(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面形状を三次元的に測定可能な光学顕微鏡装置であって、パターンマッチングの前段階でテンプレート処理を行うことのできる光学顕微鏡装置において、
該光学顕微鏡装置の測定の基準となるテンプレート基準画像に基づく処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第１領域であって、特徴量を抽出するための第１領域と、該第１領域とは別に前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第２領域であって、高さ情報を抽出するための第２領域とを、前記テンプレート基準画像に関して設定するＲＯＩ設定手段と、
該ＲＯＩ設定手段により設定された前記第１領域内の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
対象物の対象画像において、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像を前記特徴量抽出手段により抽出した特徴量に基づいて探索する画像探索手段と、
該画像探索手段により探索された前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像の位置が、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像の二次元位置と同じ二次元位置になるように前記対象画像の位置を補正する二次元位置補正手段と、
前記テンプレート基準画像において設定された前記特徴量を抽出する前記第２領域の画像の高さ情報を抽出する高さ情報抽出手段と、
該高さ情報抽出手段により抽出された高さ情報に基づいて、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記テンプレート基準画像の前記領域の画像と、前記対象画像において前記ＲＯＩ設定手段で設定した第２領域の画像と類似した画像の位置とが一致するように、前記対象画像の高さ情報を補正する高さ情報補正手段と、
前記位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により二次元位置及び高さ情報が補正された前記対象画像に対して、前記処理条件記憶手段に記憶された前記処理条件を設定する処理条件設定手段とを有することを特徴とする光学顕微鏡装置。
【請求項２】
前記高さ情報抽出手段が、前記ＲＯＩ設定手段による設定された第２領域の画像の高さ情報の平均値によって該第２領域の高さ情報を抽出し、
前記高さ情報補正手段が、前記高さ情報抽出手段によって抽出された前記平均値と、前記対象画像において前記画像探索手段によって探索された画像の高さ情報の平均値とが一致するように前記対象画像の高さ情報を補正する、請求項１に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項３】
前記二次元位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により補正された前記対象画像の所望のプロファイルライン上の断面プロファイルを生成する断面プロファイル生成手段と、
該断面プロファイル生成手段により生成された前記断面プロファイルを表示する表示手段とを更に有する、請求項１又は２に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項４】
前記表示手段が、前記対象画像の断面プロファイル表示において、前記テンプレート基準画像とは異なる高さ情報の部分を、前記テンプレート基準画像と同じ高さ情報の部分と区別して表示する、請求項３に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項５】
前記表示手段が、前記対象画像の断面プロファイル表示において、前記テンプレート基準画像よりも高位の高さ情報の部分を、前記テンプレート基準画像よりも低位の高さ情報の部分とは区別して表示する、請求項３に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項６】
前記表示手段が、色の違いによって、前記テンプレート基準画像よりも高位の高さ情報の部分を、前記テンプレート基準画像よりも低位の高さ情報の部分とは区別して表示する、請求項４又は５に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項７】
前記二次元位置補正手段による前記対象画像の二次元位置の補正及び前記高さ情報補正手段による前記対象画像の高さ情報補正を完了した後の前記対象画像に対して、ユーザのマニュアル操作による二次元位置の補正及び高さ情報の補正を受け付ける手動補正手段を更に有し、
該手動補正手段によりユーザのマニュアル操作によって前記対象画像の二次元位置及び高さ情報の補正が行われたときには、該マニュアル補正に追従して、該マニュアル補正後の前記対象画像の断面プロファイルが前記表示手段に表示される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項８】
前記位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により補正された前記対象画像の高さ情報と、前記テンプレート基準画像の高さ情報との差分画像を生成する差分画像生成手段を更に有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項９】
前記手動補正手段によりユーザのマニュアル操作によって前記対象画像の二次元位置及び高さ情報の補正が行われたときに、該マニュアル補正後の前記対象画像の高さ情報と、前記テンプレート基準画像の高さ情報との差分の画像を生成する差分画像生成手段を更に有する、請求項７に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記表示手段が、前記差分画像の表示において前記対象画像が前記テンプレート基準画像よりも低い部分と高い部分とを色分けして立体画像で表示する、請求項８又は９に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記差分画像の体積及び／又は表面積を測定する測定手段を更に有する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光学顕微鏡装置。
【請求項１２】
試料の表面形状を三次元的に測定可能な光学顕微鏡に用いられるデータ処理装置であって、パターンマッチングの前段階でテンプレート処理を行うことのできる光学顕微鏡装置用データ処理装置であって、
前記光学顕微鏡の測定の基準となるテンプレート基準画像に基づく処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第１領域であって、特徴量を抽出するための第１領域と、該第１領域とは別に前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第２領域であって、高さ情報を抽出するための第２領域とを、前記テンプレート基準画像に関して設定するＲＯＩ設定手段と、
該ＲＯＩ設定手段により設定された前記第１領域内の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
対象物の対象画像において、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像を前記特徴量抽出手段により抽出した特徴量に基づいて探索する画像探索手段と、
該画像探索手段により探索された前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像の位置が、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像の二次元位置と同じ二次元位置になるように前記対象画像の位置を補正する二次元位置補正手段と、
前記テンプレート基準画像において設定された前記第２領域の画像の高さ情報を抽出する高さ情報抽出手段と、
該高さ情報抽出手段により抽出された高さ情報に基づいて、前記ＲＯＩ設定手段で設定したテンプレート基準画像の前記領域の画像と、前記対象画像において前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第２領域の画像と類似した画像の位置とが一致するように、前記対象画像の高さ情報を補正する高さ情報補正手段と、
前記位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により二次元位置及び高さ情報が補正された前記対象画像に対して、前記処理条件記憶手段に記憶された前記処理条件を設定する処理条件設定手段とを有することを特徴とする光学顕微鏡用データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共焦点顕微鏡、微分干渉顕微鏡、デジタルマイクロスコープなどの光学顕微鏡に関し、特に、そのデータ処理を含む光学顕微鏡装置及び光学顕微鏡用のデータ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば共焦点顕微鏡は、取得した試料の表面の三次元画像を表示する表示機能や、その凹凸を計測する計測機能などを有し（例えば特許文献１、２）、取り込んだ画像を画像処理して２値データ化する、計測処理する等の後処理が行われる。
【０００３】
光学顕微鏡は製品の検査などに多用されており、この光学顕微鏡からの出力データを処理するデータ処理装置において、例えば量産品の検査では、後処理を一括して且つ同じ条件で実施するテンプレート処理が行われているが、その前段階においてマッチングが行われる。マッチングは、基準画像における所望の領域の特徴に基づいて、検査対象の画像（「対象画像」）の類似領域を探索し、この類似領域同士が同じ位置となるように、対象画像を調整する処理が必要とされる。
【０００４】
従来一般的に、パターンマッチングでは、二次元平面内で対象画像の位置を調整することが知られている。これを座標で説明すれば、従来のパターンマッチングでは（x, y,θ）に関する調整が行われていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３２９９５号公報
【特許文献２】特開２００８−５２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば楕円柱形状の製品が使用によって一部が摩耗する場合、この摩耗の度合いを光学顕微鏡で計測したいという要請に対して、従来のパターンマッチングでは（x, y,θ）に関する平面内での調整であるため、基準画像と対象画像との間に高さ(z)方向の位置ズレが発生すると、この摩耗の程度を正確に計測できない。このことから、ユーザはz位置を調整する必要があり、この煩雑な作業に手間を要していた。
【０００７】
本発明の目的は、テンプレートによる三次元の計測や画像処理を可能にするためにパターンマッチングに高さ位置の補正機能を付加した光学顕微鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明の一つの観点によれば、
試料の表面形状を三次元的に測定可能な光学顕微鏡装置であって、パターンマッチングの前段階でテンプレート処理を行うことのできる光学顕微鏡装置において、
該光学顕微鏡装置の測定の基準となるテンプレート基準画像に基づく処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第１領域であって、特徴量を抽出するための第１領域と、該第１領域とは別に前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第２領域であって、高さ情報を抽出するための第２領域とを、前記テンプレート基準画像に関して設定するＲＯＩ設定手段と、
該ＲＯＩ設定手段により設定された前記第１領域内の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
対象物の対象画像において、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像を前記特徴量抽出手段により抽出した特徴量に基づいて探索する画像探索手段と、
該画像探索手段により探索された前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像の位置が、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像の二次元位置と同じ二次元位置になるように前記対象画像の位置を補正する二次元位置補正手段と、
前記テンプレート基準画像において設定された前記特徴量を抽出する前記第２領域の画像の高さ情報を抽出する高さ情報抽出手段と、
該高さ情報抽出手段により抽出された高さ情報に基づいて、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記テンプレート基準画像の前記領域の画像と、前記対象画像において前記ＲＯＩ設定手段で設定した第２領域の画像と類似した画像の位置とが一致するように、前記対象画像の高さ情報を補正する高さ情報補正手段と、
前記位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により二次元位置及び高さ情報が補正された前記対象画像に対して、前記処理条件記憶手段に記憶された前記処理条件を設定する処理条件設定手段とを有することを特徴とする光学顕微鏡装置を提供することにより達成される。
【０００９】
上記技術的課題は、本発明の他の観点によれば、
試料の表面形状を三次元的に測定可能な光学顕微鏡に用いられるデータ処理装置であって、パターンマッチングの前段階でテンプレート処理を行うことのできる光学顕微鏡装置用データ処理装置であって、
前記光学顕微鏡の測定の基準となるテンプレート基準画像に基づく処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第１領域であって、特徴量を抽出するための第１領域と、該第１領域とは別に前記テンプレート基準画像においてユーザにより指定された第２領域であって、高さ情報を抽出するための第２領域とを、前記テンプレート基準画像に関して設定するＲＯＩ設定手段と、
該ＲＯＩ設定手段により設定された前記第１領域内の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
対象物の対象画像において、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像を前記特徴量抽出手段により抽出した特徴量に基づいて探索する画像探索手段と、
該画像探索手段により探索された前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像と類似した画像の位置が、前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第１領域の画像の二次元位置と同じ二次元位置になるように前記対象画像の位置を補正する二次元位置補正手段と、
前記テンプレート基準画像において設定された前記第２領域の画像の高さ情報を抽出する高さ情報抽出手段と、
該高さ情報抽出手段により抽出された高さ情報に基づいて、前記ＲＯＩ設定手段で設定したテンプレート基準画像の前記領域の画像と、前記対象画像において前記ＲＯＩ設定手段で設定した前記第２領域の画像と類似した画像の位置とが一致するように、前記対象画像の高さ情報を補正する高さ情報補正手段と、
前記位置補正手段及び前記高さ情報補正手段により二次元位置及び高さ情報が補正された前記対象画像に対して、前記処理条件記憶手段に記憶された前記処理条件を設定する処理条件設定手段とを有することを特徴とする光学顕微鏡用データ処理装置を提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、図１を参照して本発明を具体的に説明すると、ユーザが指定した領域（「基準ＲＯＩ」）を基準画像に設定し（Ｓ１）、次いで、基準ＲＯＩの画像（「基準ＲＯＩ画像」）の特徴量を抽出して（Ｓ２）、この特徴量に基づいて、対象画像において基準画像のＲＯＩに相当する領域の画像（「対象ＲＯＩ画像」）を探索し（Ｓ３）、そして、この対象ＲＯＩ画像と基準ＲＯＩ画像とが二次元平面で同じになるように対象画像全体のx位置、y位置、θ位置を補正する（Ｓ４）。次に、基準ＲＯＩ画像の高さ平均を抽出し（Ｓ５）、そして、対象画像において、対象ＲＯＩ画像の高さ平均が基準ＲＯＩ画像の高さ平均と同じになるように対象画像全体を補正する（Ｓ６）。この一連の処理によって、基準画像と対象画像とは高さを含めて位置が一致する。
【００１１】
上記ステップＳ１における基準ＲＯＩ画像の設定に関し、特徴量を含んだ領域をユーザに指定させて、これに基づいて第１基準ＲＯＩを設定すると共に、高さ情報を取得するに適した領域に関する第２基準ＲＯＩをユーザに指定させて、これに基づいて第２基準ＲＯＩを設定してもよい。そして、ステップＳ４では、第１基準ＲＯＩ画像とこれに対応する第１対象ＲＯＩ画像に基づいて対象画像全体のx位置、y位置、θ位置を補正し、これが完了したら、第２基準ＲＯＩ画像及びこれに対応する第２対象ＲＯＩ画像に基づいて対象画像全体の高さ位置（Z位置）を補正するようにしてもよい。このように基準ＲＯＩを使い分けて、第１基準ＲＯＩでは、二次元的な位置合わせに適した特徴量を含んだ領域をユーザに指定させることができ、他方、第２基準ＲＯＩでは、高さ情報を取得するのに適した領域をユーザに指定させることができる。特に、この第２基準ＲＯＩでは、例えば、摩耗度合いを計測する場合に、ユーザは、この摩耗し易い部位を避けて、第１、第２基準ＲＯＩを指定することができる。
【００１２】
このようにして対象画像を基準画像と高さを含めて位置を合致させることで、検査対象の対象画像は、基準画像に対して設定したテンプレートを使ってフィルタなどの画像処理や各種の計測処理等の後処理を実行させることができる。例えば、量産品の三次元検査や、使用により摩耗する製品の摩耗度合いを、テンプレートを使って計測できるだけでなく、その体積や摩耗した表面積を計測することができ、更に、摩耗の程度を立体画像でモニタに表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１４】
図２は本発明を適用可能な共焦点顕微鏡の構成図である。図２を参照して、共焦点顕微鏡１０は、レーザー光源１２を有し、レーザー光源１２からの供給される単一波長光はX-Yスキャン光学系１４を経由した後に第１ハーフミラー１６で反射されてステージ１８上の試料Ｍに差し向けられ、そして対物レンズ２０を通じて試料Ｍの表面に照射される。
【００１５】
試料Ｍの反射光は第１ハーフミラー１６で反射され、そして第２ハーフミラー２２で反射された後に第１結像レンズ２４で焦点の合った光だけが、共焦点絞りとしてのピンホール２６を通過して、このピンホール２６を通過した反射光が受光素子２８に入力される。
【００１６】
共焦点顕微鏡１０は、また、白色光源３０を備え、この白色光源３０からの白色光は、第１ハーフミラー１６と対物レンズ２０との間に配設された第３ハーフミラー３２によって試料Ｍを照射することが可能である。
【００１７】
共焦点顕微鏡１０は、また、カラーＣＣＤカメラ３４を備え、第１ハーフミラー１６を通過した光を第２結像レンズ３６で結像した像をカラーＣＣＤカメラ３４で撮像することが可能である。
【００１８】
点光源であるレーザー光源１２から出射された光はX-Yスキャン光学系１４を介して観察視野内を走査位置単位に分割してX-Y走査され、受光素子２８は走査位置毎の反射光を検出する。また、対物レンズ２０は矢印で示すようにZ軸方向（光軸方向）に駆動され、各走査位置毎にZ軸方向に焦点位置を変化させて対物レンズ２０の各Z軸位置の反射光が検出される。また、白色光源３０の反射光はカラーＣＣＤカメラ３４で検出され、各走査位置毎に、レーザー光源１２を用いて検出した焦点位置での試料Ｍの色情報を検出することができる。
【００１９】
受光素子２８及びカラーＣＣＤカメラ３４はコンピュータ４０に接続され、コンピュータ４０で処理された情報はモニタ４２に表示可能である。
【００２０】
図３は、実施例に関連したマッチング処理の一例を説明するためのフローチャートである。このマッチング処理に先立って、量産品の基準となる基準画像がメモリに記憶され、また、検査対象の画像もメモリに記憶されている。図３を参照して、先ずステップＳ１０１において、例えば摩耗する前の新品部品の画像である基準画像のファイルを開き、そして、ユーザは、この基準画像に対して特徴点を含む領域（ＲＯＩ）を矩形フレームで指定する。図４は、基準画像に対して矩形フレームによってＲＯＩを指定するためにモニタ４２に表示される画面を示す。このＲＯＩを指定するための画面は、図４に図示の矩形フレームの大きさ及びその位置をマウスなどの入力手段によって変えることによりＲＯＩの範囲及び位置を指定することができる。そして、図４に図示の画面を使って矩形フレームでＲＯＩを指定すると、ＲＯＩの画像（基準ＲＯＩ画像）が基準画像から切り出されると共に基準ＲＯＩ画像のZ値の平均である高さ平均が演算され、この高さ平均は基準ＲＯＩ画像と共にメモリに記憶される（図３のＳ１０２）。
【００２１】
次にステップＳ１０３で検査対象の対象画像を開くと、ステップＳ１０４でメモリから基準ＲＯＩ画像の読み込み、そして、正規化関数法に従って基準ＲＯＩ画像の特徴量との比較によって対象画像内のＲＯＩ画像に対応する部分の探索が実行される（Ｓ１０５）。この探索の結果、基準ＲＯＩ画像に相当する対象画像の部分の画像（対象ＲＯＩ画像）が発見できたときには、ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進んで、対象ＲＯＩ画像の位置（x,y,θ）が基準ＲＯＩ画像の位置と同じ値になるように対象画像全体の位置（x,y,θ）を補正する。また、この対象画像全体の位置を補正する際にサブピクセル単位で線形補間によって画素間が埋められる（Ｓ１０８）。この二次元平面での補正の次に、補正後の対象画像の対象ＲＯＩ画像の高さ平均（z値の平均）が基準ＲＯＩ画像の高さ平均と同じ値となるように対象画像の高さ情報が補正される（Ｓ１０９）。
【００２２】
他方、ステップＳ１０６においてＮＯ、つまり対象ＲＯＩが発見できなかったときにはステップＳ１１０に進んで図５に図示のモニタ表示画面を使ってユーザの手で対象画像の二次元平面（x,Y,θ）の補正が行われ、この手動による補正が終わったら上記ステップＳ１０８に進む。
【００２３】
なお、図５に図示のモニタ４２の表示画面には、基準画像と対象画像とが重畳して表示され、そして、水平線及び垂直線で示すX-Z断面プロファイルライン及びY-Z断面プロファイルラインを上下又は左右に移動させることで、図５に図示のように当該プロファイルライン上のX-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルがモニタ４２に表示される。また、モニタ４２に表示のX-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルでは、基準画像と対象画像の高さが一致している部分、基準画面の方が対象画像よりも高い部分、基準画面の方が対象画像よりも低い部分が、それぞれ異なる色で表示され、これによりユーザは、モニタ４２のX-Z断面ファイル、Y-Z断面プロファイルの表示を見ることで、その一致、不一致、また、どちらが高いか又は低いかを色によって知ることができる。
【００２４】
図５に図示のマニュアル補正画面において、「オフセット・回転角度調整」において「自動設定」を選択したときには、X-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルに表示の基準画面と対象画面との相違部分が小さくなるように自動調整が実行され、この自動調整が完了すると直ちに対象画面と基準画面との重畳表示及びX-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルの表示が更新される。ユーザは、自動調整後の表示を見て、調整が不足しているとき、つまり対象画面と基準画面との位置合わせが不完全であれば、位置（x,y,θ）に関してその調整量を入力することでユーザによる微調整を行うことができる。勿論、このユーザの設定による微調整の結果は、ユーザの設定に基づく微調整処理が終わった直後に対象画面と基準画面との重畳表示及びX-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルの表示が更新される。したがって、ユーザは画面のX-Z断面プロファイル、Y-Z断面プロファイルの色によって対象画面と基準画面との位置合わせが完了したか否かを知ることができ、不足するようであれば、x値、y値、θに関してその調整量を再入力すればよい。
【００２５】
図６は変形例を示す。変形例では、図１のフローの変形例として前述したように第１、第２の基準ＲＯＩを指定して（図６のＳ１２２、Ｓ１２３）、第１基準ＲＯＩによって二次元的な位置合わせを行い（図６のＳ１２８）、そして、第２基準ＲＯＩによって高さに関する位置合わせを行うようにしてある（図６のＳ１３２）。
【００２６】
変形例である図６を参照して、先ずステップＳ１２１において基準画像のファイルを開き、そして、ユーザは、この基準画像に対して検査対象となる領域（第１ＲＯＩ）及び高さを検出するための領域（第２ＲＯＩ）を第１矩形フレームで指定すると、この第１ＲＯＩの画像（第１ＲＯＩ画像）が基準画像から切り出されると共にメモリに記憶される（Ｓ１２２）。
【００２７】
また、基準画像に対して高さを検出するための領域（第２ＲＯＩ）を第２矩形フレームで指定すると、この第２ＲＯＩの画像の高さの平均が演算され、そして、基準画像から切り出した第２ＲＯＩの画像（第２ＲＯＩ画像）と一緒に高さの平均値がメモリに記憶される（Ｓ１２３）。
【００２８】
次にステップＳ１２４で検査対象の対象画像を開くと、ステップＳ１２５でメモリから第１基準ＲＯＩ画像の読み込みが行われ、そして、正規化関数法に従って第１基準ＲＯＩ画像の特徴量との比較によって対象画像において、第１基準ＲＯＩ画像に対応する部分（第１対象ＲＯＩ）の探索が実行される（Ｓ１２６）。この探索の結果、第１基準ＲＯＩ画像に相当する対象画像の部分の画像（第１対象ＲＯＩ画像）が発見できたときには、ステップＳ１２７からステップＳ１２８に進んで、第１対象ＲＯＩ画像の位置（x,y,θ）が第１基準ＲＯＩ画像の位置と同じ値になるように対象画像全体の位置（x,y,θ）を補正する。また、この対象画像全体の位置を補正する際にサブピクセル単位で線形補間によって画素間が埋められる（Ｓ１２９）。
【００２９】
上記の二次元平面での補正が終わると、次のステップＳ１３０で、メモリから第２基準ＲＯＩ画像及び高さ平均値の読み込みが行われ、そして、次のステップＳ１３１において、対象画像において、第２基準ＲＯＩ画像に対応する部分の画像（第２対象ＲＯＩ画像）の高さ平均が演算される（Ｓ１３１。そして、次のＳ１３２で、第２対象ＲＯＩ画像の高さ平均が第２基準ＲＯＩ画像の高さ平均と同じになるように対象画像の高さ情報（z値）が補正される（Ｓ１３２）。
【００３０】
他方、ステップＳ１２７においてＮＯ、つまり第１対象ＲＯＩが発見できなかったときにはステップＳ１３３に進んで、上記図３のステップＳ１０６で説明したユーザの手による補正が行われる。
【００３１】
変形例のように第１、第２のＲＯＩを設定することから、ユーザは、二次元的な位置合わせに適した領域つまりエッジなどの典型的な特徴量を含む第１ＲＯＩとして指定し、他方、高さの位置合わせに適した領域を第２ＲＯＩとして指定することができる。換言すれば、摩耗の程度を計測する場合に、ユーザは、ＲＯＩを指定するのに、摩耗し易い領域を避けて第１、第２のＲＯＩを指定するのに都合が良く且つ基準画像と対象画像との高さ位置を含めた位置合わせが容易になる。
【００３２】
図３又は図６の以上の処理により、対象画像は基準画像と高さ位置を含む同一の位置（x,Y,z,θ）に位置合わせすることができ、その結果、例えば図７の基準画像の断面プロファイル及びその計測結果と、図８の対象画像の断面プロファイルとその計測結果とを対比して図９に示すように基準画像と対象画像との高さの差分画像を生成することができる。図９では、対象画像が基準画像よりも高い部分と低い部分とが、両画像が同じ高さの部分とは異なる色で表示される。また、高い部分と低い部分とが異なる色で表示される。したがって、この色の違いによって、ユーザはモニタ４２の差分画像を見るだけで、その高さの相違を一見して知ることができる。
【００３３】
図１０は、変形例に関連したマッチング処理の一例を説明するためのフローチャートである。このマッチング処理においても量産品の基準となる基準画像がメモリに記憶され、また、検査対象の画像もメモリに記憶されていることを前提にしている。図１０を参照して、ステップＳ２０１において、矩形フレームにより基準ＲＯＩを指定し、該基準ＲＯＩ画像の高さ平均を演算する。そして、次のステップＳ２０２において、基準画像から基準ＲＯＩを切り出してメモリに記憶させる。比較したい対象画像に対して、次のステップＳ２０３において、メモリから読み込んだ基準ＲＯＩ画像の特徴量に基づいて正規化相関法による探索が実行され、この探索が終わると対象画像の位置補正が行われる。
【００３４】
正規化相関法による探索は、先ずステップＳ３０１において、基準ＲＯＩ画像及び対象画像がグレースケールに変換されて、基準ＲＯＩ画像によるテンプレート画像及びグレースケールの対象画像が生成され、このグレースケールの画像の解像度をステップＳ３０２で下げて縮小した後に、粗い精度、例えば対象画像を５度刻みで回転させながら基準ＲＯＩ画像との正規化相関係数が計算され、この計数が最も高い座標位置とその時の角度が検出される。そして次にステップＳ３０３において、テンプレート画像に相当する部分において細かい精度で正規化相関係数が求められ、対象ＲＯＩの詳細位置（x,y,θ）が検出される。
【００３５】
上記ステップＳ２０３に戻って、対象画像の高さ位置の補正量が演算され、そして、二次元の位置（x,y,θ）の補正量に基づいて次のステップＳ２０４で、基準画像の基準ＲＯＩ画像と対象画像のＲＯＩ画像とが高さ位置を含めて位置が一致するように対象画像全体の位置補正が行われる。そして、この補正後の対象画像はその座標と共にメモリに記憶される（Ｓ２０５）。次に、この粗調整した対象画像をモニタ４２に表示して、ユーザが必要と考えたときには、図６を参照して説明した表示画面を使って手動により微調整が行われ、この微調整後の補正値によって対象画像全体を位置補正した後に、この最終補正後の対象画像は、その座標と共にメモリの更新が行われる（Ｓ２０７）。
【００３６】
上記の手順で基準画像に対して対象画像の位置合わせが完了したときには、図１１に示すように、基準画像と補正後の対象画像によって高さの差分画像を生成することができ（S４０１）、この差分画像をモニタ４２に表示（図９）できる他に差分領域の体積や表面積、最大差分高さ、平均差分高さなどの計測処理や、その結果をメモリに記憶すると共にモニタ４２に表示することができる。
【００３７】
また、上記の手順で基準画像に対して対象画像の位置合わせが完了したときには、図１２に示すように、基準画像に対して、プロファイルの計測などの計測処理（S５０１）を行って、その結果をメモリに記憶（S５０２）する他に、その計測条件、例えばプロファイルの計測であればプロファイルの開始点、終了点などのテンプレートをメモリに保存（S５０３）しておき、この基準画像に関して設定した計測条件（テンプレート）をそのまま対象画像の計測条件として設定して、補正後の対象画像に対してプロファイルなどの計測処理（S５０４）を実行してその計測結果をメモリに記憶させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の概念を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明が適用可能な共焦点顕微鏡の概略構成図である。
【図３】第１実施例に関するフローチャートである。
【図４】ユーザが基準画像に対して設定するＲＯＩを指定するときに使用するモニタの画面を示す図である。
【図５】ユーザが手動で基準画像に対して対象画像を位置合わせするときに使用するモニタの画面を示す図である。
【図６】図３のフローチャートの変形例である。
【図７】基準画像に関する情報を説明するための図である。
【図８】基準画像に対して位置合わせした後の対象画像に関する情報を説明するための図である。
【図９】基準画像と対象画像の差分画像を表示したモニタを示す図である。
【図１０】変形例のマッチング処理を説明するための図である。
【図１１】基準画像と、これに対して位置合わせした対象画像を使って差分画像を作成し、また、計測する処理を説明するための図である。
【図１２】基準画像に対して設定したテンプレートを使って参照画像を計測する処理を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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