特許 6475552 画像測定装置、画像測定方法、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6475552

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】画像測定装置、画像測定方法、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20190218BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 K

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-82239(P2015-82239)

(22)【出願日】2015年4月14日

(65)【公開番号】特開2016-200551(P2016-200551A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2018年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】鵜戸 章平

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６３１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２６９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３３５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２０３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／２４６９５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１００１７６０４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−９８２６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｇ０１Ｃ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を撮影可能な撮像部と、
前記対象物に対する前記撮像部の撮影位置を変更可能な移動機構と、
前記撮像部により所定の複数の撮影位置の各々にて撮影された画像群を撮影画像群として、前記撮像部を複数の撮影位置の各々にて静止させて得られる第１の撮影画像群と、前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら得られる第２の撮影画像群とをもとに、補正値を算出する算出部と
を具備する画像測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像測定装置であって、
前記対象物は、被測定物であり、
前記画像測定装置は、さらに、前記算出された補正値をもとに、前記第２の撮影画像群に基づいた測定結果を補正する補正部を具備する
画像測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の画像測定装置であって、さらに、
前記算出された補正値を記憶する記憶部を具備し、
前記補正部は、前記記憶された補正値をもとに前記測定結果を補正する
画像測定装置。

【請求項4】

対象物に対して撮像部を複数の撮影位置の各々に静止させて撮影することで第１の撮影画像群を取得し、
前記対象物に対して前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影することで第２の撮影画像群を取得し、
前記取得された前記第１及び第２の撮影画像群をもとに、補正値を算出する
画像測定方法。

【請求項5】

請求項４に記載の画像測定方法であって、
前記第１の撮影画像群の取得ステップは、被測定物に対して実行され、
前記第２の撮影画像群の取得ステップは、前記被測定物と、これと同じ種類の複数の他の被測定物との各々に対して実行され、
前記画像測定方法は、さらに、前記被測定物に対して算出された前記補正値をもとに、前記複数の他の被測定物の各々の、前記第２の撮影画像群に基づいた測定結果を補正する
画像測定方法。

【請求項6】

対象物を撮影可能な撮像部の撮影位置を制御可能な移動制御部と、
前記撮像部により所定の複数の撮影位置の各々にて撮影された画像群を撮影画像群として、前記撮像部を複数の撮影位置の各々にて静止させて得られる第１の撮影画像群と、前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら得られる第２の撮影画像群とをもとに、補正値を算出する算出部と
を具備する情報処理装置。

【請求項7】

対象物に対して撮像部を複数の撮影位置の各々に静止させて撮影させることで第１の撮影画像群を取得し、
前記対象物に対して前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影させることで第２の撮影画像群を取得し、
前記取得された前記第１及び第２の撮影画像群をもとに、補正値を算出する
ことをコンピュータが実行する情報処理方法。

【請求項8】

対象物に対して撮像部を複数の撮影位置の各々に静止させて撮影させることで第１の撮影画像群を取得するステップと、
前記対象物に対して前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影させることで第２の撮影画像群を取得するステップと、
前記取得された前記第１及び第２の撮影画像群をもとに、補正値を算出するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像測定装置、画像測定方法、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被測定物を撮影した画像をもとに形状等を測定可能な画像測定装置が知られている。例えば特許文献１には、ステージ及びステージ上のワークを撮影する撮像ユニットを有する形状測定機と、撮像ユニットの撮影画像をもとにワークの形状を測定するコンピュータとを有する形状測定装置について開示されている（特許文献１の明細書段落［０００９］図１等）。

【0003】

この形状測定装置では、撮像ユニットを移動させながらワークの形状を測定している間、形状測定機の振動が検出される。そして検出された振動を相殺するように撮像ユニットの移動量が制御される。これによりステージに対する撮像ユニットの振動による変位が抑制され、測定精度を向上させることができる（特許文献１の明細書段落［００１９］等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２２８５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このように撮像ユニットにより撮影された画像をもとに形状等を測定する画像測定装置において、測定精度を向上させるための技術が求められている。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高い精度で被測定物を測定可能な画像測定装置、画像測定方法、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像測定装置は、撮像部と、移動機構と、算出部とを具備する。
前記撮像部は、対象物を撮影可能である。
前記移動機構は、前記対象物に対する前記撮像部の撮影位置を変更可能である。
前記算出部は、前記撮像部により所定の複数の撮影位置の各々にて撮影された画像群を撮影画像群として、前記撮像部を複数の撮影位置の各々にて静止させて得られる第１の撮影画像群と、前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら得られる第２の撮影画像群とをもとに、補正値を算出する。

【0008】

この画像測定装置では、所定の複数の撮影位置に撮像部を静止させて撮影された第１の撮影画像群と、撮像部を相対的に移動させながら撮影された第２の撮影画像群とをもとに補正値が算出される。この補正値を用いることで、高い精度で、撮像部を相対的に移動させながら被測定物を測定することが可能となる。

【0009】

前記対象物は、被測定物であってもよい。この場合、前記画像測定装置は、さらに、前記算出された補正値をもとに、前記第２の撮影画像群に基づいた測定結果を補正する補正部を具備してもよい。
これにより高い精度で被測定物を測定するとことができる。

【0010】

前記画像測定装置は、さらに、前記算出された補正値を記憶する記憶部を具備してもよい。この場合、前記補正部は、前記記憶された補正値をもとに前記測定結果を補正してもよい。
これにより例えば同じ種類の被測定物を効率的に測定することができる。

【0011】

本発明の一形態に係る画像測定方法は、対象物に対して撮像部を複数の撮影位置の各々に静止させて撮影することで第１の撮影画像群を取得することを含む。
前記対象物に対して前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影することで第２の撮影画像群が取得される。
前記取得された前記第１及び第２の撮影画像群をもとに、補正値が算出される。
算出された補正値を用いることで、高い精度で、撮像部を相対的に移動させながら被測定物を測定することが可能となる。

【0012】

前記第１の撮影画像群の取得ステップは、被測定物に対して実行されてもよい。この場合、前記第２の撮影画像群の取得ステップは、前記被測定物と、これと同じ種類の複数の他の被測定物との各々に対して実行されてもよい。また前記画像測定方法は、さらに、前記被測定物に対して算出された前記補正値をもとに、前記複数の他の被測定物の各々の、前記第２の撮影画像群に基づいた測定結果を補正することを含んでもよい。
これにより同じ種類の他の被測定物を効率的に測定することができる。

【0013】

本発明の一形態に係る情報処理装置は、移動制御部と、前記算出部とを具備する。
前記移動制御部は、対象物を撮影可能な撮像部の撮影位置を制御可能である。

【0014】

本発明の一形態に係る情報処理方法は、コンピュータにより実行される情報処理方法であって、対象物に対して撮像部を複数の撮影位置の各々に静止させて撮影させることで第１の撮影画像群を取得することを含む。
前記対象物に対して前記撮像部を前記複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影させることで第２の撮影画像群が取得される。
前記取得された前記第１及び第２の撮影画像群をもとに、補正値が算出される。

【0015】

本発明の一形態に係るプログラムは、前記情報処理方法をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0016】

以上のように、本発明によれば、高い精度で被測定物を測定することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像測定装置を示す概略図である。

【図2】図１に示す測定制御部の構成例を示す機能的なブロック図である。

【図3】撮像ユニットが撮影位置で静止した状態で撮影が実行される場合の図である。

【図4】撮像ユニットが加速中に撮影位置で撮影が実行される場合を示す図である。

【図5】移動中の画像取得のタイミングについて説明するための図である。

【図6】静止測定の動作例を示すフローチャートである。

【図7】移動測定の動作例を示すフローチャートである。

【図8】画像座標差分算出部による補正値の算出例を示すフローチャートである。

【図9】補正値を用いた移動測定の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

【0019】

［画像測定装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像測定装置を示す概略図である。画像測定装置１００は、非接触型の画像測定機１０と、情報処理装置としてのＰＣ（Personal Computer）２０とを有する。本技術に係る情報処理装置として、他のコンピュータが用いられてもよい。

【0020】

画像測定機１０は、ステージ１１と、移動機構１２と、撮像ユニット（撮像部）１３とを有する。ステージ１１上の所定の位置に、被測定物であるワークＷが載置される。ワークＷは、撮像ユニット１３により撮影される対象物にも相当する。

【0021】

移動機構１２は、ｘｙｚの３次元方向において、ワークＷに対する撮像ユニット１３の撮影位置を変更可能である。撮影位置とは、撮影が行われる際の、ワークＷに対する撮像ユニット１３の相対的な位置である。従って撮像ユニット１３及びワークＷを相対的に移動させることで、撮影位置の変更が可能となる。

【0022】

図１に示すように移動機構１２は、ｘ移動機構１４と、ｙ移動機構１５と、ｚ移動機構１６とを有する。ｚ移動機構１６は、撮像ユニット１３をｚ方向に沿って移動させる。ｘ移動機構１４は、撮像ユニット１３とｚ移動機構１６とを一体的に、ｘ方向に沿って移動させる。ｙ移動機構１５は、ステージ１１をｙ方向に沿って移動させる。各移動機構の具体的な構成は限定されず、任意に設計されてよい。

【0023】

ｘｙｚの各移動機構には、例えばリニアスケール等からなる軸変位センサ１７が配置される。ｘ軸変位センサ１７ｘ及びｚ軸変位センサ１７ｚの各々の検出値をもとに、撮像ユニット１３のｘ及びｚ座標が算出される。またｙ軸変位センサ１７ｙの検出値をもとにステージ１１のｙ座標が算出される。

【0024】

撮像ユニット１３には、対物レンズ１８（図３参照）及び撮像素子（図示なし）を備えるデジタルカメラ（ビデオカメラを含む）が搭載される。ワークＷで反射した光が対物レンズ１８を介して撮像素子に入射することにより、ワークＷのデジタル画像が生成される。撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等が用いられる。

【0025】

ＰＣ２０は、任意の接続形態により画像測定機１０に接続される。ＰＣ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のコンピュータの構成に必要なハードウェアを有する（いずれも図示なし）。

【0026】

ＲＯＭやＨＤＤには、ＣＰＵにより実行されるプログラムや形状データ等の各種のデータが格納される。またＲＡＭは、ＣＰＵによる一時的な作業領域、及びデータの一時保存のための領域として用いられる。

【0027】

ＰＣ２０による情報処理は、ＲＯＭ等に記憶されたソフトウェアと、ＰＣ２０のハードウェア資源との協同により実現される。本実施形態では、図１に示すように、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することで、機能ブロックとしての測定制御部２１が構成される。なお測定制御部２１を実現するために専用のハードウェアが適宜用いられてもよい。

【0028】

プログラムは、例えば種々の記録媒体を介してＰＣ２０にインストールされる。あるいは、インターネット等を介してプログラムがＰＣ２０にインストールされてもよい。

【0029】

図２は、測定制御部２１の構成例を示す機能的なブロック図である。測定制御部２１は、画像取得座標記憶部２２、画像取得座標照合部２３、画像取得信号出力部２４、カメラ画像取得部２５、座標検出部２６、及び軸移動制御部２７を有する。また測定制御部２１は、座標記憶部２８、座標・画像記憶部２９、画像座標検出部３０、静止測定時画像座標記憶部３１、移動測定時画像座標記憶部３２、画像座標差分算出部３３、及び画像座標差分記憶部３４を有する。さらに測定制御部２１は、画像座標補正部３５、及び検出座標出力部３６を有する。

【0030】

画像取得座標記憶部２２は、撮影位置の座標値（以下、撮影位置座標と記載する）を記憶する。本実施形態では、撮影位置座標として、撮影を実行したい撮像ユニット１３のｘ及びｚ座標と、ステージ１１のｙ座標とが予め格納される。

【0031】

座標検出部２６は、ｘｙｚの各軸変位センサ１７からの検出値をもとに、現在の測定位置の座標（以下、測定位置座標と記載する）を検出する。測定位置座標は、現在の撮像ユニット１３のｘ及びｚ座標と、現在のステージ１１のｙ座標とからなる。

【0032】

画像取得座標照合部２３は、座標検出部２６により検出された測定位置座標と、画像取得座標記憶部２２に記憶された撮影位置座標とを照合する。そして両座標が一致した場合に、画像取得信号出力部２４に画像取得信号の出力を指示する。

【0033】

画像取得信号出力部２４は、撮像ユニット１３のデジタルカメラに画像取得信号を出力する。当該信号が出力されることで、撮像ユニット１３による撮影が実行される。カメラ画像取得部２５は、撮像ユニット１３により撮影された撮影画像を取得する。

【0034】

軸移動制御部２７は、移動機構１２を制御して、撮像ユニット１３及びステージ１１を移動させる。座標記憶部２８は、座標検出部２６により検出された測定位置座標と、撮影位置座標とが一致した場合に、測定位置座標を記憶する。

【0035】

座標・画像記憶部２９は、撮像ユニット１３により撮影された撮影画像と、撮影が行われた際の測定位置座標（すなわち撮影位置座標）とを記憶する。

【0036】

画像座標検出部３０は、座標・画像記憶部２９に記憶された撮影画像及び測定位置座標をもとに、ｘｙｚの３次元上におけるワークＷの外形や特徴点等の座標（以下、測定座標と記載する）を検出する。例えばエッジ検出等の周知の画像解析技術を用いて、撮影画像上の位置及び測定位置座標をもとに、ワークＷの各点における測定座標を検出可能である。

【0037】

画像座標補正部３５は、画像座標検出部３０により検出された測定座標を補正する。後に詳しく説明するが、本実施形態では、撮像ユニット１３を複数の撮影位置の各々を通るように相対的に移動させながら撮影が行われる。そして撮影された撮影画像群をもとにワークＷの測定座標が検出される。画像座標補正部３５は、当該検出された測定座標を補正する。

【0038】

検出座標出力部３６は、画像座標補正部３５により補正された測定座標を出力する。

【0039】

静止測定時画像座標記憶部３１、移動測定時画像座標記憶部３２、画像座標差分算出部３３、及び画像座標差分記憶部３４は、画像座標補正部３５による補正に用いられる補正値を算出するためのブロックである。これら各ブロックについては、後に詳しく説明する。

【0040】

［画像測定装置の動作］
上記したように本実施形態に係る画像測定装置１００では、撮像ユニット１３を停止させることなく、複数の撮影位置の各々を通るように相対的に連続して移動させながら、測定を実行することが可能である。例えばＲＯＭ等に記憶されたパートプログラム等に基づいて、所定のルートに沿って、自動的に撮影位置の変更（撮像ユニット１３の相対的な移動）が実行される。その際に、測定位置座標が撮影位置座標に一致した場合に自動的に撮影が実行される。以下、この測定を移動測定と記載する。

【0041】

図３−図５は、移動測定時において生じ得る問題点について説明するための図である。図３−図５において図Ａは画像測定機１０をｙ方向から見た正面図であり、図Ｂは撮像ユニット１３により撮影された撮影画像である。

【0042】

図３は、撮像ユニット１３が撮影位置Ｐで静止した状態で撮影が実行される場合を示す図である。この場合、撮影位置座標上に撮像ユニット１３及びステージ１１が移動されて、真下にあるワークＷが撮影される。ここではワークＷとして白色の領域４１と黒色の領域４２とが設けられた板状部材が用いられる。そして図３Ｂに示すように、白色領域４１と黒色領域４２との境界４３が撮影画像５０の中心点５５と重なるように、撮影位置Ｐが設定されている。

【0043】

図４は、撮像ユニット１３が加速中に撮影位置Ｐで撮影が実行される場合を示す図である。この場合、撮像ユニット１３やｚ移動機構１６に加速度が作用するので、図４Ａに示すように、これらの重量による慣性により、傾きや歪みが発生する可能性がある。ステージ１１が加速中である場合には、ワークＷに歪み等が発生する場合もある。

【0044】

そうすると図４Ｂに示すように、撮像ユニット１３により撮影された撮影画像５０では、ワークＷの境界４３が撮影画像５０の中心点５５からずれて写ってしまう。当該撮影画像５０をもとに測定座標を算出した場合、図３Ｂに示す静止時の撮影画像５０から算出された測定座標と比べて、画像のずれ分だけ誤差が発生してしまう。このような撮影画像５０のずれは、減速中や、２軸以上の同時移動での円弧状移動による遠心力等によっても発生し得る。

【0045】

図５は、移動中の画像取得のタイミングについて説明するための図である。図２に示す画像取得座標照合部２３により測定位置座標と撮影位置座標とが照合され、両座標の一致に応じて、画像取得信号出力部２４から撮像ユニット１３に画像取得信号が出力されるまでには、多少の時間を要する。すなわち実際に撮像ユニット１３が撮影位置Ｐに移動するタイミングから遅れて、撮像ユニット１３による撮影が実行される（図５Ａの遅延撮影位置Ｐ１）。

【0046】

画像取得のタイミングが遅れると、図５Ｂに示すように、撮影された撮影画像５０では、ワークＷの境界４３が撮影画像５０の中心点５５からずれて写ってしまう。当該撮影画像５０をもとに測定座標を算出した場合、画像のずれ分だけ誤差が発生してしまう。

【0047】

そこで本発明者は、例えば同じパートプログラム等により、決められたルートに従って移動測定が実行される場合、各々の撮影位置Ｐでの、加速度、減速度、遠心力等による移動機構１２やワークＷの歪み、及び画像取得のタイミングのずれは、毎回ほぼ同じ状態で発生する。すなわち各撮影位置で撮影された撮影画像５０内のずれ量は、毎回ほぼ同じであることに着目した。

【0048】

そして撮像ユニット１３を複数の撮影位置Ｐの各々に静止させて測定し（以下、静止測定と記載する）、その測定結果（すなわち各撮影画像５０から検出された測定座標）を取得する。そしてこの静止測定による測定結果と、移動測定による測定結果との差分を、補正値として算出することを考案した。以下、具体的な動作例を説明する。

【0049】

図６は、静止測定の動作例を示すフローチャートである。画像取得座標記憶部２２に記憶された撮影位置座標が読み出される（ステップ１０１）。軸移動制御部２７により、読みだされた撮影位置座標へ撮像ユニット１３及びステージ１１が移動される（ステップ１０２）。画像取得座標照合部２３により、測定位置座標と撮影位置座標とが一致したか否かが判定される（ステップ１０３）。両座標が一致した場合には（ステップ１０３のＹｅｓ）、軸移動制御部２７に、移動の停止が指示される（ステップ１０４）。

【0050】

軸移動制御部２７は、静止状態であるか否か判定し（ステップ１０５）、静止状態が確認された場合には（Ｙｅｓ）、その旨の信号を画像取得座標照合部２３に出力する。画像取得座標照合部２３は、この信号を受けて、画像取得信号出力部２４に、画像取得信号の出力を指示する。これにより撮像ユニット１３によりワークＷが撮影され、撮影画像が取得される（ステップ１０６）。

【0051】

撮影画像が取得されると、座標・画像記憶部２９により、撮影画像と測定位置座標（撮影位置座標）とが互いに関連付けられて記憶される（ステップ１０７）。画像座標検出部３０により、記憶された撮影画像及び測定位置座標をもとに、ワークＷの各点における測定座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が検出される（ステップ１０８）。

【0052】

検出された測定座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、静止時の測定座標として、図２に示す静止測定時画像座標記憶部３１に記憶される（ステップ１０９）。以上の処理が、予め定められた複数の撮影位置の全てに対して実行される（ステップ１１０）。

【0053】

静止測定時画像座標記憶部３１には、全ての撮影位置における測定座標（Ｘ_S1，Ｙ_S1，Ｚ_S1）−（Ｘ_Sn，Ｙ_Sn，Ｚ_Sn）が記憶される。なお添え字のｎは、撮影位置座標毎の連番である。

【0054】

静止測定において各撮影位置にて撮影された撮影画像群は、本実施形態において、第１の撮影画像群に相当する。従って、全ての撮影位置における測定座標（Ｘ_S1，Ｙ_S1，Ｚ_S1）−（Ｘ_Sn，Ｙ_Sn，Ｚ_Sn）は、第１の撮影画像群に基づいた測定結果に相当する。

【0055】

図７は、移動測定の動作例を示すフローチャートである。移動測定は、静止測定が実行された後、そのままステージ１１に同じワークＷが載置されている状態で実行される。

【0056】

ステップ２０１−２０３において、読みだされた撮影位置座標と、測定位置座標とが照合される。なお読み出される撮影位置座標は、静止測定時の撮影位置座標と同じである。

【0057】

撮影位置座標と測定位置座標とが一致した場合には（ステップ２０３のＹＥＳ）、画像取得信号出力部２４から撮像ユニット１３に画像取得信号が出力され、撮影画像が取得される（ステップ２０４）。取得された撮影画像と測定位置座標とが記憶され（ステップ２０５）、これらをもとにワークＷの各点における測定座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が検出される（ステップ２０６）。

【0058】

検出された測定座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、移動時の測定座標として、図２に示す移動測定時画像座標記憶部３２に記憶される（ステップ２０７）。以上の処理が、複数の撮影位置の全てに対して実行される（ステップ２０８）。

【0059】

移動測定時画像座標記憶部３２には、全ての撮影位置における測定座標（Ｘ_M1，Ｙ_M1，Ｚ_M1）−（Ｘ_Mn，Ｙ_Mn，Ｚ_Mn）が記憶される。なお添え字のｎは、静止測定時の測定結果の番号と一致する。すなわち同じ番号からなる各々の測定結果（Ｘ_Sn，Ｙ_Sn，Ｚ_Sn）及び（Ｘ_Mn，Ｙ_Mn，Ｚ_Mn）は、同じ撮影位置における測定結果となる。

【0060】

移動測定において各撮影位置にて撮影された撮影画像群は、本実施形態において、第２の撮影画像群に相当する。従って、全ての撮影位置における測定座標（Ｘ_M1，Ｙ_M1，Ｚ_M1）−（Ｘ_Mn，Ｙ_Mn，Ｚ_Mn）は、第２の撮影画像群に基づいた測定結果に相当する。

【0061】

図８は、図２に示す画像座標差分算出部３３により実行される、補正値の算出例を示すフローチャートである。静止測定時画像座標記憶部３１から、静止測定時測定座標（Ｘ_Sn，Ｙ_Sn，Ｚ_Sn）が読み出される（ステップ３０１）。移動測定時画像座標記憶部３２から、移動測定時測定座標（Ｘ_Mn，Ｙ_Mn，Ｚ_Mn）が読み出される（ステップ３０２）。

【0062】

以下の式にて、差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）が算出される（ステップ３０３）。
ΔＸ_n＝Ｘ_Mn−Ｘ_Sn
ΔＹ_n＝Ｙ_Mn−Ｙ_Sn
ΔＺ_n＝Ｚ_Mn−Ｚ_Sn

【0063】

算出された差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）は、図２に示す画像座標差分記憶部３４に記憶される（ステップ３０４）。この処理が、最後の撮影位置座標になるまで繰り返される（ステップ３０５）。差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）は、本実施形態において、第１の撮影画像群及び第２の撮影画像群をもとに算出される補正値に相当する。

【0064】

図９は、補正値を用いた移動測定の動作例を示すフローチャートである。ステージ１１上に、補正値を算出するために載置されていたワークＷと同じ形状を有する同じ種類のワークＷが載置される。そしてステップ４０１−４０６まで、図７に示す移動測定と同じ処理が実行される。なおステップ４０６で算出された撮影位置座標毎の測定座標（Ｘ_n，Ｙ_n，Ｚ_n）は、図２に示す画像座標補正部３５に出力される。

【0065】

画像座標補正部３５は、受け付けた測定座標（Ｘ_n，Ｙ_n，Ｚ_n）に対応する、同じ番号ｎの差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）を、画像座標差分記憶部３４から読み出す（ステップ４０７）。そして以下の式にて、補正座標（Ｘ_Cn，Ｙ_Cn，Ｚ_Cn）が算出される（ステップ４０８）。
Ｘ_Cn＝Ｘ_n−ΔＸ_n
Ｙ_Cn＝Ｙ_n−ΔＹ_n
Ｚ_Cn＝Ｚ_n−ΔＺ_n
なお添え字のｎは、静止測定時及び移動測定時の測定結果の番号と一致する。

【0066】

算出された補正座標（Ｘ_Cn，Ｙ_Cn，Ｚ_Cn）は、検出座標出力部３６により出力される（４０９）。以上の処理が、最後の撮像位置になるまで繰り返される（ステップ４１０）。

【0067】

以上、本実施形態に係る画像測定装置１００では、所定の複数の撮影位置に撮像ユニット１３を静止させて撮影された第１の撮影画像群と、撮像ユニット１３を相対的に移動させながら撮影された第２の撮影画像群とをもとに、差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）が算出される。この差分（ΔＸ_n，ΔＹ_n，ΔＺ_n）を用いることで、各々の撮影位置での、加速度、減速度、遠心力等による移動機構１２やワークＷの歪み、及び画像取得のタイミングのずれの影響を排除した、静止時とほぼ同等の測定結果が得られる。すなわち高い精度で、撮像ユニット１３を相対的に移動させながらワークＷを測定することが可能となる。

【0068】

また移動測定時における画像のずれを防止するために、移動機構１２等を構成する部材の剛性を極限まで高める必要がないため、コストを削減することが可能である。

【0069】

また測定対象となる複数のワークＷのうちの任意の１つが代表して選択され、静止測定及び移動測定をもとに補正値が算出される。当該補正値は記憶され、同じ種類の他のワークＷが移動測定される場合には、記憶された補正値をもとに補正が実行される。これにより同じ種類の複数のワークＷを高い精度で効率的に測定することができる。例えば最初の１つの目のワークＷを用いることで簡単に補正値を算出可能であるので、複雑な処理をすることなく高精度に移動測定を実行可能である。

【0070】

＜その他の実施形態＞
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

【0071】

上記では、測定対象となるワークを用いて補正値が算出された。これに代えて、校正用の対象物を用いて、補正値が算出されてもよい。校正用の対象物は限定されないが、例えば図３等においてワークＷとして説明した板状部材が挙げられる。

【0072】

例えば測定対象となるワークが定まっている場合、移動測定における撮像ユニットやステージを移動させる方法が定まっている場合、その移動態様がシンプルな場合（１軸ずつ等速で移動等）、又はそれほど高い精度が求められていない場合等においては、本実施形態に係る対象物として、校正用対象物が用いられてもよい。

【0073】

例えば工場出荷時等において、校正用対象物を用いて補正値が算出され記憶される。実際のワークの測定時には、当該補正値を用いて移動測定が実行される。これにより簡単に高精度の移動測定が実現可能である。もちろん校正用対象物を用いて算出された補正値を使用するか、ワークを用いて現場で補正値を算出するかが選択可能であってもよい。

【0074】

上記では、撮像ユニットの撮影位置を変更するために、ｘ及びｚ方向に撮像ユニットが移動され、ｙ方向にステージが移動された。これに限定されず、撮影側の撮像ユニットがｘｙｚの３方向に移動可能であってもよいし、被測定側のステージがｘｙｚの３方向に移動可能であってもよい。また撮影側及び被測定側がともに同じ方向に移動可能であってもよい。いずれにせよ、撮像ユニットの撮影位置を変更するための移動は、撮像ユニットを相対的に移動させることに相当する。

【0075】

上記では、画像測定機とＰＣとが別体で構成された。しかしながら画像測定機とＰＣとが一体的に構成されて、本発明に係る画像測定装置が実現されてもよい。すなわち画像測定機内に、ＣＰＵ等を含む情報処理部が設けられ、当該情報処理部により、測定制御部が実現されてもよい。

【0076】

本発明に係る画像測定方法を適用することが可能な画像測定装置の種類は限定されない。ワークを撮影することで得られる被写体画像を用いて測定や観察等を実行する装置であれば、どのような装置にも本発明は適用可能である。例えばＣＮＣ画像測定機、ＣＮＣ三次元測定機、硬さ試験機等が挙げられる。また光学顕微鏡で得られた拡大像をデジタルカメラにより撮影するデジタル顕微鏡においても本発明は適用可能である。

【0077】

以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

【符号の説明】

【0078】

Ｐ…撮影位置
Ｗ…ワーク
１０…画像測定機
１１…ステージ
１２…移動機構
１３…撮像ユニット
２０…ＰＣ
２１…測定制御部
５０…撮影画像
１００…画像測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】