(57)【要約】【課題】高さ画像データに対して設定される基準位置の位置補正について補正モードを選択できるようにする。【解決手段】ワーク２の高さ画像に対して、高さを計測される領域である計測領域３０７と、高さの基準となる基準位置を定義するための基準領域４０１とが指定される。ユーザインタフェース４００には、補正モード選択部４０４が設けられていてもよい。補正モード選択部４０４は、たとえば、基準領域４０１の位置をワーク２の位置と回転量に追従して補正するかどうかを選択するためのチェックボックスである。なお、補正モード選択部４０４は、基準領域４０１に適用される補正モードを選択可能なものであればどのようなコントロールであってもよい。【選択図】図４
2015148568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を撮像して当該検査対象物の各部の高さを画素値として表現する高さ画像データを取得する取得手段と、
前記検査対象物の良品についての高さ画像データを表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置を設定する基準位置設定手段と、
前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域を設定する計測領域設定手段と、
検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置と前記計測領域の位置を補正する第１補正モードと、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する第２補正モードとのいずれかを選択する選択手段と、
前記第１補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記計測領域の位置を補正するとともに前記計測領域に追随して前記基準位置も補正し、前記第２補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する位置補正手段と、
前記位置補正手段による補正が実行された後に、前記検査対象物の高さ画像データに設定された前記計測領域について前記基準位置からの高さを計測する計測手段と
を有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記基準位置設定手段は、前記基準位置として前記高さ画像データに対して基準領域を設定する手段であり、
前記計測手段は、
前記基準領域を拡張して基準面を決定し、前記計測領域について前記基準面からの高さを計測することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記第２補正モードが選択されると、前記位置補正手段における前記基準位置の補正処理が無効化されることを特徴とする請求項１または２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記高さ画像データにより表現される高さ画像には前記検査対象物の画像部分と前記検査対象物を保持する保持部材の画像部分とが含まれており、
前記基準位置設定手段は前記保持部材の画像部分に対して前記基準位置を設定する手段であり、
前記計測領域設定手段は、前記検査対象物の画像部分に対して前記計測領域を設定する手段であり、
前記位置補正手段は、前記第２補正モードが選択されると、前記計測領域と前記基準位置とを個別に位置補正することを特徴とする請求項１または２に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記計測手段は、それぞれ異なる複数の計測処理を実行する手段であり、
前記計測領域設定手段は、前記複数の計測処理について個別に計測領域を設定する手段であり、
前記基準位置設定手段は、前記複数の計測処理について個別に設定された計測領域に対して共通に基準位置を設定する手段であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記計測手段は、
前記基準位置に基づき高さを求める第１の計測ツールと、
前記基準位置に基づき高さ以外のパラメータを計測する第２の計測ツールと
を有し、
前記第２の計測ツールは、前記第１の計測ツールに対して設定された基準位置を参照して使用することを特徴とする請求項５に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記高さ画像データにおいて、検査対象物の背景に対して前記基準位置を設定する場合に前記第２補正モードを選択し、前記検査対象物の一部に前記基準位置を設定する場合に前記第１補正モードを選択することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記外観検査装置は、計測を実行する上で必要となる設定を実行する設定プロセスと、前記設定プロセスにおける設定に基づいて計測を実行する計測プロセスとを有し、
前記設定プロセスにおいて、
前記取得手段が、検査対象物を撮像して当該検査対象物の各部の高さを画素値として表現する高さ画像データを取得し、
前記表示手段が、前記検査対象物の良品についての高さ画像データを表示し、
前記基準位置設定手段が、前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置を設定し、
前記計測領域設定手段が、前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域を設定し、
前記選択手段が、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置と前記計測領域の位置を補正する第１補正モードと、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正せずに前記計測領域の位置を補正する第２補正モードとのいずれかを選択し、
前記計測プロセスにおいて、
前記位置補正手段が、前記第１補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置と前記計測領域の位置を補正し、前記第２補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正せずに前記計測領域の位置を補正し、
前記計測手段が、前記位置補正手段による補正が実行された後に、前記検査対象物の高さ画像データに設定された前記計測領域について前記基準位置からの高さを計測する
ように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項９】
高さ画像データにおける１つの画素を表現するビットの数を第１のビット数から第２のビット数に削減するビット数削減手段をさらに有し、
前記計測手段は、前記ビット数削減手段によりビット数を削減された前記高さ画像データを用いて計測処理を実行することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記基準位置設定手段は、前記高さ画像データに基づき前記表示手段に表示された高さ画像に対して指定された指定領域を前記基準位置として設定し、
前記計測手段は、前記指定領域の座標と画素値に演算を施して基準面を決定することを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項１１】
前記計測手段は、前記指定領域の座標と画素値とに最小二乗法を適用して基準面を決定することを特徴とする請求項１０に記載の外観検査装置。
【請求項１２】
前記計測手段は、前記指定領域の画素値の平均値を基準面の高さに決定することを特徴とする請求項１０に記載の外観検査装置。
【請求項１３】
前記基準面は曲面であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の外観検査装置。
【請求項１４】
前記基準位置設定手段は、前記高さ画像データに基づき前記表示手段に表示された高さ画像に対して３つの基準点を前記基準位置として設定し、
前記計測手段は、前記３つの基準点の座標と画素値とに演算を施して基準面を決定することを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項１５】
前記高さ画像データのうち前記位置補正手段による位置補正の対象となる補正対象領域を設定する補正対象領域設定手段をさらに有し、
前記位置補正手段は、前記第１補正モードが選択されると、前記高さ画像データにおける前記補正対象領域の位置に応じて前記基準位置を補正することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項１６】
前記取得手段は、
前記検査対象物の２次元プロファイルを測定する２次元プロファイル測定手段と、
前記２次元プロファイル測定手段が出力する複数の２次元プロファイルを連結して前記高さ画像データを生成する高さ画像生成手段と
を有することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項１７】
前記取得手段は、前記高さ画像データを生成する３次元カメラであることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項１８】
検査対象物を撮像して当該検査対象物の各部の高さを画素値として表現する高さ画像データを取得する取得工程と、
前記検査対象物の良品についての高さ画像データを表示装置に表示する表示工程と、
前記表示装置に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置を設定する基準位置設定工程と、
前記表示装置に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域を設定する計測領域設定工程と、
検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置と前記計測領域の位置を補正する第１補正モードと、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する第２補正モードとのいずれかを選択する選択工程と、
前記第１補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記計測領域の位置を補正するとともに前記計測領域に追随して前記基準位置も補正し、前記第２補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する位置補正工程と、
前記位置補正工程による補正が終了した後で、前記検査対象物の高さ画像データに設定された前記計測領域について前記基準位置からの高さを計測する計測工程と
を有することを特徴とする外観検査方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物をの外観を検査する外観検査装置、外観検査方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクタや半導体素子などの製品の外観を撮像してパターンマッチング（画像認識）などの画像処理を行うことで、いわゆる検査対象物（ワーク）の外観検査（製品検査）が実行されている。特許文献１によれば、羽根車の外観検査を行うために変位計により羽根車をスキャンして立体画像を取得することが記載されている。また、特許文献１によれば２値化された画像情報において２つのエッジを検出し、エッジ間距離に応じて羽根車の合否判定を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５２９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークの３次元形状のデータを取得し、カメラからワークまでの距離に応じて濃淡値が変化する距離画像（高さ画像）を作成し、ワークの良否を判定する外観検査方法が市場から必要とされている。この高さ画像を用いてワークの各部の高さを計測するには高さ画像のどこかに基準位置を設定する必要がある。つまり、各部の高さは基準位置からの相対的な高さとして表現される。また、高さの計測対象領域（以下、計測領域）も高さ画像に対して設定されなければならない。一般に、計測領域と基準位置は良品の高さ画像に対して設定される。
【０００５】
しかし、実際に搬送ベルトによって運ばれてくるワークの位置は所定位置からずれていたり、水平方向に回転してしまっていたりすることがある。よって、ワークの位置や回転量を高さ画像から検出し、検出した位置や回転量に追従して計測領域や基準位置の座標を補正する必要がある。これにより、ワークがずれていても正確に高さを計測できるようになる。
【０００６】
このように、一般には、計測領域も基準位置もワークの位置に追従して補正されなければならないが、基準位置についてはワークに追従させたくない場合がある。たとえば、高さ画像に写っているワーク以外の場所（ワークを載せたトレーなど）を基準位置に設定する場合に、基準位置をワークに追従して補正してしまうと、所望の場所とは異なる場所（搬送ベルトなど）が基準位置に設定されてしまうことがある。基準位置が間違って配置されてしまえば、基準位置に基づいて求められる高さも誤ったものとなる。
【０００７】
そこで、本発明は、高さ画像データに対して設定される基準位置の位置補正について補正モードを選択できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
検査対象物を撮像して当該検査対象物の各部の高さを画素値として表現する高さ画像データを取得する取得手段と、
前記検査対象物の良品についての高さ画像データを表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置を設定する基準位置設定手段と、
前記表示手段に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域を設定する計測領域設定手段と、
検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置と前記計測領域の位置を補正する第１補正モードと、前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する第２補正モードとのいずれかを選択する選択手段と、
前記第１補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記計測領域の位置を補正するとともに前記計測領域に追随して前記基準位置も補正し、前記第２補正モードが選択されると、検査対象物の高さ画像データにおける前記検査対象物の位置に基づき前記検査対象物の高さ画像データに対する前記基準位置を補正しないかまたは前記計測領域とは異なる位置補正を行いつつ前記計測領域の位置を補正する位置補正手段と、
前記位置補正手段による補正が実行された後に、前記検査対象物の高さ画像データに設定された前記計測領域について前記基準位置からの高さを計測する計測手段と
を有することを特徴とする外観検査装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高さ画像データに対して設定される基準位置の位置補正について補正モードを選択できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像処理システムの概略を示す図である。
【図２】検査対象物の一例と、２次元プロファイルの一例と、３次元プロファイルの一例を示す図である。
【図３】計測領域を設定するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図４】基準領域を設定するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図５】基準領域と計測領域の位置補正結果の一例を示す図である。
【図６】計測ツールごとに位置補正モードを選択するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図７】基準領域を保持部材に追従して位置補正することが望ましい例を示す図である。
【図８】基準領域と計測領域とワークに追従して位置補正することが望ましい例を示す図である。
【図９】計測ツール間での基準領域の共有化を説明するための図である。
【図１０】計測ツール間での基準領域の共有化を説明するための図である。
【図１１】計測ツール間での基準領域の共有化を説明するための図である。
【図１２】画像処理システムの各機能を示すブロック図である。
【図１３】パターン認識におけるサーチ領域の設定例を示す図である。
【図１４】設定プロセスの一例を示すフローチャートである。
【図１５】検査プロセスの一例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】
【００１１】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１２】
図１は、画像処理システムの概略を示す図である。この画像処理システムは、外観検査装置または外観検査装置として機能する。ライン１は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの制御装置によって制御されるコンベア（搬送ベルト）などの搬送装置である。外観検査装置は、ライン１を搬送される検査対象物（ワーク２）の外観を画像処理によって検査する装置である。この例の外観検査装置は２次元プロファイル測定器１０と画像処理装置２０を備えている。外観検査とは、ワーク２の画像処理結果を用いて実行される製品検査のことであり、ワーク２の寸法を測定する寸法検査やワーク２が製品として良品であるかどうかを判定する良品検査などが含まれる。
【００１３】
２次元プロファイル測定器１０は、検査対象物（ワーク）の２次元プロファイルを測定し、第１のビット数（例：２０ビット）の２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器の一例である。２次元プロファイル測定器１０は、レーザ変位計と呼ばれることもあり、ｘ軸方向に搬送されるワーク２に対して幅広のレーザ光を照射し、その反射光を受光することで、ワーク２の２次元断面形状を示すデータ（２次元プロファイルデータ）を作成する。このときワーク２はｚｙ平面に平行な切断面によって仮想的に切断され、切断面の外形（輪郭もしくは外縁）が２次元プロファイルとなる。２次元プロファイルデータは、たとえば、１つの測定点あたり２０ビットで表現されるデータである。通常、２次元プロファイルデータは、ヘッドユニット１１からワーク２の測定点までの距離（ｚ軸方向の距離）であって、ｙ軸方向に沿って並んだ複数の測定点についての距離の集合である。２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１とコントローラユニット１２とを有している。ヘッドユニット１１は、ワーク２の２次元プロファイルを測定する測定ユニットの一例であり、レーザなどの発光素子と受光素子（ラインセンサまたは２次元撮像素子）とを有している。図１には、光切断方式のヘッドユニット１１を示しているが、他の方式のヘッドユニットが採用されてもよい。また、ヘッドユニット１１とコントローラユニット１２が物理的に分離されているが、これらが一体化されていてもよい。また、ヘッドユニット１１、コントローラユニット１２、画像処理装置２０が一体になっていてもよい。図１においてヘッドユニット１１はケーブルを介してコントローラユニット１２のヘッド用コネクタ１３に接続されている。
【００１４】
画像処理装置２０は、ワーク２から取得された画像データに所定の画像処理を施してワーク２の外観検査を実行する。画像処理装置２０は、２次元プロファイル測定器１０が出力する２次元プロファイルデータを入力ないしは受信するための入力カード２２を有している。画像処理装置２０は、拡張スロットを有しており、そこに入力カード２２が挿入されている。画像処理装置２０と２次元プロファイル測定器１０は、たとえば、５１２Ｍｂｐｓあまりもの高速通信を実行するため、入力カード２２は1000BASE-Tなどの高速通信規格に対応している。つまり、２次元プロファイル測定器１０の通信コネクタ１４と入力カード２２の通信コネクタ２３は高速通信規格に準拠し、ケーブル２１によって接続されている。このように、入力カード２２の通信コネクタ２３は、第１のビット数（例：２０ビット）の２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器１０と接続する接続手段として機能している。なお、画像処理装置２０は、パーソナルコンピュータに専用のソフトウェアをインストールすることで、実現することも可能である。
【００１５】
画像処理装置２０は、２０ビットよりも少ないビット数（ここでは説明の便宜のため１５ビットとする）で画像処理を実行する。そのため、画像処理装置２０は、２０ビットの２次元プロファイルデータをそのまま扱うことができない。そこで、本実施形態では、入力カード２２が、通信コネクタ２３などを通じて受信した第１のビット数の２次元プロファイルデータを、第１のビット数よりも少ない第２のビット数の２次元プロファイルデータに変換するビット変換手段として機能する。つまり、入力カード２２は、２０ビットの２次元プロファイルデータを１５ビットの２次元プロファイルデータに変換し、画像処理装置２０が画像処理を実行できるようにする。また、入力カード２２は、ビット変換手段が出力する複数の２次元プロファイルデータを組み合わせて、検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段としても機能する。２次元プロファイル測定器１０は、時々刻々とライン１を搬送されるワーク２の２次元プロファイルデータを出力する。つまり、各２次元プロファイルデータは、ワーク２の異なる部分の断面形状を示すデータとなっている。そこで、入力カード２２は、時系列に沿ってサンプルされた複数個（たとえば、８００サンプル）の２次元プロファイルデータを順番に並べることで、ワーク２の３次元プロファイルデータを作成する。たとえば、ワーク２の進行方向でワーク２の先端から後端までの複数個の２次元プロファイルデータが順番に並べられる。その結果として得られる３次元プロファイルデータは、たとえば、１５ビットのグレースケールによる画像データとなる。つまり、ヘッドユニット１１からワーク２までの距離（高さ）が濃淡（階調値）となって表現されることになる。なお、１つの２次元プロファイルデータを１サンプルまたは１ラインと呼ぶことにする。つまり、３次元プロファイルデータは、予め規定された数のラインから作成される。
【００１６】
図２（Ａ）は、ワーク２の３次元形状の一例を示す図である。図２（Ｂ）は、ワーク２の２次元断面形状（１ライン分の２次元プロファイルデータ）の一例を示す図である。図２（Ｂ）に示される１サンプル分の断面形状は、図２（Ｃ）上では１本のラインに相当する。そのため２次元プロファイルデータはラインと呼ばれることがある。図２（Ｃ）は、ワーク２の３次元プロファイルデータ（グレースケール画像データ）の一例を示す図である。図２（Ａ）ないし図２（Ｃ）を比較すると、ワーク２の表面のうち、ｚ軸方向の高さが低い部分は淡い色となり、ｚ軸方向の高さが高い部分は濃い色となることがわかる。濃度と高さの関係は逆であってもよい。このように、３次元プロファイルデータは、検査対象物の表面を構成する各位置の高さを示す高さ画像データである。
【００１７】
画像処理装置２０は、複数の計測モジュール（画像処理ツール）を３次元プロファイルデータに適用して外観検査を実行する。ここでは、外観検査を実行する計測モジュールを画像処理ツールまたは計測ツールと呼ぶことにする。画像処理ツールには様々なものがあり、主要な画像処理ツールとしては、エッジ位置計測ツール、エッジ角度計測ツール、エッジ幅計測ツール、エッジピッチ計測ツール、エリア計測ツール、ブロブ計測ツール、パターンサーチ計測ツール、傷計測ツールなどがある。
●高さ計測ツール：３次元プロファイルデータに基づき、ワーク２の各部の高さを計測する。たとえば、ワーク２の１つの測定点を基準位置とし、この基準位置の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分のうち最大のものを最大高さとして算出する。あるいは、平面を基準面として設定し、基準面の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分（距離）のうち最大のものを高さとして求めてもよい。なお、高さの測定精度を優先するために、１５ビットの３次元プロファイルデータが使用される。
【００１８】
以下で説明する画像処理ツールは、１５ビットの３次元プロファイルデータをさらに少ない第３のビット数（例：８ビット）の３次元プロファイルデータに変換した後で、実行されてもよい。これは、以下の画像処理ツールでは精度よりも処理速度が優先されるからである。なお、１５ビットの２次元プロファイルデータ（高さデータ）を８ビットの高さデータに変換する処理を高さ抽出と呼ぶ。高さ抽出では、任意の平面や曲面を基準面として設定し、基準面の階調値と各測定点の階調値との差分を８ビットのデータとして扱ってもよい。適切な基準面を用いることで、８ビットであっても画像処理に必要な差分の情報を十分に保持することが可能となる。
●エッジ位置計測ツール：ワーク２の画像が表示される画面上において、エッジ位置を検出したい検査領域に対してウインドウを設定することにより、設定された検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジ（明から暗に切り替わる箇所または暗から明に切り替わる箇所）を検出する。検出した複数のエッジから、一のエッジの指定を受け付け、指定を受け付けたエッジの位置を計測する。
●エッジ角度計測ツール：設定を受け付けた検査領域内に２つのセグメントを設定し、それぞれのセグメントで検出したエッジからのワーク２の傾斜角度を計測する。傾斜角度は、たとえば時計回りを正とすることができる。
●エッジ幅計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出し、検出した複数のエッジ間の幅を計測する。
●エッジピッチ計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出する。検出した複数のエッジ間の距離（角度）の最大値／最小値や平均値を計測する。
●エリア計測ツール：ワーク２の画像を二値化処理して、白色領域または黒色領域の面積を計測する。たとえば、計測する対象として白色領域または黒色領域の指定をパラメータとして受け付けることにより、白色領域または黒色領域の面積を計測する。
●ブロブ計測ツール：ワーク２の画像を二値化処理して、同一の輝度値（２５５または０）の画素の集合（ブロブ）に対してパラメータとしての数、面積、重心位置等を計測する。
●パターンサーチ計測ツール：比較対象とする画像パターン（モデル画像）を事前に記憶装置に記憶しておき、撮像したワーク２の画像の中から記憶してある画像パターンに類似している部分を検出することで、画像パターンの位置、傾斜角度、相関値を計測する。
●傷計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、小領域（セグメント）を移動させて画素値の平均濃度値を算出し、閾値以上の濃度差となった位置を傷が存在すると判定する。
●その他にも、検査領域内の文字情報を切り出して辞書データ等と照合することで文字列を認識するＯＣＲ認識ツール、画像上に設定したウインドウ(領域)をシフトさせながら、各ウインドウの位置においてエッジの検出を繰り返す機能を有するトレンドエッジツール、設定したウインドウ内の濃淡の平均、偏差等を計測する機能を有する濃淡ツール、設定したウインドウ内の濃度の平均、偏差等を計測する機能を有する濃度ツールなどもあり、ユーザは検査内容に応じて必要な画像処理ツールを選択することができる。なお、これらの画像処理ツールは、典型的な機能およびその実現方法の代表例を示すものに過ぎない。あらゆる画像処理に対応する画像処理ツールが本願発明の対象になり得る。
【００１９】
＜計測領域の設定＞
図３は、表示部１５２に表示されるユーザインタフェース３００の一例を示している。画像処理装置２０は、外観検査を実行する検査プロセスと、外観検査に必要となる各種の制御パラメータを設定する設定プロセスとを有している。入力部１５０を通じて設定プロセスの実行が選択されると、画像処理装置２０は、制御パラメータを設定するユーザインタフェース３００を表示部１５２に表示させる。ポインタ３０１は、入力部１５０のポインティングデバイスの操作に応じて移動する。画像表示部３０２は、良品を撮像することで取得された高さ画像３０３を表示する領域である。この高さ画像３０３には、搬送ベルト３０４の画像と、良品であるワーク２の画像が含まれている。計測領域の形状指定部３０６では、高さの計測対象となる計測領域３０７の形状を指定するために利用される。この例では、矩形形状が計測領域３０７の形状として選択されている。画像処理装置２０は、ポインタ３０１によって計測領域３０７のフレームをドラッグされたこと検知すると、ドラッグ量に応じて計測領域３０７の位置を変更する。画像処理装置２０は、ポインタ３０１によって計測領域３０７のフレームの角などをドラッグされたこと検知すると、ドラッグ量に応じて計測領域３０７のサイズを変更する。このように、画像処理装置２０は、入力部１５０から入力される指示に応じて計測領域３０７の位置やサイズを変更する。
【００２０】
＜基準領域の設定と補正モードの設定（その１）＞
図４は、表示部１５２に表示されるユーザインタフェース４００の一例を示している。ユーザインタフェース４００は、高さを計測するための基準となる基準領域４０１を設定するために使用される。指定方法の選択部４０２は、高さの基準となる基準領域（例：高さがゼロとなる位置）を選択するためのメニューである。この例では平面基準が選択されている。画像処理装置２０は、平面基準が選択されると、基準領域４０１を含む平面の方程式を算出し、算出した平面の方程式によって表現される平面をゼロ面とする。たとえば、画像処理装置２０は、基準領域４０１内の複数の測定点について高さを求め、それらに最小二乗法を適用することにより平面の方程式を算出する。選択部４０２では、さらに、平均高さ基準や３点指定が選択可能である。平均高さ基準が選択されると、画像処理装置２０は、基準領域４０１内の複数点の高さの平均値を求め、それをｚ軸切片とする平面の方程式を算出する。よって、求められた平面はｘｙ平面と平行となる。３点指定が選択されると、画像処理装置２０は、ポインタ３０１によって高さ画像に対して指定された３点を通る平面の方程式を算出する。選択方法の指定部４０３は、基準領域４０１の形状を指定するためのメニューである。たとえば、矩形や円形、楕円形、回転矩形、多角形、円周、円弧、複数点などを指定領域として指定可能である。
【００２１】
補正モード選択部４０４は、基準領域４０１の位置をワーク２の位置と回転量に追従して補正するかどうかを選択するためのチェックボックスである。これについては図５を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図５は、表示部１５２に表示されるユーザインタフェース５００の一例を示している。画像処理装置２０は、検査プロセスにおいて計測結果をユーザインタフェース５００に表示する。この例では、検査対象のワーク２が、図３や図４に示した良品のワークと比較して回転してしまっている。そのため、画像処理装置２０は、パターン認識によりワーク２の位置と回転量とを求める。画像処理装置２０は、求めた位置と回転量に応じて計測領域３０７の座標を変更する。ここで、補正モード選択部４０４がチェックされていない場合は、基準領域もワーク２に追随して位置補正されるため、５０１で示される位置に基準領域が設定されてしまう。よって、このようにして設定された基準領域５０１を用いて計測を実行してしまうと正確な高さを求めることができない。一方で、補正モード選択部４０４がチェックされている場合は、基準領域４０１はワーク２に追随せず、つまり位置補正されない。このように、基準領域４０１は、搬送ベルト３０４などの背景部に配置されるため、画像処理装置２０は、搬送ベルト３０４の高さをゼロ面としてワーク２の高さを計測する。このように本実施例では、簡単な方法で基準領域の位置補正方法を指定でき、かつ、より正確に高さを求められるようになる。
【００２３】
＜補正モードの設定（その２）＞
図６は、計測領域３０７と基準領域４０１とで個別に補正モードを設定するためのユーザインタフェース６００の一例を示している。補正元設定部６０１は、補正元（補正ルール）を設定するためのユーザインタフェースである。追加ボタン６０２がクリックされると、画像処理装置２０は、入力部１５０から入力された情報にしたがって位置補正のルールを追加する。この例では２つの補正ルール６０３、６０４がすでに作成されている。補正ルール指定部６０５は、計測領域３０７に対する位置補正のルールを指定するためのメニューである。補正ルール指定部６０６は、基準領域４０１に対する位置補正のルールを指定するためのメニューである。これらのメニューからは補正ルール６０３、６０４のいずれかを指定可能である。補正ルール６０３は、たとえば、ワーク２の位置に追従した位置補正である。補正ルール６０４は、たとえば、位置補正を行わないとった補正ルールである。なお、補正ルール６０４は、計測領域３０７とは異なる位置補正を行う補正ルールであってもよい。たとえば、補正ルール６０４は、基準領域４０１については、ワーク２を載置するためのトレーに追従して位置補正を行うといった補正ルールであってもよい。
【００２４】
図７（Ａ）は、トレー７００に載置されたワーク２について取得された高さ画像に対して計測領域３０７と基準領域４０１が設定された例を示している。図７（Ｂ）は、計測領域３０７と基準領域４０１とをワーク２に追従して位置補正した例を示している。図７（Ｂ）が示すように、トレー７００の位置ずれ量とワーク２の位置ずれ量は異なっている。そのため、計測領域３０７だけでなく基準領域４０１もワーク２に追従して位置補正してしまうと、基準領域４０１は、トレー７００から外れた位置である搬送ベルト３０４上に設定されてしまう。このような場合には、補正ルール６０４として、トレー７００に追従して位置補正を行うといった補正ルールを作成し、作成した補正ルールを基準領域４０１に対して設定することが有効である。このように、計測領域３０７に適用される補正ルールとは異なる補正ルールが基準領域４０１に適用されると有利なケースも存在する。
【００２５】
図８は、計測領域３０７と基準領域４０１とをワーク２に追従して位置補正することが望ましい例を示している。この例では、ワーク２の上面を高さの基準平面とする計測ツールが使用されている。よって、基準領域４０１は、ワーク２に追従して位置補正されなければならない。この場合、図４に示したユーザインタフェース４００では、補正モード選択部４０４であるチェックボックスのチェックが外される。また、図６に示したユーザインタフェース６００では、補正ルール指定部６０６によって基準領域４０１についても補正ルール６０３が指定される。このように、計測領域３０７に適用される補正ルールと同一の補正ルールが基準領域４０１に適用されると有利なケースも存在する。
【００２６】
＜複数の計測ツール間での基準領域の共用＞
一般に複数の計測ツールはそれぞれ独自に計測のためのパラメータを設定される。たとえば、図９に示したユーザインタフェース９００はワーク２の左上ピンの高さを計測するツール（Ｔ１０１）について計測領域３０７と基準領域４０１とを設定するためのユーザインタフェースである。一方、図１０に示したユーザインタフェース１０００はワーク２の右上ピンの高さを計測するツール（Ｔ１０２）について計測領域３０７’と基準領域４０１’とを設定するためのユーザインタフェースである。図９と図１０とを比較すると分かるように、基準領域４０１と基準領域４０１’とは同じ領域である。よって、基準領域４０１’の設定を簡易化できればユーザビリティが向上しよう。そこで、ユーザインタフェース１０００には基準領域の設定方法を指定するための指定部１００１が設けられている。指定部１００１は、たとえば、上述した平面基準などに加えて他のツールのゼロ面（基準領域）をそのまま流用することを指定できるようなプルダウンメニューとなっている。参照先ツールの選択部１００２は、指定部１００１によって他の計測ツールの基準領域を流用（共用）することが指定されたときに、どの計測ツールの基準領域を共用するかを選択するためのプルダウンメニューである。この例では、図９に示したワーク２の左上ピンの高さを計測するツール（Ｔ１０１）が選択されている。そのため、画像処理装置２０は、左上ピンの高さを計測するツール（Ｔ１０１）の基準領域４０１を、右上ピンの高さを計測するツール（Ｔ１０２）の基準領域４０１’として利用する。
【００２７】
図１１は、２つの計測ツールで基準領域４０１を共有しているときの計測結果の一例を示す図である。図１１が示すように２つの計測領域３０７、３０７’に対して１つの基準領域４０１だけが示されている。なお、基準領域４０１に対して設定されている位置補正モードについても２つの計測ツール間で共通化される。このように基準領域４０１を複数の計測ツール間で共用することで、基準領域４０１の設定操作を簡単にすることができる。
【００２８】
図１２は、外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図である。ここでは、２次元プロファイル測定器１０および高さ画像生成部１２２が高さ画像の取得手段として機能するが、これに代えて高さ画像データを生成する３次元カメラが使用されてもよい。
【００２９】
２次元プロファイル測定器１０については、とりわけコントローラユニット１２の機能を示しているが、２次元プロファイルデータ生成部１１１などがヘッドユニット１１に設けられてもよい。ヘッドユニット１１は、検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定手段として機能する。２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１から出力される測定信号（測定結果）に基づき２次元プロファイルデータを作成する２次元プロファイルデータ生成部１１１と、画像処理装置２０と通信する通信部１１３とを有している。通信部１１３は、画像処理装置２０と通信するための通信ユニットを具備している。２次元プロファイルデータは通信部１１３を介して画像処理装置２０に送信される。通信部１１３は、シリアル通信インタフェース、パラレル通信インタフェース、ＵＳＢインタフェースやネットワーク通信インタフェースなどを含む。図示は省略しているが、２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１を制御するヘッドユニット制御部をさらに有している。なおこれらの機能はＤＳＰやＣＰＵ、ＡＳＩＣおよびプログラムなどによって実現される。
【００３０】
画像処理装置２０もやはりＤＳＰやＣＰＵ、メモリ、プログラムなどによって実現される。入力カード２２は、２次元プロファイル測定器１０が出力する２次元プロファイルデータを受信する通信部１２１を有している。通信部１２１は、２次元プロファイル測定器と接続して通信する接続手段の一例である。高さ画像生成部１２２は、通信部１２１が受信した２０ビットの２次元プロファイルデータを１５ビットの２次元プロファイルデータに変換する。変位計などは２０ビットのデータを扱うことが多いが、画像処理装置などは１５ビット以下のデータを扱うことが多い。よって、高さ画像生成部１２２でビット数の違いを吸収することで画像処理装置２０に変位計を接続することが可能となる。高さ画像生成部１２２は、複数の１５ビットの２次元プロファイルデータを統合して３次元プロファイルデータ（ワークの高さを示す画像データ）を作成する。たとえば、高さ画像生成部１２２は、８００ライン分の１５ビットの２次元プロファイルデータを時系列に並べることで、ワーク２の全体の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する。３次元プロファイルデータは、一種の画像データであり、各画素は測定点に対応し、その階調値（輝度値）が高さを示すデータに対応している。３次元プロファイルデータは画像データであるため、表示処理部１５１を通じて表示部１５２に表示される。たとえば、ワーク２のうち基準面から低い部分は淡い階調となり、基準面から高い部分は濃い階調となる。このように、高さ画像生成部１２２は、２次元プロファイルデータ生成部１１１が出力する複数の２次元プロファイルを連結して高さ画像データを生成する高さ画像生成手段として機能する。このように、高さ画像生成部１２２を設けることで、３次元カメラの代わりに変位計を用いて高さ画像を取得することが可能となる。
【００３１】
上述したように画像処理部１３０は、高さ計測ツールだけでなく、様々な検査ツールを有している。画像処理部１３０は、ワーク２の各部分の高さを抽出する際には、１５ビット表現の３次元プロファイルデータを使用する。これにより、より高い精度の高さ情報が取得される。一方で、ブロブの計算などでは、高さ方向の情報はそれほど高い精度を要求されない。つまり、ビット低減部１３８は、３次元プロファイルデータのビット数をより少ないビット数に低減することで、画像処理部１３０の画像処理負担を軽減してもよい。たとえば、ビット低減部１３８は、３次元プロファイルデータを、第２のビット数（例：１５ビット）から、第２のビット数よりもさらに少ない第３のビット数（例：８ビット）の３次元プロファイルデータに変換する。計測部１３７などは、８ビットの３次元プロファイルデータ（画像データ）に所定の画像処理を施して外観検査のためのデータ（演算結果）を取得する。所定の画像処理は画像処理ツールごとに異なり、２値化処理や白画素のカウント、面積の算出などである。
【００３２】
基準位置設定部１３１は、表示部１５２に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置を設定する。図４などを用いて説明したように、基準位置設定部１３１は、表示処理部１５１を通じて表示部１５２にユーザインタフェースを表示し、ユーザインタフェースを通じて入力された情報に基づいて基準領域４０１や３つの基準点などの基準位置を設定する。
【００３３】
計測領域設定部１３２は、表示部１５２に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域３０７を設定する。図３などを用いて説明したように、計測領域設定部１３２は、表示処理部１５１を通じて表示部１５２にユーザインタフェースを表示し、ユーザインタフェースを通じて入力された情報に基づいて計測領域３０７を設定する。なお、図９ないし図１１を用いて説明したように、計測領域設定部１３２は、複数の計測処理について個別に計測領域３０７、３０７’を設定してもよい。この場合、基準位置設定部１３１は、複数の計測処理について個別に設定された計測領域３０７、３０７’に対して共通に基準領域４０１を設定してもよい。これにより、基準領域４０１の設定が簡単になり、ユーザの負担を軽減できる。
【００３４】
モード選択部１３３は、図４や図６などを用いて説明したように基準領域４０１や計測領域３０７の位置の補正モードをユーザの指示にしたがって選択する。モード選択部１３３は、表示処理部１５１を通じて図４や図６などに示したユーザインタフェースを表示部１５２に表示させ、ユーザインタフェースを通じて入力された情報に基づいて補正モードを設定する。上述したように複数の補正モードが存在する。第１補正モードは、たとえば、検査対象物（以下、ワークと呼ぶ。）の高さ画像データにおけるワークの位置に基づき、ワークの高さ画像データに対する基準領域４０１と計測領域３０７の位置を補正する補正モードである。第２補正モードは、たとえば、計測領域３０７の位置を補正するもののワークの高さ画像データに対する基準領域４０１の位置を補正しないモードである。なお、第２補正モードは、図７を用いて説明したように、計測領域３０７の位置を補正するものの、基準領域４０１の位置については計測領域３０７とは異なる位置補正を行うモードであってもよい。
【００３５】
サーチ領域設定部１３４は、高さ画像においてワーク２をパターン認識によりサーチする対象となる領域であるサーチ領域１３０２を設定する。図１３が例示するように、良品画像１３０１は、ワーク２をパターン認識するための良品画像である。この例では、良品画像１３０１がワーク２の外形をすべて含むようにするために、良品画像１３０１のサイズはワーク２の画像よりも一回り大きなサイズとなっている。サーチ領域１３０２は、サーチの効率を上げるために、高さ画像の一部に設定される領域である。パターン認識部１３５は、設定されたサーチ領域１３０２の内部だけを対象として良品画像１３０１と一致する画像をパターン認識し、良品画像１３０１の位置と回転量とを算出する。
【００３６】
位置補正部１３６は、パターン認識部１３５によって取得された良品画像１３０１の位置と回転量とに基づき計測領域３０７や基準領域４０１の位置を補正する。なお、位置補正部１３６は、モード選択部１３３によって選択されている補正モードにしたがってこれらの位置を補正する。
【００３７】
計測部１３７は、上述したような複数の計測ツールを有しており、様々な計測を実行する。たとえば、計測部１３７は、位置補正部１３６による位置補正が終了した後で、ワークの高さ画像データに設定された計測領域３０７について基準位置からの高さを計測する。つまり、計測部１３７は、ライン１を搬送されるワーク２の高さ画像と、予め設定された計測領域３０７や基準領域４０１を用いて各種の計測を実行する。上述したように、計測部１３７は、基準領域４０１を拡張して基準面（ゼロ面）を決定し、計測領域３０７について基準面からの高さを計測してもよい。
【００３８】
このように画像処理部１３０は、計測に使用する様々なパラメータを設定するためのユーザインタフェースを、表示処理部１５１を通じて表示部１５２に表示させる。このユーザインタフェースを通じてユーザはパラメータを指定する。入力部１５０は、マウス、キーボード、コンソールなどである。
【００３９】
外観検査部１４０の良否判定部１４１は、画像処理部１３０により得られた演算結果に基づいてワーク２の良否判定などを実行する。たとえば、良否判定部１４１は、演算結果を閾値と比較することで、ワーク２の良否判定が実行される。閾値は、公差などに基づいて予め設定される。
【００４０】
ところで、入力カード２２の各機能はＤＳＰ等で実現可能である。また、画像処理部１３０を実現するＤＳＰと、表示処理部１５１を実現するＤＳＰとはそれぞれ別個に用意されてもよい。複数のＤＳＰに処理を分散することで、より高速に外観検査処理を実行可能となろう。また、外観検査部１４０は、複数のＤＳＰを統括的に制御するＣＰＵによって実現されてもよい。表示部１５２は、液晶表示装置や自発光式の表示装置などである。入力部１５０は表示部１５２と一体化されてタッチパネル式ディスプレイとして実現されてもよい。
【００４１】
＜フローチャート＞
上述したように外観検査は、計測を実行する上で必要となる設定を実行する設定プロセスと、設定プロセスにおける設定に基づいて計測を実行する計測プロセス（検査プロセス）とを有している。そこで、各プロセスについてフローチャートを用いて説明する。なお、外観検査装置は、上述した設定プロセスと上述した計測プロセスとを切り替えることが可能なプロセス切替手段（モード切替手段）を有している。ユーザは、たとえば、図１１に示すＧＵＩ画面上で、「運転モードへ」と表示されたモード切替ボタンをクリックすることができる。プロセス切替手段は、このようなユーザ操作に基づいて、上述した設定プロセスから上述した計測プロセスへと切り替える。以下詳述するように、図１４は設定プロセスに関し、図１５は計測プロセスに関するフローチャートである。
【００４２】
図１４は、設定プロセスの各工程を示すフローチャートである。Ｓ１で、画像処理部１３０は、位置補正元を設定する。ここでの位置補正元とは良品のことである。画像処理部１３０は、ワーク２を撮像してワーク２の各部の高さを画素値として表現する高さ画像データを取得し、表示部１５２にワーク２の良品についての高さ画像データを表示させる。図１３を用いて説明したように、ユーザは入力部１５０を通じて良品のワーク２の高さ画像に対して良品をパターン認識するための画像を指定するとともに、サーチ領域１３０２を設定する。画像処理部１３０は、良品のワーク２の画像の位置（座標データ）とサーチ領域１３０２の座標データとを位置補正元のデータとして記憶装置に記憶する。
【００４３】
Ｓ２で、基準位置設定部１３１は、表示部１５２に表示された高さ画像データに対して高さ計測の基準となる基準位置（基準領域４０１や３つの基準点など）を設定する。基準位置を示す座標データなども記憶装置に記憶される。
【００４４】
Ｓ３で、計測領域設定部１３２は、表示部１５２に表示された高さ画像データに対して高さ計測の対象となる領域である計測領域３０７を設定する。計測領域３０７を示す座標データなども記憶装置に記憶される。
【００４５】
Ｓ４で、モード選択部１３３は、入力部１５０から入力されるユーザの指示に基づき補正モードを選択する。ここでは、上述したような方法によりいずれかの補正モードが選択される。
【００４６】
図１５は、計測プロセスの各工程を示すフローチャートである。Ｓ１１で、高さ画像生成部１２２は、２次元プロファイル測定器１０から入力された２次元プロファイルから高さ画像を作成する。パターン認識部１３５は、高さ画像データに対して良品の画像データを用いてパターン認識を行い、高さ画像におけるワークの画像の位置（回転量を含む）を検出する。
【００４７】
Ｓ１２で、位置補正部１３６は、補正モードに応じて計測領域３０７や基準領域４０１の位置を補正する。たとえば、位置補正部１３６は、第１補正モードが選択されている場合には、ワーク２の高さ画像データにおけるワーク２の位置に基づき、ワーク２の高さ画像データに対する基準位置（基準領域４０１や３つの基準点など）と計測領域３０７の位置を補正する。一方、第２補正モードが選択されている場合、位置補正部１３６は、ワーク２の高さ画像データにおけるワーク２の位置に基づき、ワーク２の高さ画像データに対する基準位置を補正せずに計測領域３０７の位置を補正する。あるいは、図６や図７を用いて説明したように、位置補正部１３６は、計測領域３０７に適用される補正方法とは異なる補正方法により基準位置を補正する。どのような補正方法が適用されるかは、モード選択部１３３においてどのような補正モード（補正方法）が選択または定義されているかに依存する。なお、計測領域３０７と基準位置４０１とはどちらが先に位置補正されてもよい。
【００４８】
Ｓ１３で、計測部１３７は、位置補正部１３６による位置補正が終了した後で、基準位置に基づき基準面（ゼロ面）を決定する。たとえば、上述したように最小二乗法などが使用されて基準面を示す方程式が決定される。
【００４９】
Ｓ１４で、計測部１３７は、ワーク２の高さ画像データに設定されている計測領域３０７について基準位置（基準面）からの高さを計測する。
【００５０】
Ｓ１５で、計測部１３７は、計測領域３０７における各点の高さデータに基づき計測処理を実行する。たとえば、計測部１３７は、計測領域３０７内における高さの平均値を算出したり、高さの最大値と最小値とを求めたり、最大値と最小値との差を求めたり、高さが最大値となった位置の座標データを求めたりする。
【００５１】
Ｓ１６で、外観検査部１４０の良否判定部１４１は、計測結果に基づいてワークが良品であるかどうかを判定する。たとえば、良否判定部１４１は、計測値が公差を満たしているかどうかを判定する。
【００５２】
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態によれば、モード選択部１３３を採用しているため、高さ画像データに対して設定される計測領域の位置補正と基準位置の位置補正について補正モードを選択できるようになる。たとえば、計測領域３０７と基準領域４０１とについて個別に位置補正したり、計測領域３０７についてのみ位置補正を実行したりすることで、計測精度がさらに向上する。これは、基準領域４０１が本来意図している位置に配置されるからである。
【００５３】
なお、高さを計測する場合には、基準領域４０１を拡張して高さの基準面（ゼロ面）を決定してもよい。基準面としては、上述したように最小二乗法により求められる最小二乗平面や、基準領域４０１内の複数の測定点の高さの平均値である平均平面、基準領域４０１内の３点以上の高さから決定された平面が採用されてもよい。なお、基準面は曲面であってもよい。
【００５４】
図４を用いて説明したように、位置補正部１３６における基準位置（基準領域４０１や基準点など）の補正処理を無効化するか有効化するかを指定するチェックボックスなどの指定部が採用されてもよい。これにより、ユーザは簡単に補正モードを選択できるようになる。また、外観検査装置に外部接続された制御装置、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）からの切替信号等に基づいて、基準位置の補正処理を無効化するか有効化するかを指定してもよい。この場合、表示部１５２にチェックボックス等を表示することなく、補正モードを選択することができる。たとえば、ラインを流れるワークの種別を変える等、段取り替えを行う場合に、制御装置から外観検査装置にモード切替信号を送信し、これを受信した外観検査装置（プロセス切替手段）が対応する補正モードを選択することができる。
【００５５】
図７を用いて説明したように、高さ画像データにより表現される高さ画像にはワーク２の画像部分とワーク２を保持する保持部材（トレー７００）の画像部分とが含まれていることがある。この場合、基準位置設定部１３１は保持部材の画像部分に対して基準位置を設定してもよい。これにより保持部材からの高さを求めることが可能になろう。計測領域設定部１３２はワーク２の画像部分に対して計測領域３０７を設定しうる。さらに、位置補正部１３６は、第２補正モードが選択されると、計測領域３０７と基準位置とを個別に位置補正してもよい。図７を用いて説明したように、計測領域３０７はワーク２に追従して位置補正されるが、基準領域４０１などの基準位置はトレー７００に追従して位置補正される。なお、トレー７００についてもパターン認識部１３５は予め登録されたトレー７００の画像に基づいて高さ画像内でのトレー７００をパターン認識し、その位置と回転量を決定する。つまり、位置補正部１３６は、トレー７００の位置と回転量に応じて基準位置を補正する。これにより、トレー７００とワーク２とがそれぞれ異なるように位置ずれしていたり回転してしまっていたりしていても、正しく計測領域３０７と基準位置とを高さ画像に対して適用できるようになる。
【００５６】
図９ないし図１１を用いて説明したように、基準位置設定部１３１は、複数の計測処理について個別に設定された計測領域３０７、３０７’に対して共通に基準位置を設定してもよい。とりわけ、図１０を用いて説明したように、第１の計測ツール（Ｔ１０１）と第２の計測ツール（Ｔ１０２）とにおいて、第２の計測ツールは、第１の計測ツールに対して設定された基準位置を参照して使用してもよい。なお、第２の計測ツールは、高さを計測するツールであってもよいし、高さ以外のパラメータを計測するツールであってもよい。これによりユーザによる基準位置の設定回数を削減できる。
【００５７】
モード選択部１３３は、高さ画像データにおいて、ワーク２の背景（搬送ベルトやトレーなど）に対して基準位置を設定する場合に第２補正モードを選択し、ワーク２の一部に基準位置を設定する場合には第１補正モードを選択してもよい。搬送ベルトなどに付与されたマークなどを基準位置とする計測ツールでは基準位置の位置補正は不要であることが多い。よって、位置補正を無効化することが望ましい。また、背景がトレーであれば、上述した理由からワーク２ではなくトレーに追従して基準位置を補正することが望ましい。図８を用いて説明したようにワーク２の一部に基準位置が設定される場合は、基準位置はワーク２に追従して位置補正される必要があるため、第１補正モードが選択される。これにより、正確な計測が実現されよう。
【００５８】
ところで、高さ画像は通常の外観検査に使用される画像よりも１つの画素あたりのビット数が非常に多くなることがある。これは、高さを精度よく計測するためである。また、多数ビットのデータを出力する変位計を、高さ画像を取得するために流用する場合にも、高さ画像のビット数が多くなってしまう。しかしながら、面積の計測処理などではこのような大きなデータサイズの画像はかえって画像処理の負担となる。そこで、ビット低減部１３８が高さ画像データにおける１つの画素を表現するビットの数を第１のビット数から第２のビット数に削減してもよい。計測部１３７はビット数を削減された高さ画像データを用いて計測処理を実行することで、計測部１３７の処理負荷を大幅に軽減できる。
【００５９】
図４などを用いて説明したように、基準位置設定部１３１は、高さ画像データに基づき表示部１５２に表示された高さ画像に対して指定された矩形領域を基準位置として設定してもよい。この場合、計測部１３７は、矩形領域の座標と画素値に演算を施して基準面を決定する。なお、高さ画像における画素値は、カメラからの距離、つまり高さを示している。高さ計測では一般に基準面（ゼロ面）からのワーク２の各部の高さが計測される。また、平面などの基準面を定義するにはいくつかの点の高さのデータが必要となる。よって、矩形領域は、入力部１５０のポインティングデバイスに対する簡単な操作によって指定できるため、基準領域４０１を容易に設定できるようになろう。
【００６０】
なお、画像処理部１３０は、高さ画像データのうち位置補正部１３６による位置補正の対象となる補正対象領域を設定する補正対象領域設定手段をさらに有していてもよい。位置補正部１３６は、上述した第１補正モードが選択されると、高さ画像データにおける補正対象領域の位置に応じて基準位置を補正する。ここで補正対象領域は、たとえば、図１３に示したようなワーク２の全体を囲むような領域であってもよい。また、図８を用いて説明したように、ワーク２に追従して基準位置を補正する必要があるときは、ワーク２の全体を囲むような領域を画像処理部１３０が補正対象領域に設定してもよい。これにより、ワーク２に追従した基準位置の位置補正が容易に実現される。
【００６１】
高さ画像は、変位計などにより取得された２次元プロファイルから生成されてもよいし、３次元カメラによって直接的に生成されてもよい。３次元カメラと比較して変位計を広く普及しているため、変位計を用いて高さ画像を生成できればユーザにとって容易に高さ画像を用いて計測処理を導入できるようになろう。
【００６２】
なお、位置補正部１３６は、ワーク２の画像から検出された位置のずれ量や回転量を用いて位置補正を行うものとして説明した。しかし、画像処理装置２０に接続され、機械的にワーク２やトレーなどの位置補正を行う位置補正機構からこれの情報を取得してもよい。あるいは位置補正機構は、計測領域や基準領域にワーク２やトレーが配置されるように、機械的にワーク２やトレーなどの位置を補正する機構であってもよい。この場合は、計測領域や基準領域については補正する代わりに、ワーク２やトレーの物理的な位置が補正されることになる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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