JP6425586B2

JP6425586B2 - 光学式変位計測システム、撮像条件最適化方法および撮像条件最適化プログラム

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Description

本発明は、光学式変位計測システム、撮像条件最適化方法および撮像条件最適化プログラムに関する。

測定対象物（以下、ワークと呼ぶ。）の形状を測定するために、三角測距方式の光学式変位計測システムが用いられることがある。このような光学式変位計測システムにおいては、最初にワークが撮像される。撮像により生成されたワークの画像データに基づいて、ワークのプロファイル形状（輪郭形状）が測定される（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載された光切断方式の光学式変位計測システムにおいては、線状の断面を有する帯状の光がワークの表面に照射され、その反射光が２次元の受光素子で受光されることにより撮像が行なわれる。受光素子により得られる画素ごとの受光量に基づいて、画像データが生成される。画像データにおける受光量分布のピーク位置に基づいて、ワークのプロファイル形状を示すプロファイルデータが算出される。算出されたプロファイルデータを用いてワークの形状が測定される。

特開２０１３−１７０８３８号公報

ワークの撮像時には、撮像条件が設定される。撮像条件は、光の強度、受光素子の露光条件、受光感度および検出しきい値等の撮像パラメータの状態を設定することにより設定される。使用者は、ワークの正確なプロファイル形状を取得するために、最適な撮像条件を設定する必要がある。

しかしながら、撮像パラメータは多数存在するとともに、各撮像パラメータの状態は多岐にわたるため、撮像パラメータの状態の組み合わせにより極めて多数の撮像条件が存在する。また、どの撮像パラメータの状態を変更するとプロファイル形状がどのように変化するかを使用者が直感的に把握することは難しい。そのため、使用者には、最適な撮像条件を設定するための撮像パラメータの状態の組み合わせを見つけ出すことは困難である。また、使用者には、設定された撮像条件が最適であるか否かを判断することができない。

本発明の目的は、最適な撮像条件を容易に設定することが可能な光学式変位計測システム、撮像条件最適化方法および撮像条件最適化プログラムを提供することである。

（１）第１の発明に係る光学式変位計測システムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するように構成される撮像設定部と、撮像設定部により設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する撮像制御部と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する信頼度算出部とを備え、撮像設定部は、信頼度算出部により算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定する。

この光学式変位計測システムにおいては、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。

この構成によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。

また、撮像設定部は、信頼度算出部により算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定する。

この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。

（２）第２の発明に係る光学式変位計測システムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するように構成される撮像設定部と、撮像設定部により設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する撮像制御部と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する信頼度算出部と、プロファイル生成部により生成される複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示する第１の表示部と、第１の表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかを指定するために使用者により操作される第１の操作部とを備え、撮像設定部は、第１の操作部の操作により指定されたプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定する。

この光学式変位計測システムにおいては、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
この構成によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
また、使用者は、第１の表示部に表示された複数のプロファイル形状を視認するとともに、第１の操作部を操作することにより、最も好ましい撮像条件に対応するプロファイル形状を指定することができる。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も好ましい撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。

（３）第１の表示部は、信頼度算出部により算出された信頼度を示す指標を対応するプロファイル形状とともに表示してもよい。

この場合、使用者は、プロファイル形状および指標を視認することにより、客観的に最も好ましい撮像条件を客観的に判断することができる。

（４）第１の表示部は、信頼度算出部により算出された複数の信頼度を示す複数の指標および複数のプロファイル形状を信頼度の降順または昇順に表示してもよい。

この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状を視認することが容易になる。これにより、使用者は、信頼度を考慮して最も好ましい撮像条件を容易に判断することができる。

（５）撮像制御部は、決定した撮像条件に対応する撮像画像データを複数回生成するように投光部および受光部を制御し、プロファイル生成部は、受光部により複数回生成される撮像画像データに基づいてプロファイルデータを順次生成し、光学式変位計測システムは、プロファイル生成部により順次生成される複数のプロファイルデータに基づいて、プロファイル形状を順次更新しつつ表示する第２の表示部をさらに備えてもよい。

この場合、決定された撮像条件において取得されたプロファイル形状が順次更新されつつ第２の表示部に表示される。ここで、使用者は、測定対象物の位置および姿勢をわずかに変化させることにより、測定対象物の位置および姿勢が変化したときでも、適切なプロファイル形状を取得できるか否かを確認することができる。測定対象物の位置および姿勢が変化したときでも適切なプロファイル形状を取得できるように複数の撮像パラメータの状態を決定することにより、ロバスト性の高い撮像条件を設定することができる。
（６）撮像設定部は、複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータとして選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更してもよい。この構成によれば、選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更した場合の複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。これにより、短時間で最適な撮像条件を設定することができる。
（７）撮像設定部には、複数の撮像パラメータのうち１以上の変更すべき撮像パラメータが推奨設定されるとともに、推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータの変更すべき複数の状態が推奨設定され、光学式変位計測システムは、推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータ、または推奨設定された変更すべき複数の状態を変更するために使用者により操作される第２の操作部をさらに備えてもよい。
熟練していない使用者には、複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータを判断すること、および撮像パラメータの変更すべき複数の状態を判断することが困難であることが多い。このような場合でも、上記の構成によれば、変更すべき撮像パラメータおよび変更すべき複数の状態が推奨設定されているので、使用者は適切な撮像条件を容易に設定することができる。また、熟練した使用者は、第２の操作部を操作して推奨設定を変更することにより、最適な撮像条件を設定することができる。
（８）第２の操作部は、１以上の撮像パラメータを指定可能に構成され、撮像設定部は、第２の操作部の操作による使用者の指定に基づいて、１以上の撮像パラメータを変更すべき撮像パラメータとして選択してもよい。この場合、使用者は、第２の操作部を操作することにより、変更すべき１以上の撮像パラメータを選択することができる。これにより、使用者は、所望の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（９）第２の操作部は、選択された各撮像パラメータの複数の状態を指定可能に構成され、撮像設定部は、選択された各撮像パラメータの状態を第２の操作部の操作により指定された複数の状態に変更してもよい。この場合、使用者は、第２の操作部を操作することにより、選択した１以上のパラメータの各々について、変更すべき複数の状態を指定することができる。これにより、使用者は、所望の撮像パラメータの状態を所望の複数の状態に変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（１０）複数の撮像パラメータは、第１の撮像パラメータと、第１の撮像パラメータに依存関係を有する第２の撮像パラメータとを含み、第２の操作部は、第１の撮像パラメータの状態を設定可能に構成され、撮像設定部は、第２の操作部により設定された第１の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲で第２の撮像パラメータの状態を変更してもよい。
この場合、第１の撮像パラメータに依存関係を有する第２の撮像パラメータの状態は、第１の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲で変更される。これにより、設定された第１の撮像パラメータの状態を維持しつつ、第２の撮像パラメータを含む他の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（１１）撮像制御部は、周期性を有する基準信号に同期して動作し、第１の撮像パラメータは基準信号の周期を含み、第２の撮像パラメータは受光部の露光時間を含んでもよい。この場合、露光時間の状態は、基準信号の周期の状態を維持可能な範囲で変更される。これにより、設定された基準信号の周期の状態を維持しつつ、露光時間を含む他の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。

（１２）第３の発明に係る撮像条件最適化方法は、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件最適化方法であって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するステップと、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御するステップと、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するステップと、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出するステップと、算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定するステップとを含む。

この撮像条件最適化方法によれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。

この方法によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
また、算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。
（１３）第４の発明に係る撮像条件最適化方法は、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件最適化方法であって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するステップと、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御するステップと、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するステップと、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出するステップと、生成された複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示部に表示するステップと、表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかの指定を受け付けるステップと、指定が受け付けられたプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定するステップとを含む。
この撮像条件最適化方法によれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
この方法によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
また、使用者は、表示部に表示された複数のプロファイル形状を視認するとともに、最も好ましい撮像条件に対応するプロファイル形状を指定することができる。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も好ましい撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。

（１４）第５の発明に係る撮像条件最適化プログラムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件の最適化を処理装置に実行させる撮像条件最適化プログラムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定する処理と、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する処理と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する処理と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する処理と、算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定する処理とを、処理装置に実行させる。

この撮像条件最適化プログラムによれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。

このプログラムによれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
また、算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。
（１５）第６の発明に係る撮像条件最適化プログラムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件の最適化を処理装置に実行させる撮像条件最適化プログラムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定する処理と、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する処理と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する処理と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する処理と、生成される複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示部に表示する処理と、表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかの指定を受け付ける処理と、指定が受け付けられたプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定する処理とを、処理装置に実行させる。
この撮像条件最適化プログラムによれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
このプログラムによれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
また、使用者は、表示部に表示された複数のプロファイル形状を視認するとともに、最も好ましい撮像条件に対応するプロファイル形状を指定することができる。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も好ましい撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。

本発明によれば、光学式変位計測システムの最適な撮像条件を容易に設定することができる。

本発明の一実施の形態に係る光学式変位計測システムの構成を示すブロック図である。図１の光学式変位計測システムの処理装置の構成を示すブロック図である。撮像ヘッドおよびワークの外観斜視図である。ワークの表面における光の照射位置と受光素子における光の入射位置との関係を示す図である。ワークの表面における光の照射位置と受光素子における光の入射位置との関係を示す図である。受光素子の受光面における受光量分布を示す図である。図６の１つの画素列における受光量分布を示す図である。プロファイルデータを示す図である。プロファイルデータに基づく表示部の一表示例である。測定手順を示すフローチャートである。測定手順を示すフローチャートである。表示部に表示される設定編集画面を示す図である。パラメータ詳細入力欄の一例を示す図である。パラメータ詳細入力欄の他の例を示す図である。表示部に表示されるカスタム探索画面を示す図である。表示部に表示される撮像条件最適化画面を示す図である。撮像条件最適化処理を示すフローチャートである。撮像条件最適化処理を示すフローチャートである。マスタ登録ボタンが操作されたときの設定編集画面を示す図である。高さ測定モードが選択されたときの設定編集画面を示す図である。角度測定モードが選択されたときの設定編集画面を示す図である。図２１の設定入力欄に表示される測定対象表示欄を示す図である。プロファイル詳細設定欄を示す図である。マスタプロファイル形状およびプロファイル形状が表示された表示部を示す図である。Ｘ補正モードが選択されたときの設定編集画面を示す図である。プロファイルマスクボタンが操作されたときの設定編集画面を示す図である。図２６の設定入力欄に表示されるプロファイルマスク設定欄を示す図である。表示部に表示される設定シミュレータ画面を示す図である。表示部に表示される設定変更画面を示す図である。測定方法の変更についての他の例を説明するための図である。測定方法の変更についての他の例を説明するための図である。表示部に表示されるシミュレート対象データ選択画面を示す図である。測定シミュレーション処理を示すフローチャートである。測定シミュレーション処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態に係る光学式変位計測システムとして、光切断方式の光学式変位計測システムについて図面を参照しながら説明する。

［１］光学式変位計測システム
（１）光学式変位計測システムの構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学式変位計測システムの構成を示すブロック図である。図２は、図１の光学式変位計測システム１の処理装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、光学式変位計測システム１は、表示部３、撮像ヘッド１００、処理装置２００およびＰＣ（パーソナルコンピュータ）９００を備える。表示部３は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。

撮像ヘッド１００は、投光部１１０および受光部１２０を含み、処理装置２００に対して着脱可能に構成される。撮像ヘッド１００と処理装置２００とは一体的に構成されてもよい。なお、本例では、複数の撮像ヘッド１００が処理装置２００に接続可能である。図１の例では、２個の撮像ヘッド１００が処理装置２００に接続されている。

投光部１１０は、一方向に広がる帯状の光を測定対象物（以下、ワークと呼ぶ。）Ｗに照射可能に構成される。投光部１１０は、一方向に広がる帯状の光に代えて、一方向に走査される光をワークＷに照射可能に構成されてもよい。

受光部１２０は、受光素子１２１および受光レンズ１２２を含む。ワークＷからの反射光が、受光レンズ１２２を通して受光素子１２１に入射する。受光素子１２１は例えばＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサを含み、２次元に配置された複数の画素を有する。受光素子１２１は、各画素の受光量に基づいて、ワークＷの撮像画像を示す撮像画像データを生成する。

処理装置２００は、撮像制御部２１０、データ処理部２２０、測定制御部２３０、表示処理部２４０、入力受付部２５０および記憶部２６０を含む。なお、撮像制御部２１０、データ処理部２２０、測定制御部２３０、表示処理部２４０および入力受付部２５０の少なくとも一部が、撮像ヘッド１００の内部に設けられてもよい。

図２に示すように、撮像制御部２１０は、投光制御部２１１および受光制御部２１２を含む。投光制御部２１１および受光制御部２１２は、サンプリング信号に同期して動作する。サンプリング信号は、処理装置２００の内部で発生されてもよいし、処理装置２００の外部から撮像制御部２１０に与えられてもよい。

投光制御部２１１は、サンプリング信号に基づいて、投光部１１０による光の照射タイミングを制御する。また、投光制御部２１１は、投光部１１０から出射される光の強度等を制御する。受光制御部２１２は、サンプリング信号に基づいて、受光部１２０の受光タイミングを制御する。また、受光制御部２１２は、受光部１２０の露光時間および受光感度等を制御する。以下の説明において、サンプリング信号の周期をサンプリング周期と呼び、サンプリング信号の周波数をサンプリング周波数と呼ぶ。

データ処理部２２０は、ピーク検出部２２１およびプロファイル生成部２２２を含む。ピーク検出部２２１は、受光部１２０により生成された撮像画像データを取得し、撮像画像データから複数のピーク位置を検出する。また、ピーク検出部２２１により取得された撮像画像データを、図示しないインターフェース部を通して処理装置２００の外部装置に出力することもできる。

プロファイル生成部２２２は、ピーク検出部２２１により検出された複数のピーク位置に基づいて、ワークＷのプロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する。生成されたプロファイルデータには、識別子としてプロファイル番号が付与される。上記のように、投光部１１０はワークＷに一方向に広がる帯状の光または一方向に走査される光を照射し、受光部１２０の受光素子１２１は２次元に配列された複数の画素を有する。そのため、プロファイル生成部２２２はワークＷのプロファイルデータを効率よく生成することができる。

測定制御部２３０は、測定処理部２３１および距離画像生成部２３２を含む。測定処理部２３１は、ＰＣ９００からの指令信号に基づいて測定結果の測定方法を設定するとともに、プロファイル生成部２２２により生成されたプロファイルデータに対する測定処理を行う。ここで、測定処理とは、プロファイルデータに基づいてワークＷの表面の任意の部分の寸法（変位）等の測定結果を算出する処理である。

また、測定処理部２３１には、測定結果についての許容値または公差等の評価値を予め登録することができる。測定処理部２３１は、予め登録された評価値に基づいて、測定結果が良好であるか否かを判定する。

距離画像生成部２３２は、距離画像を示す距離画像データを生成する。距離画像は、プロファイル生成部２２２により生成された複数のプロファイルデータの識別子と、測定処理により得られた複数の測定結果との関係を色彩の濃淡またはパターンにより表示する画像である。

表示処理部２４０は、撮像画像データに基づく撮像画像、プロファイルデータに基づくプロファイル形状、距離画像データに基づく距離画像等の種々の画像を表示部３に表示させる。また、表示処理部２４０は、測定処理部２３１により測定された種々の測定結果を表示部３に表示させる。

後述する複数の撮像パラメータの状態を決定することによりワークＷの撮像条件を設定することができる。また、プロファイル形状の測定部分および測定内容等を決定することにより、ワークＷの測定方法を設定することができる。以下、ワークＷの撮像条件の設定を撮像設定と呼び、ワークＷの測定結果の測定方法の設定を測定設定と呼ぶ。

入力受付部２５０は、撮像受付部２５１および測定受付部２５２を含む。撮像受付部２５１は、投光部１１０および受光部１２０についての撮像パラメータの複数の状態をＰＣ９００から受け付ける。また、撮像受付部２５１は、受け付けた撮像パラメータの複数の状態を撮像制御部２１０に与える。撮像制御部２１０は、設定した各撮像条件における撮像画像データを生成するように投光部１１０および受光部１２０を制御する。

測定受付部２５２は、ＰＣ９００から測定方法の内容を示す指令信号を受け付ける。また、測定受付部２５２は、受け付けた指令信号を測定制御部２３０に与える。これにより、測定制御部２３０は、測定設定を行なうとともに、測定受付部２５２により与えられる指令信号に基づく測定処理を実行する。

記憶部２６０には、測定処理により得られた測定結果等が記憶される。また、記憶部２６０には、撮像受付部２５１により与えられた撮像条件および測定受付部２５２により与えられた測定方法に関する種々の情報が記憶される。記憶部２６０に記憶される種々の情報は、データ処理部２２０および測定制御部２３０等により実行される上記の処理に用いられる。

ＰＣ９００は、操作部９１０、記憶部９２０および制御部９３０を含む。操作部９１０は、キーボードおよびポインティングデバイスを含み、使用者により操作可能に構成される。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。また、操作部９１０として専用のコンソールを用いてもよい。

記憶部９２０には、後述する撮像条件最適化処理を実行するための撮像条件最適化プログラムおよび後述する測定シミュレーション処理を実行するための測定シミュレーションプログラムが記憶される。また、記憶部９２０には、光学式変位計測システム１の動作に関する種々の情報が記憶される。

制御部９３０は、撮像設定部９３１、測定設定部９３２、処理間算出部９３３、信頼度算出部９３４、抽出部９３５およびシミュレーション部９３６を含む。制御部９３０が記憶部９２０に記憶される撮像条件最適化プログラムを実行することにより、撮像設定部９３１、処理間算出部９３３および信頼度算出部９３４の機能が実現される。また、制御部９３０が記憶部９２０に記憶される測定シミュレーションプログラムを実行することにより、測定設定部９３２、抽出部９３５およびシミュレーション部９３６の機能が実現される。

使用者は、操作部９１０を操作することにより、撮像設定部９３１および測定設定部９３２にそれぞれ撮像設定および測定設定を行なうことができる。撮像設定部９３１は、撮像パラメータの複数の状態に基づいて複数の撮像条件を設定し、設定された複数の撮像条件を処理装置２００の撮像受付部２５１に与える。測定設定部９３２は、測定設定において設定された測定方法の内容を示す指令信号を処理装置２００の測定受付部２５２に与える。

処理時間算出部９３３は、設定された撮像条件に基づいて処理時間を算出する。ここで、処理時間は、撮像制御部２１０がサンプリング信号に基づいて撮像ヘッド１００の制御を開始してから１つの撮像画像データの生成が確定し、撮像画像データからプロファイルデータが生成されるまでの時間である。

信頼度算出部９３４は、プロファイル生成部２２２により生成されたプロファイルデータまたはそれに対応する撮像画像データに基づいて、そのプロファイル形状の信頼性の高さ（信頼度）を算出する。本例においては、信頼度は相対評価を示す。

使用者は、操作部９１０を操作することにより距離画像から所望のプロファイルデータを選択することができる。抽出部９３５は、使用者に選択されたプロファイルデータを記憶部９２０から抽出する。シミュレーション部９３６は、抽出部９３５により抽出されたプロファイルデータの測定方法を変更するとともに、変更後の測定方法に基づいて測定処理のシミュレーションを行なう。

処理装置２００の表示処理部２４０は、処理時間算出部９３３により算出された処理時間および信頼度算出部９３４により算出された信頼度に対応する指標を表示部３に表示させる。また、表示処理部２４０は、シミュレーション部９３６により測定された測定結果を表示部３に表示させる。

上記実施の形態においては、処理装置２００とＰＣ９００とが別個に設けられるが、これに限定されない。処理装置２００とＰＣ９００とは一体的に設けられてもよい。あるいは、処理装置２００の構成要素の一部がＰＣ９００に設けられてもよいし、ＰＣ９００の構成要素の一部が処理装置２００に設けられてもよい。例えば、処理装置２００の距離画像生成部２３２がＰＣ９００に設けられてもよいし、ＰＣ９００の処理間算出部９３３が処理装置２００に設けられてもよい。

（２）動作の概要
図３は、撮像ヘッド１００およびワークＷの外観斜視図である。図４および図５は、ワークＷの表面における光の照射位置と受光素子１２１における光の入射位置との関係を示す図である。図３〜図５においては、水平面内で互いに直交する２方向をＸ１方向およびＹ１方向と定義し、それぞれ矢印Ｘ１，Ｙ１で示す。また、鉛直方向をＺ１方向と定義し、矢印Ｚ１で示す。さらに、図４および図５においては、受光素子１２１の受光面上で互いに直交する２方向をＸ２方向およびＺ２方向と定義し、それぞれ矢印Ｘ２，Ｚ２で示す。ここで、受光面とは、受光素子１２１の複数の画素により形成される面である。

撮像ヘッド１００は、Ｘ１方向に沿った帯状の光をワークＷの表面に照射する。以下、帯状の光が照射されるワークＷの表面の線状の領域を照射領域Ｔ１と呼ぶ。図４に示すように、照射領域Ｔ１で反射される光が、受光レンズ１２２を通して受光素子１２１に入射する。この場合、照射領域Ｔ１における光の反射位置がＺ１方向に異なると、受光素子１２１への反射光の入射位置がＺ２方向に異なる。

また、図５に示すように、照射領域Ｔ１における光の反射位置がＸ１方向に異なると、受光素子１２１への反射光の入射位置がＸ２方向に異なる。これにより、受光素子１２１のＺ２方向における光の入射位置が、照射領域Ｔ１のＺ１方向における位置（高さ）を表し、受光素子１２１のＸ２方向における光の入射位置が、照射領域Ｔ１におけるＸ１方向の位置を表す。

図６は、受光素子１２１の受光面における受光量分布を示す図である。図６の受光素子１２１の各画素の受光量に基づいて撮像画像データが生成される。受光素子１２１の複数の画素は、Ｘ２方向およびＺ２方向に沿うように２次元に配置される。図３の照射領域Ｔ１で反射された光は、図６に点線で示される受光領域Ｒ１に入射する。それにより、受光領域Ｒ１の受光量が大きくなる。図６の受光量分布が、Ｚ２方向に沿った画素の列（以下、画素列と呼ぶ。）ＳＳごとにデジタルの受光信号として出力される。出力された受光信号に基づいて、画素列ＳＳごとの撮像画像データが生成される。

図７は、図６の１つの画素列ＳＳにおける受光量分布を示す図である。図７において、横軸はＺ２方向の位置を示し、縦軸は受光量を示す。図７に示すように、１つの画素列ＳＳにおける受光量分布には、図６の受光領域Ｒ１に対応するピーク（極大値）Ｐ１が現れる。ピークＰ１の位置（以下、ピーク位置と呼ぶ。）ＰＰは、照射領域Ｔ１におけるワークＷの表面（反射面）の高さを示す。

複数の画素列ＳＳに対応する複数の受光量分布の各々において１つのピーク位置ＰＰが図２のピーク検出部２２１により検出される。複数のピーク位置ＰＰに基づいて、ワークＷのプロファイル形状（照射領域Ｔ１の形状）を示すプロファイルデータが図２のプロファイル生成部２２２により生成される。

図８は、プロファイルデータを示す図である。図８の横軸はＸ１方向における位置（以下、Ｘ座標の値と呼ぶ。）を示し、図８の縦軸はＺ１方向における位置（以下、Ｚ座標の値と呼ぶ。）を示す。図８に実線で示すように、プロファイルデータは、複数のピークＰ１と、複数のピークＰ１の補間により得られる複数のデータとにより構成される。各プロファイルデータは、Ｘ１方向における位置（Ｘ座標の値）およびＺ１方向における位置（Ｚ座標の値）を表している。このプロファイルデータは、ワークＷのプロファイル形状を表す。

プロファイル生成部２２２により生成されたプロファイルデータは、図２の表示処理部２４０に与えられる。表示処理部２４０により、プロファイルデータに基づく画像データが生成され、生成された画像データが図２の表示部３に与えられる。表示部３は、与えられた画像データに基づいてプロファイル形状を表示する。

図９は、プロファイルデータに基づく表示部３の一表示例である。図９の例では、表示部３の略中央に図２のワークＷのプロファイル形状ＰＲが示される。表示部３の画面上には、上記のＸ１方向およびＺ１方向にそれぞれ対応するＸ３方向およびＺ３方向が定義されている。この状態で、使用者は、表示部３の画面上でワークＷの測定設定を行なうことができる。詳細は後述する。

図１０および図１１は、測定手順を示すフローチャートである。以下、図１、図２、図１０および図１１を参照しながら、ワークＷのプロファイル形状の測定手順を説明する。

まず、使用者は、手動で撮像設定を行なうか否かを判断する（ステップＳ１）。ステップＳ１において手動で撮像設定を行なう場合、使用者はステップＳ３の手順に進む。ステップＳ１において手動で撮像設定を行なわない場合、使用者は、後述する撮像条件最適化処理の実行をＰＣ９００に指示する。この場合、ＰＣ９００により撮像条件最適化処理が実行される（後述する図１７および図１８のステップＳ１１〜Ｓ２０）。これにより、撮像設定が行なわれる。

撮像設定が行なわれた後、使用者は、測定設定を行なう（ステップＳ３）。次に、使用者は、処理装置２００に測定処理の実行を指示する（ステップＳ４）。これにより、設定された測定方法に基づいて、処理装置２００の測定処理部２３１によりワークＷのプロファイル形状の測定結果が取得される。

その後、使用者は、取得された測定結果を視認して、測定方法の変更が必要であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５において測定方法の変更が必要ではない場合、使用者は測定手順を終了する。

ステップＳ５において測定方法の変更が必要である場合、使用者は、後述する測定シミュレーション処理の実行をＰＣ９００に指示する（ステップＳ６）。この場合、ＰＣ９００により測定シミュレーション処理が実行される（後述する図３３および図３４のステップＳ２１〜Ｓ２８）。これにより、測定方法が変更され、変更後の測定方法に基づいて測定処理がシミュレーションにより実行される。その後、使用者は測定手順を終了する。

［２］撮像設定
（１）撮像設定の手順
光学式変位計測システム１は、例えばベルトコンベアにより一定速度で運搬される同一種類の複数のワークＷについて、共通部分の寸法（変位）を一定の周期で順次測定するために用いられる。このような用途においては、ワークの正確なプロファイル形状を取得するために、ワークの種類に応じて撮像設定を最適に行なう必要がある。

以下、撮像設定の手順について説明する。なお、処理装置２００に複数の撮像ヘッド１００が接続されている場合には、複数の撮像ヘッド１００に一括して共通の撮像設定を行なうこともできるし、複数の撮像ヘッド１００に個別の撮像設定を行なうこともできる。

図１２は、表示部３に表示される設定編集画面を示す図である。設定編集画面３００は、撮像設定および測定設定を行なう際に共通して表示部３に表示される。図１２に示すように、設定編集画面３００には、共通表示欄３１０および個別表示欄３２０が表示される。本例では、共通表示欄３１０は、設定編集画面３００の上部および下部に分離して表示される。本発明はこれに限定されず、共通表示欄３１０は、設定編集画面３００の上部または下部等に分離せずに表示されてもよい。

個別表示欄３２０には、画像表示欄３２１、設定入力欄３２２および画像更新ボタン３２３が表示される。画像表示欄３２１および設定入力欄３２２は、設定編集画面３００の略中央に左右に並ぶように配置される。個別表示欄３２０には、撮像画像またはプロファイル形状等が表示される。

画像更新ボタン３２３が操作されると、現在の撮像条件で新たに撮像画像データが生成される。生成された撮像画像データに基づいて、画像表示欄３２１に表示される撮像画像が更新される。設定入力欄３２２には、共通表示欄３１０の操作に基づいて種々の入力欄が表示される。

設定編集画面３００の上部における共通表示欄３１０には、撮像設定欄３１１、測定設定欄３１２、出力設定欄３１３およびファイル保存ボタン３１４等が表示される。設定編集画面３００の下部における共通表示欄３１０には、サンプリング周波数表示欄３１５、処理時間表示欄３１６および完了ボタン３１７等が表示される。

撮像設定欄３１１には、トリガ設定ボタン３１１ａ、撮像設定ボタン３１１ｂおよびプロファイルボタン３１１ｃが表示される。撮像設定欄３１１は、主に撮像設定を行なう際に操作される。なお、プロファイルボタン３１１ｃは、撮像設定に加えて測定設定においても操作されることがある。

トリガ設定ボタン３１１ａが操作されると、撮像パラメータとしてサンプリング周波数の入力欄が設定入力欄３２２に表示される。なお、本例においては、サンプリング周波数が設定されていない場合には、トリガ設定ボタン３１１ａが操作されなくても設定編集画面３００が表示部３に表示されたときに当該入力欄が設定入力欄３２２に表示される。

サンプリング周波数は、複数のワークＷを測定する周期に応じて決定される。使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、決定したサンプリング周波数を図２の撮像設定部９３１に設定することができる。設定されたサンプリング周波数は、サンプリング周波数表示欄３１５に表示される。

サンプリング周波数が設定された後、撮像設定ボタン３１１ｂが操作されると、複数の撮像パラメータの入力欄（以下、パラメータ入力欄と呼ぶ。）が設定入力欄３２２に表示される。なお、本例では、パラメータ入力欄には、撮像パラメータを簡易な操作で入力するためのパラメータ簡易入力欄と、撮像パラメータを詳細に入力するためのパラメータ詳細入力欄とがある。

使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、複数の撮像パラメータを撮像設定部９３１に設定することができる。設定された複数の撮像パラメータに基づいて、処理時間が図２の処理時間算出部９３３により算出される。算出された処理時間は、処理時間表示欄３１６に表示される。撮像パラメータの詳細については後述する。

プロファイルボタン３１１ｃが操作されると、生成されたプロファイルデータに種々の設定を行なうための入力欄が設定入力欄３２２に表示される。使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、スムージング処理またはフィルタ処理等の種々の処理をプロファイルデータに設定することができる。完了ボタン３１７が操作されると、撮像設定が完了する。測定設定欄３１２、出力設定欄３１３およびファイル保存ボタン３１４については後述する。

（２）撮像パラメータ
本例においては、図１２の撮像設定ボタン３１１ｂが操作されると、図示しないパラメータ簡易入力欄が設定入力欄３２２に表示される。パラメータ簡易入力欄に所定の操作が行なわれると、パラメータ簡易入力欄に代えてパラメータ詳細入力欄が設定入力欄３２２に表示される。図１３は、パラメータ詳細入力欄の一例を示す図である。図１４は、パラメータ詳細入力欄の他の例を示す図である。

図１３に示すように、一例におけるパラメータ詳細入力欄３３０には、受光特性欄３３１、光量設定欄３３２、ピーク時処理欄３３３、複数ピーク処理欄３３４、撮像モード欄３３５および画像マスク欄３３６が表示される。また、パラメータ詳細入力欄３３０には、設定最適ボタン３３０ａおよびやり直しボタン３３０ｂが表示される。

やり直しボタン３３０ｂが操作されると、パラメータ詳細入力欄３３０に代えて図示しないパラメータ簡易入力欄が設定入力欄３２２に表示される。設定最適ボタン３３０ａは、パラメータ簡易入力欄にも表示される。設定最適ボタン３３０ａが操作されると、後述する図１５のカスタム探索画面５００が表示部３に表示される。詳細は後述する。

受光特性欄３３１には、受光感度特性プルダウンメニュー３３１ａが表示される。使用者は、図１の受光素子１２１の受光感度を受光感度特性プルダウンメニュー３３１ａから選択することができる。ここで、受光感度特性とは、受光素子１２１の各画素の受光量と撮像画像データの各画素の画素値との変換特性を示す。受光感度特性を変化させることにより、例えば測定部位により反射率に差があるワークＷであっても測定が可能になる。受光感度は、例えば「高精度」、「高ダイナミックレンジ１」、「高ダイナミックレンジ２」および「高ダイナミックレンジ３」を含む。

光量設定欄３３２には、露光時間プルダウンメニュー３３２ａ、光量設定ボタン３３２ｂおよび光量制御欄３３２ｃが表示される。使用者は、図１の受光素子１２１の露光時間を露光時間プルダウンメニュー３３２ａから選択することができる。露光時間は、例えば１５μｓ、３０μｓ、６０μｓ、１２０μｓ、２４０μｓ、４８０μｓ、９６０μｓ、１９２０μｓ、５ｍｓおよび１０ｍｓを含む。

また、使用者は、光量設定ボタン３３２ｂを操作することにより、投光部１１０から出射される光の強度を任意に設定するか、または自動モードに設定することができる。設定された光の強度が光量制御欄３３２ｃに表示される。図１３の例では、光の強度は自動モードに設定されている。自動モードにおいては、受光素子１２１への全体的な光量が一定になるように光の強度が制御される。

ピーク時処理欄３３３には、ピーク検出感度プルダウンメニュー３３３ａおよび無効データ補間点数入力欄３３３ｂが表示される。使用者は、図２のピーク検出部２２１が撮像画像データからピーク位置を検出する際の感度をピーク検出感度プルダウンメニュー３３３ａから選択することができる。ピーク検出感度は、低い方から順に「１」、「２」、「３」、「４」および「５」の５段階の感度を含む。

ピーク検出部２２１は、設定された感度に対応する受光量よりも高いピークの位置をピーク位置として検出する。したがって、任意の画素列ＳＳ（図６）の全ての画素の受光量が設定された感度に対応する受光量以下である場合、その画素列ＳＳに対応するプロファイルデータの部分は無効となる。使用者は、プロファイルデータの無効データの補間数の上限を無効データ補間点数入力欄３３３ｂに入力することができる。図２のプロファイル生成部２２２は、連続する無効の部分の数が無効データ補間点数入力欄３３３ｂに入力された数以下である場合には、当該無効の部分を補間してプロファイルデータを生成する。

複数ピーク処理欄３３４には、ピーク選択プルダウンメニュー３３４ａおよびピーク幅フィルタチェックボックス３３４ｂ，３３４ｃが表示される。任意の画素列ＳＳ（図６）において、複数のピーク位置が存在することがある。使用者は、複数のピーク位置から１つの真のピーク位置を選択する方式をピーク選択プルダウンメニュー３３４ａから選択することができる。ピーク位置を選択する方式は、例えば「標準（最大ピーク）」、「ＮＥＡＲ」、「ＦＡＲ」、「Ｘ多重反射を除去する」、「Ｙ多重反射を除去する」および「無効データにする」を含む。

「標準（最大ピーク）」においては、最大の受光量を有するピーク位置が真のピーク位置として選択される。「ＮＥＡＲ」においては、図６のＺ２方向において最も上（図７のＺ２方向において最も右）に現れるピーク位置が真のピーク位置として選択される。「ＦＡＲ」においては、図６のＺ２方向において最も下（図７のＺ２方向において最も左）に現れるピーク位置が真のピーク位置として選択される。

「Ｘ多重反射を除去する」においては、複数の光を用いて、ワークＷで直接反射された光と図３のＸ１方向において多重反射された光とが識別される。複数の光は、図１の投光部１１０により出射されてもよいし、投光部１１０とは異なる図示しない他の光源により出射されてもよい。多重反射された光に対応するピーク位置が除去され、直接反射された光に対応するピーク位置が真のピーク位置として選択される。

「Ｙ多重反射を除去する」においては、図３のＸ１方向ではなくＹ１方向において多重反射された光に対応するピーク位置が除去される点を除いて「Ｘ多重反射を除去する」と同様の処理が行なわれる。「無効データにする」においては、真のピーク位置が選択されない。したがって、その画素列ＳＳに相当するプロファイルデータの部分は無効となる。

使用者は、ピーク幅フィルタチェックボックス３３４ｂ，３３４ｃのいずれかを指定することにより、ピーク幅フィルタの設定のオフとオンとを切り替えることができる。ピーク幅フィルタの設定がオンである場合において、図７のピーク位置ＰＰにおける受光量分布の幅（以下、ピーク幅と呼ぶ。）が所定のカットオフ値よりも大きいとき、これらのピーク位置は真のピーク位置の候補から除去される。したがって、残りのピーク位置の候補に対して上記の真のピーク位置を選択する方式が適用される。本例においてはピーク幅のカットオフ値は固定値であるが、これに限定されない。カットオフ値は使用者が設定可能であってもよい。

撮像モード欄３３５には、撮像モードプルダウンメニュー３３５ａが表示される。使用者は、図１の受光部１２０の撮像モードを撮像モードプルダウンメニュー３３５ａから選択することができる。撮像モードは、例えば「標準」、「マルチ発光（合成）３回」、「マルチ発光（合成）５回」、「マルチ発光（光量最適化）２回」および「マルチ発光（光量最適化）４回」を含む。

「標準」においては、１つの撮像画像データを生成するために、図１の投光部１１０から光が１回出射されるとともに、図１の受光部１２０により光が１回受光される。すなわち、１つの撮像画像データを生成するために、１回の撮像が行なわれる。

「マルチ発光（合成）３回」においては、光の強度が変化されつつ３回の撮像が行なわれる。その後、白とびおよび黒つぶれが少ない撮像画像を示す撮像画像データが生成されるように、３回の撮像による撮像画像データが合成される。「マルチ発光（合成）５回」においては、撮像の回数が３回ではなく５回である点を除いて「マルチ発光（合成）３回」と同様の処理が行なわれる。

「マルチ発光（光量最適化）２回」においては、全体的な光量が一定になるように図１の投光部１１０および受光部１２０が制御されつつ、２回の撮像が行なわれる。その後、制御が最も安定したと期待される最後の撮像による撮像画像データが真の撮像画像データとして選択される。「マルチ発光（光量最適化）４回」においては、撮像の回数が２回ではなく４回である点を除いて「マルチ発光（光量最適化）２回」と同様の処理が行なわれる。

画像マスク欄３３６には、画像マスクボタン３３６ａおよび画像マスク表示欄３３６ｂが表示される。撮像画像に設定されるマスクを画像マスクと呼ぶ。使用者は、画像マスクボタン３３６ａを操作することにより、撮像画像に画像マスクを設定するか否かを選択することができる。画像マスクを設定する場合には、使用者は、画像マスクの形状および配置されるべき位置をさらに設定することができる。

画像マスクが設定された撮像画像の部分に対応するピーク位置は、プロファイルデータを生成する際の真のピーク位置の候補から除去される。したがって、残りのピーク位置の候補に対して上記の真のピーク位置を選択する方式が適用される。画像マスク表示欄３３６ｂに画像マスクの設定の有無が表示される。図１３の例では、画像マスクは設定されていない。

図１４に示すように、他の例におけるパラメータ詳細入力欄３３０には、図１３の受光特性欄３３１、光量設定欄３３２、ピーク時処理欄３３３、複数ピーク処理欄３３４、撮像モード欄３３５および画像マスク欄３３６に代えて測定範囲欄３３７および受光特性欄３３８が表示される。

測定範囲欄３３７には、Ｘ方向プルダウンメニュー３３７ａおよびＺ方向プルダウンメニュー３３７ｂが表示される。測定範囲欄３３７におけるＸ方向およびＺ方向は、図６のＸ２方向およびＺ２方向をそれぞれ意味する。使用者は、Ｘ２方向およびＺ２方向における撮像画像データの生成範囲をＸ方向プルダウンメニュー３３７ａおよびＺ方向プルダウンメニュー３３７ｂからそれぞれ選択することができる。撮像画像データの生成範囲は、例えば「ＦＵＬＬ」、「ＭＩＤＤＬＥ」および「ＳＭＡＬＬ」を含む。

「ＦＵＬＬ」においては、図６の受光素子１２１の受光面の全部に対応する撮像画像データが生成される。「ＭＩＤＤＬＥ」および「ＳＭＡＬＬ」においては、受光素子１２１の受光面の一部に対応する撮像画像データが生成される。「ＳＭＡＬＬ」における撮像画像データの生成範囲は、「ＭＩＤＤＬＥ」における撮像画像データの生成範囲よりも小さい。

受光特性欄３３８には、ビニングプルダウンメニュー３３８ａが表示される。使用者は、ビニングプルダウンメニュー３３８ａを操作することにより、生成される撮像画像データにビニング処理を設定するか否かを選択することができる。ビニング処理を設定する場合には、使用者は、ビニング処理の程度をさらに設定することができる。図１４の例では、ビニング処理は設定されていない。

（３）撮像条件の最適化
上記のように、撮像パラメータは多数存在するとともに、各撮像パラメータの状態は多岐にわたる。そのため、撮像パラメータの状態の組み合わせにより極めて多数の撮像条件が存在する。また、どの撮像パラメータのどの状態を変更すると生成されるプロファイル形状がどのように変化するかを使用者が直感的に把握することは難しい。そのため、使用者には、撮像条件が最適になる撮像パラメータの状態の組み合わせを見つけ出すことは困難である。また、使用者には、設定された撮像条件が最適であるか否かを判断することができない。

そこで、図２の撮像設定部９３１は、種々の撮像パラメータの状態を変更しつつ撮像を行なうように撮像ヘッド１００を制御する。また、図２の信頼度算出部９３４は、生成された各撮像画像データまたはそれに対応するプロファイルデータに基づいて、そのプロファイル形状の信頼度を算出する。このように撮像パラメータの状態を変更しつつ撮像を行なうことを以下、撮像条件の探索と呼ぶ。

使用者は、図示しないパラメータ簡易入力欄または図１３もしくは図１４のパラメータ詳細入力欄３３０の設定最適ボタン３３０ａを操作することにより、後述する図１６の撮像条件最適化画面４００を表示部３に表示させることができる。また、使用者は、撮像条件最適化画面４００のカスタム探索ボタン４１２（図１６）を操作することにより、最適な撮像条件を探索するためのカスタム探索画面５００（図１５）を表示部３にさらに表示させることができる。図１５は、表示部３に表示されるカスタム探索画面５００を示す図である。

図１５に示すように、カスタム探索画面５００には、受光感度特性チェックボックス５１０〜５１４、露光時間チェックボックス５２０〜５２９，５２Ａおよびピーク検出感度チェックボックス５３０〜５３５が表示される。また、カスタム探索画面５００には、ピーク選択チェックボックス５４０〜５４６、ピーク幅フィルタチェックボックス５５０および撮像モードチェックボックス５６０〜５６５が表示される。さらに、カスタム探索画面５００には、実行パターン数表示欄５０１および探索実行ボタン５０２が表示される。

受光感度特性チェックボックス５１１〜５１４は、受光感度の「高精度」、「高ダイナミックレンジ１」、「高ダイナミックレンジ２」および「高ダイナミックレンジ３」にそれぞれ対応する。使用者は、受光感度特性チェックボックス５１０を指定した後、受光感度特性チェックボックス５１１〜５１４の少なくとも１つを指定することができる。指定された受光感度特性チェックボックス５１１〜５１４に対応する受光感度が探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

露光時間チェックボックス５２１〜５２９，５２Ａは、露光時間の１５μｓ、３０μｓ、６０μｓ、１２０μｓ、２４０μｓ、４８０μｓ、９６０μｓ、１９２０μｓ、５ｍｓおよび１０ｍｓにそれぞれ対応する。使用者は、露光時間チェックボックス５２０を指定した後、露光時間チェックボックス５２１〜５２９，５２Ａの少なくとも１つを指定することができる。指定された露光時間チェックボックス５２１〜５２Ａに対応する露光時間が探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

ここで、ベルトコンベア等により運搬される複数のワークＷを適切に撮像するために、サンプリング周期は複数のワークＷを測定する周期に応じて適切に設定される必要がある。しかしながら、受光素子１２１の露光時間が長過ぎると、設定されたサンプリング周期を維持することができない。そこで、本実施の形態では、露光時間の状態の探索範囲は既に設定されたサンプリング周期を維持可能な範囲に制限される。

ピーク検出感度チェックボックス５３１〜５３５は、ピーク検出感度の「１」、「２」、「３」、「４」および「５」にそれぞれ対応する。使用者は、ピーク検出感度チェックボックス５３０を指定した後、ピーク検出感度チェックボックス５３１〜５３５の少なくとも１つを指定することができる。指定されたピーク検出感度チェックボックス５３１〜５３５に対応するピーク検出感度が探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

ピーク選択チェックボックス５４１〜５４６は、ピーク位置を選択する方式の「標準（最大ピーク）」、「ＮＥＡＲ」、「ＦＡＲ」、「Ｘ多重反射を除去する」、「Ｙ多重反射を除去する」および「無効データにする」にそれぞれ対応する。使用者は、ピーク選択チェックボックス５４０を指定した後、ピーク選択チェックボックス５４１〜５４６の少なくとも１つを指定することができる。指定されたピーク選択チェックボックス５４１〜５４６に対応する方式が探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

ピーク幅フィルタチェックボックス５５０は、ピーク幅フィルタの設定に対応する。使用者は、ピーク幅フィルタチェックボックス５５０を指定することができる。ピーク幅フィルタチェックボックス５５０が指定された場合には、ピーク幅フィルタのオンおよびオフの両方が探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

撮像モードチェックボックス５６１〜５６５は、撮像モードの「標準」、「マルチ発光（合成）３回」、「マルチ発光（合成）５回」、「マルチ発光（光量最適化）２回」および「マルチ発光（光量最適化）４回」にそれぞれ対応する。使用者は、撮像モードチェックボックス５６０を指定した後、撮像モードチェックボックス５６１〜５６５の少なくとも１つを指定することができる。指定された撮像モードチェックボックス５６１〜５６５に対応する撮像モードが探索されるべき撮像パラメータの状態として選択される。

上記のように、使用者は、カスタム探索画面５００において所望の撮像パラメータに対応するチェックボックスを指定することにより、複数の撮像パラメータにおける１または複数の状態を選択することができる。なお、カスタム探索画面５００において選択されない撮像パラメータの状態については、現在の撮像パラメータの状態が引き継がれる。複数の撮像パラメータの状態が選択されると、選択された複数の撮像パラメータの複数の状態の組み合わせを含む複数パターンの撮像条件が決定する。

図１５の例においては、ピーク検出感度として２つの状態（「２」および「４」）が選択され、ピーク幅フィルタとして２つの状態（ピーク幅フィルタのオンおよびオフ）が選択されている。また、他の撮像パラメータにおいては、それぞれ１つの状態が選択されている。そのため、決定される撮像条件のパターン数は４である。実行パターン数表示欄５０１には、決定された撮像条件のパターン数が表示される。この状態で探索実行ボタン５０２または後述する図１６のオプティマイズボタン４１３が操作されることにより撮像条件の探索が実行される。

上記のように、図１３のパラメータ詳細入力欄３３０等の設定最適ボタン３３０ａが操作されると、撮像条件を最適化するための撮像条件最適化画面（図１６）が表示部３に表示される。図１６は、表示部３に表示される撮像条件最適化画面４００を示す図である。

図１６に示すように、撮像条件最適化画面４００においては、左右に並ぶように結果表示領域４１０および選択画像表示領域４２０が表示される。結果表示領域４１０の下部および上部には、それぞれカスタム探索ボタン４１２およびオプティマイズボタン４１３が表示される。上記のように、カスタム探索ボタン４１２が操作されると、図１５のカスタム探索画面５００が表示部３にさらに表示される。オプティマイズボタン４１３が操作されると、複数の撮像パラメータの状態が変更されつつ撮像が実行される。

ここで、熟練していない使用者には、カスタム探索画面５００を操作して複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータを判断すること、および撮像パラメータの変更すべき複数の状態を判断することが困難であることが多い。そこで、図２の撮像設定部９３１には、複数の撮像パラメータのうち変更すべき１以上の撮像パラメータが推奨設定されている。また、予め設定された１以上の当該パラメータについては、変更すべき複数の状態が推奨設定されている。この構成によれば、使用者は、カスタム探索画面５００上で変更すべき撮像パラメータおよび変更すべき複数の状態を指定しない場合でも、オプティマイズボタン４１３を操作することにより、撮像条件の探索を容易に行なうことができる。

また、熟練した使用者は、図２の操作部９１０を操作することにより、変更すべき１以上の撮像パラメータの推奨設定を任意に変更するとともに、変更すべき複数の状態の推奨設定を任意に変更することができる。したがって、より詳細な撮像条件の探索を行なうことができる。

結果表示領域４１０の略中央には、上下方向に並びかつ上下方向にスクロール可能に複数の結果表示欄４１１が表示される。複数の結果表示欄４１１は、カスタム探索画面５００において決定された複数パターンの撮像条件にそれぞれ対応する。各結果表示欄４１１には、左右に並ぶように撮像画像表示欄４１１ａ、プロファイル形状表示欄４１１ｂおよびスコア表示欄４１１ｃが表示される。

各撮像画像表示欄４１１ａには、対応する撮像条件において図２のピーク検出部２２１により取得された撮像画像データに基づく撮像画像が表示される。各プロファイル形状表示欄４１１ｂには、対応する撮像画像データから図２のプロファイル生成部２２２により生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状が表示される。

スコア表示欄４１１ｃには、対応する撮像画像データまたはプロファイルデータに基づいて図２の信頼度算出部９３４により算出された信頼度（スコア）に対応する指標が表示される。図１６の例において、信頼度は３段階評価であり、星マークの指標の数により表示される。信頼度は、指標の数に代えて、数値により表示されてもよい。

信頼度はプロファイルデータを解析することにより行なわれる。本実施の形態においては、信頼度は、例えばプロファイルデータにおける無効データの数またはプロファイル形状の連続性等に基づいて算出される。信頼度が同程度である複数のプロファイル形状が存在する場合には、当該複数のプロファイル形状の信頼度を異ならせるために、当該複数のプロファイル形状にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが解析される。本実施の形態においては、例えば撮像画像のコントラストの高さまたは撮像画像データのピークの大きさ等に基づいてプロファイル形状の信頼度が算出される。なお、複数の信頼度が同程度であることは、複数の信頼度の差が予め定められた一定の程度よりも小さいことを意味する。

複数の結果表示欄４１１は、上方から下方へ信頼度の降順で表示される。これにより、最も高い信頼度を有するプロファイル形状を視認することが容易になる。複数の結果表示欄４１１は、上方から下方へ信頼度の昇順で表示されてもよい。

次に、探索された複数の撮像条件のうち最も好ましい撮像条件が選択される。ここで、図２の撮像設定部９３１は、最も高い信頼度を有する撮像条件を最も好ましい撮像条件として選択することができる。一方で、最も高い信頼度を有する撮像条件以外の撮像条件において、ワークＷの所望の部分における撮像画像が適切に取得されることもある。そのため、使用者は、結果表示領域４１０において複数の結果表示欄４１１のいずれか１つを指定することにより、最も好ましい撮像条件を選択することができる。図１６の例においては、上から２番目に表示された結果表示欄４１１が選択されている。

選択画像表示領域４２０の略中央には、上下方向に並ぶように撮像画像表示欄４２１およびプロファイル形状表示欄４２２が表示される。選択画像表示領域４２０の上部および下部には、それぞれ連続更新ボタン４２３および確定ボタン４２４が表示される。撮像画像表示欄４２１およびプロファイル形状表示欄４２２には、選択された撮像条件に対応する撮像画像およびプロファイル形状がそれぞれ表示される。すなわち、撮像画像表示欄４２１には撮像画像表示欄４１１ａの撮像画像が表示され、プロファイル形状表示欄４２２にはプロファイル形状表示欄４１１ｂのプロファイル形状が表示される。

連続更新ボタン４２３が操作されると、選択された撮像条件で撮像が行なわれることにより、撮像画像表示欄４２１およびプロファイル形状表示欄４２２にそれぞれ表示される撮像画像およびプロファイル形状が順次更新される。この状態で、使用者は撮像されるワークＷの位置および姿勢をわずかに変化させることにより、ワークＷの位置および姿勢が変化したときでも、適切な撮像画像を取得できるか否かを確認することができる。すなわち、撮像条件のロバスト性が高いか否かを確認することができる。

また、撮像条件のロバスト性を向上させるための撮像パラメータの状態の組み合わせをさらに探索することができる。使用者は、ワークＷの位置および姿勢が変化したときでも適切なプロファイル形状を取得できるように複数の撮像パラメータの状態を決定することにより、ロバスト性の高い撮像条件を設定することができる。

これにより、撮像ヘッド１００の撮像領域に順次運搬される複数のワークＷが完全に一定間隔で配置されていない場合、または複数のワークＷの姿勢が完全に同一でない場合でも、適切なプロファイル形状を取得することができる。撮像条件が選択された状態で確定ボタン４２４が操作されることにより、最適な撮像条件が確定する。

使用者は、探索された複数の撮像条件から２以上の撮像条件を選択し、選択された撮像条件を再度探索することができる。再度の撮像条件の探索においては、ワークＷの撮像部分が変更されてもよいし、一部の撮像パラメータの状態が変更されてもよい。再度の撮像条件の探索により得られる信頼度には、以前の探索により得られた信頼度が加味されてもよい。例えば、再度の撮像条件の探索により得られる信頼度は、以前の探索により得られた信頼度との合算（重み付け合算を含む）であってもよい。撮像条件の探索を繰り返すことにより、さらに信頼度の高い撮像設定を行なうことができる。

（４）撮像条件最適化処理
図１７および図１８は、撮像条件最適化処理を示すフローチャートである。以下、図１、図２、図１７および図１８を参照しながらＰＣ９００による撮像条件最適化処理を説明する。ＰＣ９００は、撮像条件最適化プログラムに基づいて処理装置２００を制御することにより撮像条件最適化処理を実行する。

まず、ＰＣ９００は、図１５のカスタム探索画面５００において、変更するべき撮像パラメータの状態を受け付ける（ステップＳ１１）。変更するべき撮像パラメータおよび変更するべき複数の状態が推奨設定されている場合には、ステップＳ１１の処理は省略されてもよい。次に、ＰＣ９００は、探索する撮像条件が決定したか否かを判定する（ステップＳ１２）。使用者は、図１５の探索実行ボタン５０２または図１６のオプティマイズボタン４１３を操作することにより探索する撮像条件を決定することができる。

ステップＳ１２において撮像条件が決定していない場合、ＰＣ９００はステップＳ１１の処理に戻る。ステップＳ１２において撮像条件が決定した場合、ＰＣ９００は、決定した各撮像条件においてワークＷを撮像するように撮像ヘッド１００を制御する（ステップＳ１３）。続いて、ＰＣ９００は、各撮像条件における信頼度を算出する（ステップＳ１４）。その後、ＰＣ９００は、取得した撮像画像およびプロファイル形状ならびに算出した信頼度に対応する指標を図１６の撮像条件最適化画面４００の結果表示欄４１１に表示する（ステップＳ１５）。

次に、ＰＣ９００は、探索された撮像条件からいずれかが選択されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。撮像条件の選択は、算出された信頼度に基づいてＰＣ９００により行なわれてもよいし、使用者により行われてもよい。ステップＳ１６において撮像条件が選択されていない場合、ＰＣ９００は撮像条件が選択されるまで待機する。ステップＳ１６において撮像条件が選択された場合、ＰＣ９００は、選択された撮像条件に対応する撮像画像およびプロファイル形状を図１６の選択画像表示領域４２０に表示する（ステップＳ１７）。

次に、ＰＣ９００は、撮像条件の確定が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。使用者は、図１６の確定ボタン４２４を操作することにより撮像条件の確定を指示することができる。ステップＳ１８において撮像条件の確定が指示されていない場合、ＰＣ９００は、撮像画像の連続更新が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１９）。使用者は、図１６の連続更新ボタン４２３を操作することにより撮像画像の連続更新を指示することができる。

ステップＳ１９において撮像画像の連続更新が指示された場合、ＰＣ９００はステップＳ１７の処理に戻る。撮像画像の連続更新の指示が停止されるまで、ＰＣ９００はステップＳ１７〜Ｓ１９の処理を繰り返す。使用者は、図１６の撮像画像表示欄４２１およびプロファイル形状表示欄４２２にそれぞれ表示される撮像画像およびプロファイル形状を観察しつつワークＷの位置および姿勢を変化させることができる。これにより、選択された撮像条件のロバスト性が高いか否かを確認することができる。

ステップＳ１９において撮像画像の連続更新が指示されていない場合、ＰＣ９００は再度の撮像条件の探索が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。使用者は、図１５の探索実行ボタン５０２または図１６のオプティマイズボタン４１３を操作することにより再度の撮像条件の探索を指示することができる。

ステップＳ２０において再度の撮像条件の探索が指示された場合、ＰＣ９００はステップＳ１１の処理に戻る。これにより、既に探索された撮像条件の信頼度が加味されつつ撮像条件の探索が再度行なわれる。ステップＳ２０において再度の撮像条件の探索が指示されていない場合、ＰＣ９００はステップＳ１８の処理に戻る。その後、撮像条件の確定が指示されるまでステップＳ１８〜Ｓ２０の処理が繰り返される。ステップＳ１８において撮像条件の確定が指示された場合、ＰＣ９００は撮像条件最適化処理を終了する。

（５）効果
本実施の形態に係る光学式変位計測システム１においては、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が撮像設定部９３１により設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが受光部１２０により生成される。

生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータがプロファイル生成部２２２により生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が信頼度算出部９３４により算出される。

また、使用者は、操作部９１０を操作することにより、変更すべき１以上の撮像パラメータを選択するとともに、選択した１以上のパラメータの各々について、変更すべき複数の状態を指定することができる。これにより、使用者は、所望の撮像パラメータの状態を所望の複数の状態に変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。

さらに、使用者は、操作部９１０を操作することにより、サンプリング周波数等の予め定められた特定の撮像パラメータの状態を設定することができる。特定の撮像パラメータに依存関係を有する他の撮像パラメータの探索範囲は、設定された特定の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲に制限される。他の撮像パラメータは、例えば受光素子１２１の露光時間である。これにより、当該特定の撮像パラメータの状態を維持しつつ、他の選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。

［３］測定設定
（１）測定設定の手順
撮像設定が行なわれた後、同一種類の複数のワークＷについて共通部分の寸法（変位）を測定するために測定設定を行なう必要がある。以下、図１２の設定編集画面３００を参照して測定設定の手順について説明する。なお、撮像設定と同様に、処理装置２００に複数の撮像ヘッド１００が接続されている場合には、複数の撮像ヘッド１００に一括して共通の測定設定を行なうこともできるし、複数の撮像ヘッド１００に個別の測定設定を行なうこともできる。

測定設定欄３１２には、マスタ登録ボタン３１２ａ、位置補正ボタン３１２ｂ、プロファイルマスクボタン３１２ｃおよびＯＵＴ測定設定ボタン３１２ｄが表示される。測定設定欄３１２は、測定設定を行なう際に操作される。なお、上記のように、撮像設定欄３１１のプロファイルボタン３１１ｃは測定設定においても操作されることがある。

図１９は、マスタ登録ボタン３１２ａが操作されたときの設定編集画面３００を示す図である。図１９に示すように、マスタ登録ボタン３１２ａが操作されると、図１２の画像更新ボタン３２３に代えてプロファイル更新ボタン３２４およびプロファイル選択ボタン３２５が個別表示欄３２０に表示される。また、設定入力欄３２２にマスタプロファイル登録欄３４０が表示される。

プロファイル更新ボタン３２４が操作されると、現在の撮像条件で新たに撮像画像データが生成されるとともに、生成された撮像画像データに基づいてプロファイルデータが生成される。生成されたプロファイルデータに基づいて、画像表示欄３２１に表示されるプロファイル形状が更新される。また、プロファイル選択ボタン３２５が操作されると、現在までに生成された所望のプロファイルデータに基づいて、画像表示欄３２１にプロファイル形状が表示される。

マスタプロファイル登録欄３４０には、登録ボタン３４１が表示される。登録ボタン３４１が操作されると、画像表示欄３２１に表示されているプロファイル形状を示すプロファイルデータがマスタプロファイルデータとして登録される。マスタプロファイルデータは、同一種類の複数のプロファイル形状についての共通の測定部分の設定に用いられる。また、マスタプロファイルデータは、後述する位置補正およびプロファイルマスクの設定に用いられる。以下、マスタプロファイルデータに基づいて表示されるプロファイル形状をマスタプロファイル形状ＭＰと呼ぶ。

ＯＵＴ測定設定ボタン３１２ｄが操作されると、画像表示欄３２１に表示されているプロファイル形状における測定部分の設定を行なうための入力欄が設定入力欄３２２に表示される。また、マスタプロファイルデータが登録された状態でＯＵＴ測定設定ボタン３１２ｄが操作されると、マスタプロファイル形状ＭＰにおける測定部分の設定を行なうための入力欄が設定入力欄３２２に表示される。

使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、複数種類の測定モードから一の測定モードを選択することができる。測定モードは、高さ測定モード、幅測定モード、位置測定モード、段差測定モード、断面積測定モード、円弧曲率測定モードおよび角度測定モード等を含む。以下、測定モードの設定の手順を説明する。また、各測定モードにおいては、測定結果を用いてプロファイル形状の部分の真円度または平面度等を評価することもできる。

図２０は、高さ測定モードが選択されたときの設定編集画面３００を示す図である。図２０に示すように、高さ測定モードが選択されたときには、測定対象表示欄３５０が設定入力欄３２２に表示される。測定対象表示欄３５０には、測定対象入力欄３５１、測定範囲入力欄３５２、測定結果出力欄３５３および確定ボタン３５０ａが表示される。また、プロファイル形状についての測定範囲を示す測定範囲表示指標Ｍ１が画像表示欄３２１に表示される。図２０の説明で用いられるプロファイル形状はマスタプロファイル形状ＭＰである。

測定対象入力欄３５１には、対象ヘッドプルダウンメニュー３５１ａ、測定対象設定欄３５１ｂおよび測定対象設定ボタン３５１ｃが表示される。使用者は、測定設定を行なう撮像ヘッド１００を対象ヘッドプルダウンメニュー３５１ａから選択することができる。撮像ヘッド１００は、例えば「ヘッドＡ」、「ヘッドＢ」および「共通」を含む。ここで、「ヘッドＡ」および「ヘッドＢ」は処理装置２００に接続された２つの撮像ヘッド１００の一方および他方をそれぞれ意味する。

測定範囲入力欄３５２には、左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂが表示される。使用者は、左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂに数値を入力する。これにより、画像表示欄３２１に表示されたマスタプロファイル形状ＭＰについての測定範囲の左端および右端がそれぞれ設定される。この場合、左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂに入力された数値に対応して測定範囲を示すように測定範囲表示指標Ｍ１の位置および大きさが変化する。

あるいは、使用者は、画像表示欄３２１に表示された測定範囲表示指標Ｍ１の位置および大きさを操作することにより測定範囲の左端および右端を設定することもできる。この場合、測定範囲表示指標Ｍ１の位置および大きさに対応して左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂの数値が変化する。本例においては測定範囲表示指標Ｍ１は矩形状を有するが、本発明はこれに限定されない。測定範囲表示指標Ｍ１は、例えば測定範囲の左端および右端をそれぞれ示すように上下に延びる２つの線であってもよい。あるいは、測定範囲表示指標Ｍ１は、測定範囲の左端および右端を示すように左右に延びる線または矢印等であってもよい。

測定対象入力欄３５１の測定対象設定欄３５１ｂには、測定範囲入力欄３５２により設定された測定範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰについての測定対象が表示される。測定モードとして高さ測定モードが選択されている場合には、使用者は、測定対象設定ボタン３５１ｃを操作することにより、測定対象として例えば「平均」、「最大」または「最小」を設定することができる。図２０の例では、測定対象は「平均」に設定されている。この場合、測定範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰの部分のプロファイルデータの平均値が図２の測定処理部２３１により算出される。

測定結果出力欄３５３は、測定結果表示欄３５３ａを含む。測定結果表示欄３５３ａには、測定処理部２３１により算出された測定対象の値が表示される。本例では、測定結果表示欄３５３ａに表示される値は、予め定められた位置からの測定範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰの部分の平均の高さを意味する。予め定められた位置は、使用者により任意に設定することができる。確定ボタン３５０ａが操作されると、当該測定モード（高さ測定モード）の設定が終了する。

図２１は、角度測定モードが選択されたときの設定編集画面３００を示す図である。図２２は、図２１の設定入力欄３２２に表示される測定対象表示欄３５０を示す図である。角度測定モードが選択されたときの測定対象表示欄３５０は、以下の点を除き、高さ測定モードが選択されたときの測定対象表示欄３５０と同様である。

図２２に示すように、測定対象設定欄３５１ｂには、測定対象として「平均」等ではなく角度が表示される。図２２の例では、測定対象入力欄３５１に「２直線間の角度」が表示される。また、図２２の例では、図２０の測定対象設定ボタン３５１ｃが表示されない。

測定範囲入力欄３５２には、２組の左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂが表示される。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰの２つの部分に測定範囲を設定することができる。図２２の例では、測定範囲入力欄３５２に２組の左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂが表示されている。

一方の組の左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂまたはこれらに対応する測定範囲表示指標Ｍ１が操作されることにより、マスタプロファイル形状ＭＰの一部分に測定範囲が設定される。この場合、測定範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰの一部分が所定の基準線に対してなす角度が図２の測定処理部２３１により算出される。本例においては、基準線は左右方向に延びる直線である。また、本例においては、他方の組の左端入力欄３５２ａおよび右端入力欄３５２ｂは使用されていない。

測定結果出力欄３５３には、測定結果表示欄３５３ａに加えて、２つの測定結果表示欄３５３ｂ，３５３ｃが表示される。測定結果表示欄３５３ｂには、マスタプロファイル形状ＭＰの一部分と基準線とのなす角度が表示される。また、測定結果表示欄３５３ｃには、基準対象として予め設定されたマスタプロファイル形状ＭＰの他の部分と基準線とのなす角度が表示される。本例においては、マスタプロファイル形状ＭＰの大きく傾斜している所定の部分が基準対象として設定されている。

測定結果表示欄３５３ａには、マスタプロファイル形状ＭＰにおいて、測定範囲として設定された一部分と基準対象として予め設定された他の部分とのなす角度が表示される。すなわち、測定結果表示欄３５３ａには、測定結果表示欄３５３ｂ，３５３ｃに表示された角度の差が表示される。確定ボタン３５０ａが操作されると、当該測定モード（角度測定モード）の設定が終了する。

幅測定モード等の他の測定モードにおける測定対象表示欄は、測定対象設定欄３５１ｂに表示される測定対象を除いて図２０および図２２の測定対象表示欄３５０と同様である。なお、幅測定モードの測定対象表示欄における測定対象設定欄には、測定対象としてマスタプロファイル形状ＭＰのエッジレベル、２つの線の交点および変曲点等が表示される。

測定モードの設定が終了した後、完了ボタン３１７が操作されると、測定設定が完了する。測定設定には、後述するフィルタ処理、位置補正処理およびプロファイルマスク処理等の補足的な設定を追加することができる。

出力設定欄３１３には、端子／ストレージボタン３１３ａが表示される。端子／ストレージボタン３１３ａが操作されると、データの出力および保存に関する種々の設定を行なうための入力欄が設定入力欄３２２に表示される。使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、処理装置２００の図示しない入出力端子の割付動作の設定を行なうことができる。また、使用者は、設定入力欄３２２に所定の操作を行なうことにより、図２の記憶部２６０にデータを保存するためのデータ処理部２２０または測定制御部２３０の設定を行なうことができる。

ファイル保存ボタン３１４が操作されると、処理装置２００の入出力端子に接続されたＰＣ９００の記憶部９２０にデータが保存される。これにより、保存されたデータに後述する測定シミュレーション処理を実行することができる。その結果、変更された測定方法による測定結果を取得することができる。

また、ＰＣ９００とは異なる他のパーソナルコンピュータに測定シミュレーションプログラムがインストールされている場合には、当該他のパーソナルコンピュータを用いて測定シミュレーション処理を実行することができる。そのため、使用者は、光学式変位計測システム１が設置される環境とは異なる環境においても、測定シミュレーション処理を実行することができる。そのため、使用者は、光学式変位計測システム１が設置される環境とは異なる環境においても、測定シミュレーション処理を実行することにより、変更された測定方法による測定結果を取得することができる。

（２）測定設定の補足
（ａ）フィルタ処理
上記の測定設定において、プロファイル形状に不要な部分が含まれている場合には、測定結果が不適切になることがある。そこで、プロファイルデータに所望のフィルタ処理を行なうことにより、プロファイル形状に含まれた不要な部分を除去することができる。

所望のプロファイルデータが生成された後、図１２のプロファイルボタン３１１ｃが操作されると、プロファイルデータにフィルタ処理を設定するためのプロファイル設定欄が設定入力欄３２２に表示される。なお、本例では、プロファイル設定には、フィルタ処理を簡易な操作で設定するためのプロファイル簡易設定欄と、フィルタ処理を詳細に設定するためのプロファイル詳細設定欄とがある。

本例においては、プロファイルボタン３１１ｃが操作されると、図示しないプロファイル簡易設定欄が設定入力欄３２２に表示される。プロファイル簡易設定欄に所定の操作が行なわれると、プロファイル簡易設定欄に代えてプロファイル詳細設定欄が設定入力欄３２２に表示される。図２３は、プロファイル詳細設定欄を示す図である。

図２３の画像表示欄３２１には、所望のプロファイルデータに基づくプロファイル形状ＰＲが表示されている。図２３のプロファイル形状ＰＲは、Ａ部およびＢ部に示すように不連続に突出するノイズ部ＮＰを含む。

図２３に示すように、プロファイル詳細設定欄３６０には、Ｘ軸（図９のＸ３方向）においてプロファイルデータにフィルタ処理を設定するための空間フィルタ設定欄３６１が表示される。なお、プロファイル詳細設定欄３６０には、時間軸においてプロファイルデータにフィルタ処理を設定するための時間フィルタ設定欄３６２が表示される。また、プロファイル詳細設定欄３６０には、当該プロファイル詳細設定欄３６０に代えて図示しないプロファイル簡易設定欄を設定入力欄３２２に表示するための標準設定へボタン３６０ａが表示される。

空間フィルタ設定欄３６１には、スムージングプルダウンメニュー３６１ａおよびメディアンプルダウンメニュー３６１ｂが表示される。使用者は、空間フィルタ処理におけるスムージング処理およびメディアン処理の程度をスムージングプルダウンメニュー３６１ａおよびメディアンプルダウンメニュー３６１ｂからそれぞれ選択することができる。フィルタ処理が設定されると、図２の測定処理部２３１は、プロファイルデータにフィルタ処理を実行する。適切なスムージング処理およびメディアン処理を選択することにより、プロファイル形状ＰＲからノイズ部ＮＰを除去することができる。

（ｂ）位置補正処理
マスタプロファイルデータが登録されたときのワークＷの位置と実際に測定されるワークＷの位置とが完全に一致するとは限らない。マスタプロファイルデータが登録されたときのワークＷの位置と実際に測定されるワークＷの位置とがずれた状態で撮像が行なわれると、測定結果が不適切になることがある。

図２４は、マスタプロファイル形状ＭＰおよびプロファイル形状ＰＲが表示された表示部３を示す図である。図２４の例では、マスタプロファイル形状ＭＰの位置とプロファイル形状ＰＲの位置とがずれている。そのため、マスタプロファイル形状ＭＰに設定された測定範囲（測定範囲表示指標Ｍ１）は、実際に測定すべきプロファイル形状ＰＲの測定範囲に一致していない。そこで、マスタプロファイルデータに位置補正処理を行なうことにより、マスタプロファイル形状ＭＰの測定範囲を実際に測定すべきプロファイル形状ＰＲの測定範囲に一致させることができる。

位置補正ボタン３１２ｂが操作されると、プロファイルデータに位置補正処理を設定するための位置補正欄が設定入力欄３２２に表示される。使用者は、設定入力欄３２２の図示しない位置補正欄に所定の操作を行なうことにより、複数種類の補正モードから一の補正モードを選択することができる。補正モードは、Ｘ補正モード、Ｚ補正モード、ＺＸ補正モード、ＸＺ補正モード、θ補正モードおよびＸθ補正モード等を含む。なお、補正モードの設定におけるＸ方向およびＺ方向は、図９のＸ３方向およびＺ３方向をそれぞれ意味する。

Ｘ補正モードにおいては、測定範囲のＸ３方向の位置が補正される。Ｚ補正モードにおいては、測定範囲のＺ３方向の位置が補正される。ＺＸ補正モードにおいては、測定範囲のＺ３方向の位置が補正された後、測定範囲のＸ３方向の位置が補正される。ＸＺ補正モードにおいては、測定範囲のＸ３方向の位置が補正された後、測定範囲のＺ３方向の位置が補正される。θ補正モードにおいては、測定範囲の回転角度が補正される。Ｘθ補正モードにおいては、測定範囲のＸ３方向の位置が補正された後、測定範囲の回転角度が補正される。

図２５は、Ｘ補正モードが選択されたときの設定編集画面３００を示す図である。図２５に示すように、Ｘ補正モードが選択されたときには、Ｘ補正欄３７０が設定入力欄３２２に表示される。Ｘ補正欄３７０には、エッジ測定エリア欄３７１、エッジ測定詳細欄３７２および確定ボタン３７０ａが表示される。また、マスタプロファイル形状ＭＰについての補正範囲を示す補正範囲表示指標Ｍ２が画像表示欄３２１に表示される。

エッジ測定エリア欄３７１には、左端入力欄３７１ａ、右端入力欄３７１ｂおよびエッジレベル入力欄３７１ｃが表示される。使用者は、左端入力欄３７１ａおよび右端入力欄３７１ｂに数値を入力する。これにより、画像表示欄３２１に表示されたマスタプロファイル形状ＭＰについての補正範囲の左端および右端がそれぞれ設定される。この場合、左端入力欄３７１ａおよび右端入力欄３７１ｂに入力された数値に対応して補正範囲を示すように補正範囲表示指標Ｍ２の位置および大きさが変化する。

あるいは、使用者は、画像表示欄３２１に表示された補正範囲表示指標Ｍ２の位置および大きさを操作することにより補正範囲を設定することもできる。この場合、補正範囲表示指標Ｍ２の位置および大きさに対応して左端入力欄３７１ａおよび右端入力欄３７１ｂの数値が変化する。本例においては補正範囲表示指標Ｍ２は矩形状を有するが、本発明はこれに限定されない。補正範囲表示指標Ｍ２は、例えば補正範囲の左端および右端をそれぞれ示すように上下に延びる２つの線であってもよい。あるいは、補正範囲表示指標Ｍ２は、補正範囲の左端および右端を示すように左右に延びる線または矢印等であってもよい。

設定された補正範囲内において、マスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥが検出される。マスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥとは、マスタプロファイル形状ＭＰのうち急峻に立ち上がる部分または急峻に立ち下がる部分である。使用者は、エッジレベル入力欄３７１ｃに数値を入力する。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥにおける高さ（以下、エッジレベルＭＬと呼ぶ。）が設定される。

補正範囲内に複数のエッジが存在する場合には、以下のエッジ測定詳細欄３７２が操作されることにより１つのエッジＭＥが特定される。エッジ測定詳細欄３７２には、エッジ方向プルダウンメニュー３７２ａ、検出方向プルダウンメニュー３７２ｂおよび検出Ｎｏ．プルダウンメニュー３７２ｃが表示される。使用者は、エッジ方向をエッジ方向プルダウンメニュー３７２ａから選択することができる。エッジ方向は、「立ち上がり」および「立ち下がり」を含む。

また、使用者は、検出方向を検出方向プルダウンメニュー３７２ｂから選択することができる。検出方向は、「＋方向」および「−方向」を含む。ここで、「＋方向」は画像表示欄３２１において左から右へ向かう方向であり、「−方向」は画像表示欄３２１において右から左へ向かう方向である。さらに、使用者は、検出番号を検出Ｎｏ．プルダウンメニュー３７２ｃから選択することができる。

図２５の例では、エッジ方向として「立ち下がり」が選択され、検出方向として「＋方向」が選択され、検出番号として「１番目」が選択されている。この場合、補正範囲内で左から右へ向かう方向において、１番目に立ち下がりとなるマスタプロファイル形状ＭＰの部分がエッジＭＥとして検出される。また、エッジＭＥにおけるエッジレベル入力欄３７１ｃにより指定された高さがエッジレベルＭＬとなる。確定ボタン３７０ａが操作されると、当該補正モード（Ｘ補正モード）の設定が終了する。また、完了ボタン３１７が操作されると、位置補正処理の設定が終了する。

位置補正処理が設定された場合、図２の測定処理部２３１により位置補正処理が実行される。位置補正処理においては、補正範囲内でマスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥに対応するプロファイル形状ＰＲのエッジＰＥが検出される。また、エッジＭＥにおけるエッジレベルＭＬに対応するエッジレベルＰＬがエッジＰＥから検出される。

エッジレベルＭＬのＸ３方向の位置がエッジレベルＰＬのＸ３方向の位置に一致するように、マスタプロファイル形状ＭＰがＸ３方向に移動される。ここで、マスタプロファイル形状ＭＰに設定された測定範囲もマスタプロファイル形状ＭＰと一体的にＸ３方向に移動される。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰとプロファイル形状ＰＲとが重なるとともに、マスタプロファイル形状ＭＰの測定範囲が実際に測定すべきプロファイル形状ＰＲの測定範囲に一致する。

なお、マスタプロファイル形状ＭＰには、複数の補正範囲を設定することができる。また、マスタプロファイル形状ＭＰに複数の測定範囲が設定されている場合には、複数の測定範囲を複数の補正範囲に対応付けることができる。この場合、位置補正処理時には、各測定範囲は、対応する補正範囲のマスタプロファイル形状ＭＰの部分と一体的に移動する。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰの各測定範囲を実際に測定すべきプロファイル形状ＰＲの測定範囲に一致させることができる。

（ｃ）プロファイルマスク処理
以下、マスタプロファイル形状ＭＰに設定されるマスクをプロファイルマスクと呼ぶ。上記の測定方法において、マスタプロファイル形状ＭＰに設定された測定範囲に不要な部分が含まれている場合には、測定結果が不適切になることがある。そこで、マスタプロファイル形状ＭＰに所望のプロファイルマスク処理を行なうことにより、測定範囲に含まれた不要な部分を除去して測定を行なうことができる。

図１９においてマスタプロファイルデータが登録された後、プロファイルマスクボタン３１２ｃが操作されると、マスタプロファイル形状ＭＰにプロファイルマスク処理を設定するためのプロファイルマスク設定欄が設定入力欄３２２に表示される。図２６は、プロファイルマスクボタン３１２ｃが操作されたときの設定編集画面３００を示す図である。図２７は、図２６の設定入力欄３２２に表示されるプロファイルマスク設定欄３８０を示す図である。

図２６に示すように、プロファイルマスクを設定する範囲（以下、マスク範囲と呼ぶ。）を示すマスク範囲表示指標Ｍ３が画像表示欄３２１に表示される。図２７に示すように、プロファイルマスク設定欄３８０には、マスクエリア欄３８１、マスクエリア詳細欄３８２、エリア設定欄３８３、位置補正選択欄３８４および確定ボタン３８０ａが表示される。

マスクエリア欄３８１には、各プロファイルマスクの詳細を記載したマスクエリア一覧表３８１ａが表示される。プロファイルマスクの詳細は、マスク範囲、形状および対応付けられる補正範囲を含む。使用者は、マスクエリア一覧表３８１ａを操作することにより、複数のプロファイルマスクから設定すべき所望のプロファイルマスクを選択することができる。

使用者は、マスクエリア詳細欄３８２を操作することにより、マスクエリア欄３８１から選択されたプロファイルマスクの詳細を設定することができる。具体的には、マスクエリア詳細欄３８２には、エリア表示欄３８２ａおよび形状表示欄３８２ｂが表示される。エリア表示欄３８２ａおよび形状表示欄３８２ｂには、マスクエリア欄３８１から選択されたプロファイルマスクのマスク範囲および形状がそれぞれ表示される。使用者は、形状表示欄３８２ｂを操作することにより、プロファイルマスクの形状を矩形、円形または他の形状に設定することができる。図２７の例では、プロファイルマスクの形状は矩形に設定されている。

使用者は、エリア設定欄３８３を操作することにより、マスク範囲を設定することができる。具体的には、プロファイルマスクの形状が矩形である場合には、エリア設定欄３８３には、左上Ｘ座標入力欄３８３ａ、左上Ｚ座標入力欄３８３ｂ、右下Ｘ座標入力欄３８３ｃおよび右下Ｚ座標入力欄３８３ｄが表示される。エリア設定欄３８３におけるＸ座標およびＺ座標は、それぞれ図９のＸ３方向における位置およびＺ３方向における位置を意味する。使用者は、左上Ｘ座標入力欄３８３ａ、左上Ｚ座標入力欄３８３ｂ、右下Ｘ座標入力欄３８３ｃおよび右下Ｚ座標入力欄３８３ｄに数値を入力する。これにより、矩形のマスク範囲の４つの角部の位置が設定される。

この場合、左上Ｘ座標入力欄３８３ａ、左上Ｚ座標入力欄３８３ｂ、右下Ｘ座標入力欄３８３ｃおよび右下Ｚ座標入力欄３８３ｄに入力された数値に対応してマスク範囲を示すようにマスク範囲表示指標Ｍ３の位置および大きさが変化する。あるいは、使用者は、画像表示欄３２１に表示されたマスク範囲表示指標Ｍ３の位置および大きさを操作することにより矩形のマスク範囲の４つの角部の位置を設定することもできる。この場合、マスク範囲表示指標Ｍ３の位置および大きさに対応して左上Ｘ座標入力欄３８３ａ、左上Ｚ座標入力欄３８３ｂ、右下Ｘ座標入力欄３８３ｃおよび右下Ｚ座標入力欄３８３ｄの数値が変化する。

なお、プロファイルマスクの形状が他の形状である場合には、エリア設定欄３８３には、左上Ｘ座標入力欄３８３ａ、左上Ｚ座標入力欄３８３ｂ、右下Ｘ座標入力欄３８３ｃおよび右下Ｚ座標入力欄３８３ｄに代えて他の入力欄が表示される。例えば、プロファイルマスクの形状が円形である場合には、マスク範囲の中心位置および半径（または直径）をそれぞれ設定するための中心座標入力欄および半径（直径）入力欄が表示される。

使用者は、位置補正選択欄３８４を操作することにより、マスクエリア欄３８１から選択されたプロファイルマスクに対応付ける補正範囲を設定することができる。具体的には、位置補正選択欄３８４には、位置補正選択プルダウンメニュー３８４ａが表示される。使用者は、プロファイルマスクに対応付ける補正範囲を位置補正選択プルダウンメニュー３８４ａから選択することができる。

確定ボタン３８０ａが操作されると、選択されたプロファイルマスクの設定が終了する。また、図２６の完了ボタン３１７が操作されると、プロファイルマスク処理の設定が終了する。

図２６の画像表示欄３２１には、マスタプロファイル形状ＭＰが表示されている。また、画像表示欄３２１には、マスタプロファイル形状ＭＰの平坦部分の高さを測定するように設定された測定範囲が測定範囲表示指標Ｍ１により示されている。図２６の例では、当マスタプロファイル形状ＭＰの平坦部分に連続するエッジ部分も測定範囲内に含まれている。そのため、平坦部分の高さを正確に測定することができない。

そこで、図２６に示すように、エッジ部分が含まれかつ平坦部分がほとんど含まれないように、マスク範囲表示指標Ｍ３で示されるマスク範囲が設定される。この場合、図２の測定処理部２３１は、測定範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰの部分のプロファイルデータからマスク範囲に含まれるマスタプロファイル形状ＭＰの部分のプロファイルデータを除去して高さを算出する。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰの平坦部分の高さを正確に測定することができる。

また、マスク範囲は補正範囲に対応付けられる。そのため、マスク範囲は、対応する補正範囲のマスタプロファイル形状ＭＰの部分と一体的に移動する。これにより、マスタプロファイル形状ＭＰの位置と実際に測定されるプロファイル形状の位置とが一致しない場合でも、プロファイル形状の測定範囲に含まれた不要な部分を除去して測定を行なうことができる。

（３）測定方法の変更
（ａ）距離画像
上記の測定設定が行なわれた後、同一種類の複数のワークＷの測定が順次行なわれる。ここで、ワークＷの測定の途中または終了後に測定方法が適切ではなかったことが判明する場合がある。このような場合、従来の光学式変位計測システムにおいては、測定時の状況を再現し、測定設定を再度行なった後、ワークＷの再測定および測定結果の再確認を行なう必要がある。しかしながら、測定時の状況を正確に再現できるとは限らない。仮に測定時の状況を正確に再現できたとしても、測定方法を最適にするために、試行錯誤しつつ測定方法の変更およびワークＷの測定を繰り返す必要がある。そのため、使用者の負担が増加する。

そこで、抽出部９３５（図２）は、距離画像生成部２３２（図２）により生成された距離画像データから所望のプロファイルデータを抽出する。シミュレーション部９３６（図２）は、抽出部９３５により抽出されたプロファイルデータの測定方法を変更して、シミュレーションを行なう。以下、測定処理のシミュレーションについて説明する。

図２８は、表示部３に表示される設定シミュレータ画面を示す図である。使用者は、表示部３に所定の操作をすることにより、図２８の設定シミュレータ画面６００を表示部３に表示させることができる。図２８に示すように、設定シミュレータ画面６００には、測定エリア表示領域６１０、測定結果表示領域６２０および選択結果表示領域６３０が表示される。また、設定シミュレータ画面６００には、設定変更ボタン６０１が表示される。

測定エリア表示領域６１０には、複数の測定範囲を示す一覧表が表示される。測定結果表示領域６２０および選択結果表示領域６３０は、上下方向に並ぶように測定エリア表示領域６１０の隣に配置される。測定結果表示領域６２０には、距離画像表示欄６２１およびトレンドグラフ表示欄６２２が左右に並ぶように配置される。距離画像表示欄６２１は、全体画像表示欄６２１ａと部分画像表示欄６２１ｂとを含む。全体画像表示欄６２１ａは部分画像表示欄６２１ｂ内に配置される。

全体画像表示欄６２１ａには、測定エリア表示領域６１０から選択された測定範囲についての距離画像が表示される。部分画像表示欄６２１ｂには、全体画像表示欄６２１ａの距離画像の一部が拡大表示される。図２８の例においては、距離画像の横軸はワークＷのＸ１方向（図３）の距離（幅）を示し、距離画像の縦軸はプロファイル番号を示す。距離画像の白黒の濃淡は、ワークＷのＺ１方向（図３）の距離（高さ）を示す。

トレンドグラフ表示欄６２２には、トレンドグラフが表示される。トレンドグラフは、部分画像表示欄６２１ｂの距離画像についての測定結果の時間変化を上下方向に延びる波形で表示（トレンド表示）する。本例では、測定結果は、設定された２つの測定範囲の高さの差（段差）である。使用者は、トレンドグラフ表示欄６２２に表示されたトレンドグラフを観測することにより、測定方法が適切であったか否かを容易に認識することができる。

全体画像表示欄６２１ａおよび部分画像表示欄６２１ｂには、左右方向に延びかつ上下方向に移動可能なカーソル６２１ｃが表示される。使用者は、図２の操作部９１０を操作してカーソル６２１ｃを上下方向に移動させることにより、所望の測定結果に対応するプロファイルデータを距離画像上で指定することができる。距離画像上でプロファイルデータが指定された状態で設定変更ボタン６０１が操作されると、後述する図２９の設定変更画面３００Ａが表示部３に表示される。

また、使用者は、トレンドグラフから特定の条件（以下、検索条件と呼ぶ。）を満たす測定結果を検索することができる。検索条件は、測定結果がある許容範囲内であること、測定結果がある許容範囲を超えること、測定結果が公差の範囲内であること、または測定結果が公差の範囲を超えること等を含む。これにより、測定方法を変更すべき測定結果を容易に検索することができる。

測定結果の検索が行なわれると、検索条件を満たすトレンドグラフの部分にマーカ６２２ｍが表示されることにより、検索条件を満たすトレンドグラフの部分が識別可能に表示される。また、距離画像表示欄６２１のカーソル６２１ｃは、トレンドグラフ表示欄６２２のマーカ６２２ｍの位置に対応する距離画像上の位置へ移動する。これにより、使用者は、測定方法を変更すべき所望の測定結果に対応するプロファイルデータを距離画像またはトレンドグラフ上で容易に識別し、指定することができる。

選択結果表示領域６３０には、プロファイル形状表示欄６３１および選択結果表示欄６３２が左右に並ぶように配置される。プロファイル形状表示欄６３１には、距離画像表示欄６２１の距離画像またはトレンドグラフ表示欄６２２のトレンドグラフ上で指定されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状ＰＲが表示される。使用者は、プロファイル形状表示欄６３１に表示されたプロファイル形状ＰＲを観測することにより、測定方法を変更すべきか否かを視覚的に確認することができる。

選択結果表示欄６３２には、プロファイル形状表示欄６３１に表示されたプロファイル形状ＰＲの測定範囲についての測定結果を示す一覧表が表示される。選択結果表示欄６３２には、複数の測定結果の統計値を表示することも可能である。

（ｂ）測定処理のシミュレーション
測定設定において、図２０の例のように、ワークＷの平坦部分の高さを測定するために、マスタプロファイル形状ＭＰの平坦部分に測定範囲が設定されたことを想定する。しかしながら、測定範囲が大きすぎる場合等のように、設定された測定方法に不具合がある場合には、ワークＷによってはプロファイル形状ＰＲの平坦部分に連続する不要なエッジ部分も測定範囲内に含まれることがある。

このような場合には、部分画像表示欄６２１ｂの一点鎖線Ｃよりも下方の部分のように、当初（一点鎖線Ｃよりも上方）の部分とは異なる測定結果が得られることとなる。そのため、部分画像表示欄６２１ｂの一点鎖線Ｃよりも下方の測定結果に対応するプロファイルデータについては、以下のように測定方法を変更することが望まれる。

図２９は、表示部３に表示される設定変更画面を示す図である。図２８の距離画像上でプロファイルデータが指定された状態で設定変更ボタン６０１が操作されると、図２９の設定変更画面３００Ａが表示部３に表示される。

図２９に示すように、設定変更画面３００Ａの表示内容は、図１２または図２０等の完了ボタン３１７に代えて実行ボタン３１７Ａが表示される点を除き、設定編集画面３００の表示内容と同様である。そのため、設定変更画面３００Ａの表示内容には、設定編集画面３００の表示内容と同一の符号が付される。図２９の例では、ＯＵＴ測定設定ボタン３１２ｄが操作されている。したがって、設定入力欄３２２には、測定対象表示欄３５０が表示されている。

図２の抽出部９３５は、図２８の距離画像上で指定されたプロファイルデータを抽出する。図２９の画像表示欄３２１には、抽出部９３５により抽出されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状ＰＲが表示される。測定設定欄３１２または撮像設定欄３１１のプロファイルボタン３１１ｃが操作されると、図２のシミュレーション部９３６は抽出部９３５により抽出されたプロファイルデータの測定方法を変更する。

なお、設定変更画面３００Ａにおいては、撮像パラメータの状態を変更することができない。すなわち、トリガ設定ボタン３１１ａおよび撮像設定ボタン３１１ｂは操作不可能である。そのため、トリガ設定ボタン３１１ａおよび撮像設定ボタン３１１ｂはグレーアウト表示される。

図２９の例では、測定範囲が大きすぎるため、プロファイル形状ＰＲの平坦部分に連続する不要なエッジ部分も測定範囲内に含まれている。このような場合、測定範囲入力欄３５２が操作されることにより、不要なエッジ部分を含まないように測定範囲の設定を変更することができる。あるいは、図２６の例と同様に、エッジ部分が含まれかつ平坦部分がほとんど含まれないようにマスク範囲を追加的に設定することができる。

上記の測定方法の変更が行なわれた後、実行ボタン３１７Ａが操作されると、シミュレーション部９３６は、変更後の測定方法に基づいて測定処理をシミュレーションにより実行する。これにより、測定設定が適切に行なわれていた場合の測定結果と等価な測定結果を得ることができる。図２８の距離画像表示欄６２１には、シミュレーションにより得られた測定結果に基づいて更新された距離画像が表示される。使用者は、更新された距離画像を観察することにより、測定結果が適切であるか否かを視認することができる。

図３０および図３１は、測定方法の変更についての他の例を説明するための図である。図３０および図３１の設定変更画面３００Ａは、完了ボタン３１７に代えて実行ボタン３１７Ａが表示される点を除き、図２５の設定編集画面３００と同様である。図３０の例のように、マスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥ近傍に対応するプロファイル形状ＰＲの部分に歪みが発生した場合には、所望の部分とは異なる部分がプロファイル形状ＰＲのエッジＰＥとして検出されることがある。この場合、測定処理において適切な位置補正処理が実行されないので、適切な測定結果が得られない。

そこで、シミュレーションによりマスタプロファイル形状ＭＰのエッジレベルＭＬの設定を変更することができる。図３０および図３１の例では、マスタプロファイル形状ＭＰのエッジＭＥの比較的上部に対応するプロファイル形状ＰＲの部分には大きな歪みが発生していない。そこで、マスタプロファイル形状ＭＰのエッジレベルＭＬが図３０の例よりも高く設定される。これにより、図３１の例のように、プロファイル形状ＰＲのエッジＰＥを適切に検出することができる。その結果、測定処理のシミュレーションにおいて、適切な位置補正処理を実行することができる。

測定方法の変更についてのさらに他の例として、図２９〜図３１の設定変更画面３００Ａが操作されることにより、マスタプロファイルデータの設定を変更することができる。また、フィルタ処理、測定対象または測定モードの追加または変更を行なうことができる。

図２の測定処理部２３１は、測定結果についての許容値または公差等の評価値に基づいて、距離画像ごとに測定結果が良好であるか否かを判定することができる。使用者は、距離画像の判定結果を確認することにより、上記の測定方法の変更を行なう必要がある距離画像を選択することができる。

図３２は、表示部３に表示されるシミュレート対象データ選択画面を示す図である。使用者は、表示部３に所定の操作をすることにより、図３２のシミュレート対象データ選択画面７００を表示部３に表示させることができる。図３２に示すように、シミュレート対象データ選択画面７００には、左右に並ぶように距離画像表示領域７１０および選択結果表示領域７２０が表示される。また、シミュレート対象データ選択画面７００には、ＯＫボタン７０１が表示される。

距離画像表示領域７１０には、複数の距離画像表示欄７１１が表示される。各距離画像表示欄７１１には、距離画像が表示される。また、測定結果が不良である距離画像を表示する距離画像表示欄７１１には、判定結果が不良であることを示す指標（本例では「ＮＧ」マーク）が表示される。

いずれかの距離画像表示欄７１１が操作されると、操作された距離画像表示欄７１１に対応する距離画像が選択される。選択結果表示領域７２０には、距離画像表示領域７１０から選択された距離画像に関する測定結果を示す一覧表が表示される。使用者は、いずれかの距離画像表示欄７１１を操作した状態でＯＫボタン７０１を操作することにより、上記の測定方法の変更を行なう距離画像を決定することができる。

（４）測定シミュレーション処理
図３３および図３４は、測定シミュレーション処理を示すフローチャートである。以下、図１、図２、図３３および図３４を参照しながらＰＣ９００による測定シミュレーション処理を説明する。

まず、ＰＣ９００は、所望の距離画像を図２８の設定シミュレータ画面６００の距離画像表示欄６２１に表示する（ステップＳ２１）。使用者は、操作部９１０を用いて所定の操作を行なうことにより、表示部３に設定シミュレータ画面６００を表示するとともに、距離画像表示欄６２１に表示させる距離画像を選択することができる。あるいは、使用者は、図３２のシミュレート対象データ選択画面７００から所望の距離画像を選択することもできる。

次に、ＰＣ９００は、距離画像上でプロファイルデータが指定されたか否かを判定する（ステップＳ２２）。使用者は、距離画像表示欄６２１のカーソル６２１ｃを移動させることにより、距離画像上でプロファイルデータが指定することができる。

ステップＳ２２においてプロファイルデータが指定されていない場合には、ＰＣ９００はプロファイルデータが指定されるまで待機する。ステップＳ２２においてプロファイルデータが指定された場合には、ＰＣ９００は、指定されたプロファイルデータに対応するプロファイル形状ＰＲを図２９〜図３１の設定変更画面３００Ａの画像表示欄３２１に表示させる（ステップＳ２３）。

続いて、ＰＣ９００は、測定方法の変更が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２４）。使用者は、設定変更画面３００Ａの設定入力欄３２２を操作することにより、測定方法の変更を指示することができる。

ステップＳ２４において測定方法の変更が指示されていない場合には、ＰＣ９００は測定方法の変更が指示されるまで待機する。ステップＳ２４において測定方法の変更が指示された場合には、ＰＣ９００は、変更後の測定方法における測定処理をシミュレーションする（ステップＳ２５）。また、表示処理部２４０は、シミュレーションの結果を設定シミュレータ画面６００に表示する（ステップＳ２６）。

その後、ＰＣ９００は、測定方法の変更の終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。使用者は、設定シミュレータ画面６００の図示しない終了ボタンを操作することにより、測定方法の変更の終了を指示することができる。ステップＳ２７において測定方法の変更の終了が指示されていない場合には、ＰＣ９００は、測定方法の変更が再度指示されたか否かを判定する（ステップＳ２８）。使用者は、設定シミュレータ画面６００の設定変更ボタン６０１を操作することにより、測定方法の変更を再度指示することができる。

ステップＳ２８において測定方法の変更が再度指示された場合には、ＰＣ９００はステップＳ２５の処理に戻る。ステップＳ２８において測定方法の変更が再度指示されていない場合には、ＰＣ９００はステップＳ２７の処理に戻る。測定方法の変更の終了が指示されるまでステップＳ２５〜Ｓ２８の処理が繰り返される。ステップＳ２７において測定方法の変更の終了が指示された場合には、ＰＣ９００は測定シミュレーション処理を終了する。

（５）効果
本実施の形態に係る光学式変位計測システム１においては、プロファイル形状に関する測定結果の測定方法が測定処理部２３１に設定される。受光部１２０により生成された撮像距離画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータがプロファイル生成部２２２により生成される。生成されたプロファイルデータに基づいて、測定結果が測定処理部２３１により算出される。

複数回のプロファイル形状の検出において複数のプロファイルデータがプロファイル生成部２２２により生成される。生成された複数のプロファイルデータの時間的変化を表す距離画像が距離画像生成部２３２により生成される。生成された距離画像が設定シミュレータ画面６００の距離画像表示欄６２１に表示される。使用者は、距離画像表示欄６２１に表示された距離画像を観測することにより、設定された測定方法が適切であるかどうかを視覚的に確認することができる。

設定された測定方法が適切でない場合には、距離画像表示欄６２１に表示された距離画像上で複数のプロファイルデータのいずれかを選択することができる。選択されたプロファイルデータに基づいてプロファイル形状が設定変更画面３００Ａの画像表示欄３２１に表示される。ここで、使用者は、設定変更画面３００Ａの設定入力欄３２２を操作することにより、設定された測定方法を変更することができる。測定方法が変更された場合に、複数回のプロファイル形状の検出において生成された複数のプロファイルデータに基づいて、変更後の測定方法により複数のプロファイルデータについての測定結果がシミュレーション部９３６により算出される。これにより、測定方法を事後的に変更するとともに変更された測定方法による複数の測定結果を取得することができる。

［４］他の実施の形態
（１）上記実施の形態の撮像設定においては、使用者が状態を変更すべき撮像パラメータを選択するとともに変更すべき複数の状態を指定するが、本発明はこれに限定されない。撮像パラメータごとに変更すべき複数の状態が予め設定されている場合には、使用者は、選択した撮像パラメータについて、変更すべき複数の状態を指定しなくてもよい。

また、状態を変更すべき撮像パラメータが予め設定されている場合には、使用者は、状態を変更すべき撮像パラメータを選択しなくてもよい。そのため、例えば、受光素子１２１の露光時間のように探索される頻度が高い撮像パラメータは、状態を変更すべき撮像パラメータとして予め設定されていてもよい。これにより、短時間で最適な撮像条件を設定することができる。

（２）上記実施の形態の撮像設定においては、図１６に示すように、信頼度に対応する指標が撮像条件最適化画面４００に表示されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。信頼度に対応する指標は、撮像条件最適化画面４００に表示されなくてもよい。

また、複数の指標および複数のプロファイル形状は、信頼度の降順または昇順に表示されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。複数の指標および複数のプロファイル形状は、取得された順序で表示されてもよいし、他の順序で表示されてもよい。

（３）上記実施の形態の撮像設定においては、カスタム探索画面５００には、受光感度、露光時間、ピーク検出感度、ピーク位置を選択する方式、ピーク幅フィルタおよび撮像モードを選択するためのチェックボックスが表示されるが、本発明はこれに限定されない。カスタム探索画面５００には、任意の撮像パラメータを選択するためのチェックボックスが表示されてもよい。

（４）上記実施の形態の撮像設定においては、信頼度算出部９３４により算出された信頼度に対応する指標を表示するためのスコア表示欄４１１ｃが撮像条件最適化画面４００に設けられるが、本発明はこれに限定されない。ＰＣ９００が最も高い信頼度を有する撮像条件を最も好ましい撮像条件として選択する場合には、使用者は指標を視認する必要がないので、スコア表示欄４１１ｃは撮像条件最適化画面４００に設けられなくてもよい。

（５）上記実施の形態の測定設定においては、距離画像生成部２３２は複数のプロファイルデータの識別子と複数の測定結果との関係を表示するための距離画像データを生成するが、本発明はこれに限定されない。距離画像生成部２３２は、複数のプロファイルデータの時間的変化を表す他の画像を表示するための画像データを生成してもよい。

（６）上記実施の形態の測定設定の補正処理においては、マスタプロファイル形状ＭＰが他のプロファイル形状ＰＲに一致するように移動することにより、プロファイル形状ＰＲに対する測定範囲およびマスク範囲の相対的な位置が補正されるが、本発明はこれに限定されない。他のプロファイル形状ＰＲがマスタプロファイル形状ＭＰに一致するように移動することにより、プロファイル形状ＰＲに対する測定範囲およびマスク範囲の相対的な位置が補正されてもよい。

［５］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部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、ワークＷが測定対象物の例であり、投光部１１０が投光部の例であり、受光部１２０が受光部の例であり、光学式変位計測システム１が光学式変位計測システムの例である。撮像設定部９３１が撮像設定部の例であり、撮像制御部２１０が撮像制御部の例であり、プロファイル生成部２２２がプロファイル生成部の例であり、信頼度算出部９３４が信頼度算出部の例である。操作部９１０が第１および第２の操作部の例であり、結果表示領域４１０および選択画像表示領域４２０がそれぞれ第１および第２の表示部の例であり、処理装置２００およびＰＣ９００が処理装置の例である。

請求項の各構成要素として、上記実施の形態に記載された構成要素の他、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。
［６］参考形態
（１）第１の参考形態に係る光学式変位計測システムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するように構成される撮像設定部と、撮像設定部により設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する撮像制御部と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する信頼度算出部とを備える。
この光学式変位計測システムにおいては、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
この構成によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
（２）撮像設定部は、複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータとして選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更してもよい。
この構成によれば、選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更した場合の複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。これにより、短時間で最適な撮像条件を設定することができる。
（３）撮像設定部には、複数の撮像パラメータのうち１以上の変更すべき撮像パラメータが推奨設定されるとともに、推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータの変更すべき複数の状態が推奨設定され、光学式変位計測システムは、推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータ、または推奨設定された変更すべき複数の状態を変更するために使用者により操作される第１の操作部をさらに備えてもよい。
熟練していない使用者には、複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータを判断すること、および撮像パラメータの変更すべき複数の状態を判断することが困難であることが多い。このような場合でも、上記の構成によれば、変更すべき撮像パラメータおよび変更すべき複数の状態が推奨設定されているので、使用者は適切な撮像条件を容易に設定することができる。また、熟練した使用者は、第１の操作部を操作して推奨設定を変更することにより、最適な撮像条件を設定することができる。
（４）第１の操作部は、１以上の撮像パラメータを指定可能に構成され、撮像設定部は、第１の操作部の操作による使用者の指定に基づいて、１以上の撮像パラメータを変更すべき撮像パラメータとして選択してもよい。
この場合、使用者は、第１の操作部を操作することにより、変更すべき１以上の撮像パラメータを選択することができる。これにより、使用者は、所望の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（５）第１の操作部は、選択された各撮像パラメータの複数の状態を指定可能に構成され、撮像設定部は、選択された各撮像パラメータの状態を第１の操作部の操作により指定された複数の状態に変更してもよい。
この場合、使用者は、第１の操作部を操作することにより、選択した１以上のパラメータの各々について、変更すべき複数の状態を指定することができる。これにより、使用者は、所望の撮像パラメータの状態を所望の複数の状態に変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（６）複数の撮像パラメータは、第１の撮像パラメータと、第１の撮像パラメータに依存関係を有する第２の撮像パラメータとを含み、第１の操作部は、第１の撮像パラメータの状態を設定可能に構成され、撮像設定部は、第１の操作部により設定された第１の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲で第２の撮像パラメータの状態を変更してもよい。
この場合、第１の撮像パラメータに依存関係を有する第２の撮像パラメータの状態は、第１の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲で変更される。これにより、設定された第１の撮像パラメータの状態を維持しつつ、第２の撮像パラメータを含む他の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（７）撮像制御部は、周期性を有する基準信号に同期して動作し、第１の撮像パラメータは基準信号の周期を含み、第２の撮像パラメータは受光部の露光時間を含んでもよい。
この場合、露光時間の状態は、基準信号の周期の状態を維持可能な範囲で変更される。これにより、設定された基準信号の周期の状態を維持しつつ、露光時間を含む他の撮像パラメータの状態を変更した場合の最適な撮像条件を判断することができる。
（８）撮像設定部は、信頼度算出部により算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定してもよい。
この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件が投光部および受光部の撮像条件として決定される。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も高い信頼度を有するプロファイル形状が取得されたときの撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。
（９）光学式変位計測システムは、プロファイル生成部により生成される複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示する第１の表示部と、第１の表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかを指定するために使用者により操作される第２の操作部とをさらに備え、撮像設定部は、第２の操作部の操作により指定されたプロファイル形状に対応する撮像条件を投光部および受光部の撮像条件として決定してもよい。
この場合、使用者は、第１の表示部に表示された複数のプロファイル形状を視認するとともに、第２の操作部を操作することにより、最も好ましい撮像条件に対応するプロファイル形状を指定することができる。これにより、以後のプロファイル形状の測定において、最も好ましい撮像条件でプロファイル形状を取得することが可能となる。
（１０）第１の表示部は、信頼度算出部により算出された信頼度を示す指標を対応するプロファイル形状とともに表示してもよい。
この場合、使用者は、プロファイル形状および指標を視認することにより、客観的に最も好ましい撮像条件を客観的に判断することができる。
（１１）第１の表示部は、信頼度算出部により算出された複数の信頼度を示す複数の指標および複数のプロファイル形状を信頼度の降順または昇順に表示してもよい。
この場合、最も高い信頼度を有するプロファイル形状を視認することが容易になる。これにより、使用者は、信頼度を考慮して最も好ましい撮像条件を容易に判断することができる。
（１２）撮像制御部は、決定した撮像条件に対応する撮像画像データを複数回生成するように投光部および受光部を制御し、プロファイル生成部は、受光部により複数回生成される撮像画像データに基づいてプロファイルデータを順次生成し、光学式変位計測システムは、プロファイル生成部により順次生成される複数のプロファイルデータに基づいて、プロファイル形状を順次更新しつつ表示する第２の表示部をさらに備えてもよい。
この場合、決定された撮像条件において取得されたプロファイル形状が順次更新されつつ第２の表示部に表示される。ここで、使用者は、測定対象物の位置および姿勢をわずかに変化させることにより、測定対象物の位置および姿勢が変化したときでも、適切なプロファイル形状を取得できるか否かを確認することができる。測定対象物の位置および姿勢が変化したときでも適切なプロファイル形状を取得できるように複数の撮像パラメータの状態を決定することにより、ロバスト性の高い撮像条件を設定することができる。
（１３）第２の参考形態に係る撮像条件最適化方法は、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件最適化方法であって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するステップと、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御するステップと、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するステップと、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出するステップとを含む。
この撮像条件最適化方法によれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
この方法によれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。
（１４）第３の参考形態に係る撮像条件最適化プログラムは、一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件の最適化を処理装置に実行させる撮像条件最適化プログラムであって、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定する処理と、設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように投光部および／または受光部を制御する処理と、生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する処理と、生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する処理とを、処理装置に実行させる。
この撮像条件最適化プログラムによれば、撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態が設定される。設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態が変更されることにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データが生成される。生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータが生成される。生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度が算出される。
このプログラムによれば、撮像パラメータの複数の状態の組み合わせに対応する複数の撮像条件において撮像画像データが生成される。また、各撮像画像データに対応するプロファイル形状の信頼度が算出される。そのため、使用者は、生成されたプロファイルデータに基づくプロファイル形状または算出された信頼度に基づいて、いずれの撮像条件が最適であるかを判断することができる。これにより、最適な撮像条件を容易に設定することができる。

本発明は、測定対象物の変位を検出するための光学式変位計測システムの撮像条件の最適化に有効に利用することができる。

１光学式変位計測システム
３表示部
１００撮像ヘッド
１１０投光部
１２０受光部
１２１受光素子
１２２受光レンズ
２００処理装置
２１０撮像制御部
２１１投光制御部
２１２受光制御部
２２０データ処理部
２２１ピーク検出部
２２２プロファイル生成部
２３０測定制御部
２３１測定処理部
２３２距離画像生成部
２４０表示処理部
２５０入力受付部
２５１撮像受付部
２５２測定受付部
２６０，９２０記憶部
３００設定編集画面
３００Ａ設定変更画面
３１０共通表示欄
３１１撮像設定欄
３１１ａトリガ設定ボタン
３１１ｂ撮像設定ボタン
３１１ｃプロファイルボタン
３１２測定設定欄
３１２ａマスタ登録ボタン
３１２ｂ位置補正ボタン
３１２ｃプロファイルマスクボタン
３１２ｄＯＵＴ測定設定ボタン
３１３出力設定欄
３１３ａ端子／ストレージボタン
３１４ファイル保存ボタン
３１５サンプリング周波数表示欄
３１６処理時間表示欄
３１７完了ボタン
３１７Ａ実行ボタン
３２０個別表示欄
３２１画像表示欄
３２２設定入力欄
３２３画像更新ボタン
３２４プロファイル更新ボタン
３２５プロファイル選択ボタン
３３０パラメータ詳細入力欄
３３０ａ設定最適ボタン
３３０ｂやり直しボタン
３３１，３３８受光特性欄
３３１ａ受光感度特性プルダウンメニュー
３３２光量設定欄
３３２ａ露光時間プルダウンメニュー
３３２ｂ光量設定ボタン
３３２ｃ光量制御欄
３３３ピーク時処理欄
３３３ａピーク検出感度プルダウンメニュー
３３３ｂ無効データ補間点数入力欄
３３４複数ピーク処理欄
３３４ａピーク選択プルダウンメニュー
３３４ｂ，３３４ｃピーク幅フィルタチェックボックス
３３５撮像モード欄
３３５ａ撮像モードプルダウンメニュー
３３６画像マスク欄
３３６ａ画像マスクボタン
３３６ｂ画像マスク表示欄
３３７測定範囲欄
３３７ａＸ方向プルダウンメニュー
３３７ｂＺ方向プルダウンメニュー
３３８ａビニングプルダウンメニュー
３４０マスタプロファイル登録欄
３４１登録ボタン
３５０測定対象表示欄
３５０ａ，３７０ａ，３８０ａ，４２４確定ボタン
３５１測定対象入力欄
３５１ａ対象ヘッドプルダウンメニュー
３５１ｂ測定対象設定欄
３５１ｃ測定対象設定ボタン
３５２測定範囲入力欄
３５２ａ，３７１ａ左端入力欄
３５２ｂ，３７１ｂ右端入力欄
３５３測定結果出力欄
３５３ａ〜３５３ｃ測定結果表示欄
３６０プロファイル詳細設定欄
３６０ａ標準設定へボタン
３６１空間フィルタ設定欄
３６１ａスムージングプルダウンメニュー
３６１ｂメディアンプルダウンメニュー
３７０Ｘ補正欄
３７１エッジ測定エリア欄
３７１ｃエッジレベル入力欄
３７２エッジ測定詳細欄
３７２ａエッジ方向プルダウンメニュー
３７２ｂ検出方向プルダウンメニュー
３７２ｃ検出Ｎｏ．プルダウンメニュー
３８０プロファイルマスク設定欄
３８１マスクエリア欄
３８１ａマスクエリア一覧表
３８２マスクエリア詳細欄
３８２ａエリア表示欄
３８２ｂ形状表示欄
３８３エリア設定欄
３８３ａ左上Ｘ座標入力欄
３８３ｂ左上Ｚ座標入力欄
３８３ｃ右下Ｘ座標入力欄
３８３ｄ右下Ｚ座標入力欄
３８４位置補正選択欄
３８４ａ位置補正選択プルダウンメニュー
４００撮像条件最適化画面
４１０結果表示領域
４１１結果表示欄
４１１ａ，４２１撮像画像表示欄
４１１ｂ，４２２，６３１プロファイル形状表示欄
４１１ｃスコア表示欄
４１２カスタム探索ボタン
４１３オプティマイズボタン
４２０選択画像表示領域
４２３連続更新ボタン
５００カスタム探索画面
５０１実行パターン数表示欄
５０２探索実行ボタン
５１０〜５１４受光感度特性チェックボックス
５２０〜５２９，５２Ａ露光時間チェックボックス
５３０〜５３５ピーク検出感度チェックボックス
５４０〜５４６ピーク選択チェックボックス
５５０ピーク幅フィルタチェックボックス
５６０〜５６５撮像モードチェックボックス
６００設定シミュレータ画面
６０１設定変更ボタン
６１０測定エリア表示領域
６２０測定結果表示領域
６２１，７１１距離画像表示欄
６２１ａ全体画像表示欄
６２１ｂ部分画像表示欄
６２１ｃカーソル
６２２トレンドグラフ表示欄
６２２ｍマーカ
６３０，７２０選択結果表示領域
６３２選択結果表示欄
７００シミュレート対象データ選択画面
７０１ＯＫボタン
７１０距離画像表示領域
９００ＰＣ
９１０操作部
９３０制御部
９３１撮像設定部
９３２測定設定部
９３３処理間算出部
９３４信頼度算出部
９３５抽出部
９３６シミュレーション部
Ｍ１測定範囲表示指標
Ｍ２補正範囲表示指標
Ｍ３マスク範囲表示指標
ＭＥ，ＰＥエッジ
ＭＬ，ＰＬエッジレベル
ＭＰマスタプロファイル形状
ＮＰノイズ部
Ｐ１ピーク
ＰＰピーク位置
ＰＲプロファイル形状
Ｒ１受光領域
ＳＳ画素列
Ｗワーク

Claims

一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムであって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するように構成される撮像設定部と、
前記撮像設定部により設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御する撮像制御部と、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する信頼度算出部とを備え、
前記撮像設定部は、前記信頼度算出部により算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定する、光学式変位計測システム。
一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムであって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するように構成される撮像設定部と、
前記撮像設定部により設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御する撮像制御部と、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記プロファイル生成部により生成される複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示する第１の表示部と、
前記第１の表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかを指定するために使用者により操作される第１の操作部とを備え、
前記撮像設定部は、前記第１の操作部の操作により指定されたプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定する、光学式変位計測システム。
前記第１の表示部は、前記信頼度算出部により算出された信頼度を示す指標を対応するプロファイル形状とともに表示する、請求項２記載の光学式変位計測システム。
前記第１の表示部は、前記信頼度算出部により算出された複数の信頼度を示す複数の指標および複数のプロファイル形状を信頼度の降順または昇順に表示する、請求項３記載の光学式変位計測システム。
前記撮像制御部は、決定した撮像条件に対応する撮像画像データを複数回生成するように前記投光部および前記受光部を制御し、
前記プロファイル生成部は、前記受光部により複数回生成される撮像画像データに基づいてプロファイルデータを順次生成し、
前記光学式変位計測システムは、
前記プロファイル生成部により順次生成される複数のプロファイルデータに基づいて、プロファイル形状を順次更新しつつ表示する第２の表示部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学式変位計測システム。
前記撮像設定部は、複数の撮像パラメータのうち変更すべき撮像パラメータとして選択された１以上の撮像パラメータの状態を変更する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学式変位計測システム。
前記撮像設定部には、複数の撮像パラメータのうち１以上の変更すべき撮像パラメータが推奨設定されるとともに、前記推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータの変更すべき複数の状態が推奨設定され、
前記光学式変位計測システムは、前記推奨設定された１以上の変更すべき撮像パラメータ、または推奨設定された変更すべき複数の状態を変更するために使用者により操作される第２の操作部をさらに備える、請求項６記載の光学式変位計測システム。
前記第２の操作部は、１以上の撮像パラメータを指定可能に構成され、
前記撮像設定部は、前記第２の操作部の操作による使用者の指定に基づいて、１以上の撮像パラメータを前記変更すべき撮像パラメータとして選択する、請求項７記載の光学式変位計測システム。
前記第２の操作部は、前記選択された各撮像パラメータの複数の状態を指定可能に構成され、
前記撮像設定部は、前記選択された各撮像パラメータの状態を前記第２の操作部の操作により指定された複数の状態に変更する、請求項８記載の光学式変位計測システム。
複数の撮像パラメータは、第１の撮像パラメータと、前記第１の撮像パラメータに依存関係を有する第２の撮像パラメータとを含み、
前記第２の操作部は、前記第１の撮像パラメータの状態を設定可能に構成され、
前記撮像設定部は、前記第２の操作部により設定された前記第１の撮像パラメータの状態を維持可能な範囲で前記第２の撮像パラメータの状態を変更する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の光学式変位計測システム。
前記撮像制御部は、周期性を有する基準信号に同期して動作し、
前記第１の撮像パラメータは前記基準信号の周期を含み、
前記第２の撮像パラメータは前記受光部の露光時間を含む、請求項１０記載の光学式変位計測システム。
一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件最適化方法であって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するステップと、
設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御するステップと、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するステップと、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出するステップと、
算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定するステップとを含む、撮像条件最適化方法。
一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件最適化方法であって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定するステップと、
設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御するステップと、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成するステップと、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出するステップと、
生成された複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示部に表示するステップと、
前記表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかの指定を受け付けるステップと、
指定が受け付けられたプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定するステップとを含む、撮像条件最適化方法。
一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件の最適化を処理装置に実行させる撮像条件最適化プログラムであって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定する処理と、
設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御する処理と、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する処理と、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する処理と、
算出された複数の信頼度のうち最も高い信頼度を有するプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定する処理とを、
前記処理装置に実行させる、撮像条件最適化プログラム。
一方向に沿って光を測定対象物に照射する投光部と、測定対象物からの反射光を受光し、受光量に基づいて測定対象物の画像を示す撮像画像データを生成する受光部とを備え、三角測距方式により測定対象物のプロファイル形状を測定する光切断方式の光学式変位計測システムの撮像条件の最適化を処理装置に実行させる撮像条件最適化プログラムであって、
撮像条件を設定するための複数の撮像パラメータの状態を設定する処理と、
設定された複数の撮像パラメータのいずれかの状態を変更することにより複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数の撮像画像データを生成するように前記投光部および／または前記受光部を制御する処理と、
生成された各撮像画像データに基づいて、プロファイル形状を示すプロファイルデータを生成する処理と、
生成された各プロファイルデータまたは当該プロファイルデータに対応する撮像画像データに基づいて、当該プロファイルデータにより示されるプロファイル形状の信頼度を算出する処理と、
生成される複数のプロファイルデータに基づいて、複数の撮像条件にそれぞれ対応する複数のプロファイル形状を表示部に表示する処理と、
前記表示部に表示された複数のプロファイル形状のいずれかの指定を受け付ける処理と、
指定が受け付けられたプロファイル形状に対応する撮像条件を前記投光部および前記受光部の撮像条件として決定する処理とを、
前記処理装置に実行させる、撮像条件最適化プログラム。