JP5997989B2 - 画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラム - Google Patents

画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラム Download PDF

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本発明は、画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラムに係り、さらに詳しくは、ステージ上のワークを撮影したワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置の改良に関する。
画像測定装置は、ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する寸法測定器である。通常、ワークは、Ｘ又はＹ方向と、Ｚ方向とに移動可能な可動ステージ上に載置される。可動ステージをＺ方向に移動させることにより、ワーク画像のピント合わせが行われ、Ｘ又はＹ方向に移動させることにより、ワークを視野内へ移動させる位置調整が行われる。
ワーク画像は、可動ステージのＺ方向の位置に関わらず、ワークに対して極めて正確な相似形であることから、ワーク画像上で距離や角度を求めることにより、ワークの実際の寸法を検知することができる。寸法測定は、ワーク画像からワークの輪郭形状を示す形状線をエッジとして抽出することにより行われる。このエッジ抽出は、隣接する画素間における輝度の変化量に基づいてエッジ点を抽出し、得られた複数のエッジ点に直線や円といった幾何学図形をフィッティングさせることにより行われ、ワークと背景との境界線等が求められる。
一般に、寸法測定の精度を上げるには、撮影倍率の高いカメラを用いてワークを撮影する必要があり、撮影倍率が高くなれば、視野が狭くなる。このため、カメラの視野よりも広い範囲の寸法を高い精度で測定するためには、可動ステージを移動させながらワークの異なる部位を撮影するとともに、撮影時における可動ステージの位置と、ワーク画像内におけるエッジの位置とを正確に求めなければならない。
しかしながら、従来の画像測定装置では、高倍率で狭視野のカメラを用いてワークを撮影することから、ワークのどの部分を撮影しているのかがワーク画像から判別しづらかった。また、１つのワーク画像の視野内に収まらない範囲の寸法を測定する場合、ワークの異なる部位を撮影した少なくとも２つのワーク画像に対し、エッジ抽出を行わせる領域をそれぞれ指定する必要がある。この様な場合、ワーク画像内のどこをエッジ抽出領域に指定すればよいのかが判りづらく、また、可動ステージの位置調整が容易ではないという問題があった。
そこで、口径の大きな受光レンズと、画素数の多い撮像素子とにより構成される高倍率で広視野のカメラを用いてワークを撮影し、１つのワーク画像によってワークの全体像を把握させつつ、エッジ抽出領域の指定を行わせることが考えられる。しかし、その様な構成では、受光レンズの大口径化によってカメラが大型化するとともに重くなり、また、撮像素子の高画素化等によってカメラが高価になってしまうという問題があった。
また、複数のワーク画像をつなぎ合せて広視野の合成画像を作成し、この合成画像に対してエッジ抽出領域を指定するとともに、エッジ抽出を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、その様な構成では、エッジ抽出を行う必要があることから、解像度を保ったまま合成画像を保持しなければならず、メモリの使用量が増大してしまうという問題があった。また、エッジ位置をサブピクセル単位で求める場合に、複数のワーク画像を高精度でつなぎ合わせることが極めて難しいという問題もあった。
特開２０１１−１８５８８８号公報
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、寸法測定の精度を低下させることなく、エッジ抽出のための領域の指定を行い易くした画像測定装置を提供することを目的とする。
特に、広域画像によってワークの全体像を把握させつつエッジ抽出領域の指定を行わせ、ワークの異なる部位を撮影した少なくとも２つのワーク画像を用いて精度良く寸法測定を行うことができる画像測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、同じ形状のワークを繰り返し測定する場合の作業性を向上させた画像測定装置を提供することを目的とする。また、メモリの使用量が増大するのを抑制しつつ、エッジ抽出領域の指定を行い易くした画像測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した画像測定装置の制御方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、コンピュータを上述した画像測定装置として機能させることができるプログラムを提供することを目的とする。
第１の本発明による画像測定装置は、ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置であって、上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整手段と、当該撮影位置調整手段により調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成手段と、当該ワーク画像生成手段により生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、上記ワーク画像生成手段により生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成手段と、上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶手段と、上記広域画像生成手段により生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶手段に記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶手段により記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定手段とを備えて構成される。
この様な構成によれば、ステージに対する撮影軸の位置が異なる２以上のワーク画像の各視野を含む設定用広域画像に対しエッジ抽出領域を指定させるので、カメラの撮影倍率が高くてワーク画像の視野が狭い場合であっても、ワークの全体像を把握しながらエッジ抽出領域の指定を行うことができる。このため、１つのワーク画像の視野内に収まらない範囲の寸法を測定する場合に、エッジ抽出領域の指定を行う作業を容易化することができる。また、エッジ抽出が広域画像ではなく、個々のワーク画像に対して行われるため、寸法測定の精度を低下させることがない。特に、広域画像によってワークの全体像を把握させつつエッジ抽出領域の指定を行わせ、ワークの異なる部位を撮影した少なくとも２つのワーク画像を用いて精度良く寸法測定を行うことができる。
また、予め登録されたマッチング情報を用いて検査用広域画像内における測定対象物の位置及び姿勢を検出し、検査用の各ワーク画像に対してエッジ抽出領域が自動的に設定される。検査用のワーク画像に対するエッジ抽出は、その様なエッジ抽出領域を用いて行われる。つまり、マッチング情報を用いることにより、ユーザは、ステージ上のワークを変更するごとにエッジ抽出領域を指定する必要がないので、同じ形状のワークを繰り返し測定する場合の作業性を向上させることができる。
第２の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記寸法測定手段が、上記エッジ抽出領域が上記検査用広域画像上において少なくとも２つのワーク画像の視野に跨って指定されている場合に、当該エッジ抽出領域を分割して各検査用ワーク画像に対して設定し、当該分割後のエッジ抽出領域から少なくとも２つのワーク画像の視野に跨るエッジ点の位置を特定し、少なくとも２つのワーク画像の視野に跨って位置が特定されたエッジ点群に対し、幾何学図形をフィッティングすることにより、ワークの輪郭形状を示すエッジを抽出するように構成される。また、第３の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記ワーク画像生成手段が、上記ステージに対する上記撮影軸の相対的な移動により、視野の一部が互いに重複するようにワークを撮影することによって、２以上の上記ワーク画像を生成し、上記寸法測定手段が、当該ワーク画像により構成された検査用広域画像上において、少なくとも２つのワーク画像の視野に跨る上記エッジ抽出領域が指定されている場合に、当該エッジ抽出領域を検査用ワーク画像間で一部が重複した状態で各検査用ワーク画像に対して設定し、上記検査用ワーク画像の重複領域におけるエッジ抽出領域内から抽出されたエッジであって、重複領域内の各検査用ワーク画像のそれぞれのエッジ同士を統合する統合処理により、分割後のエッジ抽出領域内のエッジを抽出するように構成される。また、第４の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記寸法測定手段が、重複領域内の各検査用ワーク画像のそれぞれのエッジ点同士の対応づけを行い、対応させたエッジ点同士の統合処理を行うことにより、分割後のエッジ抽出領域内のエッジを抽出し、前記対応づけは、エッジ抽出領域の重複領域で、距離が最も近いエッジ点同士を対応させる方法と、エッジの極性が一致しているエッジ点同士を対応させる方法と、エッジ強度が最も近いエッジ点同士を対応させる方法とのいずれかの方法で行うように構成される。また、第５の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記統合処理が、各検査用ワーク画像のエッジのうち、いずれか一方のみを選択する方法と、両方を選択する方法と、いずれも採用しない方法と、それらの中点に統合させる方法と、２つのエッジに重みを付けて平均化する方法とのいずれかの方法で行うように構成される。また、第６の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記広域画像を表示する表示手段を更に備え、上記表示手段が、上記エッジ間の寸法測定結果を検査用広域画像上に表示するように構成される。
第７の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記位置情報記憶手段が、２以上の検査用ワーク画像の撮影位置を示すステージ位置情報を記憶し、上記寸法測定手段が、上記検査用広域画像及び上記マッチング情報のマッチング結果と、上記ステージ位置情報とに基づいて、エッジ抽出領域を設定するように構成される。この様な構成によれば、検査用広域画像が、ステージ及び撮影軸を相対的に移動させながら検査対象のワークを撮影した複数の検査用のワーク画像から得られる場合であっても、エッジ抽出領域を適切に設定することができる。
第８の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記寸法測定手段が、１つの検査用ワーク画像に含まれる寸法を測定する場合に、抽出されたエッジ位置のみに基づいて寸法算出を実行し、２以上の検査用ワーク画像にわたる寸法を測定する場合に、抽出された各ワーク画像内におけるエッジ位置と、各ワーク画像の撮影位置を示す上記ステージ位置情報とに基づいて寸法算出を実行するように構成される。
この画像測定装置では、２以上の検査用のワーク画像にわたる寸法を測定する場合に、抽出された各ワーク画像内におけるエッジ位置と、各ワーク画像の撮像位置を示すステージ位置情報とから寸法算出が実行される。このため、設定用及び検査用の広域画像は、検査用のワーク画像と同程度の解像度である必要はなく、また、解像度を保ったまま保持する必要もない。従って、メモリの使用量が増大するのを抑制しつつ、エッジ抽出領域の指定を行い易くすることができる。
第９の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記広域画像の少なくとも一部からなるテンプレート画像を上記マッチング情報として登録するマッチング情報登録手段を更に備えて構成される。この様な構成によれば、テンプレート画像を用いて検査用広域画像内における測定対象物の位置及び姿勢が検出され、検査用の各ワーク画像に対してエッジ抽出領域が自動的に設定される。
第１０の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記ワーク画像生成手段が、視野の一部が互いに重複するように、上記ステージ及び上記撮影軸を相対的に移動させながらワークを撮影することにより、２以上の上記ワーク画像を生成し、上記広域画像生成手段が、上記ステージ及び上記撮影軸の相対的な移動距離に基づいて、２以上の検査用ワーク画像を連結することにより、上記検査用広域画像を生成するように構成される。この様な構成によれば、高倍率及び低倍率を切り替える必要がないので、カメラの構成を簡素化することができる。
第１１の本発明による画像測定装置は、上記構成に加え、上記寸法測定手段が、上記エッジ抽出領域からエッジ点を検出するエッジ点検出手段と、検査用ワーク画像上における上記エッジ点の位置を示す位置情報を受光レンズの収差に応じて補正する収差補正手段とを備え、補正後の各エッジ点の位置情報に基づいて、上記エッジを求めるように構成される。この様な構成によれば、画像処理の負荷が増大するのを抑制しつつ、寸法測定の精度を向上させることができる。
第１２の本発明による画像測定装置の制御方法は、ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置の制御方法であって、上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整ステップと、当該撮影位置調整ステップにおいて調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成ステップと、当該ワーク画像生成ステップにおいて生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶ステップと、上記ワーク画像生成ステップにおいて生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成ステップと、上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶ステップと、上記広域画像生成ステップにおいて生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶ステップにおいて記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶ステップにおいて記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定ステップとを備えて構成される。
第１３の本発明による画像測定装置用のプログラムは、ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置用のプログラムであって、上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整手順と、当該撮影位置調整手順において調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成手順と、当該ワーク画像生成手順において生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶手順と、上記ワーク画像生成手順において生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成手順と、上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶手順と、上記広域画像生成手順において生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶手順において記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶手順において記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定手順とをコンピュータに実行させる。
本発明による画像測定装置では、１つのワーク画像の視野内に収まらない範囲の寸法を測定する場合に、エッジ抽出領域の指定を行う作業を容易化することができる。特に、広域画像によってワークの全体像を把握させつつエッジ抽出領域の指定を行わせ、ワークの異なる部位を撮影した少なくとも２つのワーク画像を用いて精度良く寸法測定を行うことができる。
また、マッチング情報を用いることにより、ユーザは、ステージ上のワークを変更するごとにエッジ抽出領域を指定する必要がないので、同じ形状のワークを繰り返し測定する場合の作業性を向上させることができる。また、メモリの使用量が増大するのを抑制しつつ、エッジ抽出領域の指定を行い易くすることができる。
また、本発明によれば、上述した画像測定装置の制御方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、コンピュータを上述した画像測定装置として機能させるプログラムを提供することができる。
本発明の実施の形態１による画像測定装置１００の一構成例を示した斜視図である。 図１の測定ユニット１０内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット１０をｘ方向に垂直な鉛直面により切断した場合の切断面の様子が示されている。 図１の画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、測定ユニット１０の表示装置１１に表示される測定設定画面２が示されている。 図２の測定ユニット１０によりマスターワーク３ａを撮影して得られた設定用広域画像４ａの一例を示した図である。 エッジ抽出領域５ａ〜５ｄが指定された設定用広域画像４ａの一例を示した図である。 寸法値がマスターワーク３ａに対応づけて表示された設定用広域画像４ａの一例を示した図である。 図２の測定ユニット１０により検査対象のワーク３を撮影して得られたワーク画像６の一例を示した図である。 図１の画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、検査対象のワーク３を撮影して得られた検査用広域画像４ｂが示されている。 図１の画像測定装置１００におけるエッジ抽出時の動作の一例を示した図であり、エッジ抽出領域５ｂを抽出領域５ｂｐ，５ｂｑに分割する場合が示されている。 図１の画像測定装置１００におけるエッジ抽出時の動作の一例を示した図であり、エッジ点７ａをワーク画像６ｐ，６ｑ間で対応づける様子が示されている。 寸法の測定結果がワーク３に対応づけて表示された検査用広域画像４ｂの一例を示した図である。 図１の画像測定装置１００における制御ユニット２０の一構成例を示したブロック図である。 図１２のエッジ抽出部１０６の構成例を示したブロック図である。 図１の画像測定装置１００における測定設定時の動作の一例を示したフローチャートである。 図１の画像測定装置１００における連続検査時の動作の一例を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態２による画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、マスターワーク３ａを撮影して得られた設定用広域画像４ａが示されている。 画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、寸法の測定結果がワーク３に対応づけて表示された検査用広域画像４ｂが示されている。 検査対象のワーク３を撮影して得られた検査用広域画像４ｂの一例を示した図である。 制御ユニット２０内の構成例を示したブロック図である。 画像測定装置１００における連続検査時の動作の一例を示したフローチャートである。
実施の形態１．
まず、本発明による画像測定装置の前提となる構成について、図１〜図３を用いて以下に説明する。
＜画像測定装置１００＞
図１は、本発明の実施の形態１による画像測定装置１００の一構成例を示した斜視図である。この画像測定装置１００は、ワークを撮影した画像を解析することによってワークの寸法を測定する寸法測定器であり、ｘ方向及びｚ方向に移動可能な可動ステージ１２を備えた測定ユニット１０と、制御ユニット２０、キーボード３１及びマウス３２により構成される。ワークは、その形状や寸法が測定される測定対象物である。
例えば、測定ユニット１０は、水平な作業台に設置され、ｘ方向は、水平方向に相当し、ｚ方向は、鉛直方向に相当する。可動ステージ１２は、ワークを載置するための載置台であり、電気モーターにより駆動される。可動ステージ１２の水平で平坦な載置面には、検出光を透過させる検出エリア１３が形成されている。ワークは、検出エリア１３内に配置される。例えば、検出エリア１３は、１辺の長さが２００ｍｍの正方形からなり、可動ステージ１２は、−５０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内でｘ方向に移動させることができる。
測定ユニット１０は、検出エリア１３内のワークに対し検出光を照射した際に、その透過光又は反射光を受光することによってワークを撮影し、ワーク画像を生成する光学系ユニットであり、ワーク画像や寸法の測定結果を画面表示する表示装置１１が設けられている。
表示装置１１は、矩形形状の表示画面を有し、表示画面をｚｘ平面に交差する方向に向けた状態で、可動ステージ１２の上方にマウントされている。この測定ユニット１０は、異なる撮影倍率でワークを撮影することができる。
制御ユニット２０は、可動ステージ１２の位置調整、ワークの撮影及び表示装置１１を制御し、寸法測定を行うためのコントローラであり、キーボード３１及びマウス３２が接続されている。
例えば、画像測定装置１００は、画像測定プログラムに基づいてコンピュータを動作させることにより実現することができる。また、その様な画像測定プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供され、或いは、ネットワークを介して提供される。
＜測定ユニット１０＞
図２は、図１の測定ユニット１０内の構成例を模式的に示した説明図であり、測定ユニット１０をｘ方向に垂直な鉛直面により切断した場合の切断面の様子が示されている。この測定ユニット１０は、筐体４０内部が、Ｚ駆動部４１、Ｘ駆動部４２、撮像素子４３，４４、透過照明ユニット５０、リング照明ユニット６０、同軸落射照明用光源７１、受光レンズユニット８０により構成されている。
Ｚ駆動部４１は、制御ユニット２０からの駆動信号に基づいて、可動ステージ１２をｚ方向に移動させ、ワークのｚ方向の位置を調整するための位置調整部である。Ｘ駆動部４２は、制御ユニット２０からの駆動信号に基づいて、可動ステージ１２をｘ方向に移動させ、ワークのｘ方向の位置を調整するための位置調整部である。
透過照明ユニット５０は、可動ステージ１２上に載置されたワークに対し、検出光を下側から照射するための照明装置であり、透過照明用光源５１、ミラー５２及び光学レンズ５３により構成される。透過照明用光源５１から出射された検出光は、ミラー５２により反射され、光学レンズ５２を介して出射される。この検出光は、可動ステージ１２を透過し、その透過光の一部は、ワークにより遮断され、他の一部が受光レンズユニット８０に入射する。
リング照明ユニット６０は、可動ステージ１２上のワークに対し、検出光を上側から照射するための照明装置であり、受光レンズユニット８０を取り囲むリング状の光源からなる。同軸落射照明用光源７１は、可動ステージ１２上のワークに対し、検出光を上側から照射するための光源であり、ワークに対する照射光の光軸とワークによる反射光の光軸とが同軸となるように、ハーフミラー７２が配置されている。ワークの照明方法としては、透過照明、リング照明又は同軸落射照明のいずれかを任意に選択することができる。
受光レンズユニット８０は、受光レンズ８１，８４，８６、ハーフミラー８２、絞り板８３及び８５により構成される鏡筒部であり、透過照明ユニット５０からの透過光や、検出光のワークによる反射光が入射され、撮像素子４３及び４４に結像させる。受光レンズ８１は、可動ステージ１２側に配置された光学レンズであり、可動ステージ１２の載置面（上側の面）に対向させて配置されている。受光レンズ８４は、撮像素子４３側に配置された光学レンズであり、撮像素子４３に対向させて配置されている。また、受光レンズ８６は、撮像素子４４側に配置された光学レンズであり、撮像素子４４に対向させて配置されている。
絞り板８３及び受光レンズ８４は、撮影倍率が低く、視野の広い低倍側結像部であり、その中心軸を光学レンズ５３及び受光レンズ８１と一致させて配置されている。一方、絞り板８５及び受光レンズ８６は、撮影倍率が高く、視野の狭い高倍側結像部であり、ワークからの検出光はハーフミラー８２を介して入射される。受光レンズ８１，８４及び８６は、ワークのｚ方向の位置が変化しても、像の大きさを変化させない性質を有し、テレセントリックレンズと呼ばれる。
撮影軸１は、受光レンズユニット８０の受光軸であり、受光レンズ８１、絞り板８３及び受光レンズ８４の中心軸や、ハーフミラー８２の反射面において曲折する受光レンズ８１、絞り板８５及び受光レンズ８６の中心軸に相当する。この撮影軸１は、可動ステージ１２の載置面、すなわち、ｘｙ平面に垂直であり、可動ステージ１２のｚ方向の位置を調整することにより、撮影画像のピント調整が行われる。
撮像素子４３は、受光レンズユニット８０により形成される低倍率視野内のワークを低倍率で撮影し、広域画像を生成する低倍率撮影用のイメージセンサである。撮像素子４４は、受光レンズユニット８０により形成される高倍率視野内のワークを高倍率で撮影し、ワーク画像を生成する高倍率撮影用のイメージセンサである。高倍率視野は、低倍率視野よりも狭い視野であり、低倍率視野内に形成される。
撮像素子４３，４４は、いずれもＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化物半導体）などの半導体素子からなる。
可動ステージ１２の検出エリア１３内であれば、ワークをどこに配置しても、低倍率視野で捉えられる。また、低倍率視野内のワークは、広域画像を解析してワークの位置や姿勢を求め、可動ステージ１２を移動させることにより、高倍率視野内へ案内して高倍率で撮影することができる。画像測定装置１００では、低倍率視野及び高倍率視野が略同心であり、低倍率の広域画像と高倍率のワーク画像とを同時に取得することができる。
＜測定設定画面２＞
図３は、図１の画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、測定ユニット１０の表示装置１１に表示される測定設定画面２が示されている。この測定設定画面２は、マスターワーク３ａを撮影して得られた設定用広域画像４ａやワーク画像を表示し、或いは、測定条件を設定するための画面であり、表示装置１１上に表示される。
測定設定画面２には、設定用広域画像４ａやワーク画像を表示するための表示領域２０１と、動作モードの切替ボタン２０２，２０３と、測定条件の設定ボタン２０４と、照明方法の選択欄２０５と、測定実行ボタン２０６が設けられている。設定用広域画像４ａは、測定条件などを設定するのに用いる広域画像であり、高倍率で撮影された複数のワーク画像を連結することにより生成され、或いは、低倍率でマスターワーク３ａを撮影することにより生成される。
表示領域２０１には、可動ステージ１２上のワーク３を撮影したワーク画像を動画像により表示し、或いは、寸法測定のために録画した静止画像により表示することができる。切替ボタン２０２は、同じ形状のワーク３を繰り返し測定する連続検査モードを選択するための操作アイコンである。連続検査モードでは、可動ステージ１２上のワーク３を取り替えて測定実行ボタン２０６を操作するごとに、寸法測定が実行される。
切替ボタン２０３は、測定条件を設定する測定設定モードを選択するための操作アイコンである。測定設定モードでは、エッジ抽出を行わせる領域と、エッジ抽出のスキャン方向やエッジの極性といったエッジ抽出の方法と、寸法種別を指定することができる。
スキャン方向は、輝度変化を検出する画素列の方向であり、任意に指定することができる。エッジ抽出は、エッジ抽出領域内でスキャン方向に隣接する画素間の輝度の変化量からエッジ強度を求め、スキャン方向のエッジ強度の分布に基づいて、エッジ点を抽出することにより行われる。エッジの極性には、隣接画素間で輝度が暗から明へ変化する正極性と、明から暗へ変化する負極性とがあり、正極性又は負極性のいずれか一方又は両方をエッジの抽出対象に指定することができる。
設定ボタン２０４は、ワーク３のどの様な形状に対しどの様にして寸法を測定するのかといった寸法種別を選択するための操作アイコンである。この設定ボタン２０４には、距離測定のための設定ボタンと、角度測定のための設定ボタンがある。
距離測定には、２点間の距離、線分と点との距離、平行な２線分の距離、円の中心と線分との距離、２円の中心間の距離、円の直径、円弧の半径、円と点との距離などの各種距離を求める場合がある。角度測定では、平行でない２直線の交角が求められる。エッジ抽出領域やエッジ抽出方法は、この様な測定種別ごとに指定することができる。
次に、本発明による画像測定装置１００の構成について、図４〜図１５を用いて以下に詳細に説明する。
＜設定用広域画像４ａ＞
図４は、図２の測定ユニット１０によりマスターワーク３ａを撮影して得られた設定用広域画像４ａの一例を示した図である。この図には、照明方法として透過照明を選択し、左右方向、すなわち、ｘ方向に長い配線基板をマスターワーク３ａとして撮影した場合が示されている。
この設定用広域画像４ａは、測定条件やエッジ抽出領域を指定するのに用いられる広域画像であり、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる３つのワーク画像を連結して作成される。つまり、この設定用広域画像４ａの視野は、ワーク画像の各視野をｘ方向に連結した形状からなる。
例えば、ワーク画像の視野の直径が１００ｍｍの距離に相当する場合、各ワーク画像は、視野の一部が互いに重複するように、可動ステージ１２をｘ方向に５０ｍｍだけ移動させるごとにマスターワーク３ａを撮影して得られる。
連結に用いるワーク画像は、ユーザが可動ステージ１２の位置を予め指定し、或いは、可動ステージ１２を移動させる範囲を予め指定しておくことにより、同一のマスターワーク３ａを繰り返し撮影して自動的に作成される。或いは、ワーク画像は、予め定められた位置に可動ステージ１２が移動するごとに、同一のマスターワーク３ａを撮影して自動的に作成される。
設定用広域画像４ａは、可動ステージ１２の位置情報に基づいて、これらのワーク画像を繋ぎ合わせる画像合成処理によって作成される。また、隣接するワーク画像間における視野の重複部分の画素値は、これらのワーク画像間における平均値により定められる。
なお、本実施の形態では可動ステージ１２の位置情報を用いてワーク画像を合成したが、ワーク画像間のマッチング処理を精度よく行うことができる場合は、必ずしも可動ステージ１２の位置情報を用いる必要はなく、ワーク画像間のマッチング処理により画像合成を行うことができる。
図５は、エッジ抽出領域５ａ〜５ｄが指定された設定用広域画像４ａの一例を示した図である。測定条件やエッジ抽出領域は、設定用広域画像４ａを用いて指定される。例えば、設定用広域画像４ａを測定設定画面２の表示領域２０１内に表示させ、設定用広域画像４ａ上でマウスカーソルを移動させながら、エッジ抽出を行わせる領域が指定される。この例では、マスターワーク３ａの異なる部位を測定箇所とする矩形形状の４つの領域がエッジ抽出領域５ａ〜５ｄとして指定されている。
エッジ抽出領域５ａ〜５ｄを指定するための具体的な方法には、矩形領域の頂点にマウスカーソルを移動させてクリック操作により指定し、或いは、マウス３２のドラッグ操作により指定する方法がある。エッジ抽出領域５ａ〜５ｄや測定条件といった測定設定情報が対応づけられる設定用広域画像４ａの一部は、後述する連続検査モード時に用いるテンプレート画像Ａとして登録することができる。
テンプレート画像Ａは設定用広域画像４ａそのものでもよいし、設定用広域画像４ａからユーザが特徴的な部分を選択し、選択された箇所をテンプレート画像Ａとして登録可能にしてもよい。或いは、設定用広域画像４ａ上から特徴部分を自動的に抽出し、テンプレート画像Ａとして登録することも可能である。エッジ抽出領域５ａ〜５ｄとテンプレート画像Ａは同一の座標空間上に存在しており、互いの位置関係は既知となる。
この様なテンプレート画像Ａを測定設定情報と共に寸法測定の雛形として予め登録しておくことにより、可動ステージ１２上のワーク３を変更するごとにエッジ抽出領域５や測定条件を指定する必要がないので、連続検査時の作業性を向上させることができる。
図６は、寸法値がマスターワーク３ａに対応づけて表示された設定用広域画像４ａの一例を示した図である。この設定用広域画像４ａは、測定設定画面２の表示領域２０１内に表示される。エッジ抽出では、エッジ抽出領域５ａ〜５ｄ内の画素データが解析され、マスターワーク３ａの輪郭形状を示す形状線がエッジ７として抽出される。
この例では、エッジ抽出領域５ａから上下方向（ｙ方向）に延伸する直線がエッジ７として抽出され、エッジ抽出領域５ｂから左右方向（ｘ方向）に延伸する直線がエッジ７として抽出されている。また、エッジ抽出領域５ｃから上下方向に延伸する直線がエッジ７として抽出され、エッジ抽出領域５ｄから左右方向に延伸する直線がエッジ７として抽出されている。
また、エッジ抽出領域５ａ及び５ｃに対し、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「１３５．７ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。また、エッジ抽出領域５ｂ及び５ｄに対しても、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「４０．０ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。
使用者は、設定用広域画像４ａ上に表示された各寸法値９に対して、良否判定用の設計値及び公差を設定することができる。つまり、使用者は、低倍率で撮影した設定用広域画像４ａ、又は、高倍率で撮影したワーク画像を連結して作成された設定用広域画像４ａ上で、テンプレート画像Ａの登録と、エッジ抽出領域５の指定を行う。指定されたエッジ抽出領域５は、高倍率で撮影される各ワーク画像に対して設定され、高精度なエッジ抽出を行う。抽出されたエッジ７に基づく寸法測定結果は、設定用広域画像４ａ上に表示され、使用者は寸法値９に対して設計値や公差を設定することができる。
上記の設定操作時に、使用者により指定されたテンプレート画像Ａ、テンプレート画像Ａに対して相対的な位置関係が既知であるエッジ抽出領域情報、抽出されたエッジに対してどのような寸法算出を行うかを定めた測定条件情報、算出された寸法値に対する設計値や公差の情報を含む設計値情報が測定設定としてファイルに記憶される。後述する検査を行う際は、記憶されたファイルを読み出して、新たに入力されたワーク画像に対して、測定設定を適用することにより、同様の検査を繰り返し実行することが可能になる。
＜ワーク画像６＞
図７は、図２の測定ユニット１０により検査対象のワーク３を撮影して得られたワーク画像６の一例を示した図であり、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる３つのワーク画像６が示されている。図中の（ａ）には、ワーク３の左端部を撮影したワーク画像６が示され、（ｂ）には、ワーク３の中央部を撮影したワーク画像６が示され、（ｃ）には、ワーク３の右端部を撮影したワーク画像６が示されている。
ワーク画像６は、高倍率で狭視野のカメラを用いてワーク３を撮影することによって作成されるワーク画像であり、静止画像からなる。ワーク画像６における円形形状の視野内には、ワーク３の一部分が被写体として撮像されている。
エッジ抽出は、この様なワーク画像６を用いて行われ、設定用広域画像４ａ上のエッジ抽出領域５ａ〜５ｄに対応するワーク画像６上の領域を判別し、ワーク画像６におけるエッジ抽出領域５ａ〜５ｄ内の画素データが解析される。設定用広域画像４ａ上で指定されたエッジ抽出領域５ａ〜５ｄが、ワーク画像６ではどこに相当するのかといった領域の対応づけは、設定用広域画像４ａ及びワーク画像６間における可動ステージ１２の移動距離と、撮影倍率の変化量とに基づいて行われる。
エッジ抽出に用いるワーク画像６は、可動ステージ１２の位置を予め指定し、或いは、可動ステージ１２を移動させる範囲などを予め指定しておくことにより、同一のワーク３を繰り返し撮影して自動的に作成される。
例えば、設定用広域画像４ａの視野の直径が２００ｍｍの距離に相当し、ワーク画像６の視野の直径が１００ｍｍの距離に相当する場合、各ワーク画像６は、可動ステージ１２をｘ方向に５０ｍｍだけ移動させるごとに、ワーク３を撮影して得られる。具体的に説明すれば、図中の（ａ）のワーク画像６は、可動ステージ１２をｘ方向の位置５０ｍｍに移動させた際に撮影され、（ｂ）のワーク画像６は、可動ステージ１２をｘ方向の位置０ｍｍに移動させた際に撮影され、（ｃ）のワーク画像６は、可動ステージ１２をｘ方向の位置−５０ｍｍに移動させた際に撮影される。これらのワーク画像６の各視野は、設定用広域画像４ａの視野内に含まれている。
＜検査用広域画像４ｂ＞
図８は、図１の画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、検査対象のワーク３を撮影して得られた検査用広域画像４ｂが示されている。この検査用広域画像４ｂは、連続検査モード時に作成される広域画像であり、３つの検査用のワーク画像６を連結することによって得られる。検査対象のワーク３は、検出エリア１３内に任意に配置される。
検査用広域画像４ｂをテンプレート画像と照合することにより、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置や姿勢が検出され、その検出結果に基づいて、エッジ抽出領域５の位置情報が補正される。
図９は、図１の画像測定装置１００におけるエッジ抽出時の動作の一例を示した図であり、ワーク画像６ｐ，６ｑ間で領域の一部が重複するように、エッジ抽出領域５ｂを２つのエッジ抽出領域５ｂｐ、５ｂｑに分割する場合が示されている。
検査用広域画像４ｂ上で少なくとも２つのワーク画像６に跨るエッジ抽出領域５が指定されている場合に、ワーク画像６間で領域の一部が重複するように当該エッジ抽出領域５を分割し、分割後のエッジ抽出領域５を用いて、ワーク画像６からエッジが抽出される。
この例では、エッジ抽出領域５ｂが隣接する２つのワーク画像６ｐ，６ｑに跨って延伸しており、当該エッジ抽出領域５ｂがワーク画像６ｐからエッジを抽出するためのエッジ抽出領域５ｂｐと、ワーク画像６ｑからエッジを抽出するためのエッジ抽出領域５ｂｑとに分割されている。
エッジ抽出は、この様な分割後のエッジ抽出領域５を用いて行われる。すなわち、ワーク画像６ｐにおけるエッジ抽出領域５ｂｐ内の画素データに基づいてエッジ点を検出し、ワーク画像６ｐ上における各エッジ点の位置情報が受光レンズユニット８０の収差に応じて補正される。
また、ワーク画像６ｑにおけるエッジ抽出領域５ｂｑ内の画素データに基づいてエッジ点を検出し、ワーク画像６ｑ上におけるエッジ点の位置情報が受光レンズユニット８０の収差に応じて補正される。
そして、検査用広域画像４ｂを構成する３つのワーク画像６からそれぞれ抽出されたエッジ点は、可動ステージ１２の位置情報を用いて、共通の座標系に変換される。つまり、各ワーク画像６から抽出されたエッジ点は、共通の原点を有する座標、例えば、ｘｙ座標によりその位置情報が表される。
ワーク画像６間で領域の一部が重複するようにエッジ抽出領域５を分割し、分割後のエッジ抽出領域５を用いて、ワーク画像６からエッジを抽出することにより、特定の方向に延びるエッジの抽出漏れを防ぐことができる。このため、検査用広域画像４ｂ上で少なくとも２つのワーク画像６に跨って指定されたエッジ抽出領域５からエッジを抽出する際の抽出精度を向上させることができる。
図１０は、図１の画像測定装置１００におけるエッジ抽出時の動作の一例を示した図であり、重複領域５ｂｒ内のエッジ点７ａをワーク画像６ｐ，６ｑ間で対応づける様子が示されている。
重複領域５ｂｒでは、ワーク画像６ｐから抽出されたエッジ点７ａと、ワーク画像６ｑから抽出されたエッジ点７ａとが存在する。通常、これらのエッジ点７ａは、可動ステージ１２の位置決めの誤差や収差補正の誤差の影響により、完全には一致しない。
そこで、重複領域５ｂｒ内のエッジ点７ａについて、ワーク画像６ｐ，６ｑ間でエッジ点の対応づけを行い、エッジ点７ａを統合させる統合処理が実施される。例えば、エッジ点の対応づけは、重複領域５ｂｒ内で距離が最も近いエッジ点７ａ同士を対応づけることにより行われる。
なお、エッジ点の対応づけは、エッジの極性が一致しているエッジ点７ａ同士を対応づけ、或いは、エッジ強度が最も近いエッジ点７ａ同士を対応づけるような構成であっても良い。
例えば、エッジ点７ａの統合処理は、ワーク画像６ｐ，６ｑ間で対応づけられた２つのエッジ点７ａをその中点に統合させる。この様な統合処理を実施することにより、エッジ７が重複して抽出されるのを防止することができる。特に、１ライン上のエッジを計数して行われるピッチ測定において、エッジ７の重複による計数誤差の発生を抑制することができる。
なお、エッジ点７ａの統合処理には、ワーク画像６ｐから抽出されたエッジ点７ａと、ワーク画像６ｑから抽出されたエッジ点７ａとのいずれか一方のみを選択する方法、両方を選択する方法、或いは、いずれのエッジ点７ａも採用しない方法などが考えられる。いずれか一方のエッジ点７ａを選択する方法では、重複領域５ｂｒ内に境界を定め、境界よりも内側に存在するのか、或いは、外側に存在するのかによっていずれか一方のエッジ点７ａが採用される。
また、ワーク画像６ｐから抽出されたエッジ点７ａと、ワーク画像６ｑから抽出されたエッジ点７ａとを重み付きで平均するといった統合処理も考えられる。２つのエッジ点７ａの平均点を求める際の重みは、例えば、視野の中心からエッジ点７ａまでの距離に応じて異ならせる。
この様な統合処理を実施した後、エッジ点群に幾何学図形をフィッティングさせることにより、エッジを抽出する処理が行われる。この処理は、エッジ抽出領域５ａ〜５ｄごとに行われる。
図１１は、寸法の測定結果がワーク３に対応づけて表示された検査用広域画像４ｂの一例を示した図である。この検査用広域画像４ｂは、測定設定画面２の表示領域２０１内に表示される。エッジ抽出では、エッジ抽出領域５ａ〜５ｄ内の画素データが解析され、ワーク３の輪郭形状を示す形状線がエッジ７として抽出される。
エッジ抽出領域５ａ及び５ｃに対し、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「１３５．２ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。また、エッジ抽出領域５ｂ及び５ｄに対しても、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「４０．１ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。
＜制御ユニット２０＞
図１２は、図１の画像測定装置１００における制御ユニット２０の一構成例を示したブロック図である。この制御ユニット２０は、撮影制御部１０１、撮影位置調整部１０２、測定設定記憶部１０３、マッチング部１０４、エッジ領域設定部１０５、エッジ抽出部１０６、寸法算出部１０７、良否判定部１０８、表示部１０９、抽出領域指定部１２１、測定条件指定部１２２、ワーク画像記憶部１２３、ステージ位置情報記憶部１２４及び検査用広域画像生成部１２５により構成される。
撮影制御部１０１は、キーボード３１やマウス３２からの操作信号に基づいて、広域画像４ａ，４ｂやワーク画像６を取得するための撮像制御信号を生成し、測定ユニット１０へ出力する。撮影位置調整部１０２は、操作信号や撮影制御部１０１の指示に基づいてステージ制御信号を生成し、可動ステージ１２をｘ方向に移動させることによって撮影位置の調整を行う。
抽出領域指定部１２１は、ユーザによる所定の領域設定操作に基づいて、設定用広域画像４ａ上でエッジ抽出のためのエッジ抽出領域５を指定する。測定条件指定部１２２は、ユーザによる抽出方法や寸法種別の設定操作に基づいて、設定用広域画像４ａ上で指定されたエッジ抽出領域５に対し、測定条件として、エッジ抽出のスキャン方向やエッジの極性を指定し、或いは、寸法種別を指定する。
測定設定記憶部１０３には、テンプレート画像１１１、エッジ抽出領域情報１１２、測定条件情報１１３及び設計値情報１１４が保持される。エッジ抽出領域情報１１２は、抽出領域指定部１２１により指定されたエッジ抽出領域５について、エッジ抽出領域５の位置、形状、サイズを示す情報と、テンプレート画像１１１との相対的な位置関係を示す情報からなる。測定条件情報１１３は、測定条件指定部１２２により指定された測定条件を示す情報である。設計値情報１１４は、測定対象の寸法に対する設計値や公差を示す情報である。
ワーク画像記憶部１２３には、測定ユニット１０から取得したワーク画像６が可動ステージ１２の位置情報に関連づけて保持される。ステージ位置情報記憶部１２４には、２以上の検査用のワーク画像６の撮像位置を示すステージ位置情報として、可動ステージ１２の位置情報が保持される。
検査用広域画像生成部１２５は、検査対象のワーク３を撮影することにより、２以上の検査用のワーク画像６の各視野を含む広域画像として、検査用広域画像４ｂを生成する。この検査用広域画像４ｂは、可動ステージ１２及び撮影軸の相対的な移動距離に基づいて、２以上の検査用のワーク画像６を連結することによって作成される。
マッチング部１０４は、テンプレート画像１１１を用いて検査用広域画像４ｂ内の測定対象物の位置及び姿勢を検出する。例えば、テンプレート画像１１１を用いたパターンマッチングにより、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置及び姿勢が検出される。
エッジ領域設定部１０５は、エッジ抽出領域情報１１２に基づいて、マッチング部１０４のマッチング結果に基づいて、エッジ抽出領域５を２以上の検査用の各ワーク画像６に設定する。具体的には、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置及び姿勢とステージ位置情報とに基づいて、各ワーク画像に対しエッジ抽出領域５が設定される。その際、可動ステージ１２の移動距離情報に基づいて、エッジ抽出領域５の絶対位置が決まる。
エッジ抽出部１０６は、２以上の検査用の各ワーク画像におけるエッジ抽出領域５内の画素データに基づいて、ワーク画像６からエッジを抽出する。具体的には、ワーク画像６におけるエッジ抽出領域５内の画素データに基づいて、ワーク画像６からワーク３の輪郭形状を示す形状線がエッジとして抽出される。エッジ抽出は、エッジ抽出領域５ごとに行われる。テンプレート画像１１１によるマッチング結果と、可動ステージ１２の移動距離情報に基づいてエッジ抽出領域５の絶対位置が定まるため、抽出されるエッジの絶対位置も定まる。
寸法算出部１０７は、測定条件情報１１３に基づいて、ワーク３の寸法を求める。具体的には、エッジ抽出部１０６により抽出されたエッジの位置情報や、測定条件として指定された寸法種別に基づいて、ワーク３の寸法を求める。
この寸法算出部１０７は、２以上の検査用のワーク画像６にわたる寸法を測定する場合に、抽出された各ワーク画像６内におけるエッジの位置と、ワーク画像６間における可動ステージ１２の移動距離とに基づいて、寸法算出が実行される。一方、１つの検査用のワーク画像６に含まれる寸法を測定する場合には、抽出されたエッジ位置のみに基づいて寸法算出が実行される。
良否判定部１０８は、設計値情報１１４に基づいて、寸法算出部１０７により求められた寸法値を設計値及び公差と比較し、ワーク３の良否判定を行う。表示部１０９は、検査用広域画像４ｂ上に寸法値や良否判定の結果を表示するための画面データを生成し、測定ユニット１０へ出力する。
図１３は、図１２のエッジ抽出部１０６の構成例を示したブロック図である。このエッジ抽出部１０６は、エッジ点検出部１３１、収差補正部１３２及び形状線算出部１３３により構成される。
エッジ点検出部１３１は、ワーク画像６の画像データを解析し、測定設定情報として位置情報が指定された各エッジ抽出領域５について、エッジ抽出領域５から１又は２以上のエッジ点を検出する。具体的には、エッジ抽出領域５内におけるスキャン方向の画素列について、隣接画素間で輝度の変化量からエッジ強度を求め、エッジ強度の分布に基づいてエッジ点を検出する。例えば、エッジ強度のピーク点がエッジ点として検出される。このエッジ点検出は、スキャン方向に交差する方向に所定の間隔を空けて繰り返し行われる。
収差補正部１３２は、ワーク画像６上におけるエッジ点の位置を示す位置情報を受光レンズユニット８０の収差に応じて補正する。この補正処理により、受光レンズ８１や受光レンズ８６の球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差、色収差を除去することができる。また、エッジ点を検出した後に、エッジ点の位置情報を補正することにより、エッジ点の検出前のワーク画像を補正する場合に比べて、画像処理の負荷が増大するのを抑制しつつ、寸法測定の精度を向上させることができる。
形状線算出部１３３は、収差補正部１３２による補正後の各エッジ点の位置情報に基づいて、エッジを求める。具体的には、複数のエッジ点からなるエッジ点群に直線や円といった幾何学図形をフィッティングさせることにより、ワーク３と背景との境界線等がエッジとして求められる。幾何学図形のフィッティングは、最小二乗法などの回帰分析の方法を用いて行われる。
＜測定設定モード＞
図１４のステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図１の画像測定装置１００における測定設定時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、測定ユニット１０は、可動ステージ１２上に載置されたマスターワーク３ａを高倍率で狭視野のカメラを用いて撮影し、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる複数のワーク画像を生成する。制御ユニット２０は、これらのワーク画像を連結して設定用広域画像４ａを生成する（ステップＳ１０１）。
次に、制御ユニット２０は、設定用広域画像４ａを測定設定画面２の表示領域２０１内に表示し、領域設定操作に基づいて、エッジ抽出領域５を指定する（ステップＳ１０２）。また、制御ユニット２０は、抽出方法や寸法種別の設定操作に基づいて、設定用広域画像４ａ上で指定されたエッジ抽出領域５に対し、測定条件として、エッジ抽出のスキャン方向やエッジの極性を指定し、或いは、寸法種別を指定する（ステップＳ１０３）。
次に、制御ユニット２０は、エッジ抽出領域５及び測定条件が指定されれば、各ワーク画像からエッジを抽出して寸法算出を実行し、得られた寸法値を設定用広域画像４ａ上に表示する。制御ユニット２０は、寸法値の表示後、所定のユーザ操作に基づいて、設計値及び公差を設定するとともに、テンプレート画像１１１を設定する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。
ステップＳ１０１からステップＳ１０５までの処理手順は、測定設定の終了が指示されるまで繰り返され、測定設定の終了が指示されれば、測定設定情報をメモリ内に格納してこの処理は終了する（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。
＜連続検査モード＞
図１５のステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、図１の画像測定装置１００における連続検査時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、測定ユニット１０は、可動ステージ１２上に載置されたワーク３を高倍率で狭視野のカメラを用いて撮影し、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる複数のワーク画像６を生成する（ステップＳ２０１）。検査用広域画像生成部１２５は、これらのワーク画像６を連結して検査用広域画像４ｂを生成する（ステップＳ２０２）。
次に、マッチング部１０４は、検査用広域画像４ｂをテンプレート画像１１１と照合し、検査用広域画像４ｂ内のワーク３の位置及び姿勢を検出する（ステップＳ２０３）。エッジ領域設定部１０５は、検出されたワーク３の位置及び姿勢に基づいて、設定用広域画像４ａ及び検査用広域画像４ｂ間におけるワーク３の移動距離と回転角度とを求め、エッジ抽出領域５を平行移動又は回転させることにより、各ワーク画像６にエッジ抽出領域５を設定する（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。
次に、エッジ抽出部１０６は、ワーク画像６におけるエッジ抽出領域５内の画素データに基づいて、検査用広域画像４ｂを構成する各ワーク画像６からエッジを抽出する（ステップＳ２０６）。
寸法算出部１０７は、エッジ抽出部１０６により抽出されたエッジの位置情報や、測定設定情報として指定された寸法種別に基づいて、ワーク３の寸法を算出する（ステップＳ２０７）。表示部１０９は、算出された寸法値と、設計値及び公差に基づく良否判定の結果とを測定結果として検査用広域画像４ｂ上に表示する（ステップＳ２０８）。
ステップＳ２０１からステップＳ２０８までの処理手順は、連続検査の終了が指示されるまで繰り返され、連続検査の終了が指示されれば、この処理は終了する（ステップＳ２０９）。
本実施の形態によれば、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる２以上のワーク画像の各視野を含む設定用広域画像４ａに対しエッジ抽出領域５を指定させるので、カメラの撮影倍率が高くてワーク画像の視野が狭い場合であっても、ワークの全体像を把握しながらエッジ抽出領域５の指定を行うことができる。このため、１つのワーク画像の視野内に収まらない範囲の寸法を測定する場合に、エッジ抽出領域５の指定を行う作業を容易化することができる。
また、エッジ抽出が検査用広域画像４ｂではなく、個々のワーク画像６に対して行われるため、寸法測定の精度を低下させることがない。特に、設定用広域画像４ａによってワークの全体像を把握させつつエッジ抽出領域５の指定を行わせ、ワーク３の異なる部位を撮影した少なくとも２つのワーク画像６を用いて精度良く寸法測定を行うことができる。
また、テンプレート画像１１１を用いることにより、ユーザは、可動ステージ１２上のワーク３を変更するごとにエッジ抽出領域５を指定する必要がないので、同じ形状のワーク３を繰り返し測定する場合の作業性を向上させることができる。さらに、高倍率及び低倍率を切り替える必要がないので、カメラの構成を簡素化することができる。
実施の形態２．
実施の形態１では、視野の一部が互いに重複するように可動ステージ１２を移動させながらワーク３を撮影して得られた２以上のワーク画像６を連結することにより、検査用広域画像４ｂが作成される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、低倍率で広視野のカメラを用いてワーク３を撮影することにより、検査用広域画像４ｂが作成される場合について説明する。
＜設定用広域画像４ａ＞
図１６は、本発明の実施の形態２による画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、マスターワーク３ａを撮影して得られた設定用広域画像４ａが示されている。この図には、照明方法として透過照明を選択し、ｘ方向に長い配線基板をマスターワーク３ａとして撮影した場合が示されている。
この設定用広域画像４ａは、低倍率で広視野のカメラを用いてマスターワーク３ａを撮影することによって作成される静止画像であり、円形形状の視野内には、マスターワーク３ａが被写体として撮像されている。
測定条件は、この様な設定用広域画像４ａを用いて指定される。例えば、設定用広域画像４ａを測定設定画面２の表示領域２０１内に表示させ、設定用広域画像４ａ上でマウスカーソルを移動させながら、エッジ抽出を行わせる領域が指定する。この例では、マスターワーク３ａの異なる部位を測定箇所とする矩形形状の４つの領域がエッジ抽出領域５ａ〜５ｄとして指定されている。
テンプレート画像Ａは設定用広域画像４ａそのものでもよいし、設定用広域画像４ａからユーザが特徴的な部分を選択し、選択された箇所をテンプレート画像Ａとして登録可能にしてもよい。或いは、設定用広域画像４ａ上から特徴部分を自動的に抽出し、テンプレート画像Ａとして登録することも可能である。
図１７は、画像測定装置１００の動作の一例を示した図であり、寸法の測定結果がマスターワーク３ａに対応づけて表示された設定用広域画像４ａが示されている。この設定用広域画像４ａは、測定設定画面２の表示領域２０１内に表示される。エッジ抽出では、エッジ抽出領域５ａ〜５ｄ内の画素データが解析され、マスターワーク３ａの輪郭形状を示す形状線がエッジ７として抽出される。
この例では、エッジ抽出領域５ａから上下方向（ｙ方向）に延伸する直線がエッジ７として抽出され、エッジ抽出領域５ｂから左右方向（ｘ方向）に延伸する直線がエッジ７として抽出されている。また、エッジ抽出領域５ｃから上下方向に延伸する直線がエッジ７として抽出され、エッジ抽出領域５ｄから左右方向に延伸する直線がエッジ７として抽出されている。
また、エッジ抽出領域５ａ及び５ｃに対し、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「１３５．７ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。また、エッジ抽出領域５ｂ及び５ｄに対しても、平行な２線分の距離が寸法種別として指定されており、寸法値９を示す文字列「４０．０ｍｍ」が寸法線８を用いて表示されている。
使用者は、設定用広域画像４ａ上に表示された各寸法値９に対して、良否判定用の設計値及び公差を設定することができる。つまり、使用者は、低倍率で撮影した設定用広域画像４ａ、又は、高倍率で撮影したワーク画像６を連結して作成された設定用広域画像４ａ上で、テンプレート画像Ａの登録と、エッジ抽出領域５の指定を行う。指定されたエッジ抽出領域５は、高倍率で撮影された各ワーク画像６に対して設定され、高精度なエッジ抽出を行う。抽出されたエッジ７に基づく寸法測定結果は、設定用広域画像４ａ上に表示され、使用者は寸法値９に対して設計値や公差を設定することができる。
上記の設定操作時に、使用者により指定されたテンプレート画像Ａ、テンプレート画像Ａに対して相対的な位置関係が既知であるエッジ抽出領域情報１１２、抽出されたエッジに対してどのような寸法算出を行うかを定めた測定条件情報１１３、算出された寸法値に対する設計値や公差の情報を含む設計値情報１１４が測定設定としてファイルに記憶される。後述する検査を行う際は、記憶されたファイルを読み出して、新たに入力されたワーク画像６に対して、測定設定を適用することにより、同様の検査を繰り返し実行することが可能になる。
＜検査用広域画像４ｂ＞
図１８は、検査対象のワーク３を撮影して得られた検査用広域画像４ｂの一例を示した図である。この検査用広域画像４ｂは、連続検査モード時に作成される広域画像であり、検査対象のワーク３を低倍率で撮影することによって得られる。検査対象のワーク３は、検出エリア１３内に任意に配置される。
検査用広域画像４ｂをテンプレート画像と照合することにより、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置や姿勢が検出され、その検出結果に基づいて、エッジ抽出領域５の位置情報が補正される。
＜制御ユニット２０＞
図１９は、制御ユニット２０内の構成例を示したブロック図である。この制御ユニット２０は、図１２の制御ユニット２０と比較すれば、検査用広域画像生成部１２５に代えて、検査用広域画像記憶部１２６を備えている点で異なる。
検査用広域画像記憶部１２６には、２以上の検査用のワーク画像６の各視野を含む検査用広域画像４ｂが保持される。この検査用広域画像４ｂは、低倍率のカメラを用いて、検査対象のワーク３を撮影することによって作成される。
マッチング部１０４は、検査用広域画像記憶部１２６から検査用広域画像４ｂを読み出してテンプレート画像１１１と照合し、検査用広域画像４ｂ内の測定対象物の位置及び姿勢を検出する。また、表示部１０９は、検査用広域画像記憶部１２６から検査用広域画像４ｂを読み出して、検査用広域画像４ｂ上に寸法値や良否判定の結果を表示する。
＜連続検査モード＞
図２０のステップＳ３０１〜Ｓ３０９は、画像測定装置１００における連続検査時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、測定ユニット１０は、可動ステージ１２上に載置されたワーク３を低倍率で広視野のカメラを用いて撮影し、検査用広域画像４ｂを生成する（ステップＳ３０１）。
次に、マッチング部１０４は、検査用広域画像４ｂをテンプレート画像１１１と照合し、検査用広域画像４ｂ内のワーク３の位置及び姿勢を検出する（ステップＳ３０２）。エッジ領域設定部１０５は、検出されたワーク３の位置及び姿勢に基づいて、設定用広域画像４ａ及び検査用広域画像４ｂ間におけるワーク３の移動距離と回転角度とを求め、エッジ抽出領域５を平行移動又は回転させることにより、各ワーク画像６にエッジ抽出領域５を設定する（ステップＳ３０３，Ｓ３０４）。
次に、測定ユニット１０は、検査用広域画像４ｂと同じワーク３を高倍率で狭視野のカメラを用いて撮影し、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる２以上のワーク画像６を生成する（ステップＳ３０５）。
エッジ抽出部１０６は、ワーク画像６におけるエッジ抽出領域５内の画素データに基づいて、各ワーク画像６からエッジ７を抽出する（ステップＳ３０６）。寸法算出部１０７は、エッジ抽出部１０６により抽出されたエッジ７の位置情報や、測定設定情報として指定された寸法種別に基づいて、ワーク３の寸法を算出する（ステップＳ３０７）。表示部１０９は、算出された寸法値９と、設計値及び公差に基づく良否判定の結果とを測定結果として検査用広域画像４ｂ上に表示する（ステップＳ３０８）。
ステップＳ３０１からステップＳ３０８までの処理手順は、連続検査の終了が指示されるまで繰り返され、連続検査の終了が指示されれば、この処理は終了する（ステップＳ３０９）。
本実施の形態によれば、可動ステージ１２に対する撮影軸１の位置が異なる２以上のワーク画像６の各視野を含む設定用広域画像４ａに対しエッジ抽出領域５を指定させるので、カメラの撮影倍率が高くてワーク画像６の視野が狭い場合であっても、ワーク３の全体像を把握しながらエッジ抽出領域５の指定を行うことができる。このため、１つのワーク画像６の視野内に収まらない範囲の寸法を測定する場合に、エッジ抽出領域５の指定を行う作業を容易化することができる。
また、ワーク画像６とは別個の設置用広域画像４ａを用いてエッジ抽出領域５を指定させるので、装置の大型化や重量化、装置が高価になるのを抑制することができる。さらに、設定用広域画像４ａは、ワーク画像６と同程度の解像度である必要はなく、また、解像度を保ったまま保持する必要もないので、メモリの使用量が増大するのを抑制することができる。
また、テンプレート画像１１１を用いることにより、可動ステージ１２上のワーク３を変更するごとにエッジ抽出領域５を指定する必要がないので、同じ形状のワーク３を繰り返し測定する場合の作業性を向上させることができる。
なお、実施の形態１及び２では、可動ステージ１２をｘ方向に移動させることにより撮影位置が調整される場合の例について説明したが、本発明は、撮影位置の調整方法をこれに限定するものではない。例えば、測定ユニット１０がｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に移動可能な可動ステージを備え、可動ステージ１２をｘ方向又はｙ方向に移動させることによって撮影位置を調整するような構成のものにも本発明は適用することができる。また、ワーク３が載置されるステージは固定とし、ステージ上のワーク３を撮影するカメラをｘ方向又はｙ方向に移動させることにより、ステージ及び撮影軸１を相対的に移動させて撮影位置を調整するような構成であっても良い。
また、実施の形態１では、ワーク画像６を連結することにより、検査用広域画像４ｂが作成される場合の例について説明した。また、実施の形態２では、低倍率で広視野のカメラを用いてワーク３を撮影することにより、検査用広域画像４ｂが作成される場合の例について説明した。しかし、本発明は、検査用広域画像４ｂの作成方法をこれらに限定するものではない。例えば、低倍率で広視野のカメラを用いて撮影された複数の低倍画像を連結することによって検査用広域画像４ｂを作成するような構成のものにも本発明は適用することができる。
また、実施の形態１では、検査用広域画像４ｂをテンプレート画像１１１と照合して、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置及び姿勢を検出した後、検査用広域画像４ｂを構成するワーク画像６を用いてエッジ抽出が行われる場合の例について説明した。しかし、検査用広域画像４ｂにおけるワーク３の位置及び姿勢を検出した後、高倍率で狭視野のカメラを用いてワーク３を撮影することによって、再度、ワーク画像６を取得するような構成のものにも本発明は適用することができる。例えば、設定用広域画像４ａにおける各エッジ抽出領域５の位置情報に基づいて、エッジ抽出に必要な可動ステージ１２の位置を判別し、複数のワーク画像６を自動的に撮影するような構成であっても良い。
また、実施の形態１及び２では、設定用広域画像４ａがマスターワーク３ａを撮影することによって生成される場合の例について説明したが、本発明は、設定用広域画像４ａの生成方法をこれに限定するものではない。例えば、検査対象のワーク３の形状情報や設計値情報からなるＣＡＤデータを外部機器から読み込み、ＣＡＤデータに含まれる形状情報や設計値情報を用いて設定用広域画像４ａを作成するような構成であっても良い。
また、実施の形態１及び２では、テンプレート画像Ａを用いて検査用広域画像４ｂ内の測定対象物の位置及び姿勢が検出される場合の例について説明したが、本発明は、マッチングに用いるマッチング情報をテンプレート画像Ａに限定するものではない。例えば、検査対象のワーク３の輪郭形状といった幾何学的形状情報がマッチング情報として登録されている場合には、幾何学的形状情報を用いた幾何相関サーチにより、検査用広域画像４ｂ内の測定対象物の位置及び姿勢を検出するような構成であっても良い。或いは、設定用広域画像４ａ上の特定のエッジを基準として基準座標が指定され、基準座標を用いて検査対象のワーク３の輪郭形状などがマッチング情報として登録されている場合には、検査用広域画像４ｂからその様なエッジを抽出することにより、検査用広域画像４ｂ内の測定対象物の位置及び姿勢を検出するような構成であっても良い。
１００ 画像測定装置
１０ 測定ユニット
１１ 表示装置
１２ 可動ステージ
１３ 検出エリア
２０ 制御ユニット
３１ キーボード
３２ マウス
１０１ 撮影制御部
１０２ 撮影位置調整部
１０３ 測定設定記憶部
１０４ マッチング部
１０５ エッジ領域設定部
１０６ エッジ抽出部
１０７ 寸法算出部
１０８ 良否判定部
１０９ 表示部
１１１ テンプレート画像
１１２ エッジ抽出領域情報
１１３ 測定条件情報
１１４ 設計値情報
１２１ 抽出領域指定部
１２２ 測定条件指定部
１２３ ワーク画像記憶部
１２４ ステージ位置情報記憶部
１２５ 検査用広域画像生成部
１２６ 検査用広域画像記憶部
１ 撮影軸
２ 測定設定画面
３ 検査対象のワーク
３ａ マスターワーク
４ａ 設定用広域画像
４ｂ 検査用広域画像
５，５ａ〜５ｄ エッジ抽出領域
６ ワーク画像
７ エッジ
７ａ エッジ点
８ 寸法線
９ 寸法値

Claims (13)

  1. ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置において、
    上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整手段と、
    当該撮影位置調整手段により調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成手段と、
    当該ワーク画像生成手段により生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、
    上記ワーク画像生成手段により生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成手段と、
    上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶手段と、
    上記広域画像生成手段により生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶手段に記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、
    当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、
    当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶手段により記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定手段とを備えたことを特徴とする画像測定装置。
  2. 上記寸法測定手段は、上記エッジ抽出領域が上記検査用広域画像上において少なくとも２つのワーク画像の視野に跨って指定されている場合に、当該エッジ抽出領域を分割して各検査用ワーク画像に対して設定し、
    当該分割後のエッジ抽出領域から少なくとも２つのワーク画像の視野に跨るエッジ点の位置を特定し、
    少なくとも２つのワーク画像の視野に跨って位置が特定されたエッジ点群に対し、幾何学図形をフィッティングすることにより、ワークの輪郭形状を示すエッジを抽出することを特徴とする請求項１に記載の画像測定装置。
  3. 上記ワーク画像生成手段は、上記ステージに対する上記撮影軸の相対的な移動により、視野の一部が互いに重複するようにワークを撮影することによって、２以上の上記ワーク画像を生成し、
    上記寸法測定手段は、当該ワーク画像により構成された検査用広域画像上において、少なくとも２つのワーク画像の視野に跨る上記エッジ抽出領域が指定されている場合に、当該エッジ抽出領域を検査用ワーク画像間で一部が重複した状態で各検査用ワーク画像に対して設定し、
    上記検査用ワーク画像の重複領域におけるエッジ抽出領域内から抽出されたエッジであって、重複領域内の各検査用ワーク画像のそれぞれのエッジ同士を統合する統合処理により、分割後のエッジ抽出領域内のエッジを抽出することを特徴とする請求項２に記載の画像測定装置。
  4. 上記寸法測定手段は、重複領域内の各検査用ワーク画像のそれぞれのエッジ点同士の対応づけを行い、対応させたエッジ点同士の統合処理を行うことにより、分割後のエッジ抽出領域内のエッジを抽出し、
    前記対応づけは、エッジ抽出領域の重複領域で、距離が最も近いエッジ点同士を対応させる方法と、エッジの極性が一致しているエッジ点同士を対応させる方法と、エッジ強度が最も近いエッジ点同士を対応させる方法とのいずれかの方法で行うことを特徴とする請求項３に記載の画像測定装置。
  5. 上記統合処理は、各検査用ワーク画像のエッジのうち、いずれか一方のみを選択する方法と、両方を選択する方法と、いずれも採用しない方法と、それらの中点に統合させる方法と、２つのエッジに重みを付けて平均化する方法とのいずれかの方法で行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像測定装置。
  6. 上記広域画像を表示する表示手段を更に備え、
    上記表示手段は、上記エッジ間の寸法測定結果を検査用広域画像上に表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像測定装置。
  7. 上記位置情報記憶手段は、２以上の検査用ワーク画像の撮影位置を示すステージ位置情報を記憶し、
    上記寸法測定手段は、上記検査用広域画像及び上記マッチング情報のマッチング結果と、上記ステージ位置情報とに基づいて、エッジ抽出領域を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像測定装置。
  8. 上記寸法測定手段は、１つの検査用ワーク画像に含まれる寸法を測定する場合に、抽出されたエッジ位置のみに基づいて寸法算出を実行し、２以上の検査用ワーク画像にわたる寸法を測定する場合に、抽出された各ワーク画像内におけるエッジ位置と、各ワーク画像の撮影位置を示す上記ステージ位置情報とに基づいて寸法算出を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像測定装置。
  9. 上記広域画像の少なくとも一部からなるテンプレート画像を上記マッチング情報として登録するマッチング情報登録手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像測定装置。
  10. 上記ワーク画像生成手段は、視野の一部が互いに重複するように、上記ステージ及び上記撮影軸を相対的に移動させながらワークを撮影することにより、２以上の上記ワーク画像を生成し、
    上記広域画像生成手段は、上記ステージ及び上記撮影軸の相対的な移動距離に基づいて、２以上の検査用ワーク画像を連結することにより、上記検査用広域画像を生成することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像測定装置。
  11. 上記寸法測定手段は、上記エッジ抽出領域からエッジ点を検出するエッジ点検出手段と、検査用ワーク画像上における上記エッジ点の位置を示す位置情報を受光レンズの収差に応じて補正する収差補正手段とを備え、補正後の各エッジ点の位置情報に基づいて、上記エッジを求めることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の画像測定装置。
  12. ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置の制御方法であって、
    上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整ステップと、
    当該撮影位置調整ステップにおいて調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成ステップと、
    当該ワーク画像生成ステップにおいて生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶ステップと、
    上記ワーク画像生成ステップにおいて生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成ステップと、
    上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶ステップと、
    上記広域画像生成ステップにおいて生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶ステップにおいて記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、
    当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、
    当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶ステップにおいて記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定ステップとを備えたことを特徴とする画像測定装置の制御方法。
  13. ステージ上のワークを撮影してワーク画像を生成し、上記ワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する画像測定装置用のプログラムであって、
    上記ステージに対する撮影軸の相対的な移動により、上記ステージ上のワークの撮影位置を、上記撮影軸に垂直な方向に調整する撮影位置調整手順と、
    当該撮影位置調整手順において調整された２以上の異なる撮影位置におけるワーク画像を各々生成するワーク画像生成手順と、
    当該ワーク画像生成手順において生成された各ワーク画像の撮影位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶手順と、
    上記ワーク画像生成手順において生成された２以上のワーク画像を用いて広域画像を生成する広域画像生成手順と、
    上記広域画像を用いて登録されるマッチング情報であって、ワークの位置及び姿勢を特定するためのマッチング情報と、上記広域画像に対する領域指定操作に基づいて指定されるエッジ抽出領域であって、ワーク画像に対してエッジ抽出を行うためのエッジ抽出領域とを関連づけて記憶する設定情報記憶手順と、
    上記広域画像生成手順において生成される検査用広域画像と上記設定情報記憶手順において記憶されたマッチング情報とをマッチングさせることにより、上記検査用広域画像内のワークの位置及び姿勢を特定し、
    当該特定されたワークの位置及び姿勢から、当該マッチング情報と関連づけて記憶されたエッジ抽出領域を、当該検査用広域画像を構成する２以上の検査用ワーク画像に対して設定し、
    当該設定されたエッジ抽出領域におけるエッジ抽出を実行し、上記位置情報記憶手順において記憶される当該検査用ワーク画像の撮影位置を示す位置情報と当該検査用ワーク画像内のエッジ位置とに基づいて、２以上の検査用ワーク画像に跨るエッジ間寸法を求める寸法測定手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像測定装置用のプログラム。
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