(57)【要約】【課題】測定対象物が鋳造品である場合であっても、正確に欠陥を抽出することが可能な欠陥抽出装置および欠陥抽出方法を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態では、測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得し（Ｓ１０）、全測定点を、加工平面点群と加工平面以外の点群とに分離し、それぞれについて位置合わせを行う全点による分離位置合わせルーチンを行う（Ｓ１４）。次いで、３次元対応点間距離を算出して第１の誤対応領域を抽出し、次いで２次元対応点間距離を算出して、第１の誤対応領域から第２の誤対応領域を抽出し、第２の誤対応領域の特徴量と設定値とを比較して該第２の誤対応領域が欠陥か否かを判定する欠陥判定ルーチンを行う（Ｓ１５）。【選択図】図８Ａ
2013167445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する手段と、
前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データが格納されている基準データ格納部と、
対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ手段と、
前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価手段とを備え、
前記位置合せ手段は、
全測定点から加工平面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点とに分離する手段と、
前記分離された加工平面に属する測定点と、該加工平面に属する測定点に対応する基準点との位置合わせを行う手段と、
前記分離された加工平面以外の面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点に対応する基準点との位置合せを行う手段と
を有することを特徴とする欠陥抽出装置。
【請求項２】
前記基準データ格納部には、前記測定対象物の基準形状のうち、エッジに関するエッジ基準点の３次元の位置情報を含むエッジ基準点データがさらに格納されており、
前記表面欠陥評価手段は、
全基準点について、ある基準点の３次元の位置情報と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報とにより、前記ある基準点と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点との間の３次元の距離を算出する手段と、
前記算出された３次元の距離により、全測定点から第１の欠陥の候補点群を抽出する手段と、
前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の各々と、対応する前記エッジ基準点との間の２次元の距離を算出する手段であって、前記２次元は、前記測定対象物を保持する保持部の保持面を規定する２次元であり、前記エッジ基準点の前記２次元の位置情報と、該エッジ基準点に対応する、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の前記２次元の位置情報とにより、前記２次元の距離を算出する手段と、
前記算出された２次元の距離により、前記第１の欠陥の候補点群から第２の欠陥の候補点群を抽出する手段と、
前記抽出された第２の欠陥の候補点の特徴量を設定値と比較して、該第２の欠陥の候補点が欠陥に対応するか否かを判定する手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥抽出装置。
【請求項３】
前記第１の欠陥の候補点群を抽出する手段は、前記算出された３次元の距離と第１のしきい値とを比較することにより、前記第１の欠陥の候補点群を抽出することを特徴とする請求項２に記載の欠陥抽出装置。
【請求項４】
前記第２の欠陥の候補点群を抽出する手段は、前記算出された２次元の距離と第２のしきい値とを比較することにより、前記第２の欠陥の候補点群を抽出することを特徴とする請求項２または３に記載の欠陥抽出装置。
【請求項５】
測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する手段と、
前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データ、および前記測定対象物の基準形状のうち、エッジに関するエッジ基準点の３次元の位置情報を含むエッジ基準点データが格納されている基準データ格納部と、
対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ手段と、
前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価手段とを備え、
前記表面欠陥評価手段は、
全基準点について、ある基準点の３次元の位置情報と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報とにより、前記ある基準点と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点との間の３次元の距離を算出する手段と、
前記算出された３次元の距離により、全測定点から第１の欠陥の候補点群を抽出する手段と、
前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の各々と、対応する前記エッジ基準点との間の２次元の距離を算出する手段であって、前記２次元は、前記測定対象物を保持する保持部の保持面を規定する２次元であり、前記エッジ基準点の前記２次元の位置情報と、該エッジ基準点に対応する、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の前記２次元の位置情報とにより、前記２次元の距離を算出する手段と、
前記算出された２次元の距離により、前記第１の欠陥の候補点群から第２の欠陥の候補点群を抽出する手段と、
前記抽出された第２の欠陥の候補点の特徴量を設定値と比較して、該第２の欠陥の候補点が欠陥に対応するか否かを判定する手段と
を有することを特徴とする欠陥抽出装置。
【請求項６】
前記位置合せ手段は、
全測定点から加工平面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点とに分離する手段と、
前記分離された加工平面に属する測定点と、該加工平面に属する測定点に対応する基準点との位置合わせを行う手段と、
前記分離された加工平面以外の面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点に対応する基準点との位置合せを行う手段と
を有することを特徴とする請求項５に記載の欠陥抽出装置。
【請求項７】
前記第１の欠陥の候補点群を抽出する手段は、前記算出された３次元の距離と第１のしきい値とを比較することにより、前記第１の欠陥の候補点群を抽出することを特徴とする請求項５または６に記載の欠陥抽出装置。
【請求項８】
前記第２の欠陥の候補点群を抽出する手段は、前記算出された２次元の距離と第２のしきい値とを比較することにより、前記第２の欠陥の候補点群を抽出することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の欠陥抽出装置。
【請求項９】
測定対象物にスリット光を照射し、該照射により該測定対象物の表面にて反射された光を受光して、前記測定対象物の形状に対応した画像データを取得する工程と、
前記画像データに基づいて、前記測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する工程と、
前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データと、前記測定点データとに基づいて、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ工程と、
前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価工程とを有し、
前記位置合せ工程は、
全測定点から加工平面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点とに分離し、
前記分離された加工平面に属する測定点と、該加工平面に属する測定点に対応する基準点との位置合わせを行い、
前記分離された加工平面以外の面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点に対応する基準点との位置合せを行うことを特徴とする欠陥抽出方法。
【請求項１０】
測定対象物にスリット光を照射し、該照射により該測定対象物の表面にて反射された光を受光して、前記測定対象物の形状に対応した画像データを取得する工程と、
前記画像データに基づいて、前記測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する工程と、
前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データと、前記測定点データとに基づいて、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ工程と、
前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価工程とを有し、
前記表面欠陥評価工程は、
全基準点について、ある基準点の３次元の位置情報と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報とにより、前記ある基準点と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点との間の３次元の距離を算出する工程と、
前記算出された３次元の距離により、全測定点から第１の欠陥の候補点群を抽出する工程と、
前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の各々と、対応する、前記測定対象物の基準形状のうち、エッジに関するエッジ基準点との間の２次元の距離を算出する手段であって、前記２次元は、前記測定対象物を保持する保持部の保持面を規定する２次元であり、前記エッジ基準点の前記２次元の位置情報と、該エッジ基準点に対応する、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の前記２次元の位置情報とにより、前記２次元の距離を算出する工程と、
前記算出された２次元の距離により、前記第１の欠陥の候補点群から第２の欠陥の候補点群を抽出する工程と、
前記抽出された第２の欠陥の候補点の特徴量を設定値と比較して、該第２の欠陥の候補点が欠陥に対応するか否かを判定する工程と
を含むことを特徴とする欠陥抽出方法。
【請求項１１】
コンピュータを請求項１乃至８のいずれか一項に記載の欠陥抽出装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
コンピュータにより読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であって、請求項１１に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥抽出装置および欠陥抽出方法に関し、より詳細には、測定対象物の形状に対応する多数の測定点とこの測定点に対応する多数の基準点とを位置合わせすることで測定対象物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置および欠陥抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定点群と基準点群とを位置合わせ（マッチング）することで測定対象物に対する測定結果を評価する技術が開発されている。従来、特許文献１および特許文献２にて提案されている測定対象物の物体形状を評価する技術では、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させる逐次収束処理に基づいて測定点と基準点との位置合わせを行い、該位置合わせ処理後の測定点データと基準点データとに基づいて測定対象物の形状を評価する。
【０００３】
特許文献１にて提案された物体形状評価では、測定対象物にスリット光を照射して測定対象物の表面形状に応じて湾曲する帯状の光をカメラ等により受光することにより、測定対象物の３次元断面形状に対応する測定点の全てに関する全測定点データを取得する。次いで、全測定点データからエッジ検出処理を行ってエッジ測定点群を検出し、ＩＣＰ（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  ｃｌｏｓｅｓｔ  ｐｏｉｎｔ）法等により、該検出されたエッジ測定点群をエッジ基準点データから読み出されたエッジ基準点群に近づける位置合わせを行い、該位置合わせにおいて、対応するエッジ基準点群にエッジ測定点群を位置合わせするための合同変換パラメータＥ（Ｒ、ｔ）（Ｒ：回転行列、ｔ：並進移動ベクトル）を求める。次いで、該求められた合同変換パラメータを用いて、全測定点データからの全測定点群を、全基準点データからの全基準点に近づける位置合わせを行う。このように、特許文献１にて提案された技術によれば、孔や切り欠きとは違って明確な実態的形状を表しているエッジにより測定点の基準点への位置合わせを行っているので、傾斜面や孔や切り欠きといったその測定誤差が大きくなるような特定の測定領域が存在する場合であっても、測定点群と基準点群との良好な位置合わせを行うことができる。
【０００４】
なお、本明細書において、「基準点」とは、測定対象物の表面全体の基準となる点であって、測定対象物の表面形状の、測定点の位置合わせのターゲットとなる点であり、欠陥が無い理想的な仕上がりを有する測定対象物（以降、“マスタ”とも呼ぶ）に対して上記スリット光による測定対象物の３次元断面形状の測定を行った場合の測定点に対応するものである。よって、基準点データは、３次元の位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を有する。また、エッジ基準点は、測定対象物の表面に形成されているエッジに関する基準点である。
【０００５】
特許文献２にて提案された物体形状評価では、上述の特許文献１と同様にて全測定点データを取得し、該測定された全測定点データの各々について、ＩＣＰ法などにより、検出された測定点を対応する基準点に近づける位置合わせを行い、対応する基準点群に測定点群を位置合わせするための合同変換パラメータＥ（Ｒ、ｔ）を求める。そして、該求められた合同変換パラメータＥ（Ｒ、ｔ）を用いて、全測定点データからの全測定点群を、全基準点データからの全基準点に近づける位置合わせを行う。該対応付けの後に、測定点群と基準点群とのいずれかの点群においてその点群に属する各点（測定点、または基準点）に対して、隣接する点（測定点、または基準点）との間の距離（以降、“隣接する点における隣接点間距離”とも呼ぶ）に基づいて、重み係数を割り当てる。該割り当てられた重み係数は、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させる逐次収束処理（上記位置合わせ）における逐次収束評価値を求める際に用いられ、隣接する点における隣接点間距離によって逐次収束評価値に及ぼす影響度が調整される。よって、測定点群と基準点群との間の良好な合同変換を実現することができる。
【０００６】
特許文献１および特許文献２における欠陥評価においては、全基準点について、ある基準点が有する３次元の位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、対応する位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とによりユークリッド距離を算出することにより、ある基準点とそれに対応する位置合わせ後の測定点との間の距離（以降、“３次元対応点間距離”とも呼ぶ）を算出する。全基準点について、算出された３次元対応点間距離を、３次元対応点間距離しきい値（以降、“第１のしきい値”とも呼ぶ）と比較して、該第１のしきい値以上の３次元対応点間距離に対応する位置合わせ後の測定点を抽出し、該抽出された測定点群を誤対応領域（欠陥に対応した測定点を含むと推定された領域）とする。該誤対応領域が抽出されると、該誤対応領域に属する測定点の各々について、隣接する測定点の間の３次元の位置情報により算出された距離（以降、“測定点の３次元隣接点間距離”とも呼ぶ）と、予め設定された隣接点間距離しきい値（以降、“第２のしきい値”とも呼ぶ）とを比較して、第２のしきい値よりも小さい値の測定点の３次元隣接点間距離に対応する、誤対応領域に含まれる測定点を近傍測定点として抽出することにより、誤対応領域に属する測定点の分布密度を算定する。さらに、抽出された近傍測定点の数と予め設定された近傍測定点数しきい値（以降、“第３のしきい値”とも呼ぶ）とを比較して、抽出された近傍測定点の数が第３のしきい値以上の場合、該第３のしきい値以上の近傍測定点にて規定される領域を表面欠陥として判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６３８２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上から明らかなように、測定対象物の形状に対応する測定点群を基準点群に位置合わせすることにより、測定対象物の形状を評価する方法においては、上述の特許文献１および特許文献２にて提案された方式は有力であるが、これら評価方法を用いる方式であっても、アルミダイキャストといった鋳造品に対して、切粉残り、はがれ、バリといった欠陥を安定的に検出するためには、まだ改善しなければならない課題が残されている。
【０００９】
測定対象物が鋳造品である場合、鋳造品の精度は低いので、同じ金型を用いても、加工定位が鋳肌面である場合、鋳造品における該加工定位（鋳肌面）がばらついてしまう（例えば、最大０．２ｍｍ）。このように加工定位がばらつくと、加工定位に対して上記鋳造品の加工面が決まるため、加工面の、上記鋳造品の厚さ方向の位置（後述するＺ軸方向の位置）および鋳造品に形成された溝の深さもばらつくことになる。これらバラツキについて図１を用いて説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、従来のマスタの斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図１（ｃ）は、従来の測定対象物の斜視図であり、図１（ｄ）は、図（ｃ）のＢ−Ｂ’断面図である。さらに図１（ｅ）は、図１（ｂ）に示した測定対象物の測定点を図１（ａ）に示したマスタの基準点に位置合わせした際の概念図であり、図１（ｆ）は、図１（ｅ）の概念図における、図１（ａ）のＡ−Ａ’線および図１（ｃ）のＢ−Ｂ’線に対応する断面図であって、図１（ｂ）と図１（ｄ）とを重ね合わせた図である。
【００１１】
図１（ａ）において、欠陥が無い理想的な仕上がりの鋳造品であるマスタ１ａには溝が形成されており、鋳肌面である加工定位２ａに対して加工面４ａが決められており、図１（ｂ）に示されるように、加工面４ａと溝底３ａとの間の距離が溝の深さＨｍｍとなる。一方、図１（ｃ）には、マスタ１ａと同一の金型で作製した測定対象物１ｂであって、溝底３ｂに０．３ｍｍの深さの欠陥（窪み）５が形成されている。ここで、加工定位２ｂは加工定位２ａに対して０．２ｍｍずれているとすると、図１（ｄ）に示されているように、加工面４ｂと溝底３ｂとの間の距離である溝の深さは（Ｈ−０．２）ｍｍとなる。
【００１２】
このように、測定対象物１ｂの加工定位２ｂがばらつくと、それに応じて測定対象物１ｂの溝の深さも変動してしまう。よって、特許文献１および特許文献２にて提案された従来法では、この加工定位のばらつきによる測定対象物の溝の深さの変動を吸収するために、欠陥評価時における上記第１のしきい値としての３次元対応点間距離しきい値を大きめに設定しなければならない。従って、適切な３次元対応点間距離しきい値の場合では検出されていた欠陥の中で、ある欠陥（適切な３次元対応点間距離しきい値と大きめに設定された３次元対応点間距離しきい値との間のサイズの欠陥）は検出できなくなってしまう。
【００１３】
また、測定対象物１ｂの加工定位２ｂに０．２ｍｍのバラツキがある場合、図１（ｆ）に示されるように、マスタ１ａと測定対象物１ｂとの位置合わせを特許文献１に開示された方法により行うと、加工面４ａと加工面４ｂとは０．１ｍｍ離れ、また、溝底３ｂと溝底３ａとも０．１ｍｍ離れる。従って、図１（ｅ）に示されるように、欠陥評価（欠陥抽出）時においては、欠陥５はそのサイズが小さくなってしまった欠陥６となってしまう。よって、加工定位のバラツキにより、同じ欠陥でも欠陥特徴量が小さくなってしまい、欠陥検出精度が低下してしまう。
【００１４】
また、測定対象物である鋳造品に形成された溝の溝壁面は鋳造時のままなのでその表面は粗く、一定でないため、上記測定点データ取得時のスリット光による、溝壁面（垂直側面）でのレーザ散乱は一定にならず、鋳肌面である溝壁面に形成されたミクロな凹凸部に起因する線状ノイズが発生してしまうことがある。このように線状ノイズが発生してしまうと、特許文献１および特許文献２にて提案された従来法では、このミクロな凹凸部と、はがれといった欠陥との区別ができず、誤判定に繋がってしまう。
【００１５】
図２は、従来の、測定対象物としての鋳造品に形成された溝の溝壁面（垂直側面）にスリット光を照射し、その反射光を受光する様子を説明するための図である。  
図２において、鋳造品２０には溝が形成されており、該溝の溝壁面２３は鋳肌面である。また、符号２２は加工面であり、符号２５は溝底である。上述のように、溝壁面２３は鋳肌面であるので、ミクロな凹凸部２４が形成されていることがある。スリット光２１を鋳造品２０の表面に照射し、その表面にて反射された反射光をＲＦセンサカメラ２７にて受光して、測定点データを演算する。図２は、エッジ２６にスリット光２１が照射される形態である。
【００１６】
図３（ａ）は図２の形態においてＲＦセンサカメラ２５にて取得された画像を示す図であり、図３（ｂ）、３（ｃ）は、所定の輝度取得位置における輝度プロファイルを示す図である。
図３（ａ）に示されるように、ＲＦセンサカメラ２５にて取得された画像は、図２におけるエッジ２６に対応するエッジ像３１を有している。また、図２においては、鋳肌面である溝壁面２３にはミクロな凹凸部２４が形成されているので、図３（ａ）に示される画像は、図２における凹凸部２４に対応する凹凸部像３２も有する。さらに、図２においては図示しいていないが、溝壁面２３には凹凸部２４よりもサイズの小さい凹凸部が５つ形成されており、図３（ａ）の画像においては、これら５つの凹凸部に対応する像は、凹凸部像３３である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における輝度取得位置Ｐ１における輝度プロファイルである。図３（ｂ）において、凹凸部像３３に対応する位置にピークＡがあり、エッジ像３１に対応する位置にピークＢがあり、ピークＡとピークＢとの輝度総和を比較すると、Ａ＜Ｂとなる。一方、図３（ｃ）は、図３（ａ）における輝度取得位置Ｐ２における輝度プロファイルである。図３（ｃ）において、凹凸部像３２に対応する位置にピークＣがあり、エッジ像３１に対応する位置にピークＢがあり、ピークＣとピークＢとの輝度総和を比較すると、Ｃ＞Ｂとなる。
【００１７】
ここで、欠陥評価の際に、像（例えば、スリット像）が２つ以上ある場合、像の総輝度和の大きい方を選択するというアルゴリズムを用いる場合、図３（ａ）の輝度取得位置Ｐ２においては、図３（ｃ）から分かるように総輝度和は凹凸部像３２の方がエッジ像３１よりも大きいので、凹凸部像３２に対応する領域においては、凹凸部像３２が選択される。従って、画像処理後の形状データは、図４（ａ）のようになる。この図４（ａ）の画像データから欠陥評価をすると、図４（ｂ）に示すようなはがれ４０が検出されることになる。しかしながら、図２と比較すると、鋳肌面２３に形成されているのはミクロな凹凸部２４であり、はがれ４０は形成されていない。このように、従来法では、取得された画像データに線状ノイズがあり、該線状ノイズの総輝度和が対応する表面（例えば、エッジなど）の総輝度和よりも大きくなる場合、その線状ノイズを測定位置として判断してしまい、実際の形状とは異なる形状の欠陥として誤認識してしまうことに繋がる。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、測定対象物が鋳造品である場合であっても、正確に欠陥を抽出することが可能な欠陥抽出装置および欠陥抽出方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記測定対象物としての鋳造品の加工定位がばらついたとしても、欠陥検出の精度の低下を低減することが可能な欠陥抽出装置および欠陥抽出方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記測定対象物としての鋳造品に形成された溝の溝壁面に形成された欠陥ではない凹凸部に起因した線状ノイズが発生しても、該線状ノイズによる欠陥の誤判定を低減することが可能な欠陥抽出装置および欠陥抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、欠陥抽出装置であって、測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する手段と、前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データが格納されている基準データ格納部と、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ手段と、前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価手段とを備え、前記位置合せ手段は、全測定点から加工平面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点とに分離する手段と、前記分離された加工平面に属する測定点と、該加工平面に属する測定点に対応する基準点との位置合わせを行う手段と、前記分離された加工平面以外の面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点に対応する基準点との位置合せを行う手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の態様は、欠陥抽出装置であって、測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する手段と、前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データ、および前記測定対象物の基準形状のうち、エッジに関するエッジ基準点の３次元の位置情報を含むエッジ基準点データが格納されている基準データ格納部と、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ手段と、前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価手段とを備え、前記表面欠陥評価手段は、全基準点について、ある基準点の３次元の位置情報と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報とにより、前記ある基準点と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点との間の３次元の距離を算出する手段と、前記算出された３次元の距離により、全測定点から第１の欠陥の候補点群を抽出する手段と、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の各々と、対応する前記エッジ基準点との間の２次元の距離を算出する手段であって、前記２次元は、前記測定対象物を保持する保持部の保持面を規定する２次元であり、前記エッジ基準点の前記２次元の位置情報と、該エッジ基準点に対応する、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の前記２次元の位置情報とにより、前記２次元の距離を算出する手段と、前記算出された２次元の距離により、前記第１の欠陥の候補点群から第２の欠陥の候補点群を抽出する手段と、前記抽出された第２の欠陥の候補点の特徴量を設定値と比較して、該第２の欠陥の候補点が欠陥に対応するか否かを判定する手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の態様は、欠陥抽出方法であって、測定対象物にスリット光を照射し、該照射により該測定対象物の表面にて反射された光を受光して、前記測定対象物の形状に対応した画像データを取得する工程と、前記画像データに基づいて、前記測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する工程と、前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データと、前記測定点データとに基づいて、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ工程と、前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価工程とを有し、前記位置合せ工程は、全測定点から加工平面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点とに分離し、前記分離された加工平面に属する測定点と、該加工平面に属する測定点に対応する基準点との位置合わせを行い、前記分離された加工平面以外の面に属する測定点と、該加工平面以外の面に属する測定点に対応する基準点との位置合せを行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の態様は、欠陥抽出方法であって、測定対象物にスリット光を照射し、該照射により該測定対象物の表面にて反射された光を受光して、前記測定対象物の形状に対応した画像データを取得する工程と、前記画像データに基づいて、前記測定対象物の形状に対応する多数の測定点の３次元の位置情報を含む測定点データを取得する工程と、前記測定対象物の基準形状に対応する多数の基準点の３次元の位置情報を含む基準点データと、前記測定点データとに基づいて、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて前記測定点を前記基準点に対して位置合せする位置合わせ工程と、前記位置合せ後の測定点データと、前記基準点データとに基づいて、前記測定対象物の表面欠陥を評価する表面欠陥評価工程とを有し、前記表面欠陥評価工程は、全基準点について、ある基準点の３次元の位置情報と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報とにより、前記ある基準点と該ある基準点に対応する前記位置合わせ後の測定点との間の３次元の距離を算出する工程と、前記算出された３次元の距離により、全測定点から第１の欠陥の候補点群を抽出する工程と、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の各々と、対応する、前記測定対象物の基準形状のうち、エッジに関するエッジ基準点との間の２次元の距離を算出する手段であって、前記２次元は、前記測定対象物を保持する保持部の保持面を規定する２次元であり、前記エッジ基準点の前記２次元の位置情報と、該エッジ基準点に対応する、前記抽出された第１の欠陥の候補点群に属する測定点の前記２次元の位置情報とにより、前記２次元の距離を算出する工程と、前記算出された２次元の距離により、前記第１の欠陥の候補点群から第２の欠陥の候補点群を抽出する工程と、前記抽出された第２の欠陥の候補点の特徴量を設定値と比較して、該第２の欠陥の候補点が欠陥に対応するか否かを判定する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、測定対象物が鋳造品である場合であっても、正確に欠陥を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の加工定位のバラツキの影響を説明するための図である。
【図２】従来の、測定対象物としての鋳造品に形成された溝の溝壁面（垂直側面）にスリット光を照射し、その反射光を受光する様子を説明するための図である。
【図３】従来の、鋳造品に形成された溝の溝壁面（垂直側面）でのレーザ散乱の影響を説明するための図である。
【図４】従来の、鋳造品に形成された溝の溝壁面（垂直側面）でのレーザ散乱の影響を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る欠陥抽出装置の概略構成図である。
【図６】図５に示した測定装置部の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る評価モジュールの機能ブロック図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に欠陥抽出の処理手順を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に欠陥抽出の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るエッジ抽出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係るエッジによる位置合わせの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る全測定点による分離位置合わせの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る欠陥判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る型修正による形状違い判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る欠陥・型修正箇所判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態に係る基準データ変更の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態に係る加工平面点群と加工平面以外の点群とに分離して、それぞれを照合（位置合わせ）する様子を示す図である。
【図１７】（ａ）は、従来技術により位置合わせをした際の加工定位バラツキの影響を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態により位置合わせをした際の加工定位のバラツキの影響を説明するための図である。
【図１８】（ａ）は、従来の欠陥候補点（誤対応領域）の抽出方法を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る欠陥候補点（誤対応領域）の抽出方法を説明するための図である。
【図１９】従来と本発明の一実施形態とについて、欠陥抽出の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００２６】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る欠陥抽出装置は、表面に多数の直線上の深溝が整列形成されている測定対象物（鋳造品）の溝断面を検査するように設定されている。図５は、本実施形態に係る欠陥抽出装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００２７】
図５において、欠陥抽出装置５００は、測定装置部５０１と、測定対象物５０２を保持可能であり、該測定対象物５０２を回転させるように構成された回転テーブル５０３と、測定装置部５０１に対して測定対象物５０２をＸ軸方向に相対的に移動させるように構成されたＸステージ５０４と、測定装置部５０１に対して測定対象物５０２をＹ軸方向に相対的に移動させるように構成されたＹステージ５０５と、欠陥抽出装置５００が備える各部の動作を制御し、各種データの生成、データ処理を行うコントローラ５０６とを備える。測定装置部５０１、回転テーブル５０３、Ｘステージ５０４、およびＹステージ５０５はそれぞれ、コントローラ５０６に電気的に接続されている。よって、コントローラ５０６は、測定装置部５０１、回転テーブル５０３、Ｘステージ５０４、およびＹステージ５０５にそれぞれ制御信号を送信してそれらの駆動を制御することができる。また、コントローラ５０６は、測定装置部５０１の動作を制御することができ、測定装置部５０１にて撮影された画像データを測定装置部５０１から取得することができる。
【００２８】
本実施形態では、コントローラ５０６と、欠陥抽出装置５００との上記電気的接続は、有線であっても無線であっても良い。また、ＬＡＮやＷＡＮといったネットワークを介して行っても良い。すなわち、コントローラ５０６から欠陥抽出装置５００に向かって、該欠陥抽出装置５００の所定の構成要素を制御するための制御信号を伝送でき、かつ、欠陥抽出装置５００にて取得された画像データをコントローラ５０６に伝送できればいずれの方式を用いても良いのである。
【００２９】
なお、本実施形態では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を測定対象物５０２の加工面の面内方向、すなわち、回転テーブル５０３の測定対象物の保持面の面内方向を規定する２次元方向（測定装置部５０１から照射されたスリット光５０７の光軸方向と垂直な２次元方向）に設定し、Ｚ軸方向を測定対象物５０２の厚さ方向（すなわち、測定装置部５０１から照射されたスリット光５０７の光軸方向に沿った方向）に設定する。
【００３０】
図６は、本実施形態に係る測定装置部５０１の構成を説明するための模式図である。
図６において、測定装置部５０１は、スリット光５０７を照射するレーザスリット平行投光器５２０と、レーザスリット平行投光器５２０から測定対象物に対してスリット光５０７が照射され、該測定対象物にて反射された反射光を受光する、すなわち測定対象物５０２のスリット光５０７が照射されている領域を撮像する撮像部５２３とを備える。レーザスリット平行投光器５２０は、測定対象物５０２上の複数の凹凸（溝）表面を死角なく照射するためのレーザスリット投光器５２１と、シリンドリカルレンズ５２２とを有する。また、撮像部５２３は、ＣＭＯＳ素子５２７のカバーガラス裏面反射により発生するノイズ光を除去するための偏光板５２４と、画角ゼロで測定対象物５０２上の複数の凹凸（溝）表面を死角なく撮像するためのテレセントリック系レンズ５２５と、ＣＭＯＳ素子５２７を有するＣＭＯＳカメラ５２６とを有する。
【００３１】
レーザスリット平行投光器５２０はレーザ光を平行スリット状のスリット光５０７にして該スリット光５０７を測定対処物５０２に照射する。測定される断面形状は、レーザスリット平行光であるスリット光５０７が形成する面と交差する測定対象物５０２の断面である。測定対象物５０２の表面形状を反映した、スリット光５０７の測定対象物５０２の照射領域における反射光は測定装置５０１の撮像部５２３に入射し、ＣＭＯＳ素子５２７にて受光され、画像データに変換される。該画像データは、コントローラ５０６に送信される。コントローラ５０６は、撮像部５２３と測定対象物５０２との位置関係から測定対象物５０２の表面の形状データを演算し、欠陥のない基準点データとの照合により欠陥を抽出し、ＯＫ・ＮＧ判定するように構成されている。
【００３２】
本実施形態では、コントローラ５０６は、実質的にはコンピュータユニットとして構成されている。従って、コントローラ５０６は、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行するＣＰＵ（不図示）、このＣＰＵによって実行される制御プログラムなどを格納するＲＯＭ（不図示）、およびＣＰＵの処理動作中のデータや入力データなどを一時的に格納するＲＡＭ（不図示）などを有する。また、コントローラ５０６は、光源制御部５０８と、画像メモリ５０９と、画像処理部５１０と、３次元測定データ演算部５１１と、評価モジュール５１２と、昇降機構制御部５１３と、回転テーブル制御部５１４と、Ｘステージ制御部５１５と、Ｙステージ制御部５１６とを備えている。
【００３３】
光源制御部５０８は、レーザスリット投光器５２１に接続され、スリット光５０７の投光強度を制御する。ＣＭＯＳカメラ５２６からコントローラ５０６に送られてきた撮像画像（画像データ）は、画像メモリ５０９に展開される。さらに、必要に応じて、画像処理部５１０によって座標変換やレベル補正、エッジ検出などの画像処理が施され、スリット光５０７による光切断線Ｓが検出される。３次元測定データ演算部５１１は、スリット光５０７の照射点や照射角度、スリット光軸と撮像光軸とのなす角度が既知なので、画像処理部５１０で検出された光切断線Ｓの座標値から三角測量法に基づいて演算することで、光切断線Ｓ、つまり複数の直線状深溝を形成している測定対象物５０２の３次元断面形状に対応する多数の測定点データ（距離画像）を得ることができる。ここでいう距離画像とは、測定点としての画素にその三次元位置座標値を割り当てた測定データである。なお、三角測量法に基づく演算に代えて、その演算結果を格納したテーブルを用いる方法を採用してもよい。
【００３４】
Ｘステージ制御部５１５は、測定対象物５０２をＸ方向に移動させるようにＸステージ５０４を制御し、Ｙステージ制御部５１６は、測定対象物５０２をＹ方向に移動させるようにＹステージ５０５を制御する。すなわち、測定対象物５０２の全面を測定するように、Ｘステージ制御部５１５およびＹステージ制御部５１６はＸステージ５０４およびＹステージ５０５の駆動を制御する。また、昇降機構制御部５１３は、レーザスリット平行投光器５２０および撮像部５２３の、Ｚ軸方向に沿った高さ（レーザスリット平行投光器５２０および撮像部５２３の、測定対象物５０２に対する高さ）を調整するように、測定装置部５０１が有するレーザスリット平行投光器５２０および撮像部５２３の昇降機構（不図示）を制御する。
【００３５】
３次元測定データ演算部５１１によって生成された測定点データは評価モジュール５１２に転送される。評価モジュール５１２は、図７に示すように、表面評価モジュール５１２Ａと、欠陥評価モジュール５１２Ｂと、基準データ変更モジュール５１２Ｃとを有する。
【００３６】
表面評価モジュール５１２Ａは、転送されてきた測定点データに、所定の位置合わせアルゴリズムを適用して測定点群の基準点群への位置合わせを行い測定対象物の表面形状を評価する。測定データ入力部７００は、３次元測定データ演算部５１１から測定点データを取得する。基準データ格納部７０１には、測定対象物の表面形状を示す基準点データが格納されている。基準点データは、測定対象物において予め区分けされた所定ブロック毎に測定点に対応するように設定された理想的な仕上がり形状を示すデータである。また、基準データ格納部７０１には、エッジ基準点データも格納されている。点群対応付け部７０２は、上記所定ブロック単位で、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させて測定点と基準点とを位置合わせする所定の位置合わせアルゴリズムに基づいて測定点と基準点とを対応させる。この所定の位置合わせアルゴリズムとしては、例えば、基準点群の各基準点について最も近い測定点群の点を対応点とし、各対応点距離の２乗和を最小とする合同変換パラメータを推定して、逐次収束させていくＩＣＰアルゴリズム等を用いれば良い。本実施形態では、点群対応付け部７０２は、ＩＣＰアルゴリズムにより、測定点と基準点とを対応付ける形態について説明する。重み演算部７０３は、測定点群と基準点群とのいずれかの点群においてその点群に属する各点（測定点、または基準点）に対して、隣接する点における隣接点間距離に基づいて、重み係数を算出する。
【００３７】
収束評価部７０４は、上記合同変換パラメータを用いて測定点群が基準点群に収束移動させようとする際にその逐次収束評価値を演算し、測定点群の移動が基準点群に逐次収束していくかどうかを評価する。点群変換部７０５は、対応付けされた基準点群に測定点群を位置合わせするための合同変換パラメータを求め、この合同変換パラメータを用いて測定点群の位置座標を変換する。このように、点群対応付け部７０２と重み演算部７０３と収束評価部７０４と点群変換部７０５とにより、対応する測定点と基準点との間の距離を逐次収束させる逐次収束処理に基づいて上記測定点と上記基準点とを位置合わせすることができる。
【００３８】
エッジ検出部７０６は、測定点データに基づいて測定点群をワーキングメモリに展開し、ソーベルフィルタなどのエッジ検出フィルタを用いて測定対象物の表面におけるエッジに対応するエッジ測定点検出して、エッジ測定点群からなるエッジ測定点データを生成する。分離部７０７は、測定点データに基づいて測定点群をワーキングメモリに展開し、全測定点から加工平面に関する測定点と、該加工平面以外に関する測定点とに分離する。すなわち、分離部７０７は、全測定点から加工平面に関する測定点を抽出することができる。
【００３９】
欠陥評価モジュール５１２Ｂは、表面評価モジュール５１２Ａから出力された測定点群の基準点群への位置合わせ結果に基づいて測定対象物の表面欠陥を評価する。誤対応測定群抽出部７０８は、後述する表面欠陥判定アルゴリズムに基づいて、切粉残り、はがれ、バリといった欠陥に対応した測定点を含むと推定された領域である誤対応領域（欠陥の候補点）を抽出する。欠陥判定部７０９は、誤対応測定群抽出部７０８にて抽出された誤対応領域が欠陥であるか否かを判定する。
【００４０】
さて、測定対象物が金型製作されるような製品の場合、ロット生産の途中で金型の一部を修正した場合、金型修正後の正常に製作された製品の形状と、金型修正前の基準点データによる形状が一致しなくなり、その不一致を欠陥とみなすという問題が生じる。後述する、型修正による形状違い判定ルーチン、および欠陥・型修正箇所判定ルーチンは、この問題を解決すべく、欠陥判定部７０９によって判定された欠陥が使用された金型を部分的に修正したために生じたものであるかどうかを欠陥情報を参照して判定する機能を有する。型修正による形状違い判定部７１０は、測定対象物の金型の一部に修正がある可能性がある場合、金型の修正（以降、“型修正”とも呼ぶ）があったか否かを判定する。また、欠陥・型修正箇所判定部７１１は、測定対象物の金型の一部に修正がある可能性がある場合、型修正があったか否かを判定し、その判定対象となる測定対象物に欠陥があるか否かを判定する。
【００４１】
なお、表面評価モジュール５１２Ａおよび欠陥評価モジュール５１２Ｂは、それぞれの評価を測定対象物において予め区分けされた所定ブロック単位で行う。
【００４２】
基準データ変更モジュール５１２Ｃは所定の測定対象物数ごとに、欠陥評価モジュール５１ＢからＯＫと判定された測定点データにつちえ形状をチェックし、必要に応じて基準点データを変更する。測定対象物が金型製作されるような製品の場合、所定数の製品が製作されると磨耗等によって金型に寸法変動が生じる。このような寸法変動は、製品が正常に製作されているにもかかわらず、その測定点データと基準データとの間のずれが生じることがある。このずれを欠陥と判定することを避けるためには、そのようなずれが生じる領域の基準データを正常に製作された製品の測定点データによって修正することが好ましい。この目的のために設けられた基準データ変更モジュール５１２Ｃは、図７に示すように、測定データ入力部７１２と、測定点データ形状チェック部７１３と、基準データ変更部７１４とを有する。測定データ入力部７１２は、表面評価モジュール５１２Ａで生成された測定点データと製品設計データである形状データとを受け取り、内部処理可能な形式に変換して測定点データ形状チェック部７１３に転送する。測定点データ形状チェック部７１３は、測定点データと製品設計データとを比較して製品が設計寸法の許容範囲であると評価すると、基準データ変更部７１４が基準データ格納部７０１にアクセスして、この測定点データで基準点データを変更する。
【００４３】
上述したように構成された欠陥抽出装置５００を用いた、測定対象物の検査手順を図８Ａ、８Ｂに示された計測フローチャートを用いて以下に説明する。例えばコントローラ５０６が有するＣＰＵによって実行される処理である。従って、処理の制御は、コントローラ５０６が有するＣＰＵが、コントローラ５０６が有するＲＯＭまたは記憶装置に格納された図８Ａ、８ＢのＳ２〜Ｓ３１に示す処理を行うプログラムを読み出し、該プログラムを実行することによって行われる。
ここでの測定対象物は、長方形のプレート体の表面に多数の直線状の深溝が形成されたもので、その測定領域は４００ｍｍ×３００ｍｍ程度である。この測定領域は１００ｍｍ×１５ｍｍの測定ブロックに区分けされている。１回のＸ軸方向走査で４つの測定ブロックを走査して、走査ピッチと撮像解像度によって規定される測定単位での直線状深溝の３次元断面形状位置を表す測定点データを取得して、測定ブロック毎に区分けしてメモリに格納する。1回のＸ軸方向走査が完了する毎に所定ピッチでＹ軸方向移動を行い、次の測定ブロックに対するＸ軸方向走査を逆方向で行う。このような、Ｘ軸方向走査とＹ軸方向移動を繰り返すことで、全測定領域おける直線状深溝の測定点データを取得する。さらに、測定死角の発生を考慮して、測定対象物を９０度回転させた状態で、再度同じ測定領域における測定を行う。なお、取得した測定点データを用いた測定対象物の測定結果に対する評価は、つまり測定対象物に対する検査は、各ブロック単位で行われ、各ブロック単位での検査結果をまとめて、最終的な総合判定が行われる。
【００４４】
本実施形態に係る欠陥抽出を行うために、測定対象物５０２を回転テーブル５０３上にセットされる（Ｓ１）。図示されていない測定開始ボタンが操作されると（Ｓ２Ｙ（Ｙｅｓ）分岐）、測定が開始される。まず、光源制御部５０８は、レーザスリット投光器５２１を制御して、スリット光５０７照射させる（Ｓ３）。Ｘステージ制御部５１５、Ｙステージ制御部５１６、および回転テーブル制御部５１４は、測定開始ポイントである１番目の測定ブロックの左エッジがスリット光５０７によって照射されるように、Ｘステージ５０４及びＹステージ５０５、回転テーブル５０３を動作させる（Ｓ４）。Ｘステージ制御部５１４は、Ｘステージ５０４を制御して、該Ｘステージ５０４を正方向に定速移動させながらＸ軸方向走査を行う（Ｓ５）。それとともに、ＣＭＯＳカメラ５２６は、測定対象物５０２を撮影することにより得られた画像データをコントローラ５０６に送信する。すなわち、コントローラ５０６は、ＣＭＯＳカメラ５２６から画像データを取得し、画像メモリ５０９に転送する（Ｓ６）。このＸ軸方向走査と画像データの取得は、スリット光５０７が測定対象物５０２の側端に達するまで行われる。
【００４５】
スリット光５０７が測定対象物５０２の側端に達すると（Ｓ７Ｙ分岐）、Ｘステージ制御部５１５は、Ｘステージ５０４の移動を停止させて、Ｘ軸方向走査を停止する（Ｓ８）。Ｘ軸方向走査が停止すると、画像処理部５１０は、転送され画像メモリ５０９に展開された画像データを処理し、その光切断線画素位置情報（スリット光５０７による光切断線に沿った各点（測定点に対応）の、画像データベースの座標情報）を生成する（Ｓ９）。この光切断線画素位置情報から、３次元測定データ演算部５１１は、画素位置と、その画素位置から三角測量法に基づいて演算された３次元位置との関係を格納したテーブルを利用して、光切断線画素位置情報に基づき深溝の三次元座標値を読み出し、この値を測定点データとして各測定点に対応付けられたメモリアドレスに転送する（Ｓ１０）。もちろん、テーブルを用いずに、その都度、光切断線画素位置情報を用いて三角測量法に基づく演算を行い、深溝の三次元座標値を求めて測定点データとしてもよい。コントローラ５０６は、測定点データから測定対象の縁（エッジ）を抽出するエッジ抽出ルーチンを実行する(Ｓ１１)。
【００４６】
このエッジ抽出ルーチンは図９に示すように、エッジ検出部７０６は、測定点データ全点を読み出し(Ｓ１００)、測定ブロック全領域で欠落部（高さ情報がない領域）と、高さ情報のある境界を抽出し、測定下限値以下の指定値をセットする(S101)。次いで、エッジ検出部７０６は、高さ方向の微分フィルタ（例えばソーベル微分フィルタ等）により、測定ブロック全領域で微分値を算出し（Ｓ１０２）、ある閾値以上の微分値をエッジとしてメモリに保存する（Ｓ１０３）。落部（高さ情報がない）と高さ情報のある境界に測定下限値以下の指定値をセットしているため、対象物の外周や貫通穴などの底面がないところでもエッジを抽出できる。
【００４７】
本実施形態ではエッジも抽出しているので、基準点に関するデータは、同じ対象物なら、全点データである基準点データと、対象物の縁（エッジ）のみを抽出したエッジ基準点データとの２種類を持つ。続いて、同じ対象物の追加基準データが無い場合（つまり型修正後の基準点データが無い場合）(Ｓ１２Ｙ分岐)、表面評価モジュール５１２Ａは、所定の位置合わせアルゴリズムを用いて測定点のエッジデータと基準点のエッジデータ（エッジ基準点データ）との位置合わせを行う位置合わせルーチンを実行する（Ｓ１３）。なお、エッジによる位置合わせルーチンＳ１３を行わなくても良い。
【００４８】
この位置合わせルーチンでは、図１０に示すように、測定データ入力部７００は、Ｓ１１にて抽出されたエッジの測定点データを読み出し（Ｓ２００）、さらにその測定点群に対応するエッジ基準点データを基準データ格納部７０１から読み出す（Ｓ２０１）。点群対応付け部７０２は、最も小さい対応点間距離を有するように測定点と基準点を対応付ける（Ｓ２０２）。重み演算部７０３は、対応点間距離に基づいた重み係数と、隣接する点における隣接点間距離とに基づいた重み係数を算出し、これらを掛け合わせてトータル重み係数を求める（Ｓ２０３）。さらに、収束評価部７０４は、このトータル重み係数と、基準点と測定点との間の３次元距離である３次元対応点間距離とを用いて、逐次収束評価値を算出する（Ｓ２０４）。次いで、収束評価部７０４は、算出された逐次収束評価値に基づいてこの対応付けられた対応点群が逐次収束しているかどうかチェックする（Ｓ２０５）。収束しない場合（Ｓ２０５  Ｎ（Ｎｏ）分岐）、ステップＳ２０２に戻り再度測定点と基準点との対応付けを行う。収束する場合（Ｓ２０５Ｙ分岐）、点群変換部７０５は、対応点群が基準点群にできる限り一致するような合同変換パラメータを生成する（Ｓ２０６）。
【００４９】
次いで、点群変換部７０５は、生成された合同変換パラメータを用いてエッジ測定点群の位置座標を変換し、エッジ測定点群を移動させ（Ｓ２０７）、該合同変換パラメータを用いて測定点群の位置座標を変換し、全点測定群を移動させる（Ｓ２０８）。表面評価モジュール５１２Ａは、移動後のエッジ測定点群とエッジ基準点群とから平均対応距離を算出し（Ｓ２０９）、算出された平均対応距離と予め設定された閾値を比較して、終了条件が満たされたかどうかをチェックする（Ｓ２１０）。なお、このチェックステップにおいて、上限の繰り返し回数を付加的に設定しておくと好都合である。終了条件が満たされていない場合（Ｓ２１０Ｎ分岐）、ステップＳ２０２に戻り、移動後の測定点と基準点との対応付けを行う。終了条件が満たされた場合（Ｓ２１０Ｙ分岐）、この位置合わせルーチンを終了する。
【００５０】
表面評価モジュール５１２Ａは、全測定点による分離位置合わせルーチンを実施する（Ｓ１４）。この位置合わせルーチンでは、図１１に示すように、測定データ入力部７００は、３次元測定データ演算部５１１にて生成された全測定点データを読み出し（Ｓ３００）、さらにその全測定点群に対応する全基準点データを基準データ格納部７０１から読み出す（Ｓ３０１）。分離部７０７は、全測定点を、加工平面（加工面）に属する測定点群（以降、“加工平面点群”とも呼ぶ）と、上記加工平面以外の面（溝底や溝壁面）に属する測定点群（以降、“加工平面以外の点群”とも呼ぶ）とに分離して、加工平面点群を抽出する。具体的には、分離部７０７は、例えば、全測定点データに対してＺ軸方向においてある高さで区切って全測定点から加工平面点群のみを抽出する。本実施形態では、測定対象物の上面（溝等が形成されている面）が加工平面（加工面）である。Ｚ軸方向は測定対象物の厚さ方向に一致しているので、上記ある高さを、マスタの加工平面の高さに対応付けておく。よって、分離部７０７を、全測定点のうち、上記ある高さ以上のＺ座標を有する測定点を抽出するように構成すれば、加工平面に属する測定点群が抽出されることになる。
【００５１】
また、加工平面点群と加工平面以外の点群との分離の他の例として、基準点データの登録時に、マスタの加工平面の高さとなるＺ座標において、Ｘ、Ｙ座標で加工平面を予め設定し、分離部７０７が、３次元データである測定点データから、マスタの加工面の高さとなるＺ座標における、加工平面として設定されたＸ−Ｙ座標領域を加工平面点群として抽出しても良い。このように、本実施形態では、測定点データから、加工平面点群と加工平面以外の点群とを分離できるのであればいずれの方式を用いることができる。
【００５２】
点群対応付け部７０２は、最も小さい３次元対応点間距離を有するように、Ｓ３０２で分離抽出された加工平面点群とそれらに対応する基準点群との対応付けを行う（Ｓ３０３）。すなわち、点群対応付け部７０２は、加工平面点群に対応する基準点群の各点について最も近い測定点（加工平面点群に属する測定点）を対応点とし、各３次元対応点間距離の２乗和を最小とする、加工平面点群における合同変換パラメータＥ（Ｒ、ｔ）（Ｒ：回転行列、ｔ：並進行列）を推定する。重み演算部７０３は、３次元対応点間距離に基づいた重み係数と隣接する点における隣接点間距離とに基づいた重み係数を算出し、これらを掛け合わせてトータル重み係数を求める（Ｓ３０４）。さらに、収束評価部７０４は、このトータル重み係数と３次元対応点間距離とを用いて、逐次収束評価値を算出する（Ｓ３０５）。収束評価部７０４は、算出された逐次収束評価値に基づいてこの対応付けられた対応点群が逐次収束しているかどうかをチェックする（Ｓ３０６）。
【００５３】
収束しない場合（Ｓ３０６Ｎ分岐）、ステップＳ３０３に戻り再度測定点と基準点との対応付けを行う。収束する場合（Ｓ３０６Ｙ分岐）、点群変換部７０５は、加工平面点群における対応点群が対応する基準点群にできる限り一致するような、加工平面点群に関する合同変換パラメータを生成する（Ｓ３０７）。次いで、点群変換部７０５は、Ｓ３０７にて生成された加工平面点群に関する合同変換パラメータを用いて、加工平面点群に属する測定点群の位置座標を変換し、該加工平面点群に属する全測定点を移動させる（Ｓ３０８）。このようにして、まずは加工平面に属する測定点の基準点への位置合わせが行われる。
【００５４】
表面評価モジュール５１２Ａは、移動後の加工平面点群とそれらに対応する基準点群とから平均対応距離を算出し（Ｓ３０９）、算出された平均対応距離と予め設定された閾値とを比較して、終了条件が満たされたかどうかチェックする（Ｓ３１０）。なお、このチェックステップにおいて、上限の繰り返し回数を付加的に設定しておくと好都合である。終了条件が満たされていない場合（Ｓ３１０Ｎ分岐）、ステップＳ３０３に戻り、移動後の加工平面点群とそれに対応する基準点との対応付けを行う。終了条件が満たされた場合（Ｓ３１０Ｙ分岐）、次のＳ３１１に進む。
【００５５】
分離部７０７は、全測定点から、加工平面以外の点群を抽出する（Ｓ３１１）。具体的には、分離部７０７は、例えば、上記ある高さで区切って加工平面以外の点群を抽出する。すなわち、分離部７０７は、Ｚ軸方向において上記ある高さよりも低い領域の測定点を囲う平面以外の点群として抽出する。あるいは、全測定点の中から、Ｓ３０２にて抽出された加工平面点群を除いた測定点を加工平面以外の点群としても良い。すなわち、全測定点から、加工平面以外の点群を抽出できればいずれの方式を用いても良い。
【００５６】
点群対応付け部７０２は、最も小さい３次元対応点間距離を有するように、Ｓ３１１で分離抽出された加工平面以外の点群とそれらに対応する基準点群との対応付けを行う（Ｓ３１２）。すなわち、点群対応付け部７０２は、加工平面以外の点群に対応する基準点群の各点について最も近い測定点（加工平面以外の点群に属する測定点）を対応点とし、各３次元対応点間距離の２乗和を最小とする、加工平面以外の点群における合同変換パラメータＥ（Ｒ、ｔ）を推定する。重み演算部７０３は、３次元対応点間距離に基づいた重み係数と隣接する点における隣接点間距離とに基づいた重み係数を算出し、これらを掛け合わせてトータル重み係数を求める（Ｓ３１３）。さらに、収束評価部７０４は、このトータル重み係数と３次元対応点間距離とを用いて、逐次収束評価値を算出する（Ｓ３１４）。収束評価部７０４は、算出された逐次収束評価値に基づいてこの対応付けられた対応点群が逐次収束しているかどうかをチェックする（Ｓ３１５）。
【００５７】
収束しない場合（Ｓ３１５Ｎ分岐）、ステップＳ３１２に戻り再度測定点と基準点との対応付けを行う。収束する場合（Ｓ３１５Ｙ分岐）、点群変換部７０５は、加工平面以外の点群における対応点群が対応する基準点群にできる限り一致するような、加工平面以外の点群に関する合同変換パラメータを生成する（Ｓ３１６）。次いで、点群変換部７０５は、Ｓ３１６にて生成された加工平面以外の点群に関する合同変換パラメータを用いて、加工平面以外の点群に属する測定点群の位置座標を変換し、該加工平面以外の点群に属する全測定点を移動させる（Ｓ３１７）。このようにして、加工平面以外の面に属する測定点の基準点への位置合わせが行われる。
【００５８】
表面評価モジュール５１２Ａは、移動後の加工平面以外の点群とそれらに対応する基準点群とから平均対応距離を算出し（Ｓ３１８）、算出された平均対応距離と予め設定された閾値を比較して、終了条件が満たされたかどうかチェックする（Ｓ３１９）。なお、このチェックステップにおいて、上限の繰り返し回数を付加的に設定しておくと好都合である。終了条件が満たされていない場合（Ｓ３１９Ｎ分岐）、ステップＳ３１２に戻り、移動後の測定点と基準点との対応付けを行う。終了条件が満たされた場合（Ｓ３１９Ｙ分岐）、この位置合わせルーチンを終了する。
【００５９】
位置合わせルーチンが終了すると、欠陥評価モジュール５１２Ｂが表面欠陥領域の検出を行う欠陥判定ルーチンを実行する（Ｓ１５）。この欠陥判定ルーチンでは、図１２に示すように、まず、誤対応測定群抽出部７０８は、予め定められた３次元対応点間しきい値（第４のしきい値）を用いて、全基準点に対して３次元対応点間距離（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が上記第４のしきい値以上となる測定点の集合体（特定測定点群）を第１の誤対応領域（第１の欠陥の候補点群）として仮抽出する（Ｓ４００、Ｓ４０１）。すなわち、誤対応測定群抽出部７０８は、全基準点について、ある基準点が有する３次元の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、対応する位置合わせ後の測定点の３次元の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とによりユークリッド距離を算出することにより、ある基準点とそれに対応する位置合わせ後の測定点との間の３次元対応点間距離を算出する。次いで、誤対応測定群抽出部７０８は、各基準点について算出された３次元対応点間距離と第４のしきい値とを比較して、該第４のしきい値以上の３次元対応点間距離を有する測定点を第１の誤対応領域として抽出する。
【００６０】
第１の誤対応領域が抽出されなかった場合（Ｓ４０１Ｎ分岐）、この欠陥判定ルーチンを終了する。誤対応領域が抽出された場合（Ｓ４０１Ｙ分岐）、誤対応測定群抽出部７０８は、仮抽出された第１の誤対応領域に属する測定点群に対して、エッジ基準点に対する２次元対応点間距離（Ｘ，Ｙ）が２次元対応点間しきい値（第５のしきい値）以上となる測定点の集合体（特定測定点群）を、第１の誤対応領域よりも絞った第２の誤対応領域（第２の欠陥の候補点群であって、最終的な欠陥の候補点群）として抽出する（Ｓ４０２、Ｓ４０３）。本明細書において、「２次元対応点間距離」とは、Ｘ−Ｙ平面（２次元）における、第１の誤対応領域に属する各測定点の、最も近いエッジ基準点と、該エッジ基準点に対応する第１の誤対応領域の測定点との間の距離である。従って、誤対応測定群抽出部７０８は、第１の誤対応領域に属する測定点の各々について、最も近いエッジ基準点を抽出し、該抽出されたエッジ基準点の２次元位置情報（Ｘ，Ｙ）と、対応する第１の誤対応領域に属する測定点の２次元位置情報（Ｘ，Ｙ）とによりユークリッド距離を算出することにより、第１の誤対応領域に属する測定点の各々について、２次元対応点間距離を算出する。次いで、誤対応測定群抽出部７０８は、算出された、第１の誤対応領域に属する測定点の各々の２次元対応点間距離と第５のしきい値とを比較して、該第５のしきい値以上の２次元対応点間距離を有する測定点を第２の誤対応領域として抽出する。
【００６１】
第２の誤対応領域が抽出されなかった場合（Ｓ４０３Ｎ分岐）、この欠陥判定ルーチンを終了する。第２の誤対応領域が抽出された場合（Ｓ４０３Ｙ分岐）、欠陥判定部７０９は、第２の誤対応領域に含まれている測定点間の隣接点間距離（測定点間の距離）が予め設定されている隣接点間距離しきい値（第６のしきい値）以下となる集合を一塊りとして、塊ごとに番号を付けるラベリングを行い（Ｓ４０４）、各ラベルの塊ごとに特徴量（重心、等価楕円長軸長、等価楕円長軸角度、フェレ径等）を算出する（Ｓ４０５）。欠陥判定部７０９は、その特徴量が設定値よりも大きい場合（Ｓ４０６  Ｙ分岐）、欠陥と判断し、その情報をメモリに記録する（Ｓ４０７）。また、欠陥判定部７０９は、特徴量が設定値以下である場合（Ｓ４０６Ｎ分岐）、欠陥と判定せずその情報を記録しない。
【００６２】
欠陥判定ルーチンが終了すると、欠陥評価モジュール５１２Ｂは、型修正による形状違い判定ルーチンを実行する(Ｓ１６)。この判定ルーチンを図１３に示す金型の型修正による形状違いは、型修正後の異なる測定対象物同士で同じ位置・同じ場所に発生することを利用するものである。型修正による形状違い判定部７１０は、前回の測定対象物の欠陥の特徴量を読み出し（Ｓ５００）、今回の測定対象物の欠陥の特徴量を読み出す（Ｓ５０１）。型修正による形状違い判定部７１０は、前回と今回の欠陥の特徴量（重心、等価楕円長軸長、等価楕円長軸角度、フェレ径等）差がある範囲内にあれば（Ｓ５０２  Ｙ分岐）、型修正箇所有りと判定し（Ｓ５０３）、ある範囲外（Ｓ５０２Ｎ分岐）なら型修正箇所無しと判定する（Ｓ５０４）。
【００６３】
型修正による形状違い判定ルーチンが終了し、型修正箇所がある場合（Ｓ１７Ｙ分岐）には、欠陥評価モジュール５１２Ａは、その計測ブロックの基準値データ（エッジ基準点および全基準点）を新たに型修正後の基準値データとして追加し(Ｓ１８)、型修正箇所が無ければ（Ｓ１７Ｎ分岐）追加しない。
【００６４】
図８ＡのＳ１２にもどり、同じ測定対象物の追加基準データが有る場合（つまり型修正後の基準値データが有る場合）(Ｓ１２Ｎ分岐)、表面評価モジュール５１２Ａは、上述した位置合わせアルゴリズムを用いて、測定点のエッジデータと型修正前のエッジ基準点データ、および測定点のエッジデータと型修正後のエッジ基準点データとの位置合わせを行う位置合わせルーチンを実行する（Ｓ１９）。次に、分離部７０７は、Ｓ１４と同様にして、測定点の全測定点データと型修正前の全基準点データ、および全測定点データと型修正後の全基準点データとにより、型修正前および型修正後のそれぞれについて、加工平面点群と加工平面以外の点群との分離位置合わせを行う位置合わせルーチンを実行する（Ｓ２０）。
【００６５】
位置合わせルーチンが終了すると、欠陥評価モジュール５１２Ｂは、金型の型修正前と型修正後の測定対象物が混在しても、基準点データからずれた測定点群が欠陥なのか、あるいは型修正箇所なのかを判定する欠陥・型修正箇所判定ルーチンを実行する（Ｓ２１）。この判定ルーチンは図１３に示すように、誤対応測定群抽出部７０８は、図１２のＳ４００〜Ｓ４０２と同様の処理を実行して、金型の型修正前の基準値データから、第２の誤対応領域を抽出する処理を実行する（Ｓ７００）。第２の誤対応領域が抽出されなかった場合（Ｓ７０１  Ｎ分岐）、ステップＳ７０６へ飛ぶ。第２の誤対応領域が抽出された場合（Ｓ７０１Ｙ分岐）、欠陥判定部７０９は、第２の誤対応領域に含まれている測定点間の隣接点間距離が予め設定されている第６のしきい値以下となる集合を一塊りとして、塊ごとに番号を付けるラベリングを行い（Ｓ７０２）、各ラベルの塊ごとに特徴量（重心、等価楕円長軸長、等価楕円長軸角度、フェレ径等）を算出する（Ｓ７０３）。欠陥判定部７０９は、その特徴量が設定値よりも大きい場合（Ｓ７０４Ｙ分岐）、欠陥と判断し、その情報を第１の欠陥情報としてメモリに記録する（Ｓ７０５）。また、欠陥判定部７０９は、その特徴量が設定値以下である場合（Ｓ７０４Ｎ分岐）、欠陥ではないと判定し、その情報を記録しない。
【００６６】
次に、誤対応測定群抽出部７０８は、図１２のＳ４００〜Ｓ４０２と同様の処理を実行して、金型の型修正後の基準値データから、第２の誤対応領域を抽出する処理を実行する。第２の誤対応領域が抽出されなかった場合（Ｓ７０７Ｎ分岐）、ステップＳ７１２へ飛ぶ。第２の誤対応領域が抽出された場合（Ｓ７０７Ｙ分岐）、結果判定部７０９は、第２の誤対応領域に含まれている測定点間の隣接点間距離が予め設定されている第６のしきい値以下となる集合を一塊りとして、塊ごとに番号を付けるラベリングを行い（Ｓ７０８）、各ラベルの塊ごとに特徴量（重心、等価楕円長軸長、等価楕円長軸角度、フェレ径等）を算出する（Ｓ７０９）。欠陥判定部７０９は、その特徴量が設定値よりも大きい場合（Ｓ７１０Ｙ分岐）、欠陥と判断し、その情報を第２の欠陥情報としてメモリに記録する（Ｓ７１１）。また、欠陥判定部７０９は、その特徴量が設定値以下である場合（Ｓ７１０  Ｎ分岐）、その情報を記録しない。
【００６７】
次に、Ｓ７００〜Ｓ７１１にて抽出されたそれぞれの欠陥が、金型の型修正による形状違いにより検出されたものではなく、本当の欠陥なら、型修正前と後の両方の基準値データからの評価により欠陥として抽出されると考えられる。欠陥・型修正箇所判定部７１１は、第１の欠陥情報および第２の欠陥情報に基づいて、第１の欠陥情報および第２の欠陥情報に欠陥として共通の領域がある場合（Ｓ７１２Ｙ分岐）、それら共通の領域を欠陥として判定し（Ｓ７１４）、欠陥として共通の領域を有さない場合は欠陥ではない判断する（Ｓ７１２Ｎ分岐）。次に、欠陥・型修正箇所判定部７１１は、Ｓ７００〜Ｓ７１１にて抽出された欠陥が型修正前の基準値データからのみを検出した場合は（Ｓ７１３Ｙ分岐）、本当は欠陥でなく、型修正箇所であると判定し、第１の欠陥情報のみの欠陥を、型修正箇所として判定し、型修正後の測定対象物数をカウントアップする（Ｓ７１４）。第２の欠陥情報のみもしくは欠陥が無い場合は（Ｓ７１３Ｎ分岐）このルーチンを終了する。
【００６８】
欠陥・型修正箇所判定ルーチンが終了すると、欠陥評価モジュール５１２Ｂは、型修正後の測定対象物数が設定値以下か否かを判定して、型修正前と型修正後の測定対象物が混在しているか否かを判定する（Ｓ２２）。型修正後の測定対象物数が設定値以下なら型修正前後対象物混載中であると判断（Ｓ２２Ｙ分岐）し、ステップＳ２５に飛ぶ。一方、型修正後の対象物数が設定値より大きい場合は型修正前の対象物はないと判断し（Ｓ２２Ｎ分岐）し、欠陥評価モジュール５１２Ｂは、型修正前の基準値データを消去し（Ｓ２３）、型修正後の対象物のカウントをリセットする（Ｓ２４）。
【００６９】
なお、ステップＳ８でＸ軸方向走査を停止すると、ステップＳ９からＳ２４を行うと同時に、Ｙステージ制御部５１６は、Ｙステージ１１を動作させ、所定のピッチでＹ軸方向のシフトが行われる（Ｓ２５）。ステップＳ９からＳ２４の処理とシフト処理の両方が終わると、コントローラ５０６が有するＣＰＵは、Ｘ軸方向走査がまだ残っているかどうかのチェックを行う（Ｓ２６）。
【００７０】
ステップＳ２６のチェックでＸ軸方向走査がまだ残っている場合（Ｓ２６Ｙ分岐）、Ｘステージ制御部５１５は、Ｘ軸方向走査の方向を反転し（Ｓ２７）、ステップＳ５に戻ってＸ軸方向走査を行う。ステップＳ２６のチェックでＸ軸方向走査が残っていない場合（Ｓ２６Ｎ分岐）、光源制御部５０８は、レーザスリット投光器５２１をＯＦＦするように制御して、スリット光５０７の照射を停止する（Ｓ２８）。さらに、コントローラ５０６が有するＣＰＵは、測定死角の発生に伴う測定不能箇所の測定データを補完するために、回転テーブル５０３を９０度回転させる必要があるかどうかをチェックする（Ｓ２９）。回転テーブル５０３を９０度回転させる必要がある場合は（Ｓ２９Ｙ分岐）、回転テーブル制御部５１４は、回転テーブル５０３が９０度回転するように回転テーブル５０３の動作を制御する。次いで、再びステップＳ３に戻り、この測定を繰り返す。なお、この９０度の追加回転では不十分な場合には、さらに９０度毎のあと２回までの回転（最初の姿勢位置に対する１８０度位置と２７０度位置）が行われる。回転テーブル５０３を９０度回転させる必要がない場合は（Ｓ２９Ｎ分岐）、コントローラ５０６のＣＰＵは、全ての測定ブロックにおける欠陥評価結果に基づいて総合判定を行う（Ｓ３０）。この総合判定において、測定対象物の全体を示す全体図の上で欠陥の位置をマーキングした欠陥位置表示図をモニタ又はプリントを通じて出力することができる。
【００７１】
次に、型摩耗による形状違いによる誤判定を防止するため、基準データ変更部７１４は、基準値データを時々変更する基準データ変更ルーチンを実行する（Ｓ３１）。この判定ルーチンは図１５に示すように、基準データ変更部７１４は、測定対象物数をカウントし（Ｓ８００）、設定数以下なら（Ｓ８０１Ｎ分岐）、このルーチンを終了し、設定数よりも大きかったら（Ｓ８０１Ｙ分岐）次ステップへ進む。次に、基準データ変更部７１４は、その測定対象物がＮＧ（欠陥有り）なら、このルーチンを終了し、ＯＫなら、測定点データから測定対象物が図面寸法どおりできているか形状をチェックする(Ｓ８０３)。基準データ変更部７１４は、形状チェックがＮＧなら（Ｓ８０４Ｎ分岐）このルーチンを終了し、ＯＫなら（Ｓ８０４Ｙ分岐）、その測定点データを基準値データとして変更する。
【００７２】
従来では、加工定位のばらつきによりマスタと測定対象物との溝深さが異なるため、マスタと測定対象物の溝底部が正確に重ならず、図１７（ａ）に示すように、各欠陥において、欠陥特徴量（最大寸法）が真値と大きく異なることがある。図１７（ａ）には、加工定位がマスタに対してバラツキがある所定の測定対象物に形成された溝の溝底に存在する４つの欠陥（欠陥１〜欠陥４）について、従来法により位置合わせをした後に検出された欠陥１〜欠陥４の特徴量の真値からの差を示している。図１７（ａ）から分かるように、従来法で位置合わせをした後に検出された欠陥１〜欠陥４はそれぞれ、特徴量が真値からずれてしまう。
【００７３】
これに対して、本実施形態では、図１１に示す全点分離位置合わせルーチンにおいて、図１６に示すように、加工平面１６０１に溝底１６０２および溝壁面１６０３を有する溝が形成された測定対象物１６００について、加工平面１６０１と、加工平面１６０１以外の面である溝底１６０２、溝壁面１６０３とに分離し、加工平面１６０１に属する測定点群である加工平面点群についてそれらに対応する基準点でデータ照合（位置合わせ）し、加工平面１６０１以外の面である溝底１６０２および溝壁面１６０３に属する測定点群である加工平面以外の点群についてそれらに対応する基準点でデータ照合（位置合わせ）をしている。すなわち、全測定点を、加工平面点群と加工平面以外の点群とに分離し、分離されたそれぞれについて対応する基準点に対して位置合わせをしている。よって、図１７（ｂ）に示すように、上記欠陥１〜欠陥４を有し、マスタに対して加工定位がばらついている所定の測定対象物に対する位置合わせ後に検出された欠陥１〜欠陥４において、その特徴量の真値からの差を低減することができる。すなわち、本実施形態では、加工平面点群と加工平面以外の点群とに分離し、各々位置合わせを行うので、マスタと測定対象物の溝深さの違いを吸収し、マスタの溝底と測定対象物の溝底とを正確に重ねることができ、欠陥形状を正確に抽出でき、真値との誤差を小さくすることができる。従って、加工定位がばらついたとしても、３次元対応点間距離しきい値を大きく設定する必要が無く、欠陥を正確に判別することができる。また、上記３次元対応点間距離しきい値を小さく設定することができるので、３次元対応点間距離しきい値を適切な値に設定することができ、従来のように、適切な３次元対応点間距離しきい値と大きめに設定された３次元対応点間距離しきい値との間のサイズの欠陥を見落とすことを防ぐことができる。
【００７４】
図１８（ａ）は、従来の欠陥候補点（誤対応領域）の抽出方法を説明するための図である。図１８（ａ）において、測定対象物１８００の加工平面１８０１には、溝底１８０２および溝壁面１８０３を有する溝が形成されており、溝壁面１８０３には誤欠陥（本発明では欠陥として認識しないもの）１８０５が形成されている。従来法では、全基準点に対して、全測定点で３次元対応点間距離（Ｘ、Ｙ、Ｚ）（ここでは、エッジ１８０４に含まれる誤欠陥１８０５からの最近傍点１８０６における基準点と誤欠陥に対応する測定点との間の３次元距離）を算出し、該３次元対応点間距離によって欠陥判定を行っているため、誤欠陥１８０５起因の線状ノイズ群を欠陥として抽出（たとえば、第１のしきい値を０．２ｍｍに設定）してしまう。
【００７５】
これに対して、本実施形態では、図１２に示す欠陥判定ルーチンにおいて、図１８（ｂ）に示すように、３次元対応点間距離により第１の誤対応領域を抽出し、該第１の誤対応領域からさらに、誤欠陥１８０５の、エッジ１８０４における最近傍点１８０６と誤欠陥１８０５との間の次元対応点間距離を算出して第２の誤対応領域を抽出している。すなわち、本実施形態では、欠陥候補点がエッジ（すなわち、溝壁面）から２次元的にどれだけ突出しているのかを算出し、その算出結果に基づいて、切粉残り、はがれ、バリといった溝壁面から凸状の欠陥か否かの判定を行っている。従って、３次元対応点間距離で第１の欠陥候補点として抽出された測定点群（第１の誤対応領域）を、さらに異なる基準にて振るいにかけることができ、従来のように線状ノイズ点群を欠陥として抽出することを低減することができる。すなわち、線状ノイズによる欠陥の誤判定を低減することができる。また、従来では、線状ノイズを欠陥として認識してしまうことがあるので、図１９に示すように、実際の測定対象物には存在しないものを誤欠陥として検出してしまうことがある。すなわち、図１９では、欠陥寸法が０．６ｍｍよりも大きいものを欠陥として認識するようにしいているが、従来法によれば、０．７ｍｍ、０．８ｍｍの寸法を有する欠陥といったこの測定対象物には存在していない欠陥を検出している。しかしながら、本実施形態によれば、０．７ｍｍ、０．８ｍｍの欠陥を検出しておらず、欠陥ではないものを欠陥として判定することを低減することができる。
【００７６】
このように、本実施形態では、図１１に示す全点分離位置合わせルーチンや図１２に示す２次元対応点間距離を用いた欠陥判定を行っているので、測定対象物が鋳造品であっても、正確に欠陥を抽出することが可能である。
なお、本実施形態では、図１１に示す全点分離位置合わせルーチンおよび図１２に示す２次元対応点間距離を用いた欠陥判定の双方を行っているが、いずれか一方のみを行っても、欠陥を正確に抽出できる効果を十分に発揮できる。
【００７７】
（その他の実施形態）
本発明の一実施形態では、コントローラ５０６が欠陥抽出装置５００を制御することができれば、欠陥抽出装置５００に内蔵されても良いし、ＬＡＮ等によるローカルな接続、または、インターネットといったＷＡＮによる接続を介して、欠陥抽出装置５００と別個に設けても良い。すなわち、本発明では、コントローラ５０６の配置位置が問題ではなく、上述の実施形態のようにして位置合わせや欠陥抽出を行うようにコントローラ５０６を構成することが重要なのである。
【００７８】
また、前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラム（例えば、図８Ａ、８ＢのＳ２〜Ｓ３１に示す処理を行うプログラム）を記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。即ちコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施例の範囲に含まれる。また、前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体はもちろんそのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
かかる記憶媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
また前述の記憶媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
５００    欠陥抽出装置
５０１    測定装置部
５０２    測定対象物
５０６    コントローラ
５１１    ３次元測定データ演算部
５１２    評価モジュール
５１２Ａ  表面評価モジュール
５１２Ｂ  欠陥評価モジュール
５２０    レーザスリット平行投光器
５２３    撮像部
７００    測定データ入力部
７０１    基準データ格納部
７０２    点群対応付け部
７０４    収束評価部
７０５    点群変換部
７０７    分離部
７０８    誤対応測定群抽出部
７０９    欠陥判定部
【図１】
2013167445.tif 000003
【図２】
2013167445.tif 000004
【図３】
2013167445.tif 000005
【図４】
2013167445.tif 000006
【図５】
2013167445.tif 000007
【図６】
2013167445.tif 000008
【図７】
2013167445.tif 000009
【図８Ａ】
2013167445.tif 000010
【図８Ｂ】
2013167445.tif 000011
【図９】
2013167445.tif 000012
【図１０】
2013167445.tif 000013
【図１１】
2013167445.tif 000014
【図１２】
2013167445.tif 000015
【図１３】
2013167445.tif 000016
【図１４】
2013167445.tif 000017
【図１５】
2013167445.tif 000018
【図１６】
2013167445.tif 000019
【図１７】
2013167445.tif 000020
【図１８】
2013167445.tif 000021
【図１９】
2013167445.tif 000022