(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロール可能な照明システムとイメージングシステムを含む画像システムを用いて生成された、被測定物イメージにおける重要領域に該当する被測定物該当箇所の照明調整方法であって、
被測定物の前記重要領域は、明度の異なる２以上の領域と当該２以上の領域の境界であるエッジとを含んでおり、
前記照明システムは、複数の選択可能な光源からなっており、前記個々の光源はコントロール可能な光強度で照明でき、
初めに前記照明システムによって被測定物を照明し、被測定物のイメージを得るイメージとり込み工程、
前記重要領域内における前記エッジに対して異なる側にそれぞれ位置決めされる関心領域のうちの、少なくとも前記エッジを横切る結合棒の一端につながれた第一関心領域と前記結合棒の他端につながれた第二関心領域とのイメージデータが取り出される、イメージデータ取り出し工程、
前記取り出されたイメージデータからコントラストや平均明度などの少なくとも一つのイメージ品質を選ぶ、イメージ品質選択工程、
前記選択されたイメージ品質があらかじめ定義された関心領域同士の関係を満足しているかどうかを判定する判定工程、
前記判定工程で満足していないと判定されたあとに、前記複数の選択可能な光源から少なくとも一つを選択し、当該選択された少なくとも一つの光源の光強度を調整する照明状態調整工程、
からなり、
少なくとも前記選択されたイメージ品質があらかじめ定義された関心領域同士の関係を満足するまで、前記イメージとり込み工程、前記イメージデータ取り出し工程、前記イメージ品質選択工程、前記判定工程、及び前記照明状態調整工程が繰り返され、
前記判定工程で満足していると判定されたあとに、とり込まれたイメージの前記重要領域からイメージデータを取り出し、当該重要領域から取り出されたイメージデータを分析してエッジ位置を決定する分析工程を含んでいることを特徴とする照明調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の照明調整方法において、
画像システムは、少なくともとり込まれたイメージを表示する表示手段とユーザにより操作される入力手段とから構成されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースを含んでおり、
前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースは、少なくとも前記第一関心領域、第二関心領域及び結合棒からなる品質ツールを前記表示手段に表示して、当該品質ツールを前記入力手段によってユーザがアクセスできるように構成しており、
前記品質ツールは選択可能であって、あらかじめ前記品質ツールを選択する選択工程と、選択された前記品質ツールの少なくとも前記第一及び第二関心領域を、あらかじめ前記重要領域内における前記エッジに対して異なる側にそれぞれ位置決めする位置決め調整工程とを含むことを特徴とする照明調整方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の照明調整方法において、
前記イメージデータ取り出し工程では、大きさが設定された関心領域を用いて、前記関心領域の大きさに応じてイメージデータが取り出されることを特徴とする照明調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載の照明調整方法において、
位置決めされた前記第一及び第二関心領域の少なくとも一つの大きさをあらかじめ設定する次元設定工程を含むことを特徴とする照明調整方法。
【請求項５】
請求項４に記載の照明調整方法において、
画像システムがコンピュータ化されたコントロールシステムからなり、
前記位置決め調整工程で決められる前記第一及び第二関心領域の位置データ、および前記次元設定工程で設定される前記第一及び第二関心領域の大きさのデータに基づいて前記イメージデータ取り出し工程を実行するプログラムの命令を作成し、前記プログラムの命令を自動的に実行することにより、少なくとも前記イメージデータ取り出し工程が自動的に実行されることを特徴とする照明調整方法。
【請求項６】
請求項１に記載の照明調整方法において、
前記コントロール可能な照明システムは、焦点調整サブシステムを含み、
前記照明状態調整工程では、焦点調整サブシステムの調整を含むことを特徴とする照明調整方法。
【請求項７】
請求項１に記載の照明調整方法において、
少なくともイメージ品質の一つがコントラスト或いは平均明度のどちらかであることを特徴とする照明調整方法。
【請求項８】
請求項７に記載の照明調整方法において、
イメージ品質選択工程において、イメージ品質にコントラストが選択されており、
前記判定工程において満足すべき関係として、第一及び第二関心領域のイメージデータでコントラストの差を最大化する関係が選択されていることを特徴とする照明調整方法。
【請求項９】
請求項１に記載の照明調整方法において、関心領域の大部分において、略均一なイメージ光強度を示すように、少なくとも一つの関心領域が位置決めされることを特徴とする照明調整方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の照明調整方法において、関心領域の大部分において、略均一な表面を有する被測定物のおおよそ均質なパターンとなるように、少なくとも一つの関心領域が位置決めされることを特徴とする照明調整方法。
【請求項１１】
被測定物における明度の異なる２以上の領域と当該２以上の領域の境界であるエッジとを含む重要領域を照明するコントロール可能な照明システムを調整する照明調整装置であって、
複数の選択可能な光源からなり、前記個々の光源はコントロール可能な光強度で照明できる照明システム、
被測定物のイメージをとり込むイメージングシステム、
プロセッサ、
イメージを表示する表示手段、
を含み、
前記プロセッサは、
前記重要領域内における前記エッジに対して異なる側にそれぞれ位置決めされた関心領域のうちの、少なくとも前記エッジを横切る結合棒の一端につながれた第一関心領域と前記結合棒の他端につながれた第二関心領域とのイメージデータを取り出す、イメージデータ取り出し手段、
前記取り出されたイメージデータからコントラストや平均明度などの少なくとも一つのイメージ品質を選ぶ、イメージ品質選択手段、
前記選択されたイメージ品質があらかじめ定義された関心領域同士の関係を満足しているかどうかを判定する判定手段、
前記判定手段で満足していないと判定されたあとに、前記複数の選択可能な光源から少なくとも一つを選択し、当該選択された少なくとも一つの光源の光強度を調整する照明状態調整手段、
からなり、
少なくとも前記選択されたイメージ品質があらかじめ定義された関心領域同士の関係を満足するまで、前記イメージのとり込み、前記イメージデータの取り出し、前記イメージ品質の選択、判定、及び前記選択された少なくとも一つの光源の光強度の調整を繰り返し、
前記判定手段が満足していると判定したあとに、とり込まれたイメージの前記重要領域からイメージデータを取り出し、当該重要領域から取り出されたイメージデータを分析してエッジ位置を決定する分析手段を含んでいる
ことを特徴とする照明調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像システムのための照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光出力はどのような装置であっても、多くの変数の関数となる。これらの変数としては瞬間駆動電流、装置の経年数、周囲温度、光源に汚れや残留物があるかどうか、装置の性能経歴などが含まれる。機械画像計測システムは概して、対象物が見つけられうる関心領域内の他のものとのコントラストによって決定できる方法で、視野内で対象物の位置を突き止める。この測定は入射光或いは透過光の総量によってかなり影響される。
【０００３】
自動化されたビデオ検査測定計測器は、一般に、イベントの順序をユーザが定義可能なプログラミング機能を持っている。これらは例えばプログラミングのような計画的な方法、或いは計測器のシーケンスを次第に学習する記録モードによるどちらの方法でも実行することができる。シーケンスコマンドはパートプログラムとして記憶される。計測器のイベントのシーケンスを実行する命令プログラムを作成するための能力はいくつかの利点を提供する。
【０００４】
例えば、複数のワークピースまたは機器シーケンスは、想定された機器の繰り返し精度のレベルで実行され得る。さらに、機器の大多数は単一のプログラムを実行できるので、検査作業の大多数が同時に、または順番に行うことができる。その上、プログラミング機能は作業結果を記録する能力を提供する。従って、試験過程を分析することができ、ワークピースの潜在的な故障場所またはコントローラの故障を識別することができる。十分な標準化と繰り返し精度なしで記録されたプログラムは、時間の経過よって、或いは同じモデル、同じ装備の機器との間において性能を変えてしまう。
【０００５】
従来では、Ｍａｈａｎｅｙの米国特許５７５３９０３号において説明されるように、閉ループコントロールシステムは、機械画像システムの光源の出力光強度が特定のコマンドレベルまで駆動されたことを保証するために使用されていた。従って、これら従来の閉ループコントロールシステムは、瞬間駆動電流、光源の経年数、周囲温度などの変化のために所望の出力光強度から変動するのを防止するものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の閉ループコントロールシステムでは、光源を特定のコマンドレベルまで駆動させることによって得られた被測定物への照明の結果の質は一切気にせずに、光源の出力光強度は特定のコマンドレベルまで駆動されるものであった。しかしながら、たとえ光源の出力光強度が特定のコマンドレベルにコントロールされても、機械画像システムによって捕らえられた結果としてのイメージは、要求された質または特性のイメージを持つことができなかった。
【０００７】
同様に、１９９９年１２月３０日に出願された米国特許出願第０９／４７５９９０号には、作業における光源の実際の出力光強度が、特定の入力光強度命令値に基づく所望の出力光強度と一致するように、光源の出力強度を較正するためのシステムが明らかにされている。しかし、たとえ出力光強度が所望の値であったとしても、イメージの質、或いはとり込まれた結果としてのイメージの特性は不十分であるかもしれない。
【０００８】
また、多くの画像システムの入力光設定は、しばしば、定常出力光強度と一致していない。さらに、出力光強度はユーザにより直接測定できない。むしろ、出力光強度は、イメージの明るさを測定することによって間接的に測定される。一般に、イメージの明るさとはイメージの平均グレーレベルのことである。代わりに、出力光強度は、特定の画像システムに外部専用機器を使って直接測定できる。
ともかく、照明作業、すなわち測定された出力光強度と命令された光強度の間の関係は、異なる画像システム間や時間経過した同一の画像システムにおいて、或いは検査されている被測定物の各部によって一貫するものではない。むしろ、測定された出力光強度と命令された光強度の間の関係は、画像システムの光学素子や被測定物を照明するために用いられている特定の光源、その光源の特定の電球、検査される特定の被測定物の各部などに依存するものである。
【０００９】
照明作業でのこの一貫性のなさは、一つの機械での一部単独稼動でさえパートプログラムを正しく実行することを難しくしてしまう。すなわち、命令された光強度命令値の固定の組合わせを持つパートプログラムは、同一の被測定物の異なる部分を照明するときに、明るさの変化によるイメージを作るのである。しかしながら、多くの測定アルゴリズム（エッジ検出を使っているアルゴリズムなど）は、イメージの明るさに依存している。その結果、異なる部分を検査した時に、得られるイメージによって明るさに違いが生じることがしばしばあるために、パートプログラムが一貫して実行されないのである。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、とり込まれたイメージの所望する質或いは特性を得るために、画像システムの光強度を調整するシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを提供することを目的とする。
また本発明は、現在の照明レベルにより、とり込まれるイメージの質または特性を決定するために使用されるイメージ内の複数の関心領域を定義するシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを別々に提供することを目的とする。
【００１１】
また本発明は、ユーザーが、とり込まれたイメージのイメージ品質を決定するために用いられ得る複数関心領域を容易にかつ迅速に定義することを可能にするシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを別々に提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明における照明調整方法は、コントロール可能な照明システムとイメージングシステムを含む画像システムを用いて生成された、被測定物イメージにおける重要領域に該当する被測定物該当箇所の照明調整方法であって、初めにコントロール可能な照明システムによって被測定物を照明し、被測定物のイメージを得るイメージとり込み工程、前記重要領域内に相対的に位置決めされる、少なくとも第一関心領域と第二関心領域のイメージデータが取り出される、イメージデータ取り出し工程、前記取り出されたイメージデータからコントラストや平均明度などの少なくとも一つのイメージ品質を選ぶ、イメージ品質選択工程、少なくとも前記選択されたイメージ品質があらかじめ選択した関心領域同士の関係を満足するまで照明システムの照明状態を調整する照明状態調整工程、からなることを特徴とする。
【００１３】
また本発明において、少なくとも前記選択されたイメージ品質があらかじめ選択した関心領域同士の関係を満足するまでイメージとり込み工程、イメージデータ取り出し工程、イメージ品質選択工程、及び照明状態調整工程が繰り返されることが好適である。
また本発明において、光源が複数の選択可能な光源からなっており、前記それぞれ個々の光源はコントロール可能な光強度を有し、前記照明状態調整工程では、選択可能な複数の光源から少なくとも一つを選択し、前記選択された少なくとも一つの光源の少なくとも一つの光強度を調整することが好適である。
【００１４】
また本発明において、前記コントロール可能な照明システムは、焦点調整サブシステムを含み、前記照明状態調整工程では、焦点調整サブシステムの調整を含むことが好適である。
また本発明において、前記照明状態調整工程のあとに、イメージの重要領域からイメージデータを取り出す、イメージデータ取り出し工程、重要領域から取り出したイメージデータを処理するイメージデータ処理工程、を有することが好適である。
【００１５】
また本発明において、前記重要領域はエッジを含み、前記イメージデータ処理工程がエッジ位置決定のために重要領域から取り出されたイメージデータを分析する分析工程を含むことが好適である。
また本発明において、少なくともイメージ品質の一つがコントラスト或いは明度のどちらかであることが好適である。
また本発明において、イメージ品質選択工程において、イメージ品質にコントラストが選択されており、照明状態調整工程において満足すべき関係として、第一及び第二関心領域のイメージデータでコントラストの差を最大化する関係が選択されていることが好適である。
【００１６】
また本発明において、画像システムには被測定物のとり込まれたイメージを表示するディスプレイ等の表示手段から構成されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースを含んでおり、被測定物のとり込まれたイメージ上に描かれた少なくとも第一及び第二関心領域を有するグラフィカル・ユーザ・インターフェースを表示することが好適である。
また本発明において、グラフィカル・ユーザ・インターフェースは選択が可能であって、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを選択する選択工程、第一及び第二関心領域の少なくとも一つの位置決め調整を行う位置決め調整工程、及び、グラフィカル・ユーザ・インターフェースから受け取った入力に基づいて、少なくとも第一及び第二関心領域の大きさを設定する次元設定工程からなることが好適である。
【００１７】
また本発明において、画像システムがコンピュータ化されたコントロールシステムからなり、画像システムに自動的にコントロールされてプログラムの命令を自動的に実行することにより、少なくとも１つの前記工程が自動的に実行されることが好適である。
また本発明において、第一及び第二関心領域が重要領域と関連した定義位置へ位置決めされることが好適である。
また本発明において、重要領域と関連する定義位置は重要領域近傍の一つの位置であり、イメージ内の重要領域から離れて間隔を置いた位置であることが好適である。
【００１８】
また本発明において、関心領域の大部分において、略均一なイメージ光強度を示すように、少なくとも一つの関心領域が位置決めされることが好適である。
また本発明において、関心領域の大部分において、略均一な表面を有する被測定物のおおよそ均質なパターンとなるように、少なくとも一つの関心領域が位置決めされることが好適である。
【００１９】
また本発明における照明調整装置は、コントロール可能な照明システム、イメージングシステム、プロセッサ、イメージデータを表示するディスプレイなどの表示手段、前記表示手段上に表示可能で複数の関心領域を表示するのに使用されるグラフィカル・ユーザ・インターフェース、照明システムをコントロールするために使用される第一及び第二関心領域のイメージデータ、を含む画像システムにおいて、グラフィカル・ユーザ・インターフェースは、複数の境界線の組み合わせであり、それぞれの境界線の組合わせはイメージ上に表示された複数の関心領域の一つの位置と大きさを定義しており、それぞれの境界線の組合わせはイメージ上で独立的に位置決め可能であり、それぞれの境界線の組合わせの大きさはイメージ上で独立的に調整可能であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明において、ユーザによってプロセッサに提供されたイメージ上の点に基づくイメージ表示においてグラフィカル・ユーザ・インタフェースが初期形状で配置されることが好適である。
また本発明において、グラフィカル・ユーザ・インターフェースの規定条件に含まれる関心領域の複数の表示部分を含むことが好適である。
また本発明において、表示部分は関心領域間に延びる少なくとも一つの線又は関心領域間に延びる一組の線又は関心領域の境界線のための特定の色を備え、これらの線又は色はグラフィカル・ユーザ・インターフェースの規定条件であることが好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明は、異なる画像システムおいて、そして／または異なる時間、異なる場所での同じ或いは異なる画像システムにおいて、または様々な表面特性をもつ被測定物を見るために、使用されるパートプログラムに命令が含められている時などの、前もって決定された命令を照明システムに使用するときに、信頼でき、繰り返し可能な結果を提示するのに特に有用である。
【００２２】
本発明のシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースの様々なそして模範的な実施例において、被測定物の取り込まれたイメージ内における２つ以上の関心領域を定義するために、ユーザは複数エリアイメージ品質ツールを使用することができる。この複数エリアイメージ品質ツールは、被測定物を照明し、その後の分析用の被測定物イメージをとり込むために使用可能なパートプログラム実行時に起動される。複数エリアイメージ品質ツールは、ユーザが、２つ以上の関心領域の位置決め、方向付け、サイズ、および分離を指定することを可能にする。また複数エリアイメージ品質ツールは、画像システムの光源操作モードで、選択されたイメージ品質に到達するための目標、および／または選択されたイメージ品質を満たす数値範囲を含む２つ以上の関心領域内で測定されるイメージ品質、およびどのように関心領域内でイメージを分配するかが分析され、ユーザが被測定物を照明するために用いられる光源のうちの１つ以上を指定すること、および照明する角度調整を可能にする。
【００２３】
複数エリアイメージ品質ツールを含むパートプログラムの動作において、被測定物は直ちに、複数エリアイメージ品質ツールに先立ち、パートプログラム内に含まれている照明コマンドに基づいて照明される。特に、例えば前記米国特許５７５３９０３号で明らかにされた閉ループコントロールシステム、または米国特許出願第０９／４７５９９０号において明らかにされたキャリブレーションシステムと方法では、初期照明レベルが、要求された照明レベルと正しく一致していることを保証するために用いることができる。画像システムはその時、この初期照明レベルを使って被測定物のイメージをとり込む。そしてイメージの一部分が、定義された関心領域に基づいて取り出される。とり込まれたイメージのイメージ品質は関心領域の分析に基づいて決定され、そしてイメージ品質は複数エリアイメージ品質ツールで定義される。
【００２４】
もしイメージ品質が定義された目標に到達した場合、および／または複数エリアイメージ品質ツールで定義された範囲内に入った場合は、パートプログラムの次の命令が実行される。もしイメージ品質が、定義された範囲内にないならば、光源の強度が調整される。そして、被測定物の新しいイメージをとり込み、新しくとり込まれたイメージの一部分である関心領域を取り出し、分析する。このような手続は、関心領域内のとり込まれた被測定物のイメージのイメージ品質が、定義された範囲内に入るような光源の現在出力強度となるまで繰り返される。従って、本発明のシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースを使うことによって、ユーザは所望の照明レベルというよりも所望のイメージ品質を定義することができ、被測定物のとり込まれたイメージを得るために使用される。
【００２５】
以下、本発明の前記したような機能と長所及び他の機能と長所を、実施例を交えながら詳細に説明する。
本出願における照明調整システム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースは、米国特許出願第０９／４７５９９０号に記載された照明キャリブレーションシステム及び方法と連携して使用可能である。
簡便性と説明のために本発明の動作原理、および設計要素を図１に示す本発明の画像システムの一実施形態を用いて説明する。図１に示された画像システムの作用の基本的な解説は、本発明の照明調整システムと方法を用いたどのような画像システムにも適用可能である。
【００２６】
入力光強度の命令値は、光源の光出力強度をコントロールするためにユーザにより設定された光強度値の組合わせである。入力光強度の命令値はパートプログラム、或いはユーザーインターフェイスを使って明確に設定される。入力光強度の命令値の範囲は０から１までであり、可能な最大出力光強度の百分率を表している。以下の説明において、範囲０〜１および０％〜１００％は区別なく使われる。０または０％は照明しないことと一致し、一方、１または１００％が、全出力で照明することと一致しているものとする。
【００２７】
出力光強度値は、被測定物に照射され、被測定物で反射後、画像システムの光学要素通過前の、光学センサによって受け取られる光源の光強度である。本発明の照明調整システム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースの様々な実施形態において、出力光強度Ｉはイメージの領域の平均グレーレベルを使って測定される。
本発明のシステムと方法の様々な実施形態の以下の説明において、システムと方法の様々な実施形態の動作は、自動的に実行される。このシステムと方法の様々な実施形態の動作は例えばパートプログラムの命令の作成と実行のような、多くのシステム動作と方法のステップの理解と共に概説される。しかし、システム動作と方法のステップが達成されるような手動操作であっても本発明の範囲に含まれるものである。
【００２８】
図１に本発明の照明調整コントロールシステムを含む画像システムの一実施形態を記載する。図１に示すように、画像システム１０は、コントロールシステム部１００と画像システム構成要素部２００を含む。画像システム構成要素部２００は、中心透明部材２１２を持つステージ２１０を含む。画像システム１０を使ってイメージがとり込まれる被測定物２０は、ステージ２１０に置かれる。光源２２０〜２４０のうちの一つ以上により放たれた光は、被測定物２０を照明する。一つ以上の光源２２０〜２４０からの光は、被測定物２０を照明した後、場合によっては被測定物２０を照明する前に、レンズ系２５０を通過し、被測定物２０のイメージを作成するために、カメラ系２６０により集められる。カメラ系２６０によってとり込まれたイメージは、コントロールシステム部１００に信号線２６２で出力される。被測定物２０を照明するために用いられた光源２２０〜２４０は、リングライトやプログラム可能なリングライトなどのようなステージライト２２０、同軸ライト２３０、および表面ライト２４０を含む。
【００２９】
ステージ２１０とカメラ系２６０の間の距離は、カメラ系２６０によってとり込まれた被測定物のイメージの焦点をあわせるために調整可能である。特に、固定されたステージ２１０を有する実施形態では、カメラ系２６０の位置が垂直の軸に沿って可変に構成され、また固定されたカメラ系２６０を有する他の実施形態では、ステージ２１０の位置が垂直の軸に沿って可変に構成されることが好適である。さらに、画像システム１０の他の実施形態おいて、カメラ系２６０とステージ２１０との間の垂直位置は、画像システム１０の焦点範囲を最大化するために可変に構成されることが好適である。
【００３０】
一実施形態であるコントロールシステム部１００は入出力インターフェース１１０、コントローラ１２０、メモリ１３０、複数エリア関心領域ジェネレータ１５０、複数エリア関心領域出力器１６０、パートプログラムジェネレータおよび／または出力器１７０、入力光命令値調整器１８０、そして電源１９０とを含み、それぞれ、様々な構成要素間はデーター／コントロールバス１９５または直接的な接続により相互接続される。カメラ系２６０からの信号線２６２は入出力インタフェース１１０と接続される。また、信号線１０３によって接続されたディスプレイ１０２と、１つ以上の信号線１０５によって接続された一つ以上の入力装置１０４は入出力インタフェース１１０と接続することができる。ディスプレイ１０２および一つ以上の入力装置１０４は、情報を見ること、パートプログラムを作成し修正すること、カメラ系２６２によってとり込まれたイメージを見ること、および／または、画像システムの各構成要素２００を直接コントロールするために使用される。しかしながら、あらかじめ決められたパートプログラムを有する十分に自動化されたシステムでは、ディスプレイ１０２および／または一つ以上の入力装置１０４、および対応する信号線１０３および／または１０５は省略することも可能である。
【００３１】
図１に示すように、メモリ１３０は、パートプログラム記憶部１３１、複数エリア関心領域定義記憶部１３２、複数エリア特性記憶部１３３、初期設定記憶部１３４、およびとり込みイメージ記憶部１３５を含む。パートプログラム記憶部１３１は、個々の被測定物のタイプにあわせて、画像システム１０の動作をコントロールするために用いられる一つ以上のパートプログラムを記憶している。とり込みイメージ記憶部１３５は、プログラミングする時、および／または、画像システム１０を操作する時に、カメラ系２６０を使ってとり込まれるイメージを記憶する。
【００３２】
複数エリア関心領域定義記憶部１３２は、複数エリアイメージ品質ツールを形成する二つ以上の関心領域と、複数エリアイメージ品質ツールが、とり込まれたイメージの前もって決定された軸で作る角度で囲まれた、複数エリアイメージ品質ツールの矩形隣接枠線の幅と高さと共に、とり込まれたイメージ内の複数エリアイメージ品質ツールの位置決めを定義するデータも含んでいる。複数エリアイメージ品質ツールの機能は後述する図２において詳しく説明する。
【００３３】
複数エリア特性記憶部１３３は、少なくとも現在の複数エリアイメージ品質ツール、所望するイメージの質を得るために調整される１つ又は複数の光源を識別しているデータ、画像システム１０の様々な光源を操作するための操作モードを定義するデータ、調整されると識別された光源に更に調整が必要かどうかを決定するために測定に使ったイメージの質を定義するデータ、選ばれたイメージの質の許容誤差範囲を定義するデータ、そして、フィルタをかけられる関心領域のイメージデータかどうかを定義するデータを記憶している。複数エリアイメージ品質ツールの様々な特性は、後述する図２〜６で詳しく説明する。
【００３４】
初期設定記憶部１３４は、画像システム１０の光源２２０〜２４０のうち一つ以上を調整するための複数エリアイメージ品質ツールを実行するパートプログラムに先がけて、所定箇所に設置された画像システム１０の様々な光源２２０〜２４０を制御する初期設定を記憶している。概して、これらの設定は、前回実行されたパートプログラムで定義されたものである。
【００３５】
図２に、本発明における複数エリアイメージ品質ツールの一実施形態を示す。特に、図２に示された複数エリアイメージ品質ツールでは、デュアルエリアイメージ品質ツール３００となっている。図２に示すように、デュアルエリアイメージ品質ツール３００は、第一関心領域３１０と結合棒３３０によって接続された第二関心領域３２０を含む。従って、デュアルエリアイメージ品質ツール３００は長方形３４０により限定される。デュアルエリアイメージ品質ツール３００の第一実施形態では、デュアルエリアイメージ品質ツール３００が３１０と３２０の関心領域を２つ有している。しかし、本発明では複数エリアイメージ品質ツール内でいくつでも関心領域を設定することができる。
【００３６】
このように、複数エリア関心領域定義記憶部１３２は、とり込まれたイメージ内のデュアルエリアイメージ品質ツールの位置決めを定義するデータを記憶している。このデータは、とり込まれたイメージの原点からの水平距離またはオフセット、およびとり込まれたイメージの原点からの垂直距離またはオフセットを含む。このとり込まれたイメージの原点からの水平および垂直距離は複数エリアイメージ品質ツールで占められた長方形３４０内の任意の点とリンクすることができるものである。概して、水平および垂直距離は、長方形３４０の頂点の一つ、或いは長方形３４０の中心点とリンクされる。
【００３７】
また前述のように、複数エリア関心領域定義記憶部１３２は、複数エリアイメージ品質ツールと接する長方形３４０の高さと幅を定義する高さおよび幅データーを記憶している。図２に示したデュアルエリアイメージ品質ツール３００のような、複数エリアイメージ品質ツールの様々な実施形態において、いったん高さと幅が定義されると、関心領域３１０と３２０は、長方形３４０と同じ高さを持ち、長方形３４０の幅の１／３の幅を持つ長方形として定義される。すなわち、関心領域３１０と３２０はそれぞれ長方形３４０の１／３の幅を占める一方、結合棒３３０は残りの３番目を占める。
【００３８】
なお本発明にかかる複数エリアイメージ品質ツールの他の様々な実施形態において、関心領域の幅、及び結合棒には、各種比率が使われ得るものであってもよい。また結合棒の長さが０つまり使用しなくてもよい。すなわち、お互いに隣接した二つの関心領域を設定することができる。さらに、本発明にかかる複数エリアイメージ品質ツールのさらに他の様々な実施形態において、複数エリア関心領域定義記憶部１３２は、ユーザから供給される付加的なデータ、あるいは結合棒に対する関心領域の比率を決定するための自動生成される付加的なデータを含んでいてもよい。
【００３９】
前述のように、複数エリア関心領域定義記憶部１３２は、とり込まれたイメージ内のあらかじめ決定された軸に、長方形３４０の辺で作られた角度を定義する角度データも含む。従って、もし、とり込まれたイメージのあらかじめ決定された軸が、とり込まれたイメージの水平軸と位置合わせされるならば、０°は、とり込まれたイメージの水平軸に沿って延長した長方形３４０の辺と一致し、一方、９０°あるいは２７０°は、とり込まれたイメージの垂直軸に沿って延長した長方形３４０の辺であることを示す。概して、長方形３４０は水平および垂直距離と関連づけられる長方形３４０の同じ点で回転するものである。従って、もし水平および垂直距離が長方形３４０の中心点とリンクされるならば、長方形３４０は中心点で回転する。
【００４０】
操作において、パートプログラムを作成するためにユーザが画像システム１０を用いる時には、ユーザは、パートプログラム言語を使って命令を明示的にコード化することによって、またはパートプログラムの命令で保存されるような教示シーケンスを通じて画像システム１０を動かして命令を作ることによってパートプログラムの命令を作成する。特に、これらの命令は、画像システム１０にステージ２１０および／またはカメラ系２６０を操作させるので、被測定物の特定部位はカメラ系２６０の視野内で、かつ所望の焦点状態となる。また、イメージをとり込むことに先がけて、ユーザは、所望の被測定物２０の照明状態とするために光源２２０〜２４０の一つ以上を作動させるパートプログラムの命令を作成することができる。
【００４１】
パートプログラムジェネレータおよび／または出力器１７０は、コントローラ１２０のコントロール下で、被測定物２０のイメージをとり込み、コントロールシステム１００にとり込まれたイメージを出力するようにカメラ系２６０に命じる。コントロールシステム１００は、コントローラ１２０のコントロール下で、入出力インタフェース１１０を通してとり込まれたイメージを入力し、メモリ１３０のとり込みイメージ記憶部１３５に、とり込まれたイメージを記憶する。そしてコントローラ１２０はディスプレイ１０２にとり込まれたイメージを表示する。
【００４２】
次に、本発明におけるシステム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースにおいて、ユーザは、概してグラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用して複数エリアイメージ品質ツールにアクセスする。すなわち、ユーザは、複数エリアイメージ品質ツール作成メニュー項目またはツールバーボタンを作動させる。ユーザは、その時、とり込まれたイメージから選択を所望する部分３４０を選択する。すると、複数エリアイメージ品質ツール３００が、選ばれた部分３４０内に置かれる。特に、様々な実施形態において、パートプログラムの命令は、とり込まれたイメージの基準から複数エリアイメージ品質ツール３００の基準点の水平及び垂直距離、選択領域３４０の高さと幅、およびあらかじめ決定する０角度軸で作られた選択領域３４０の角度を定義することができる。図３〜６に記載されるような複数エリアイメージ品質ツールの異なる実施形態は、その実施形態に適切な種々の情報を定義する種々のパートプログラムの命令を作成することとなる。
【００４３】
もしコントロールシステム１００が複数エリアイメージ品質ツール３００内の関心領域の比率を自動的に調整するならば、二つ以上の関心領域は、選択された領域３４０内で自動的に位置決めされ、一つ以上の結合棒は決定された関心領域の間に描かれる。一般に、選択された領域３４０は、二つ以上の関心領域が、とり込まれたイメージ内の選択された特徴（エッジのような）に対してそれぞれ異なる側に置かれ、一つ以上の結合棒が選択された特徴を横切って引かれるように選択される。例えば、図３に示すように、二つの関心領域３１０と３２０を有するデュアルエリアイメージ品質ツール３００は選択された領域３４０がエッジ３５０をまたいで設定されている。従って、関心領域３１０は明領域３５２内に、他方の関心領域３２０は暗領域３５２内にそれぞれ位置決めされ、結合棒３３０はエッジ３５０を横切って引かれている。
【００４４】
図３に、重要な領域３５０に囲まれた二つ以上の関心領域を選択するために使用される複数エリアイメージ品質ツールとグラフィカル・ユーザ・インターフェースの第一実施形態を示す。図３においては、関心領域３１０と３２０内のとり込まれたイメージ部分は概して一定の明暗度を持っている。従って、このような場合、これらの関心領域にフィルタリングは必要とされない。
【００４５】
多くの場合、関心領域は、それぞれ一定の明暗度を持っているものである。正確には、関心領域３１０と３２０それぞれは、特定のイメージ品質、或いは選択された特徴に関して均質である。さらに、このことは、少なくとも、画像性状がその関心領域内で連続していることを意味している。例えば、ブラッシングされたアルミニウム片の拡大図形のピクセル明暗度は、関心領域内でかなり変わることが予想される。しかしながら、その関心領域内の全体の性状において、何らかの突然な変化があるものではない。このようなタイプの例を図４の左側に示す。本発明はこのような関心領域内に鋭い不連続性があるものであっても、そのような関心領域を使用不可能にすることなく使用できる。
【００４６】
図４に、それぞれ２つ以上の関心領域を有する２つの複数エリアイメージ品質ツール４００と５００、及び結合棒３３０を有するデュアルエリアイメージ品質ツール３００が記載されている。特に、第二実施形態である複数エリアイメージ品質ツール４００は、互いにつながれた４つの関心領域４１０〜４４０を含んでいる。これに対して、第三実施形態である複数エリアイメージ品質ツール５００は、第二関心領域５２０〜第四関心領域５４０がそれぞれ第一関心領域５１０につながれた４つの関心領域５１０〜５４０を有する。図４に記載されたデュアルエリアイメージ品質ツール３００は、関心領域が直線関係でなく互いに角度を持った関係である。本発明における関心領域はこのように必ずしも直線関係である必要はない。
【００４７】
第二実施形態である複数エリアイメージ品質ツール４００及び第三実施形態である複数エリア品質ツール５００には、結合棒４５０及び５５０で様々な関心領域を結ぶための一般的な方法が記載されている。第一の方法は、第二関心領域が第一関心領域と連結され、第三関心領域が第二関心領域に連結されると言うように様々な関心領域が連続して結合されるものである。第二の方法は、第二、第三…関心領域が第一関心領域に連結されるというように並行して一つの関心領域に対して結合されるものである。
【００４８】
複数エリアイメージ品質ツールが２つ以上の関心領域を有するとき、その複数エリアイメージ品質ツールの複数エリアの属性は関心領域の総数、関心領域が結合される方法、関心領域間をつなぐ結合棒の間の角度などの１つ以上を示す。
図５に、本発明の一実施形による第三のイメージと複数エリアイメージ品質ツールの一実施形態を示す。図５では、関心領域３１０内のイメージ明暗度は、非常に明るい部分と非常に暗い部分の両方を含んでいる。従って、これらの極端なイメージ明暗度を削除するために、関心領域３１０と３２０をフィルタリングすることは、選択されたイメージ品質の分析を改善することとなる。
【００４９】
図６に、本発明における第四のイメージと第五実施形態である複数エリアイメージ品質ツールとグラフィカル・ユーザ・インタフェース６００を示す。特に、図６においては、複数エリアイメージ品質ツール６００が矩形でなく円形の関心領域６１０と６２０となっている。一般に、関心領域の形状は重要ではない。しかし、関心領域の形状は、とり込まれたイメージの選択された部分の形状とマッチするように選択することが好適である。なお、図６において、複数エリアイメージ品質ツール６００は結合棒６３０を横切る重要な特徴である境界線６５０が垂直に延長するような角度に回転することが示されている。
【００５０】
また本発明において、図３に示すような関心領域３１０と３２０が、とり込まれたイメージの適切な部分を含むことを保証するために、そして／或いは、エッジ３５０のような重要な特徴を横切って結合棒３３０が延長することを保証するために、ユーザが領域３４０の高さ、幅、角度、または位置決めを変更するという処理を行うことができることが好適である。いったんユーザが、複数エリアイメージ品質ツール３００が適切に置かれることを確認したら、ユーザはシステムコントロール部１００にこれを示す。すると図１に示した装置におけるパートプログラムジェネレータおよび／または出力器１７０は、複数エリアイメージ品質ツールの現状に基づくパートプログラムの命令を生成する。
【００５１】
そして、ユーザは、特定のイメージ品質に基づき、光源出力を調整するために、様々な光源２２０〜２４０のどの光源をコントロールするのかを装置に入力する。例えば、図１に示したような画像システム１０においては、複数エリアイメージ品質ツールの本実施形態における複数エリア属性データの光源データで、調整のためにステージライト２２０、同軸ライト２３０、リングライト２４０、または、もし提供されるならば、プログラム化可能なリングライト２４０のすべての部分を光源として使用することを指示することができる。さらに、光源データは、プログラム可能なリングライト２４０における多数の部分のうち、一部を調整することを指示できる。この場合、現在の複数エリアイメージ品質ツールのための複数エリア属性データに、コントロールされるプログラム可能なリングライトの個々のデータを定義するデータも含んでいる。
【００５２】
複数エリア属性データは、選択された光源の調整時に、どのイメージ品質または特性を使用するかを指示するデータも含んでいる。本発明のシステム、方法、及びグラフィカル・ユーザ・インターフェースの本明細書に記載した様々な実施形態において、使用される様々なイメージ品質または特性としては、コントラスト、平均明度、中間明度、明度形態などのイメージの品質を表す様々なデータを用いることができる。すなわち、本発明においては、選択された光源の出力光強度に依存するどのようなイメージ特性またはイメージ品質であっても使用することができる。
【００５３】
様々な実施形態において、前記複数エリアイメージ品質ツールの例と関連した複数エリア属性データは、選択されたイメージ品質または特性と中止しきい値のための目標を定義する到達状態も含む。到達状態は、例えばイメージ品質のコントラストが、最大のコントラストまたは最小のコントラストであるようなときである。中止しきい値は、パートプログラムを終了させる誤差状態を定義するものである。例えば、到達状態が最大のコントラストである時には、中止しきい値は、実行し続けるために、最大のしきい値がパートプログラムによって到達しなければならない値を示す。
【００５４】
また他の実施形態において、前記複数エリアイメージ品質ツールの例と関連した複数エリア属性データは、選択されたイメージ品質のための許容値も含む。この許容値は、容認できるイメージ品質値の範囲を示しており、従って、選択された光源の更なる調整は必要としない。特に、許容値は、複数エリアイメージ品質ツールの関心領域における、とり込まれたイメージ部分の最小品質差、最大差、または最小差と最大差の両方を定義することができる。
【００５５】
例えば、もし選択されたイメージ品質が平均明度であるならば、関心領域３１０と３２０内のとり込まれたイメージ部分は、関心領域３１０と３２０内のそれぞれにおいて平均明度を決定するために分析される。そして、差は領域３１０と３２０のそれぞれの平均明度の間で決定される。式にすると以下のようになる。
【００５６】
【数１】
Ｃ＝｜Ｍ１−Ｍ２｜
ここで、Ｃはコントラスト、Ｍ１は第一関心領域の平均イメージ輝度、Ｍ２は第二関心領域の平均イメージ輝度である。
様々な実施形態において、決定された差は、到達状態にあるか、または到達状態に達したかどうかを決定するために分析される。いったん定義された到達状態が得られて、中止しきい値を越えたら、次のパートプログラムの命令が実行できる。さもなければ、もし中止しきい値を越えていないならば、パートプログラムの実行が停止する。
【００５７】
様々な他の実施形態において、決定された差は、差が最小許容値より大きい値かどうか、最大許容値以下であるかどうか、或いは両方が定義されているなら最小と最大許容値の間かどうかを決定するために許容値と比較される。いったん定義された許容値が得られたら、次のパートプログラムの命令が実行される。
【００５８】
本発明におけるシステム及び方法の様々な実施形態において、イメージ品質または特性のための目標となる数値が、マニュアル教示により設定される。すなわち、教示モードにおいてユーザは、例えば、光源を調整することによって、重要な領域のイメージ品質のユーザの主観的な検討が良好となるまで機械を手動で操作し、目標となる数値を設定する。そして、イメージ品質または特性と一致する、コントラストや明度などのある一つの値または複数の値は、前記ユーザが設定したイメージデータから決定される。さらに、それらの値は、将来的なパートプログラムの自動実行の参照のために記憶されて目標となる数値となり、例えば前記数１のイメージコントラストと関連するイメージ特性のために使用され得る。
【００５９】
数１は、２つの適切に位置決めされた関心領域間の光強度勾配と一致する数値を提供できる。すなわち、重要な領域において、もしエッジがこれら二つの関心領域間に位置決めされるなら、この数値および一致する光強度勾配は、ほとんどのエッジ位置決め決定アルゴリズムに影響するイメージ特性に一致することとなる。従って、このタイプの特定の数値を再現することは、イメージデータから計算された再現可能なエッジ位置を導くエッジのイメージを再生するものとなる。
【００６０】
またユーザは或いはマニュアル教示の間に光源設定を変更する或いは補うために、重要な領域における付加的な操作を含む繰り返し手続を実行することができる。例えば、入力光強度命令値を設定し、イメージ品質または特性によって定められる値を決定した後に、ユーザは、所定の方法で重要な領域内でのエッジの位置決め行い、後の参照のために位置決めを記憶しておくことができる。そして、ユーザは、重要な領域におけるエッジの位置決めのような、入力光強度命令値への光源の調整、新しい一つ或いは複数の数値、イメージデータからのイメージ特性への一致、付加的操作の再実行などを行うことができる。
【００６１】
光源の入力光強度値設定の最終的な目標が信頼性と再現性のあるエッジの位置決めであるから、ユーザはどの数値が許容可能なエッジ位置決め値、すなわち正確な許容範囲内にある数値からなるイメージ特性と一致するのかを決定するためにエッジ位置決めデータの結果を分析することができる。この方法は、イメージ特性の目標数値の許容範囲と同様に、イメージ特性の最適な目標数値を設定するのに用いられる。
また、２つの付加的な複数エリア属性値が定義されることが好適である。操作モード値は、選択されたイメージ品質が選択された光源による照明に基づいて決定されているかどうか、或いは作動している光源すべてに基づいて決定されているかどうかを示す。
【００６２】
第二の数値は、極端なイメージ品質値を持つピクセルを除外するために、関心領域内のイメージデータにフィルタをかけるべきであるかどうかを示す。例えば、もし像資質が明度に基づくならば、フィルタは、決定されたイメージ品質が選択された許容範囲内であるかどうかを決定する時に、異常に明るいまたは異常に暗いピクセルを除外するために使用できる。
【００６３】
いったんユーザが複数エリアイメージ品質ツールを定義する大きさや位置などについての次元データと定義された複数エリアイメージ品質ツールを使用するときに用いられる属性を定義するデータを設定し、対応したパートプログラムの命令が、作成されるパートプログラムに追加されると、ユーザは、別の複数エリアイメージ品質ツールを作成する指示のような、次のパートプログラムの命令を作成することができる。ユーザはこのような手順で、パートプログラムが完成し、パートプログラム記憶部１３１に記憶されるまで作業を続けるのである。
【００６４】
画像システム１０がパートプログラムを実行する命令を受け取ると、コントローラ１２０の制御下にあるパートプログラムジェネレータ／出力器１７０は、パートプログラム記憶部１３１に記憶されたパートプログラムの命令を読み出し始め、読み出した命令を実行する。このとき、パートプログラムの命令には、一つ以上の光源２２０〜２４０の点消灯、または調整の命令を含むものであってもよい。なお、そのような命令には入力光強度命令値が含まれる。
【００６５】
パートプログラムジェネレータ／出力器１７０はそのような光源への命令を読み出すと、パートプログラムジェネレータ／出力器１７０は入力光強度命令値調整器１８０に入力光強度命令値を出力する。コントローラ１２０の制御下にある入力光強度命令値調整器１８０は、電源１９０に初期入力光強度値を出力する一方、パートプログラムジェネレータ／出力器１７０は、駆動される光源２２０〜２４０の電源１９０に命令を出力する。そして電源１９０は、画像システム構成要素部２００の一つ以上の光源２２０〜２４０に接続されたそれぞれの信号線２２２、２３２及び２４２を通って信号が供給されることによって、初期入力光強度値に基づいて光源２２０〜２４０を駆動させる。
【００６６】
本発明における複数エリアイメージ品質システム、方法、およびグラフィカル・ユーザ・インタフェースと関連する命令を含むパートプログラムのために、パートプログラムジェネレータ／出力器１７０は、複数エリアイメージ品質ツールの位置決め、サイズ、および角度を定義する命令を読み込み、複数エリア関心領域定義記憶部１３２の複数エリアイメージ品質ツール定義データ及び複数エリア特性記憶部１３３の複数エリア属性データを記憶する。
【００６７】
コントローラ１２０の制御下にある入力光命令値調整器１８０は、選択されたイメージ品質が選択された光源による照明に基づいて決定されているかどうか、或いは稼動中の点灯可能な光源すべてに基づいて決定されているかどうかを決定する複数エリア特性記憶部１３３に記憶された複数エリア属性データにアクセスする。もし稼動中の光源のすべてに基づいて選択されたイメージ品質が決定されるなら、入力光強度命令値調整器１８０は、関心領域がとり込まれたイメージから取り出すことができるように複数関心領域出力器１６０に指示する。
【００６８】
これに対し、もし選択されたイメージ品質が、選択された光源による照明だけに基づいて決定されるのであれば、入力光強度命令値調整器１８０は初めに初期設定記憶部１３４で作動するように設定されている光源２２０〜２４０の設定を記憶し、作動中である他の光源を消灯する。コントローラ１２０は入出力インターフェース１１０及び信号線２６２を通してカメラ系２６０に信号を送信する。そしてカメラ系２６０は、調整とコントロール部１００に新しくとり込んだイメージを出力するために、選択された光源だけで照明された新しいイメージを取り込む。さらにコントローラ１２０の制御下にある入出力インターフェース１１０はメモリ１３０のとり込みイメージ記憶部１３５に新しくとり込んだイメージを記憶させる。
【００６９】
続いて、複数関心領域ジェネレータ１５０は複数エリア対比命令に定義された様々な関心領域の位置や大きさなどの次元を定義するために複数エリア関心領域定義記憶部１３２に記憶された複数エリア関心領域の定義を読み出す。そして複数エリア関心領域出力器１６０は複数関心領域ジェネレータ１５０によって指示された位置に、複数関心領域ジェネレータ１５０によって作成される関心領域のとり込まれたイメージからイメージデータを取り出す。
【００７０】
様々な実施形態において、複数エリア関心領域出力器１６０は、イメージの取り出された部分を解析し、到達状態を決定するために用いられるイメージ品質或いは特性を決定するための複数エリア特性記憶部１３３に記憶された複数エリア属性データにアクセスする。そして複数エリア関心領域出力器１６０は、複数エリア特性記憶部１３３に記憶された複数エリア属性データによって定義された光源は調整が必要かどうかを、到達状態に関して決定されたイメージ或いは特性の質を指示された場合は定義されたイメージ品質或いは特性を作成して決定する。そうでない場合には複数エリア関心領域出力器１６０は、パートプログラムジェネレータ／出力器１７０に次のパートプログラム命令を取り出すように指示する。
【００７１】
様々な他の実施形態において、複数エリア関心領域出力器１６０は、イメージの取り出された部分を解析し、決定されたイメージ品質或いは特性との比較のために用いられる許容範囲を決定するための複数エリア特性記憶部１３３に記憶された複数エリア属性データにアクセスする。そして複数エリア関心領域出力器１６０は、複数エリア特性記憶部１３３に記憶された複数エリア属性データによって定義された光源は調整が必要かどうかを、許容範囲との比較において決定されたイメージ或いは特性の質を指示された場合は定義されたイメージ品質或いは特性を作成して決定する。そうでない場合には複数エリア関心領域出力器１６０は、パートプログラムジェネレータ／出力器１７０に次のパートプログラム命令を取り出すように指示する。
【００７２】
これに対して、もし複数エリア関心領域出力器１６０が選択された光源の調整が必要であると決定した場合、複数エリア関心領域出力器１６０は入力光強度命令値調整器１８０に指示を出す。すると、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の光強度命令値を調整する。そして入力光命令値調整器１８０は、選択された光源の光強度出力が調整されるように電源１９０に選択された光源の調整された光強度命令値を出力する。
【００７３】
前述した様々な実施形態のように、選択されたイメージ品質或いは特性は初めに複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態に向けて調整され、その結果は中止しきい値と比較されるのである。特に、このような実施形態では複数エリア関心領域出力器１６０が、選択されたイメージ品質或いは特性が複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態に到達したかどうかを決定する。もし複数エリア関心領域出力器１６０の決定が光強度を増加させると言うものであれば、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の出力光強度を増加させるために電源１９０に出力される調整された光強度命令値を大きくする。これに対して、もし複数エリア関心領域出力器１６０の決定が光強度を減少させると言うものであれば、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の出力光強度を減少させるために電源１９０に出力される調整された光強度命令値を小さくする。このようなことは、選択されたイメージ品質或いは特性が、測定された平均明度コントラストであり、複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態が関心領域間の測定された平均明度コントラストを最大化することとなっているとき、測定された平均明度コントラストがまだ最大値に達していないときのどちらの場合にも起こり得ることである。
【００７４】
いったん選択された光源の光強度が調整されたら、コントローラ１２０に制御されたカメラ系２６０は被測定物の別のイメージをとり込み、入出力インタフェース１１０へ信号線２６２によってとり込まれたイメージを出力する。コントローラ１２０によって制御された入出力インタフェース１１０は、とり込みイメージ記憶部１３５に新しくとり込まれたイメージを記憶させる。
【００７５】
そして、コントローラ１２０に制御された複数エリア関心領域１６０は複数関心領域ジェネレータ１５０によって定義されるように、新しくとり込まれたイメージの一部を再び取り出す。さらに複数エリア関心領域１６０は、取り出された領域の選択されたイメージ品質、或い特性が複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態に到達したかどうかを再決定する。もし到達したと決定されたら、複数エリア関心領域１６０は次のパートプログラムの命令が実行されるべきであることをパートプログラムジェネレータ／出力器１７０に指示する。なお、もし選択された光源が、他の作動光源を消灯することで調整された場合、それらの光源は再び点灯される。特に、入力光命令値調整器１８０は、初期設定記憶部１３４から前記他の作動光源の記憶された値を読み出し、電源１９０に再記憶された入力光強度値を出力する。あるいは、前述した光源調整を繰り返し、新たなイメージをとり込むことも可能である。このような過程は、とり込まれたイメージから取り出された部分でのイメージ品質が複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態に達するまで繰り返される。
【００７６】
前述した様々な他の実施形態のように、選択されたイメージ品質或いは特性は選択されたイメージ品質或いは特性が成功しきい値または許容値以内となるまで、複数エリア特性記憶部１３３に記憶された成功しきい値または許容値と比較されるのである。もし選択されたイメージ品質或いは特性と複数エリア関心領域出力器１６０によって決定された許容値との比較が光強度を増加させると言うものであれば、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の出力光強度を増加させるために電源１９０に出力される光強度命令値を大きくする。これに対して、もし複数エリア関心領域出力器１６０による比較が光強度を減少させると言うものであれば、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の出力光強度を減少させるために電源１９０に出力される調整された光強度命令値を小さくする。
【００７７】
このようなことは、選択されたイメージ品質或いは特性が測定された平均明度コントラストであり、複数エリア特性記憶部１３３に記憶された到達状態が許容値を超える関心領域間の測定された平均明度コントラストであるとき、測定された平均明度コントラストがまだ許容値を超えていないときのどちらの場合にも起こり得ることである。従って、許容値と選択されたイメージ品質或いは特性の比較が光強度を減少させると言うものであれば、入力光強度命令値調整器１８０は選択された光源の出力光強度を減少させるために電源１９０に出力される調整された光強度命令値を小さくするのである。
【００７８】
いったん選択された光源の光強度が調整されたら、コントローラ１２０に制御されたカメラ系２６０は被測定物の別のイメージをとり込み、入出力インタフェース１１０へ信号線２６２によってとり込まれたイメージを出力する。コントローラ１２０によって制御された入出力インタフェース１１０は、とり込みイメージ記憶部１３５に新しくとり込まれたイメージを記憶させる。
【００７９】
そして、コントローラ１２０に制御された複数エリア関心領域１６０は複数関心領域ジェネレータ１５０によって定義されるように、新しくとり込まれたイメージの一部を再び取り出す。さらに複数エリア関心領域１６０は、取り出された領域の選択されたイメージ品質、或い特性がパートプログラムで定義された許容値以内に入っているかどうかを再決定する。もし入っていると決定されたら、複数エリア関心領域１６０は次のパートプログラムの命令が実行されるべきであることをパートプログラムジェネレータ／出力器１７０に指示する。なお、もし選択された光源が、他の作動光源を消灯することで調整された場合、それらの光源は再び点灯される。特に、入力光命令値調整器１８０は、初期設定記憶部１３４から前記他の作動光源の記憶された値を読み出し、電源１９０に再記憶された入力光強度値を出力する。あるいは、前述した光源調整を繰り返し、新たなイメージをとり込むことも可能である。このような過程は、とり込まれたイメージから取り出された部分でのイメージ品質がパートプログラムに定義された許容値以内となるまで繰り返される。
【００８０】
前記様々な光源２２０〜２４０は異なる色に着色された複数の光源を含むことが好適である。例を挙げると、ステージライト２２０は赤色光源、緑色光源、青色光源を含むことができる。そしてステージライト２２の赤色、緑色、青色光源のそれぞれは、電源１９０によって別々に駆動させることができるものである。従って、複数エリア特性記憶部に記憶された複数エリア特性データにある選択された光源は調整されるべき光源を指定できるだけでなく、調整されるべき複数色光源の特定の色を指定することができることが好適である。すなわち、イメージ特性が選択された光源による照明だけに基づいて決定されるのであれば、他の光源を消灯すると言うことは、複数色光源の他の色を消灯すると言うことを含むものである。
【００８１】
図７に、本発明における複数エリアイメージ品質ツールを用いてパートプログラムの命令を作成する方法の一実施形態を概説するためのフローチャートを示す。ステップＳ１００が開始であり、続くステップＳ１１０ではユーザが、画像システムの視野内に画像システムを使って測定することができるように被測定物を配置する。次に、ステップＳ１２０で、ユーザーは、画像システムが有する一つ以上の光源の光強度設定値に関するパートプログラム命令の設定を作成する。これによって一つ以上の選択された光源の入力光強度命令値はプログラムされた値に設定される。もちろん、ユーザがすでにパートプログラムの命令を作成しているならば、ステップＳ１２０は省略することができ、選択された一つ以上の光源の光強度命令値は、前もってプログラムされた値が用いられるものであってもよい。さらに、もしユーザが、前もって画像システムの視野内に被測定物を配置していたり、パートプログラム命令の実行される部分について作成し始めていたならば、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０の可能な部分を省略することもできる。そしてステップＳ１３０に続く。
【００８２】
ステップＳ１３０において、一つ以上の選択された光源はプログラムされた入力光強度命令値を用いて駆動される。次にステップＳ１４０において、被測定物のイメージがプログラムされた入力光強度で駆動された一つ以上の選択された光源によって照明されたときにとり込まれる。そしてステップＳ１５０においてとり込まれたイメージが表示されるのである。もしこのように前もってイメージがとり込まれ、表示されている場合は、ステップＳ１１０〜Ｓ１５０は省略することができる。
【００８３】
ステップ１６０において、ユーザは、とり込まれたイメージの選択箇所に複数エリアイメージ品質ツールを配置する。前述のように、複数エリアイメージ品質ツールは複数エリアイメージ品質ツールの結合棒がとり込まれたイメージの重要な特徴を横切って延びるように、そして複数の関心領域が有用な特徴の回りに近接するようにとり込まれたイメージ上に配置する。さらにとり込まれたイメージの選択箇所に複数エリアイメージ品質ツールが配置されたときに、ユーザはユーザが所望する値に複数エリアイメージ品質ツールの大きさや位置などの次元を調整する。そしてステップＳ１７０に続く。
【００８４】
ステップＳ１７０において、ユーザは複数エリアイメージ品質ツールに複数エリア属性データを入力する。前述したようにこの複数エリア属性は、調整されるべき選択された光源、選択されたイメージ品質は選択された光源或いは全ての作動可能な光源を使用することによって決定するかどうか、関心領域内のイメージデータはフィルタリングするかどうか、そして／或いは選択されたイメージ品質の許容値を含むものである。続いてステップＳ１８０において、ひとつ以上のパートプログラムの命令が、複数エリアイメージ品質ツールの位置と次元及び入力された複数エリア属性データに基づいて作成される。次に、ステップＳ１９０において、ユーザがとり込まれたイメージに他の複数エリアイメージ品質ツールの作成を所望するかどうかの決定がなされる。もし所望するのであればステップＳ１６０に戻る。そうでなければステップＳ２００に続く。
【００８５】
ステップＳ２００においては、他のパートプログラムの命令の作成を所望するかどうかの決定がなされる。もし所望するのであればステップＳ２１０に続く。そうでなければ、ステップＳ２２０に飛ぶ。ステップＳ２１０においては、他のパートプログラムの一断片が生成される。特に、もしそのような他のパートプログラムの命令が、被測定物の異なるとり込みイメージに追加する複数エリアイメージ品質ツールを含むのであれば、ステップＳ１４０〜Ｓ２００、可能性としてはＳ１２０とＳ１３０もステップＳ２１０の一部として繰り返される。所望する全てのパートプログラムの命令が作成されると終了であるステップＳ２２０に飛ぶ。
【００８６】
図８及び図９には本発明における複数エリアイメージ品質ツールを用いて作成されたパートプログラムを実行するための一実施形態の方法が示されている。なお図８及び図９に記載されたフローチャートは、別々に記載されているものの一つのフローチャートであり、図８内のＡと図９内のＡ、及び図８内のＢと図９内のＢにおいてそれぞれ連結するものである。
図８に示されたステップＳ３００が開始であり、続くステップＳ３１０では、画像システムの視野内に画像システムを使って測定される被測定物が配置される。次に、ステップＳ３２０において、最初のパートプログラム命令または実行されているパートプログラムの次のパートプログラム命令が実行される。そして、ステップＳ３３０において、複数エリアイメージ品質について命令が実行されたかどうかが決定される。もし実行された場合はステップＳ３４０に続く。そうでないならばステップＳ３２０に戻る。
【００８７】
ステップＳ３４０では、被測定物の照明に選択された光源のみを使用する独立モードが選ばれたか、或いは、被測定物の照明に全ての作動可能な光源を使用する依存モードが選ばれたかの決定がなされる。ここで独立モードが選択された場合にはステップＳ３５０に飛び、対して依存モードが選択された場合にはステップＳ３６０へ飛ぶ。
ステップＳ３５０では選択された複数エリアイメージ品質の命令において選ばれた光源のみが、前もって実行された一つ以上のパートプログラムの命令で定義された選択光源の入力光強度命令値を使用して駆動される。そしてステップＳ３７０に続く。これに対して、ステップＳ３６０では、作動可能な光源全てが一つ以上のパートプログラムの命令で定義された入力光強度命令値で駆動され、ステップＳ３７０に続く。
【００８８】
ステップＳ３７０において、被測定物のイメージがとり込まれる。そしてステップＳ３８０において、イメージデータが実行された複数エリアイメージ品質の命令に定義された関心領域内のとり込みイメージから取り出される。次にステップＳ３９０では、実行されている複数エリアイメージ品質の命令で選択されたコントラストなどのイメージ品質が、定義された関心領域内の取り出されたイメージデータから決定され、ステップＳ４００に続く。
【００８９】
ステップＳ４００では、選択されたイメージが、実行中の複数エリアイメージ品質の命令に定義された許容範囲あるいは許容値以内であるかどうかの決定がなされる。もしそうであるならば図９のステップＳ４２０に飛び、そうでないならば、ステップＳ４１０に飛ぶ。ステップＳ４１０では選択された一つ以上の光源の入力光強度値が決定されたイメージ品質に基づいて調整され、ステップＳ３４０に戻る。
これに対して図９にあるステップＳ４２０では、独立モードが選択されているかどうかが再び決定される。もし選択されているならステップＳ４３０に飛び、選択されていないならばステップＳ４４０に飛ぶ。
【００９０】
ステップＳ４３０では選択されていない作動光源がもしあれば、前もって実行された一つ以上のパートプログラムの命令に定義された初期入力光強度命令値で駆動し、一方、選択された光源は、調整された入力光強度で駆動され続ける。そしてステップＳ４５０に飛ぶ。これに対して、ステップＳ４４０では、全ての光源をそのままの入力光強度命令値で駆動する。従って、選択されていない作動光源は直前に命令された入力光強度命令値で駆動されつづけ、一方、選択された光源は、調整された入力光強度で駆動されつづける。そしてステップＳ４５０に飛ぶ。
【００９１】
ステップ４５０では、選択された光源の調整された光強度命令値を含むそのままの入力光強度命令値で被測定物のイメージをとり込む。そして次のパートプログラムの命令が実行される図８のステップＳ３２０に戻る。
本発明における前述のシステムと方法は自動プログラム操作に基づくものであることが好適である。しかし、本発明のシステムと方法は照明コマンドが、一つ以上の入力装置１０４で或いは画像システムの段階的操作によって手動で出されるときであっても、ほとんど同様に動作する。
【００９２】
コントロールシステム部１００はプログラムされた汎用コンピュータで実施することが可能である。しかしながらコントロール部１００は専用目的コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラと周辺ＩＣ素子、ＡＳＩＣや他のＩＣ、デジタルシグナルプロセッサ、個別素子回路のような電気配線された回路または論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬのようなプログラマブル論理装置などであっても実施することができる。一般に、図７、８及び９に示したようなフローチャートを実施可能であるどのような装置であっても、コントロールシステム部１００として使用することが可能である。
【００９３】
図１に示すコントロールシステム部１００のそれぞれの制御回路または制御素子は、適切にプログラムされた汎用コンピュータ部であると理解できる。あるいはまた、図１に示すコントロールシステム部１００のそれぞれの制御回路または制御素子は、ＡＳＩＣ内の物理的にまったく別なハードウェア回路や、或いはＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＰＡＬを使用することによって、或いは個別論理素子または個別回路素子を使用することによって実施することが可能である。このように、図１に示すコントロールシステム部１００のそれぞれの制御回路または制御素子の仕様は様々なものを用いることが可能である。
【００９４】
さらに、コントロールシステム１００は、プログラムされた汎用コンピュータ、専用目的コンピュータ、マイクロプロセッサ、などのシステムにおいて実行し得るソフトウェアとして実装できる。このようなケースにおいて、コントロールシステム部１００は、画像システムのハードウェアやソフトウェアシステムのようなソフトウェアシステムおよび／またはハードウェアなどを物理的に組み入れることによって実装することも可能である。
前述のような実施形態によって説明されるように、本発明は、本明細書に開示した実施例のみに限られず、ここに開示した技術に即して、多くの選択肢、変形例、および種類の実施が可能である。従って、本発明の実施形態は、前述のもののみに限定されるものではなく、様々な変更が本発明の要旨の範囲を逸脱することなく実施可能である。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における照明調整方法によれば、関心領域における選択したイメージ品質を分析して、照明状態を正確に調整できる。
また本発明における照明調整装置によれば、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用して簡単に照明状態の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光強度コントロールシステムを使用した画像システムの一実施形態の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の複数エリアイメージ品質ツール、および２つの関心領域とそれらの相対的な面間隔の寸法取りの第一実施形態である。
【図３】図３は、第一の模範的なイメージの一部と、重要領域を囲む２つ以上の関心領域を選択するのに用いられる複数エリアイメージ品質ツールのグラフィカル・ユーザ・インタフェースの第一実施形態である。
【図４】図４は、第二の模範的なイメージ一部と、複数エリアイメージ品質ツールの第二実施形態における４番目の実施形態である。
【図５】図５は、第三の模範的なイメージ一部と、複数エリアイメージ品質ツールの第一実施形態である。
【図６】図６は、第四の模範的なイメージ一部と、本発明における複数エリアイメージ品質ツールの第五実施形態である。
【図７】図７は、パートプログラムによって複数エリアイメージ品質を決定する方法の一実施形態を概説しているフローチャートである。
【図８】図８は、イメージの重要領域と関連する画像システムの照明を調整する方法の一実施形態を概説しているフローチャートである。
【図９】図９は、イメージの重要領域と関連する画像システムの照明を調整する方法の一実施形態を概説しているフローチャートである。
【符号の説明】
１０  画像システム
２０  被測定物
１００  コントロールシステム部
１０２  ディスプレイ
１０３  信号線
１０４  入力装置
１０５  信号線
１１０  入出力インターフェース
１２０  コントローラ
１３０  メモリ
１３１  パートプログラム記憶部
１３２  複数エリア関心領域定義記憶部
１３３  複数エリア特性記憶部
１３４  初期設定記憶部
１３５  とり込みイメージ記憶部
１５０  複数関心領域ジェネレータ
１６０  複数関心領域出力器
１７０  パートプログラムジェネレータ／出力器
１８０  入力光命令値調整器
１９０  電源
１９５  データ／コントロールバス
２００  画像システム構成要素部
２１０  ステージ
２１２  中心透明部材
２２０  ステージライト
２２２  信号線
２３０  同軸ライト
２３２  信号線
２４０  表面ライト
２４２  信号線
２５０  レンズ系
２６０  カメラ系
２６２  信号線
【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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