されればよい。
なお、ストロボ撮像の制御方法は限定されず、他の任意の制御方法が採用されてよい。もちろんカメラ１９としてＣＣＤカメラが用いられる場合に限定される訳ではない。

静止判定部４８は、目標位置Ｐにて、カメラ１９が静止しているか否かを判定することが可能である。すなわち静止判定部４８は、目標位置Ｐにて、ステージ１２に対してカメラ１９が相対的に静止しているか否かを判定することが可能である。
例えば、所定の時間幅からなる判定時間幅を設定する。そして、判定時間幅の間に取得されるスケール値の変化状況に基づいて、カメラ１９が静止したか否かを判定することが可能である。
すなわち所定の判定時間幅におけるステージ１２に対するカメラ１９の相対的な位置の変化状況に基づいて、ステージ１２に対してカメラ１９が相対的に静止しているか否かを判定することが可能である。
例えば、判定時間幅におけるスケール値の変化が所定範囲内に収まっている場合には、カメラ１９が静止していると判定する。スケール値の変化が所定範囲内に収まっていない場合には、カメラ１９は静止していないと判定する。カメラ１９が目標位置Ｐに停止した後（スケール値が目標位置に到達した後）、静止した旨の判定結果で出るまで判定処理が繰り返される。
カメラ１９の静止を判定するための判定方法は限定されず、他の任意の判定方法が採用されてよい。

[画像測定システムによる測定制御]
図６は、本実施形態に係る測定制御の一例を説明するためのグラフである。
図６に示すように、移動制御部４６によりカメラ１９が目標位置Ｐに停止された直後は、カメラ１９に振動が発生する。振動の態様（スケール値の変化態様）は、例えばスケール値のフィードバック制御のアルゴリズム等に応じて定まり、ある決まった変化態様とはならないことが多い。
例えば図６に示すように、照明装置２０により照明光を常時点灯した状態で、目標位置Ｐにて精度の高い測定用画像を撮像するためには、カメラ１９の振動が十分に収まってから撮像する必要がある。従って、カメラ１９の振動が収まるのを待つ時間分、測定スループットが低下してしまう。

本実施形態に係る画像測定システム１００では、低速移動モードへの切替えに応じて、ストロボ撮像を実行することが可能である。すなわち低速移動モードの切替えに応じて、カメラ１９による瞬間的な画像情報の取込みを実行することが可能となる。
具体的には、図６に示すように、低速移動モードに切替えられた後に、カメラ１９の位置が目標位置Ｐとなるタイミング（目標位置Ｐに停止されたタイミング）に応じて、ストロボ撮像が実行される。
すなわち本実施形態では、撮像制御部４７は、ステージ１２に対するカメラ１９の相対的な位置が目標位置Ｐとなるタイミング（ステージ１２に対してカメラ１９が相対的に停止されたタイミング）に応じて、瞬間的な画像情報の取込みを実行する。

図７は、８個の穴部５５を測定対象とする場合の測定制御の一例を示すグラフである。図７には、比較例として、常時点灯測定制御、及び非停止測定制御が合わせて図示されている。
図７において、常時点灯での撮像のマークが付されているグラフが、常時点灯測定制御のグラフである。
非停止測定制御では、速度を一定に維持したままカメラ１９が移動され、目標位置Ｐ（Ｐ１～Ｐ８）にてストロボ撮像が実行される。図７において直線状のグラフが、非停止測定制御のグラフである。

上記でも述べたが、常時点灯測定制御では、停止直後のカメラ１９の振動が収まるのを待つ必要があるので、測定スループットが低い（終了タイミングＴ３）。
非停止測定制御では、ストロボ撮像にて撮像される測定用画像を用いた測定の精度を高く維持するために、カメラ１９の移動速度を抑える必要がある。従って、測定の間は低速でカメラ１９を移動させなければならず、測定スループットが低下してしまう（終了タイミングＴ２）。カメラ１９の速度を増加させる場合には、パルス幅（取込時間幅）を小さくしなければならず、照明光量が低下してしまい、結局測定精度が低下してしまう。

本実施形態に係る制御方法では、高速移動モードと低速移動モードとを切替えて実行することが可能である。そして低速移動モードに切替えた後にカメラ１９の位置が目標位置Ｐに到達するタイミング（カメラ１９が目標位置Ｐで停止されるタイミング）で、ストロボ撮像が実行される。
ストロボ撮像が実行された後、すなわち瞬間的な画像情報の取込みが実行された後は、高速移動モードに切替えられカメラ１９が移動される。

これにより、停止直後でカメラ１９が振動している状態でも、静止を待つことなくブレのない高品質の測定用画像を撮像することが可能となる。振動が収まるのを待つ必要がないので、測定時間を短縮することが可能となる（終了タイミングＴ１）。」
すなわち本発明を実施することで、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能となる。またカメラ１９が最初に目標位置Ｐに到達したタイミングでストロボ撮像を実行するので、測定時間を大幅に短縮することが可能となる。
また、非停止測定制御と比べて、カメラ１９を停止させているので、パルス幅（取込時間幅）を大きくすることが可能となり、照明光量を高くすることが可能となる。これにより、測定精度を向上させることが可能となる。
また低速移動モードにより速度を十分に低くしてからカメラ１９を停止させているので、停止直後のカメラ１９の振動も抑えることが可能となる。これにより、パルス幅（取込時間幅）を大きくすることが可能となり、照明光量を高くすることが可能となる。この結果、測定精度を向上させることが可能となる。
なお本実施形態に係る測定制御は、目標位置Ｐ、高速移動モードにおける速度、低速移動モードにおける速度、取込時間幅等のパラメータに基づいて生成されたパートプログラムに従って実行することが可能である。例えば各種パラメータは、指示入力部３７を介して入力される。もちろん、このような制御に限定される訳ではない。

以上、本実施形態に係る画像測定システム１００では、高速移動モードと低速移動モードとを互いに切替えて、ステージ１２に対してカメラ１９を相対的に移動させることが可能である。また低速移動モードへの切替えに応じて、カメラ１９による瞬間的な画像情報の取込みが実行される。これにより、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能となる。
近年、生産性の向上要求を背景に、生産タクトの高速化が進んでいる。そのため測定スループットを向上することが求められる。
ＣＮＣ画像測定機で画像測定を行う際、照明光量を確保するために、常時照明を点灯する方法が挙げられる。その状態でステージ（または画像ヘッド）が測定位置まで到達した直後に撮像すると、駆動による振動が収まる前に撮像してしまうため、ブレた画像となり測定精度が悪化する。そのためステージ（または画像ヘッド）が静定するのを確認してから撮像を行っていた。
例えば、画像測定機に用いられる材料や装置構成等を適宜設定することにより、停止直後のカメラの振動を防止することも考えられる。しかしながらこの場合は、材料、設計、製造等に関するコストがかかってしまい、画像測定機が高額なものとなってしまう。
本実施形態に係る画像測定システム１００では、測定精度を維持したまま測定スループットを向上することが可能となるので、生産タクトの高速化を実現することが可能となる。また画像測定機の設計等にかかるコストが増加してしまうこともない。

＜その他の実施形態＞
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

ストロボ撮像、すなわち瞬間的な画像情報の取込みの前に、静止判定部４８による静止判定が実行されてもよい。すなわちステージ１２に対してカメラ１９が相対的に静止していると判定された場合に、ストロボ撮像（瞬間的な画像情報の取込み）が実行されてもよい。
上記したように判定時間幅の間に取得されるスケール値の変化状況に基づいて、カメラ１９が静止したか否かを判定することが可能である。

図８は、判定時間幅の設定例を説明するための模式図である。
図８に示すように、判定時間幅は、ストロボパルスのパルス幅（取込時間幅）に基づいて設定することが可能である。パルス幅（取込時間幅）の間に静止していると判定される状態になればよいので、例えば、判定時間幅をパルス幅（取込時間幅）と同程度に小さくすることが可能である。判定時間幅を小さくすることが可能であるので、静止していると判定されるまでの時間を十分に短くすることが可能である。
この結果、判定にともなう測定スループットの低下を十分に抑えつつ、撮像される測定用画像の品質を向上させることが可能となる。すなわち測定スループットの低下を抑えつつ、高精度の測定を実現することが可能となる。
なお図８は、判定時間幅とストロボパルスのパルス幅（取込時間幅）との関係性を示す図であり、ストロボ撮像時のスケール値を取得するという意味ではない。
例えば、判定時間幅をパルス幅（取込時間幅）と等しい大きさに設定する。又は、判定時間幅をパルス幅（取込時間幅）よりも若干大きく設定する。あるいは、スケール値を取得するためのサンプリングレート×ｎ（ｎは正の整数）の値、かつ、パルス幅（取込時間幅）を超える最小値が、判定時間幅として設定されてもよい。その他、パルス幅（取込時間幅）に基づいた任意の設定方法が採用されてよい。
測定速度の向上させるためにパルス幅（取込時間幅）を小さくした場合には、判定時間幅も小さくする。これにより測定時間の短縮に有利となる。
照明光量の向上させるためにパルス幅（取込時間幅）を大きくした場合には、判定時間幅も大きくする。これによりブレの発生を防止することが可能となる。

目標位置Ｐにて、ストロボ撮像（瞬間的な画像情報の取込み）が複数回実行されてもよい。そして、複数の画像情報から測定用画像が選択されてもよい。
例えば、画像情報を取得するごとに観測用画像として使用可能かどうかの判定が実行される。観測用画像として使用可能であると判定されるまで、ストロボ撮像（瞬間的な画像情報の取込み）が繰り返される。このような処理が実行されてもよい。

図９は、測定制御の他の例を模式的に示すグラフである。
図９に示すようにカメラ１９を目標位置Ｐにて停止させることなく、目標位置Ｐに到達したタイミングでストロボ撮像（瞬間的な画像情報の取込み）が実行されてもよい。すなわち低速度移動モードへの切替えに応じて、非停止測定制御が実行されてもよい。
低速移動モードにて非停止測定制御を実行するので、ブレの発生を抑えることが可能となる。またパルス幅（取込時間幅）を大きくすることが可能であるので、照明光量を向上させることが可能である。
また画像情報の取込み後は、高速移動モードに切替えられるので、測定スループットを向上させることが可能となる。

上記では、高速移動モード及び低速移動モードの２段階でカメラ１９が移動された。これに限定されず、３段階以上の移動モードが切替えられて実行されてもよい。この場合、瞬間的な画像情報の取込みが実行される際の移動モードを「低速移動モード」とし、当該移動モードよりも速い移動モードを「高速移動モード」として、本発明を実施することが可能である。

「瞬間的な画像情報の取込み」がストロボ撮像に限定される訳ではない。
例えば、カメラ１９（撮像部）のシャッター速度を制御することで、「瞬間的な画像情報の取込み」を実行することが可能である。例えば、カメラ１９としてシャッター付きのＣＣＤカメラを採用し、シャッター制御を実行することで、「瞬間的な画像情報の取込み」を実行することが可能である。
この場合、シャッター開放時間幅が、「取込時間幅」に相当する。
その他、「瞬間的な画像情報の取込み」を実行するための構成や方法を限定することなく、本発明を実施することが可能である。

本発明に係る画像測定システムを実現するためのコンピュータのシステム構成は限定されず、任意に設計されてよい。
例えば、本発明に係る画像測定システムが備える「移動制御部」「撮像制御部」「判定部」等が画像測定システムを構成する各装置のいずれかにより実現されるかは限定されず、任意に設定可能である。また複数の装置が協働することにより、これらの要素が実現されてもよい。
同様に、本発明に係る画像測定方法、及びプログラムは、単体のコンピュータにより構成されたコンピュータシステムにより実行されてもよいし、複数のコンピュータが連動して動作するコンピュータシステムにより実行されてもよい。例えば本発明に係る画像測定方法及びプログラムは、クラウドコンピューティングの構成にも適用することが可能である。

各図面を参照して説明した画像測定システム、画像測定機、ＰＣ（情報処理装置）等の構成、各処理フロー等はあくまで一実施形態であり、本技術の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本技術を実施するための他の任意の構成やアルゴリズム等が採用されてよい。

以上説明した本発明に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

Ｐ（Ｐ１～Ｐ８）…目標位置
１０…画像測定機
１２…ステージ
１４…撮像ユニット
１７…載置面
１９…カメラ
２０…照明装置
２１…駆動機構
２２…スケール
３０…ＰＣ
３１…ＰＣ本体
４６…移動制御部
４７…撮像制御部
４８…静止判定部
５５…穴部
１００…画像測定システム

Claims (12)

1. 測定対象が載置される載置部と、
   前記載置部に対して相対的に移動可能に構成される撮像部と、
   高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、前記載置部に対して前記撮像部を相対的に移動させることが可能な移動制御部と、
   前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行する撮像制御部と
   を具備する画像測定システム。
2. 請求項１に記載の画像測定システムであって、さらに、
   前記測定対象にストロボ光を照射可能な照明部を具備し、
   前記撮像制御部は、前記測定対象に対してストロボ撮像を実行することで、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する
   画像測定システム。
3. 請求項１又は２に記載の画像測定システムであって、
   前記移動制御部は、前記高速移動モードから相対的な速度を減少させることで前記低速移動モードに切り替え、前記低速移動モードから相対的な速度を増加させることで前記高速移動モードに切り替える
   画像測定システム。
4. 請求項１又は２に記載の画像測定システムであって、
   前記移動制御部は、前記低速移動モードに切替えた後に、前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置が所定の撮像位置となるように前記載置部に対して前記撮像部を相対的に移動させ、
   前記撮像制御部は、前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置が、前記所定の撮像位置となるタイミングに応じて、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する
   画像測定システム。
5. 請求項４に記載の画像測定システムであって、
   前記移動制御部は、前記所定の撮像位置にて、前記載置部に対して前記撮像部を相対的に停止させることが可能であり、
   前記撮像制御部は、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に停止されたタイミングに応じて、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する
   画像測定システム。
6. 請求項５に記載の画像測定システムであって、さらに、
   前記所定の撮像位置にて前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止しているか否かを判定する判定部を具備し、
   前記撮像制御部は、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止していると判定された場合に、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する
   画像測定システム。
7. 請求項６に記載の画像測定システムであって、
   前記判定部は、所定の判定時間幅における前記載置部に対する前記撮像部の相対的な位置の変化状況に基づいて、前記載置部に対して前記撮像部が相対的に静止しているか否かを判定し、
   前記所定の判定時間幅は、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する際の取込時間幅に基づいて設定される
   画像測定システム。
8. 請求項１又は２に記載の画像測定システムであって、
   前記移動制御部は、前記瞬間的な画像情報の取込みが実行された後に、前記高速移動モードに切替える
   画像測定システム。
9. 請求項１又は２に記載の画像測定システムであって、
   前記撮像制御部は、前記瞬間的な画像情報の取込みを複数回実行する
   画像測定システム。
10. 請求項１に記載の画像測定システムであって、
    前記撮像制御部は、前記撮像部のシャッター速度を制御することで、前記瞬間的な画像情報の取込みを実行する
    画像測定システム。
11. 高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、測定対象が載置される載置部に対して撮像部を相対的に移動させ、
    前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行する
    画像測定方法。
12. 高速移動モード、及び低速移動モードを互いに切替えて、測定対象が載置される載置部に対して撮像部を相対的に移動させるステップと、
    前記低速移動モードへの切替えに応じて、前記撮像部による瞬間的な画像情報の取込みを実行するステップと
    をコンピュータシステムに実行させるプログラム。

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