(57)【要約】【課題】撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を精度よく撮像することが可能な画像測定装置及びプログラムを提供すること。【解決手段】上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像測定装置は、撮像部と、載置部と、判定部とを具備する。前記撮像部は、測定対象を撮像する。前記載置部は、前記測定対象が載置され前記撮像部に対して相対的に移動可能である。前記判定部は、所定時間内における前記撮像部と前記載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、前記撮像部による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を撮像する撮像部と、
前記測定対象が載置され前記撮像部に対して相対的に移動可能な載置部と、
所定時間内における前記撮像部と前記載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、前記撮像部による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定する判定部と
を具備する画像測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記所定時間内において、前記撮像部と前記載置部との相対的な位置の変化が所定範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する
画像測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像測定装置であって、
前記載置部は、前記測定対象が載置される載置面を有し、前記載置面に平行で互いに直交する第１の方向及び第２の方向に沿って、前記撮像部に対して相対的に移動可能である
画像測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記第１の方向に沿った前記撮像部と前記載置部との相対的な位置を示す第１の座標値と、前記第２の方向に沿った前記撮像部と前記載置部との相対的な位置を示す第２の座標値とを検出可能な座標検出部を具備する
画像測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記所定時間内での前記第１の座標値が第１の範囲内に収まり、かつ、前記所定時間内での前記第２の座標値が第２の範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する
画像測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像測定装置であって、
前記第１及び前記第２の範囲の各々は、前記測定用画像を撮像するための撮像位置を基準とした範囲である
画像測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像測定装置であって、
前記第１及び前記第２の範囲は、互いに等しい大きさである
画像測定装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、所定のサンプリングレートで前記第１及び前記第２の座標値の各々を取得し、前記所定時間に対応する個数の前記第１の座標値の全てが前記第１の範囲内に収まり、かつ前記所定時間に対応する個数の前記第２の座標値の全てが前記第２の範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する
画像測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像測定装置であって、
前記所定時間に対応する個数は、前記個数から１減算した値と、前記所定のサンプリングレートとを乗算した値が、前記所定時間以上となる個数である
画像測定装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記所定時間内での前記第１の座標値の最大値及び最小値の差分が第１の閾値よりも小さく、かつ、前記所定時間内での前記第２の座標値の最大値及び最小値の差分が第２の閾値よりも小さい場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する
画像測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像測定装置であって、
前記第１及び前記第２の閾値は、互いに等しい
画像測定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を許可する
画像測定装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を要求する要求信号を出力する
画像測定装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記撮像部への前記要求信号の入力を制御するスイッチ部を具備する
画像測定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像測定装置であって、
前記スイッチ部は、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を実行させるための操作スイッチを有し、前記操作スイッチへの操作に応じて、前記判定部から出力された前記要求信号を前記撮像部へ入力する
画像測定装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記載置部の移動を手動により操作するための操作機構を具備し、
前記操作スイッチは、前記操作機構の近傍に配置される
画像測定装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の画像測定装置であって、
前記操作スイッチは、現在の前記撮像部と前記載置部との相対的な位置である現在位置と前記測定用画像を撮像するための撮像位置との距離、及び前記判定部による判定結果の少なくとも一方に基づいて、点灯状態が変化する点灯部を有する
画像測定装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記判定部による判定結果を報知する報知部を具備する
画像測定装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像測定装置であって、
前記報知部は、前記撮像部による前記測定用画像の撮像の完了を報知する
画像測定装置。
【請求項２０】
請求項１から１９のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、
前記撮像部は、前記測定対象を観察するための観察用画像を撮像可能である
画像測定装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記測定用画像及び前記観察用画像を表示可能な表示部と、
前記表示部による画像表示を制御する表示制御部と
を具備する
画像測定装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の画像測定装置であって、
前記表示制御部は、前記測定用画像の撮像を補助する補助画像を生成し、前記観察用画像と前記補助画像とを前記表示部に表示する
画像測定装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の画像測定装置であって、
前記補助画像は、前記測定用画像の撮像が可能となる領域、及び前記測定用画像を撮像するための撮像位置の少なくとも一方を指示するガイド画像を含む
画像測定装置。
【請求項２４】
請求項１から１３のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、前記撮像部と前記載置部との相対的な位置に関する情報をモニタリングする
画像測定装置。
【請求項２５】
請求項１から２４のうちいずれか１項に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記撮像部により互いに異なるタイミングで撮像された第１の画像及び第２の画像に基づいて、前記第１及び前記第２の画像のずれ量を算出する算出部を具備し、
前記判定部は、前記算出された前記ずれ量に基づいて、前記測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定する
画像測定装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の画像測定装置であって、
前記判定部は、所定回数連続して、前記算出部により算出された前記ずれ量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する
画像測定装置。
【請求項２７】
測定対象を撮像する撮像部を用いて前記測定対象を撮像するステップと、
所定時間内における前記撮像部と前記測定対象が載置され前記撮像部に対して相対的に移動可能な載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、前記撮像部による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定するステップと
をコンピュータシステムに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像測定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像範囲を移動させて測定対象を撮像する技術が知られている。例えば特許文献１には、ステージを移動させてワークの合成画像を生成するための画像処理装置について記載されている。特許文献１では、ワークを載せたステージがＸ軸方向及びＹ軸方向に適宜移動され、各移動位置でワークが撮像される。撮像されたワークの画像は、画像マッチング処理により合成され、ワークの合成画像が生成される。この結果、ワンショットの撮像範囲よりも広い範囲のワークの画像を生成することが可能となっている（特許文献１の明細書段落［００１０］［００１７］［００２０］図１、図５等）。
【０００３】
また特許文献２には、試料が配置されたステージのＺ方向の振動を検出する走査型レーザ顕微鏡について記載されている。特許文献２では、レーザ測長器によりステージと対物レンズとの相対距離が測定され、Ｚ方向の振動が検出される。ステージのＺ方向の振動を監視することで、像ブレのない画像データが生成される（特許文献２の明細書段落［００１４］［００２４］［００２８］図１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７１４２５号公報
【特許文献２】特開平１０−３１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像範囲を移動させて測定対象を撮像する際には、ステージの振動等の影響を回避することが重要となる。このような振動等の影響を抑制して、測定対象を精度よく撮像することが可能な技術が求められている。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を精度よく撮像することが可能な画像測定装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像測定装置は、撮像部と、載置部と、判定部とを具備する。
前記撮像部は、測定対象を撮像する。
前記載置部は、前記測定対象が載置され前記撮像部に対して相対的に移動可能である。
前記判定部は、所定時間内における前記撮像部と前記載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、前記撮像部による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定する。
【０００８】
この画像測定装置では、撮像部と載置部とが相対的に移動可能であり、載置部に載置された測定対象が撮像部により撮像される。所定時間内での撮像部と載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。これにより、撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を精度よく撮像することが可能となる。
【０００９】
前記判定部は、前記所定時間内において、前記撮像部と前記載置部との相対的な位置の変化が所定範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定してもよい。
これにより、撮像部と載置部との相対的な振動が十分に小さい状態で、測定用画像を撮像することが可能となる。この結果、測定対象を精度よく撮像することが可能となる。
【００１０】
前記載置部は、前記測定対象が載置される載置面を有し、前記載置面に平行で互いに直交する第１の方向及び第２の方向に沿って、前記撮像部に対して相対的に移動可能であってもよい。
これにより、撮像範囲を載置面に沿って平面的に移動することが可能となる。この結果、例えば測定対象の合成画像等を容易に生成することが可能となる。
【００１１】
前記画像測定装置は、さらに、前記第１の方向に沿った前記撮像部と前記載置部との相対的な位置を示す第１の座標値と、前記第２の方向に沿った前記撮像部と前記載置部との相対的な位置を示す第２の座標値とを検出可能な座標検出部を具備してもよい。
第１及び第２の座標値に基づいて、撮像が可能な状態を判定することで、撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を十分に精度よく撮像することが可能となる。
【００１２】
前記判定部は、前記所定時間内での前記第１の座標値が第１の範囲内に収まり、かつ、前記所定時間内での前記第２の座標値が第２の範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定してもよい。
これにより、第１及び第２の方向の振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【００１３】
前記第１及び前記第２の範囲の各々は、前記測定用画像を撮像するための撮像位置を基準とした範囲であってもよい。
これにより、撮像位置への移動操作等を高精度に行うことが可能となる。この結果、例えば所望の撮像位置で、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【００１４】
前記第１及び前記第２の範囲は、互いに等しい大きさであってもよい。
これにより、測定用画像の撮像が可能な状態を判定するための演算等が容易になる。この結果、観察に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１５】
前記判定部は、所定のサンプリングレートで前記第１及び前記第２の座標値の各々を取得し、前記所定時間に対応する個数の前記第１の座標値の全てが前記第１の範囲内に収まり、かつ前記所定時間に対応する個数の前記第２の座標値の全てが前記第２の範囲内に収まる場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定してもよい。
これにより、例えば第１及び第２の方向の振動をリアルタイムで判定することが可能となる。この結果、観察に要する時間を十分に短縮することが可能となる。
【００１６】
前記所定時間に対応する個数は、前記個数から１減算した値と、前記所定のサンプリングレートとを乗算した値が、前記所定時間以上となる個数であってもよい。
これにより、例えば振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【００１７】
前記判定部は、前記所定時間内での前記第１の座標値の最大値及び最小値の差分が第１の閾値よりも小さく、かつ、前記所定時間内での前記第２の座標値の最大値及び最小値の差分が第２の閾値よりも小さい場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定してもよい。
これにより、第１及び第２の方向の振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【００１８】
前記第１及び前記第２の閾値は、互いに等しくてもよい。
これにより、測定用画像の撮像が可能な状態を判定するための演算等が容易になる。この結果、観察に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１９】
前記判定部は、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を許可してもよい。
これにより、測定用画像の撮像に適さない状態で測定対象が撮像されるといったことを防止することが可能となり、誤撮像による撮りなおし等を回避することが可能となる。
【００２０】
前記判定部は、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を要求する要求信号を出力してもよい。
これにより、例えば撮像部と載置部との相対的な振動等が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、撮像の精度を高く維持することが可能となる。
【００２１】
前記画像測定装置は、さらに、前記撮像部への前記要求信号の入力を制御するスイッチ部を具備してもよい。
これにより、例えば撮像部による撮像のタイミング等を制御することが可能となり、装置の操作性を向上することが可能となる。
【００２２】
前記スイッチ部は、前記撮像部による前記測定用画像の撮像を実行させるための操作スイッチを有し、前記操作スイッチへの操作に応じて、前記判定部から出力された前記要求信号を前記撮像部へ入力してもよい。
操作スイッチを用いることで、所望のタイミングで測定用画像を撮像することが可能となり、装置の操作性を向上することが可能となる。
【００２３】
前記画像測定装置は、さらに、前記載置部の移動を手動により操作するための操作機構を具備してもよい。この場合、前記操作スイッチは、前記操作機構の近傍に配置されてもよい。
これにより、移動及び撮像の操作を手元で行うことが可能となり、装置の使い勝手を大幅に向上することが可能となる。
【００２４】
前記操作スイッチは、現在の前記撮像部と前記載置部との相対的な位置である現在位置と前記測定用画像を撮像するための撮像位置との距離、及び前記判定部による判定結果の少なくとも一方に基づいて、点灯状態が変化する点灯部を有してもよい。
これにより、例えば点灯部の点灯状態に基づいて移動及び撮像の操作等を行うことが可能となり、高い操作性を発揮することが可能となる。
【００２５】
前記画像測定装置は、さらに、前記判定部による判定結果を報知する報知部を具備してもよい。
これにより、例えば判定結果に基づいて移動及び撮像の操作等を行うことが可能となり、高い操作性を発揮することが可能となる。
【００２６】
前記報知部は、前記撮像部による前記測定用画像の撮像の完了を報知してもよい。
これにより、測定用画像の撮像が完了したことを確認してから載置部を移動するといった操作が可能となり、誤撮像による撮りなおし等が回避され装置の信頼性が向上する。
【００２７】
前記撮像部は、前記測定対象を観察するための観察用画像を撮像可能であってもよい。
観察用画像を用いることで、例えば測定対象の移動や、測定用画像の撮像等の操作が容易になり、装置の操作性を向上することが可能である。
【００２８】
前記画像測定装置は、さらに、前記測定用画像及び前記観察用画像を表示可能な表示部と、前記表示部による画像表示を制御する表示制御部とを具備してもよい。
これにより、例えば観察用画像を見ながら測定用画像を撮像することが可能となり、装置の操作性を十分に向上することが可能である。
【００２９】
前記表示制御部は、前記測定用画像の撮像を補助する補助画像を生成し、前記観察用画像と前記補助画像とを前記表示部に表示してもよい。
例えば補助画像を基準として撮像範囲を移動するといったことが可能となる。これにより、容易に測定対象を観察することが可能となる。
【００３０】
前記補助画像は、前記測定用画像の撮像が可能となる領域、及び前記測定用画像を撮像するための撮像位置の少なくとも一方を指示するガイド画像を含んでもよい。
例えばガイド画像に合わせて撮像範囲を移動することで、測定用画像の撮像を速やかに実行することが可能となる。これにより、観察に要する時間を十分に短縮可能となる。
【００３１】
前記判定部は、前記撮像部と前記載置部との相対的な位置に関する情報をモニタリングしてもよい。
これにより、測定用画像を適正に撮像することが可能な状態を常時判定することが可能となる。この結果、装置の操作性を十分に向上することが可能である。
【００３２】
前記画像測定装置は、さらに、前記撮像部により互いに異なるタイミングで撮像された第１の画像及び第２の画像に基づいて、前記第１及び前記第２の画像のずれ量を算出する算出部を具備してもよい。この場合、前記判定部は、前記算出された前記ずれ量に基づいて、前記測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定してもよい。
撮像部により撮像される画像に基づいて、例えば撮像部と載置部との相対的な位置の変化を容易に検出することが可能となる。
【００３３】
前記判定部は、所定回数連続して、前記算出部により算出された前記ずれ量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記測定用画像の撮像が可能な状態であると判定してもよい。
これにより、撮像部と載置部との相対的な振動が十分に小さい状態で、測定用画像を撮像することが可能となる。この結果、測定対象を精度よく撮像することが可能となる。
【００３４】
本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータシステムに以下のステップを実行させる。
測定対象を撮像する撮像部を用いて前記測定対象を撮像するステップ。
所定時間内における前記撮像部と前記測定対象が載置され前記撮像部に対して相対的に移動可能な載置部との相対的な位置に関する情報に基づいて、前記撮像部による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定するステップ。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を精度よく撮像することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置の外観を示す模式図である。
【図２】画像測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】制御部の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図４】操作スイッチの構成例を示す斜視図である。
【図５】スケール値の時間変化を表すグラフである。
【図６】測定用画像の撮像の一例を説明するための図である。
【図７】観察画面の一例を説明するための模式図である。
【図８】操作スイッチの点灯部の動作について説明するための図である。
【図９】第２の実施形態に係る判定方法を説明するための図であり、スケール値の時間変化を表すグラフである。
【図１０】第３の実施形態に係る判定方法を説明するための図であり、互いに異なるタイミングで撮像されたワークの画像の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像測定装置の外観を示す模式図である。図１に示すように、画像測定装置１００は、測定機本体１と、指令入力部２と、制御システム３とを有する。
【００３９】
測定機本体１は、架台１０と、フレーム２０と、撮像ユニット３０と、ステージユニット４０とを有する。また測定機本体１は、切替スイッチ５０及び操作スイッチ５１（図３及び図４参照）を有する。
【００４０】
架台１０は、机や作業台等に設置され、フレーム２０及びステージユニット４０を支持する。
【００４１】
フレーム２０は、架台１０の一方の端部側に配置され、撮像ユニット３０を上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持する。フレーム２０が配置される端部側を測定機本体１の後方側とし、その反対側を前方側とする。図１に示すように、撮像ユニット３０は、フレーム２０の前方側に取付けられる。
【００４２】
撮像ユニット３０は、カメラ３１、照明部３２、及びＺ軸駆動つまみ３３を有する。図１に示すように、撮像ユニット３０は、ステージユニット４０にカメラ３１が向くように配置される。
【００４３】
カメラ３１は、測定対象であるワーク４を撮像する。カメラ３１は、光学系と光学系により結像された測定対象の像を撮像するイメージセンサとを有する（ともに図示省略）。光学系としては、例えば焦点深度の深いテレセントリック光学系等が用いられる。
【００４４】
イメージセンサとしては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等が用いられる。カメラ３１の具体的な構成は限定されない。本実施形態では、カメラ３１は、測定対象を撮像する撮像部に相当する。
【００４５】
カメラ３１は、ワーク４の画像測定を行なうための測定用画像を撮像する。測定用画像は、例えば露光時間、撮像感度、解像度等の所定の撮像パラメータに基づいて撮像される。撮像された測定用画像に基づいて、ワーク４の各部の寸法、角度、及び傾斜等の測定や、エッジ検出による概形の検査等の画像測定を行なうことが可能である。また測定用画像を合成して、ワーク４の合成画像等を生成することが可能である。
【００４６】
またカメラ３１は、ワーク４を観察するための観察用画像を撮像する。観察用画像は、常に取得される画像であり、例えば所定のフレームレートで撮像される。観察用画像を用いることで、例えばワーク４をリアルタイムで観察しながらワーク４の移動や測定用画像の撮像を行なうことが可能である。
【００４７】
例えば、測定用画像はユーザが望むタイミングに応じて撮像され、測定用画像が撮像されていない場合には、観察用画像が所定のフレームレートで撮像される。従って、カメラ３１は、測定用画像を撮像するためのモードと観察用画像を撮像するためのモードを切替えて、測定対象を撮像するとも言える。
【００４８】
照明部３２は、ワーク４を撮像するための照明光を出射する。照明光の明るさは、例えば制御システム３により制御される。照明部３２としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を用いたリングライトが用いられる。
【００４９】
Ｚ軸駆動つまみ３３は、撮像ユニット３０をＺ軸方向に沿って移動するための操作機構である。Ｚ軸駆動つまみ３３を操作することで、例えばカメラ３１の焦点を合わせることが可能である。なお、撮像ユニット３０のＺ軸方向の位置は、図示しないＺ軸スケール３４（図２参照）により検出される。
【００５０】
ステージユニット４０は、測定テーブル４１と、Ｘ軸ステージ４２と、Ｙ軸ステージ４３とを有する。
【００５１】
測定テーブル４１は、プレート状の形状であり、載置面４４を有する。載置面４４には、測定対象であるワーク４が載置される。本実施形態では、載置面４４はＺ軸方向と直交するように構成される。測定テーブル４１としては、例えばガラス板等が用いられる。測定テーブル４１の具体的な構成は限定されず、例えばワーク４の種類や形状等に応じて測定テーブル４１が適宜構成されてよい。本実施形態では、測定テーブル４１は、載置部に相当する。
【００５２】
以下では、載置面４４に平行で互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。図１に示す例では、Ｘ軸方向は測定機本体１を前方側から見たときの左右方向に設定され、Ｙ軸方向は前後方向に設定される。本実施形態では、Ｘ軸方向は、第１の方向に相当し、Ｙ軸方向は、第２の方向に相当する。
【００５３】
Ｘ軸ステージ４２は、架台１０に配置され、Ｙ軸ステージ４３をＸ軸方向に沿って移動可能に支持する。Ｘ軸ステージ４２は、Ｘ軸駆動つまみ４５及びＸ軸スケール４６を有する。Ｘ軸ステージ４２の具体的な構成は限定されず、リニアステージ等の任意の移動機構が用いられてよい。
【００５４】
Ｘ軸駆動つまみ４５は、Ｘ軸ステージ４２の移動を手動により操作するための操作機構である。Ｘ軸駆動つまみ４５としては、回転式のハンドルが用いられる（図３参照）。例えばＸ軸駆動つまみ４５の回転方向や回転速度を変えることで、Ｘ軸ステージ４２が移動する左右の向きや移動速度を容易に変えることが可能である。Ｘ軸駆動つまみ４５の具体的な構成は限定されない。
【００５５】
Ｘ軸スケール４６は、Ｘ軸ステージ４２の位置を示すＸ座標値を検出する。Ｘ軸スケール４６により、例えば予め設定された基準位置からＸ軸ステージ４２の現在位置までの距離がＸ座標値として検出される。Ｘ軸スケール４６の具体的な構成は限定されず、例えばレーザ光を用いた距離センサ等がＸ軸スケール４６として用いられてよい。
【００５６】
Ｙ軸ステージ４３は、測定テーブル４１をＹ軸方向に沿って移動可能に支持する。Ｙ軸ステージ４３は、Ｙ軸駆動つまみ４７及びＹ軸スケール４８を有する。Ｙ軸ステージ４３の具体的な構成は限定されず、リニアステージ等の任意の移動機構が用いられてよい。
【００５７】
Ｙ軸駆動つまみ４７は、Ｙ軸ステージ４３の移動を手動により操作するための操作機構である。Ｙ軸駆動つまみ４７としては、例えばＸ軸駆動つまみ４５と同様の操作機構が用いられる（図３及び図４参照）。もちろんこれに限定されず、Ｙ軸駆動つまみ４７として任意の操作機構が用いられてよい。
【００５８】
Ｙ軸スケール４８は、Ｙ軸ステージ４３の位置を示すＹ座標値を検出する。Ｙ軸スケール４８により、例えば予め設定された基準位置からＹ軸ステージ４３の現在位置までの距離がＹ座標値として検出される。Ｙ軸スケール４８としては、例えばＸ軸スケール４６と同様の距離センサ等が用いられる。これに限定されず、Ｙ軸スケール４８として任意のセンサ等が用いられてよい。
【００５９】
このように、ステージユニット４０では、Ｘ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３を移動することで、測定テーブル４１（ワーク４）を移動することが可能である。すなわち、測定テーブル４１は、載置面４４に平行で互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って、カメラ３１に対して相対的に移動可能である。
【００６０】
例えば、Ｘ軸ステージ４２を操作して測定テーブル４１を移動した場合、Ｘ軸方向に沿ったカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置が変化する。この相対的な位置の変化は、Ｘ座標値の変化として検出することが可能である。すなわち、Ｘ座標値を用いて、カメラ３１と測定テーブル４１とのＸ軸方向の相対的な位置を表すことが可能である。また同様に、Ｙ座標値を用いて、カメラ３１と測定テーブル４１とのＹ軸方向の相対的な位置を表すことが可能である。
【００６１】
本実施形態では、Ｘ座標値は、第１の方向に沿った撮像部と載置部との相対的な位置を示す第１の座標値に相当し、Ｙ座標値は、第２の方向に沿った撮像部と載置部との相対的な位置を示す第２の座標値に相当する。また、Ｘ軸スケール４６及びＹ軸スケール４８は、座標検出部として機能する。
【００６２】
切替スイッチ５０及び操作スイッチ５１については、後に詳しく説明する。
【００６３】
指令入力部２は、測定に必要な指令を入力するための操作機構である。指令入力部２は、例えば制御システム３を介して測定機本体１に接続される。もちろん指令入力部２が直接測定機本体に接続されてもよい。指令入力部２を操作することで、例えば照明光の明るさや、カメラ３１の撮像パラメータ等を制御可能である。指令入力部２の具体的な構成は限定されず、例えば測定に必要な指令を入力するためのボタンやつまみ等が適宜設けられてよい。
【００６４】
制御システム３は、表示部６０と、操作部６１と、制御部６２とを有する。表示部６０は、ワーク４の測定用画像及び観察用画像を表示可能である。表示部６０としては、ＣＲＴモニタや液晶モニタ等が用いられる。操作部６１は、例えばキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル（表示部６０と一体構造）、その他の操作装置である。
【００６５】
図２は、画像測定装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、制御部６２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６３、ＲＯＭ（Read Only Memory）６４、及びＲＡＭ（Random Access Memory）６５等のコンピュータに必要なハードウェア構成を有する。また制御部６２は、画像入力部６６、画像メモリ６７、及び画像出力部６８を有する。
【００６６】
画像入力部６６は、画像データが入力されるインターフェースである。画像入力部６６には、例えばカメラ３１から出力されたワーク４の画像データ（測定用画像の画像データ及び観察用画像の画像データ）が入力される。
【００６７】
画像メモリ６７は、画像入力部６６に入力された画像データを格納する。また画像メモリ６７には、ＣＰＵ６３による画像処理が行われた表示用の画像データが格納される。画像メモリ６７としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等が用いられる。
【００６８】
画像出力部６８は、画像データを出力するインターフェースである。画像出力部６８は、画像メモリ６７に格納された表示用の画像データを表示部６０に出力する。
【００６９】
制御部６２のＣＰＵ６３には、図示しない入出力インターフェースを介して、測定機本体１のＸ軸スケール４６、Ｙ軸スケール４８、及びＺ軸スケール３４と、照明部３２と、指令入力部２と、操作部６１とが接続される。入出力インターフェースとしては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子等が用いられる。この他、各部を接続するための専用のインターフェース等が適宜用いられてもよい。
【００７０】
図３は、制御部６２の機能的な構成例を示すブロック図である。制御部６２による情報処理は、例えばＣＰＵ６３が、ＲＯＭ６４等に記憶された所定のプログラムを、ＲＡＭ６５にロードして実行することにより実現される。プログラムは、例えば種々の記録媒体を介して制御部６２にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムが制御部６２にインストールされてもよい。
【００７１】
図３に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ６３が本発明に係るプログラムを実行することで、画像取得部７０、スケール値取得部７１、判定部７２、及び表示制御部７３が実現される。なお、各ブロックを実現するために専用のハードウェアが用いられてもよい。
【００７２】
画像取得部７０は、カメラ３１により撮像されたワーク４の測定用画像の画像データ及び観察用画像の画像データを取得する。画像取得部７０は、例えば図２に示す画像メモリ６７に適宜アクセスして、画像メモリ６７に格納された画像データを取得する。取得された各画像データは、表示制御部７３に出力される。
【００７３】
スケール値取得部７１は、Ｘ軸スケール４６及びＹ軸スケール４８により検出されたＸ座標値及びＹ座標値をそれぞれ取得する。スケール値取得部７１は、例えば所定のサンプリングレートでＸ座標値及びＹ座標値を常時取得することが可能である。以下では、Ｘ座標値及びＹ座標値をともにスケール値と記載する場合がある。
【００７４】
図３には、Ｘ軸スケール４６（Ｙ軸スケール４８）により検出されるＸ座標値（Ｙ座標値）の時間変化、すなわちスケール値の時間変化が模式的に図示されている。スケール値取得部７１により取得されたＸ座標値及びＹ座標値は、判定部７２に出力される。
【００７５】
判定部７２は、所定時間内におけるカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置に関する情報に基づいて、カメラ３１による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定する。カメラ３１による測定用画像の撮像が可能な状態とは、例えば許容される撮像精度で、カメラ３１が測定用画像を撮像することが可能な状態である。
【００７６】
本発明では、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置に関する情報として、Ｘ座標値及びＹ座標値が用いられる。判定部７２は、Ｘ座標値及びＹ座標値をモニタリングし、カメラ３１による測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを常時判定することが可能である。なお判定部７２は、判定部７２による判定結果とともに、Ｘ座標値及びＹ座標値を表示制御部７３に出力する。
【００７７】
判定部７２は、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、カメラ３１による測定用画像の撮像を許可する。本実施形態では、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される場合に、カメラ３１による測定用画像の撮像を要求する撮像リクエスト信号７４が出力される。
【００７８】
例えば測定用画像の撮像が可能な状態であると判定されている間は、判定部７２により撮像リクエスト信号７４が継続的に出力される。本実施形態では、撮像リクエスト信号７４は、要求信号に相当する。
【００７９】
切替スイッチ５０は、判定部７２から出力された撮像リクエスト信号７４の、カメラ３１への入力のＯＮ／ＯＦＦを切替える。本実施形態では、操作スイッチ５１への操作に応じて、切替スイッチ５０のＯＮ／ＯＦＦが切替えられる。例えば操作スイッチ５１を操作して切替スイッチ５０をＯＮ状態にすることで、撮像リクエスト信号７４がカメラ３１に入力される。この結果、カメラ３１によりワーク４の測定用画像が撮像される。
【００８０】
図４は、操作スイッチ５１の構成例を示す斜視図である。操作スイッチ５１は、カメラ３１による測定用画像の撮像を実行するためのスイッチである。図４に示すように、操作スイッチ５１は、Ｙ軸ステージ４３のＹ軸駆動つまみ４７の近傍に配置される。あるいは、Ｘ軸ステージ４２のＸ軸駆動つまみ４５の近傍に操作スイッチ５１が設けられてもよい。
【００８１】
このように、操作スイッチ５１を操作機構であるＹ軸駆動つまみ４７（Ｘ軸駆動つまみ４５）の近傍に配置することで、ワーク４の移動や測定用画像の撮像を手元で行なうことが可能となり、装置の使い勝手が大幅に向上する。
【００８２】
本実施形態では、操作スイッチ５１として、点灯状態が変化する点灯部５２を有する押しボタン式のスイッチが用いられる。なお操作スイッチ５１の具体的な構成は限定されず、例えば点灯部５２を有する任意の操作機構が操作スイッチ５１として用いられてよい。
【００８３】
判定部７２により、測定用画像の撮像が可能な状態ではないと判定される場合には、撮像リクエスト信号７４は出力されない。この場合、操作スイッチ５１を操作して切替スイッチがＯＮ状態となっても、測定用画像は撮像されない。この結果、測定用画像の撮像に適さない状態で測定用画像が撮像されるといったことを防止することが可能となり、誤撮像による撮りなおし等を回避することが可能となる。
【００８４】
本実施形態において、切替スイッチ５０及び操作スイッチ５１は、カメラ３１への撮像リクエスト信号７４の入力を制御するスイッチ部として機能する。切替スイッチ５０が、制御部６２により、ソフトウェアブロックとして構成されてもよい。
【００８５】
表示制御部７３は、表示部６０による画像表示を制御する。表示制御部７３は、例えば測定用画像の画像データに基づいて画像測定を行なうための測定画面を生成する。また表示制御部７３は、観察用画像の画像データに基づいて測定対象の観察を行なうための観察画面８０（図７参照）を生成する。また表示制御部７３は、判定部７２による判定結果と、カメラ３１による測定用画像の撮像の完了とを報知する報知画面８１を生成する。
【００８６】
なお表示制御部７３により生成される画面の構成等は限定されず、例えば測定画面、観察画面、及び報知画面が同じ画面上に表示されるように構成されてもよいし、各画面が切替えられて表示されてもよい。この他任意の画面構成が用いられてよい。表示制御部７３により生成された画面（測定画面、観察画面、及び報知画面）は、表示用の画像データとして画像メモリ６７に格納され、画像出力部６８を介して表示部６０に出力される。
【００８７】
図５は、スケール値の時間変化を表すグラフである。グラフの横軸は時間であり、縦軸はスケール値（Ｘ座標値あるいはＹ座標値）である。
【００８８】
図５に示すグラフでは、手動によるステージ（Ｘ軸ステージ４２あるいはＹ軸ステージ４３）の移動操作が完了したタイミングが横軸の０（原点）に設定されている。図５に示すように、ステージの移動が完了した直後は、ステージの移動に伴う残留振動により、スケール値の値が振動する。スケール値の値は、典型的には時間の経過とともに一定の値に収束する。
【００８９】
本発明では、判定部７２は、判定時間ΔＴ内において、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置の変化が所定範囲内に収まる場合に、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する。すなわち判定部７２は、判定時間ΔＴ内におけるスケール値（Ｘ座標値及びＹ座標値）の変化が所定範囲内に収まるか否かを判定する。本実施形態では、判定時間ΔＴは、所定時間に相当する。
【００９０】
スケール値の変化を判定するために、本実施形態では、判定部７２により、判定時間ΔＴでのＸ座標値がＸ軸方向の目標範囲内に収まっているか否かが判定される。また判定部７２により、判定時間ΔＴでのＹ座標値がＹ軸方向の目標範囲内に収まっているか否かが判定される。
【００９１】
Ｘ軸方向の目標範囲及びＹ軸方向の目標範囲の各々は、測定用画像を撮像するための目標位置を基準とした範囲である。ここで目標位置とは、例えば所望の測定用画像を撮像するための座標である。目標位置は、例えばカメラ３１の撮像範囲３５（図６参照）のサイズやワーク４の形状等に応じて適宜算出される。あるいは目標位置を示す座標値等がユーザにより入力されてもよい。
【００９２】
また目標位置は、例えばワークの撮像後に自動的に新しい値へと更新されてもよい。すなわち、測定用画像の撮像に応じて、次の目標位置が新たに設定されてもよい。この場合、目標位置の更新に合わせて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の目標範囲も適宜更新される。この他、目標位置を設定する方法や更新のタイミング等は限定されない。
【００９３】
本実施形態では、Ｘ軸方向の目標範囲及びＹ軸方向の目標範囲は、第１の範囲及び第２の範囲に相当する。また目標位置は、測定用画像を撮像するための撮像位置に相当する。
【００９４】
以下では、図５に示すスケール値をＸ座標値として、判定部７２の動作について具体的に説明する。もちろん、スケール値をＹ座標値とした場合であっても同様に説明することが可能である。
【００９５】
まず判定部７２は、所定のサンプリングレートΔｔでＸ座標値を取得する。所定のサンプリングレートΔｔは、例えばスケール値取得部７１がＸ座標値を取得するサンプリングレートと同様の時間間隔に設定される。図５には、所定のサンプリングレートΔｔで取得されるデータ点（Ｘ座標値）が黒丸で模式的に図示されている。
【００９６】
判定部７２は、所定のサンプリングレートΔｔで取得したＸ座標値の各々について、Ｘ軸方向の目標範囲４９に収まっているか否かを判定する。すなわち、判定部７２は、Ｘ座標値を取得する間隔（所定のサンプリングレートΔｔ）と同様の間隔で各Ｘ座標値についての判定を行なう。
【００９７】
図５では、Ｘ軸方向の目標位置Ｘ０を基準とする上限値Ｘ０＋δＸ及び下限値Ｘ０−δＸの間の範囲が、Ｘ軸方向の目標範囲４９として設定されている。従って判定部７２は、取得されたＸ座標値Ｘｍについて、（Ｘ０−δＸ）≦Ｘｍ≦（Ｘ０＋δＸ）が満たされているか否かを判定する。なおＸ軸方向の目標範囲４９は、目標位置（Ｘ０）を中心とした範囲に限定されず、例えばＸ０を基準とした任意の範囲が設定されてよい。
【００９８】
本実施形態では、判定部７２により、判定時間ΔＴに対応する個数ＮのＸ座標値の全てが、Ｘ軸方向の目標範囲４９に収まっているか否かが判定される。ここで判定時間ΔＴに対応する個数Ｎとは、個数Ｎから１減算した値と、所定のサンプリングレートΔｔとを乗算した値が、判定時間ΔＴ以上となる個数である。すなわち個数Ｎは、（Ｎ−１）×Δｔ≧ΔＴの関係を満たす個数である。
【００９９】
例えば個数Ｎは、（Ｎ−１）×Δｔ＝ΔＴとなるように設定される。例えば図５では、判定部７２により、時刻Ｔ１に取得されたＸ座標値Ｘ１がＸ軸方向の目標範囲４９に収まっていると判定される。また時刻Ｔ１の後に取得されるＸ２、Ｘ３・・・ＸＮの全てが、Ｘ軸方向の目標範囲４９に収まっていると判定される。この場合、Ｘ１〜ＸＮが取得されるまでに要する時間は（Ｎ−１）×Δｔである。従って時刻Ｔ１＋ΔＴの時点で、判定時間ΔＴ内でのＸ座標値の振幅が、Ｘ軸方向の目標範囲４９に収まっていると判定される。
【０１００】
このように判定時間ΔＴに対応する個数Ｎを設定することにより、例えばＸ座標値が判定時間ΔＴの間にＸ軸方向の目標範囲４９に収まっていたかどうかを判定することが可能である。すなわち判定部７２は、Ｘ座標値がＮ回連続してＸ軸方向の目標範囲４９に収まっていた場合、判定時間ΔＴ内においてＸ座標値の振動が所定範囲内に収まっていると判定することが可能である。
【０１０１】
別の観点では、所定のサンプリングレートΔｔに応じて、個数Ｎを適宜設定することにより、所望の判定時間ΔＴを設定することができるとも言える。これにより、容易に判定時間ΔＴを設定可能となり、演算処理等を簡略化することが可能となる。このように、判定時間ΔＴあるいは個数Ｎを適宜設定することで、Ｘ軸ステージ４２の残留振動が許容される範囲（Ｘ軸方向の目標範囲４９）に収まっていることを判定することが可能となる。
【０１０２】
判定部７２は、Ｙ軸ステージ４３のＹ座標値についても同様に判定を行なう。すなわち、判定部７２は、所定のサンプリングレートΔｔでＹ座標値を取得し、判定時間ΔＴに対応する個数ＮのＹ座標値の全てがＹ軸方向の目標範囲（Ｙ０±δＹ）に収まっているか否かを判定する。これにより、Ｙ軸ステージ４３の残留振動が許容される範囲に収まっているか否かを判定することが可能となる。
【０１０３】
判定部７２は、判定時間ΔＴに対応する個数ＮのＸ座標値の全てがＸ軸方向の目標範囲内に収まり、かつ判定時間ΔＴに対応する個数ＮのＹ座標値の全てがＹ軸方向の目標範囲内に収まる場合に、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する。これにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【０１０４】
なお図５に示す例では、ステージの移動操作が完了してからの残留振動が図示されており、当該残留振動に対して判定動作が実行されている。実際には、移動操作が完了しているか否かにかかわらず、スケール値は常にモニタリングされている。すなわち常に判定時間ΔＴ内でのＸ座標値及びＹ座標値の各々の振幅が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の目標範囲に収まっているか否かが判定される。
【０１０５】
これにより移動操作の完了のタイミング等にかかわらず、ステージの振動（残留振動を含む）を評価することが可能である。もちろん移動操作が完了したタイミングが検出され、その後に振動の収束判定が実行されてもよい。またＸ軸方向及びＹ軸方向の目標範囲を、目標位置を基準として設定することにより、所望とする座標へのステージ（ワーク４）の移動を高い精度で実現することが可能となる。
【０１０６】
判定時間ΔＴは、例えばデフォルトの値に設定される。すなわち判定時間ΔＴに対応する個数Ｎはデフォルトの値に設定される。また例えば、ワーク４の質量やステージを減速・停止させる加速度等に応じて、判定時間ΔＴや個数Ｎが自動的に設定されてもよい。また例えば、判定時間ΔＴや個数Ｎがユーザにより適宜設定されてもよい。
【０１０７】
例えば判定時間ΔＴ（個数Ｎ）が小さく設定された場合、スケール値の振動の判定に要する時間が短縮される。この結果、例えばステージの移動操作の完了から測定用画像を撮像するまでの時間を短縮することが可能である。また例えば、判定時間ΔＴ（個数Ｎ）が大きく設定された場合、残留振動が十分に収束した状態で測定用画像を撮像することが可能となる。なお、判定時間ΔＴ及び個数Ｎを設定する方法は限定されない。
【０１０８】
Ｘ軸方向の目標範囲の大きさ（２×δＸ）、及びＹ軸方向の目標範囲の大きさ（２×δＹ）は、所望の撮像精度が発揮されるように定められる。例えば各目標範囲の大きさは、カメラ３１のピクセルサイズや測定用画像の解像度等に基づいて定められる。これにより所望の撮像精度で測定用画像を撮像することが可能となる。なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の目標範囲の大きさを設定する方法等は限定されない。例えばワーク４の種類や測定用画像の用途等に応じて、各目標範囲の大きさが適宜設定されてもよい。
【０１０９】
本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の目標範囲の大きさは、互いに等しい値に設定される。すなわち、測定テーブル４１のカメラ３１に対するＸ軸方向及びＹ軸方向の振動が互いに等しい水準に収まっている場合に、測定用画像を撮像することが可能であると判定される。これにより、例えば測定用画像の撮像が可能な状態を判定するための演算等が容易になる。なお、例えばＸ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３を移動させる機構の構成等によっては、各方向で異なった大きさが設定されてもよい。
【０１１０】
判定部７２により、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定されたとする。この場合、表示制御部７３は、測定用画像の撮像が可能であるという判定結果を報知する報知画面８１を生成する。生成された報知画面８１は、表示部６０に表示される。図４には「撮像してください」というメッセージを含む報知画面８１の一例が示されている。
【０１１１】
ユーザは、表示部６０に表示された報知画面８１を見ることで、測定用画像の撮像が可能な状態となったことを認識することが可能である。この場合、判定部７２は撮像リクエスト信号７４を出力しており、測定用画像の撮像が許可された状態である。従って、ユーザは、操作スイッチ５１を操作することで、ワーク４の測定用画像を撮像することが可能である。
【０１１２】
測定用画像の撮像が完了すると、表示制御部７３により、カメラ３１による測定用画像の撮像の完了を報知する報知画面８１が生成され、表示部６０に表示される。例えば図４に示すように、報知画面８１には「ステージを移動してください」というメッセージが表示される。
【０１１３】
ユーザは、表示部６０に表示された報知画面８１を見ることで、測定用画像の撮像が完了したことを認識することが可能である。この結果、例えば次の撮像位置に向けてＸ軸ステージ４２やＹ軸ステージ４３の移動を開始することが可能となる。
【０１１４】
なお、報知画面８１を介して判定部７２の判定結果や測定用画像の撮像の完了を報知する方法は、メッセージを用いる方法に限定されない。例えば各状態に対応したシンボル（アイコン等）を表示させる、あるいはシンボルの色や形状等を変化させるといった方法で、判定結果等が報知されてもよい。本実施形態では、表示制御部７３及び表示部６０は、報知部として機能する。
【０１１５】
図６は、測定用画像の撮像の一例を説明するための図である。以下ではカメラ３１の視野（撮像範囲３５）よりも大きなワーク４ａを撮像する場合について説明する。
【０１１６】
画像測定装置１００では、カメラ３１の撮像範囲３５よりも大きいワーク４ａを撮像するために、画像スティッチングが行なわれる。画像スティッチングでは、撮像範囲３５を移動して複数回に分けてワーク４ａの測定用画像９０が撮像され、複数の測定用画像９０を合成したワーク４ａの合成画像９１ａが生成される。図６には、１回の撮像範囲３５（左側）とワーク４ａの合成画像９１ａ（右側）とが模式的に図示されている。
【０１１７】
本実施形態では、表示制御部７３により、現在のカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置である現在位置と、測定用画像９０を撮像するための目標位置とを示す位置画面８２が生成される。生成された画面８２は、表示部に表示される。図４に示す表示部６０には、位置画面８２の一例が図示されている。
【０１１８】
現在位置は、例えばＸ軸ステージ４２の現在のＸ座標値、及びＹ軸ステージ４３の現在のＹ座標値である。従ってＸ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３の移動に応じて、現在位置として表示される各座標値は、適宜更新される。
【０１１９】
目標位置は、測定用画像９０の撮像に合わせて適宜算出される。従って、位置画面８２には、例えば撮像のたびに次の目標位置が表示される。この他、目標位置の表示を切替えるタイミング等は限定されない。
【０１２０】
まず、第１の目標位置にＸ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３が移動される。ユーザは、例えば現在位置の値が、目標位置（第１の目標位置）の値へと近づくように、Ｘ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３を移動することで、第１の目標位置にワーク４ａを移動することが可能である。第１の目標位置への移動が完了し、判定部７２により測定用画像の撮像が可能であると判定されると、表示部６０には「撮像してください」というメッセージが表示される。
【０１２１】
ユーザが操作スイッチ５１を操作することにより、第１の測定用画像９０ａ（測定用画像９０）が撮像される。第１の測定用画像９０ａは、例えば撮像時の現在位置と紐付けられて保存される。第１の測定用画像９０ａの撮像が完了すると、表示部６０には「ステージを移動してください」というメッセージが表示される。また表示部６０には、次の目標位置（第２の目標位置）が表示される。これにより、ユーザは第２の目標位置へステージを移動することが可能となる。
【０１２２】
Ｘ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３を第１〜第４の目標位置に移動して、第１〜第４の測定用画像９０ａ〜９０ｄが撮像される。例えば各測定用画像が撮像された位置（撮像時の現在位置）に基づいて、第１〜第４の測定用画像９０ａ〜９０ｄが合成される。これにより、ワーク４ａの全体像を含む合成画像９１ａが生成される。なお、ワーク４ａの合成画像９１ａを生成する方法は限定されず、パターンマッチング等の画像処理等が適宜用いられてもよい。
【０１２３】
このように、画像測定装置１００では、手動によりステージを移動して画像スティッチングを行なう手動スティッチング操作を実行することが可能である。手動スティッチング操作では、例えばワーク４ａの必要な部分だけを撮像することや、形状に合わせてワーク４ａを撮像することが可能である。画像測定装置１００では、手動スティッチング操作におけるステージの移動やワーク４ａの撮像のタイミングをユーザに知らせることで、効率的に撮像操作を進めることが可能である。
【０１２４】
図７は、観察画面８０の一例を説明するための模式図である。図７Ａは、画像スティッチングにおいて撮像される測定用画像の一例を示す模式図である。図７Ｂは、観察画面８０の一例を示す模式図である。
【０１２５】
図７Ａでは、Ｘ軸方向に長いワーク４ｂがＸ軸方向に沿って撮像され、第１〜第４の測定用画像９０ｅ〜９０ｈが撮像される。図７Ａに示すように、第１〜第４の測定用画像９０ｅ〜９０ｈは、隣接する画像の一部が互いに重なるように撮像される。これにより、測定用画像を撮像するための目標位置と測定用画像が撮像される位置とが多少ずれた場合であっても、ワーク４ｂの合成画像９１ｂを切れ目なく作成することが可能である。
【０１２６】
図７Ｂには、図７Ａに示すワーク４ｂを観察している場合の観察画面８０が図示されている。本実施形態では、表示制御部７３により、測定用画像の撮像を補助する補助画像８４が生成され、補助画像８４と観察用画像８５とが表示部６０に表示される。この補助画像８４と観察用画像８５とを含む画面が観察画面８０となる。
【０１２７】
図７Ｂに示すように、補助画像８４は、観察用画像８５に重畳して表示される。補助画像８４は、ナビゲーションライン画像１１０、撮像可能エリア画像１２０、及びセンターライン画像１３０を含む。
【０１２８】
ナビゲーションライン画像１１０は、測定用画像を撮像するための目標位置を指示する画像である。図７Ｂではナビゲーションライン画像１１０が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な一点鎖線１１１及び１１２と、各一点鎖線１１１及び１１２の位置を示すマーカ１１３及び１１４とにより模式的に図示されている。ナビゲーションライン画像１１０では、各一点鎖線１１１及び１１２の交点１１５により、測定用画像を撮像するための目標位置が指示される。
【０１２９】
撮像可能エリア画像１２０は、測定用画像の撮像が可能となる領域を指示する画像である。測定用画像の撮像が可能な領域とは、例えば合成画像９１ｂを切れ目なく生成するための測定用画像を撮像することが可能な領域である。この領域は、例えば図７Ａで説明した隣接する画像の重なり具合や、ワーク４ｂのサイズ等に応じて設定される。もちろんこれに限定されるわけではない。
【０１３０】
図７Ｂでは、撮像可能エリア画像１２０がナビゲーションライン画像１１０を囲む点線により模式的に図示されている。撮像可能エリア画像１２０では、Ｘ軸方向に垂直な一点鎖線１１１を囲む矩形状の第１の領域１２１と、Ｙ軸方向に垂直な一点鎖線１１２を囲む矩形状の第２の領域１２２とが表示される。第１の領域１２１と第２の領域１２２とが交差する交差領域１２３（斜線の領域）により、測定用画像の撮像が可能となる領域が指示される。なお、実際の画像では斜線は表示されない。
【０１３１】
ナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０は、例えばステージの現在位置（現在のＸ座標値及びＹ座標値）と目標位置とに基づいて生成される。例えばステージが移動され現在位置が更新されると、ナビゲーションライン画像１１０は目標位置を指示するように適宜更新される。また撮像可能エリア画像１２０は、ナビゲーションライン画像１１０の更新に応じて適宜更新される。なお、ナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０の生成方法やデザイン等は限定されない。
【０１３２】
またナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０は、現在位置と目標位置との距離が所定の距離よりも短くなった場合に表示される。またナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０のどちらか一方だけが表示されてもよい。この他、ナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０を表示する方法等は限定されない。本実施形態では、ナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０は、ガイド画像に相当する。
【０１３３】
センターライン画像１３０は、観察用画像８５の中心を示す画像である。図７Ｂでは、観察用画像８５（観察画面８０）の画面中心１３１を表すセンターライン画像１３０が実線で示されている。
【０１３４】
観察画面８０では、例えばステージを移動すると、ワーク４ｂとともにナビゲーションライン画像１１０及び撮像可能エリア画像１２０が移動する。なおセンターライン画像１３０の観察画面８０における位置（画面中心１３１）は変化しない。
【０１３５】
例えば画面中心１３１とナビゲーションライン画像１１０の交点１１５とが交差するようにＸ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３を適宜移動することで、Ｘ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３を目標位置に移動することが可能である。このように、ナビゲーションライン画像１１０を参照することで、直感的なステージ操作が可能となり、装置の使い勝手が大幅に向上する。
【０１３６】
また画面中心１３１が交差領域１２３（測定用画像の撮像が可能となる領域）に含まれた時点で、ステージの移動を止めて測定用画像を撮像するといった操作が行なわれてもよい。この場合でも、撮像された測定用画像を用いて、ワーク４ｂの合成画像９１ｂを適正に生成することが可能である。このように、撮像可能エリア画像１２０を参照することで、Ｘ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３の厳密な位置合わせ等が不要となり、測定用画像の撮像を速やかに実行することが可能となる。これにより、観察に要する時間を十分に短縮可能となる。
【０１３７】
図８は、操作スイッチ５１の点灯部５２の動作について説明するための図である。図８Ａは、ステージの移動と点灯部５２の点灯状態との関係を示す模式図である。図８Ｂは、点灯部５２の点灯状態の一例を示す図である。
【０１３８】
図８Ａでは、目標位置１４０と、測定用画像の撮像が可能な領域（取り込み可能領域１４１）と、閾値内領域１４２とが図示されている。閾値内領域１４２は、例えば目標位置１４０と現在位置との距離についての所定の閾値に基づいて設定される。図８Ａでは、取り込み可能領域１４１を囲む矩形状の領域が、閾値内領域１４２として設定されている。なお閾値内領域１４２の形状やサイズ等は限定されない。また図８Ａでは、閾値内領域１４２の外側から目標位置１４０に向かうステージの移動経路が矢印１４３を用いて模式的に図示されている。
【０１３９】
図８Ａに示すように、点灯部５２の点灯状態は、ステージの移動に応じて変化する。本実施形態では、点灯部５２は、現在のカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置である現在位置と測定用画像を撮像するための目標位置１４０との距離、及び判定部７２による判定結果に基づいて、点灯状態が変化する。
【０１４０】
例えば図８Ｂに示すように、点灯部５２は、判定部７２からの撮像リクエスト信号７４が出力されておらず、現在位置と目標位置との距離が所定の閾値より大きい場合に、消灯状態５２ａとなる。これは例えば、ステージが閾値内領域１４２の外を移動中である場合に対応する。点灯部５２が消灯していることで、目標位置までの距離が遠いことを知らせることが可能である。
【０１４１】
また点灯部５２は、撮像リクエスト信号７４が出力されておらず、現在位置と目標位置との距離が所定の閾値より小さい場合に、点滅状態５２ｂとなる。これは例えば、ステージが閾値内領域１４２を移動中である場合に対応する。点灯部５２が点滅していることで、目標位置までの距離が近づいていることを知らせることが可能である。
【０１４２】
また点灯部５２は、撮像リクエスト信号７４が出力されており、現在位置が取り込み可能領域１４１にある場合に、点灯状態５２ｃとなる。これは例えば、ステージが取り込み可能領域１４１で停止しており、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定された場合に対応する。点灯部５２が点灯していることで、測定用画像の撮像が可能となっていることを知らせることが可能である。
【０１４３】
このように、点灯部５２の点灯状態を変化させることで、ユーザに測定用画像を撮像するタイミングを知らせることが可能である。また点灯部５２は操作スイッチ５１に設けられているため、ユーザは手元の操作を確認しながら点灯状態を参照することが可能となる。この結果、ステージの移動や測定用画像の撮像等の操作を効率的に行うことが可能となり、高い操作性を発揮することが可能となる。
【０１４４】
なお点灯部５２の点灯状態を変化させる条件等は限定されず、他の条件が適宜設定されてもよい。また例えば、現在位置と目標位置１４０との距離及び判定部７２の判定結果のどちらか一方に基づいて、点灯状態を変化させる処理等が実行されてもよい。また点灯部５２を消灯・点滅・点灯させる場合に限定されず、例えば点灯部５２の色や点滅の間隔等を変えることで点灯状態が表されてもよい。
【０１４５】
以上、本実施形態に係る画像測定装置１００では、カメラ３１と測定テーブル４１とが相対的に移動可能であり、測定テーブル４１に載置されたワーク４がカメラ３１により撮像される。所定時間内でのカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置に関する情報に基づいて、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。これにより、撮像範囲３５の移動を伴う観察においてワーク４を精度よく撮像することが可能となる。
【０１４６】
撮像範囲を移動させて測定対象を撮像する際に、予め待ち時間を設定して画像を取り込むといった手法が考えられる。例えば、ステージの停止に伴う残留振動は、ワークの質量やステージを減速・停止させる加速度等により異なる場合があり、測定精度を確保出来る状態で画像を取り込むタイミングが分からないといった問題が生じる可能性がある。このため、画像を取り込むための待ち時間は、例えばワーク毎の測定結果に基づいて設定され、多くの場合マージンが加えられる。この結果、画像スティッチング等の操作に時間がかかってしまう可能性が生じる。
【０１４７】
本実施形態に係る画像測定装置１００では、Ｘ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３のスケール値（Ｘ座標値及びＹ座標値）に基づいて測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。判定結果は、表示部６０に表示されユーザに報知される。
【０１４８】
このように、測定用画像を撮像する撮像精度が確保できる状態になったときに、測定用画像の取り込み許可（撮像許可）が通知されるので、ユーザは測定用画像を取り込むタイミングを知ることができる。これにより、ユーザは常に所望の撮像精度でワーク４を撮像することが可能となる。
【０１４９】
また測定用画像の撮像が可能な状態を判定することで、例えばユーザが異なる場合やワーク４の種類が異なる場合等にかかわらず、測定用画像の撮像精度を一定に保つことが可能である。この結果、撮像精度のばらつき等を抑制し、画像測定の質を維持することが可能となる。
【０１５０】
本実施形態では、判定時間ΔＴ内でのステージの残留振動が許容範囲に収まっているか否かを判定することで、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。従って、所望の撮像精度が確保されたと判定されたタイミングで、撮像許可を通知することが可能である。この結果、撮像までに要する余分な待ち時間等がなくなり、スティッチング画像の取得時間、すなわち測定スループットを十分に短縮することが可能となる。
【０１５１】
残留振動の判定には、ステージのスケール値が用いられる。従って、振動を検出するための検出機構等を新たに設けることなく、残留振動の判定処理等を行なうことが可能である。これにより、装置をシンプルに構成することが可能となり、装置の製造コストを抑えることが可能となる。
【０１５２】
＜第２の実施形態＞
本技術に係る第２の実施形態の画像測定装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像測定装置１００における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【０１５３】
図９は、スケール値の時間変化を表すグラフである。図９では、図５に示すグラフと同様のスケール値の時間変化が示されている。本実施形態では、スケール値の変化を判定するために、判定部７２により、判定時間ΔＴでのＸ座標値の最大値及び最小値の差分と、判定時間ΔＴでのＹ座標値の最大値及び最小値の差分とが算出される。そして算出されたＸ座標値に関する差分及びＹ座標値に関する差分に基づいて、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。
【０１５４】
以下では、図９に示すスケール値をＸ座標値として、判定部７２の動作について具体的に説明する。もちろん、スケール値をＹ座標値とした場合であっても同様に説明することが可能である。
【０１５５】
まず判定部７２により、判定時間ΔＴ内でのＸ座標値の最大値及び最小値が算出される。図９に示すように、例えば判定部７２は、時刻ｔ１から判定時間ΔＴ後の時刻ｔ３までの第１の区間７５におけるＸ座標値の最大値７６ａ及び最小値７６ｂを算出する。例えば時刻ｔ３になったタイミングで、判定部７２により第１の区間７５での最大値７６ａ及び最小値７６ｂが算出される。
【０１５６】
判定部７２は、第１の区間７５での最大値７６ａ及び最小値７６ｂの差分ΔＸ１を算出し、算出された差分ΔＸ１が第１の閾値ΔＸよりも小さいか否かを判定する。図９に示す例では、第１の区間７５での差分ΔＸ１は、第１の閾値ΔＸよりも大きい。従って時刻ｔ３の時点では、判定時間ΔＴ内でのＸ座標値の振幅（Ｘ軸ステージ４２の残留振動の振幅）が第１の閾値ΔＸよりも大きいと判定される。この場合、判定部７２によるＸ座標値についての判定処理が継続される。なお図９には、第１の閾値ΔＸが模式的に図示されている。
【０１５７】
時刻ｔ２から判定時間ΔＴ後の時刻ｔ４までの第２の区間７７では、Ｘ座標値の最大値７８ａ及び最小値７８ｂの差分ΔＸ２が第１の閾値ΔＸよりも小さい。従って時刻ｔ４の時点で、判定時間ΔＴ内でのＸ座標値の振幅が第１の閾値ΔＸよりも小さいと判定される。これによりＸ軸ステージ４２の残留振動が許容される範囲（第１の閾値ΔＸ）に収まっていることを判定することが可能となる。
【０１５８】
判定部７２は、Ｙ軸ステージ４３のＹ座標値についても同様に判定を行なう。すなわち、判定部７２は、判定時間ΔＴ内でのＹ座標値の最大値及び最小値を算出する。そして算出された最大値及び最小値の差分が、第２の閾値ΔＹよりも小さいか否かが判定される。これにより、Ｙ軸ステージ４３の残留振動が許容される範囲に収まっているか否かを判定することが可能となる。
【０１５９】
判定部７２は、判定時間ΔＴ内でのＸ座標値の最大値及び最小値の差分が第１の閾値ΔＸよりも小さく、かつ、判定時間ΔＴ内でのＹ座標値の最大値及び最小値の差分が第２の閾値ΔＹよりも小さい場合に、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定する。これにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となり、測定対象を高精度に撮像することが可能となる。
【０１６０】
なお図９に示す例では、ステージの移動操作が完了してからの残留振動が図示されており、当該残留振動に対して判定動作が実行されている。実際には、移動操作が完了しているか否かにかかわらず、スケール値は常にモニタリングされている。すなわち常に判定時間ΔＴ内でのＸ座標値及びＹ座標値の各々の振幅が、第１及び第２の閾値ΔＸ及びΔＹよりも大きいか否かが判定される。
【０１６１】
これにより移動操作の完了のタイミングやステージの位置にかかわらず、ステージの振動（残留振動を含む）を評価することが可能である。もちろん移動操作が完了したタイミングが検出され、その後に振動の収束判定が実行されてもよい。
【０１６２】
判定時間ΔＴは、例えばデフォルトの値に設定される。また例えば、ワーク４の質量やステージを減速・停止させる加速度等に応じて、判定時間ΔＴが自動的に設定されてもよい。また例えば、判定時間ΔＴがユーザにより適宜設定されてもよい。
【０１６３】
例えば判定時間ΔＴが短く設定された場合、スケール値の振動の判定に要する時間が短縮される。この結果、例えばステージの移動操作の完了から測定用画像を撮像するまでの時間を短縮することが可能である。また例えば、判定時間ΔＴが長く設定された場合、残留振動が十分に収束した状態で測定用画像を撮像することが可能となる。なお、判定時間ΔＴを設定する方法は限定されない。本実施形態では、判定時間ΔＴは、所定時間に相当する。
【０１６４】
第１の閾値ΔＸ及び第２の閾値ΔＹは、所望の撮像精度が発揮されるように定められる。例えば各閾値の値は、カメラ３１のピクセルサイズや測定用画像の解像度等に基づいて定められる。これにより所望の撮像精度で測定用画像を撮像することが可能となる。なお、第１の閾値ΔＸ及び第２の閾値ΔＹを設定する方法等は限定されない。例えばワーク４の種類や測定用画像の用途等に応じて、各閾値が適宜設定されてもよい。
【０１６５】
本実施形態では、第１の閾値ΔＸ及び第２の閾値ΔＹは、互いに等しい値に設定される。すなわち、測定テーブル４１のカメラ３１に対するＸ軸方向及びＹ軸方向の振動が互いに等しい水準に収まっている場合に、測定用画像を撮像することが可能であると判定される。これにより、例えば測定用画像の撮像が可能な状態を判定するための演算等が容易になる。なお、例えばＸ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３を移動させる機構の構成等によっては、各方向で異なった閾値が設定されてもよい。
【０１６６】
＜第３の実施形態＞
上記の実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３のスケール値（Ｘ座標値及びＹ座標値）に基づいて測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定された。第３の実施系形態では、スケール値に代えて、カメラ３１により撮像された画像を用いて、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。
【０１６７】
図１０は、互いに異なるタイミングで撮像されたワーク４ｃの画像の一例を示す模式図である。図１０Ａは、第１のタイミングで撮像されたワーク４ｃの第１の画像８６ａを示す模式図である。また図１０Ｂは、第１のタイミングより後の第２のタイミングで撮像されたワーク４ｃの第２の画像８６ｂを示す模式図である。
【０１６８】
第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂは、ステージの移動操作の終了後に撮像された画像である。すなわちステージの移動操作が終了した後の第１のタイミングで第１の画像８６ａが撮像される。そして第１のタイミングの後の第２のタイミングで第２の画像８６ｂが撮像される。
【０１６９】
上記の実施形態で説明したように、ステージでは移動操作が終了した後に残留振動等が残る場合がある。従ってステージの移動操作が終了している場合でも、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置が変化し、撮像される画像内でのワーク４ｃの位置が変化するといったことがあり得る。
【０１７０】
例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１の画像８６ａ及び第２の画像８６ｂでは、各画像内でのワーク４ｃの位置が互いに異なる。すなわち、第１のタイミングから第２のタイミングまでの間に生じたカメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置の変化により、各画像間ではワーク４ｃの位置にずれが生じる。なお、図１０Ｂでは、第１のタイミングでのワーク４ｃの位置が点線で示されており、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれが矢印８７で模式的に図示されている。
【０１７１】
このように、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置が変化する場合、互いに異なるタイミングで撮像された画像（第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂ）の間にはずれが生じる。この画像間のずれに基づいて、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置の変化を検出することが可能である。
【０１７２】
本実施形態では、カメラ３１により互いに異なるタイミングで撮像された第１の画像８６ａ及び第２の画像８６ｂに基づいて、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれ量Ｖを算出する算出部が構成される。算出部は、例えばＣＰＵ等により機能ブロックとして構成される。算出部を構成する方法は限定されず、例えば算出部を実現するための専用のハードウェア等が用いられてもよい。
【０１７３】
算出部は、例えば所定の画像処理アルゴリズムを用いて第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれ量Ｖを算出する。算出されるずれ量Ｖは、例えばずれの方向等を表すベクトル（図１０Ｂの矢印８７）の大きさである。これに限定されず、例えばずれ量Ｖとして、各画像間の縦方向のずれ量及び横方向のずれ量がそれぞれ算出されてもよい。
【０１７４】
所定の画像処理アルゴリズムとしては、例えば位相限定相関法が用いられる。位相限定相関法では、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂの各々に対してフーリエ変換が実行され、各画像の位相成分が抽出される。抽出された位相成分の相関を取ることで第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれを算出することが可能である。位相限定相関法を用いることで、サブピクセルレベルの高い精度でずれ量Ｖを検出することが可能となる。
【０１７５】
画像処理アルゴリズムの種類等は限定されず、例えば画像マッチングや機械学習等を用いてずれ量Ｖが算出されてもよい。この他、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれ量Ｖを算出可能な任意の方法が、適宜用いられてよい。
【０１７６】
また本実施形態では、判定部により、算出されたずれ量Ｖに基づいて、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かが判定される。ここで判定部は、上記の実施形態で説明した判定部７２でもよいし、判定部７２とは別の機能ブロックとして構成されてもよい。以下では、ずれ量に基づいて測定用画像の撮像が可能な状態を判定する方法について具体的に説明する。
【０１７７】
まず、カメラ３１により互いに異なるタイミングで第１の画像８６ａ及び第２の画像８６ｂが撮像される。本実施系形態では、カメラ３１により、所定の時間間隔をあけて常に画像が撮像される。この場合、連続して撮像された画像のうち、先に撮像された画像が第１の画像８６ａとなり、後に撮像された画像が第２の画像８６ｂとなる。所定の時間間隔は限定されず、例えば算出部の処理速度等に応じて適宜設定されてよい。
【０１７８】
なお第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂを撮像する方法等は限定されない。例えば、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂとして、カメラ３１により撮像されたワーク４を観察するための観察用画像が用いられてもよい。この場合、所定のサンプリングレートで撮像された観察用画像のうち、撮像の間隔が所定の時間間隔と等しい画像が、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂとして用いられる。この他、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂを撮像する任意の方法が用いられてよい。
【０１７９】
第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂが、画像取得部７０を介して算出部に入力される。算出部は、所定の画像処理アルゴリズムを用いて、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれ量Ｖを算出する。算出されたずれ量Ｖは、判定部に出力される。
【０１８０】
なお算出部には、カメラ３１により撮像される画像が所定の時間間隔をあけて常に入力される。従って算出部は、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂのずれ量Ｖを常時算出することが可能である。これにより、カメラ３１と測定テーブル４１との相対的な位置の変化を容易に監視することが可能となる。
【０１８１】
判定部により、算出されたずれ量Ｖと所定の閾値Ｖ０とが比較される。所定の閾値Ｖ０は、所望の撮像精度が発揮されるように設定される。例えば所定の閾値Ｖ０は、許容できる揺れ（残留振動）の振幅の７０％の大きさとなるように設定される。もちろんこれに限定されず、所定の閾値Ｖ０はワークの種類等に応じて適宜設定されてよい。
【０１８２】
上記したように、残留振動は時間とともに収束する（図５参照）。例えば残留振動が十分に大きい状態（移動操作の停止直後等）では、所定の閾値Ｖ０より大きいずれ量Ｖが算出される可能性がある。すなわち、ずれ量Ｖが所定の閾値Ｖ０より大きい場合には、残留振動が十分に大きい状態であることがわかる。なお残留振動が十分に大きい状態であっても、撮像のタイミングによっては、ずれ量Ｖが所定の閾値Ｖ０よりも小さくなる場合もあり得る。
【０１８３】
ステージの残留振動が十分に収束している状態では、例えばずれ量Ｖは所定の閾値Ｖ０より小さくなる。言い換えれば、ずれ量Ｖが所定の閾値Ｖ０より小さい場合、ステージの残留振動が十分に収まっている可能性がある。
【０１８４】
本実施形態では、判定部により、所定回数連続して、算出部により算出されたずれ量Ｖが所定の閾値Ｖ０よりも小さい場合に、測定用画像の撮像が可能な状態であると判定される。すなわちステージの残留振動が収まっている可能性の高い状態が所定回数だけ続いた場合に、残留振動が十分に収まっていると判定される。これにより振動が十分に小さい状態で測定用画像を撮像することが可能となる。
【０１８５】
所定回数は例えば３回に設定される。従って判定部は、ずれ量Ｖが３回連続して所定の閾値Ｖ０よりも小さいか否かを判定する。これにより短い時間で残留振動の収束を判定することが可能となる。もちろんこれに限定されず、所定回数が他の値に設定されてもよい。
【０１８６】
上記では、第１及び第２の画像８６ａ及び８６ｂは、ステージの移動操作が完了してから撮像された。実際には、移動操作が完了しているか否かにかかわらず、カメラ３１は所定の時間間隔で常に画像を撮像している。従って、異なるタイミングで撮像された画像間のずれ量を常にモニタリングすることが可能である。この結果、移動操作の完了のタイミング等にかかわらず、ステージの振動（残留振動を含む）を評価することが可能である
【０１８７】
このように、カメラにより互いに異なるタイミングで撮像された画像間のずれ量を用いることで、残留振動が許容されるレベルに収まっているか否かを容易に判定することが可能となる。この結果、測定用画像の撮像が可能であるか否かを容易に判定することが可能となり、測定用画像を高精度に撮像することが可能となる。
【０１８８】
＜その他の実施形態＞
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【０１８９】
第１及び第２の実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸ステージ４２及び４３を用いて、測定テーブル４１が移動された。これに限定されず、カメラがＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能に構成されてもよい。この場合、カメラの位置を示すスケール値等に基づいて、カメラの移動停止に伴う残留振動等を適宜検出することで、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定することが可能である。また例えば、カメラと測定テーブルとがそれぞれ移動可能に構成される場合にも、本発明は適用可能である。
【０１９０】
上記では、Ｘ軸駆動つまみ４５及びＹ軸駆動つまみ４７を用いてＸ軸ステージ４２及びＹ軸ステージ４３が手動により移動された。これに限定されず、例えば各ステージが電動スイッチ等により移動可能であってもよい。例えば電動スイッチを操作して各ステージを移動する場合にも、各ステージの移動停止に伴う残留振動を判定することで、測定用画像の撮像が可能な状態であるか否かを判定することが可能である。また例えば、Ｘ軸及びＹ軸ステージの移動が自動制御される場合にも、本発明は適用可能である。
【０１９１】
上記の実施形態では、判定部７２の判定結果に応じて、判定結果の報知（図４参照）と、撮像リクエスト信号７４の出力とが行なわれた。これに限定されず、例えば、判定結果の報知処理と撮像リクエスト信号７４の出力処理とのどちらか一方の処理が判定結果に応じて行われてもよい。このような場合であっても、ワークを精度よく撮像することが可能である。
【０１９２】
カメラと測定テーブルとの相対的な位置の変化を検出する方法として、第１及び第２の実施形態で説明したスケール値（Ｘ座標値及びＹ座標値）の検出と、第３の実施系形態で説明した第１及び第２の画像のずれ量Ｖの算出との両方が実行されてもよい。これにより、カメラと測定テーブルとの相対的な位置の変化を精度良く検出することが可能となる。この結果、撮像範囲の移動を伴う観察において測定対象を十分精度よく撮像することが可能となる。
【０１９３】
以上説明した本発明に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１…測定機本体
３…制御システム
４、４ａ、４ｂ…ワーク
３１…カメラ
３５…撮像範囲
４１…測定テーブル
４４…載置面
４６…Ｘ軸スケール
４８…Ｙ軸スケール
５０…切替スイッチ
５１…操作スイッチ
５２…点灯部
６０…表示部
６２…制御部
７２…判定部
７３…表示制御部
７４…撮像リクエスト信号
８０…観察画面
８１…報知画面
８４…補助画像
８５…観察用画像
９０…測定用画像
１００…画像測定装置
１１０…ナビゲーションライン画像
１２０…撮像可能エリア画像
【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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