(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置と、
前記照明装置により照明された前記被測定物の少なくとも関心領域の実画像を撮像する撮像装置と、
前記照明装置の照明設定を制御する照明光強度制御装置と、
を備えた画像計測システムにおいて、
前記照明光強度制御装置は、実際に前記照明装置の照明設定を変えて撮像手段で撮像しておいた前記被測定物の少なくとも関心領域の複数の実画像に基づいて、前記撮像装置で撮像される該被測定物の少なくとも関心領域の画像が要求画像特性を満たすように、該被測定物の少なくとも関心領域を照明することのできる最適照明設定を決定し、
前記照明光強度制御装置は、複数の異なる照明光強度で撮像された前記実画像を基本画像として予め取込み記憶する画像記憶部と、
現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の仮想画像をシミュレーションにより決定し、前記仮想画像が要求画像特性を満たすか否かを評価し、前記仮想画像が要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、少なくとも１つの前記仮想画像が要求画像特性を満たすまで、修正した前記予測照明設定を用いて前記仮想画像を決定し、評価することを繰り返して、要求画像特性を満たす仮想画像の前記予測照明設定を前記最適照明設定とすることを特徴とする画像計測システム。
【請求項２】
請求項１記載の画像測定システムにおいて、
前記照明装置は、複数の光源を有し、前記光源毎に照明光強度を調整可能に設けられ、
前記コントローラは、前記予測照明設定と選択された基本画像とに基づいて、現在の予測照明設定で前記光源の一つを実際に照明した場合に得られるであろう画像の画素の画像値を決定するとともに、前記光源ごとに決定した前記画像値を現在の画素の画素値に加算するものとし、
前記仮想画像は、前記光源ごとの前記画像値が加算された全画素値によって表現されることを特徴とする画像計測システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像計測システムにおいて、
前記コントローラは、前記予測照明設定及び少なくとも２つの前記基本画像の組合せに基づいて、前記仮想画像をシミュレーションにより決定し、
前記組合せは、少なくとも２つの実画像の対応画素の画像値間を補間することにより得られた補間画像値を持つ対応画素で構成される補間画像を含むことを特徴とする画像計測システム。
【請求項４】
請求項３記載の画像計測システムにおいて、
前記補間画像の各画素の補間画像値は、少なくとも２つの実画像の実際の照明設定、及び予測最適照明に基づいていることを特徴とする画像計測システム。
【請求項５】
請求項４記載の画像計測システムにおいて、
前記予測最適照明設定は、照明ベクトルを含み、
前記最適照明設定は、前記複数の実画像のうちの、少なくとも２つの実画像の、少なくとも一通りの組合せの評価に基づいて選択された照明ベクトルを含むことを特徴とする画像計測システム。
【請求項６】
請求項５記載の画像計測システムにおいて、
前記評価は、前記複数の実画像のうちの、少なくとも２つの実画像の、少なくとも一通りの組合せが、前記関心領域が要求画像特性を満たすか否かの解析を含むことを特徴とする画像計測システム。
【請求項７】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記複数の実画像は、それぞれ少なくとも前記関心領域を含むことを特徴とする画像計測システム。
【請求項８】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記照明装置は、前記最適照明設定に基づいて制御されることを特徴とする画像計測システム。
【請求項９】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記最適照明設定は、少なくとも前記関心領域を含む画像を得る時に用いられることを特徴とする画像計測システム。
【請求項１０】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記照明光強度制御装置は、ユーザのマニュアル制御及びプログラム命令下の自動制御のうちの、少なくとも一方の制御により操作されることを特徴とする画像計測システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像計測システムにおいて、
前記照明光強度制御装置は、前記プログラム命令下の自動制御中に、少なくとも１つの最適照明設定を決定するために操作されることを特徴とする画像計測システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像計測システムにおいて、
前記プログラム命令下の自動制御中に決定される最適照明設定は、前記照明装置の制御、並びに、現在及び過去の照明設定の比較のうちの、少なくとも一方に用いられることを特徴とする画像計測システム。
【請求項１３】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記照明光強度制御装置は、画像計測システムにおけるコンピュータ化コントロールシステムの構成部材であり、
前記コントロールシステムは、制御命令生成システムを含み、
前記制御命令生成システムは、前記照明光強度制御装置を動作可能であり、パートプログラム、検査プログラムの制御命令、及び照明光強度制御装置により決定された最適照明設定に基づく照明装置の制御命令のうちの、少なくとも１つを生成することを特徴とする画像計測システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像計測システムにおいて、
前記制御命令生成システムは、少なくとも１つの画像解析ツールを含み、該画像解析ツールに関連付けされた少なくとも１つの特性に従って、要求画像特性及び関心領域のうちの、少なくとも一方が定義されることを特徴とする画像計測システム。
【請求項１５】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記照明装置は、透過照明、落射照明、リング照明及びプログラム制御リング照明のうちの、少なくとも２つの照明を含むことを特徴とする画像計測システム。
【請求項１６】
請求項１記載の画像計測システムにおいて、
前記照明装置は、それぞれ異なる有色光を放射する複数の光放射素子を含む１つの照明デバイスを備えたことを特徴とする画像計測システム。
【請求項１７】
被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムの最適照明設定の決定に用いられる画像計測方法において、
前記最適照明設定は、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられ、
予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、前記被測定物の少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込む取込工程と、
現在の予測照明設定及び少なくとも１つの基本画像に基づいて、少なくとも前記関心領域の画像結果を決定する決定工程と、
前記画像結果が要求画像特性を満たすか否かを評価する評価工程と、
前記画像結果が要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正する修正工程と、
を備え、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすまで、前記決定工程、前記評価工程、及び前記修正工程を繰返すことを特徴とする画像計測方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記照明装置は、複数の光源を含み、
前記取込工程は、前記複数の光源の中から１つの光源を選択する選択工程と、
前記選択光源を、各基本画像に対応する複数の選択照明光強度値のうちの、少なくとも１つの選択照明光強度値で駆動する駆動工程と、
を含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像計測方法において、
前記駆動工程は、前記選択光源を、選択範囲内の複数の異なる照明光強度値で駆動することを特徴とする画像計測方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像計測方法において、
前記選択範囲内の複数の異なる照明光強度値は、８つよりも少ない照明光強度値であることを特徴とする画像計測方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の画像計測方法において、
前記取込工程は、前記複数の光源の中から少なくとも２つ単位で光源を選択することを含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項２２】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記画像結果は、前記実画像を用いて、シミュレーションにより得られた仮想画像を含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の画像計測方法において、
前記現在の予測照明設定は、それぞれ照明ベクトルを含み、
前記照明ベクトルは、該照明ベクトルに含まれる各光源に対する、少なくとも１つの照明光強度を含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項２４】
請求項２２記載の画像計測方法において、
前記仮想画像は、シミュレーションされる複数の選択画素に対して決定され、
前記仮想画像の決定は、シミュレーションされる複数の選択画素の中から現在の１つの選択画素を識別する識別工程と、
前記照明ベクトルに含まれる現在の光源の照明に対応する、少なくとも１つの基本画像を選択する選択工程と、
前記照明ベクトルに含まれる現在の光源及び照明光強度による照明に対応する、少なくとも１つの選択された基本画像に基づいて、画像値の総和に加える、現在の画素の画像値を決定する決定工程と、
前記決定工程で得られた画像値を、現在の画素に対してシミュレーションされた画像値の総和に加える組合工程と、
を含み、シミュレーションされる、選択された複数画素の画像値の総和が、ゼロ以外の照明光強度値を持つ照明ベクトルに含まれる光源の画像値の総和を含むまで、前記識別工程、前記選択工程、前記決定工程、及び前記組合工程を繰返すことを特徴とする画像計測方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の画像計測方法において、
前記選択工程で選択された少なくとも１つの基本画像は、前記現在の光源の少なくとも２つの異なる照明光強度値にそれぞれ対応する少なくとも２つの基本画像を含み、
前記決定工程は、前記選択工程で選択された基本画像の現在の画素の画像値、該選択された基本画像に対応する現在の光源の照明光強度値、及び前記現在の照明ベクトルに含まれる現在の光源の照明光強度値に基づいて、補間により、前記現在の画素について、画像値の総和に加える画像値を決定することを特徴とする画像計測方法。
【請求項２６】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記取込工程は、１回目の繰返し中に、１回目の複数の基本画像の取込を行い、各繰返し毎に、少なくとも１つの追加の基本画像を取込み、
前記現在の予測照明設定は、現在の繰返しに対応する現在の照明設定群を含み、
少なくとも照明設定群に関する画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、或いは前記現在の照明設定群に関する画像結果を評価し、評価された画像結果の全てが要求画像特性を満たさないと判断されるまで、前記決定工程、前記評価工程、及び前記修正工程を繰返し、
評価された画像結果の全てが要求画像特性を満たさないと判断されると、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすまで、前記取込工程、前記決定工程、前記評価工程、前記修正工程、及び前記繰返しを実行することを特徴とする画像計測方法。
【請求項２７】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記修正工程は、前記画像結果が要求画像特性を満たさないと判断された時のみ、現在の予測照明設定を修正し、
要求画像特性を満たす画像結果が得られる現在の予測照明設定を、前記最適照明設定とすることを特徴とする画像計測方法。
【請求項２８】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記要求画像特性を持つ所望画像を得るための最適照明設定に基づいて、前記照明装置を制御する制御工程を含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項２９】
請求項１７記載の画像計測方法において、
前記要求画像特性は、前記関心領域内のエッジ特徴に対応する階調度、輝度、及びコントラストのうちの、少なくとも１つの画像特性を含むことを特徴とする画像計測方法。
【請求項３０】
画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムを記憶する記録メディアであって、
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含み、
前記命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる取込命令と、
現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる決定命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる評価命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されるまで、現在の予測照明設定を修正させる修正命令と、
少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令、及び前記修正命令の繰返しを実行させる繰返命令と、
を含むことを特徴とする記録メディア。
【請求項３１】
画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに送信する搬送波送信装置であって、
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含み、
前記命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる取込命令と、
現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる決定命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる評価命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる修正命令と、
少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる繰返命令と、
を含むことを特徴とする搬送波送信装置。
【請求項３２】
搬送波送信装置より送信されてきた、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに受信させる搬送波受信装置であって、
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含み、
前記命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる取込命令と、
現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる決定命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる評価命令と、
前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる修正命令と、
少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる繰返命令と、
を含むことを特徴とする搬送波受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像計測システムに用いられる照明装置の照明設定の決定手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
どのような装置であっても、その光出力は多くの変数の関数となる。これらの変数としては、例えば瞬間駆動電流、装置の経年数、周囲温度、光源に汚れ或いは残留物があるか否か、装置の性能経歴等が一例として挙げられる。画像計測システムでは、通常、対象物が見つけられるであろう関心領域内の他のものとのコントラストによって測定することができる方法により、視野内の対象物の位置を突止める。この測定は、入射光又は透過光の総量によってかなり影響を受ける。
【０００３】
画像計測システムのプログラマ又はオペレータは、特定の画像特性が得られるように被測定物を照明したい。この画像特性とは、関心領域内の特定の平均画像値、又は異なる関心領域間の平均画像値の差の最大化或いは関心領域内の照明光強度勾配の最大化を目標とし得る特性である。つまり、望ましい特性とは、画像の走査ラインにわたって定義される複合的な一連の目標である。
【０００４】
多くの応用では、画像サブシステムと被測定物間の関係が予測可能である。この応用においては、状況の予測可能性によって再現性のある照明制御を単純な形にすることができる。例えば、Ｍａｈａｎｅｙ（マハネイ）の米国特許第５，７５３，９０３号に示されるように、閉ループ制御システムは、画像計測システムの光源の出力照明光強度を特定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。したがって、これら従来の閉ループ制御システムは、瞬間駆動電流、光源の経年数、周囲温度等の変化のために所望の出力照明光強度から変動するのを防止するものであった。このように、１つの空間的に固定された光源及び実際の被測定物に関するレベルを決定することは可能である。
【０００５】
しかしながら、この単純な再現性のある照明の制御形式が可能である場合であっても、最適光源の設定を検索することは、照明の調整、各ビデオフレームの取込み、及び各ビデオフレームの評価に関する各工程が、有限の時間を必要とするので問題が多い。特に広く使用されているハロゲンライトは、駆動電流の変化後からその出力が安定するまでに時間を必要とする。つまり、従来より、被測定物及び１つの固定光源に関して満足し得る光を選択するためのアプローチはいくつか存在するが、遅れを伴うので、この遅れが画像計測システムの有効なスループットを低下させることがある。
【０００６】
また照明のいわゆる画像融合により、巨視的な合成画像を生成する方法も知られている。この方法は、一般に、被測定物の異なるサブ領域が同時に適切に照明されない実例を扱うが、異なる複数の各サブ領域を、関心領域の随所が適切に照明された１つの巨視的画像に合成することが望ましい。このような巨視的画像は、被測定物の強調された定性的情景を提供し得る。この方法では、光源を系統的に変化させ、関心領域の画像を複数取込む。取込後、各サブ領域について、取込まれた複数の画像の中から最良の画像を決定し融合することにより、随所が良好に照明されているであろう巨視的な合成画像に合成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の方法を用いたのでは、各画像毎に照明設定を選択することは極めて問題が多い。
【０００８】
すなわち、ハードウエア照明設定及び画像の取込みを、網羅的かつ系統的に変化させて、各サブ領域について少なくとも１つの許容可能な画像が取込まれる。この系統的な変化は、従来の試行錯誤と同様、多くの時間を要するので、より高いスループットが恩恵をもたらす多くの画像計測システムの操作に不適切である。
【０００９】
さらに、従来方法では、適当数の、粗い系統的な変化で取込まれたあるハードウエア照明設定、及び画像の取込みが、任意の特定サブ領域に対して最適な照明設定と正確に一致する可能性は低いので、任意の特定サブ領域に関して最適な画像を得るのにはあまり適していない。この一致する可能性は、複数の異なる光源を考慮すると、より低くなるのに対し、多くの画像計測の応用では、個々のサブ領域について、最適な設定を達成することが最も重要な課題となる。
【００１０】
しかも、複雑な融合プロセスが合成画像に予期しない結果をもたらすこともあり、これは一般に、被測定物の特徴の正確な定量解析を必要とする応用では、許容することができない。
【００１１】
このようにスループット、最終画像の定量的な正確性、及び予測不能な被測定物の特徴並びに構成の問題を考慮すると、従来方法を用いたのでは、関心領域に対し最適な照明設定を得ることができない。この問題は、複数の光源を用いるときには、より深刻な問題となり、特に完全自動化のオフラインパートプログラム生成システムの設計では、重要な課題になる。
【００１２】
つまり、この種の分野では、コスト或いは時間を消費しても、各種光源の所望の照明設定の検索、例えば標準の検索若しくは新規の検索を行い、画像を要求画像特性で正確に取込む必要がある。しかしながら、従来方法のように複数光源の最適設定の組合せを試行錯誤で検索していたのでは、時間がかかるので、各ランプの出力電力の変化を生じ、また試験画像の取込み及び評価待ちが面倒である。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は複数の異なる照明の最適な照明設定の組合せを容易に及び正確に決定することのできる画像計測システム及び方法、並びにそれに用いられる記録メディア及び搬送波を提供することにある。
【００１４】
【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かかる画像計測システムは、照明装置と、撮像装置と、照明光強度制御装置と、を備えた画像計測システムにおいて、前記照明光強度制御装置は、実際に前記照明装置の照明設定を変えて撮像手段で撮像しておいた前記被測定物の少なくとも関心領域の複数の実画像に基づいて、前記撮像装置で撮像される該被測定物の少なくとも関心領域の画像が要求画像特性を満たすように、該被測定物の少なくとも関心領域を照明することのできる最適照明設定を決定し、前記照明光強度制御装置は、複数の異なる照明光強度で撮像された前記実画像を基本画像として予め取込み記憶する画像記憶部と、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の仮想画像をシミュレーションにより決定し、前記仮想画像が要求画像特性を満たすか否かを評価し、前記仮想画像が要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正するコントローラと、を備え、前記コントローラは、少なくとも１つの前記仮想画像が要求画像特性を満たすまで、修正した前記予測照明設定を用いて前記仮想画像を決定し、評価することを繰り返して、要求画像特性を満たす仮想画像の前記予測照明設定を前記最適照明設定とすることを特徴とする。
ここで、前記照明装置は、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能とする。
また、前記撮像手段は、前記照明装置により照明された前記被測定物の少なくとも関心領域の実画像を撮像する。
前記照明光強度制御措置は、前記照明装置の照明設定を制御する。
【００１５】
なお、本発明において、前記照明装置は、複数の光源を有し、前記光源毎に照明光強度を調整可能に設けられ、前記コントローラは、前記予測照明設定と選択された基本画像とに基づいて、現在の予測照明設定で前記光源の一つを実際に照明した場合に得られるであろう画像の画素の画像値を決定するとともに、前記光源ごとに決定した前記画像値を現在の画素の画素値に加算するものとし、前記仮想画像は、前記光源ごとの前記画像値が加算された全画素値によって表現されることが好適である。
【００１６】
また、本発明において、前記コントローラは、前記予測照明設定及び少なくとも２つの前記基本画像の組合せに基づいて、前記仮想画像をシミュレーションにより決定し、前記組合せは、少なくとも２つの実画像の対応画素の画像値間を補間することにより得られた補間画像値を持つ対応画素で構成される補間画像を含むことが好適である。
【００１７】
また、本発明において、前記組合せは、少なくとも２つの実画像の対応画素の画像値間を補間することにより得られた補間画像値を持つ対応画素で構成される補間画像を含むことが好適である。
【００１８】
また、本発明において、前記補間画像の各画素の補間画像値は、少なくとも２つの実画像の実際の照明設定、及び予測最適照明に基づいていることが好適である。
【００１９】
また、本発明において、前記予測最適照明設定は、照明ベクトルを含み、前記最適照明設定は、前記複数の実画像のうちの、少なくとも２つの実画像の、少なくとも一通りの組合せの評価に基づいて選択された照明ベクトルを含むことが好適である。
【００２０】
また、本発明において、前記評価は、前記複数の実画像のうちの、少なくとも２つの実画像の、少なくとも一通りの組合せが、前記関心領域が要求画像特性を満たすか否かの解析を含むことが好適である。
【００２１】
また、本発明において、前記複数の実画像は、それぞれ少なくとも前記関心領域を含むことが好適である。
【００２２】
また、本発明において、前記照明装置は、前記最適照明設定に基づいて制御されることが好適である。
【００２３】
また、本発明において、前記最適照明設定は、少なくとも前記関心領域を含む画像を得る時に用いられることが好適である。
【００２４】
また、本発明において、前記照明光強度制御装置は、ユーザのマニュアル制御及びプログラム命令下の自動制御のうちの、少なくとも一方の制御により操作されることが好適である。
【００２５】
また、本発明において、前記照明光強度制御装置は、前記プログラム命令下の自動制御中に、少なくとも１つの最適照明設定を決定するために操作されることが好適である。
【００２６】
また、本発明において、前記プログラム命令下の自動制御中に決定される最適照明設定は、前記照明装置の制御、並びに、現在及び過去の照明設定の比較のうちの、少なくとも一方に用いられることが好適である。
【００２７】
また、本発明において、前記照明光強度制御装置は、画像計測システムにおけるコンピュータ化コントロールシステムの構成部材であり、前記コントロールシステムは、制御命令生成システムを含み、前記制御命令生成システムは、前記照明光強度制御装置を動作可能であり、パートプログラム、検査プログラムの制御命令、及び照明光強度制御装置により決定された最適照明設定に基づく照明装置の制御命令のうちの、少なくとも１つを生成することが好適である。
【００２８】
また、本発明において、前記制御命令生成システムは、少なくとも１つの画像解析ツールを含み、該画像解析ツールに関連付けされた少なくとも１つの特性に従って、要求画像特性及び関心領域のうちの、少なくとも一方が定義されることが好適である。
【００２９】
また、本発明において、前記照明装置は、透過照明、落射照明、リング照明及びプログラム制御リング照明のうちの、少なくとも２つの照明を含むことが好適である。
【００３０】
また、本発明において、前記照明装置は、それぞれ異なる有色光を放射する複数の光放射素子を含む１つの照明デバイスを備えることが好適である。
【００３１】
また前記目的を達成するために本発明にかかる画像計測方法は、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムの最適照明設定の決定に用いられる画像計測方法において、前記最適照明設定は、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる。取込工程と、決定工程と、評価工程と、修正工程と、を備え、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすまで、前記決定工程、前記評価工程、及び前記修正工程を繰返すことを特徴とする。
ここで、前記取込工程は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、前記被測定物の少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込む。
また前記決定工程は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの基本画像に基づいて、少なくとも前記関心領域の画像結果を決定する。
前記評価工程は、前記画像結果が要求画像特性を満たすか否かを評価する。
前記修正工程は、前記画像結果が要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正する。
【００３２】
なお、本発明において、前記照明装置は、複数の光源を含み、前記取込工程は、選択工程と、駆動工程と、を含むことが好適である。
ここで、前記選択工程は、前記複数の光源の中から１つの光源を選択する。
また前記駆動工程は、前記選択光源を、各基本画像に対応する複数の選択照明光強度値のうちの、少なくとも１つの選択照明光強度値で駆動する。
【００３３】
また、本発明において、前記駆動工程は、前記選択光源を、選択範囲内の複数の異なる照明光強度値で駆動することが好適である。
【００３４】
また、本発明において、前記選択範囲内の複数の異なる照明光強度値は、８つよりも少ない照明光強度値であることが好適である。
【００３５】
また、本発明において、前記取込工程は、前記複数の光源の中から少なくとも２つ単位で光源を選択することを含むことが好適である。
【００３６】
また、本発明において、前記画像結果は、前記実画像を用いて、シミュレーションにより得られた仮想画像を含むことが好適である。
【００３７】
また、本発明において、前記現在の予測照明設定は、それぞれ照明ベクトルを含み、前記照明ベクトルは、該照明ベクトルに含まれる各光源に対する、少なくとも１つの照明光強度を含むことが好適である。
【００３８】
また、本発明において、前記仮想画像は、シミュレーションされる複数の選択画素に対して決定され、前記仮想画像の決定は、識別工程と、選択工程と、決定工程と、組合工程と、を含み、シミュレーションされる、選択された複数画素の画像値の総和が、ゼロ以外の照明光強度値を持つ照明ベクトルに含まれる光源の画像値の総和を含むまで、前記識別工程、前記選択工程、前記決定工程、及び前記組合工程を繰返すことが好適である。
ここで、前記識別工程は、シミュレーションされる複数の選択画素の中から現在の１つの選択画素を識別する。
また、前記選択工程は、前記照明ベクトルに含まれる現在の光源の照明に対応する、少なくとも１つの基本画像を選択する。
前記決定工程は、前記照明ベクトルに含まれる現在の光源及び照明光強度による照明に対応する、少なくとも１つの選択された基本画像に基づいて、画像値の総和に加える、現在の画素の画像値を決定する。
前記組合工程は、前記決定工程で得られた画像値を、現在の画素に対してシミュレーションされた画像値の総和に加える。
【００３９】
また、本発明において、前記選択工程で選択された少なくとも１つの基本画像は、前記現在の光源の少なくとも２つの異なる照明光強度値にそれぞれ対応する少なくとも２つの基本画像を含み、前記決定工程は、前記選択工程で選択された基本画像の現在の画素の画像値、該選択された基本画像に対応する現在の光源の照明光強度値、及び前記現在の照明ベクトルに含まれる現在の光源の照明光強度値に基づいて、補間により、前記現在の画素について、画像値の総和に加える画像値を決定することが好適である。
【００４０】
また、本発明において、前記取込工程は、１回目の繰返し中に、１回目の複数の基本画像の取込を行い、各繰返し毎に、少なくとも１つの追加の基本画像を取込む。前記現在の予測照明設定は、現在の繰返しに対応する現在の照明設定群を含み、少なくとも照明設定群に関する画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、或いは前記現在の照明設定群に関する画像結果を評価し、評価された画像結果の全てが要求画像特性を満たさないと判断されるまで、前記決定工程、前記評価工程、及び前記修正工程を繰返す。評価された画像結果の全てが要求画像特性を満たさないと判断されると、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすまで、前記取込工程、前記決定工程、前記評価工程、前記修正工程、及び前記繰返しを実行することが好適である。
【００４１】
また、本発明において、前記修正工程は、前記画像結果が要求画像特性を満たさないと判断された時のみ、現在の予測照明設定を修正し、要求画像特性を満たす画像結果が得られる現在の予測照明設定を、前記最適照明設定とすることが好適である。
【００４２】
また、本発明において、前記修正工程は、前記画像結果が要求画像特性を満たさないと判断される、或いは最適された予測照明設定に関する画像結果の評価を完了するまで、前記現在の予測照明設定を修正する。１つの所望画像に対応する予測照明設定が複数識別された時は、該複数の予測照明設定の中から要求画像特性に対し最も良好な画像結果が得られる予測照明設定を、最適照明設定として選択する選択工程を含むことが好適である。
【００４３】
また、本発明において、前記要求画像特性を持つ所望画像を得るための最適照明設定に基づいて、前記照明装置を制御する制御工程を含むことが好適である。
【００４４】
また、本発明において、前記要求画像特性は、前記関心領域内のエッジ特徴に対応する階調度、輝度、及びコントラストのうちの、少なくとも１つの画像特性を含むことが好適である。
【００４５】
また前記目的を達成するために本発明にかかる記録メディアは、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムを記憶する記録メディアである。前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含むことを特徴とする。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また、前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されるまで、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令、及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
【００４６】
また前記目的を達成するために本発明にかかる搬送波送信装置は、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに送信する搬送波送信装置であって、前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含むことを特徴とする。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また、前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
また前記目的を達成するために本発明にかかる搬送波受信装置は、搬送波送信装置より送信されてきた、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに受信させる搬送波受信装置であって、前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含むことを特徴とする。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、実際に観察される被測定物が画像計測システムの全体的な視野内に配置される。所望の解析に応じて、関心領域を含む被測定物の全体又はその特定の一部が、画像計測システムの複数光源のうちの少なくとも１つの光源を照明設定を用いて照明され、被測定物の全体又はその特定部分の実画像が複数取込まれる。取込まれた画像はそれぞれ、少なくとも１つの光源を、複数の異なる駆動値で駆動することにより、異なる照明光強度で照明されたものである。これは、必要に応じて各光源について繰返される。本実施形態において、前述のようなプロセスでは、各光源が他の光源とは独立して用いられ、変更される。
【００４８】
本実施形態では、複数光源を任意の組合せで用い、しかも各光源の出力強度を任意の組合せで用いて被測定物の全体又はその特定部分に対する複数光源の照明効果を決定するため、シミュレーションを行う。所望のシミュレーション結果を得るために、ユーザは、被測定物の全体又はその特定部分について取込まれた画像に対してシミュレーションを行い、画像解析ツールに関連付けされた特定の測定基準を定義したり選択したりする。またユーザは、被測定物の全体又はその所望の特定部分について取込まれた画像データの特定部分を定義する。シミュレーションでは、複数光源の組合せと共に、各光源毎に個別の駆動強度が選択される。本実施形態では、選択光源のいずれかに関して、取込まれたいずれかの画像とも正確に対応しないレベルでその光源が駆動された時には、選択駆動値での光源の照明光強度値が、２つ以上の実際の強度値間で補間される。
【００４９】
補間後のシミュレーションにより得られた仮想画像は、画素毎に組合され、実際の被測定物が選択駆動値で駆動される各選択光源で実際に照明された場合に、画像取込デバイスにより受光される被測定物からの正味の照明光強度値が決定される。決定後、画像解析に用いられる選択画素に対応する、シミュレーションにより得られた仮想画像の画素が評価され、選択光源を選択駆動値で駆動し、実際の部品を実際に照明したとき、選択光源、及び該各選択光源の選択駆動値が、実際の部品に対し所望の照明品質をもたらすか否かが決定される。
【００５０】
例えば、本実施形態において、ユーザは、画像特性の測定基準として、関心する走査ライン内の最大ピーク照明光強度勾配の最大化を定義することができる。そのほかの測定基準としては、走査ラインに沿って全体的な変動、つまりテクスチャを最少に抑える一方、エッジピーク高さの最大化が考えられる。選択される測定基準に応じて、単純な方法からより複雑な方法まで、各種の検索方法は、シミュレーション中或いは該シミュレーション後に行うことができる。さらに、この検索は、部品が不透明であり、透過照明を遮断している等の、既知の情報により、拡張することができる。
【００５１】
この結果、従来方法では、最終的な合成画像を生成するために大量の画像を取込んでいた。この最終合成画像は、特定の関心サブ領域の過去の最良画像より、良好になる可能性はなく、正確な定量定性解析が困難となる。
これに対し、本実施形態では、遅いハードウエアによる試行錯誤が最小限まで低減され、或いは完全に省略されており、比較的限定数の画像を取込み、最終的な実画像の取込みに用いることができるハードウエア設定を迅速に決定することが可能となる。これらのハードウエア設定は、最終的な実画像の特定の関心サブ領域における正確な定量定性解析に関して選択することが可能となる。
【００５２】
以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施形態にかかる画像計測システムの概略構成が示されている。
同図に示す画像計測システム１００は、画像計測システム構成要素部１１０と、コントロールシステム部１２０を含む。
【００５３】
画像計測システム構成要素部１１０は、中央に透明部１１２が設けられたステージ１１１を備える。
ステージ１１１上には、画像計測システム１００を用いて画像が取込まれる部品（被測定物）１０２が載置される。そして、複数の異なる光源（照明装置）１１５〜１１８からの照明光は、部品１０２に照射され、その部品１０２からの光は、レンズシステム１１３により集光される。また複数の異なる光源１１５〜１１８からの照明光の一部は、部品１０２に照射されずにそのままレンズシステム１１３により集光される。
そして、レンズシステム１１３により集光された光は、カメラシステム（撮像装置）１１４により撮像され、部品１０２の画像（実画像）を生成する。
前記光源は、例えば透過照明１１５、落射照明１１６、リング照明１１７又はプログラム制御リング照明１１８等の面ライト等がある。
【００５４】
前記光源１１５〜１１８は、個別に或いは組合せて制御可能な照明装置を構成する。この光源１１５〜１１８のうちの任意の１つの照明装置は、複数の異なる色の光源（光放射素子）を含む。例えば透過照明１１５は、赤色の光源、緑色の光源及び青色の光源を含む。透過照明１１５の各色の光源は、それぞれ電源１９０によって個別に駆動され、個別の光源として扱うことも可能である。
【００５５】
また前記照明装置が焦点調整可能な光源又は可動光源を含む場合には、最適な焦点又は可動光源の位置を識別するために、焦点調整要素の個々の位置又は可動光源の個々の位置を、個別の光源として扱うことができる。
なお、本発明の要旨の範囲内であれば、任意の単色光源、多色光源、固定光源、可動光源、焦点調整可能な光源を任意に組合せて用いることができる。
【００５６】
このように前記照明装置に含まれる各光源について前述した制御可能な様相の全ては、照明設定によって表現、制御が行われる。照明設定は、関連画像の取込みに用いられる特定の照明構成の表現、決定を行う。本実施形態においては、照明設定が照明ベクトルとして用いられることもある。
【００５７】
カメラシステム１１４により取込まれた画像は、信号線１３１を介してコントロールシステム部（照明光強度制御装置）１２０に出力される。
コントロールシステム部１２０は、コントローラ１２５と、入出力インタフェース１３０と、メモリ１４０と、パートプログラム作成／出力器（制御命令生成システム）１７０と、入力光強度命令値変換器１８０と、電源１９０を備える。
前記各構成部材は、データ（制御）バス１３６を介して直接或いは、相互接続されている。
前記カメラシステム１１４からの信号線１３１は、入出力インタフェース１３０に接続される。この入出力インタフェース１３０には、信号線１３３を介してディスプレイ１３２が接続される。またこの入出力インタフェース１３０には、信号線１３５を介して入力デバイス１３４が接続される。ディスプレイ１３２、入力デバイス１３４を用いて、パートプログラムの表示、作成及び修正、並びにカメラシステム１１４により取込まれた画像の表示、画像計測システム構成要素部１１０を直接制御することができる。
なお、予め定義されたパートプログラムを備える完全自動化システムでは、ディスプレイ１３２、入力デバイス１３４、対応信号線１３３，１３５等を省略可能である。
【００５８】
前記メモリ１４０は、属性記憶部１４１と、設定履歴記憶部１４２と、関心領域定義記憶部１４３と、パートプログラム記憶部１４４と、画像記憶部１４５を備える。
【００５９】
前記属性記憶部１４１は、要求画像特性を得るために調整された光源を識別するデータ、各光源１１５〜１１８を動作させる動作モードを定義するデータ、部品１０２を照明する識別光源が更なる調整を必要としているか否かを決定するための測定基準として用いられる画像特性を定義するデータ、及び関心領域内の画像データにフィルタ処理を行うべきか否かを定義するデータを記憶している。
前記設定履歴記憶部１４２は、各種光源１１５〜１１８の過去の設定を記憶している。これらの設定は、パートプログラム作成／出力器１７０が光源１１５〜１１８の設定を調整する前に保存される。
前記関心領域定義記憶部１４３は、図３に示した画像解析ツール３００等のような測定ツールのパラメータ等を含めて、取込み領域内の関心領域の位置を定義するデータを記憶している。
前記パートプログラム記憶部１４４は、特定の部品１０２に対する画像計測システム１００の動作の制御に用いられるパートプログラムを記憶している。
前記画像記憶部１４５は、画像計測システム１００の動作時にカメラシステム１１４を用いて取込まれた画像を記憶する。
【００６０】
本実施形態では、画像計測システム１００に自動プログラム操作を用いた場合を想定しているが、画像計測システム１００の各工程の実行中或いはマニュアル操作中に、入力デバイス１３４を介して照明コマンドが入力された場合であっても、前記自動プログラム操作を用いた場合とほぼ同様の動作を行わせることができる。
さらに、本実施形態にかかる画像計測システム１００は、各種パラメータに適合することができる。
以下、画像システムの構成及び被測定物は既知であるか、予測可能であり、全ての焦点条件がすでに満たされており、光源の位置及び向きは部品１０２に対して固定されている場合について説明する。
【００６１】
画像計測システム１００のプログラマは、ステージ１１１上に載置された部品１０２等の特定の部品１０２を照明し、その部品１０２の画像を取込みたいとき、取込まれた画像に、一又は二以上の特定画像特性が含まれる場合には、プログラマは、画像計測システム１００を操作してパートプログラムを作成する。そして、プログラマは、通常、特定の画像解析タスクを制御する多くの画像計測や、例えば図３に示すような画像解析ツール等の解析ツールの選択と定義を行う。
【００６２】
パートプログラミング中にオペレータが解析ツールをセットアップするとき、取込まれた画像の必要な測定値を決定するのに用いられる走査ライン又は走査エリアがそのツール内に定義される。
具体的には、パートプログラムは、部品１０２の特定部分がカメラシステム１１４の視野内に、所望の焦点状態で収まるように、画像計測システム１００に対してステージ１１１、カメラシステム１１４の操作を行わせる。
次にパートプログラム作成／出力器１７０はコントローラ１２５の制御により、カメラシステム１１４に命令を与え、部品１０２の画像の取込み、取込まれた画像のコントロールシステム部１２０への出力を行わせる。
次に、コントロールシステム部１２０は、コントローラ１２５の制御により、取込まれた画像を入出力インタフェース１３０を介して入力し、取込まれた画像をメモリ１４０の画像記憶部１４５内に記憶する。
次に、コントローラ１２５は、取込まれた画像を表示デバイス１３２上に表示する。
【００６３】
画像計測システム１００は、パートプログラムを用いて、部品１０２の画像を取込み、取込まれた画像が要求画像特性を持つような照明条件を決定するため、従来方法では、要求画像特性が得られるまで、照明条件を系統的に変化させていた。
図２には従来のマルチチャンネル照明設定の決定方法を概説するフローチャートが示されている。この従来方法においては、各照明設定毎に実際のビデオデータが解析される。
【００６４】
まず関心画像領域、画像特性の許容値が入力される（Ｓ１０３）。
この許容値は、関心画像領域、画像特性の許容範囲、つまり選択された光源の照明設定をそれ以上調整する必要がない許容範囲を表す。
そして、照明ベクトルＬ、すなわち光源の照明設定が初期化される（Ｓ１０５）。
照明ベクトルＬは、各光源について１つの入力を含んでおり、各入力はその光源の照明出力に対応している。前述のように光源に含まれる各色の光源、或いは光源内に別体で配置された制御可能な光源は、個別の光源として考えることができる。
次に、画像計測システム１００の光源の照明出力が、照明ベクトルＬで定義されたレベルに設定される（Ｓ１０７）。
【００６５】
そして、光源が安定状態に達したか否かが判断される（Ｓ１０９）。
すなわち、ハロゲン光源等を用いると、駆動電流を変化させると照明出力が安定するまでに時間を必要とするので、Ｓ１０９では、光源の照明出力が安定状態に達したか否かが判断される。
ここで、光源が安定状態に達していないと判断されると、全ての照明が安定状態に達するまで、制御はＳ１０９にとどまる。全ての光源が安定状態に達したと判断されると、関心画像領域Ｉを含む画像が取込まれる（Ｓ１１１）。
次に、関心領域Ｉの画像解析を行って、目的関数ｆ（Ｉ）の値、スカラー出力を決定する（Ｓ１１３）。
次に、目的関数ｆ（Ｉ）が、選択或いは予め決定しておいた許容範囲内に含まれるか否かが判断される（Ｓ１１５）。
目的関数ｆ（Ｉ）が許容範囲内に含まれると判断されると、Ｓ１１９にジャンプし、一方、許容範囲内に含まれないと判断されると、Ｓ１１７に進む。Ｓ１１７では、照明ベクトルＬが修正され、Ｓ１０７に戻る。
【００６６】
一方、Ｓ１１９では、要求画像特性を持つ画像の取込みが行えるように、部品１０２を照明することのできる照明ベクトルとして、現在の照明ベクトルＬが決定され、終了する。
【００６７】
前述のように従来方法では、部品の画像の要求画像特性での取込みを可能にする照明条件を、ハードウエア制御の調整と実画像の取込みに基づいて決定していた。
これに対し、本発明においては、部品１０２の画像の要求画像特性での取込みを可能にする照明条件を、仮想シミュレーションを用いた照明条件の変更及びシミュレーションされたビデオデータの解析により決定している。
図４には本発明の第一実施形態にかかる画像計測方法の概略のフローチャートが示されている。
本実施形態では、シミュレーションされたビデオデータを用いて、画像の取込みが要求画像特性で行えるマルチチャンネル照明設定が決定される。
【００６８】
まず関心画像領域、画像特性の許容値が定義される（Ｓ３００）。
定義後、基本画像の取込工程（Ｓ４００）を行う。
すなわち、取込工程（Ｓ４００）では、ある光源をある電力レベルで駆動し、部品１０２を照明した時の画像の取込みを、複数の異なる電力レベルについて行うことにより、多くの基本画像が取込まれる。
【００６９】
次に、シミュレーションに用いられる照明ベクトルＬ（予測照明設定）が初期化される（Ｓ５００）。
この照明ベクトルＬは、シミュレーションに用いられる各光源の各制御可能な様相に対応する少なくとも１つの入力を含む。すなわち、この照明ベクトルＬは、シミュレーションに用いられる各光源の照明出力に対応する少なくとも１つの入力を含む。前述したように光源に含まれる各色の光源、或いは光源に別体で配置された制御可能な光源をはじめ、配置変更可能若しくは焦点調整可能な光源の個別の配置若しくは焦点構成は、個別の光源と考えることができる。
【００７０】
次に、組合工程（Ｓ６００）を行う。
すなわち、組合工程（Ｓ６００）では、部品１０２を照明する光源を備えたシミュレーションにより、現在の照明ベクトルＬの条件下で取込まれた複数の基本画像を組合せ、少なくとも関心領域を含む仮想画像をシミュレーションにより生成する。
次に、生成後、決定工程（Ｓ７００）を行う。
すなわち、前記決定工程（Ｓ７００）では、シミュレーションにより得られた仮想画像の関心領域Ｉの画像解析が行われ、目的関数ｆ（Ｉ）の値が決定される。
決定後、評価工程（Ｓ８００）を行う。
すなわち、評価工程（Ｓ８００）では、目的関数ｆ（Ｉ）が、選択若しくは予め決定しておいた許容範囲内に含まれているか否かが判断される。
目的関数ｆ（Ｉ）が許容範囲内に含まれないと判断されると、修正工程（Ｓ９００）にジャンプする。許容範囲内に含まれると判断されると、Ｓ１０００に進む。
【００７１】
修正工程（Ｓ９００）では、照明ベクトルＬの修正が行われ、Ｓ６００に戻る。
これに対し、目的関数ｆ（Ｉ）が許容範囲内に含まれると判断されると、Ｓ１０００では、現在の照明ベクトルＬが、要求画像特性の取込みが行えるように、部品１０２を照明することのできる最適照明ベクトル（最適照明設定）として決定され、終了する。
【００７２】
シミュレーションにより得られた仮想画像が各種のデータ表現を持ち得る。さらに特定の画像若しくはシミュレーションにより得られた仮想画像について、要求画像特性が得られるか否かを決定する各種の評価が、これまでシミュレーションにより得られた仮想画像の構成に予想されていたデータの一部だけ、或いはそのデータから抽出された特定の測定基準だけしか必要としないこともあり得る。
【００７３】
このように本実施形態では、評価が行われる画像結果として、シミュレーションにより生成された仮想画像を想定している。
このため、本実施形態では、部品の画像の要求画像特性での取込みを可能にする最適照明条件をハードウエア制御の調整と実画像の取込みに基づいて決定していた従来方法に比較し、より容易に及び正確に決定することができる。
なお、他の実施形態においては、画像結果が、シミュレーションにより生成された仮想画像とは一般に認識できない各種の形式となり得る。
例えば、目標とする要求画像特性に応じて、シミュレーションにより得られた仮想画像の表現、若しくは生成を必要とすることなく、目的関数又は別の形式の画像結果が、基本画像及び照明ベクトルから直接演算される。
このような画像結果は、特定の照明設定により要求画像特性が得られるか否かの決定に使用可能であれば、シミュレーションにより生成された仮想画像の範囲内に含まれる。それに含まれないとしても、本発明の要旨の範囲内には含まれる。
【００７４】
図５には前記図４に示された基本画像の取込方法をより詳細に説明するフローチャートが示されている。
まず基本画像の取込（Ｓ４００）後、光源の選択が行われる（Ｓ４０１）。
すなわち、Ｓ４０１では、光源の総数が、ユーザが部品１０２を照明するのに使用したい各種光源の数に設定された後、或いは画像計測システムの照明構成に従って定義されたデフォルト条件に設定された後、１番目の光源又は次の光源が、測定を行う現在の光源として選択される。
次に、現在の照明光強度値を、予め決定しておいた初期値に設定する（Ｓ４０３）。
例えば、照明光強度値の初期値を０パーセントに設定する。
次に、現在の光源を現在の照明光強度値で駆動し、その光出力強度を得る（Ｓ４０５）。
【００７５】
次に、画像データの取込と記憶を行う（Ｓ４０７）。
すなわち、Ｓ４０７では、現在の光源を現在の照明光強度値で駆動することにより照明された関心画像領域Ｉを含む部品１０２の画像が取込まれ、メモリ内に記憶される。
次に、照明光強度値の増加を行う（Ｓ４０９）。
すなわち、Ｓ４０９では、予め決定若しくは選択しておいた照明光強度値の増分だけ、光の出力強度値が増加される。
【００７６】
次に、現在の光源の光出力強度値が、選択若しくは予め決定しておいたレベルを超えているか否かを判断する（Ｓ４１１）。
ここで、現在の光源の光出力強度値が、選択若しくは予め決定しておいたレベルを超えていないと判断されると、Ｓ４０５に戻り、一方、レベルを超えていると判断されると、Ｓ４１３に進む。
この光出力強度値は、８つの独立した光出力強度値があれば、ほとんどの光源の特性を決定するのに充分である。光源の挙動に関する知識に基づく特定の動作条件、特定の前提の下においては、３つ以下の少ない独立した光出力強度値であっても、特定の光源の特性を決定するには充分である。
Ｓ４１３では、全ての光源を現在の光源として選択したか否かを判断する。全ての光源の選択が済んでいないと判断されると、Ｓ４０１に戻り、済んでいると判断されると、Ｓ４１５に進み、Ｓ５００に戻る。
【００７７】
各光源の相加効果を測定するとき、光源は、部品１０２の反射関数に影響を与えないと仮定することができる。また例えばブルーミング等の画像取込みの欠陥も無視することができる。これらの条件下で、１つの画素において測定された光強度は、下記の数式１で記述される。
【数１】
I(x,y)＝Rworkpiece(x,y) ×Lcoax(x,y)＋Rworkpiece(x,y)×Lstage(x,y)＋Rworkpiece(x,y)×Lring(x,y)
（１）
ここで、前記Ｉ（ｘ，ｙ）：シミュレーションにより得られた仮想画像における画素（ｘ，ｙ）の画像値
Ｒ（ｘ，ｙ）：座標（ｘ，ｙ）における画素に対応する被測定物のスカラー反射率
Ｌｎ（ｘ，ｙ）：画像座標（ｘ，ｙ）に対応する被測定物の位置に対するｎ番目の光源の寄与率
【００７８】
前記数式１は、光源の任意の組合せによって作られるビデオ走査ラインが、現実的に予測可能であることを明らかにしている。したがって、シミュレーションされたビデオ走査ラインは、複数の光源を用いて取込まれた部品の画像に要求画像特性が含まれるような照明条件を決定するのに充分に用いることができる。
本発明者は、関心領域の実画像に関する照明設定の決定に、この手順が用いることができることを検証した。また得られた画像が、各種の被測定物の特徴及び特性の正確な定量解析に役立つことを検証した。
【００７９】
図６には図４に示されたシミュレーション方法をより詳細に説明するフローチャートが示されている。
画像データのシミュレーション（Ｓ６００）後、まず関心領域、光源のリスト、及び各光源の現在の照明ベクトルＬを入力する（Ｓ６０１）。
次に、識別工程（Ｓ６０３）を行う。
すなわち、識別工程（Ｓ６０３）では、ユーザは、シミュレーションしたい画素の総数を入力する。
次に、組合せる光源の総数が設定される（Ｓ６０５）。
ここで、ユーザは、使用する複数光源の数、若しくは画像計測システムの照明構成に従って定義されたデフォルト条件、或いはその他の光源の指定された組合せを用いる。
【００８０】
設定後、選択工程（Ｓ６０７）が行われる。
すなわち、選択工程（Ｓ６０７）では、シミュレーションを行う現在の画素として、１番目の画素若しくは次の画素が選択される。
次に、シミュレーションされる現在の画素について、初期画素画像値が設定される（Ｓ６０９）。
次に、Ｓ６０１でリストされた光源の現在の光源として、１番目の光源又は次の光源が選択される（Ｓ６１１）。
【００８１】
選択後、決定工程（Ｓ６１３）が行われる。
すなわち、前記決定工程（Ｓ６１３）では、現在の照明ベクトルＬで駆動された現在の光源について、シミュレーションされる現在の画素の現在の画像値が決定される。
すなわち、Ｓ６１３では、現在の照明ベクトルＬが、予め取込んでおいた基本画像の１つに正確に対応する現在の光源の照明光強度値を示していれば、現在の画素に対する画像値は、予め取込んでおいた対応基本画像の画素の画像値に等しい。
これに対し、現在の光源の現在の照明ベクトルＬの値が、正確に対応する予め取込んでおいた基本画像がなければ、現在の照明ベクトルＬで定義される現在の光源に対する照明光強度値のすぐ両隣に存在する強度値を持つ、予め取込んでおいた基本画像が選択される。
そして、現在の照明ベクトルで定義される現在の光源の照明光強度値と、予め取込んでおいた基本画像の照明光強度値に基づいて、現在の画素に対して選択された、予め取込んでおいた基本画像の対応画素の画像値間を補間することにより、現在の画素の画像値（補間画像値）が決定される。
【００８２】
現在の照明ベクトルＬで定義された現在の光源の照明光強度値が、予め取込んでおいた基本画像の照明光強度値のいずれにも正確に対応しないときには、すぐ両隣の、予め取込んでおいた基本画像だけではなく、該予め取込んでおいた基本画像の組合せを、現在の画素の画像値の決定に用いることもできる。
また、本実施形態においては、予め取込んでおいた基本画像の照明光強度値のいずれも、現在の照明ベクトルＬで定義された現在の光源の照明光強度値と正確に対応しない場合であっても、妥当な近似として、予め取込んでおいた基本画像内の対応画素の画像値を修正せずに用いることができる。これは、２つの照明光強度が特定の予め決定しておいた範囲若しくは選択範囲に含まれるとき、特に有用である。
このように、現在の光源が、現在の照明ベクトルＬで定義されている照明光強度で駆動されるとき、予め取込んでおいた任意の基本画像を、現在の画素の現在の画像値の決定に用いることができる。
【００８３】
組合工程（Ｓ６１５）では、Ｓ６１３で決定された現在の画像値を、現在の画素の画素値に加算する。
次に、最適されている光源の全てが現在の画素に対して選択されたか否かを判断する（Ｓ６１７）。
そして、選択されていない光源が残っていると判断されると、Ｓ６１１に戻る。全ての光源が選択されたと判断されると、Ｓ６１９に進む。
【００８４】
Ｓ６１９では、現在の画素の画素値が、現在の画素に対するシミュレーション値として、記憶される。
次に、シミュレーションを予定していた全ての画素の選択が済んだか否かが判断される（Ｓ６２１）。
そして、選択されていない画素が残っていると判断されると、Ｓ６０７に戻る。全ての画素の選択が済んだと判断されると、現在の照明ベクトル特性を用いて部品１０２を照明した場合に得られるであろう画像を表現するため、シミュレーションされた全画素値が決定され（Ｓ６２３）、終了する。
【００８５】
前記図３は前記取込まれた画像の一例を示し、本実施形態において用いることができる画像解析ツール３００の一例を示している。
すなわち、同図に示した画像解析ツール３００は、米国特許出願第０９／４８４，８９７号に示されているデュアルエリア画像特性ツールであり、これを本実施形態においては、一例として採用している。
図３に示されるように、デュアルエリア画像解析ツール３００は、連結棒３３０で連結された第一関心領域３１０及び第二関心領域３２０を含んでいる。
【００８６】
そして、ユーザは、教示モードで画像計測システムをマニュアル操作することができる。教示モードでは、関心領域３１０，３２０が、予め取込んでおいた画像の適正な部分を含むこと、連結棒３３０が例えばエッジ３５０のような、測定すべき重要な特徴部分を横切っていることを確実にするために、ユーザはデュアルエリア画像解析ツール３００を操作することができる。
ユーザは、デュアルエリア画像解析ツール３００の配置が適正であると判断すると、デュアルエリア画像解析ツール３００に関する目標値を設定する。
この目標値の設定は、例えば重要領域における画像特性に対してユーザが、主観的に好ましいとする評価が得られるまで、光源を調整することによって行われる。
【００８７】
次に、ユーザは、コントロールシステム部１２０に対して、パートプログラムに現在のツールパラメータの組込みを指示する。すると、パートプログラム作成／出力器１７０は、デュアルエリア画像解析ツール３００の現在の状態に基づいて、パートプログラム命令を生成する。次に、主観的に好ましいとされた現在の画像データから、画像品質又は画像特性に対応する値が決定される。
この値は、決定後、記憶され、数値の目標参照値として、パートプログラムの自動実行時にランタイム照明調整を制御する。
【００８８】
なお、前記８９７出願のデュアルエリア画像特性ツールと関連させて、本実施形態を用いることができる。
例えば、光源の調整、重要な領域の画像特性が好ましいと判断された時の評価、デュアルエリア画像解析ツール３００での目標値の設定、コントロールシステム部１２０に対する、パートプログラムへの現在のツールパラメータの組込みの指示のうちのいずれか、若しくは全てについて、ユーザに代わるもの、或いはユーザを補助するものとして、本実施形態を用いることができる。
【００８９】
このように本実施形態では、本発明を用いない時の動作上の限界、マニュアル特性にかかわらず、デュアルエリア画像解析ツール３００だけでなく、任意の画像解析ツールを拡張、自動化するために用いることができる。
【００９０】
さらに、本実施形態では、自動操作の可能性及び比較的高速な実行速度が得られるので、本実施形態をランタイムで実施することにより、予期しない周囲照明条件、照明装置の故障、及びプロセスのドリフト等の予測できない条件のチェック、調整等が行える。このような本実施形態の応用により達成することができる信頼性及び頑健さのレベルは、特に精密な自動画像計測システムでは、先例がない。
【００９１】
図７には本発明の第二実施形態にかかる画像計測方法を概説するフローチャートが示されている。本実施形態では、シミュレーションにより得られたビデオデータを用いて、要求画像特性を持った画像の取込みが可能な複数チャンネル照明設定を決定する例について説明する。なお、図７に示される本実施形態は、図４に示される実施形態に対応している。図５及び６は、図７に示される本実施形態と関連させて用いることができるが、図７に示される本実施形態では、さらに速度、及び柔軟性に優れている。
【００９２】
図７に示される本実施形態は、例えば全体的な手順の中で最も時間を要する工程の１つである実際のハードウエアデータの取込みを、実質的に最短にする対話式粗−精密検索手法を実施する上で特に好ましい。
本実施形態では、全体的な手順の実行時間が短縮されるので、非常に広い有用性及び利点が存在する。特に操作の自動化及びランタイム応用に関しては、特に有効である。
【００９３】
図７に示されるように、まず関心画像領域、画像特性の許容値が定義される（Ｓ１３００）。
次に基本画像が複数、取込まれる（Ｓ１４００）。
【００９４】
本実施形態では、光源の種類と該光源の駆動値の範囲を、画像計測システムに関する過去の経験、撮像される被測定物の等級に基づいて検索し、要求画像特性を持つ画像を最も高い頻度で生成した光源及び駆動範囲に設定する。
そして、選択された複数光源のうちの、１つの光源を用いて部品１０２を照明し、その照明により基本画像が複数、生成される。
前記選択光源は、まず選択範囲内において比較的粗い間隔で設定された限定数の複数の異なる電力レベルのうちの、１つの電力レベルで駆動される（駆動工程）。
本実施形態は、従来方法に比較し、シミュレーションを基本にしたシステムが充分に迅速に実行され、取込まれたデータが、目的関数に求められる要件を満たす設定のシミュレーションをサポートしない場合であっても、実質的に不利益がないので、本実施形態のアプローチが実行可能になる。
この場合、必要に応じて、大きな遅れを伴うことなく、追加の基本画像データの取込みが可能である。
【００９５】
次に、シミュレーションされる画像の照明ベクトルＬが初期化される（Ｓ１５００）。
すなわち、照明ベクトルＬは、仮想画像の生成において用いる、予め選択しておいた各光源毎に１つの入力を含み、各入力は、仮想画像を決定する光源によりシミュレーションされた照明出力に対応する。
次に、部品１０２を照明する選択光源を有するシミュレーションにより得られた仮想画像が、前記各実施形態と同様、現在の照明ベクトルＬに基づいて予め取込んでおいた複数の基本画像の組合せに基づいて、少なくとも関心領域に関して生成される（Ｓ１６００）。
次に、シミュレーションにより得られた仮想画像の関心領域Ｉが解析され、目的関数ｆ（Ｉ）の値が決定される（Ｓ１７００）。
【００９６】
次に、目的関数ｆ（Ｉ）が選択若しくは予め決定しておいた許容範囲内にあるか否かが判断される（Ｓ１８００）。
ここで、目的関数ｆ（Ｉ）が許容範囲内にないと判断されると、Ｓ１９００に戻り、許容範囲内にあると判断されると、Ｓ２２００にジャンプする。
【００９７】
前記Ｓ１９００では、特定の粗−精密検索手法に従って、シミュレーションの現在の繰返しに関してシミュレーションが予定されている全ての変更が照明ベクトルＬに対して行われたか否かが判断される。
ここで、予定していた照明ベクトルＬの全ての変更がシミュレーションされたと判断されると、粗−精密検索手法の現在の繰返しは失敗したことになるので、Ｓ２０００に進む。全ての変更がシミュレーションされていないと判断されると、Ｓ２１００にジャンプする。
【００９８】
Ｓ２０００では、粗−精密検索手法が次のレベルに移り、データ取込みパラメータをリファインすることにより正確な基本画像が追加される。
すなわち、追加の基本画像は、特定の粗−精密検索手法に従って、追加光源に対応するパラメータ、駆動範囲の拡張、駆動範囲内において間隔をより細かくした複数の異なる電力レベルによって提供される。
本実施形態によれば、最も効率の低いシナリオの場合であっても、図４に示された第一実施形態に従って、データ取込みパラメータが設定され、データの取込みが行われる。そして、制御はＳ１４００に戻る。
【００９９】
これに対し、前記Ｓ２１００では、照明ベクトルＬの修正が行われる。
すなわち、前記Ｓ２１００では、関連するシミュレーションプロセスが通常、非常に迅速に実行され、照明ベクトルＬに関して粗−精密検索手法から得られる利益がほとんどないので、粗−精密検索手法に従った照明ベクトルＬの修正を行わずに、系統的な修正が行われる。
しかしながら、他の各実施形態においては、任意の方法を用いて照明ベクトルＬに関する粗−精密検索手法を容易に実施することができる。
前記修正後、制御はＳ１６００に戻る。
【０１００】
前述のように、Ｓ１８００では、目的関数ｆ（Ｉ）が選択若しくは予め決定しておいた許容範囲内にあると判断されると、Ｓ２２００に進む。
Ｓ２２００では、要求画像特性を持つ画像の取込みが行えるように部品１０２を照明することのできる最適照明ベクトルとして、現在の照明ベクトルＬが決定され、本実施形態を終了する。
【０１０１】
このように本実施形態では、評価が行われる画像結果として、シミュレーションにより生成された仮想画像を想定している。
このため、本実施形態では、前記第一実施形態と同様、部品の画像の要求画像特性での取込みを可能にする照明条件を、ハードウエア制御の調整と実画像の取込みに基づいて決定していた従来方法に比較し、より容易に及び正確に決定することができる。
さらに、本発明の第二実施形態は、他の実施形態に比較し、実行速度をより高速化することができる。
なお、本実施形態において、前述のようにして決定された照明ベクトルは、全ての使用可能な選択枝の間で完全に最適化されないこともあるが、目的関数に対する要件の設定によっては、充分なものとなり得る。さらに、前記実施形態では、１つの光源を用いて基本画像が取込まれている。
【０１０２】
しかしながら、前記数式１は、さらに各基本画像毎に複数光源を用いて複数の基本画像を取込む場合も含む。
各基本画像は、取込まれた後、画像に対する適切な画像解析を通じて分解され、各光源の寄与率が解析される。
【０１０３】
以上のように本実施形態によれば、各光源の駆動値を多く登録しておき、それに合わせて基本画像を作っておけば、多数の基本画像及び現在の照明ベクトルに基づいて、部品の画像メージをシミュレーションできる。
つまり、本実施形態では、実際に画像計測システムで観察される被測定物は、画像計測システムの全体的な視野内に配置される。要求される画像解析に応じて、関心領域を含む被測定物の全体又はその一部が、画像計測システムの複数光源のうちの、少なくとも１つの光源を用いて照明される。被測定物全体或いはその特定部分の基本画像が取込まれるが、各基本画像の照明には、各光源について複数の異なる照明強度が用いられる。これが、画像計測システムの各光源のそれぞれについて繰り返される。シミュレーションにより得られた仮想画像は、現在の照明ベクトルに定義されている光源の照明光強度に基づいて、各基本画像を組合せることによって生成される。このシミュレーションにより得られた仮想画像を評価し、それが要求画像特性を満たすか否かを判断することができる。照明ベクトル、つまり予測照明設定は、シミュレーションにより得られた仮想画像が、要求画像特性を満たすまで修正することができる。要求画像特性を満たす照明ベクトルが得られると、この照明ベクトル、つまり最適照明設定を用いて、要求画像特性を有する被測定物の実画像を取込むことができる。
このため、本実施形態では、部品の画像の要求画像特性での取込みを可能にする照明条件を、ハードウエア制御の調整と実画像の取込みに基づいて決定していた従来方法に比較し、より容易に及び正確に決定することができる。
【０１０４】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内であれば、種々の変形が可能である。
例えば、前記各構成では、画像計測システム１００を用いた例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、任意の画像計測システムに適用することができる。
図１に示されたコントロールシステム部１２０は、本実施形態においてプログラムが組込まれた汎用コンピュータを用いて具体化される。
またこのコントロールシステム部１２０を、専用コンピュータ、プログラムが組込まれたマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、及び周辺集積回路要素、ＡＳＩＣ若しくはその他の集積回路、ディジタル信号プロセッサ、ディスクリート素子回路等のハードワイヤードの電子回路又は論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、若しくはＰＡＬ等のプログラマブル論理デバイス等をはじめ、或いはこれらに類似の手段に実装することもできる。
したがって、コントロールシステム部１２０は、有限状態マシンを具体化できる能力があり、図４〜６に示されたフローチャートを実施できる任意のデバイスを用いて実装することができる。
【０１０５】
図１に示されたメモリ１４０の変更可能な部分は、各実施形態において、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）若しくはダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）を用いられる。
しかしながら、このメモリ１４０は、例えばフロッピーディスク及びそのディスクドライブ、変更可能光ディスク及びそのディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ等を用いることもできる。
図１に示したメモリ１４０のスタティックな部分は、各実施形態において、ＲＯＭを用いられる。
しかしながら、このスタティックな部分は、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ＲＯＭディスク、ディスクドライブ、フラッシュメモリ、或いはその他、前述した変更可能メモリ等の他、不揮発性メモリを用いることもできる。
【０１０６】
このように図１に示したメモリ１４０は、変更可能メモリ、揮発性若しくは不揮発性メモリ、変更不能メモリ又は固定メモリの任意の適切な組合せを用いることができる。
変更可能メモリは、それが揮発性であるか不揮発性であるかによらず、ＳＲＡＭ若しくはＤＲＡＭ、フロッピーディスク及びそのディスクドライブ、書込み可能又は再書込み可能光ディスク及びそのディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ等のうちの、少なくとも１つを用いることができる。
同様に、変更不能メモリ若しくは固定メモリは、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ＲＯＭディスク、ディスクドライブ等のうちの、少なくとも１つを用いることができる。
【０１０７】
ここで、図１に示されたコントロールシステム部１２０の各回路は、適切にプログラムされた汎用コンピュータを構成する。それに代えて、図１に示されたコントロールシステム部１２０の各回路を、ＡＳＩＣ内の物理的に区別することができるハードウエア回路として、或いはＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、若しくはＰＡＬを用いて、又はディスクリート論理素子若しくはディスクリート回路素子を用いることができる。図１のコントロールシステム部１２０に示された回路の特定の形式は、設計上での選択となり、当業者であれば明白かつ予測可能なものとなる。
【０１０８】
さらに、コントロールシステム部１２０は、プログラムが組込まれた汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ等上で実行されるソフトウエアとすることができる。
このコントロールシステム部１２０は、画像計測システム１００内に埋込まれたルーチンとして、サーバ上に常駐するリソースとして、或いは類似の態様で実装することができる。
また、このコントロールシステム部１２０は、ソフトウエア、ハードウエアシステム内に物理的に組込むことこともできる。
【０１０９】
また、画像計測システムと結合可能なコンピューティングデバイス上で実行可能な制御プログラムは、例えば記録メディアに記憶されたもの、搬送波送信装置により送信されたもの、搬送波受信装置により受信されたもの等を用いることができる。
前記記録メディアは、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムを記憶する記録メディアである。
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。
前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含むことを特徴とする。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また、前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されるまで、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令、及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
【０１１０】
また前記搬送波送信装置は、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに送信する搬送波送信装置である。
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。
前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含む。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また、前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
また前記搬送波受信装置は、搬送波送信装置より送信されてきた、画像計測システムと結合可能なコンピュータ上で実行可能な制御プログラムをエンコードした搬送波を、該画像計測システムと結合可能なコンピュータに受信させる搬送波受信装置である。
前記制御プログラムは、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含む。
前記命令は、取込命令と、決定命令と、評価命令と、修正命令と、繰返命令と、を含む。
ここで、前記取込命令は、予め用意しておいた前記照明装置の複数の異なる照明光強度に合わせて、実際に前記被測定物の少なくとも関心領域を照明して撮像しておいた、少なくとも関心領域を含む基本画像を複数取込ませる。
また前記決定命令は、現在の予測照明設定及び少なくとも１つの前記基本画像に基づいて、少なくとも関心領域の画像結果を決定させる。
前記評価命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たすか否かを評価させる。
前記修正命令は、前記画像結果が前記要求画像特性を満たさないと判断されると、現在の予測照明設定を修正させる。
前記繰返命令は、少なくとも１つの画像結果が要求画像特性を満たすと判断されるまで、前記決定命令、前記評価命令及び前記修正命令の繰返しを実行させる。
前述のような記録メディア、搬送波送信装置、搬送波受信装置等の制御プログラムを用いた場合であっても、前記各実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる画像計測システム及び方法によれば、実際に照明装置の照明設定を変えて撮像手段で撮像しておいた被測定物の少なくとも関心領域の複数の実画像に基づいて、撮像装置で撮像される画像の関心領域が要求画像特性を満たすように、被測定物の少なくとも関心領域を照明することのできる最適照明設定を決定することとした。
この結果、本発明は、複数の異なる照明の最適照明設定の組合せを容易に及び正確に決定することができる。
また本発明においては、単一光源の光強度をサンプリングすることにより、その補間結果を合成することができ、その補間結果に基づいて、複数の異なる光源の最適照明設定の組合せを容易に及び正確に決定することができる。
また本発明においては、複数光源の組合せによる被測定物に対する照明効果をシミュレーションすることにより、例えば複数光源をそれぞれ複数の異なる光強度レベルでの実際の照明効果をサンプリングすることにより、被測定物に対する複数光源の照明効果をシミュレーションすることができ、複数光源の最適照明設定の組合せを容易に及び正確に決定することができる。しかも、本発明においては、比較的限定数の強度レベルでのサンプリングで済むので、前記複数光源の最適照明設定の組合せの決定を、より容易に決定することができる。
また本発明にかかる記録メディア、搬送波送信装置及び搬送波受信装置によれば、被測定物の少なくとも関心領域を照明し、その照明光強度を含む照明設定を調節可能な照明装置を備えた画像計測システムで、要求画像特性を満たす関心領域を含む所望画像を得るのに用いられる最適照明設定を決定させる命令を含むことにより、複数の異なる照明の最適照明設定の組合せを、容易に及び正確に決定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像計測システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】従来の複数チャンネル照明設定の決定方法を概説するフローチャートである。
【図３】本実施形態において取込まれた画像の一例、及び本実施形態において用いられる画像特性ツールの一例である。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる複数チャンネル照明設定の決定方法を概説するフローチャートである。
【図５】図４に示した基本画像の取込方法をより詳細に概説するフローチャートである。
【図６】図４に示したシミュレーション方法をより詳細に概説するフローチャートである。
【図７】本発明の第二実施形態にかかる複数チャンネル照明設定の決定方法を概説するフローチャートである。
【符号の説明】
１００  画像計測システム
１０２  部品（被測定物）
１１０  画像計測システム構成要素部
１１１  ステージ
１１２  中央透明部
１１３  レンズシステム
１１４  カメラシステム（撮像装置）
１１５  透過照明（照明装置）
１１６  落射照明（照明装置）
１１７  リング照明（照明装置）
１１８  プログラム制御リング照明（照明装置）
１２０  コントロールシステム部（光強度制御装置）
１２５  コントローラ
１３０  入出力インタフェース
１３１  信号線
１３２  ディスプレイ
１３４  入力デバイス
１３５  信号線
１３６  データ／制御バス
１４０  メモリ
１４１  属性記憶部
１４３  関心領域定義記憶部
１４５  画像記憶部
１８０  入力光強度命令値変換器
１９０  電源
３００  画像解析ツール
【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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