(57)【要約】【課題】赤、緑、青等の少なくとも１以上に着色された被測定物の画像に対して、エッジ検出の信頼性を向上させる。【解決手段】赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３を有する照明装置３０と、各光源の照度を独立的に制御可能な制御部６１と、被測定物１からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号Ｒ、緑色光画像信号Ｇおよび青色光画像信号Ｂに分解して出力するカラーイメージセンサ５０と、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤからのいずれかの光を被測定物に照射したときに、カラーイメージセンサから得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号に対して濃淡画像処理を施す画像処理部６２とを備える。【選択図】図１
2011054110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源の照度を独立的に制御可能な光源制御手段と、
前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段と、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号に対して濃淡画像処理を施す濃淡画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理型測定機。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理型測定機において、
前記濃淡画像処理手段で処理された濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定手段を有する、
ことを特徴とする画像処理型測定機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理型測定機において、
前記色画像分解手段は、被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光するダイクロイックプリズムと、このダイクロイックプリズムによって分光された赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光して光電変換する３つのＣＣＤセンサとを含んで構成されている、ことを特徴とする画像処理型測定機。
【請求項４】
赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光を前記被測定物に照射する光照射工程と、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号に対して濃淡画像処理を施す濃淡画像処理工程と、
を備えたことを特徴とする画像処理測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理測定方法において、
前記濃淡画像処理工程で処理された濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定工程を有する、ことを特徴とする画像処理測定方法。
【請求項６】
赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からの光を合成して選択された色の光を前記被測定物に照射する光照射工程と、
前記選択された色の光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号を取り込み、ＨＬＳ変換を行って色相を求める色相算出工程と、
前記色相算出工程で求められた色相に対して、前記選択された色に関して予め設定された上下限値を閾値として２値化処理を行う２値化処理工程と、
を備えたことを特徴とする画像処理測定方法。
【請求項７】
赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、
前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からの光を合成して選択された色の光を前記被測定物に照射する光照射工程と、
前記選択された色の光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号を取り込み、ＨＬＳ変換を行って彩度を求める彩度算出工程と、
前記彩度算出工程で求められた彩度に基づく濃淡画像に変換する濃淡画像変換工程と、
を備えたことを特徴とする画像処理測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理型測定機および画像処理測定方法に関する。例えば、Ｒ(赤)、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などに着色された被測定物の画像のエッジ検出等に利用できる。
【背景技術】
【０００２】
被測定物に光を照射する照明装置と、被測定物からの反射光を受光するイメージセンサと、このイメージセンサで受光された画像から被測定物の形状を求める画像処理装置とを備える画像処理型測定機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来の画像処理型測定機では、照明装置とセンサとの組み合わせとして、
（ａ）白色光照明装置と白黒イメージセンサとの組み合わせ
（ｂ）Ｒ／Ｇ／Ｂカラー照明装置と白黒イメージセンサとの組み合わせ
などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１３９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成では、Ｒ／Ｇ／Ｂに着色された被測定物の画像（Ｒ／Ｇ／Ｂパターン）のエッジを検出する際、エッジが不鮮明になり、正確にエッジを検出することが困難である。
【０００５】
例えば、図１０に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂに着色された被測定物において、Ｒ／Ｇ／Ｂパターンのエッジを検出する場合を考える。
標準的な白黒濃淡画像のエッジ検出では、画素の輝度値を８ビット（２５６階調）に量子化し、その輝度値の差の大きいところをエッジと判定する。
しかし、（ａ）白色光照明装置と白黒イメージセンサとの組み合わせ構成において取得される画像は、図１１（Ａ）に示すような濃淡画像となる。これは、図１１（Ｂ）の輝度分布図のように、エッジ（着色された部分の境界）における輝度差が小さいため、正確にエッジを検出できない場合がある。なお、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）画像の点線部の画素の輝度分布を示している。
また、（ｂ）Ｒ／Ｇ／Ｂカラー照明装置と白黒イメージセンサとの組み合わせ構成において取得される画像でも、この問題を解決するには不十分である。
【０００６】
本発明の目的は、このような課題を解決すべくなされたもので、例えば、赤、緑、青など少なくとも１色以上で着色された被測定物の画像に対して、エッジ検出等の画像処理の正確性、信頼性を向上させることが可能な画像処理型測定機および画像処理測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理型測定機は、赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源の照度を独立的に制御可能な光源制御手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段と、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号に対して濃淡画像処理を施す濃淡画像処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、赤、緑、青の少なくとも１色以上で着色された被測定物において、着色された色の部分と他の部分とのエッジを検出する場合、まず、赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源のなかからいずれかを選択し、着色された色と同じ色の光を被測定物に照射する。
例えば、赤が着色された被測定物において、赤色の部分と他の部分とのエッジを検出する場合、着色された色と同じ赤色光を赤色発光光源から被測定物に照射すると、色画像分解手段によって得られる赤色光画像信号では、赤色に着色された部分のみが赤、他の部分が黒の画像が得られる。すると、濃淡画像処理手段によって、色画像分解手段から得られた赤色光画像信号に対して濃淡画像処理が施される。これによって得られた濃淡画像は、赤色の部分が明るく、他の部分が暗く処理される。そのため、これらのエッジにおいて、輝度差が大きくなるため、エッジが鮮明な画像が得られる。
従って、赤、緑、青の少なくとも１色以上で着色された被測定物の画像に対して、エッジ検出等の画像処理の正確性、信頼性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の画像処理型測定機において、前記濃淡画像処理手段で処理された濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定手段を有する、ことが好ましい。
このような構成によれば、濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定手段を有しているから、被測定物のエッジ検出を正確に行うことができる。
【００１０】
本発明の画像処理型測定機において、前記色画像分解手段は、被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光するダイクロイックプリズムと、このダイクロイックプリズムによって分光された赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光して光電変換する３つのＣＣＤセンサとを含んで構成されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、市販のダイクロイックプリズムと、３つのＣＣＤセンサとから構成できるから、安価に製造できる。
【００１１】
本発明の画像処理測定方法は、赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光を前記被測定物に照射する光照射工程と、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からのいずれかの光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号に対して濃淡画像処理を施す濃淡画像処理工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の画像処理測定方法において、前記濃淡画像処理工程で処理された濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定工程を有する、ことが好ましい。
このような構成の画像処理測定方法によれば、上述した画像処理型測定機と同様な効果が期待できる。
【００１３】
本発明の画像処理測定方法は、赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からの光を合成して選択された色の光を前記被測定物に照射する光照射工程と、  前記選択された色の光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号を取り込み、ＨＬＳ変換を行って色相を求める色相算出工程と、前記色相算出工程で求められた色相に対して、前記選択された色に関して予め設定された上下限値を閾値として２値化処理を行う２値化処理工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、例えば、シアン（Ｃｙ）、マゼンダ（Ｍｇ）、黄（Ｙｅ）の少なくとも１色以上で着色された被測定物において、着色された色の部分と他の部分とのエッジを検出する場合、赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源のなかからいずれかを選択し、着色された色と同じ光を被測定物に照射する。
例えば、Ｃｙが着色された被測定物において、Ｃｙが着色された部分と他の部分とのエッジを検出する場合、緑色発光光源と青色発光光源とを点灯して、着色された色と同じＣｙの光を合成し、この合成光を被測定物に照射する。
すると、色画像分解手段によって、被測定物からの反射光が赤色光、緑色光および青色光に分光され、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号が得られるから、色相算出工程において、色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号が取り込まれたのち、ＨＬＳ変換処理が行われて色相が求められる。
２値化処理工程において、色相算出工程で求められた色相に対して、選択された色に関して予め設定された上下限値を閾値として２値化処理が行われると、着色された色の部分のみが明るく、他の部分が暗く処理される。そのため、これらのエッジにおいて、輝度差が大きくなるため、エッジが鮮明な画像が得られる。
従って、例えば、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ等の少なくとも１色以上で着色された被測定物の画像に対しても、エッジ検出等の画像処理の正確性、信頼性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の画像処理測定方法は、赤色を発光する赤色発光光源、緑色を発光する緑色発光光源および青色を発光する青色発光光源を有し、これら光源からの光を被測定物に照射可能な照明手段と、前記被測定物からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号に分解して出力する色画像分解手段とを有する画像処理型測定機を用いて、被測定物の画像を処理して被測定物の形状などを測定する画像処理測定方法において、前記赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からの光を合成して選択された色の光を前記被測定物に照射する光照射工程と、前記選択された色の光が前記被測定物に照射されたときに、前記色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号を取り込み、ＨＬＳ変換を行って彩度を求める彩度算出工程と、前記彩度算出工程で求められた彩度に基づく濃淡画像に変換する濃淡画像変換工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、例えば、シアン（Ｃｙ）、マゼンダ（Ｍｇ）、黄（Ｙｅ）の少なくとも１色以上で着色された被測定物において、着色された色の部分と他の部分とのエッジを検出する場合、赤色発光光源、緑色発光光源および青色発光光源からの光を被測定物に照射する。
すると、色画像分解手段によって、被測定物からの反射光が赤色光、緑色光および青色光に分光され、それぞれの光に基づく赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号が得られるから、彩度算出工程において、色画像分解手段から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号が取り込まれたのち、ＨＬＳ変換処理が行われて彩度を求める。
すると、彩度算出工程で求められた彩度に基づく濃淡画像に変換される。これによって得られた濃淡画像は、着色された部分が明るく、他の部分が暗く処理される。そのため、これらのエッジにおいて、輝度差が大きくなるため、エッジが鮮明な画像が得られる。
従って、例えば、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ等の少なくとも１色以上で着色された被測定物の画像に対しても、エッジ検出等の画像処理の正確性、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像処理型測定機を示す概略図。
【図２】同上実施形態のカラーイメージセンサを示す図。
【図３】同上実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図４】同上実施形態において、赤色光照明で取得した赤色光画像（Ａ）、濃淡画像（Ｂ）、Ｒパターン線幅（Ｃ）を示す図。
【図５】同上実施形態において、緑色光照明で取得した緑色光画像（Ａ）、濃淡画像（Ｂ）、Ｇパターン線幅（Ｃ）を示す図。
【図６】同上実施形態において、青色光照明で取得した青色光画像（Ａ）、濃淡画像（Ｂ）、Ｂパターン線幅（Ｃ）を示す図。
【図７】本発明の第２実施形態で測定する被測定物を示す図。
【図８】同上第２実施形態において、Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅ部分の抜き出し処理画像を示す図。
【図９】本発明の第３実施形態で測定した被測定物の原画像および彩度に変換された濃淡画像を示す図。
【図１０】Ｒ／Ｇ／Ｂで着色した被測定物を示す図
【図１１】従来の構造において、白色光照明で取得した画像（Ａ）、濃淡画像（Ｂ）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
（画像処理型測定機の構成）
本実施形態の画像処理型測定機は、図１に示すように、被測定物１を載置したステージ１０と、このステージ１０の真上に配置された対物レンズ２０と、この対物レンズ２０の周囲に配置された照明装置３０と、この照明装置３０を駆動させるドライバ４０と、対物レンズ２０で集光された被測定物１からの反射光を受光するカラーイメージセンサ５０と、ドライバ４０を制御しつつカラーイメージセンサ５０からの画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理し、被測定物１の形状などを求める画像処理装置６０と、この画像処理装置６０に接続された入力部７０および画像モニタ８０とを備えて構成されている。なお、対物レンズ２０、照明装置３０およびカラーイメージセンサ５０は、ユニットとして一体化され、ステージ１０に対して三次元方向へ相対移動可能に構成されている。
【００１９】
照明装置３０は、赤色を発光する赤色発光光源としての赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３１と、緑色を発光する緑色発光光源としての緑色ＬＥＤ３２と、青色を発光する青色発光光源として青色ＬＥＤ３３とを有する。これら赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３は、それぞれ各色毎に被測定物１に対して一定以上の照度でムラなく均等に照明できるように、対物レンズ２０の周囲に沿って１または複数個配置されている。
【００２０】
ドライバ４０は、赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３に電流を印加してこれらを発光させるもので、赤色ＬＥＤ３１に電流を印加する赤色ＬＥＤドライバ４１と、緑色ＬＥＤ３２に電流を印加する緑色ＬＥＤドライバ４２と、青色ＬＥＤ３３に電流を印加する青色ＬＥＤドライバ４３とを含んで構成されている。
【００２１】
カラーイメージセンサ５０は、対物レンズ２０で集光された被測定物１からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、それぞれの光に基づく赤色光画像信号Ｒ、緑色光画像信号Ｇおよび青色光画像信号Ｂに分解して出力する色画像分解手段を構成している。
具体的には、図２に示すように、被測定物１からの反射光を赤色光、緑色光および青色光に分光するダイクロイックプリズム５１と、このダイクロイックプリズム５１によって分光された赤色光、緑色光および青色光を受光して光電変換する３つのＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ５２，５３，５４とから構成されている。
ダイクロイックプリズム５１は、３つのプリズム素子５１Ａ、５１Ｂ，５１Ｃと、プリズム素子５１Ａとプリズム素子５１Ｂとの間に設けられ青色光を反射し、赤色光および緑色光を透過する第１ダイクロイック膜５１Ｄと、プリズム素子５１Ｂとプリズム素子５１Ｃとの間に設けられ赤色光を反射し、緑色光を透過する第２ダイクロイック膜５１Ｅとから構成されている。
ＣＣＤセンサ５２，５３，５４は、ダイクロイックプリズム５１によって分光された青色光、赤色光および緑色光を受光できるようにダイクロイックプリズム５１に固定されている。
【００２２】
画像処理装置６０は、入力部７０からの指令に基づいて、赤色ＬＥＤドライバ４１、緑色ＬＥＤドライバ４２および青色ＬＥＤドライバ４３を制御し、赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３の照度を独立的に制御可能な光源制御手段としての制御部６１と、カラーイメージセンサ５０からの赤色光画像信号Ｒ、緑色光画像信号Ｇおよび青色光画像信号Ｂを取り込み処理するとともに、画像モニタ８０へ出力する画像処理部６２とを含んで構成されている。
【００２３】
画像処理部６２は、赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３からのいずれかの光が被測定物１に照射されたときに、カラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち照射光と同じ色の画像信号を取り込んで濃淡画像処理を施す濃淡画像処理手段と、濃淡処理手段で処理された濃淡画像において、濃淡の差が大きい境界をエッジとして判定するエッジ判定手段などを含んで構成されている。
【００２４】
（測定方法）
例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂで着色された被測定物１（図１０参照）において、Ｒ／Ｇ／Ｂの線幅を測定する例を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
ＳＴ（ステップ）１において、赤色光を被測定物１に照射する。これには、入力部７０において、赤色ＬＥＤ３１のみが点灯するように指令すると、制御部６１から印加電流値が赤色ＬＥＤドライバ４１に指令される。これにより、赤色ＬＥＤドライバ４１から赤色ＬＥＤ３１に電流が印加される結果、赤色光が被測定物１に照射される。
【００２５】
ＳＴ２において、カラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、照射光と同じ色の画像信号である赤色光画像信号Ｒを取得する。つまり、画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、赤色光画像信号Ｒを取り込み、この赤色光画像信号Ｒを画像モニタ８０に表示する。すると、画像モニタ８０には、図４（Ａ）のように、Ｒパターンの部分のみが赤色に表示され、他の部分は黒に表示される。
【００２６】
ＳＴ３において、赤色光画像を白黒の濃淡画像に処理する。例えば、Ｒパターンの部分の画素を最大階調として、これより輝度が低くなるに従って階調が低くなるように２５６階調の白黒濃淡画像に変換すると、図４（Ｂ）の上段に示すように処理される。ここで、図４（Ｂ）の上段において、点線部の画素の輝度分布を求めると、図４（Ｂ）の下段に示す輝度分布図が得られる。図４（Ｂ）の下段に示す輝度分布図を見ると、Ｒパターンの部分と他の部分との境界（エッジ）において輝度差が大きく、エッジが鮮明な画像が得られている。
【００２７】
ＳＴ４において、濃淡画像からＲパターンのエッジを求め、Ｒパターンの線幅を求める。例えば、図４（Ｂ）において、点線部の画素の輝度値を調べ、輝度値の差がある閾値を超えた位置をエッジとして判定し、このエッジ間の寸法をＲパターンの線幅Ｒｗとして求める（図４（Ｃ）参照）。
【００２８】
次に、緑色光を被測定物１にそれぞれ照射し、そのときにカラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、緑色光画像信号Ｇを取得し、その緑色光画像信号Ｇを処理する。
図５（Ａ）は、カラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、緑色光画像信号Ｇに基づく画像を示す図である。図５（Ｂ）は、緑色光画像の白黒濃淡画像および点線部の画素の輝度分布図である。図５（Ｃ）は、Ｇパターンの部分と他の部分とのエッジ検出から求められるＧパターンの線幅Ｇｗを示す図である。
【００２９】
最後に、青色光を被測定物１にそれぞれ照射し、そのときにカラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、青色光画像信号Ｂを取得し、その青色光画像信号Ｂを処理する。
図６（Ａ）は、カラーイメージセンサ５０から得られる画像信号のうち、青色光画像信号Ｂに基づく画像を示す図である。図６（Ｂ）は、青色光画像の白黒濃淡画像および点線部の画素の輝度分布図である。図６（Ｃ）は、Ｂパターンの部分と他の部分とのエッジ検出から求められる青色パターンの線幅Bｗを示す図である。
【００３０】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、赤色ＬＥＤ３１，緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３からの光をそれぞれ各別に被測定物１に照射し、各光の照射時毎に、カラーイメージセンサ５０から得られる赤色光画像信号、緑色光画像信号および青色光画像信号のうち、照射光と同じ色の画像を取り込んで、白黒の濃淡画像に変換したので、着色された部分と他の部分とのエッジが鮮明な画像を得ることができる。
【００３１】
従って、従来の構造では困難とされていた赤、緑、青で着色された被測定物１の画像に対して、エッジ検出、パターンサーチ（パターンマッチング）等の画像処理を行うにあたって、これらの画像処理の正確性、信頼性を向上させることができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の画像処理型測定機を用いて、図７に示すように、Ｒ／Ｇ／ＢとＣｙ（シアン）／Ｍｇ（マゼンダ）／Ｙｅ（黄）の６色に着色された被測定物２において、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅの線幅を測定する例である。
まず、Ｃｙに着色された部分の線幅を測定する場合、Ｃｙと同じ色の光を被測定物２に照射する。これには、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３を点灯させて、これらの光を合成すると、Ｃｙと同じ色の光が得られるから、この合成したＣｙと同じ色の光を被測定物２に照射する。
この状態において、画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号（赤色光画像信号R、緑色光画像信号Gおよび青色光画像Ｂ）を取り込み、こ  れをＲＧＢ色空間からＨＬＳ色空間へ変換し、色相Ｈを求める。これには、まず、各色画像信号をＹＣＣ色空間に変換し、これからＨＬＳ色空間へ変換して、色相Ｈを求める。
【００３３】
ここで、ＹＣＣ色空間は、白黒の輝度信号Ｙと、色差信号Ｃ１，Ｃ２とを用いた色空間をいい、輝度信号Ｙと、色差信号Ｃ１，Ｃ２は、次の式で表される。なお、Ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂは、ともに８ビット（２５６階調：０〜２５５）である。
Ｙ ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ             ……式（１）
Ｃ１＝Ｒ−Ｙ＝０．７０１Ｒ−０．５８７Ｇ−０．１４４Ｂ    ……式（２）
Ｃ２＝Ｂ−Ｙ＝−０．２９９Ｒ−０．５８７Ｇ＋０．８８６Ｂ  ……式（３）
【００３４】
また、ＨＬＳ色空間は、色相Ｈ（Hue）、明度Ｌ（Light/Luminance）、彩度Ｓ（Saturation）の色の３属性を用いた色空間をいい、色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓは、次の式で表される。
Ｈ＝ｔａｎ−１（Ｃ１／Ｃ２）                              ……式（４)
Ｌ＝Ｙ                                                    ……式（５)
Ｓ＝√（Ｃ１２＋Ｃ２２）                                  ……式（６)
【００３５】
ちなみに、代表的な色（Ｒ／Ｙｅ／Ｇ／Ｃｙ／Ｂ／Ｍｇ）の色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓを表１に示す。
【表１】
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【００３６】
画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号を取り込み、前記式（４）から色相Ｈを求めた後、選択したＣｙの色相Ｈの２値化処理を行う。ここで、予め選択した色の色相Ｈについて、上限値と下限値の２つの閾値が予め設定されている。例えば、Ｃｙの場合、下限値が２９０°、上限値が３００°として設定されている。
すると、画像処理部６２は、下限値（２９０°）〜上限値（３００°）までの間の画素を「白」、それ以外の画素を「黒」として２値化し、この画像を画像モニタ８０に表示する。画像モニタ８０には、図８（Ａ）に示すように、Ｃｙに着色された部分のみが白色に表示され、他の部分が黒色に表示されるから、これからＣｙに着色された部分の線幅を求めることができる。
【００３７】
次に、Ｍｇの部分の線幅を測定する場合、Ｍｇと同じ色の光を被測定物２に照射する。これには、赤色ＬＥＤ３１および青色ＬＥＤ３３を点灯させて、これらの光を合成すると、Mgと同じ色の光が得られるから、この合成したＭｇと同じ色の光を被測定物２に照射する。
この状態において、画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号を取り込み、前記式（４）から色相Ｈを求めた後、選択したＭｇの色相Ｈの２値化処理を行う。例えば、Ｍｇの場合、下限値が４０°、上限値が５０°として設定されている。
すると、画像処理部６２は、下限値（４０°）〜上限値（５０°）までの間の画素を「白」、それ以外の画素を「黒」として２値化し、この画像を画像モニタ８０に表示する。画像モニタ８０には、図８（Ｂ）に示すように、Ｍｇに着色された部分のみが白色に表示され、他の部分が黒色に表示されるから、これからＭｇに着色された部分の線幅を求めることができる。
【００３８】
最後に、Ｙｅの部分の線幅を測定する場合、Ｙｅと同じ色の光を被測定物２に照射する。これには、赤色ＬＥＤ３１および緑色ＬＥＤ３２を点灯させて、これらの光を合成すると、Ｙｅと同じ色の光が得られるから、この合成したＹｅと同じ色の光を被測定物２に照射する。
この状態において、画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号を取り込み、前記式（４）から色相Ｈを求めた後、選択したＹｅの色相Ｈの２値化処理を行う。例えば、Ｙｅの場合、下限値が１７０°、上限値が１８０°として設定されている。
すると、画像処理部６２は、下限値（１７０°）〜上限値（１８０°）までの間の画素を「白」、それ以外の画素を「黒」として２値化し、この画像を画像モニタ８０に表示する。画像モニタ８０には、図８（Ｃ）に示すように、Ｙｅの部分のみが白色に表示され、他の部分が黒色に表示されるから、これから、Ｙｅの部分の線幅を求めることができる。
【００３９】
なお、第２実施形態では、画像処理部６２が上記各処理工程を実行する手段を構成している。具体的には、画像処理部６２は、選択された色の光が被測定物に照射されたときに、カラーイメージセンサ５０から得られる赤色光画像信号Ｒ、緑色光画像信号Ｇおよび青色光画像信号Ｂを取り込み、ＨＬＳ変換を行って色相を求める色相算出手段と、この色相算出手段で求められた色相に対して、選択された色に関して予め設定された上下限値を閾値として２値化処理を行う２値化処理手段とを構成している。
【００４０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態の画像処理型測定機を用いて、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅに着色された被測定物において、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅの線幅を測定する例である。
まず、赤色ＬＥＤ３１、緑色ＬＥＤ３２および青色ＬＥＤ３３を点灯させて、これらからの合成光（白色）を被測定物２に照射する。
この状態において、画像処理部６２は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を取り込み、このＲＧＢ色空間からＨＬＳ色空間へ変換し、彩度Ｓを求めたのち、彩度Ｓに基づく濃淡画像に変換する。つまり、式（６）から彩度Ｓを求めたのち、彩度Ｓに基づく濃淡画像に変換する。
図９（Ａ）は、カラーイメージセンサ５０から得られる各色画像信号から得られる原画像である。同図において、原画像の背景部分は彩度が小さいが、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅに着色された部分は彩度が大きい。そのため、この原画像を彩度Ｓの濃淡画像に変換すると、図９（Ｂ）に示すように、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅに着色された部分と他の部分との輝度差が大きくなり、エッジ検出が可能となる。
例えば、Ｃｙ／Ｍｇ／Ｙｅに着色された部分を横断する画素の輝度値を調べ、輝度値の差がある閾値を超えた位置をエッジとして判定すれば、このエッジ間の寸法をＣｙ／Ｍｇ／Ｙｅの線幅として求めることができる。
【００４１】
なお、第３実施形態では、画像処理部６２が上記各処理工程を実行する手段を構成している。具体的には、画像処理部６２は、選択された色の光が被測定物に照射されたときに、カラーイメージセンサ５０から得られる赤色光画像信号Ｒ、緑色光画像信号Ｇおよび青色光画像信号Ｂを取り込み、ＨＬＳ変換を行って彩度を求める彩度算出手段と、彩度算出工程で求められた彩度に基づく濃淡画像に変換する濃淡画像変換手段とを構成している。
【００４２】
＜変形例＞
本発明は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本考案に含まれる。
前記実施形態では、Ｒ／Ｇ／Ｂ、または、これとＣｙ／Ｍｇ／Ｙｅとに着色された被測定物の画像のエッジ検出の例を説明したが、着色された色については、これらのうちの少なくとも１以上の色、あるいは、これ以外の色で着色されていても、本発明を適用できる。
【００４３】
照明装置３０は、赤色ＬＥＤ３１と、緑色ＬＥＤ３２と、青色ＬＥＤ３３とで構成されていたが、ＬＥＤに限られない。例えば、白熱電球とカラーフィルターとの組み合わせでもよい。
カラーイメージセンサ５０として、ダイクロイックプリズムと、３つのイメージセンサとを含んで構成されていたが、これに限られない。例えば、ダイクロイックプリズムでなく、被測定物からの反射光をダイクロイックミラーによって赤、緑、青に分光し、その分光を３つのイメージセンサで受光、光電変換するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば、赤、緑、青などの少なくとも１以上に着色された被測定物の画像に対して、エッジ検出等の画像処理を行って被測定物の形状などを測定する画像処理型測定機や画像処理測定方法などに利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１…被測定物、
３０…照明装置、
３１…赤色ＬＥＤ（赤色発光光源）、
３２…緑色ＬＥＤ（緑色発光光源）、
３３…青色ＬＥＤ（緑色発光光源）、
５０…カラーイメージセンサ（色画像分解手段）、
５１…ダイクロイックプリズム、
５２，５３，５４…ＣＣＤセンサ、
６１…制御部（光源制御手段）、
６２…画像処理部（濃淡画像処理手段、エッジ判定手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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