(57)【要約】【課題】画像処理のデータ量を削減しながら、対象物の位置を精度よく測定する。【解決手段】測定装置は、第１のレーザ光を対象物に照射する第１の照射部と、前記対象物における前記第１のレーザ光の輝点である第１の輝点を撮像し、前記第１の輝点を含む第１の画像を生成する撮像部と、前記第１の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件を満たす画素である第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定を行う第１の撮像設定部と、前記第１の撮像設定が行われた前記第１の画像である第１の設定画像に含まれる前記第１の対象画素に基づき、前記第１の設定画像の一部であって前記第１の輝点を含む第１の領域を設定する領域設定部と、前記第１の領域に含まれる前記第１の画像である第１の部分画像を処理する処理部と、処理後の前記第１の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定する測定部と、を備える。【選択図】図１
2020046381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザ光を対象物に照射する第１の照射部と、
前記対象物における前記第１のレーザ光の輝点である第１の輝点を撮像し、前記第１の輝点を含む第１の画像を生成する撮像部と、
前記第１の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件を満たす画素である第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定を行う第１の撮像設定部と、
前記第１の撮像設定が行われた前記第１の画像に含まれる前記第１の対象画素に基づき、前記第１の画像の一部を含む領域であって前記第１の輝点を含む第１の領域を設定する領域設定部と、
前記第１の領域に含まれる画像である第１の部分画像を処理する処理部と、
処理後の前記第１の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定する測定部と、を備える、
測定装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記第１の輝点を撮像して前記第１の部分画像を生成し、
前記第１の部分画像に含まれる画素の画素値の統計値が所定の範囲に含まれるように第２の撮像設定を行う第２の撮像設定部をさらに備え、
前記処理部は、前記第２の撮像設定が行われた前記第１の部分画像を処理する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記処理後の前記第１の部分画像に含まれる画素の重心の位置に基づき、前記対象物の位置を測定する、
請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、検知範囲における最大の画素値を有することである、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記第１の部分画像に対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理の少なくともいずれか１つを行う、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記第１の撮像設定は、前記撮像部における露光時間を設定することである、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記第２の撮像設定は、前記撮像部における露光時間を設定することである、
請求項２に記載の測定装置。
【請求項８】
第２のレーザ光を前記対象物に照射する第２の照射部をさらに備え、
前記撮像部は、前記対象物における前記第２のレーザ光の輝点である第２の輝点を撮像し、前記第２の輝点を含む第２の画像をさらに生成し、
前記第１の撮像設定部は、前記第２の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件を満たす画素である第２の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第３の撮像設定をさらに行い、
前記領域設定部は、前記第３の撮像設定が行われた前記第２の画像に含まれる前記第２の対象画素に基づき、前記第２の画像の一部を含む領域であって前記第２の輝点を含む第２の領域をさらに設定し、
前記処理部は、前記第２の領域に含まれる画像である第２の部分画像をさらに処理し、
前記測定部は、前記処理後の前記第１の部分画像及び処理後の前記第２の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定する、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の測定装置と、
前記測定装置によって測定された結果に基づき、対象物にレーザマーキングを行うマーキング部と、を備える、
レーザマーキング装置。
【請求項１０】
第１のレーザ光を対象物に照射する第１の照射部を備える測定装置における測定方法であって、
前記対象物における前記第１のレーザ光の輝点である第１の輝点を撮像し、前記第１の輝点を含む第１の画像を生成するステップと、
前記第１の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件を満たす画素である第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定を行うステップと、
前記第１の撮像設定が行われた前記第１の画像に含まれる前記第１の対象画素に基づき、前記第１の画像の一部を含む領域であって前記第１の輝点を含む第１の領域を設定するステップと、
前記第１の領域に含まれる画像である第１の部分画像を処理するステップと、
処理後の前記第１の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定するステップと、を有する、
測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、レーザ光を用いて対象物の位置を測定する測定装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて物体の高さなどを測定する方法がある。このような測定方法は、たとえば特許文献１及び２などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３６８４１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３４４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のレーザマーカでは、レーザマーカの筐体下面とワークの印字すべき面との間の距離であるワーキングディスタンスが測定される。詳細には、ワークの表面に向けてポインタ光が出射され、ワーク表面に生成された輝点がポインタ光と異なる方向から撮像される。撮像した画像における輝点の位置がワーキングディスタンスに応じて変化するため、三角測量の原理を用いて、画像における輝点の位置に基づきワーキングディスタンスが求められる。
【０００５】
ワーキングディスタンスなどの測定対象の測定精度を向上させるには、画像における輝点の位置測定の精度向上が求められる。しかしながら、レーザ光の反射率は、ワークの材質に応じて変化することが多く、このような場合、輝点の明るさがワークの材質に応じて変化し、位置の検出誤差が増大することがある。このため、輝点の明るさの変化に基づく測定誤差を抑制することを目的とし、画像処理または撮像設定の調整などが行われる。しかしながら、画像処理は、処理負荷が大きく、処理時間も長くなるため、画像処理のデータ量を削減することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００７】
本発明の一の手段は、
第１のレーザ光（ＬＡ）を対象物（３３）に照射する第１の照射部（１１Ａ）と、
前記対象物における前記第１のレーザ光の輝点である第１の輝点（ＳＡ）を撮像し、前記第１の輝点を含む第１の画像（ＩＡ）を生成する撮像部（１２）と、
前記第１の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件（ＣＭＡ）を満たす画素である第１の対象画素（ＰＥＡ）の画素値が所定の範囲（ＭａｘＡ）に含まれるように第１の撮像設定を行う第１の撮像設定部（２１）と、
前記第１の撮像設定が行われた前記第１の画像に含まれる前記第１の対象画素に基づき、前記第１の画像の一部を含む領域であって前記第１の輝点を含む第１の領域（ＲＡ）を設定する領域設定部（２２）と、
前記第１の領域に含まれる画像である第１の部分画像（ＰＩＡ）を処理する処理部（２４）と、
処理後の前記第１の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定する測定部（２５）と、を備える、
測定装置（１）である。
【０００８】
上記構成の測定装置によれば、たとえば最も大きい画素値を有する第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定が行われることで、画像における第１の輝点を構成する複数の画素の画素値を一定の範囲内に収めることができる。これにより、対象物の材質が変化して第１の輝点の明るさが変化する場合においても、画像において第１の輝点のイメージを良好に描画することができるので、第１の領域を適切に設定することができる。そして、第１の領域に含まれる第１の部分画像が処理部において処理されることで、画像処理のデータ量を削減することができるので、処理負荷を低減し、処理時間を短くすることができる。また、たとえば、画像における輝点の位置を精度よく測定するための画像処理を第１の部分画像に対して行うことで、画像における第１の輝点の位置を精度よく測定することができる。これにより、対象物の位置の測定精度を向上させることができる。
【０００９】
上記測定装置において、好ましくは、
前記撮像部は、前記第１の輝点を撮像して前記第１の部分画像を生成し、
前記第１の部分画像に含まれる画素の画素値の統計値が所定の範囲（ＡｖｅＡ）に含まれるように第２の撮像設定を行う第２の撮像設定部（２３）をさらに備え、
前記処理部は、前記第２の撮像設定が行われた前記第１の部分画像を処理する。
【００１０】
上記構成の測定装置によれば、たとえば、撮像部の撮像範囲を第１の領域に対応する範囲に縮小することができるので、撮像部における第１の部分画像の生成に要する時間を短縮することができる。また、第１の部分画像に含まれる画素の画素値の統計値が所定の範囲に含まれるように第２の撮像設定が行われることで、第１の部分画像における第１の輝点の輪郭部分を良好に描画することができる。これにより、たとえば、対象物の材質が変化して第１の輝点の明るさが変化する場合においても、第１の部分画像における第１の輝点のイメージの形状のばらつきを抑制することができる。
【００１１】
上記測定装置において、好ましくは、
前記測定部は、前記処理後の前記第１の部分画像に含まれる画素の重心の位置（ＣＡ）に基づき、前記対象物の位置を測定する。
【００１２】
上記構成の測定装置によれば、第１の部分画像における第１の輝点の周辺に位置する小さい画素値を有する画素は、重心の位置にほとんど影響を与えないので、第１の輝点を構成する複数の画素の画素値の分布に基づき重心の位置を決定することができる。これにより、たとえば、第１の輝点のイメージが第１の部分画像の中心からずれた場合においても、第１の輝点の位置を正しく算出することができるので、対象物の位置の測定精度を向上させることができる。
【００１３】
上記測定装置において、好ましくは、
前記所定の条件は、検知範囲における最大の画素値を有することである。
【００１４】
上記構成の測定装置によれば、画像における第１の輝点を構成する複数の画素の画素値の最大値を所定の範囲内に収めることができるので、画素値の上限値に達した画素の発生を抑制することができる。
【００１５】
上記測定装置において、好ましくは、
前記処理部は、前記第１の部分画像に対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理の少なくともいずれか１つを行う。
【００１６】
上記構成の測定装置によれば、画像における輝点の位置を精度よく測定するための画像処理を行うことで、たとえば、レーザ光のノイズ、及び対象物の材質によって変化する輝点の形状などに基づく、重心の位置の算出誤差を抑制することができる。
【００１７】
上記測定装置において、好ましくは、
前記第１の撮像設定は、前記撮像部における露光時間を設定することである。
【００１８】
上記構成の測定装置によれば、たとえば、第１のレーザ光の強度の調整、または第１のレーザ光へのフィルタ挿入などと比べて、第１の対象画素の画素値を所定の範囲に含める第１の撮像設定を簡易に実現することができる。
【００１９】
上記測定装置において、好ましくは、
前記第２の撮像設定は、前記撮像部における露光時間を設定することである。
【００２０】
上記構成の測定装置によれば、たとえば、第１のレーザ光の強度の調整、または第１のレーザ光へのフィルタ挿入などと比べて、第１の部分画像に含まれる画素の画素値の統計値を所定の範囲に含める第２の撮像設定を簡易に実現することができる。
【００２１】
上記測定装置において、好ましくは、
第２のレーザ光（ＬＢ）を前記対象物に照射する第２の照射部（１１Ｂ）をさらに備え、
前記撮像部は、前記対象物における前記第２のレーザ光の輝点である第２の輝点（ＳＢ）を撮像し、前記第２の輝点を含む第２の画像（ＩＢ）をさらに生成し、
前記第１の撮像設定部は、前記第２の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件（ＣＭＢ）を満たす画素である第２の対象画素（ＰＥＢ）の画素値が所定の範囲（ＭａｘＢ）に含まれるように第３の撮像設定をさらに行い、
前記領域設定部は、前記第３の撮像設定が行われた前記第２の画像に含まれる前記第２の対象画素に基づき、前記第２の画像の一部を含む領域であって前記第２の輝点を含む第２の領域（ＲＢ）をさらに設定し、
前記処理部は、前記第２の領域に含まれる画像である第２の部分画像（ＰＩＢ）をさらに処理し、
前記測定部は、前記処理後の前記第１の部分画像及び処理後の前記第２の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定する。
【００２２】
上記構成の測定装置によれば、たとえば、第１の輝点近傍のレーザ光の反射率と第２の輝点近傍のレーザ光の反射率とが異なる場合においても、画像における第１の輝点の位置、及び画像における第２の輝点の位置の両方を精度よく測定することができる。これにより、たとえば、２つのレーザ光を対象物に照射し、画像における第１の輝点と第２の輝点との間の距離に基づき対象物の位置を測定する構成において、対象物の位置の測定精度を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の別の手段は、
上記いずれかの測定装置（１）と、
前記測定装置によって測定された結果に基づき、対象物にレーザマーキングを行うマーキング部（３２）と、を備える、
レーザマーキング装置である。
【００２４】
上記構成のレーザマーキング装置によれば、たとえば最も大きい画素値を有する第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定が行われることで、画像における第１の輝点を構成する複数の画素の画素値を一定の範囲内に収めることができる。これにより、対象物の材質が変化して第１の輝点の明るさが変化する場合においても、画像において第１の輝点のイメージを良好に描画することができるので、第１の領域を適切に設定することができる。そして、第１の領域に含まれる第１の部分画像が処理部において処理されることで、画像処理のデータ量を削減することができるので、処理負荷を低減し、処理時間を短くすることができる。また、たとえば、画像における輝点の位置を精度よく測定するための画像処理を第１の部分画像に対して行うことで、画像における第１の輝点の位置を精度よく測定することができる。これにより、対象物の位置の測定精度を向上させることができるので、たとえば、対象物に段差が設けられている場合においても、測定結果に基づきレーザマーキング用のレーザ光の集光位置を正しく調整し、良好なマーキングパターンを形成することができる。
【００２５】
また、本発明の別の手段は、
第１のレーザ光を対象物に照射する第１の照射部を備える測定装置における測定方法であって、
前記対象物における前記第１のレーザ光の輝点である第１の輝点を撮像し、前記第１の輝点を含む第１の画像を生成するステップと、
前記第１の輝点を構成する複数の画素のうち所定の条件を満たす画素である第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定を行うステップと、
前記第１の撮像設定が行われた前記第１の画像に含まれる前記第１の対象画素に基づき、前記第１の画像の一部を含む領域であって前記第１の輝点を含む第１の領域を設定するステップと、
前記第１の領域に含まれる画像である第１の部分画像を処理するステップと、
処理後の前記第１の部分画像に基づき、前記対象物の位置を測定するステップと、を有する、
測定方法である。
【００２６】
上記構成の測定方法によれば、たとえば最も大きい画素値を有する第１の対象画素の画素値が所定の範囲に含まれるように第１の撮像設定が行われることで、画像における第１の輝点を構成する複数の画素の画素値を一定の範囲内に収めることができる。これにより、対象物の材質が変化して第１の輝点の明るさが変化する場合においても、画像において第１の輝点のイメージを良好に描画することができるので、第１の領域を適切に設定することができる。そして、第１の領域に含まれる第１の部分画像が処理部において処理されることで、画像処理のデータ量を削減することができるので、処理負荷を低減し、処理時間を短くすることができる。また、たとえば、画像における輝点の位置を精度よく測定するための画像処理を第１の部分画像に対して行うことで、画像における第１の輝点の位置を精度よく測定することができる。これにより、対象物の位置の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本実施形態のレーザマーキング装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態のカメラによって生成された第１の画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態のカメラによって生成された第２の画像の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態の測定装置における画像分析部の構成を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態のカメラによって生成された第１の設定画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態のカメラによって生成された第２の設定画像の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態のカメラによって生成された第１の部分画像の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態のカメラによって生成された第２の部分画像の一例を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態の処理部によって処理された第１の部分画像の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の処理部によって処理された第２の部分画像の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の測定部によって求められた重心を含む画像の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるマーキング処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＡの座標算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＢの座標算出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明のレーザマーキング装置は、レーザ光を対象物に照射し、対象物におけるレーザ光の輝点を撮像して画像を生成する構成において、撮像設定が行われた画像の一部を含む領域であって当該輝点を含む領域を設定し、設定した領域に含まれる画像である第１の部分画像を処理し、処理後の部分画像に基づき対象物の位置を測定する構成としている点を特徴のひとつとする。
【００２９】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
（１）レーザマーキング装置の構成例
（２）動作例
２．本発明の特徴
３．補足事項
【００３０】
＜１．実施形態＞
＜（１）レーザマーキング装置の構成例＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のレーザマーキング装置の構成を示す図である。図１に示されるように、本実施形態のレーザマーキング装置３１は、測定装置１及びマーキング部３２を含んで構成される。測定装置１は、レーザ光源１１Ａ、レーザ光源１１Ｂ、カメラ１２、画像分析部１３及び制御部１４を含んで構成される。
【００３１】
本実施形態では、レーザマーキング装置３１は、マーキング用のレーザ（図示せず）のレーザ光を用いて対象物３３に対してマーキングを行う。詳細には、レーザマーキングを行う場合、マーキング用のレーザを対象物３３の表面に集光することで、対象物３３にマーキングが施される。たとえば、マーキング対象物の表面に段差が存在しない場合、マーキングを行っている間、マーキング用のレーザと当該表面との間の距離を容易に一定に保つことができる。すなわち、マーキングを行っている間、マーキング用のレーザは当該表面に集光されるので、良好なマーキングが行われる。
【００３２】
図１に示されるように、対象物３３における表面に段差が存在する場合、マーキング用のレーザと対象物３３の表面（以下、測定対象面３３Ａと称することがある。）との間の距離（以下、ワーク距離と称することがある。）が変化することがある。このため、マーキング用のレーザを測定対象面３３Ａに集光するために、測定対象面３３Ａの位置の測定が求められる。なお、マーキングの対象物３３に段差がない場合であっても、たとえば対象物３３の高さにばらつきがある場合にはワーク距離が変化することがあるため、測定対象面３３Ａの位置の測定が求められる。ここで、対象物３３は、たとえば、表面に段差が存在する製品であり、トレーサビリティを確保するための識別子たとえばマイクロＱＲコード及びロゴなどが刻印される。
【００３３】
＜レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂ＞
レーザ光源１１Ａは、レーザ光ＬＡを対象物３３に照射する。レーザ光源１１Ｂは、レーザ光ＬＢを対象物３３に照射する。本実施形態では、レーザ光ＬＡ及びレーザ光ＬＢの波長、ビーム径、ビーム断面形状、及び強度などの特性は、略同じである。レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂは、レーザ光ＬＡを法線とする面とレーザ光ＬＢを法線とする面とが、非平行になるように保持部（図示せず）によって固定される。レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂは、それぞれ本発明でいう「第１の照射部」及び「第２の照射部」の一具体例である。レーザ光ＬＡ及びＬＢは、それぞれ本発明でいう「第１のレーザ光」及び「第２のレーザ光」の一具体例である。
【００３４】
本実施形態では、レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂは、たとえば半導体レーザであり、レーザ光ＬＡ及びＬＢが点で交差し得るように設けられる。ここで、「レーザ光ＬＡ及びＬＢが点で交差し得る」とは、対象物３３が設けられない場合において、レーザ光ＬＡ及びレーザ光ＬＢが一点で交差する状態になり得ることを意味する。具体的には、レーザ光ＬＡ及びＬＢは、対象物３３が設けられない場合において、交点ＣＳにおいて角度γで交差する。角度γを二等分する二等分線Ｂｉｓと直交する平面であって交点ＣＳを含む平面を「正反射面ＭＲＳ」と定義する。なお、レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂは、半導体レーザ以外の他の種類のレーザであってもよい。
【００３５】
以下、正反射面ＭＲＳに対してレーザ光源１１Ａ及び１１Ｂ側を「光源側」と呼ぶことがある。また、正反射面ＭＲＳに対してレーザ光源１１Ａ及び１１Ｂの反対側を「非光源側」と呼ぶことがある。対象物３３における測定対象面３３Ａは、正反射面ＭＲＳと略平行である。測定対象面３３Ａでは、レーザ光ＬＡ及びＬＢによって輝点ＳＡ及びＳＢがそれぞれ生成される。輝点ＳＡ及びＳＢは、それぞれ本発明でいう「第１の輝点」及び「第２の輝点」の一具体例である。
【００３６】
＜制御部１４＞
制御部１４は、レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂに対して、レーザ光ＬＡ及びＬＢを片方ずつ、タイミングをずらして照射させる。本実施形態では、制御部１４は、たとえば、マーキング部３２から測定命令を受けると、互いに重複しない期間ＰＡ及び期間ＰＢを設定する。制御部１４は、期間ＰＡにおいて、レーザ光源１１Ａをオンにしてレーザ光ＬＡを測定対象面３３Ａへ照射させ、レーザ光源１１Ｂをオフにするとともに、オン情報ＳＡを画像分析部１３へ出力する。また、制御部１４は、期間ＰＢにおいて、レーザ光源１１Ａをオフにし、レーザ光源１１Ｂをオンにしてレーザ光ＬＢを測定対象面３３Ａへ照射させるとともに、オン情報ＳＢを画像分析部１３へ出力する。
【００３７】
＜カメラ１２＞
図２は、本実施形態のカメラによって生成された第１の画像の一例を示す図である。図３は、本実施形態のカメラによって生成された第２の画像の一例を示す図である。図２及び図３には、測定対象面３３Ａの位置が、正反射面ＭＲＳに対して光源側に距離Ｄｖだけ離れた位置である場合の画像が示される。
【００３８】
図１〜図３に示されるように、カメラ１２は、光源側において、レンズの光軸が二等分線Ｂｉｓと略一致するように設けられる。カメラ１２は、たとえば、テレセンテリック光学系を有しており、撮影可能範囲ＦＲは、カメラ１２からの距離によって変化しない。測定可能範囲ＭＲは、光源側において、輝点ＳＡおよびＳＢが撮影可能範囲ＦＲに収まる範囲である。
【００３９】
カメラ１２は、画像分析部１３の制御に従って動作し、輝点ＳＡまたは輝点ＳＢを含むように測定対象面３３Ａを撮像する。本実施形態では、カメラ１２は、たとえば白黒の画像を撮像可能な撮像素子を有する。なお、撮像素子は、カラー画像を撮像可能なセンサを用いてもよい。カメラ１２は、期間ＰＡにおいて撮像命令を画像分析部１３から受ける。この撮像命令には、たとえば撮像領域及び露光時間が含まれており、カメラ１２は、撮像命令を受けると、撮像命令に含まれる撮像領域及び露光時間で撮像する。カメラ１２は、たとえば、撮像領域が全範囲である場合、受光素子の全面を用いて、当該露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＡを撮像し、撮像結果に基づき、輝点ＳＡのイメージＩＳＡを含む第１の画像（以下、画像ＩＡと称することがある。）を生成する（図２参照）。
【００４０】
また、カメラ１２は、期間ＰＢにおいて撮像命令を画像分析部１３から受ける。カメラ１２は、撮像命令を受けると、撮像命令に含まれる撮像領域がたとえば全範囲である場合、受光素子の全面を用いて、撮像命令に含まれる露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＢを撮像し、撮像結果に基づき、輝点ＳＢのイメージＩＳＢを含む画像（以下、画像ＩＢと称することがある。）を生成する（図３参照）。カメラ１２が生成する画像には、複数の画素が含まれる。画素の画素値は、たとえば０〜２５５のうちのいずれかの値となる。つまり、カメラ１２は、２５６階調の画像を生成する。カメラ１２は、生成した画像を含む画像情報を画像分析部１３へ出力する。
【００４１】
＜画像分析部１３＞
図４は、本実施形態の測定装置における画像分析部の構成を示す図である。図４に示されるように、本実施形態の画像分析部１３は、全体画像調整部２１、領域設定部２２、部分画像調整部２３、処理部２４及び測定部２５を含んで構成される。
【００４２】
＜全体画像調整部２１＞
＜画像ＩＡの処理＞
図２及び図４に示されるように、全体画像調整部２１は、輝点ＳＡのイメージＩＳＡを構成する複数の画素のうち、所定の条件ＣＭＡを満たす画素である第１の対象画素の画素値が所定の範囲ＭａｘＡに含まれるように第１の撮像設定を行う。ここで、条件ＣＭＡは、たとえば検知範囲として画像ＩＡ全体における最大の画素値を有することである。第１の撮像設定は、たとえばカメラ１２における露光時間を設定することである。範囲ＭａｘＡは、たとえば５０〜２５０の範囲である。全体画像調整部２１は、本発明でいう「第１の撮像設定部」の一具体例である。
【００４３】
詳細には、全体画像調整部２１は、オン情報ＳＡを制御部１４から受けると、たとえば、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ全範囲及び初期値ＥＴＡを含む撮像命令をカメラ１２へ出力することで、カメラ１２の撮像領域及び露光時間を初期設定する。全体画像調整部２１は、撮像命令の応答として画像情報をカメラ１２から取得し、取得した画像情報に基づき、画像ＩＡに含まれる複数の画素から最大の画素値を有する第１の対象画素（以下、最大画素ＰＥＡと称することがある。）を特定する。
【００４４】
全体画像調整部２１は、たとえば、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれる場合、第１の撮像設定が行われた画像ＩＡ（以下、第１の設定画像と称することがある。）を含む画像情報を領域設定部２２へ出力し、第１の撮像設定を終了する。
【００４５】
一方、全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれない場合、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する。具体的には、全体画像調整部２１は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＡ近傍の反射率が大きいケースなどで、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡより大きい場合、カメラ１２の露光時間をより短い時間に変更する。また、全体画像調整部２１は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＡ近傍の反射率が小さいケースなどで、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡより小さい場合、カメラ１２の露光時間をより長い時間に変更する。全体画像調整部２１は、カメラ１２の露光時間を変更して最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれるようになった場合、第１の設定画像を含む画像情報を領域設定部２２へ出力し、第１の撮像設定を終了する。
【００４６】
なお、条件ＣＭＡは、画像ＩＡ全体における最大の画素値を有することであると説明したが、条件ＣＭＡは、画像ＩＡ全体において２番目に大きい画素値を有すること、または画像ＩＡ全体において３番目に大きい画素値を有することなどであってもよい。また、条件ＣＭＡの検知範囲は、画像ＩＡ全体であると説明したが、検知範囲は、画像ＩＡの一部、たとえばイメージＩＳＡが存在し得る範囲などであってもよい。また、第１の撮像設定は、カメラ１２における露光時間を設定することであると説明したが、第１の撮像設定は、レーザ光ＬＡの強度を設定すること、またはフィルタのオンもしくはオフの設定を行うことであってもよい。
【００４７】
＜画像ＩＢの処理＞
図３及び図４に示されるように、全体画像調整部２１は、輝点ＳＢのイメージＩＳＢを構成する複数の画素のうち、所定の条件ＣＭＢを満たす画素である第２の対象画素の画素値が所定の範囲ＭａｘＢに含まれるように第３の撮像設定をさらに行う。本実施形態では、条件ＣＭＢは、条件ＣＭＡと同じであり、検知範囲として画像ＩＢ全体における最大の画素値を有することである。第３の撮像設定は、第１の撮像設定と同じであり、カメラ１２における露光時間を設定することである。範囲ＭａｘＢは、範囲ＭａｘＡと同じであり、５０〜２５０の範囲である。なお、条件ＣＭＢは、条件ＣＭＡと異なってもよい。第３の撮像設定は、第１の撮像設定と異なってもよい。範囲ＭａｘＢは、範囲ＭａｘＡと異なってもよい。
【００４８】
詳細には、全体画像調整部２１は、オン情報ＳＢを制御部１４から受けると、たとえば、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ全範囲及び初期値ＥＴＢを含む撮像命令をカメラ１２へ出力することで、カメラ１２の撮像領域及び露光時間を初期設定する。ここで、初期値ＥＴＢは、初期値ＥＴＡと同じである。なお、初期値ＥＴＢは、初期値ＥＴＡと異なってもよい。全体画像調整部２１は、撮像命令の応答として画像情報をカメラ１２から取得し、取得した画像情報に基づき、画像ＩＢに含まれる複数の画素から最大の画素値を有する第２の対象画素（以下、最大画素ＰＥＢと称することがある。）を特定する。
【００４９】
全体画像調整部２１は、たとえば、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれる場合、第３の撮像設定が行われた画像ＩＢ（以下、第２の設定画像と称することがある。）を含む画像情報を領域設定部２２へ出力し、第３の撮像設定を終了する。
【００５０】
一方、全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれない場合、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する。具体的には、全体画像調整部２１は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＢ近傍の反射率が大きいケースなどで、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢより大きい場合、カメラ１２の露光時間をより短い時間に変更する。また、全体画像調整部２１は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＢ近傍の反射率が小さいケースなどで、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢより小さい場合、カメラ１２の露光時間をより長い時間に変更する。全体画像調整部２１は、カメラ１２の露光時間を変更して最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれるようになった場合、第２の設定画像を含む画像情報を領域設定部２２へ出力し、第３の撮像設定を終了する。
【００５１】
なお、条件ＣＭＢは、画像ＩＢ全体における最大の画素値を有することであると説明したが、条件ＣＭＢは、画像ＩＢ全体において２番目に大きい画素値を有すること、または画像ＩＢ全体において３番目に大きい画素値を有することなどであってもよい。また、条件ＣＭＢの検知範囲は、画像ＩＢ全体であると説明したが、検知範囲は、画像ＩＢの一部、たとえばイメージＩＳＢが存在し得る範囲などであってもよい。また、第３の撮像設定は、カメラ１２における露光時間を設定することであると説明したが、第３の撮像設定は、レーザ光ＬＢの強度を設定すること、またはフィルタのオンもしくはオフの設定を行うことであってもよい。
【００５２】
＜領域設定部２２＞
＜画像ＩＡの処理＞
図５は、本実施形態のカメラによって生成された第１の設定画像の一例を示す図である。図４及び図５に示されるように、領域設定部２２は、第１の設定画像に含まれる最大画素ＰＥＡに基づき、画像ＩＡの一部を含む領域であって輝点ＳＡのイメージＩＳＡを含む領域ＲＡを設定する。詳細には、領域設定部２２は、第１の設定画像を含む画像情報を全体画像調整部２１から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＡの座標を取得する。この座標は、たとえば、画像ＩＡの四隅のうちの左上の隅を原点とするピクセル単位の座標（以下、全体画像座標と称することがある。）である。領域設定部２２は、取得した全体画像座標に基づき、最大画素ＰＥＡを含むように領域ＲＡを設定する。具体的には、領域設定部２２は、たとえば、最大画素ＰＥＡを中心とし、所定のサイズを有する矩形の領域ＲＡを設定する。領域設定部２２は、たとえば、設定した領域ＲＡの四隅の全体画像座標を含む第１の領域情報を部分画像調整部２３へ出力する。なお、領域ＲＡが所定のサイズを有する構成について説明したが、領域ＲＡのサイズは、輝点ＳＡのイメージのサイズに応じて変更される構成であってもよい。また、最大画素ＰＥＡが領域ＲＡの中心に位置する構成について説明したが、最大画素ＰＥＡが領域ＲＡの中心からずれた位置に位置する構成であってもよい。領域ＲＡは、本発明でいう「第１の領域」の一具体例である。
【００５３】
＜画像ＩＢの処理＞
図６は、本実施形態のカメラによって生成された第２の設定画像の一例を示す図である。図４及び図６に示されるように、領域設定部２２は、第２の設定画像に含まれる最大画素ＰＥＢに基づき、画像ＩＢの一部を含む領域であって輝点ＳＢのイメージＩＳＢを含む領域ＲＢをさらに設定する。詳細には、領域設定部２２は、第２の設定画像を含む画像情報を全体画像調整部２１から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＢの全体画像座標を取得する。領域設定部２２は、取得した全体画像座標に基づき、最大画素ＰＥＢを含むように領域ＲＢを設定する。具体的には、領域設定部２２は、たとえば、最大画素ＰＥＢを中心とし、所定のサイズを有する矩形の領域ＲＢを設定する。ここで、領域ＲＢのサイズ及び形状は、領域ＲＡのサイズ及び形状とそれぞれ同じである。なお、領域ＲＢのサイズは、領域ＲＡのサイズと異なってもよい。また、領域ＲＢの形状は、領域ＲＡの形状と異なってもよい。領域設定部２２は、たとえば、設定した領域ＲＢの四隅の全体画像座標を含む第２の領域情報を部分画像調整部２３へ出力する。なお、領域ＲＢが所定のサイズを有する構成について説明したが、領域ＲＢのサイズは、輝点ＳＢのイメージのサイズに応じて変更される構成であってもよい。また、最大画素ＰＥＢが領域ＲＢの中心に位置する構成について説明したが、最大画素ＰＥＢが領域ＲＢの中心からずれた位置に位置する構成であってもよい。領域ＲＢは、本発明でいう「第２の領域」の一具体例である。
【００５４】
＜部分画像調整部２３＞
＜画像ＩＡの処理＞
図７は、本実施形態のカメラによって生成された第１の部分画像の一例を示す図である。図４及び図７に示されるように、部分画像調整部２３は、領域ＲＡに含まれる画像である第１の部分画像（以下、部分画像ＰＩＡと称することがある。）に含まれる画素の画素値の統計値が所定の範囲に含まれるように第２の撮像設定を行う。本実施形態では、部分画像調整部２３は、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるように第２の撮像設定を行う。ここで、第２の撮像設定は、たとえばカメラ１２における露光時間を設定することである。範囲ＡｖｅＡは、たとえば１５〜３５の範囲である。部分画像調整部２３は、本発明でいう「第２の撮像設定部」の一具体例である。
【００５５】
詳細には、部分画像調整部２３は、第１の領域情報を領域設定部２２から受けると、たとえば、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ第１の領域情報及び初期値ＥＴＲＡを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する。カメラ１２は、撮像命令を受けると、第１の領域情報に基づき、領域ＲＡに対応する受光素子の部分を特定する。そして、カメラ１２は、受光素子の当該部分を用いて、撮像命令に含まれる露光時間で撮像し、輝点ＳＡのイメージＩＳＡを含む部分画像ＰＩＡを生成する（図７参照）。カメラ１２は、生成した部分画像ＰＩＡを含む画像情報を部分画像調整部２３へ出力する。
【００５６】
部分画像調整部２３は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき、部分画像ＰＩＡに含まれる複数の画素の画素値の平均値を算出する。部分画像調整部２３は、算出した平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれる場合、部分画像ＰＩＡを含む第１の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第１の領域情報を測定部２５へ出力し、第２の撮像設定を終了する。
【００５７】
一方、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれない場合、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する。具体的には、部分画像調整部２３は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＡ近傍の反射率が大きいケースなどで、平均値が範囲ＡｖｅＡより大きい場合、カメラ１２の露光時間をより短い時間に変更する。また、部分画像調整部２３は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＡ近傍の反射率が小さいケースなどで、平均値が範囲ＡｖｅＡより小さい場合、カメラ１２の露光時間をより長い時間に変更する。部分画像調整部２３は、カメラ１２の露光時間を変更して平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるようになった場合、部分画像ＰＩＡを含む第１の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第１の領域情報を測定部２５へ出力し、第２の撮像設定を終了する。
【００５８】
なお、部分画像調整部２３は、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の平均値を統計値として算出する構成について説明したが、部分画像調整部２３は、たとえば、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の中央値または最頻値などを統計値として算出する構成であってもよい。また、第２の撮像設定は、カメラ１２における露光時間を設定することであると説明したが、第２の撮像設定は、レーザ光ＬＡの強度を設定すること、またはフィルタのオンもしくはオフの設定を行うことであってもよい。
【００５９】
＜画像ＩＢの処理＞
図８は、本実施形態のカメラによって生成された第２の部分画像の一例を示す図である。図４及び図８に示されるように、部分画像調整部２３は、領域ＲＢに含まれる画像である第２の部分画像（以下、部分画像ＰＩＢと称することがある。）に含まれる画素の画素値の統計値が所定の範囲に含まれるように第４の撮像設定をさらに行う。本実施形態では、部分画像調整部２３は、部分画像ＰＩＢに含まれる画素の画素値の平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれるように第４の撮像設定を行う。第４の撮像設定は、第２の撮像設定と同じであり、カメラ１２における露光時間を設定することである。範囲ＡｖｅＢは、範囲ＡｖｅＡと同じであり、１５〜３５の範囲である。なお、第４の撮像設定は、第２の撮像設定と異なってもよい。範囲ＡｖｅＢは、範囲ＡｖｅＡと異なってもよい。
【００６０】
詳細には、部分画像調整部２３は、第２の領域情報を領域設定部２２から受けると、たとえば、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ第２の領域情報及び初期値ＥＴＲＢを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する。ここで、初期値ＥＴＲＢは、初期値ＥＴＲＡと同じである。なお、初期値ＥＴＲＢは、初期値ＥＴＲＡと異なってもよい。カメラ１２は、撮像命令を受けると、第２の領域情報に基づき、領域ＲＢに対応する受光素子の部分を特定する。そして、カメラ１２は、受光素子の当該部分を用いて、撮像命令に含まれる露光時間で撮像し、輝点ＳＢのイメージＩＳＢを含む部分画像ＰＩＢを生成する（図８参照）。カメラ１２は、生成した部分画像ＰＩＢを含む画像情報を部分画像調整部２３へ出力する。
【００６１】
部分画像調整部２３は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき、部分画像ＰＩＢに含まれる複数の画素の画素値の平均値を算出する。部分画像調整部２３は、算出した平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれる場合、部分画像ＰＩＢを含む第２の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第２の領域情報を測定部２５へ出力し、第４の撮像設定を終了する。
【００６２】
一方、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれない場合、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する。具体的には、部分画像調整部２３は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＢ近傍の反射率が大きいケースなどで、平均値が範囲ＡｖｅＢより大きい場合、カメラ１２の露光時間をより短い時間に変更する。また、部分画像調整部２３は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける輝点ＳＢ近傍の反射率が小さいケースなどで、平均値が範囲ＡｖｅＢより小さい場合、カメラ１２の露光時間をより長い時間に変更する。部分画像調整部２３は、カメラ１２の露光時間を変更して平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれるようになった場合、部分画像ＰＩＢを含む第２の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第２の領域情報を測定部２５へ出力し、第４の撮像設定を終了する。
【００６３】
なお、部分画像調整部２３は、部分画像ＰＩＢに含まれる画素の画素値の平均値を統計値として算出する構成について説明したが、部分画像調整部２３は、たとえば、部分画像ＰＩＢに含まれる画素の画素値の中央値または最頻値などを統計値として算出する構成であってもよい。また、第４の撮像設定は、カメラ１２における露光時間を設定することであると説明したが、第４の撮像設定は、レーザ光ＬＢの強度を設定すること、またはフィルタのオンもしくはオフの設定を行うことであってもよい。
【００６４】
＜処理部２４＞
＜部分画像ＰＩＡの処理＞
図９は、本実施形態の処理部によって処理された第１の部分画像の一例を示す図である。図４及び図９に示されるように、処理部２４は、第２の撮像設定が行われた部分画像ＰＩＡを処理する。本実施形態では、処理部２４は、部分画像ＰＩＡに対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理を行う。
【００６５】
詳細には、処理部２４は、第１の部分画像情報を部分画像調整部２３から受けると、第１の部分画像情報に含まれる部分画像ＰＩＡに対して２値化処理を行い、部分画像ＰＩＡを白色及び黒色の２色によって構成される画像に変換する。具体的には、処理部２４は、部分画像ＰＩＡに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の画素値が所定のしきい値ＴｈＡより大きいか否かを判定する。処理部２４は、選択した画素の画素値がしきい値ＴｈＡより大きい場合、当該画素値を値ＶＷに設定する。一方、処理部２４は、選択した画素の画素値がしきい値ＴｈＡ以下である場合、当該画素値を、値ＶＷより小さい値ＶＢに設定する。このようにして、部分画像ＰＩＡでは、たとえばイメージＩＳＡを構成する画素のように、しきい値ＴｈＡより大きい画素値を有していた画素が値ＶＷに基づく白色を示す。また、たとえばイメージＩＳＡの周辺を構成する画素のように、しきい値ＴｈＡ以下の画素値を有していた画素が値ＶＢに基づく黒色を示す。
【００６６】
処理部２４は、２値化処理を施した部分画像ＰＩＡに対して収縮処理を行う。具体的には、処理部２４は、たとえば、部分画像ＰＩＡに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の周辺の画素のうち、少なくともいずれか１つの画素の画素値が値ＶＢである場合、選択した画素の画素値を値ＶＢに設定する。
【００６７】
処理部２４は、収縮処理を施した部分画像ＰＩＡに対して膨張処理を行う。具体的には、処理部２４は、たとえば、部分画像ＰＩＡに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の周辺の画素のうち、少なくともいずれか１つの画素の画素値が値ＶＷである場合、選択した画素の画素値を値ＶＷに設定する。このように、部分画像ＰＩＡに対して収縮処理及び膨張処理を行うことで、たとえばレーザ光ＬＡのノイズなどに基づく画像ノイズを部分画像ＰＩＡから除去することができる。処理部２４は、２値化処理、収縮処理及び膨張処理を施した部分画像ＰＩＡを含む第１の処理済画像情報を測定部２５へ出力する。
【００６８】
＜部分画像ＰＩＢの処理＞
図１０は、本実施形態の処理部によって処理された第２の部分画像の一例を示す図である。図４及び図１０に示されるように、処理部２４は、第４の撮像設定が行われた部分画像ＰＩＢを処理する。本実施形態では、処理部２４は、部分画像ＰＩＢに対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理を行う。
【００６９】
詳細には、処理部２４は、第２の部分画像情報を部分画像調整部２３から受けると、第２の部分画像情報に含まれる部分画像ＰＩＢに対して２値化処理を行い、部分画像ＰＩＢを白色及び黒色の２色によって構成される画像に変換する。具体的には、処理部２４は、部分画像ＰＩＢに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の画素値が所定のしきい値ＴｈＢより大きいか否かを判断する。ここで、しきい値ＴｈＢは、しきい値ＴｈＡと同じである。なお、しきい値ＴｈＢは、しきい値ＴｈＡと異なってもよい。処理部２４は、選択した画素の画素値がしきい値ＴｈＡより大きい場合、当該画素値を値ＶＷに設定する。一方、処理部２４は、選択した画素の画素値がしきい値ＴｈＢ以下である場合、当該画素値を値ＶＢに設定する。このようにして、部分画像ＰＩＢでは、たとえばイメージＩＳＢを構成する画素のように、しきい値ＴｈＢより大きい画素値を有していた画素が値ＶＷに基づく白色を示す。また、たとえばイメージＩＳＢの周辺を構成する画素のように、しきい値ＴｈＢ以下の画素値を有していた画素が値ＶＢに基づく黒色を示す。
【００７０】
処理部２４は、２値化処理を施した部分画像ＰＩＢに対して収縮処理を行う。具体的には、処理部２４は、たとえば、部分画像ＰＩＢに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の周辺の画素のうち、少なくともいずれか１つの画素の画素値が値ＶＢである場合、選択した画素の画素値を値ＶＢに設定する。
【００７１】
処理部２４は、収縮処理を施した部分画像ＰＩＢに対して膨張処理を行う。具体的には、処理部２４は、たとえば、部分画像ＰＩＢに含まれる画素を順番に選択し、選択した画素の周辺の画素のうち、少なくともいずれか１つの画素の画素値が値ＶＷである場合、選択した画素の画素値を値ＶＷに設定する。このように、部分画像ＰＩＢに対して収縮処理及び膨張処理を行うことで、たとえばレーザ光ＬＢのノイズなどに基づく画像ノイズを部分画像ＰＩＡから除去することができる。処理部２４は、２値化処理、収縮処理及び膨張処理を施した部分画像ＰＩＢを含む第２の処理済画像情報を測定部２５へ出力する。
【００７２】
なお、処理部２４が２値化処理、収縮処理及び膨張処理の順に行う構成について説明したが、処理部２４が行う２値化処理、収縮処理及び膨張処理の順序は、入れ換えられてもよい。
【００７３】
＜測定部２５＞
測定部２５は、処理後の部分画像ＰＩＡ及び処理後の部分画像ＰＩＢに基づき、対象物３３の位置を測定する。本実施形態では、測定部２５は、処理後の部分画像ＰＩＡに含まれる画素の重心の位置、及び処理後の部分画像ＰＩＢに含まれる画素の重心の位置に基づき、対象物３３の位置を測定する。
【００７４】
図４及び図９に示されるように、測定部２５は、第１の処理済画像情報を処理部２４から受けると、受けた第１の処理済画像情報に基づき、部分画像ＰＩＡに含まれる複数の画素の重心の座標を算出する。詳細には、測定部２５は、たとえば、部分画像ＰＩＡに含まれる複数の画素の座標を算出する。この座標は、たとえば、部分画像ＰＩＡの四隅のうちの左上の隅を原点とするピクセル単位の座標（以下、部分画像座標と称することがある。）である。測定部２５は、部分画像ＰＩＡに含まれる複数の画素の部分画像座標に基づき、画素値を重みとして当該複数の画素の重心の部分画像座標ＰＣＡを算出する。
【００７５】
図４及び図１０に示されるように、測定部２５は、第２の処理済画像情報を処理部２４から受けると、受けた第２の処理済画像情報に基づき、部分画像ＰＩＢに含まれる複数の画素の重心の座標を算出する。詳細には、測定部２５は、たとえば、部分画像ＰＩＢに含まれる複数の画素の部分画像座標を算出する。この場合の部分画像座標は、部分画像ＰＩＢの四隅のうちの左上の隅を原点とするピクセル単位の座標である。測定部２５は、部分画像ＰＩＢに含まれる複数の画素の部分画像座標に基づき、画素値を重みとして当該複数の画素の重心の部分画像座標ＰＣＢを算出する。
【００７６】
図１１は、本実施形態の測定部によって求められた重心を含む画像の一例を示す図である。図１１に示されるように、測定部２５は、部分画像調整部２３から受ける第１の領域情報に基づき、部分画像座標ＰＣＡを全体画像座標ＣＡに変換する。また、測定部２５は、部分画像調整部２３から受ける第２の領域情報に基づき、部分画像座標ＰＣＢを全体画像座標ＣＢに変換する。そして、測定部２５は、全体画像座標ＣＡと全体画像座標ＣＢとの間の距離ＩＤｈをたとえばピクセル単位で算出する。
【００７７】
本実施形態では、測定部２５は、たとえば、距離ＩＤｈと距離Ｄｖとの関係を示す近似式を保持しており、近似式を用いて距離ＩＤｈから距離Ｄｖを算出する。近似式は、たとえば多項式によって距離ＩＤｈと距離Ｄｖとの関係を近似する。詳細には、予め測定された距離Ｄｖに位置する測定対象面３３Ａが撮像され、撮像結果に基づき距離ＩＤｈが算出される。これにより、距離ＩＤｈと距離Ｄｖとのデータ組が得られる。近似式は、距離Ｄｖを変えながら取得された複数のデータ組に基づき作成される。本実施形態では、近似式を複数回算出し、近似式の収束率が信頼度９５％になるまで近似式の算出が複数回行われる。なお、測定部２５は、近似式の代わりに、たとえば、複数の距離ＩＤｈと当該複数の距離Ｄｖとの対応関係を示すテーブルを用いてもよい。
【００７８】
測定部２５は、全体画像座標ＣＡ及び全体画像座標ＣＢに基づき、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して光源側及び非光源側のいずれに位置するかを判定する。測定部２５は、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して光源側に位置すると判定した場合、交点ＣＳから二等分線Ｂｉｓに沿って光源側に距離Ｄｖ離れた位置を測定対象面３３Ａの位置として算出する。一方、測定部２５は、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して非光源側に位置すると判定した場合、交点ＣＳから二等分線Ｂｉｓに沿って非光源側に距離Ｄｖ離れた位置を測定対象面３３Ａの位置として算出する。測定部２５は、測定対象面３３Ａの位置を示す位置情報をマーキング部３２へ出力する。
【００７９】
＜マーキング部３２＞
図１に示されるように、マーキング部３２は、測定装置１における画像分析部１３によって測定された結果に基づき、対象物３３における測定対象面３３Ａにレーザマーキングを行う。本実施形態では、マーキング部３２は、たとえば、測定対象面３３Ａにおいて、ドット単位でマーキングをおこなう。詳細には、マーキング部３２は、たとえば、測定対象面３３Ａにおける対象のドットＭＤに対するマーキングを行う場合、測定命令を制御部１４へ出力し、測定命令に対する結果である位置情報を画像分析部１３から受ける。マーキング部３２は、受けた位置情報に基づきワーク距離を取得し、取得したワーク距離に基づきマーキング用のレーザの集光位置を調整する。そして、マーキング部３２は、マーキング用のレーザを発振させてドットＭＤをマーキングする。
【００８０】
＜（２）動作例＞
＜レーザマーキング装置における全体動作＞
次に、本実施形態のレーザマーキング装置におけるマーキング処理について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるマーキング処理を示すフローチャートである。
【００８１】
＜Ｓ１００＞
マーキング部３２が対象のドットＭＤのマーキングを行う場合において、マーキング部３２が測定命令を制御部１４へ出力した状況を想定する。制御部１４は、マーキング部３２から測定命令を受けると、期間ＰＡ及び期間ＰＢを設定する（Ｓ１００）。
【００８２】
＜Ｓ１０２＞
次に、制御部１４は、期間ＰＡにおいてレーザ光源１１Ａに対してレーザ光ＬＡを照射させるとともに、オン情報ＳＡを画像分析部１３へ出力する（Ｓ１０２）。
【００８３】
＜Ｓ１０４＞
次に、画像分析部１３は、制御部１４からオン情報ＳＡを受けると、イメージＩＳＡの座標算出処理を行う（Ｓ１０４）。イメージＩＳＡの座標算出処理の詳細については後述する。
【００８４】
＜Ｓ１０６＞
次に、制御部１４は、期間ＰＡの終了タイミングにおいて、レーザ光源１１Ａに対してレーザ光ＬＡの照射を停止させる（Ｓ１０６）。
【００８５】
＜Ｓ１０８＞
次に、制御部１４は、期間ＰＢにおいてレーザ光源１１Ｂに対してレーザ光ＬＢを照射させるとともに、オン情報ＳＢを画像分析部１３へ出力する（Ｓ１０８）。
【００８６】
＜Ｓ１１０＞
次に、画像分析部１３は、制御部１４からオン情報ＳＢを受けると、イメージＩＳＢの座標算出処理を行う（Ｓ１１０）。イメージＩＳＢの座標算出処理の詳細については後述する。
【００８７】
＜Ｓ１１２＞
次に、制御部１４は、期間ＰＢの終了タイミングにおいて、レーザ光源１１Ｂに対してレーザ光ＬＢの照射を停止させる（Ｓ１１２）。
【００８８】
＜Ｓ１１４＞
次に、画像分析部１３は、イメージＩＳＡの全体画像座標ＣＡ及びイメージＩＳＢの全体画像座標ＣＢから距離ＩＤｈを算出する（Ｓ１１４）。
【００８９】
＜Ｓ１１６＞
次に、画像分析部１３は、距離ＩＤｈと距離Ｄｖとの関係を示す近似式を用いて、距離ＩＤｈに基づき距離Ｄｖを算出する（Ｓ１１６）。
【００９０】
＜Ｓ１１８＞
次に、画像分析部１３は、全体画像座標ＣＡ及びイメージＩＳＢに基づき、イメージＩＳＡがイメージＩＳＢに対して左側に位置するか否かを判定する（Ｓ１１８）。
【００９１】
＜Ｓ１２０＞
次に、画像分析部１３は、イメージＩＳＡがイメージＩＳＢに対して左側に位置する場合（Ｓ１１８でＹＥＳ）、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して光源側に位置すると判定する（Ｓ１２０）。
【００９２】
＜Ｓ１２２＞
一方、画像分析部１３は、イメージＩＳＡがイメージＩＳＢに対して右側に位置する場合（Ｓ１１８でＮＯ）、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して非光源側に位置すると判定する（Ｓ１２２）。
【００９３】
＜Ｓ１２４＞
次に、画像分析部１３は、算出した距離Ｄｖ及び判定結果に基づき測定対象面３３Ａの位置を算出し、算出結果を含む位置情報をマーキング部３２へ出力する（Ｓ１２４）。
【００９４】
＜Ｓ１２６＞
次に、マーキング部３２は、画像分析部１３から位置情報を受けると、受けた位置情報に基づきマーキング用のレーザの集光位置を調整し、マーキング用のレーザを発振させて対象のドットＭＤをマーキングする（Ｓ１２６）。
【００９５】
＜Ｓ１２８＞
次に、マーキング部３２によって対象のドットＭＤのマーキングが完了すると、レーザマーキング装置３１におけるマーキング処理が終了する（Ｓ１２８）。
【００９６】
なお、上記フローチャートにおける各処理は、動作に影響がない範囲で入れ換えられてもよい。たとえば、上記フローチャートにおけるＳ１０２〜Ｓ１０６とＳ１０８〜Ｓ１１２との処理の順序は入れ換えられてもよい。また、上記フローチャートにおけるＳ１１４〜Ｓ１１６とＳ１１８〜Ｓ１２２との処理の順序は入れ換えられてもよい。
【００９７】
＜イメージＩＳＡの座標算出処理＞
次に、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＡの座標算出処理について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＡの座標算出処理を示すフローチャートである。図１３は、図１２のステップＳ１０４における動作の詳細を示している。
【００９８】
＜Ｓ２００〜Ｓ２０２＞
画像分析部１３における全体画像調整部２１は、制御部１４からオン情報ＳＡを受けると（Ｓ２００）、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ全範囲及び初期値ＥＴＡを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する（Ｓ２０２）。
【００９９】
＜Ｓ２０４＞
次に、カメラ１２は、撮像命令を全体画像調整部２１から受けると、撮像命令に含まれる撮像領域及び露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＡを撮像し、撮像結果に基づき、輝点ＳＡのイメージＩＳＡを含む画像ＩＡを生成する。カメラ１２は、生成した画像ＩＡを含む画像情報を全体画像調整部２１へ出力する（Ｓ２０４）。
【０１００】
＜Ｓ２０６＞
次に、全体画像調整部２１は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＡを特定し、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれるか否かを判定する（Ｓ２０６）。全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれない場合（Ｓ２０６でＮＯ）、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する（Ｓ２０２）。
【０１０１】
＜Ｓ２０８＞
一方、全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれる場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、第１の設定画像を含む画像情報を領域設定部２２へ出力する。領域設定部２２は、画像情報を全体画像調整部２１から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＡの全体画像座標を取得する（Ｓ２０８）。
【０１０２】
＜Ｓ２１０＞
次に、領域設定部２２は、最大画素ＰＥＡの全体画像座標に基づき、最大画素ＰＥＡを中心とし、所定のサイズを有する矩形の領域ＲＡを設定し、領域ＲＡの四隅の全体画像座標を含む第１の領域情報を部分画像調整部２３へ出力する（Ｓ２１０）。
【０１０３】
＜Ｓ２１２＞
次に、部分画像調整部２３は、第１の領域情報を領域設定部２２から受けると、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ第１の領域情報及び初期値ＥＴＲＡを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する（Ｓ２１２）。
【０１０４】
＜Ｓ２１４＞
次に、カメラ１２は、撮像命令を部分画像調整部２３から受けると、撮像命令に含まれる撮像領域及び露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＡを撮像し、撮像結果に基づき部分画像ＰＩＡを生成する。カメラ１２は、生成した部分画像ＰＩＡを含む画像情報を部分画像調整部２３へ出力する（Ｓ２１４）。
【０１０５】
＜Ｓ２１６＞
次に、部分画像調整部２３は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の平均値を算出する（Ｓ２１６）。
【０１０６】
＜Ｓ２１８＞
次に、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるか否かを判定する（Ｓ２１８）。部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれない場合（Ｓ２１８でＮＯ）、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する（Ｓ２１２）。
【０１０７】
＜Ｓ２２０＞
一方、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれる場合（Ｓ２１８でＹＥＳ）、部分画像ＰＩＡを含む第１の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第１の領域情報を測定部２５へ出力する。処理部２４は、第１の部分画像情報を部分画像調整部２３から受けると、第１の部分画像情報に含まれる部分画像ＰＩＡに対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理を行い、処理後の部分画像ＰＩＡを含む第１の処理済画像情報を測定部２５へ出力する（Ｓ２２０）。
【０１０８】
＜Ｓ２２２＞
次に、測定部２５は、第１の処理済画像情報を処理部２４から受けると、受けた第１の処理済画像情報に基づき、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の重心の部分画像座標ＰＣＡを算出する。そして、測定部２５は、部分画像調整部２３から受ける第１の領域情報に基づき、部分画像座標ＰＣＡを全体画像座標ＣＡに変換する（Ｓ２２２）。
【０１０９】
＜Ｓ２２４＞
このようにして算出された全体画像座標ＣＡが、イメージＩＳＡの座標として決定される（Ｓ２２４）。
【０１１０】
＜イメージＩＳＢの座標算出処理＞
次に、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＢの座標算出処理について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態のレーザマーキング装置におけるイメージＩＳＢの座標算出処理を示すフローチャートである。図１４は、図１２のステップＳ１１０における動作の詳細を示している。
【０１１１】
＜Ｓ３００〜Ｓ３０２＞
画像分析部１３における全体画像調整部２１は、制御部１４からオン情報ＳＢを受けると（Ｓ３００）、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ全範囲及び初期値ＥＴＢを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する（Ｓ３０２）。
【０１１２】
＜Ｓ３０４＞
次に、カメラ１２は、撮像命令を全体画像調整部２１から受けると、撮像命令に含まれる撮像領域及び露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＢを撮像し、撮像結果に基づき、輝点ＳＢのイメージＩＳＢを含む画像ＩＢを生成する。カメラ１２は、生成した画像ＩＢを含む画像情報を全体画像調整部２１へ出力する（Ｓ３０４）。
【０１１３】
＜Ｓ３０６＞
次に、全体画像調整部２１は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＢを特定し、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれるか否かを判定する（Ｓ３０６）。全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれない場合（Ｓ３０６でＮＯ）、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する（Ｓ３０２）。
【０１１４】
＜Ｓ３０８＞
一方、全体画像調整部２１は、最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれる場合（Ｓ３０６でＹＥＳ）、第２の設定画像を含む画像情報を領域設定部２２へ出力する。領域設定部２２は、画像情報を全体画像調整部２１から受けると、画像情報に基づき最大画素ＰＥＢの全体画像座標を取得する（Ｓ３０８）。
【０１１５】
＜Ｓ３１０＞
次に、領域設定部２２は、最大画素ＰＥＢの全体画像座標に基づき、最大画素ＰＥＢを中心とし、所定のサイズを有する矩形の領域ＲＢを設定し、領域ＲＢの四隅の全体画像座標を含む第２の領域情報を部分画像調整部２３へ出力する（Ｓ３１０）。
【０１１６】
＜Ｓ３１２＞
次に、部分画像調整部２３は、第２の領域情報を領域設定部２２から受けると、撮像領域及び露光時間としてそれぞれ第２の領域情報及び初期値ＥＴＲＢを含む撮像命令をカメラ１２へ出力する（Ｓ３１２）。
【０１１７】
＜Ｓ３１４＞
次に、カメラ１２は、撮像命令を部分画像調整部２３から受けると、撮像命令に含まれる撮像領域及び露光時間で測定対象面３３Ａの輝点ＳＢを撮像し、撮像結果に基づき部分画像ＰＩＢを生成する。カメラ１２は、生成した部分画像ＰＩＢを含む画像情報を部分画像調整部２３へ出力する（Ｓ３１４）。
【０１１８】
＜Ｓ３１６＞
次に、部分画像調整部２３は、画像情報をカメラ１２から受けると、画像情報に基づき、部分画像ＰＩＢに含まれる画素の画素値の平均値を算出する（Ｓ３１６）。
【０１１９】
＜Ｓ３１８＞
次に、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれるか否かを判定する（Ｓ３１８）。部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれない場合（Ｓ３１８でＮＯ）、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれるようにカメラ１２の露光時間を変更する（Ｓ３１２）。
【０１２０】
＜Ｓ３２０＞
一方、部分画像調整部２３は、平均値が範囲ＡｖｅＢに含まれる場合（Ｓ３１８でＹＥＳ）、部分画像ＰＩＢを含む第２の部分画像情報を処理部２４へ出力するとともに第２の領域情報を測定部２５へ出力する。処理部２４は、第２の部分画像情報を部分画像調整部２３から受けると、第２の部分画像情報に含まれる部分画像ＰＩＢに対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理を行い、処理後の部分画像ＰＩＢを含む第２の処理済画像情報を測定部２５へ出力する（Ｓ３２０）。
【０１２１】
＜Ｓ３２２＞
次に、測定部２５は、第２の処理済画像情報を処理部２４から受けると、受けた第２の処理済画像情報に基づき、部分画像ＰＩＢに含まれる画素の重心の部分画像座標ＰＣＢを算出する。そして、測定部２５は、部分画像調整部２３から受ける第２の領域情報に基づき、部分画像座標ＰＣＢを全体画像座標ＣＢに変換する（Ｓ３２２）。
【０１２２】
＜Ｓ３２４＞
このようにして算出された全体画像座標ＣＢが、イメージＩＳＢの座標として決定される（Ｓ３２４）。
【０１２３】
＜２．本発明の特徴＞
上記構成の測定装置によれば、最大画素ＰＥＡの画素値が範囲ＭａｘＡに含まれるように第１の撮像設定が行われることで、画像ＩＡにおける輝点ＳＡのイメージを構成する複数の画素の画素値を一定の範囲内に収めることができる。これにより、対象物３３の材質が変化して輝点ＳＡの明るさが変化する場合においても、画像ＩＡにおいて輝点ＳＡのイメージを良好に描画することができるので、領域ＲＡを適切に設定することができる。そして、領域ＲＡに含まれる部分画像ＰＩＡが処理部２４において処理されることで、画像処理のデータ量を削減することができるので、処理負荷を低減し、処理時間を短くすることができる。また、たとえば、２値化処理、収縮処理及び膨張処理などの画像における輝点のイメージの位置を精度よく測定するための画像処理を部分画像ＰＩＡに対して行うことで、画像ＩＡにおける輝点ＳＡのイメージの位置を精度よく測定することができる。これにより、対象物３３の位置の測定精度を向上させることができる。
【０１２４】
上記構成の測定装置では、カメラ１２が、輝点ＳＡを撮像して部分画像ＰＩＡを生成し、部分画像調整部２３が、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の統計値たとえば平均値が範囲ＡｖｅＡに含まれるように第２の撮像設定を行い、処理部２４が、第２の撮像設定が行われた部分画像ＰＩＡを処理する。これにより、たとえば、カメラ１２の撮像範囲を領域ＲＡに対応する範囲に縮小することができるので、カメラ１２における部分画像ＰＩＡの生成に要する時間を短縮することができる。また、部分画像ＰＩＡにおける輝点ＳＡのイメージの輪郭部分を良好に描画することができるので、たとえば、対象物３３の材質が変化して輝点ＳＡの明るさが変化する場合においても、部分画像ＰＩＡにおける輝点ＳＡのイメージの形状のばらつきを抑制することができる。
【０１２５】
上記構成の測定装置では、測定部２５が、処理後の部分画像ＰＩＡに含まれる画素の重心の全体画像座標ＣＡに基づき、対象物３３の位置を測定するため、輝点ＳＡのイメージを構成する複数の画素の画素値の分布に基づき重心の全体画像座標ＣＡを決定することができる。これにより、たとえば、輝点ＳＡのイメージが部分画像ＰＩＡの中心からずれた場合においても、輝点ＳＡの全体画像座標ＣＡを正しく算出することができるので、対象物３３の位置の測定精度を向上させることができる。
【０１２６】
上記構成の測定装置では、所定の条件ＣＭＡが、検知範囲における最大の画素値を有することであるため、画像ＩＡにおける輝点ＳＡを構成する複数の画素の画素値の最大値を範囲ＭａｘＡ内に収めることができるので、画素値の上限値たとえば２５５に達した画素の発生を抑制することができる。
【０１２７】
上記構成の測定装置では、第１の撮像設定が、カメラ１２における露光時間を設定することであるため、たとえば、レーザ光ＬＡの強度の調整、またはレーザ光ＬＡへのフィルタ挿入などと比べて、最大画素ＰＥＡの画素値を範囲ＭａｘＡに含める第１の撮像設定を簡易に実現することができる。
【０１２８】
上記構成の測定装置では、第２の撮像設定が、カメラ１２における露光時間を設定することであるため、たとえば、レーザ光ＬＡの強度の調整、またはレーザ光ＬＡへのフィルタ挿入などと比べて、部分画像ＰＩＡに含まれる画素の画素値の平均値を範囲ＡｖｅＡに含める第２の撮像設定を簡易に実現することができる。
【０１２９】
上記構成の測定装置では、レーザ光源１１Ｂが、レーザ光ＬＢを対象物３３に照射し、カメラ１２が、対象物３３におけるレーザ光ＬＢの輝点ＳＢを撮像し、輝点ＳＢを含む画像ＩＢを生成する。そして、全体画像調整部２１が、輝点ＳＢのイメージを構成する複数の画素のうち条件ＣＭＢを満たす画素である最大画素ＰＥＢの画素値が範囲ＭａｘＢに含まれるように第３の撮像設定を行う。そして、領域設定部２２が、第３の撮像設定が行われた画像ＩＢに含まれる最大画素ＰＥＢに基づき、画像ＩＢの一部を含む領域であって輝点ＳＢを含む領域ＲＢを設定し、処理部２４が、領域ＲＢに含まれる画像である部分画像ＰＩＢを処理する。そして、測定部２５が、処理後の部分画像ＰＩＡ及び処理後の部分画像ＰＩＢに基づき、対象物３３の位置を測定する。これにより、たとえば、輝点ＳＡ近傍のレーザ光ＬＡの反射率と輝点ＳＢ近傍のレーザ光ＬＢの反射率とが異なる場合においても、画像ＩＡにおける輝点ＳＡの位置、及び画像ＩＢにおける輝点ＳＢの位置の両方を精度よく測定することができる。これにより、たとえば、レーザ光ＬＡ及びＬＢを対象物３３に照射し、画像における輝点ＳＡと輝点ＳＢとの間の距離ＩＤｈに基づき対象物３３の位置を測定する構成において、対象物３３の位置の測定精度を向上させることができる。
【０１３０】
＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【０１３１】
本実施形態の測定装置では、レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂが設けられる構成について説明したが、測定装置１は、１つのレーザ光源が設けられる構成であってもよい。このような構成であっても、たとえば、特許文献１に記載のレーザマーカのように、画像における輝点のイメージの全体画像座標と距離Ｄｖとの関係を示す近似式、または輝点のイメージの複数の全体画像座標と当該複数の距離Ｄｖとの対応関係を示すテーブルを用いることで、対象物３３の位置を測定することが可能である。
【０１３２】
また、本実施形態の測定装置では、レーザ光源１１Ａ及び１１Ｂを照射部の一具体例として説明したが、照射部は、レーザ光を対象物３３へ照射する構成であればよく、たとえば、レーザ光源からのレーザ光を反射して対象物３３へ照射するミラー、および光ファイバーの出射口などであってもよい。
【０１３３】
また、本実施形態の測定装置では、レーザ光ＬＡ及びＬＢが、片方ずつ、タイミングをずらして対象物３３へ照射される構成について説明したが、レーザ光ＬＡ及びＬＢが、同じタイミングで対象物３３へ照射される構成であってもよい。この場合、たとえば、輝点ＳＡ及びＳＢのサイズ、明るさまたは色などの態様を互いに異ならせたり、レーザ光ＬＡ及びＬＢを交差させないで輝点ＳＡが位置し得る範囲と輝点ＳＢが位置し得る範囲とを互いに異ならせたりする。これにより、測定対象面３３Ａが正反射面ＭＲＳに対して光源側及び非光源側のいずれに位置するか判定することが可能となる。
【０１３４】
また、本実施形態の測定装置では、カメラ１２が、領域ＲＡまたはＲＢに対応する受光素子の部分を用いて撮像し、部分画像を生成する構成について説明したが、部分画像調整部２３が、部分画像を生成する構成であってもよい。具体的には、カメラ１２は、たとえば、受光素子の全面を用いて撮像して画像ＩＡを生成し、画像ＩＡを含む画像情報を部分画像調整部２３へ出力する。部分画像調整部２３は、カメラ１２から画像情報を受けると、画像情報に含まれる画像ＩＡから領域ＲＡに含まれる部分画像ＰＩＡを切り出すことで、部分画像を生成する。しかしながら、カメラ１２が画像ＩＡまたはＩＢを生成する構成では撮像時間が長くなるため、カメラ１２が部分画像ＰＩＡまたはＰＩＢを生成する構成が好ましい。
【０１３５】
また、本実施形態の測定装置では、カメラ１２が、レーザ光ＬＡ及びＬＢの交差角を二等分する二等分線Ｂｉｓに光軸が沿うように設けられると説明したが、カメラ１２は、光軸が二等分線Ｂｉｓから外れる位置に設けられる構成であってもよい。
【０１３６】
また、本実施形態の測定装置では、処理部２４が、部分画像に対して２値化処理、収縮処理及び膨張処理を行う構成について説明したが、処理部２４は、２値化処理、収縮処理及び膨張処理のいずれか１つまたは２つを行う構成であってもよい。このように、部分画像における輝点の位置を精度よく測定するための画像処理を行うことで、たとえば、レーザ光のノイズ、及び対象物３３の材質によって変化する輝点の形状などに基づく、重心の全体画像座標の算出誤差を抑制することができる。
【０１３７】
また、本実施形態の測定装置では、処理部２４が、第２の撮像設定が行われた部分画像を処理する構成について説明したが、処理部２４は、第２の撮像設定が行われない部分画像を処理する構成であってもよい。しかしながら、第２の撮像設定が行われない場合、部分画像における輝点の輪郭部分の描画が荒くなるため、処理部２４は、第２の撮像設定が行われた部分画像ＰＩＡを処理する構成が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明の測定装置およびレーザマーキング装置は、たとえば、表面に凹凸がある対象物のマーキングに好適に適用される。
【符号の説明】
【０１３９】
１…測定装置
１１Ａ、１１Ｂ…レーザ光源
１２…カメラ
１３…画像分析部
１４…制御部
２１…全体画像調整部
２２…領域設定部
２３…部分画像調整部
２４…処理部
２５…測定部
３１…レーザマーキング装置
３２…マーキング部
３３…対象物
３３Ａ…測定対象面
Ｂｉｓ…二等分線
ＣＳ…交点
ＦＲ…撮影可能範囲
ＩＳＡ、ＩＳＢ…イメージ
ＬＡ、ＬＢ…レーザ光
ＭＲ…測定可能範囲
ＭＲＳ…正反射面
ＭＤ…ドット
ＳＡ、ＳＢ…輝点
ＲＡ、ＲＢ…領域
ＩＡ、ＩＢ…画像
ＰＩＡ、ＰＩＢ…部分画像
ＰＥＡ、ＰＥＢ…最大画素
【図１】
2020046381.tif 000003
【図２】
2020046381.tif 000004
【図３】
2020046381.tif 000005
【図４】
2020046381.tif 000006
【図５】
2020046381.tif 000007
【図６】
2020046381.tif 000008
【図７】
2020046381.tif 000009
【図８】
2020046381.tif 000010
【図９】
2020046381.tif 000011
【図１０】
2020046381.tif 000012
【図１１】
2020046381.tif 000013
【図１２】
2020046381.tif 000014
【図１３】
2020046381.tif 000015
【図１４】
2020046381.tif 000016