(57)【要約】【課題】２次元プロファイルを取得する変位計を効率よく設定できるようにすること。【解決手段】２次元プロファイル生成部８０４がセンサ部８０２により取得された輝度画像に基づき検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成し、表示部１５２が輝度画像と２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する。２次元プロファイルの生成に失敗する典型的な原因はいくつか存在する。記憶装置８５０は、原因と各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータとを関連付けているＵＩデータ８５２を予め記憶している。設定部８２０は、選択された原因に対応する制御パラメータを記憶装置８５０から読み出して表示部１５２に表示させ、表示部１５２に表示された制御パラメータの調整を受け付ける。このようにユーザは原因を選択するだけで調整すべき制御パラメータが表示されるため、三角測距に関する知識がなくとも２次元プロファイルを取得する変位計を効率よく設定できるようになる。【選択図】図３
2015163841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元プロファイルを取得して検査する検査装置であって、
検査対象物に光を照射する照射手段と、
前記検査対象物からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段により取得された輝度画像に基づき前記検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成する２次元プロファイル生成手段と、
前記輝度画像と前記２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する表示手段と、
前記２次元プロファイルを生成するために必要となる制御パラメータを設定する設定手段と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因と、各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータとを関連付けて予め記憶する記憶手段と、
前記いくつかの原因のうち１つの原因をユーザ操作に応じて選択する選択手段と
を有し、
前記設定手段は、前記選択手段により選択された原因に対応する制御パラメータを前記記憶手段から読み出して前記表示手段に表示させ、前記表示手段に表示された前記制御パラメータの調整を受け付けることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記設定手段は、各原因ごとに定められた設定手順にしたがって配置された制御パラメータの調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記いくつかの原因の１つは光量不足であり、
前記記憶手段は、前記光量不足を解消するための制御パラメータとして、前記受光手段の露光時間と、前記２次元プロファイル生成手段において前記輝度画像からピークを検出するための感度であるピーク検出感度とを記憶しており、
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量不足が選択されると、前記露光時間を調整するための調整部と、前記ピーク検出感度を調整するための調整部とを有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させ、
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量不足が選択されると、さらに前記照射手段のマルチ発光に関する調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記照射手段の光量は上限値と下限値と間で制御され、
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量不足が選択されると、さらに前記照射手段の光量制御における前記下限値を上げるための調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項３または４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量不足が選択されると、さらに前記輝度画像に対して画像マスクを調整するための調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記いくつかの原因の１つは光量過多であり、
前記記憶手段は、前記光量過多を解消するための制御パラメータとして、前記受光手段の露光時間と、前記受光手段の受光感度特性とを記憶しており、
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量過多が選択されると、前記露光時間を調整するための調整部と、前記受光感度特性を調整するための調整部とを有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記２次元プロファイル生成手段は、複数のピークのうちいずれかの幅のピークを選択するピーク幅フィルターを有し、
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として光量過多が選択されると、さらに前記ピーク幅フィルターに関する調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項７に記載の検査装置。
【請求項９】
前記いくつかの原因の１つは迷光であり、
前記記憶手段は、前記迷光を解消するための制御パラメータとして、前記受光手段の露光時間と、前記２次元プロファイル生成手段におけるピーク選択手法を記憶しており、
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として迷光が選択されると、前記露光時間を調整するための調整部と、前記ピーク選択手法を調整するための調整部とを有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記設定手段は、前記選択手段によって原因として迷光が選択されると、さらに前記２次元プロファイル生成手段において前記輝度画像からピークを検出するための感度であるピーク検出感度を調整するための調整部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項９に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記設定手段は、検査対象物の種類をユーザに選択させるための選択部を有するユーザインタフェースを前記表示手段に表示させ、前記選択された種類に対応した初期値を各制御パラメータに設定することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１２】
前記検査対象物の種類には、標準、光量差大、多重反射および半透明体のうちのいずれかが含まれることを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１３】
前記検査装置は、変位計と画像処理装置とを有し、
前記変位計は、前記照射手段、前記受光手段および前記２次元プロファイル生成手段を有し、
前記画像処理装置は、前記表示手段、前記設定手段、前記記憶手段および前記選択手段を有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記設定手段は、前記制御パラメータを設定する前に前記２次元プロファイルを生成するために必要となる初回設定を実行し、
前記初回設定においては、前記２次元プロファイルの生成トリガーに関する設定と、前記２次元プロファイルを連続的に出力するか、または、断続的に出力するかに関する設定とが少なくとも設定されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１５】
検査対象物に光を照射し、前記検査対象物からの反射光を受光し、前記反射光に基づき取得された輝度画像から前記検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成して検査する検査装置の制御方法であって、
前記輝度画像と前記２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する表示工程と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因のうち１つの原因をユーザ操作に応じて選択する選択工程と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因と、各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータであって前記２次元プロファイルを生成するために必要となる制御パラメータとを関連付けて予め記憶する記憶手段から、前記選択工程において選択された原因に対応する制御パラメータを読み出して表示し、前記表示された制御パラメータの調整を受け付けて設定する設定工程と
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
検査対象物に光を照射し、前記検査対象物からの反射光を受光し、前記反射光に基づき取得された輝度画像から前記検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成して検査する検査装置に接続されたコンピュータに、
前記輝度画像と前記２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する表示工程と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因のうち１つの原因をユーザ操作に応じて選択する選択工程と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因と、各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータであって前記２次元プロファイルを生成するために必要となる制御パラメータとを関連付けて予め記憶する記憶手段から、前記選択工程において選択された原因に対応する制御パラメータを読み出して表示し、前記表示された制御パラメータの調整を受け付けて設定する設定工程と
を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、変位計を利用する検査装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状のレーザ光を照射したり、スポット状のレーザ光を一方向にスキャンしたりし、ワークからの反射光をイメージセンサで受光して反射光の強度がピークとなる位置をプロットすることで、ワーク断面形状を示す２次元プロファイルを取得する変位計が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９６１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような変位計ではイメージセンサにより輝度画像を取得し、輝度画像から２次元プロファイルを作成している。しかしながら、変位計の設定が正しくなければ、正確な２次元プロファイルを取得することができない。そのため、ユーザは、輝度画像を見ながら正確な２次元プロファイルを取得できない原因を探らなければならない。ちなみに、原因としては、光量不足、光量過多および迷光（多重反射）などがある。しかし、原因を特定できたとしても、その原因を解消するためにどのパラメータを調整すべきかについては、三角測距に関する知識が必要であり、ユーザにとって直感的にわかりにくかった。
【０００５】
そこで、本発明は、２次元プロファイルを取得する変位計を効率よく設定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】
【０００６】
本発明は、たとえば、２次元プロファイルを取得して検査する検査装置であって、
検査対象物に光を照射する照射手段と、
前記検査対象物からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段により取得された輝度画像に基づき前記検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成する２次元プロファイル生成手段と、
前記輝度画像と前記２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する表示手段と、
前記２次元プロファイルを生成するために必要となる制御パラメータを設定する設定手段と、
２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因と、各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータとを関連付けて予め記憶する記憶手段と、
前記いくつかの原因のうち１つの原因をユーザ操作に応じて選択する選択手段と
を有し、
前記設定手段は、前記選択手段により選択された原因に対応する制御パラメータを前記記憶手段から読み出して前記表示手段に表示させ、前記表示手段に表示された前記制御パラメータの調整を受け付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２次元プロファイルを取得する変位計を効率よく設定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】画像処理装置を含まない検査システムの概略を示す図である。
【図１Ｂ】画像処理装置を含む検査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】検査システムについて必要となる機能を示したブロック図である。
【図４】設定処理を示すフローチャートである。
【図５】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図６】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図７】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図８】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図９】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１０】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１１】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１２】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１３】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１４】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１５】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１６】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１７】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１８】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１９】ユーザインタフェースの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１Ａは、検査システムの概略を示す図である。この検査システムは、製品（ワーク）の検査装置または計測装置として機能する。検査システムは、光学式変位計である２次元プロファイル測定器１０と、ノートパソコンなどの外部制御装置３０とを有している。
【００１１】
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。２次元プロファイル測定器１０は、エンコーダー１６から出力されるパルスをトリガーとして検査対象物（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１０は、レーザ変位計と呼ばれることもあり、ｙ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ｘｚ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、ｘ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１Ａおよび図１Ｂ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。図１Ａおよび図１Ｂ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。２次元プロファイル測定器１０は、たとえば、スタンドアローン型の変位計であり、取得した２次元プロファイルに基づき製品検査を実行可能である。
【００１２】
外部制御装置３０は、ユニバーサルシリアルバスなどの通信用コネクタ１５に接続されており、２次元プロファイル測定器１０についての制御パラメータを設定する。制御パラメータとしては、ヘッドユニット１１についての撮像条件、サンプリング条件、取込条件、補正条件などがある。これらの制御パラメータの詳細については後述する。また、外部制御装置３０から設定可能な制御パラメータとしては、２次元プロファイル測定器１０内で実行する製品検査に必要なパラメータ（マスターワークの２次元プロファイル、検査閾値など）も含まれる。
【００１３】
このように２次元プロファイル測定器１０は単独でも製品検査を実行可能なスタンドアローン型の変位計であるが、画像処理装置に接続して検査システムを形成してもよい。
【００１４】
図１Ｂは、検査システムの概略を示す図である。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てもよい。このように、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。
【００１５】
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（高さ画像）を作成する。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、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。表示部１５２は、検査結果を表示したり、制御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したりする。入力部１５０は、ポインティングデバイスやキーボード、コンソールなど、ユーザが何からの情報や指示などを画像処理装置２０に入力するために使用される。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ビットなどの２次元プロファイルデータに変換してから高さ画像を生成してもよい。これは画像処理の容易化の観点から有利である。
【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】
＜２次元プロファイル測定器１０に関する設定＞
正確な２次元プロファイルを取得するためには、２次元プロファイル測定器１０を正しく設定することが重要である。とりわけ、２次元プロファイル測定器１０の高性能化に伴い設定可能な制御パラメータも増加しており、設定すべき制御パラメータを適切に選択し、それを効率の良い設定手順で設定することはユーザにとって容易ではない。そこで、２次元プロファイル測定器１０を効率よく設定できるようにするユーザインタフェースを外部制御装置３０または画像処理装置２０に設ける。ここでは、画像処理装置２０から２次元プロファイル測定器１０を制御するものとして説明するが、同様の機能は外部制御装置３０やコントローラユニット１２に設けられてもよい。コントローラユニット１２、画像処理装置２０および外部制御装置３０はいずれも２次元プロファイル測定器１０を設定可能なコンピュータだからである。図１Ａで示したように２次元プロファイル測定器１０をスタンドアローンで使用する場合は、コントローラユニット１２または外部制御装置３０から設定が実行される。コントローラユニット１２には表示装置、入力装置（ポインティングデバイス、コンソール、キーボードなど）が接続されてもよい。一方で、図１Ｂに示したように、２次元プロファイル測定器１０を画像処理装置２０に接続して使用する場合は、コントローラユニット１２、外部制御装置３０または画像処理装置２０から設定が実行される。
【００２０】
一般的な設定手順は初回設定とその後の詳細設定とに分かれている。初回設定では、２次元プロファイル測定器１０により２次元プロファイルを取得して表示するための最低限の設定が実行される。詳細設定では、２次元プロファイルをより正確に取得するための設定が実行される。
【００２１】
＜機能ブロック＞
図３は、検査システムについて必要となる機能を示したブロック図である。画像処理装置２０は、光学式変位計として機能する２次元プロファイル測定器１０に有線または無線により接続されている。なお、外部制御装置３０も２次元プロファイル測定器１０に有線または無線により接続されている。なお、以下で説明する機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣおよびプログラムなどによって構成可能である。たとえば、高速性が重視される機能（画像処理部８３０や表示処理部１５１など）についてはＡＳＩＣにより実装され、高速性がそれほど重視されない機能についてはプログラムにより実装されてもよい。
【００２２】
２次元プロファイル測定器１０は、検査対象物であるワーク２に光を照射する光源８０１と、ワーク２からの反射光を受光する受光部としてのセンサ部８０２を有している。光源８０１は、たとえば、ＬＥＤやレーザである。センサ部８０２は、たとえば、ヘッドユニット１１に搭載されているＣＭＯＳ型の撮像センサやＣＣＤ型の撮像センサである。制御部８０３は、記憶部８０７に記憶されている制御パラメータ８０８にしたがってセンサ部８０２や２次元プロファイル生成部８０４を制御する。２次元プロファイル生成部８０４は、センサ部８０２から出力される輝度画像に基づき２次元プロファイルを生成して出力する。とりわけ、制御部８０３は、制御パラメータ８０８にしたがって、エンコーダー１６から入力されたパルスを逓倍したり、間引いたりし、２次元プロファイルの生成タイミングとして２次元プロファイル生成部８０４に供給する。エンコーダー１６は、ワーク２を搬送するライン１に設けられていてもよいし、ライン１の動作に依存せずに定期的にパルスを出力するパルス生成部に置換されてもよい。なお、制御部８０３はトリガー入力端子を備えていてもよい。制御部８０３はトリガー入力端子に印加されるパルスにしたがって２次元プロファイルの生成タイミングを制御してもよい。制御部８０３は２次元プロファイルの生成タイミングを制御するためにパルスを発生するパルス発生部を備えていてもよい。通信部８０５は、外部制御装置３０や画像処理装置２０と通信を行う通信インタフェースである。たとえば、通信部８０５は、センサ部８０２が生成した輝度画像や２次元プロファイル生成部８０４が生成した２次元プロファイルを画像処理装置２０や外部制御装置３０に送信する送信部として機能する。これにより、画像処理装置２０の表示部１５２や外部制御装置３０は、輝度画像や２次元プロファイルを表示できるようになる。第一検査部８０６は、２次元プロファイル測定器１０が単独で製品検査を実行するときに機能する検査部である。つまり、第一検査部８０６は、画像処理装置２０から独立して２次元プロファイルを用いて計測処理または検査処理を実行する実行部として機能する。記憶部８０７は、設定された制御パラメータ８０８などを記憶して保持している。
【００２３】
画像処理装置２０の入力カード２２は、２次元プロファイル測定器１０と通信する通信部８１１と、高さ画像生成部８１２を有している。高さ画像生成部８１２は、２次元プロファイル測定器１０から複数の２次元プロファイルを取得し、取得した複数の２次元プロファイルを統合して対象物の高さを画素値で表現した３次元プロファイルデータ（高さ画像）を作成する。ここでは、高さ画像生成部８１２は、ある個数の２次元プロファイルを連結して１つの高さ画像を生成するものとする。第二検査部８４０および画像処理部８３０は、高さ画像を用いて対象物についての計測処理や検査処理を実行する。第二検査部８４０は、設定部８２０によって設定された制御パラメータ（公差など）と、画像処理部８３０の計測部８３１による高さ画像の計測結果とに基づいてワーク２が良品かどうかを判定する良否判定部８４１を有している。
【００２４】
設定部８２０は、２次元プロファイル測定器１０の制御パラメータ８０８を設定するユニットである。設定部８２０は、上述した初回設定や詳細設定を実行する。詳細設定が開始されると、原因選択部８２１は、２次元プロファイルの生成に失敗するいくつかの原因うち１つの原因を、入力部１５０から入力されたユーザ操作に応じて、選択する。ＵＩ切替部８２２は、入力部１５０から入力されたユーザ操作に応じて、表示部１５２に表示させるユーザインタフェースを切り替える。なお、ユーザインタフェースなどの表示は表示処理部１５１を通じて実行される。
【００２５】
記憶装置８５０は、２次元プロファイル測定器１０から受信した２次元プロファイル８５１や、ユーザインタフェース（ＵＩ）を表示するために必要となるＵＩデータ８５２、高さ画像生成部８１２が生成した高さ画像８５４、および、２次元プロファイル測定器１０と画像処理装置２０の制御パラメータ８５５などを記憶する。
【００２６】
＜フローチャート＞
図４に示したフローチャートを用いて初回設定と詳細設定について説明する。まず、Ｓ４０１で、設定部８２０は初回設定ナビゲーションを起動する。たとえば、設定部８２０は初回設定ナビゲーションについてのＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、表示部１５２に表示させる。
【００２７】
図５は初回設定ナビゲーションについてのユーザインタフェース５００の一例を示している。基準距離確認ダイアログ５０１は、ヘッドユニット１１のレンズ先端からワーク２までの距離（基準距離）をユーザに確認させることを促すユーザインタフェースである。設定部８２０は、２次元プロファイル８５１を記憶装置８５０から読み出して２次元プロファイル表示領域５１０に表示する。ユーザは２次元プロファイル表示領域５１０に表示された２次元プロファイルを視認することで、ヘッドユニット１１の光軸がライン１の搬送面の法線方向に一致しているかどうかを判定できる。設置条件ボタンは、ヘッドの種別ごとに固有の基準距離や、Ｘ方向の測定範囲、搬送面の法線方向と照射する光線の角度などを確認するためのボタンである。設置条件ボタンを押下すると、ヘッドの設置図面が表示され正しい設置条件を確認しながらヘッドの位置を調整できる。測定対象設定ボタン５０３は、測定対象の形状的な特性を設定するためのボタンである。測定対象設定ボタン５０３が入力部１５０を通じてユーザ操作されると、ＵＩ切替部８２２は、ユーザ操作に対応したＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、測定対象を設定するためのユーザインタフェースを表示部１５２に表示させる。
【００２８】
図６は、測定対象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。この例では、測定対象の種類として、「標準」、「光量差大」、「多重反射」および「半透明体」を選択できる。一般的な半導体部品などは標準となる。光量差大は、ワーク２からの反射光の光量のうち最小光量と最大光量との差が大きい場合に選択される。多重反射は、光源８０１からの光が多重反射しやすいような場合に選択される。半透明体は、ワーク２の一部が半透明体である場合に選択される。設定部８２０は、選択された測定対象に対応する光源８０１の光量やセンサ部８０２の露光時間を記憶装置８５０から読み出して２次元プロファイル測定器１０に設定する。ユーザインタフェース６００においてＯＫボタンが操作されると、ＵＩ切替部８２２は、ユーザインタフェース５００を再度表示する。ユーザインタフェース５００において次へボタンが操作されると、ＵＩ切替部８２２は、ＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、取込方法を設定するためのユーザインタフェースを表示部１５２に表示させる。
【００２９】
図７は、取込方法を設定するためのユーザインタフェース７００の一例を示している。取込方法とは、高さ画像を生成するために必要となる２次元プロファイルの取込方法である。取込方法としては、たとえば、連続取込と枚葉取込とのうち一方を選択できる。連続取込とは、ワーク２とは無関係に、取込開始が指示されてから取込停止が指示されるまで連続して２次元プロファイルを出力することをいう。枚葉取込とは、１つのワーク２ごとに２次元プロファイルを指定した数だけ出力することをいう。設定部８２０は、ユーザインタフェース７００を通じて選択された取込方法を２次元プロファイル測定器１０に設定する。取込方法を指定するためのメニュー７０１によって別の取込方法が選択されると、ＵＩ切替部８２２は、ＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、図８に示すような別の取込方法を設定するためのユーザインタフェース８００を表示部１５２に表示させる。ユーザインタフェース７００やユーザインタフェース８００にはメニュー７０１によって選択されている取込方法の解説も付与されている。ユーザインタフェース７００またはユーザインタフェース８００において次へボタンが操作されると、ＵＩ切替部８２２は、ＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、サンプリング方法を選択するためのユーザインタフェースを表示部１５２に表示させる。
【００３０】
図９は、サンプリング方法を選択するためのユーザインタフェース９００の一例を示している。メニュー９０１には複数のサンプリング方法が表示され、そのうちのいずれか１つがユーザによって選択される。この例では、３つのサンプリング方法が選択可能となっている。「内部周期」は、２次元プロファイル測定器１０が内蔵しているパルス発生部が発生するクロックパルスに同期して２次元プロファイルをサンプルする方法である。「エンコーダー」は、エンコーダー１６から入力されるパルスに同期して２次元プロファイルをサンプルする方法である。「外部端子」は、トリガー入力端子から入力されるトリガー信号（パルス）に同期して２次元プロファイルをサンプルする方法である。ユーザインタフェース９００において次へボタンが操作されると、ＵＩ切替部８２２は、ＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、図１０が示すように、初回設定が完了したことを示すダイアログ１０００を表示部１５２に表示させる。これによりユーザは初回設定が完了したことを認識できる。完了ボタンが操作されると、Ｓ４０２に進む。
【００３１】
Ｓ４０２で、設定部８２０は、初回設定を反映された２次元プロファイル測定器１０によって取得された２次元プロファイル８５１を表示部１５２に表示させる。なお、設定部８２０は、この２次元プロファイル８５１から作成され記憶装置８５０に記憶された高さ画像８５４や２次元プロファイル測定器１０によって取得された輝度画像を表示部１５２に表示してもよい。輝度画像も記憶装置８５０に記憶されるものとする。
【００３２】
より具体的に説明すると、ＵＩ切替部８２２は、ＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、図１１に示すような、詳細設定を実行するためのユーザインタフェース１１００を表示部１５２に表示させる。ユーザインタフェース１１００は、詳細設定の開始を指示するためのボタン１１０１や、２次元プロファイル、輝度画像または高さ画像を表示するための表示領域１１０２を有している。図１１に示した例では、２次元プロファイルから作成された高さ画像１１０３が示されている。
【００３３】
Ｓ４０３で、設定部８２０は、詳細設定の実行を指示されたかどうかを判定する。ユーザは、表示領域１１０２に表示された画像を確認することで、初回設定が十分かどうかを判断する。初回設定だけでは十分でないと判断すると、ユーザは、ボタン１１０１を操作することで、詳細設定を開始する。初回設定だけで十分であると判断すると、ユーザは、ＯＫボタンを操作することで、２次元プロファイル測定器１０の設定を終了する。設定部８２０は、詳細設定の実行を指示されると、Ｓ４０４に進む。
【００３４】
Ｓ４０４で、ＵＩ切替部８２２は、原因選択部８２１を起動し、図１２に示すような原因を選択するためのユーザインタフェース１２００を表示部１５２に表示させ、原因選択部８２１が原因を受け付ける。ユーザインタフェース１２００には、原因を選択するための原因選択ボタンと、２次元プロファイルが正常に取得されるようになったときに操作される正常ボタンとが配置されている。正常ボタンと３つの原因選択ボタンとを含む４つの選択ボタン１２０１には、それぞれ典型的な状態を示す画像（２次元プロファイルに輝度画像を重畳したようなアイコン）が付与されている。これにより、ユーザは正常とはどのような状態であり、光量不足とはどのような状態であり、光量過多とはどのような状態であり、迷光とはどのような状態であるかをボタンに付与されたアイコンにより容易に把握できよう。いずれかの選択ボタン１２０１が押し下げられた状態で調整開始ボタン１２０２が操作されると、設定部８２０の原因選択部８２１は、選択されている原因に対応した詳細設定を開始するために、Ｓ４０５に進む。なお、正常ボタンが押し下げられた状態で、ＯＫボタンが押し下げられたときは、設定部８２０は、制御パラメータの調整が終了したと判定し、Ｓ４０７に進む。
【００３５】
画像表示領域１２０３には、２次元プロファイル１２０４や輝度画像１２０５が表示される。この例では、設定部８２０は、輝度画像１２０５に対して２次元プロファイル１２０４が重畳して画像表示領域１２０３にレンダリングしている。ユーザは画像表示領域１２０３に表示された画像と選択ボタン１２０１のアイコンとを比較することで、原因を容易に特定したり、正常であることを判断したりできるであろう。
【００３６】
図１２に示した例では、２次元プロファイルを正常に取得できない原因として３つの原因（光量不足、光量過多、迷光）が表示されているが、原因の数は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３７】
Ｓ４０５で、ＵＩ切替部８２２は、原因選択部８２１において選択された原因に対応した詳細設定を実行するためのＵＩデータ８５２を記憶装置８５０から読み出し、ユーザインタフェースを表示部１５２に表示させる。記憶装置８５０には、各原因に対応した制御パラメータを調整するために使用されるユーザインタフェースのＵＩデータ８５２が記憶されている。
【００３８】
Ｓ４０６で、設定部８２０は表示部１５２に表示されたユーザインタフェースにおいて入力された制御パラメータの調整指示を受け付けて制御パラメータ８５５を調整する。
【００３９】
Ｓ４０７で、設定部８２０は２次元プロファイル測定器１０用の調整された制御パラメータを２次元プロファイル測定器１０に送信する。２次元プロファイル測定器１０の制御部８０３は受信した制御パラメータを記憶部８０７に格納する。制御部８０３および２次元プロファイル生成部８０４は記憶部８０７に格納された制御パラメータ８０８にしたがって動作する。なお、Ｓ４０５ないしＳ４０６は完全に分離した工程でなくてもよい。つまり、ユーザインタフェースにおいて調整されたパラメータが即座に２次元プロファイル測定器１０に反映されて２次元プロファイルや輝度画像の表示が更新されてもよい。このようにリアルタイムで２次元プロファイルや輝度画像が更新されてもよい。
【００４０】
＜光量不足＞
図１３（Ａ）は、光量不足の場合に調整されるべき制御パラメータの調整部を有するユーザインタフェース１３００の一例である。ユーザインタフェース１３００には、光量不足を解消するために優先的に調整されるべき制御パラメータが上から順番に配置されている。つまり、ユーザインタフェース１３００を表示するためのＵＩデータ８５２は設定手順や優先順位にしたがって制御パラメータの調整部を配置するように作成されている。設定手順や優先順位はユーザが効率よく設定を実行できるように予め決定されており、これにしたがってユーザインタフェースが設計されている。
【００４１】
●露光時間
光量不足を解消するためにはセンサ部８０２において蓄積される光量を増加させることが最も重要である。そこで、最初に露光時間が調整されるよう、ユーザインタフェース１３００には露光時間の調整部１３０１が最も上に配置されている。この例では優先順位の高いものが上に表示され、優先順位の低いものから下に表示される。なお、優先順位の高いものが左に表示され、優先順位の低いものから右に表示されてもよい。また、優先順位の高いものが右に表示され、優先順位の低いものから左に表示されてもよい。優先順位と配置との関係は、製品の出荷国の言語体系などに応じて決定される。
【００４２】
●ピーク検出感度
露光時間を増加させても光量が十分でないことがある。この場合は、少ない光量であってもピークを検出できるようにすることが望ましい。そこで、２番目にはピーク検出感度の調整部１３０２が配置されている。図１３（Ｂ）が示すように、ピーク検出感度の調整部１３０２はプルダウンメニューで構成することができ、複数レベルの感度からユーザが好みの感度を選択できるようになっている。なお、ピーク検出感度の優先順位が露光時間の優先順位よりも低い理由は、ピーク検出感度を適正値よりも上げすぎてしまうと、外乱光や多重反射光によるピークの誤検出が起こるためである。したがって、露光時間を相対的に優先して調整し、その後でピーク検出感度を調整することで、外乱光や多重反射光の少ない２次元プロファイルを得やすくなる。
【００４３】
●マルチ発光
露光時間とピーク検出感度を調整しても正確な２次元プロファイルが得られないときはマルチ発光を有効化するとよい。そのため、３番目にはマルチ発光の調整部１３０３が配置されている。図１３（Ｃ）が示すように、マルチ発光の調整部１３０３では、マルチ発光の無効化（標準）と、マルチ発光（１回の光量最適化による合成）と、マルチ発光（複数回の光量最適化を伴う合成）とのうちのいずれかを選択できる。マルチ発光では、たとえば、２次元プロファイル生成部８０４が、光源８０１の光量やセンサ部８０２の露光時間などを変更しながらワーク２に対して複数回の撮像処理を実行して複数の輝度画像を取得し、それらを加算合成し、得られた合成輝度画像から２次元プロファイルを作成する。このようなマルチ発光は、金属とゴムなどが混在したワークなど、反射率の差が大きなワークにおいて安定した２次元プロファイルを生成できる利点がある。ただし、複数回の撮像により、２次元プロファイルの取得頻度が低下してしまうため、マルチ発光の調整は３番目の優先順位となっている。ところで、光量制御では、予め定められた下限値と上限値との間で光量をフィードバック制御している。なお、光量制御はマルチ発光が無効化されているときにも実行されうる。
【００４４】
●光量制御（下限値の調整）
図１４（Ａ）は、光量不足の場合に調整されるべき制御パラメータの調整部を有するユーザインタフェース１４００の一例である。ＵＩ切替部８２２は、ページ切替ボタンの操作を検出すると、別のＵＩデータ８５２を呼び出してレンダリングし、ユーザインタフェース１３００からユーザインタフェース１４００に切り替える。ユーザインタフェース１４００は４番目以降の優先順位の調整部を有している。光量制御の調整部１４０２は、光量制御における下限値を上げることで強制的に光量を増加させるために使用される。設定ボタン１４０１が操作さされると、図１４（Ｂ）に示すような調整部１４０２が表示される。調整部１４０２において制御モードをオートからマニュアルに変更し、下限値を上昇させることが可能となっている。このように、光量制御の調整部１４０２は光量制御の下限値を上昇させて強制的に光源８０１の光量を増加させるため、フィードバック制御における光量可変範囲が狭くなってしまうというデメリットもある。そのため、光量制御に関する調整は４番目の優先順位となっている。
【００４５】
●画像マスク
ユーザインタフェース１４００では、５番目の優先順位の調整部として画像マスクを設定するための設定ボタン１４０３が配置されている。設定ボタン１４０３が操作されたことを検知すると、ＵＩ切替部８２２は、図１５に示すような画像マスクの調整部として機能するユーザインタフェース１５００に切り替える。
【００４６】
ユーザインタフェース１５００は２次元プロファイルや輝度画像等の表示領域１５０１を有している。ユーザは、入力部１５０を通じてポインタ１５０４を操作し、２次元プロファイルや輝度画像に対して画像マスク１５０２、１５０３を設定する。２次元プロファイル生成部８０４は、輝度画像のうち画像マスク１５０２、１５０３の設定された部分を無視して２次元プロファイルを作成することで、迷光の影響や光量不足の影響を低減する。画像マスクによってピークの誤検出は減少するものの、画像マスクの設定された部分のピークの検出漏れが発生するといったデメリットもある。そのため、画像マスクの優先順位は５番目である。
【００４７】
＜光量過多＞
図１６（Ａ）は光量過多が原因として選択されたときに表示されるユーザインタフェース１６００の一例を示している。ユーザインタフェース１６００では、優先順位の高い順に上から、露光時間の調整部１３０１、受光感度特性の調整部１６０１、ピーク幅フィルターの設定部１６０２、ピーク検出感度の調整部１３０２が配置されている。図１７には、ユーザインタフェース１６００に含まれる制御パラメータよりも優先順位の低い制御パラメータの調整部を含むユーザインタフェース１７００の一例を示している。
【００４８】
●露光時間
光量過多は露光時間が長すぎると発生しやすいため、露光時間を短縮すると解消しやすい。そこで、最初に調整されるべき制御パラメータとしてその調整部１３０１がユーザインタフェース１６００において最上位に配置されている。
【００４９】
●受光感度特性
センサ部８０２の受光感度（ダイナミックレンジ）を削減することで光量過多の状態であってもピークの誤検出を減らすことが可能となる。光量過多を解消する上で受光感度特性は露光時間の次に有効な制御パラメータである。そのため、受光感度特性の調整部１６０１が２番目に配置されている。図１６（Ｂ）が示すように、受光感度特性の調整部１６０１は、複数のレベルからユーザが好みのレベルを選択できるようにプルダウンメニューによって構成されていてもよい。
【００５０】
●ピーク幅フィルター
２次元プロファイル生成部８０４は、複数のピーク候補のうち条件をみたすものを抽出するピーク幅フィルターを備えている。ピーク幅フィルターは、複数のピークが同一のＸ座標上で検出されたときに、幅の太いピークを検出せずに、幅の狭いピークを検出する機能である。外乱光や多重反射光のピーク幅は、輝度画像上で太くなる。そこで、ピーク幅フィルターを有効化することで、外乱光や多重反射光による誤検出を低減できる。ピーク幅フィルターは、受光状態に直接影響するものではないため、露光時間や受光感度特性と比較して光量過多に伴う問題を解消する効果が低い。そのため、ピーク幅フィルターの設定部１６０２は、３番目に配置されている。
【００５１】
●ピーク検出感度
光量過多の状態であってもピーク検出感度を上昇させることでピークの誤検出が減少する。とりわけ、露光時間を短縮したり、受光感度特性を低下させたりしてもピークの光量を削減できないときにピーク検出感度の調整は有効である。つまり、ピーク検出感度を上昇させることで、２次元プロファイル生成部８０４は、強い光のみをピークとして検出するようになる。ピーク検出感度を上げすぎると、光量の少ないピークを検出できなくなるため、ピーク検出感度の調整部１３０２は４番目に配置されている。
【００５２】
図１７は５番目以降の優先順位の制御パラメータの調整部を有するユーザインタフェース１７００を示している。ＵＩ切替部８２２は、ページ切替ボタンの操作を検出すると、別のＵＩデータ８５２を読み出してレンダリングし、ユーザインタフェース１６００からユーザインタフェース１７００に切り替える。
【００５３】
●光量制御
フィードバック制御における光量可変範囲の上限値を強制的に下げることで、光源８０１からの発光量を低下させることができる。しかし、フィードバック制御の光量可変範囲が狭くなってしまうため、光量制御の設定ボタン１４０１は５番目に配置されている。
【００５４】
●画像マスク
上述したように画像マスクを設定することで輝度画像の一部領域においてピークの誤検出を削減できる。しかし、画像マスクを設定することでピークの検出漏れが発生しうるため、画像マスクの設定ボタン１４０３は６番目に配置されている。
【００５５】
＜迷光＞
図１８（Ａ）は原因として迷光が選択されたときに表示されるユーザインタフェース１８００の一例を示している。ユーザインタフェース１８００では、優先順位の高い順に、露光時間の調整部１３０１、ピーク選択の調整部１８０１、ピーク検出感度の調整部１３０２、受光感度特性の調整部１６０１が配置されている。図１９には、ユーザインタフェース１８００に含まれる制御パラメータよりも優先順位の低い制御パラメータの調整部を含むユーザインタフェース１９００の一例を示している。
【００５６】
●露光時間
露光時間を削減することで迷光の光量が低下してピークの誤検出が減少することが期待される。そのため、露光時間の調整部１３０１はユーザインタフェース１８００において最も高い優先順位でもって表示される。
【００５７】
●ピーク選択
ピーク選択とは、複数のピークから１つのピークを選択する手法（ルール）のことである。ピーク選択手法としては、標準（最も強いピークを選択する手法）、ＮＥＡＲ（ヘッドに最も近いピークを選択する手法）、ＦＡＲ（ヘッドから最も遠くにあるピークを選択する手法）、Ｘ多重反射を除去してピークを選択する手法、Ｙ多重反射を除去してピークを選択する手法、検出されたピークを無効データとして扱う手法などがある。とりわけ、迷光対策となる手法はＸ多重反射の除去とＹ多重反射の除去である。光源８０１は、Ｘ偏光とＹ偏光とをワーク２に照射し、センサ部８０２が反射光を受光する。多重反射光ではＸ偏光を照射して撮像した輝度画像と、Ｙ偏光を照射して撮像した輝度画像とで輝度に差が出る。２次元プロファイル生成部８０４は、この性質を利用することで直接反射光を選別する。ただし、複数回の撮像を実行する必要があるため、２次元プロファイルの取得頻度が低下するというデメリットがある。そのため、ピーク選択の調整部１８０１はユーザインタフェース１８００において２番目に配置される。図１８（Ｂ）が示すように、ピーク選択の調整部１８０１は、複数のピーク選択手法の名称を列挙したプルダウンメニューによって実現できる。
【００５８】
●ピーク検出感度
一般的に多重反射光は直接反射光よりも光量が少ないことが多い。そこでピーク検出感度を低下させる（ピーク検出閾値を上げる）ことで、多重反射光を検出しにくくする。ピーク検出感度を低下させると、弱い直接反射光を検出できなくなってしまうため、ピークの検出漏れが発生しうる。そこで、ピーク検出感度の調整部１３０２はユーザインタフェース１８００において３番目に配置される。
【００５９】
●受光感度特性
ダイナミックレンジを狭くすることで外乱光や多重反射光の誤検出を減少させることができる。しかし、ピークの検出漏れといった副作用が存在するため、受光感度特性の調整部１６０１はユーザインタフェース１８００において４番目に配置される。
【００６０】
●画像マスク
図１９は原因として迷光が選択されたときに表示されるユーザインタフェース１９００の一例を示している。ユーザインタフェース１９００には５番目の優先順位の制御パラメータである画像マスクの設定ボタン１４０３が設けられている。上述したように画像マスクによって多重反射光を除外できるが、ピークの検出漏れを招くこともあるため、画像マスクは５番目の優先順位となっている。
【００６１】
＜まとめ＞
以上説明したように本実施形態によれば、２次元プロファイル生成部８０４がセンサ部８０２により取得された輝度画像に基づき検査対象物の断面形状を示す２次元プロファイルを生成し、表示部１５２が輝度画像と２次元プロファイルとのうち少なくとも一方を表示する。輝度画像と２次元プロファイルとが同時に表示されてもよいし、輝度画像だけが表示されてもよいし、２次元プロファイルだけが表示されてもよい。また、高さ画像が表示されてもよい。いずれも２次元プロファイルが正確に取得されているかどうかを目視で判断できるからである。２次元プロファイルの生成に失敗する典型的な原因はいくつか存在する。そこで、記憶装置８５０は、ＵＩデータ８５２を記憶しているが、このＵＩデータ８５２により、複数の原因と各原因を解消するために調整が必要となる複数の制御パラメータとが関連付けられている。原因選択部８２１は、図１２などを用いて説明したように、いくつかの原因のうち１つの原因をユーザ操作に応じて選択する。図１３ないし図１９を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１により選択された原因に対応する制御パラメータを記憶装置８５０から読み出して表示部１５２に表示させ、表示部１５２に表示された制御パラメータの調整を受け付ける。このようにユーザは原因を選択するだけで調整すべき制御パラメータが表示されるため、２次元プロファイルを取得する変位計を効率よく設定できるようになる。
【００６２】
図１３ないし図１９を用いて説明したように、設定部８２０は、各原因ごとに定められた設定手順にしたがって配置された制御パラメータの調整部を有するユーザインタフェース１３００などを表示部１５２に表示させる。このように設定すべき優先順位にしたがって調整部が配置されているため、ユーザは、優先順位の高い制御パラメータから順番に効率よく設定できるようになる。
【００６３】
原因としては、たとえば、光量不足、光量過多および迷光などが代表的である。記憶装置８５０は、光量不足を解消するための制御パラメータとして、センサ部８０２の露光時間と、２次元プロファイル生成部８０４において輝度画像からピークを検出するための感度であるピーク検出感度を記憶している。設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量不足が選択されると、露光時間を調整するための調整部１３０１と、ピーク検出感度を調整するための調整部１３０２とを有するユーザインタフェース１３００を表示部１５２に表示させる。なお、露光時間の優先順位は設定手順においてピーク検出感度の優先順位よりもが高い。これは、露光時間はピーク検出感度よりも光量不足の解消効果が高いからである。
【００６４】
図１３を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量不足が選択されると、さらに光源８０１のマルチ発光に関する調整部を有するユーザインタフェースを表示部１５２に表示させる。ここでは、露光時間およびピーク検出感度は、設定手順において、マルチ発光よりも優先される。これは、マルチ発光は光量不足の対策として有利であるものの、２次元プロファイルの取得頻度に制約が生じうるからである。
【００６５】
上述したように光源８０１の光量は上限値と下限値と間でフィードバック制御されていてもよい。図１４を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量不足が選択されると、さらに光源８０１の光量制御における下限値を上げるための調整部を有するユーザインタフェース１４００を表示部１５２に表示させてもよい。ここで、露光時間、ピーク検出感度およびマルチ発光は、設定手順において、下限値よりも優先される。これは、下限値の調整は光量不足の対策として有利であるものの、フィードバック制御の光量可変範囲を狭めてしまうからである。
【００６６】
図１４を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量不足が選択されると、さらに輝度画像に対して画像マスクを調整するための調整部を有するユーザインタフェース１４００を表示部１５２に表示させてもよい。ここでは、露光時間、ピーク検出感度、マルチ発光および下限値は、設定手順において、画像マスクよりも優先される。これは、画像マスクは光量不足の対策として有利であるものの、ピークの検出漏れを招くことがあるからである。
【００６７】
図１２を用いて説明したように光量過多が原因として選択されてもよい。さらに図１６を用いて説明したように、記憶装置８５０は、光量過多を解消するための制御パラメータとして、センサ部８０２の露光時間と、センサ部８０２の受光感度特性とを記憶していてもよい。設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量過多が選択されると、露光時間を調整するための調整部１３０１と、受光感度特性を調整するための調整部１６０１とを有するユーザインタフェース１６００を表示部１５２に表示させてもよい。ここで、露光時間は、設定手順において、受光感度特性よりも優先されている。これは、光量過多を解消する上で、受光感度特性は露光時間の次に有効な制御パラメータだからである。
【００６８】
ところで、２次元プロファイル生成部８０４は、複数のピークのうちいずれかの幅のピークを選択するピーク幅フィルターを有していてもよい。図１６を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として光量過多が選択されると、さらにピーク幅フィルターに関する設定部１６０２を有するユーザインタフェース１６００を表示部１５２に表示させてもよい。ピーク幅フィルターを有効化することで外乱光や多重反射光による誤検出を低減できるが、露光時間や受光感度特性と比較して光量過多に伴う問題を解消する効果が低い。そのため、露光時間および受光感度特性は、設定手順において、ピーク幅フィルターよりも優先されている。
【００６９】
図１２を用いて説明したように迷光が原因として選択されてもよい。記憶装置８５０は、迷光を解消するための制御パラメータとして、センサ部８０２の露光時間と、２次元プロファイル生成部８０４におけるピーク選択手法を記憶していてもよい。図１８を用いて説明したように、設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として迷光が選択されると、露光時間を調整するための調整部と、ピーク選択手法を調整するための調整部とを有するユーザインタフェース１８００を表示部１５２に表示させてもよい。ここでは、露光時間は、設定手順において、ピーク選択手法よりも優先されている。露光時間は、ピーク選択手法よりも直接的に光量を制御して、多重反射光の光量を削減できるからである。
【００７０】
設定部８２０は、原因選択部８２１によって原因として迷光が選択されると、さらに２次元プロファイル生成部８０４において輝度画像からピークを検出するための感度であるピーク検出感度を調整するための調整部１３０２を有するユーザインタフェース１８００を表示部１５２に表示させてもよい。ここで、露光時間はおよびピーク選択手法は、設定手順において、ピーク検出感度よりも優先されている。ピーク検出感度を低下させると、多重反射光を検出しにくくなるが、弱い直接反射光も検出できなくなってしまう。そのため、ピーク検出感度よりも露光時間はおよびピーク選択手法が先に設定されるべきであろう。
【００７１】
Ｓ４０１、図５ないし図１０を用いて説明したように、設定部８２０は、検査対象物の種類をユーザに選択させるための選択部を有するユーザインタフェース６００を表示部１５２に表示させ、選択された種類に対応した初期値を各制御パラメータに設定してもよい。なお、検査対象物の種類とそれに対応する制御パラメータの初期値は予め記憶装置８５０に記憶されているものとする。これによりユーザは２次元プロファイル測定器１０について容易に初回設定を実行できるようになろう。検査対象物の種類には、たとえば、標準、光量差大、多重反射および半透明体のうちのいずれかが含まれていてもよい。典型的な検査対象物に対する好適な初期値については予め２次元プロファイル測定器１０の開発段階で把握可能である。そこで、その時に経験に基づき初期値を記憶しておけば、ユーザは最小限の調整で所望の正確な２次元プロファイルを測定できるようになろう。
【００７２】
上述した実施形態では、画像処理装置２０が表示部１５２、設定部８２０、記憶装置８５０および原因選択部８２１を有するものとして説明したが、コンピュータである外部制御装置３０にこれらが備えられていてもよい。つまり、スタンドアローン型の２次元プロファイル測定器１０であっても外部制御装置３０を通じて本発明を適用できる。
【００７３】
Ｓ４０１、図５ないし図１０を用いて説明したように、設定部８２０は、制御パラメータを設定する前に２次元プロファイルを生成するために必要となる初回設定を実行してもよい。初回設定においては、図９を用いて説明したように２次元プロファイルの生成トリガーに関する設定と、図７および図８を用いて説明したように２次元プロファイルを連続的に出力するか、または、断続的に出力するかに関する設定とが少なくとも実行されうる。これらは２次元プロファイルを作成する上で必ず必要となる設定であり、ユーザ個別の事情であるワーク２の種類やトリガー信号（パルス信号やタイミング信号と呼ばれてもよい）の入力形態に応じて適宜設定されるべきだからである。
【００７４】
ユーザインタフェースにおけるパラメータ調整部の優先度（表示順位）について具体例を用いて説明したが、調整可能なパラメータの種類や優先度については単なる例示にすぎない。たとえば、光量不足については、各パラメータの優先度を次のように設定してもよい。
【００７５】
ピーク検出感度  ＞  露光時間  ＞  受光感度特性  ＞  無効データ補間  ＞  光量制御  ＞  マルチ発光（合成）
ここで無効データ補間とは、光量不足によって検出できなかったプロファイルの区間をその区間の左右に位置する有効なプロファイルのデータによってデータ補間する機能のことである。無効データ補間については有効と無効とをユーザインタフェースを通じて切り替えることができるものとする。
【００７６】
光量過多については、各パラメータの優先度を次のように設定してもよい。
【００７７】
受光感度特性  ＞  露光時間  ＞  光量制御  ＞  ピーク検出感度  ＞  マルチ発光（合成）
迷光については、各パラメータの優先度を次のように設定してもよい。
【００７８】
ピーク選択  ＞  ピーク幅フィルター  ＞  受光感度特性  ＞  ピーク検出感度  ＞  画像マスク
このような優先度は各パラメータのメリットとデメリットとを比較衡量した上で決定される。また、採用されるパラメータについても、たとえば、非熟練者であっても効率よく上記の原因を解消できるようなパラメータに厳選されてもよい。
【図１Ａ】
2015163841.tif 000003
【図１Ｂ】
2015163841.tif 000004
【図２】
2015163841.tif 000005
【図３】
2015163841.tif 000006
【図４】
2015163841.tif 000007
【図５】
2015163841.tif 000008
【図６】
2015163841.tif 000009
【図７】
2015163841.tif 000010
【図８】
2015163841.tif 000011
【図９】
2015163841.tif 000012
【図１０】
2015163841.tif 000013
【図１１】
2015163841.tif 000014
【図１２】
2015163841.tif 000015
【図１３】
2015163841.tif 000016
【図１４】
2015163841.tif 000017
【図１５】
2015163841.tif 000018
【図１６】
2015163841.tif 000019
【図１７】
2015163841.tif 000020
【図１８】
2015163841.tif 000021
【図１９】
2015163841.tif 000022