(57)【要約】【課題】円弧ツールユーザインターフェース機能と動作とを組み合わせ、画像検査システムにおける円弧ツール関心領域を効率的に規定する。【解決手段】  複数の異なる種のパラメータ制御機能が円弧ツールＧＵＩに設けられる。異なる種のパラメータ制御機能はそれぞれ、それらの相対的位置、またはそれらの特有なシンボルなどによって区別されることができる。単数または複数の種の制御機能には、少なくとも２つの動作モードが含まれてもよい。ある種の制御機能に限定された動作モードにおいて、ユーザは一つのカーソルを動かすことによって円弧ツール曲率の公称半径を変化させることができる。複数の種の制御機能に共通の別の動作モードにおいては、ユーザは一つのカーソルを動かすことによって円弧ツールの関心領域を回転させることができる。【選択図】図１
2008112449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムであって、
円弧ツールを含むグラフィックユーザインターフェースを有し、
前記円弧ツールは、前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする画像検査システム。
【請求項２】
測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含む円弧ツールを有し、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とするグラフィックユーザインターフェース。
【請求項３】
測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースの円弧ツールであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする円弧ツール。
【請求項４】
請求項１に記載した画像検査システムにおいて、
前記動作モードとして、前記内側境界部の曲率および外側境界部の曲率を個別に変更する曲率変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を同時に変更する対称半径変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を個別に変更する個別半径変更モード、前記第１端部の角度および前記第２端部の角度を個別に変更する個別開始・停止角度変更モード、前記内側境界部および前記外側境界部の曲率中心に対して対称に前記関心領域境界を回転させる曲率中心回転モード、のうち少なくとも何れかを含むことを特徴とする画像検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像検査システムおよび同システムのユーザインターフェース、同インターフェースとして組み込まれる円弧ツールに関し、同システムの検査動作を指定する際に用いられるビデオ測定ツールあるいはモードとして利用できる。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物に対して精密な寸法測定や様々な特性検査を行うために、画像検査システム（以下画像検査システムともいう）が用いられている。
一般にこのようなシステムは、検査対象物の画像を撮影するためのカメラおよび光学系と、これらの動作制御を行うとともに撮影した画像の解析等を行うためのコンピュータシステムとで構成される。このようなシステムでは、多方向に移動可能な精密ステージを備え、カメラが検査対象物の特性を自在にスキャンできるように構成することがある。
【０００３】
このような画像検査システムの一例として、イリノイ州オーロラに拠点を有するミツトヨアメリカ社（ＭＡＣ）より入手可能な「クイックビジョン（登録商標）」シリーズ等の画像検査システム、および「ＱＶＰＡＫ（登録商標）」ソフトウェアが挙げられる。
これらの画像検査システムおよびソフトウェアの機能および動作については、例えば非特許文献１，非特許文献２を参照することができる。このうち「クイックビジョン」システムは、例えばＱＶ−３０２プロモデルとして解説されている通り、顕微鏡式光学系を用いて多種の倍率によるワーク画像を撮影することができる。また、ステージを適宜移動させ、単一ビデオ画像の限界を越えてワーク表面を縦走横断することができる。単一ビデオ画像には、通常はワークの観察部分または検査部分のみが含まれ、所望の倍率、測定解像度でワークの該当部分が表示されるが、システム上の物理的サイズには制限がある。
【０００４】
従来の画像検査システムには、自動ビデオ検査機能が採用されている（特許文献１参照）。
自動ビデオ検査機能は、予め検査内容に応じた自動検査イベントシーケンスを準備しておき、このシーケンスを自動実行することで実現される。
自動検査イベントシーケンスは、検査システムに設定されたプログラミング機能を利用して、検査対象物（ワーク）や検査内容に応じた具体的な検査イベント毎の制御指令等を記録することで作成される。
このようなシーケンスの作成は、例えばテキストベースのプログラミングによって制御コマンドをユーザが記述してゆくことができる。また、ユーザの操作により検査システムに具体的な検査イベントを実行させ、その際の動作シーケンスに必要な制御指令を順次記録することにより、一連の検査イベントシーケンスを学習（ラーニング）させることもできる。このような学習によるシーケンス作成は、「学習モード」、「記憶モード」、「ラーンモード」あるいは「トレーニングモード」とも呼ばれる。「ラーンモード」において検査イベントシーケンスを定義しておけば、「ラーンモード」中にワーク画像を自動的に取得することができ、自動的な画像分析・検査までを行うこともできる。このような学習モードと前述したテキストベースのプログラミングによるシーケンスとを組み合わせて用いることも可能である。
【０００５】
個々の検査イベントシーケンス、つまり各画像の取得ないし取得した画像の検査に至る一区切りの動作に関する制御指令は、一般に特定のワークに特有の「パートプログラム」または「ワークプログラム」として記録される。
例えば、各パートプログラムには「このワークに対しては、どのような照明レベルとし、カメラをどんな姿勢で配置し、いかなる倍率で撮影するか」等の画像取得を含む各動作の制御内容が詳細に定義される。
また、パートプログラムには、取得画像に対する検査内容も定義される。この際、検査内容の定義には、予め検査システムに設定されているビデオツール（以下単に「ツール」ともいう）を利用することができる。
【０００６】
通常、検査システムには「エッジ・境界検知ビデオツール」、「オートフォーカスツール」、「形状・パターンマッチングツール」、「寸法測定ツール」等のビデオツールが設定されている。このようなツールは、上述した従来の画像検査システムおよびソフトウェアのような、商業的に入手可能な様々な画像検査システムにおいて一般的に用いられている。
これらのビデオツール（特に寸法測定ビデオツール）には、各ツールの実質的な機能に加え、ユーザがその機能を選択して操作するためのユーザインターフェースが必要である。特に、画像による検査システムであることから、画像に対する操作が確実に行え、かつ画面上での操作性を向上できるようにするため、グラフィカルユーザインターフェース（Graphical User Interface：ＧＵＩ）が要求される。
【０００７】
これらのツールは検査の際にユーザが手動で操作できるだけでなく、パートプログラムから利用することもできる。
このようなツールが準備されていることで、自動検査シーケンスやパートプログラムを作成する際、検査内容の記述を効率的に行うことができる。つまり、パートプログラムにおいては、何れかのビデオツールを選択し、このツールを用いて取得画像のどの部分に対してどのような分析・検査を行うか、を指定するだけで検査内容のプログラミングが簡単にできる。
このような自動検査シーケンスやパートプログラムを作成するために、ユーザは各ツールにパラメータを設定してゆく操作が必要である。これらの設定操作はラーンモードにおいて実施可能である。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，５４２，１８０号公報
【非特許文献１】QVPＡK 3D CNC ビジョン測定機ユーザガイド（２００３年１月刊行）
【非特許文献２】QVPＡK 3D CNC ビジョン測定機動作ガイド（１９９６年９月刊行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述したように、既存の検査システムにはＧＵＩを有するビデオツールが準備されている。
しかし、既存の画像検査システムにおいて、利用可能なビデオツールが限られているという問題がある。具体的には、ビデオツールの機能を実行する際には、同ツールが処理する対象が表示されている関心領域（Regions Of Interest：ＲＯＩ）の多様な設定や、ラーンモードまたは手動モード中のパラメータ動作の多様な選択肢が望ましい、実際にはシステムに提供された限定された機能から選択せざるを得ない。システムが提供するカスタマイズ機能を用いることで、必要なツールのカスタマイズを行うことも可能となっている。しかし、異なるアプリケーションまたはワークにおいて、これらのカスタマイズ機能やツールを効率的に利用することは困難である。つまり、ユーザが既存の様々なユーザインターフェースを直感的に理解することは困難である。また、ユーザが各種のインターフェースをその都度学習できたとしても、各々の学習内容を全て覚えておくことは困難であり、異なるインターフェースに直面した際には逐一再度の理解ないし学習する必要がある。このようなことから、上述のような不都合またはその他の不都合を解消し、より効率よく、直感的に、かつ柔軟に、精密画像検査システムを使用できるビデオツールが望まれている。
【００１０】
現在、精密画像検査システムのユーザは、パートプログラミング時間の多くをビデオツールのセットアップやパラメータ調整などに費やしているおそれがある。このため、パラメータカスタマイズ能力、ＧＵＩ機能、その他人間工学的要素に比して、使い易さにおいてわずかでも改善があれば、そのような改善は高く評価されうる。
特に、ビデオツールの一種であるいわゆる「円弧ツール」に対する要望が高い。円弧ツールは、画像中の円弧型造作の特性を測定するものであり、他の多種のビデオツールと比較してより多くの制御パラメータを有する。このような円弧ツールのカスタマイズは、特に大きな円弧半径および小さな円弧半径の場合、不便で直感的でないという問題があった。
このような問題を解決するべく、使いやすくかつ柔軟な方法で円弧ビデオツールを構成するための新規でかつ効率よい機構の提供が要望されていた。
【００１１】
本発明の主な目的は、少ない作業工程数でユーザがツールパラメータをカスタマイズすることができる画像検査システム、グラフィックユーザインターフェース、円弧ツールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムであって、
円弧ツールを含むグラフィックユーザインターフェースを有し、
前記円弧ツールは、前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含む円弧ツールを有し、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースの円弧ツールであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記動作モードとして、前記内側境界部の曲率および外側境界部の曲率を個別に変更する曲率変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を同時に変更する対称半径変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を個別に変更する個別半径変更モード、前記第１端部の角度および前記第２端部の角度を個別に変更する個別開始・停止角度変更モード、前記内側境界部および前記外側境界部の曲率中心に対して対称に前記関心領域境界を回転させる曲率中心回転モード、のうち少なくとも何れかを含むことが望ましい。
【００１６】
なお、本発明の画像測定システムおよびインターフェースは、既存のコンピュータシステム上で本発明に基づく円弧ツールの機能を実現するコンピュータプログラムを実行することで実施することができる。本発明の円弧ツールは、前述した既存のコンピュータシステム上で所定のコンピュータプログラムを実行することで、同コンピュータシステム上に展開されるインターフェースの一部として実現することができる。
【００１７】
本発明によって、画像検査システムあるいはグラフィックユーザインターフェースには円弧ツールが提供される。本発明の円弧ツールには、そのＲＯＩ（関心領域）を効率よく編集するための円弧ツールユーザインターフェース機能が設定され、この機能に対しては独自な円弧ツールユーザインターフェース動作が設定される。
円弧ツールユーザインターフェース機能は、円弧ツールが取り扱う円弧状ＲＯＩの位置や形状等のＲＯＩパラメータを調整する機能であり、例えば、円弧状の曲線の曲率の調整、同曲線の曲率中心の位置の指定、領域の端点位置の指定などの編集機能である。
円弧ツールユーザインターフェース動作は、前述したＲＯＩパラメータを調整する各機能をユーザが操作するための特定の動作であり、各機能を有効化するためのシンボルの選択操作、画面上のポイントを移動させること等による端点位置の指定などの編集操作である。
【００１８】
本発明において、円弧ツールには、複数種の異なるＲＯＩパラメータ制御機能が設定できる。例えば、少なくとも４種のＲＯＩ制御パラメータ機能を設定することができる。異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能は、それぞれ、ＲＯＩに対する相対的位置や特有なシンボルの表示によって互いに区別できるようにすることが望ましい。
本発明において、異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能はそれぞれ、当該種のＲＯＩパラメータ制御機能に特有の異なる動作モードと関連付けられていてもよい。このような異なる動作モードの起動と、対応する特有なモードシンボルカーソルの表示とが関連付けられていてもよい。異なる動作モードはそれぞれ、異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能のそれぞれに同一あるいは共通の起動動作によって起動してもよい。同一な起動動作としては、例えば標準カーソルをＲＯＩ近辺に維持することでタイマを起動し、タイマが数ミリ秒程度の所定時間をカウントした際に各機能に特有のモードのシンボルカーソルを表示させ、このシンボルカーソルが表示されている間にマウスの左ボタンを押圧する等の操作で同シンボルカーソルを選択することにより、所望の編集モードを起動させることが含まれる。複数のシンボルを含むパレットを表示し、所望のシンボルを選択することで対応する編集モードを起動してもよい。
【００１９】
本発明においては、第１のＲＯＩパラメータ制御機能として、内側境界部および外側境界部に対する曲率変更モードが利用できる。
曲率変更モードにおいては、曲率変更モードシンボルカーソルを利用する。曲率変更モードシンボルカーソルは、内側境界部（ＲＯＩの内側の円弧状曲線）または外側境界部（ＲＯＩの外側の円弧状曲線）の近傍に表示され、各円弧状曲線の曲率半径（公称半径）の方向へ移動させることで、その移動量に応じて該当する円弧状曲線の曲率半径（外半径および内半径）の値を個別に増減させるように、システムに対して指示を与えるインターフェースとして機能させることができる。
【００２０】
このような曲率変更モードの操作によって、内側境界部および外側境界部の曲率半径が変更された場合、ＲＯＩの第１端部および第２端部は、元の長さを維持したままそれらの中点を中心にそれぞれ回転し、新たな曲率半径に変更された内側境界部および外側境界部の各端点の連結を維持するように構成されることが望ましい。これにより、前述した曲率半径が変更されても、ＲＯＩを取り囲む扇型の環状境界線（内側境界部、外側境界部、第１端部および第２端部による）が維持される。
【００２１】
ＲＯＩの扇形において、その中心角（内側境界部および外側境界部の曲率中心における、第１端部および第２端部（の延長線）がなす中心角、つまり開始角度と停止角度との差）が約１８０度以上である場合、曲率変更モードはこのＲＯＩについて適用不能とされる。
第１のＲＯＩパラメータ制御機能（曲率変更モード）には、ＲＯＩの少なくとも１つの内側境界部および外側境界部の略中点に位置する編集ハンドルが含まれる。曲率変更モードシンボルカーソルには、２つの円弧型線と円弧型線を横切るよう方向付けられた矢印とが含まれてもよい。
【００２２】
本発明においては、第２のＲＯＩパラメータ制御機能として、内側境界部および外側境界部の曲率半径を互いに同期して対称に変更させる対称半径変更モードが利用できる。
対称半径変更モードにおいては、対称半径変更モードシンボルカーソルを利用する。対称半径変更モードシンボルカーソルは、内側境界部または外側境界部の何れかの近傍に表示され、各々の曲率半径方向へ移動させることで、その移動量に応じて、内側境界部または外側境界部の各々の曲率半径（公称半径）を共通の曲率中心に対して同期して増減させるように、システムに対して指示を与えるインターフェースとして機能させることができる。
この対称半径変更モードにおいても、前述したＲＯＩの第１端部および第２端部の姿勢変更が自動的に追従するように構成することが望ましい。
【００２３】
本発明において、円弧ツールには、一つまたは複数の異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能が少なくとも２つの動作モードとして関連付けられてもよい。
これら２つの動作モードのうち１つは、少なくとも１つの他の異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能と共通であってもよい。例えば、ＲＯＩの内側境界部および外側境界部のそれぞれに、３つの異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能を設定してもよい。３つの異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能は、それぞれインプレースＲＯＩ回転モード動作を共有してもよい。インプレースＲＯＩ回転モードは、異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能のそれぞれに同一な起動動作によって起動してもよい。同一な起動動作には、１つの異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能にカーソルを配置させ、マウスの右ボタンを押圧することが含まれる。異なる各モードのカーソルは、マウスの右ボタンを押圧する結果として起動された共通モードに対応するカーソルへと変更されるように構成することができる。
上記で選択に概説された概念は単に例示的なものであって、限定的なものではないと理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１には、本発明に基づく画像検査システム１０が示されている。
画像検査システム１０は、コンピュータシステム１４によって交換データおよび制御信号と動作可能に接続された画像測定機１２を有する。コンピュータシステム１４は、いわゆるパーソナルコンピュータ等の汎用小型コンピュータシステムであり、画像や文字を画面表示するディスプレイ（モニター）１６、画像や文字を印刷するプリンタ１８、文字入力や操作を行うためのキーボード２４、画面上のポインタを操作可能なジョイスティック２２およびマウス２６を備え、これらによってデータや制御信号の入出力およびシステムの操作が可能である。ディスプレイ１６にはユーザインターフェースが表示され、表示されたユーザインターフェースに対して前述したキーボード２４やジョイスティック２２，マウス２６等でユーザが操作を行うことにより、画像検査システム１０を操作し、あるいは自動プログラムを登録することができる。
【００２５】
画像測定機１２は、検査対象物であるワーク２０を載置するワークステージ３２と、ズームレンズまたは可換レンズを有する光学撮像システム３４とを備える。ズームレンズまたは可換レンズは、一般的に光学撮像システム３４により提供される画像を多種多様な倍率で拡大する。
画像検査システム１０は、既存の画像検査システムであるクイックビジョンシリーズ（登録商標）および上述のＱＶＰＡＫ（登録商標）ソフトウェアに匹敵し、また商業的に入手可能な同様の最新式精密画像検査システムに匹敵するものとすることができる。
【００２６】
画像検査システム１０は、本出願人による米国特許出願第１０／９７８，２２７号に記載されたものとしてもよい。画像測定機および制御システムの様々な特徴は本出願人による米国特許出願第１０／８０８，９４８号および米国特許出願第１０／６３２，８２３号に記載された技術を利用して適宜採用することができる。
このような汎用精密画像検査システムのユーザは、該システムを普段は使用しないユーザ、および／または該システムに不慣れなユーザである場合が多い。このようなユーザは、ビデオツールを再度理解したり、関心領域（ＲＯＩ、図３の関心領域境界４１０で囲まれる扇状の領域）の設定をしたり、パラメータの調整をしたりすることに、プログラム時間の多くを費やすおそれがある。そのため、パラメータカスタマイズ能力、ユーザインターフェースオプション、その他人間工学的要素に比して、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）および／または全般的な使い易さにおいてわずかでも改善があれば、そのような改善は高く評価されうる。
【００２７】
図２は、本発明にかかる画像検査システム１０のシステム制御部１２０および画像撮影部２００を示す図である。
詳細は下記で説明するが、システム制御部１２０は画像撮影部２００を制御するために使用される。画像撮影部２００は、光学アセンブリ部２０５と、光源２２０，２３０，２４０と、中央透明部２１２を有するワークステージ２１０とを有する。
ワークステージ２１０は、ワーク２０が配置されるステージ面に略平行となる面に存するＸ軸およびＹ軸に沿って、制御可能に移動できる。光学アセンブリ部２０５は、カメラシステム２６０と、可換対物レンズ２５０と、同軸光源２３０とを備えるが、タレットレンズアセンブリ２８０を備えてもよい。タレットレンズアセンブリの代わりに、固定の、または手動で可換な倍率変更レンズ、あるいはズームレンズ構造を備えてもよい。
【００２８】
光学アセンブリ部２０５は、制御可能なモータ２９４を用いることによって、ＸおよびＹ軸に略直交するＺ軸に沿って制御可能に移動できる。制御可能なモータ２９４は、アクチュエータ、連結ケーブル等を駆動させ、光学アセンブリ部２０５を移動させて、カメラシステム２６０が撮像したワーク２０画像の焦点を変更する。制御可能なモータ２９４は、信号線２９６を介して、入出力インターフェース１３０に接続される。ここで、Ｚ軸とは、光学アセンブリ部２０５によって得られた画像に焦点を合わせるために用いられる軸を意味する。
画像検査システム１０を用いて撮像すべきワーク２０は、ワークステージ２１０に載置される。単数または複数のステージ光源２２０、同軸光源２３０、表面光源２４０のそれぞれから、照明光２２２，２３２，２４２を照射し、ワーク２０を照明する。照明光２２２，２３２，２４２はワーク光２５５として反射または透過され、ワーク光２５５は可換対物レンズ２５０およびタレットレンズアセンブリ２８０を通過し、カメラシステム２６０に集結する。
カメラシステム２６０が撮像したワーク２０画像は、信号線２６２上でシステム制御部１２０へと出力される。光源２２０，２３０，２４０はそれぞれ、信号線（バス）２２１，２３１，２４１を介して、システム制御部１２０に接続されてもよい。画像倍率を変更するためには、システム制御部１２０によって、タレットレンズアセンブリ２８０を軸２８４に沿って回転させてもよく、この場合、タレットレンズアセンブリ２８０の回転は、少なくとも第１および第２タレットレンズ位置間で、信号線（バス）２８１からの制御信号を介して行われる。
【００２９】
図２に示されるように、システム制御部１２０は、制御手段１２５と、入出力インターフェース１３０と、記憶手段１４０と、ワークプログラム処理手段１７０と、電源部１９０とを備える。これらの構成要素、および後述の追加的要素は、単数または複数のデータ／制御バス、および／またはアプリケーションプログラミングインターフェースによって、相互接続されてもよく、あるいは様々な要素間で直接接続されてもよい。
入出力インターフェース１３０は、撮像制御インターフェース１３１と、動作制御インターフェース１３２と、照明制御インターフェース１３３と、レンズ制御インターフェース１３４とを備える。
動作制御インターフェース１３２は、ワーク２０とカメラシステム２６０との相対位置を制御する位置制御部１３２Ａと、位置制御動作における速度・加速度を制御する速度制御部１３２Ｂとを有する。これらの要素は各々の機能を一つの構成要素に統合され、区別不能であってもよい。
照明制御インターフェース１３３は、照明制御部１３３Ａ〜１３３Ｎを有する。これらの照明制御部１３３Ａ〜１３３Ｎは、画像検査システム１０の対応する多種の光源（例えば光源２２０，２３０，２４０）に対して、例えば選択、動力供給、オン・オフスイッチ、ストロボパルスタイミングなどの制御を適宜行う。
【００３０】
記憶手段１４０は、画像ファイル記憶部１４１と、単数または複数のパートプログラムを有するワークプログラム記憶部１４２と、ビデオツール群１４３とを備える。ビデオツール群１４３は、各々実行されてグラフィカルユーザインターフェースの一部を構成する複数のプログラム群であり、ビデオツール１４３Ａ〜１４３Ｎを有し、これらのビデオツール１４３Ａ〜１４３Ｎによって各々のＧＵＩが表示され、対応する画像処理動作などが処理される。
ビデオツール群１４３には、ビデオツールの一つとして関心領域指定ツール１４３Ｘが含まれる。この関心領域指定ツール１４３Ｘによって、ビデオツール群１４３内の各ビデオツールにおいてＲＯＩの定義を行うことができ、各ビデオツールにおける自動動作、半自動動作および手動動作の援助が行われる。
ビデオツール群１４３には、本発明に基づく円弧ツール１４３Ｚが含まれる。この円弧ツール１４３Ｚによって、本発明に基づく様々な機能が提供される。円弧ツール１４３Ｚは、専用の円弧ツールインターフェースを規定してもよく、さらには特定のワークプログラム機能に円弧ツールの機能を適用するような場合等においてパラメータを決定するために使用してもよい。
【００３１】
記憶手段１４０は、画像撮影部２００がワーク２０の画像を取得するための動作に必要なデータを記憶する。これらの設定によって、適切なワーク２０の画像取得が行われる。記憶手段１４０はさらに、画像検査システム１０の動作に必要なデータを記憶する。取得画像に対する多種の検査および測定は自動または手動で行われるが、記憶手段１４０には自動実行に必要なプログラムや設定データ等が記憶される一方、取得した画像および検査の結果が入出力インターフェース１３０を経て出力される。更に、記憶手段１４０には、入出力インターフェース１３０を通じて動作可能なグラフィカルユーザインターフェースを定義するプログラムが格納される。
【００３２】
ステージ光源２２０、同軸光源２３０、表面光源２４０の信号線（バス）２２１，２３１，２４１はそれぞれ、入出力インターフェース１３０に接続される。カメラシステム２６０からの信号線２６２、および制御可能なモータ２９４からの信号線２９６は、入出力インターフェース１３０に接続される。信号線２６２は、画像データだけでなく、画像取得を開始する制御手段１２５からの信号を伝送してもよい。
入出力インターフェース１３０には、一ないし複数の表示装置１３６（前述したディスプレイ１６が利用できる）および一ないし複数の入力装置１３８（前述したキーボード２４、ジョイスティック２２およびマウス２６が利用できる）も接続される。
これらの表示装置１３６および入力装置１３８は、システム制御部１２０で実行される多種のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）機能を含むユーザインターフェースの要素となる。
このようなＧＵＩ機能は、検査作業を行ったり、パートプログラムを作成および／または変更したり、カメラシステム２６０に撮像された画像を見たり、画像撮影部２００を直接制御するために使用可能である。
所定のパートプログラム（またはワークプログラム）を有する完全自動化システムにおいては、表示装置１３６および入力装置１３８を適宜省略してもよい。
【００３３】
画像検査システム１０では、ワークプログラム処理手段１７０を用いて、画像取得ないし検査の手順を自動化することができる。
例えば、ワーク２０用の画像取得プログラムを作成する場合、ユーザは以下の方法のいずれかによってワークプログラム指令を生成する。
すなわち、ワークプログラミング言語を用いて自動的、半自動的、手動的に明示的にプログラム指令をコード化する方法、またはワークプログラム指令がトレーニングシーケンスを捕えるよう、画像取得トレーニングシーケンスを通じて画像検査システム１０を移動させたり、光源レベルを設定したりすることによって、学習式にプログラム指令を生成する方法のいずれかである。この場合、撮像対象である画像セット中の複数の画像に対して学習のための操作が繰り返される。これらのプログラム指令が実行されると、画像検査システムは、ワーク２０の特定部がカメラシステム２６０の関心領域内に入るよう、ワークステージ２１０および／またはカメラシステム２６０を所定の速度で操作し、また取得対象である画像セットの各画像に適した焦点状態で操作する。
【００３４】
こうして作成されたワーク画像取得指令セットは、ワークプログラムとしてワークプログラム記憶部１４２に保存され、ワークプログラム処理手段１７０により再び実行可能となる。
このようにしてワーク画像取得指令セットが定義されると、システム制御部１２０は、ワークプログラム記憶部１４２から指令セットを読み出し、ワークプログラム処理手段１７０により指令セットを実行し、カメラシステム２６０に対して指令に基づきワーク２０の単数または複数の画像を取得するよう指示する。そして、システム制御部１２０は、制御手段１２５の制御下で、入出力インターフェース１３０を通じて取得画像を入力し、記憶手段１４０に取得画像を記憶させる。制御手段１２５はまた、所得画像を表示装置１３６に表示させてもよい。
【００３５】
システム制御部１２０はまた、取得され記憶されたワーク検査画像を呼び出したり、このようなワーク検査画像内のワーク機能を検査・分析したり、検査結果を記憶および／または出力するのに使用可能である。これらの分析・検査方法は、記憶手段１４０のビデオツール群１４３（円弧ツール１４３Ｚを含む）内の多種なビデオツールにおいて、例示的に具現化されている。これらのビデオツールの単数または複数を用いて、画像検査・分析作業が完了した後、システム制御部１２０は、多種の表示装置１３６（例えばビデオディスプレイ、プリンタなど）に出力するために、各検査・分析作業の結果を入出力インターフェースに出力する。システム制御部１２０はまた、各検査作業の結果を記憶手段１４０に記憶してもよい。
【００３６】
図３には、画像検査システム１０のディスプレイに表示されるユーザインターフェース３００を示す。ユーザインターフェース３００は、本発明に基づく円弧ツールを含む各種ツール機能を有するものである。
図３において、ユーザインターフェース３００は、ワーク画像３１５を表示した関心領域（ＦＯＶ）ウィンドウ３１０を有する。このワーク画像３１５は、エッジ３１７に沿って互いに接する２つの表面３１６Ａ，３１６Ｂを有する。ユーザインターフェース３００はまた、各種の測定および／または作業選択バー（例えば選択バー３２０，３４０）と、リアルタイムＸ−Ｙ−Ｚの各軸位置座標ウィンドウ３３０と、光制御ウィンドウ３５０とを有する。
【００３７】
ＦＯＶウィンドウ３１０には、ワーク画像３１５に重ね合わされた円弧ツール４００の一例が示されている。
図示された円弧ツール４００において、この状態の編集ハンドル４２Ｘの外観はユーザが編集用に円弧ツール４００を選択したことを示す。ユーザが円弧ツールＲＯＩを編集用に選択した場合（例えばカーソルをツールＲＯＩ領域に配置してマウスの左ボタンをクリックした場合）、編集ハンドル４２ＸはＲＯＩ境界４１０上に表示され、適宜強調表示されてもよい。そのような場合、ユーザインターフェース３００は、後述するパラメータダイアログボックス４９０や類似のダイアログボックスなどのような円弧ツールパラメータダイアログボックスを自動的に表示してもよい。
【００３８】
図４Ａ〜図４Ｃには、円弧ツールパラメータダイアログボックス４９０およびタブ切り替えで表示される各ダイアログボックス４９０Ａ〜４９０Ｃが示されている。
ダイアログボックス４９０は、いわゆるタブ切り替え式のダイアログボックスであり、ユーザが選択可能な複数のタブ(「Location」「Basic」「Advanced」）および各タブを選択した際に最表面に現れるダイアログボックス４９０Ａ，４９０Ｂ，４９０Ｃが含まれる。
【００３９】
図４Ａには、左端のタブ（Location）を選択した際に表示される位置設定ダイアログボックス４９０Ａが示されている。
位置設定ダイアログボックス４９０Ａにおいて、円弧ツールの曲率中央のＸおよびＹ座標、円弧ツールのＲＯＩにおける内側境界部の内半径Ｒ１および外側境界部の外半径Ｒ２、規定ＲＯＩの開始角度および停止角度が反映される。
開始角度および停止角度は、円弧ツールＲＯＩ境界端部の配置に対応する。開始角度および停止角度は、円弧ツール曲率の半径の公称中心につき規定され、例えば画像中の水平参照軸に対して反時計回り方向に規定される。これらの値は、後述するＲＯＩのグラフィカル定義によって決定されてもよく、またこれらの値はダイアログボックスに直接入力されてもよい。
位置設定ダイアログボックス４９０Ａにはまた、エッジ選択手段４１６（図５Ｂを参照して後述）のＸＳおよびＹＳ座標が反映されてもよい。
【００４０】
図４Ｂには、中央のタブ（Basic）を選択した際に表示される基本設定ダイアログボックス４９０Ｂが示されている。
基本設定ダイアログボックス４９０Ｂにおいては、選択されたＲＯＩ内で採用されるエッジ検索パラメータが反映される。
基本設定ダイアログボックス４９０Ｂにおいては、後述する円弧ツールの示すアークエッジ検知スキャンライン方向に沿って進んだ場合に、エッジ強度プロフィールが下降勾配（明部から暗部へ）、上昇勾配（暗部から明部へ）、または任意のいずれかの勾配を示すべきかを特定する勾配パラメータタイプが反映されてもよい。
基本設定ダイアログボックス４９０Ｂにおいては、エッジ強度プロフィールが強固なエッジ、または軟弱なエッジのいずれに対応するのかを特定するパラメータタイプが反映されてもよい。強固なエッジの検索基準は、検知結果の高度な信頼性を確保するため、より厳格なものであってもよい。反対に、軟弱なエッジの検索基準は、軟弱エッジ特定可能性を向上させるため、多少の信頼性を犠牲にしてもよい。
基本設定ダイアログボックス４９０Ｂにおいてはまた、ＲＯＩにおけるアークエッジに沿った地点を特定するために使用されるスキャンパラメータが反映されてもよい。異常値排除によって、幾何学的に逸脱する地点は拒絶されてもよく、スキャン間隔値によって、地点が１度または５度などの間隔で特定されてもよく、またエッジスキャンに進むために、時計回りまたは反時計回りのサンプリング方向が特定されてもよい。
【００４１】
図４Ｃは、右端のタブ（Advanced）を選択した際に表示される拡張設定ダイアログボックス４９０Ｃが示されている。
拡張設定ダイアログボックス４９０Ｃには、エッジ検知を実施する前にＲＯＩ内の画像データに適用可能なフィルタの種類を選択することができる部位が含まれる。
本実施形態では、ユーザは４つの種類のフィルタのいずれかを選択するか、あるいはいずれのフィルタも選択しないかという選択肢を有する。ユーザは中央値フィルタ、平均化フィルタ、ガウスフィルタ、形態フィルタを選択することができる。
拡張設定ダイアログボックス４９０Ｃにはまた、エッジ検知作業を左右するエッジ検知閾値を反映する部位が含まれる。本実施形態においては、静的エッジ閾値または動的エッジ閾値のいずれかを選択することができる。ユーザは、静的閾値ＴＨ、動的閾値ＴＨＲ、エッジ強度閾値ＴＨＳの３つの値を特定してもよい。
静的閾値ＴＨは、エッジを規定するピクセルの平均ピクセル強度を規定する。動的閾値ＴＨＲはＴＨＳの値をランタイム時に変更する。エッジ強度閾値ＴＨＳは、表面のエッジを規定するピクセルのグレースケール強度における差に対する最低許容閾値を規定する。これらの閾値によって、エッジ地点がエッジ強度スキャンラインに沿って特定されるか、あるいはスキャンが「失敗」するかが決定される。
【００４２】
前述した各ダイアログボックス４９０Ａ〜４９０Ｃの全てにおいて、下側の「Default」ボタンを操作すると、各ダイアログボックス４９０Ａ〜４９０Ｃへの入力値が標準値（デフォルト値）に戻る。「ＯＫ」ボタンを操作すると、現在の設定パラメータが受容され、円弧ツールパラメータダイアログボックス４９０が閉じる。「Cancel」ボタンを操作すると、全てのパラメータが、現在の編集シーケンスが開始する以前の状態へ戻され、ダイアログボックス４９０が閉じる。
【００４３】
図５Ａおよび図５Ｂには、本発明による円弧ツールユーザインターフェースに関連する多種の機能が示されている。
図５Ａは、ツール・モード選択バー５７０を示す。選択バー５７０には円弧ツール起動ボタン（アイコン）５４０が設けられている。
円弧ツール起動ボタン５４０は、「オンオフ」表示部を有し、このようなオンオフ表示部としては、起動時に円弧ツールボタン（アイコン）の周囲に縁取りとして表れる表示ボックス５４１を用いることができる。
ユーザが円弧ツール起動ボタン５４０上でクリックすると、円弧ツール４００が起動される。詳細は後述するが、ユーザは、ＦＯＶウィンドウ３１０において円弧ツール４００のインスタンス（ユーザ用カスタマイズ）を一つないし複数作成してもよい。円弧ツール起動ボタン５４０は、ツール・モード選択バー５７０上で違うボタンがクリックされると停止し、またユーザがその他不適合な動作をした場合にも停止する。
【００４４】
図５Ｂは、ＦＯＶウィンドウ３１０を示し、円弧ツール４００の多種の機能を示す。なお、本実施形態におけるＦＯＶウィンドウ３１０および円弧ツール４００は、商用システム等の既存技術あるいは公知の方法に従って適宜実現することができる。
図５Ｂは、初期描画または初期作成直後の円弧ツール４００の１インスタンスの初期状態を示す。
円弧ツール４００のインスタンスは、円弧ツール起動ボタン５４０が起動中に、カーソルをＦＯＶウィンドウ３１０内の１地点に配置させ、マウスの左ボタンを押圧し、カーソルを「ドラッグ」させ（例えば、図５Ｂに示される矢印５９１の長さおよび方向が示す通りに）、最後にボタンを離せば、作成される。このようにして円弧ツール４００の初期状態が作成される。一般的に、ツールを用いて検査すべきエッジ（例えばエッジ３１７’）を越えて、カーソルをドラッグするのが望ましい。通常このようにすれば、円弧ツール動作によって処理される画像部分を規定するＲＯＩ４０２内に、エッジが配置される。なお、通常は矢印５９１はユーザインターフェースの一部ではなく、ここでは説明の便宜上矢印を示したに過ぎない。
【００４５】
図５Ｂに示されるように、円弧ツール４００は、ＲＯＩ（関心領域）４０２を有してもよい。
ＲＯＩ４０１は、ＲＯＩ境界４１０によって規定される。ＲＯＩ境界４１０には、内側境界部４１０Ｎと、外側境界部４１０Ｔと、停止角度および開始角度にそれぞれ存する第１端部４１０Ｅおよび第２端部４１０Ｆとを有する部分が含まれる。さらに、スキャン方向表示部４１２，４１２’、エッジ勾配表示部４１４、サンプリング方向表示部４１８、エッジ選択手段４１６が示される。ユーザは、エッジ選択手段を、例えばドラッグすることによって、エッジ３１７’沿いの所望位置に配置させてもよく、そうすることによって「標準的」なエッジ部分が規定される。エッジ選択手段の位置における実際のエッジプロフィールが、信頼できるエッジ検知を助力する特定エッジプロフィール強度特性を規定する基準となる。スキャン方向表示部４２１，４１２’は、図示されるように、端部４１０Ｅ，４１０Ｆに沿って配置される矢印を有してもよい。矢印は、画像中のエッジを検知するのに用いられるピクセル強度を分析するためのシーケンスに対応する方向を指し示すよう構成される。スキャン方向が、エッジまたは境界の粗さ度合い（またはちらつき度合い）の最小となる方から、ちらつき度合いの大きくなる方へ進行する方が一般的には望ましい。詳細は図１４を参照して後述するが、エッジ勾配表示部４１４は、円弧ツール内に埋没してもよく、エッジを越えた強度の上下を表示するよう構成されている。
【００４６】
図６は、ＦＯＶウィンドウ３１０の別のインスタンスを示し、円弧ツール４００の追加機能を示す。
図６は、円弧ツール４００の１インスタンスの状態を示し、円弧ツール４００の作成後、作成された円弧ツール４００が編集のために選択された状態である。カーソルをＲＯＩ４０２内またはＲＯＩ境界４１０上に配置し、マウスの左ボタンをクリックすると、円弧ツール４００が編集のために選択される。円弧ツール４００が編集のために選択されると、まず多種の編集ハンドルが表れる（例えば、ＲＯＩ境界４１０上に配置された小ボックスなど）。
編集ハンドルは、円弧ツール４００のＲＯＩパラメータを変更するために、公知の方法で入力装置を用いてドラッグさせてもよく、あるいはここに記載される通りに操作されてもよい。すなわち、編集ハンドルは、本発明による円弧ツールＧＵＩに含まれてもよいＲＯＩパラメータ制御機能の一種である。
【００４７】
本発明によれば、多種のパラメータ、ＲＯＩパラメータ制御機能は、別個の種であってよく、配置位置に応じて別個の動作をしてもよい。
例えば、図６に示されるように、円弧ツール４００は、第１種の編集ハンドル４２１，４２１’を有してもよく、このような第１種の編集ハンドルは、外側境界部４１０Ｔの中心近辺、内側境界部４１０Ｎの中心近辺にそれぞれ配置されてもよい。これらの編集ハンドルは、下記で図６、図７、図８Ａ〜８Ｃ、図１３を参照して詳述するような動作をすることができる。
第２種の編集ハンドル４２３，４２３’は、端部４１０Ｆ，４１０Ｅの中心近辺に配置されてもよい。これらの編集ハンドルは、下記で図１０、図１１を参照して詳述するような動作をすることができる。第３種の編集ハンドル４２４〜４２４’’’は、ＲＯＩ境界４１０の隅部に配置されてもよい。
第３種の編集ハンドルは、後に図９、図１３を参照して詳述するような動作をすることができる。
第４種の編集ハンドル４２６〜４２６’’’は、ＲＯＩ境界４１０の隅部から内側に向かって、外側境界部４１０Ｔおよび内側境界部４１０Ｎ上にそれぞれ２箇所ずつ配置されてもよい。換言すれば、第４種の編集ハンドルは、第１種の編集ハンドル４２１，４２１’と第３種の編集ハンドル４２４〜４２４’’’との間に配置されてもよい。第４種の編集ハンドルは、下記で図１２、図１３を参照して詳述するような動作をすることができる。
【００４８】
別個の動作を行う異なる種類の編集ハンドル（より広くは、異なる種類のＲＯＩパラメータ制御機能）は、対応する別個のモードシンボルカーソルと関連付けられてもよく、これらのモードシンボルカーソルは所定条件下で起動され、ＦＯＶウィンドウ３１０内においてカーソルまたはマウスポインタとなる。これらの編集ハンドルに対しては、一般的なＧＵＩ動作（例えば、ドラッグ動作、マウスの右ボタンクリックなど）により、各々に関連付けられたＲＯＩパラメータ制御機能に応じて、独自の結果が得られてもよい。
例えば、第１の異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能と関連付けられたドラッグ動作によって、２つの対向するＲＯＩ境界が反対方向に移動されてもよい。また一方で第２の異なる種のＲＯＩパラメータ制御機能と関連付けられたドラッグ動作によって、２つの対向するＲＯＩ境界の曲率半径をそれぞれ同量だけ変化させてもよい。
【００４９】
モード毎に異なるモードシンボルカーソルを表示させることで、現在使用されているＲＯＩパラメータ制御機能の種類、および／または一般的ＧＵＩ動作のうちの一つから予期されうる特定の結果について、ユーザに合図を送るようにしてもよい。
【００５０】
特定の編集ハンドル近辺においてデフォルトカーソルまたはマウスポインタを所定時間だけ維持する（ホバリングする）と、この対応するモードシンボルカーソルがデフォルトカーソルを代替するようにしてもよい。そのようなモードシンボルカーソルが一旦表示されると、ユーザは、対応する種のツール編集または変更作業を行うために、対応するモードを実際に起動することができる。このモードは、モードシンボルカーソルが表示された後、オペレータがモード開始動作（例えば、マウスの左ボタンのクリックや長押し）をすることによって起動される。
【００５１】
図６は、第１種の編集ハンドル４２１，４２１’と関連付けられた曲率変更モードシンボルカーソル４９１を示す。
編集ハンドル４２１，４２１’近辺において所定時間ホバリングするようマウスカーソルを配置することによって、ユーザは曲率変更モードシンボルカーソル４９１を表示させることができる。モードシンボルカーソル（例えば曲率変更モードシンボルカーソル４９１など）が表示されると、編集ハンドルが消失するようにしてもよい。多種の曲率変更モードの機能およびその動作については、下記で図４および図８Ａ〜８Ｃを参照して詳述する。
【００５２】
図７は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、多種の追加的曲率変更モードの機能および動作の一実施形態を示す図である。
図７では、第１種の編集ハンドル４２１，４２１’と関連付けられた曲率変更モードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示されている。図７に示されるように、起動後に曲率変更モードシンボルカーソル４９１を矢印７１１の示す半径方向に略沿って曲率中心から離れるように移動させると（例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、外側境界部４１０Ｔおよび内側境界部４１０Ｎの曲率の公称半径が互いに小さくなる（表見上の曲率が大きくなる）。
【００５３】
図７において、破線で示される境界４１０’は、カーソル移動前の円弧ツール４００の状態に対応し、また実線で示される境界４１０はカーソル移動後の円弧ツール４００の状態に対応する。なお、曲率変更モードシンボルカーソル４９１を曲率中心から離間させず、曲率中心に向かって移動させた場合には、外側境界部４１０Ｔおよび内側境界部４１０Ｎの曲率における公称半径は互いに大きくなる。これは例示的に図８Ａに示されている。
円弧ツール４００の曲率変更モードの動作によって、曲率の公称半径が変化するに従って、端部４１０Ｆ，４１０Ｅが元の長さを取り戻し、それらの中点７１２，７１３を中心にそれぞれ回転するようにされている。つまり、端部４１０Ｆ，４１０Ｅが、あたかもそれらの中点において「ピン留め」されているかの如く作動する。しかしながら、この挙動は単に例示的なものであって、本発明を限定するものではない。
円弧ツール４００の曲率半径が所望の状態になると、その編集作業が完了し、曲率変更モードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、カーソル４９１をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。そのような時には、円弧ツール４００の編集ハンドルおよび／またはＲＯＩパラメータ制御機能がＧＵＩに再表示されてもよく、それによって異なる種類の編集動作が行われてもよい。
【００５４】
図８Ａ〜図８Ｃは、本発明による円弧ツールにおける、多種の追加的曲率変更モードの機能および動作の一実施形態を示す図である。
具体的には、図８Ａ〜図８Ｃは、円弧ツール４００の一実施形態における曲率変更モードの許容された形状変化の限定的状態を示す。図８Ａ〜図８Ｃにおいて、破線で示される境界４１０’は、カーソル移動前の円弧ツール４００の状態に対応し、また実線で示される境界４１０はカーソル移動後の円弧ツール４００の状態に対応する。
【００５５】
図８Ａは、曲率変更モードシンボルカーソル４９１が矢印８１１の示す方向に略沿って半径方向内側へ移動された時の円弧ツール４００の限定的状態を示している。カーソル４９１の移動によって、外側境界部４１０Ｔおよび内側境界部４１０Ｎの曲率の公称半径が互いに大きくなる。円弧ツール４００の停止角度８１２と開始角度８１３との間の許容される差の最小値は、５度である。その他の実施形態においては、この最小値は７度である。このような最小値によって、円弧ツール４００の形状動作の信頼性が増す。円弧ツール４００がこのような最小値を有する場合、そうでない場合には最小値違反となるような曲率変更モードシンボルカーソル４９１の移動が無視されたり、許容されなかったりする。
【００５６】
図８Ｂおよび図８Ｃは、曲率変更モードシンボルカーソル４９１が矢印８１１’の示す方向に略沿って半径方向外側へ移動された時の円弧ツール４００の限定的状態を２つ示している。カーソル４９１の移動によって、外側境界部４１０Ｔおよび内側境界部４１０Ｎの曲率の公称半径が互いに小さくなる。
図８Ｂに示されるように、曲率変更モードシンボルカーソル４９１を用いて設定される、円弧ツール４００の停止角度８１２’と開始角度８１３’との間の許容される差の最大値は、約１８０度以下である。
図８Ｃに示されるように、内側境界部４１０Ｎの曲率の許可された半径の最小値は、ゼロ単位である。円弧ツール４００がこのような制限を有する場合、そうでない場合には制限違反となるような曲率変更モードシンボルカーソル４９１の移動が無視されたり、許容されなかったりする。
このような制限によって、円弧ツール４００の実施形態においてＲＯＩの歪みや関連するプログラミングが複雑化することを防止することができ、曲率変更モード中に端部４１０Ｅ，４１０Ｆが中点において固定される。同様の理由により、開始角度と停止角度との差が約１８０度以上となるように円弧ツールのインスタンスが作成されれば、編集ハンドル４２１または４２１’の表示が抑えられ、上記で概説した関連する曲率変更モードが作動不能となるおそれがある。
【００５７】
図９〜図１３は、本発明による円弧ツールにおける追加的な曲率変更モードの機能および動作の例を示す図である。いずれの図においても、破線で示される境界４１０’は、カーソル移動前の円弧ツール４００の状態に対応し、また実線で示される境界４１０はカーソル移動後の円弧ツール４００の状態に対応する。
図９は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、対称半径変更モードの様々な機能および動作の一実施形態を示す図である。
図９では、第３種の編集ハンドル４２４〜４２４’’’と関連付けられた対称半径変更モードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示されている。例えば、対称半径変更モードシンボルカーソル４９２が表示された後の状態である。
【００５８】
図９に図示されるように、起動後に対称半径変更モードシンボルカーソル４９２を矢印９１１の示す半径方向に略沿って曲率中心から離れるように移動させると（例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、外側境界部４１０Ｔの曲率の公称半径によって内側境界部４１０Ｎの曲率の公称半径が対称的に、つまり同量だけ小さくなる。円弧ツール４００の半径が所望の状態になると、その編集作業が完了し、対称半径変更モードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル４９２をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。
この種の動作は、その中央線を、ＲＯＩ４０２内中央に位置するエッジ機能（図示せず）上または近辺に正しく配置したまま、ＲＯＩ４０２の半径を変更するのに有利である。無論、対称半径変更モードシンボルカーソル４９２が矢印９１１の示す方向とは反対方向に沿ってドラッグされれば、外側境界部４１０Ｔの曲率の公称半径は小さくなり、内側境界部４１０Ｎの曲率の公称半径は対称的に大きくなる。
編集ハンドル４２４’ではなく編集ハンドル４２４’’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングすれば、モードシンボルカーソル４９２はその編集ハンドルに近接して表示される。モードシンボルカーソル４９２のインスタンスを矢印９１１’の示す方向に沿ってドラッグされると、編集ハンドル４２４および編集ハンドル４２４’’’につき、図９に示される効果等も得られる。
【００５９】
図１０は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、個別開始・停止角度変更モードの様々な機能および動作を示す。
図１０では、第２種の編集ハンドル４２３，４２３’と関連付けられた個別開始・停止角度変更モードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示されている。例えば、個別開始・停止角度変更モードシンボルカーソル４９３が表示された後の状態である。
図１０に図示されるように、起動後に個別開始・停止角度変更モードシンボルカーソル４９３を矢印１０１２の示す略接線方向に沿って移動させると（例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、停止角度８１２’’（端部４１０Ｅの停止角度）が図示の通り変更される。カーソルを反対方向に移動させると、停止角度８１２’’が反対方向に移動する。
編集ハンドル４２３ではなく編集ハンドル４２３’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル４９３が編集ハンドル４２３’に近接して表示され、そうすることによって、代替的に開始角度８１３’’（端部４１０Ｆの開始角度）が類似の方法で制御される。
円弧ツール４００の半径寸法が所望の状態になると、その編集作業が完了し、個別開始・停止角度変更モードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル４９３をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。
【００６０】
図１１は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、曲率中心回転モード（ＲＡＣＯＣモード）の様々な機能および動作を示す。
図１１では、第２種の編集ハンドル４２３，４２３’と関連付けられたＲＡＣＯＣモードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示されている（例えば、ＲＡＣＯＣモードシンボルカーソル４９４が表示された後の状態）。マウスの右ボタンを押圧すると、ＲＡＣＯＣモードシンボルカーソル４９４が表示され、それと同時にモードが起動する。
図１１に示されるように、起動後にＲＡＣＯＣモードシンボルカーソル４９４を矢印１１１２の示す略接線方向に沿って移動させると（例えば、マウスの右ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、停止角度８１２’’’（端部４１０Ｅの停止角度）と開始角度８１３’’’（端部４１０Ｆの開始角度）とが図示の通り変更される。モード名にも示されるように、ＲＯＩ境界４１０は、あたかも円弧ツール４００の曲率の半径中心を中心に回転するかの如く、動作する。反対方向にカーソルを移動させると、曲率の半径中心に対して反対方向に回転する。
編集ハンドル４２３ではなく編集ハンドル４２３’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル４９４が編集ハンドル４２３’に近接して表示され、そうすることによって、それが類似の方法で動作する。
円弧ツール４００の曲率半径中心に対する回転が所望の状態になると、その編集作業が完了し、ＲＡＣＯＣモードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、カーソル４９４をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。
【００６１】
図１２は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、個別半径変更モードの様々な機能および動作を示す。
図１２では、第４種の編集ハンドル４２６〜４２６’’’と関連付けられた個別半径変更モードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示されている。例えば、個別半径変更モードシンボルカーソル４９５が表示された後の状態である。
図１２に示されるように、起動後に個別半径変更モードシンボルカーソル４９５を矢印１２１１（または矢印１２１１’）の示す半径方向に略沿って曲率中心から離れるように移動させると（例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、外側境界部４１０Ｔの曲率の公称半径が大きくなる。反対方向にドラッグされると、外側境界部４１０Ｔに対して反対の効果が得られる。
編集ハンドル４２６または編集ハンドル４２６４２６’ではなく編集ハンドル４２６’’または編集ハンドル４２６’’’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル４９５が編集ハンドル４２６’’または編集ハンドル４２６’’’に近接して表示され、そうすることによって、それが作動して内側境界部４１０Ｎが類似の方法で制御される。
円弧ツール４００の制御半径が所望の状態になると、その編集作業が完了し、個別半径変更モードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル４９５をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。
【００６２】
図１３は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、インプレースＲＯＩ回転モードの様々な機能および動作を示す。
インプレースＲＯＩ回転モードの動作は、第２種の編集ハンドル４２３〜４２３’以外であれば、前述のいずれの種の編集ハンドルを用いて行ってもよい。図１３に示される例では、編集ハンドル４２４’’を用いてインプレースＲＯＩ回転モードが起動した後の円弧ツール４００の１インスタンスの状態が示される。
デフォルトカーソルを任意の種の編集ハンドル上に配置した状態でマウスの右ボタンを押圧すると、インプレースＲＯＩ回転モードシンボルカーソル４９６が表示され、それと同時にモードが起動する。インプレースＲＯＩ回転モードが起動すると、編集ハンドルが消失するようしてもよい。
図１３に示されるように、起動後にインプレースＲＯＩ回転モードシンボルカーソル４９６を矢印１３１１の示す軌道に沿って移動させると（例えば、マウスの右ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど）、ＲＯＩ４０２’’が回転する。一実施形態において、通常はＲＯＩ４０２の中心に対して時計回り（あるいは反時計回り）である軌道に沿って、カーソル４９６が移動し、ＲＯＩ４０２が通常は時計回り（または反時計回り）方向に回転する。ＲＯＩ４０２の回転中心はＲＯＩの形状中心と一致してもよい。ＲＯＩ４０２の回転中心はエッジ選択手段４１６の位置と一致してもよい。
円弧ツール４００の回転が所望の状態になると、その編集作業が完了し、インプレースＲＯＩ回転モードが停止してもよい（モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル４９６をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある）。そのような時には、円弧ツール４００の編集ハンドルおよび／またはその他のパラメータ制御機能がＧＵＩに再表示されてもよく、それによって異なる種類の編集動作が行われてもよい。
【００６３】
図１４は、本発明にかかるラン状態（実行状態）の円弧ツールを示す。
図１４では、ユーザがワークエッジ３１７’’’を検知するためにＲＯＩパラメータおよびその他ツールパラメータを所望状態に調整し、エッジ検知を行うために円弧ツール４００をランさせた後の円弧ツール４００の状態が示されている。結果として、検知されたエッジ地点４８０は円弧ツール４００のＧＵＩに表示される。またエッジ勾配表示部４１４は、暗色の半円と明色の半円とが、検知されたエッジ３１７’’’の暗い方（強度の低い方）および明るい方（強度の高い方）の相対的方向性に対応するように方向付けられた状態で表示される。
図４Ａないし図４Ｃを参照して概説された多種のツールパラメータは、ＲＯＩ４０２中のエッジ３１７’’’の実際の画像特性に依拠して決定される。
【００６４】
図１５には、本発明にかかる円弧ツール１４３Ｚに関連する機能要素および作業パラメータが示されている。
円弧ツール１４３Ｚの機能および作業パラメータは、図２を参照して前述した円弧ツール１４３Ｚにおいて実行されてもよい。多種の機能および作業パラメータは、既知のまたは今後開発される方法によって、ハードウェアおよび／またはソフトウェアにおいて実行されてもよい。図１５に示すとおり、円弧ツール１４３Ｚは、円弧ツール編集モード７０５とツールパラメータ７５０とを備えることができる。
図１５において、円弧ツールの各インスタンスにつき、関連する円弧ツールパラメータは、位置設定パラメータ７６０と、基本設定パラメータ７７０と、拡張設定パラメータ７８０とを備える。
位置設定パラメータ７６０は、位置設定ダイアログボックス４９０Ａに対応したものであり、円弧ツールが取り扱うＲＯＩ位置を設定するとともに、サイズパラメータ７６５およびエッジ選択パラメータ７６６を有することができる。
基本設定パラメータ７７０は、基本設定ダイアログボックス４９０Ｂに対応したものであり、エッジ勾配パラメータ７７５とエッジ種パラメータ７７６とエッジ検知スキャンパラメータ７７７とを有してもよい。
拡張設定パラメータ７８０は、拡張設定ダイアログボックス４９０Ｃに対応したものであり、フィルタ種パラメータ７８５とエッジ検知閾値パラメータ７８６とを有してもよい。要素７６０，７７０，７８０に対応するパラメータ、パラメータ制御機能、およびその他ユーザインターフェース機能の多くの例示的実施形態については上述の通り概説済みであるため、ここでは繰り返さない。
【００６５】
図１５において、円弧ツール編集モード７０５は、ノーマルモード７１０と曲率変更モード７２０とＲＯＩ回転モード７３０とを有してもよい。
ノーマルモード７１０には、パラメータ制御機能種別７１５が含まれ、このパラメータ制御機能種別７１５は、円弧ツールＧＵＩおよび／または関連メニュー等に含まれるパラメータ制御機能の各個別の種と関連した特性および動作を定義し制御してもよい。例えば、パラメータ制御機能種部は、図６ないし１３を参照して前述した４つの異なる種の編集ハンドルのそれぞれと関連付けられた特性および動作を定義し制御してもよい。曲率変更モード７２０およびＲＯＩ回転モード７３０は、それらのモードと関連付けられた、モード起動を誘発する特性および動作を定義し制御してもよい。多種の例示的パラメータ制御機能と関連付けられた特性および編集動作、および例示的曲率変更モード、ＲＯＩ回転モードについては、上述の通り概説済みであるため、ここでは繰り返さない。
【００６６】
図３ないし図１５を参照して円弧ツールの多くの例示的実施形態、例示的ユーザインターフェース機能および動作シーケンスについて概説したが、異なる例示的実施形態においては異なるシーケンスおよび／または上述の動作機能のいくつかによって特定の動作あるいはＧＵＩ機能が実行されあるいは適宜省略されてもよい。ここに開示される方法およびＧＵＩのその他の発明的側面によっても、実質的な作用効果が得られる。
さらに、上記説明中では、個別種のＲＯＩパラメータ制御機能は、円弧ツールの関心領域に対する位置によって区別されるとされたが、これに限らず独自の表示シンボル、表示色などによって区別されてもよい。以上より、本発明の好適実施手形態が図示され記載されたが、本発明はその精神および範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は画像検査システムおよび同システムのユーザインターフェース、同インターフェースとして組み込まれる円弧ツールに関し、同システムの検査動作を指定する際に用いられるビデオ測定ツールあるいはモードとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態の画像検査システムの全体構成を示す図。
【図２】前記実施形態の制御システム部および画像撮影部を示す図。
【図３】前記実施形態の制御システム部におけるユーザインターフェースおよび円弧ツールの表示画面を示す図。
【図４Ａ】前記円弧ツールに関連する各種機能および作業パラメータを示す図。
【図４Ｂ】前記円弧ツールに関連する各種機能および作業パラメータを示す図。
【図４Ｃ】前記円弧ツールに関連する各種機能および作業パラメータを示す図。
【図５Ａ】前記実施形態の円弧ツールにおけるツール・モード選択バーに関連する各種機能を示す図。
【図５Ｂ】前記実施形態の円弧ツールにおける視野表示ウィンドウに関連する各種機能を示す図。
【図６】前記実施形態の円弧ツールにおける各種ツール編集機能を示す図。
【図７】前記実施形態の円弧ツールにおける曲率調整機能を示す図。
【図８Ａ】前記実施形態の円弧ツールにおける曲率調整機能を示す図。
【図８Ｂ】前記実施形態の円弧ツールにおける曲率調整機能を示す図。
【図８Ｃ】前記実施形態の円弧ツールにおける曲率調整機能を示す図。
【図９】前記実施形態の円弧ツールにおける対称半径調整機能を示す図。
【図１０】前記実施形態の円弧ツールにおける停止・開始角度調整機能セットを示す図。
【図１１】前記実施形態の円弧ツールにおける曲率半径中心を中心としてツールを回転させる機能を示す図。
【図１２】前記実施形態の円弧ツールにおける個別半径調整機能のセットを示す図。
【図１３】前記実施形態の円弧ツールにおける円弧ツール回転調整機能のセットを示す図。
【図１４】前記実施形態の円弧ツールにおけるラン状態を示す図。
【図１５】前記実施形態の円弧ツールと関連する各種機能および作業パラメータを示すブロック図。
【符号の説明】
【００６９】
１０…画像検査システム
１２…画像測定機
１４…コンピュータシステム
１６…ディスプレイ
１８…プリンタ
２０…ワーク
２２…ジョイスティック
２４…キーボード
２６…マウス
３２…ワークステージ
３４…光学撮像システム
４２Ｘ…編集ハンドル
１２０…システム制御部
１２５…制御手段
１３０…入出力インターフェース
１３２…動作制御インターフェース
１３２Ａ…位置制御部
１３２Ｂ…速度制御部
１３３…照明制御インターフェース
１３３Ａ−１３３Ｎ…照明制御部
１３４…レンズ制御インターフェース
１３６…表示装置
１３８…入力装置
１４０…メモリ
１４１…画像ファイル記憶部
１４２…ワークプログラム記憶部
１４３…ビデオツール群
１４３Ａ−１４３Ｎ…ビデオツール
１４３Ｘ…関心領域指定ツール
１４３Ｚ…円弧ツール
１７０…ワークプログラム処理手段
１９０…電源部
２００…画像撮影部
２０５…光学アセンブリ部
２１０…ワークステージ
２１２…中央透明部
２２０…ステージ光源
２２２，２３２，２４２…照明光
２３０…同軸光源
２４０…表面光源
２５０…可換対物レンズ
２５５…ワーク光
２６０…カメラシステム
２６２…信号線
２８０…タレットレンズアセンブリ
２８４…軸
２９４…モータ
２９６…信号線
３００…ユーザインターフェース
３１０…ウィンドウ
３１５…ワーク画像
３１６Ａ，３１６Ｂ…表面
３１７〜３１７’’’…ワークエッジ
３２０，３４０…選択バー
３３０…各軸位置座標ウィンドウ
３５０…光制御ウィンドウ
４００…円弧ツール
４１０…関心領域境界
４１０Ｅ…第１端部
４１０Ｆ…第２端部
４１０Ｎ…内側境界部
４１０Ｔ…外側境界部
４１２，４１２…スキャン方向表示部
４１４…エッジ勾配表示部
４１６…エッジ選択手段
４１８…サンプリング方向表示部
４２１…編集ハンドル
４２１，４１２…スキャン方向表示部
４２１，４２１…編集ハンドル
４２３，４２３’，４２３’’，４２３’’’…編集ハンドル
４２４，４２４’，４２４’’，４２４’’’…編集ハンドル
４２６，４２６’，４２６’’，４２６’’’…編集ハンドル
４８０…エッジ地点
４９０…円弧ツールパラメータダイアログボックス
４９０Ａ…位置設定ダイアログボックス
４９０Ｂ…基本設定ダイアログボックス
４９０Ｃ…拡張設定ダイアログボックス
４９１…曲率変更モードシンボルカーソル
４９２…対称半径変更モードシンボルカーソル
４９３…停止角度変更モードシンボルカーソル
４９４…ＲＡＣＯＣモードシンボルカーソル
４９５…個別半径変更モードシンボルカーソル
４９６…回転モードシンボルカーソル
５４０…円弧ツール起動ボタン
５４１…表示ボックス
５７０…モード選択バー
７０５…円弧ツール編集モード
７１０…ノーマルモード部
７１５…パラメータ制御機能種別
７２０…曲率変更モード
７２１，７１３…中点
７３０…回転モード
７５０…ツールパラメータ
７６０…位置設定パラメータ
７６５…サイズパラメータ
７６６…エッジ選択パラメータ
７７０…基本設定パラメータ
７７５…エッジ勾配パラメータ
７７６…エッジ種パラメータ
７７７…エッジ検知スキャンパラメータ
７８０…拡張設定パラメータ
７８５…フィルタ種パラメータ
７８６…エッジ検知閾値パラメータ
８１２…停止角度
８１３…開始角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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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