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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022082138
(43)【公開日】2022-06-01
(54)【発明の名称】光学測定装置
(51)【国際特許分類】
G01B 11/02 20060101AFI20220525BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20220525BHJP
【ＦＩ】
G01B11/02 H
G01B11/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020193523
(22)【出願日】2020-11-20
(71)【出願人】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉野 公彦
(72)【発明者】
【氏名】大川 陽平
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA12
2F065AA21
2F065BB01
2F065FF04
2F065HH03
2F065JJ26
2F065LL04
2F065LL28
2F065LL59
2F065MM04
2F065NN11
2F065QQ06
2F065QQ24
2F065QQ29
2F065QQ31
2F065SS01
2F065TT03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】複数の測定値の中から特定された測定値に対応する測定画像をユーザに提示可能にすることで、不良品の状態をより正確に把握できる光学測定装置を提供する。
【解決手段】光学測定装置１は、測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部７３ａと、予め定められた期間に亘って順次取得される測定画像に対して実行部により繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させる処理部７３ｂと、処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する特定部７３ｅと、第１の測定値と、第１の測定値に対応する測定画像とを出力する出力部７５とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】光学測定装置１は、測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部７３ａと、予め定められた期間に亘って順次取得される測定画像に対して実行部により繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させる処理部７３ｂと、処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する特定部７３ｅと、第１の測定値と、第１の測定値に対応する測定画像とを出力する出力部７５とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークが配置される測定領域に投射される平行光を生成する投光側テレセントリックレンズが取り付けられ、投光窓を有する投光用筐体と、測定領域を通過した平行光が入射する受光側テレセントリックレンズ及び前記受光側テレセントリックレンズを通過した光を受光する二次元撮像素子が取り付けられ、受光窓を有する受光用筐体とを、前記投光窓と前記受光窓とが対向するように設置した状態で、測定領域を通過するワークの異なる部位に対する寸法測定を行う光学測定装置において、
測定領域に入ったワークを前記二次元撮像素子により撮像させて、当該ワークの測定画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部と、
予め定められた期間に亘って前記画像取得部により順次測定画像を取得し、順次取得される測定画像に対して前記実行部により繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させる処理部と、
所定の条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する特定部と、
前記特定部により特定された第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを出力する出力部とを備える光学測定装置。
測定領域に入ったワークを前記二次元撮像素子により撮像させて、当該ワークの測定画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部と、
予め定められた期間に亘って前記画像取得部により順次測定画像を取得し、順次取得される測定画像に対して前記実行部により繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させる処理部と、
所定の条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する特定部と、
前記特定部により特定された第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを出力する出力部とを備える光学測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の光学測定装置において、
予め定められた期間の終了を示すタイミング信号を受け付ける受付部を備え、
前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた場合に第１の測定値を特定する光学測定装置。
予め定められた期間の終了を示すタイミング信号を受け付ける受付部を備え、
前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた場合に第１の測定値を特定する光学測定装置。
【請求項3】
請求項２に記載の光学測定装置において、
前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた時点から前記予め定められた期間遡って当該予め定められた期間に属する複数の測定値の中から第１の測定値を特定する光学測定装置。
前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた時点から前記予め定められた期間遡って当該予め定められた期間に属する複数の測定値の中から第１の測定値を特定する光学測定装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１つに記載の光学測定装置において、
前記特定部は、所定の条件としての評価条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する光学測定装置。
前記特定部は、所定の条件としての評価条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する光学測定装置。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１つに記載の光学測定装置において、
複数の測定値の最大値または最小値が予め定められた閾値範囲にあるか否かを判定する判定部を備え、
前記特定部は、前記判定部による判定結果に基づいて第１の測定値を特定する光学測定装置。
複数の測定値の最大値または最小値が予め定められた閾値範囲にあるか否かを判定する判定部を備え、
前記特定部は、前記判定部による判定結果に基づいて第１の測定値を特定する光学測定装置。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか１つに記載の光学測定装置において、
前記出力部は、前記第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを記憶部に保存させる光学測定装置。
前記出力部は、前記第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを記憶部に保存させる光学測定装置。
【請求項7】
請求項６に記載の光学測定装置において、
前記出力部は、全ての測定値を測定画像と関連付けて保存する全画像保存処理と、第１の測定値を当該第１の測定値に対応する測定画像と関連付けて保存し、他の測定値及び測定画像を保存しない一部画像保存処理とを選択して実行可能に構成されている光学測定装置。
前記出力部は、全ての測定値を測定画像と関連付けて保存する全画像保存処理と、第１の測定値を当該第１の測定値に対応する測定画像と関連付けて保存し、他の測定値及び測定画像を保存しない一部画像保存処理とを選択して実行可能に構成されている光学測定装置。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１つに記載の光学測定装置において、
前記出力部は、予め定められた期間に取得された複数の測定画像を１つのグループとして表示部に表示させる光学測定装置。
前記出力部は、予め定められた期間に取得された複数の測定画像を１つのグループとして表示部に表示させる光学測定装置。
【請求項9】
請求項８に記載の光学測定装置において、
前記出力部は、予め定められた期間毎に複数の測定画像をグループ化して複数のグループを形成し、測定画像をグループ毎にまとめて表示部に表示させる光学測定装置。
前記出力部は、予め定められた期間毎に複数の測定画像をグループ化して複数のグループを形成し、測定画像をグループ毎にまとめて表示部に表示させる光学測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定領域に測定光を投射して測定対象物を測定する光学測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、光源から照射された光を貼り合わせ基板の外周縁越しに画像センサに向けて照射し、基板のエッジの影像を画像センサに投影することで、２枚の基板の位置ずれを検出することが開示されている。画像センサ側には、テレセントリックレンズが設けられており、基板のエッジの影像はテレセントリックレンズを介して画像センサに投影される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－７８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１のような光学測定装置では、光源及び投光側テレセントリックレンズを有する投光用筐体と、受光用テレセントリックレンズ及び撮像素子を有する受光用筐体との間の測定領域にワークを配置して測定を行う。このような測定形態において、例えば軸物ワークを回転させながら、撮像素子によって複数回撮像して取得された測定画像のそれぞれについて寸法測定を実行するケースが考えられる。この際、複数の測定結果が取得され、取得された複数の測定結果のうち、例えば最大値を特定することで、その最大値をユーザに提示できる。
【0005】
ところが、提示された最大値がワークを不良品と判定すべき値であった場合、その最大値がどの測定画像から得られたものかはわからない。そのため、不良品の状態をより正確に把握することが困難であった。
【0006】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の測定値の中から特定された測定値に対応する測定画像をユーザに提示可能にすることで、不良品の状態をより正確に把握できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、第１の開示では、ワークが配置される測定領域に投射される平行光を生成する投光側テレセントリックレンズが取り付けられ、投光窓を有する投光用筐体と、測定領域を通過した平行光が入射する受光側テレセントリックレンズ及び前記受光側テレセントリックレンズを通過した光を受光する二次元撮像素子が取り付けられ、受光窓を有する受光用筐体とを、前記投光窓と前記受光窓とが対向するように設置した状態で、測定領域を通過するワークの異なる部位に対する寸法測定を行う光学測定装置を前提とする。
【0008】
光学測定装置は、測定領域に入ったワークを前記二次元撮像素子により撮像させて、当該ワークの測定画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部と、予め定められた期間に亘って前記画像取得部により順次測定画像を取得し、順次取得される測定画像に対して前記実行部により繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させる処理部と、所定の条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する特定部と、前記特定部により特定された第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを出力する出力部とを備えている。
【0009】
この構成によれば、測定領域にワークを配置し、例えばそのワークを回転手段によって回転させながら二次元撮像素子により撮像させて順次測定画像を取得すると、順次取得される測定画像に対してエッジの抽出処理が実行され、抽出されたエッジを用いて寸法測定が実行される。これにより、複数の寸法測定の測定値が取得され、取得された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とが関連付けられてバッファに記憶される。処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定すると、特定された第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とが出力されるので、一例として、不良品と判定されるような最大値が測定された場合、その最大値とともに、その最大値が測定された測定画像をユーザに提示できるので、不良品の状態をより正確に把握できる。
【0010】
第２の開示では、前記光学測定装置が、予め定められた期間の終了を示すタイミング信号を受け付ける受付部を備えている。前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた場合に、第１の測定値を特定するものである。これにより、予め定められた期間の終了を待って第１の測定値を特定することができる。
【0011】
第３の開示では、前記特定部は、前記受付部により前記タイミング信号を受け付けた時点から前記予め定められた期間遡って当該予め定められた期間に属する複数の測定値の中から第１の測定値を特定することができる。
【0012】
第４の開示では、前記特定部は、所定の条件としての評価条件に基づいて、前記処理部によりバッファに記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定するものである。
【0013】
すなわち、第１の測定値を特定する際、バッファに記憶された複数の測定値を何らかの基準で評価せずに特定してもよいが、第３の開示のように、ある評価条件に基づいて特定することもできる。ある評価条件とは、例えば、最大、最小等である。評価せずに特定する場合、例えば、予め定められた期間の終了から遡って所定個数の測定値を特定する、予め定められた期間の中央付近の所定個数の測定値を特定する等である。
【0014】
第５の開示では、前記光学測定装置が、複数の測定値の最大値または最小値が予め定められた閾値範囲にあるか否かを判定する判定部を備えている。前記特定部は、前記判定部による判定結果に基づいて第１の測定値を特定することができるので、例えば閾値範囲にない測定値を第１の測定値として出力することで、不良品の判定が可能になる。
【0015】
第６の開示では、前記出力部が、前記第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを記憶部に保存させることができるので、ユーザが後から第１の測定値及び対応する測定画像を確認することができる。
【0016】
第７の開示では、前記出力部は、全ての測定値を測定画像と関連付けて保存する全画像保存処理と、第１の測定値を当該第１の測定値に対応する測定画像と関連付けて保存し、他の測定値及び測定画像を保存しない一部画像保存処理とを選択して実行可能に構成されている。全画像保存処理と一部画像保存処理とはユーザが選択可能にしてもよい。
【0017】
第８の開示では、前記出力部が予め定められた期間に取得された複数の測定画像を１つのグループとして表示することができるので、ユーザは当該期間に属する測定画像をまとめて確認できる。
【0018】
第９の開示では、前記出力部は予め定められた期間毎に複数の測定画像をグループ化して複数のグループを形成し、測定画像をグループ毎にまとめて表示することができるので、ユーザが確認する際の利便性が向上する。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように、順次取得される測定画像に対して繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファに記憶させておき、バッファに記憶された複数の測定値の中から特定した測定値と、その特定した測定値に対応する測定画像とを出力することができる。これにより、測定値が不良品と判定され得る測定値であった場合に、ユーザが不良品の状態をより正確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態に係る光学測定装置の模式図である。
【図2】投光用ユニット及び受光用ユニットを固定部材に固定して使用する形態を示す斜視図である。
【図3】投光用ユニット及び受光用ユニットを固定部材に固定して使用する形態を示す側面図である。
【図4】固定部材を使用せずに投光用ユニット及び受光用ユニットを設置する形態を示す斜視図である。
【図5】固定部材を使用せずに投光用ユニット及び受光用ユニットを設置する形態を示す側面図である。
【図6】投光用ユニット及び受光用ユニットを固定部材に固定して使用する場合の光軸に沿った縦断面図である。
【図7】受光用ユニットの縦断面図である。
【図9】光学測定装置の設定時の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】設定用ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図11】詳細設定用ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図12】測定条件指定用ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図13】公差指定用ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図14】光学測定装置の運用時の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図15】運用時のユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図16A】現在選択している処理パターンの結果のみ表示したユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図16B】現在有効な処理パターンの結果を強調表示したユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。
【図18】測定値のホールド機能を説明するタイミングチャートである。
【図19】ピークホールド機能の具体例を説明する図である。
【図20】特定画像の出力機能の一形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図21】特定画像の出力機能の別形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図22】間引き保存処理の具体例を示す図である。
【図23】保存可能な測定画像の上限数が設定されている場合の具体例を示す図である。
【図24】保存可能な測定画像の上限数が設定され、かつ、新しい方の測定画像を保存する場合の具体例を示す図である。
【図25】保存可能な測定画像の上限数が設定され、かつ、古い方の測定画像を保存する場合の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0022】
図１は、本発明の実施形態に係る光学測定装置１の概略構成を模式的に示すものである。光学測定装置１は、測定領域Ｓに測定光を投射して測定対象物であるワークＷを測定する装置であり、投光用ユニット１０と、受光用ユニット３０と、制御装置７０と、キーボード８０及びマウス８１と、表示装置８２と、記憶装置８３とを備えている。また、制御装置７０にはプログラマブルコントローラ９０が接続されている。キーボード８０及びマウス８１は、操作手段の一例であり、例えばタッチパネル式の操作手段等であってもよい。表示装置８２は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等で構成されている。記憶装置８３は、例えばハードディスクドライブやＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等で構成されている。プログラマブルコントローラ９０は、外部制御機器の一例であり、制御装置７０から出力される所定の制御信号を受信し、外部に接続された各種機器を制御する。
【0023】
投光用ユニット１０は、ワークＷが配置される測定領域Ｓに投射する測定光を生成する光源１１と、光源１１を保持する光源ホルダ１２と、拡散手段１３と、投光側反射体１４と、投光側テレセントリックレンズ１５と、投光用筐体２０とを備えている。
【0024】
受光用ユニット３０は、二次元撮像素子３１と、二次元撮像素子３１を保持する撮像素子ホルダ３７と、受光レンズ３３と、絞り３４と、受光側反射体３５と、受光側テレセントリックレンズ３６と、撮像制御部３９と、受光用筐体４０とを備えている。撮像制御部３９は、受光用ユニット３０に設けることができるが、投光用ユニット１０に設けられていてもよい。
【0025】
投光用筐体２０及び受光用筐体４０は高剛性な金属材からなる単一部材で構成されており、各種位置決めの基準となる面や、各部材の取り付けの基準となる面、各部材が接触する面等は切削加工されていて高い精度が確保されている。各種位置決めの基準となる面や、各部材が取り付けの基準となる面、各部材が接触する面等は成型によって形成されてもよい。
【0026】
また、制御装置７０は、画像取得部７１と、ＤＳＰ７２と、ＣＰＵ７３と、メモリ７４と、入出力回路７５とを備えている。制御装置７０は、例えばパーソナルコンピュータ等で構成することができる。画像取得部７１で取得された測定画像のデータは、ＤＳＰ７２で信号処理された後、ＣＰＵ７３に出力される。ＣＰＵ７３では、測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する。測定画像のエッジ抽出処理は従来から周知の手法を用いることができる。寸法測定としては、例えば２つのエッジ間の距離等である。メモリ７４には、ＲＡＭ及びＲＯＭが含まれており、ＣＰＵ７３に所定の機能を実行させるプログラムの記憶や、測定画像、測定結果の一時的な記憶のために利用される部分である。入出力回路７５は、測定画像や測定結果、制御信号を外部へ出力するとともに、キーボード８０やマウス８１の操作状態の入力を受け付ける回路である。測定画像や測定結果は、入出力回路７５から記憶装置８３に出力することができる。また、制御信号は、入出力回路７５からプログラマブルコントローラ９０に出力することができる。さらに、測定画像や測定結果は、所定のユーザーインターフェース画面を示すデータとともに表示装置８２に出力して表示させることができる。ユーザーインターフェース画面は、ＣＰＵ７３で生成することができる。
【0027】
（光学測定装置１の使用形態）
図２及び図３は、投光用ユニット１０及び受光用ユニット３０を共通の固定部材６０に固定して使用する形態である。固定部材６０は、光学測定装置１の一部を構成する部材であり、所定方向に長い金属製の板材で構成され、高い剛性を持っている。固定部材６０の長手方向一側に投光用ユニット１０を取り付け、固定部材６０の長手方向他側に受光用ユニット３０を取り付けて使用する。固定部材６０の形状は、図示した形状に限られるものではなく、例えば中空状の部材であってもよい。
図２及び図３は、投光用ユニット１０及び受光用ユニット３０を共通の固定部材６０に固定して使用する形態である。固定部材６０は、光学測定装置１の一部を構成する部材であり、所定方向に長い金属製の板材で構成され、高い剛性を持っている。固定部材６０の長手方向一側に投光用ユニット１０を取り付け、固定部材６０の長手方向他側に受光用ユニット３０を取り付けて使用する。固定部材６０の形状は、図示した形状に限られるものではなく、例えば中空状の部材であってもよい。
【0028】
一方、図３及び図５は、投光用ユニット１０及び受光用ユニット３０を固定部材６０に固定せずに使用する形態である。この形態では、投光用ユニット１０及び受光用ユニット３０を、測定を行う現場にある各種部材（図示せず）に固定して使用する。
【0029】
どちらの使用形態も、投光用ユニット１０と受光用ユニット３０との間に測定領域Ｓが形成される。また、投光用ユニット１０と受光用ユニット３０との距離（ワーキングディスタンス）は予め設定された距離以内とされている。
【0030】
また、この実施形態の説明では、図３や図５に示すように、投光用ユニット１０と受光用ユニット３０とが水平方向に離れていて、両ユニット１０、３０の光軸が水平方向に延び、かつ互いに一致する場合について説明するが、光軸が斜めに延びるように両ユニット１０、３０を配置してもよいし、光軸が上下方向に延びるように両ユニット１０、３０を配置してもよい。つまり、両ユニット１０、３０を互いに向き合わせたとき斜め方向や上下方向となるように配置してもよい。
【0031】
（投光用ユニット１０の構成）
図６にも示すように、投光用ユニット１０の光源１１は、例えばＩｎＧａＮグリーンＬＥＤ等の発光ダイオード等で構成されており、基板１１ａに実装されている。基板１１ａにはマイクロコンピュータ等からなる撮像制御部３９（図１に示す）が接続されており、この撮像制御部３９により、光源１１が制御される。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１ミリ秒以下である場合、撮像の間隔や露光時間に応じて、撮像制御部３９により、光源１１がパルス点灯制御される。各撮像における露光時間を例えば１００マイクロ秒とすることで、光学測定装置１は高速搬送ワークも止めずに測定可能となり、撮像の間隔や露光時間に応じて光源１１がパルス点灯制御されることで、光源１１における発熱を抑制することができる。
図６にも示すように、投光用ユニット１０の光源１１は、例えばＩｎＧａＮグリーンＬＥＤ等の発光ダイオード等で構成されており、基板１１ａに実装されている。基板１１ａにはマイクロコンピュータ等からなる撮像制御部３９（図１に示す）が接続されており、この撮像制御部３９により、光源１１が制御される。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１ミリ秒以下である場合、撮像の間隔や露光時間に応じて、撮像制御部３９により、光源１１がパルス点灯制御される。各撮像における露光時間を例えば１００マイクロ秒とすることで、光学測定装置１は高速搬送ワークも止めずに測定可能となり、撮像の間隔や露光時間に応じて光源１１がパルス点灯制御されることで、光源１１における発熱を抑制することができる。
【0032】
基板１１ａは、光源ホルダ１２に固定されている。基板１１ａを光源ホルダ１２に固定することで、光源１１を光源ホルダ１２に保持することができる。基板１１ａは、光源ホルダ１２の下部に固定されており、その上に光源１１が配置され、光源１１は上方へ向けて光を投射する姿勢となっている。基板１１ａは、光源ホルダ１２に対して位置調整可能に取り付けられている。
【0033】
光源ホルダ１２には、平行光が得られるように収差補正されたコリメートレンズ１２ａと、光拡散ユニット１２ｂと、２つの投光レンズ１２ｃとが設けられている。投光レンズ１２ｃは１つであってもよい。コリメートレンズ１２ａは、光源１１の上方に位置しており、光源１１の光がコリメートレンズ１２ａに直接入射するようになっている。コリメートレンズ１２ａに入射した光は、平行光に変換されて上方へ出射する。コリメートレンズ１２ａの光出射面の上方には、光拡散ユニット１２ｂが位置している。光拡散ユニット１２ｂは入射した光を拡散させるための部材であり、光拡散ユニット１２ｂに入射した光は、光拡散ユニット１２ｂを通過することで、拡散されて上方へ出射する。コリメートレンズ１２ａから入射した平行光は、光拡散ユニット１２ｂにおいて円形の光像を形成する。光拡散ユニット１２ｂを通過した平行光は、光像の各点において平行成分をピークとする角度特性の拡散光として光拡散ユニット１２ｂから出射される。２つの投光レンズ１２ｃは、光拡散ユニット１２ｂの光出射面の上方に位置している。光拡散ユニット１２ｂから出射した光は、２つの投光レンズ１２ｃを通過して上方へ出射する。２つの投光レンズ１２ｃは、光拡散ユニット１２ｂから出射した光の広がり角を調整する。光拡散ユニット１２ｂから出射した光の広がり角を狭い角度に調整することで、投光側テレセントリックレンズ１５を通過する光の光密度を高めることができる。また、投光レンズ１２ｃを通過した光は、スリット１２ｄを通過するが、スリット１２ｄ近傍の各位置において、光量の総和や角度分布が全て均質になる。これにより、影像の境界の状態が場所によって変わらず、測定精度を高めることができる。
【0034】
光源１１、コリメートレンズ１２ａ、光拡散ユニット１２ｂ及び２つの投光レンズ１２ｃは、光源ホルダ１２に固定されて相対変位が不能になっている。この状態で、光源１１の中心を通って当該光源１１の光放射面に垂直な線上に、コリメートレンズ１２ａ、光拡散ユニット１２ｂ及び２つの投光レンズ１２ｃの光軸が位置するように、コリメートレンズ１２ａ、光拡散ユニット１２ｂ及び２つの投光レンズ１２ｃが配置されている。
【0035】
光源ホルダ１２は、投光用筐体２０の内部に収容された状態で当該投光用筐体２０に取り付けられている。光源ホルダ１２を投光用筐体２０に取り付ける際には、ネジ１６による締結構造を用いることができる。光源ホルダ１２には、ネジ１６が挿通する挿通孔（図示せず）が形成されており、この挿通孔を長穴に形成することで、光源ホルダ１２の位置調整を行うことが可能になる。
【0036】
投光用筐体２０は、受光用筐体４０と対向する面が前面であり、前面は上下方向にのびている。投光用筐体２０の後面は、受光用筐体４０と対向する面と反対に位置する面であり、この後面は、上端に近づくほど前に位置するように傾斜しており、この傾斜角度は、後述する投光側反射体１４の設置角度と対応している。後面の下側からは受光用ユニット３０と接続される信号ケーブルＣ（図２等に示す）が外部へ出ている。また、投光用筐体２０の両側面は互いに平行に上下方向に延びている。投光用筐体２０の下面は、固定部材６０への取付面となっている。
【0037】
投光用筐体２０の内部には、投光レンズ１２ｃから出射した光を反射する投光側反射体１４が収容されている。この投光側反射体１４は、例えば平板状のミラー等で構成されている。投光用筐体２０の内部における上側部分には、投光側反射体１４を取り付けるための複数の反射体取付部２１が互いに間隔をあけて設けられている。反射体取付部２１は、投光用筐体２０の内面から突出しており、突出方向先端部には、反射体取付部２１の裏面が当接する当接面２１ａが形成されている。各当接面２１ａに投光側反射体１４の裏面を当接させた状態で、投光側反射体１４を投光用筐体２０に対して高精度に位置決めすることができる。すなわち、投光用筐体２０に一体成形された反射体取付部２１の当接面２１ａに投光側反射体１４を直接当接させることで、投光用筐体２０と反射体取付部２１との間に別部材が介在しないので、投光用筐体２０の成形精度と同程度の高い精度で投光側反射体１４を位置決めできる。投光側反射体１４は、反射体取付部２１に対して接着剤によって接着してもよいし、ネジ等の締結部材で締結してもよい。
【0038】
投光側反射体１４は、光源ホルダ１２の投光レンズ１２ｃから出射した光が当該投光側反射体１４の中央部に向けて入射するように配置されている。投光側反射体１４の角度は、投光レンズ１２ｃから入射した光を水平方向に出射するように設定されている。投光側反射体１４は、光路を折りたたむことで投光用筐体２０のサイズを小型化するものであり、投光用筐体２０のサイズを許容するのであれば必ずしも必要ではない。
【0039】
投光側テレセントリックレンズ１５は、投光用筐体２０における受光側筐体４０と対向する側に取り付けられている。投光用筐体２０における受光側筐体４０と対向する側の壁部には、投光側テレセントリックレンズ１５が嵌め込まれる投光側レンズ取付孔２２が当該壁部を貫通するように形成されている。投光側レンズ取付孔２２の奥側の内周面には、径方向内方へ突出するとともに、周方向に延びる突出部で構成された投光側レンズ取付座２２ａが一体成形されている。この投光側レンズ取付座２２ａに投光側テレセントリックレンズ１５の奥側（光入射側）の端面の周縁部が当接することにより、投光側テレセントリックレンズ１５が投光用筐体２０に対して位置決めされる。投光側テレセントリックレンズ１５も投光側レンズ取付座２２ａに直接当接させることで、投光用筐体２０と投光側テレセントリックレンズ１５との間に別部材が介在しないので、投光用筐体２０の成形精度と同程度の高い精度で投光側テレセントリックレンズ１５を位置決めできる。
【0040】
投光側テレセントリックレンズ１５は、光軸が水平となるように配置されている。投光側反射体１４から出射した光は、投光側テレセントリックレンズ１５に入射すると、投光側テレセントリックレンズ１５が測定領域Ｓに向けた平行光に変換して出射する。測定領域Ｓにおいて投光側テレセントリックレンズ１５により形成される光像は、投光側テレセントリックレンズ１５の光軸に沿ってその大きさが一定となる。投光側テレセントリックレンズ１５は、投光用筐体２０内に形成された光像を測定領域Ｓ内にピントのあった光像として結像させる。測定領域Ｓのいずれの位置においてもピントのあった光像が形成されることが好ましい。ピントのあった光像は、投光側テレセントリックレンズ１５の光軸に沿って所定の範囲に形成されるが、これは投光用筐体２０内に形成された光像から投光側テレセントリックレンズ１５までの光路長に応じており、光路長が長いほど光像のピントのあう範囲は広くなる。例えば高精度な測定をするための測定領域が大きい光学測定装置１の場合、投光用筐体２０内に形成された光像から投光側テレセントリックレンズ１５までの光路長は長いため、投光側反射体１４により光路を折りたたむことで投光用筐体２０のサイズを小型化するようにしてもよい。
【0041】
コリメートレンズ１２ａから平行光が入射されて光拡散ユニット１２ｂにおいて円形の光像を形成する場合、光拡散ユニット１２ｂを通過した平行光は、光像の各点において平行成分をピークとする角度特性の拡散光として光拡散ユニット１２ｂから出射される。このような角度特性を有する光像を、投光側テレセントリックレンズ１５を介して測定領域Ｓに照射することで、場所や角度によらず光が略均一な照明光を実現することができる。また、２つの投光レンズ１２ｃにより、光拡散ユニット１２ｂから出射した光の広がり角を狭い角度に調整することで、投光側テレセントリックレンズ１５を通過する光の光密度を高めるようにしてもよい。
【0042】
投光用筐体２０には、投光側テレセントリックレンズ１５から出射された平行光を測定領域Ｓへ投射するための投光窓２３が設けられている。投光窓２３は、投光側テレセントリックレンズ１５の光出射面を覆うように形成された略円形の投光側カバーガラス２３ａと、投光側カバーガラス２３ａが取り付けられた投光側枠体２３ｂとを有している。投光側枠体２３ｂは、投光側レンズ取付孔２２における投光側テレセントリックレンズ１５の光出射面側に嵌め込まれて投光用筐体２０に固定されている。投光側テレセントリックレンズ１５の光出射面と、投光側枠体２３ｂとの間には、投光側弾性材２３ｃが配設されている。投光側弾性材２３ｃは、例えばゴムや弾性を有する金属材等で構成されている。投光側弾性材２３ｃにより、投光側テレセントリックレンズ１５が投光側レンズ取付座２２ａに常時押し付けられるように付勢されている。
【0043】
（受光用ユニット３０の構成）
受光用ユニット３０の二次元撮像素子３１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサー等で構成されていて、画素がＸ方向とＹ方向の二次元に配列されている。二次元撮像素子３１は、基板３１ａに実装されている。基板３１ａには、撮像制御部３９（図１に示す）が設けられている。撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１が制御される。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１００マイクロ秒となるように撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１が制御される。露光時間が１ミリ秒以下、例えば１００マイクロ秒とすることで、光学測定装置１は高速搬送ワークも止めずに測定可能となる。露光時間は、光源１１のパルス点灯制御と二次元撮像素子３１のシャッター制御とを同期制御して実現されてもよい。基板３１ａは、撮像素子ホルダ３７に固定されている。基板３１ａを撮像素子ホルダ３７に固定することで、二次元撮像素子３１を撮像素子ホルダ３７に保持することができる。
受光用ユニット３０の二次元撮像素子３１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサー等で構成されていて、画素がＸ方向とＹ方向の二次元に配列されている。二次元撮像素子３１は、基板３１ａに実装されている。基板３１ａには、撮像制御部３９（図１に示す）が設けられている。撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１が制御される。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１００マイクロ秒となるように撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１が制御される。露光時間が１ミリ秒以下、例えば１００マイクロ秒とすることで、光学測定装置１は高速搬送ワークも止めずに測定可能となる。露光時間は、光源１１のパルス点灯制御と二次元撮像素子３１のシャッター制御とを同期制御して実現されてもよい。基板３１ａは、撮像素子ホルダ３７に固定されている。基板３１ａを撮像素子ホルダ３７に固定することで、二次元撮像素子３１を撮像素子ホルダ３７に保持することができる。
【0044】
撮像素子ホルダ３７には、受光側レンズユニット３８が固定されている。図７に示すように、受光側レンズユニット３８には、全体として筒状をなしており、その内部に複数の受光レンズ（結像レンズ）３３が設けられている。受光レンズ３３の光軸は斜め方向に延びており、その受光レンズ３３の光軸の延長線が二次元撮像素子３１の中央部に対して垂直に交わるように、受光側レンズユニット３８と二次元撮像素子３１との相対的な位置関係が設定されている。受光側レンズユニット３８の上部には、絞り３４が設けられている。
【0045】
絞り３４は、受光側テレセントリックレンズ３６介して受光した平行な光を通過させ、平行な光以外の外乱光を阻止する。これにより外乱光の影響を低減することができる。受光レンズ３３は、像側テレセントリックレンズであってもよい。像側テレセントリックレンズにより、受光レンズ３３と二次元撮像素子３１との間の距離が変化しても、二次元撮像素子３１上に結像される像の大きさは変化しない。例えば撮像素子ホルダ３７が熱膨張することで受光レンズ３３と二次元撮像素子３１との間の距離が変化しても、二次元撮像素子３１上に結像される像の大きさは変化しないため温度変化の影響を低減することができる。投光側テレセントリックレンズ１５を物体側テレセントリックレンズとし、受光レンズ３３を像側テレセントリックレンズとすることで、両側テレセントリックの光学系とすることができる。
【0046】
受光用筐体４０は、投光用筐体２０と対向する面が前面であり、前面は上下方向にのびている。受光用筐体４０の後面は、投光用筐体２０と対向する面と反対に位置する面であり、この後面は、上端に近づくほど前に位置するように傾斜しており、この傾斜角度は、後述する受光側反射体３５の設置角度と対応している。後面の下側からは投光用ユニット１０と接続される信号ケーブルＣ及び制御装置７０と接続される接続ケーブルＤ（図２等に示す）が外部へ出ている。また、受光用筐体４０の両側面は互いに平行に上下方向に延びている。受光用筐体４０の下面は、固定部材６０への取付面となっている。
【0047】
図６に示すように、受光側テレセントリックレンズ３６は、受光用筐体４０における投光側筐体２０と対向する側に取り付けられており、その光軸が投光側テレセントリックレンズ１５と同じ光軸上に位置するように配置されている。図７及び図８に示すように、受光用筐体４０における投光側筐体２０と対向する側の壁部には、受光側テレセントリックレンズ３６が嵌め込まれる受光側レンズ取付孔４２が当該壁部を貫通するように形成されている。受光側レンズ取付孔４２の奥側の内周面には、径方向内方へ突出するとともに、周方向に延びる突出部で構成された受光側レンズ取付座４２ａが一体成形されている。この受光側レンズ取付座４２ａに受光側テレセントリックレンズ３６の奥側（光出射側）の端面の周縁部が当接することにより、受光側テレセントリックレンズ３６が受光用筐体４０に対して位置決めされる。受光側テレセントリックレンズ３６を受光側レンズ取付座４２ａに直接当接させることで、受光用筐体４０と受光側テレセントリックレンズ３６との間に別部材が介在しないので、受光用筐体４０の成形精度と同程度の高い精度で受光側テレセントリックレンズ３６を位置決めできる。
【0048】
受光用筐体４０には、投光側テレセントリックレンズ１５から出射されて測定領域Ｓを通過した平行光を受光側テレセントリックレンズ３６へ入射させるための受光窓４３が設けられている。受光窓４３は、受光側テレセントリックレンズ３６の光入射面を覆うように形成された略円形の受光側カバーガラス４３ａと、受光側カバーガラス４３ａが取り付けられた受光側枠体４３ｂとを有している。受光側枠体４３ｂは、受光側レンズ取付孔４２における受光側テレセントリックレンズ３６の光入射面側に嵌め込まれて受光用筐体４０に固定されている。受光側テレセントリックレンズ３６の光入射面と、受光側枠体４３ｂとの間には、受光側弾性材（レンズ付勢部材）４３ｃが配設されている。受光側弾性材４３ｃは、例えばゴムや弾性を有する金属材等で構成されており、受光側テレセントリックレンズ３６を受光側レンズ取付座４２ａに押し付ける方向に常時付勢するための部材である。受光側弾性材４３ｃにより、受光側テレセントリックレンズ３６が受光側レンズ取付座４２ａに常時押し付けられた状態で取り付けられる。
【0049】
受光用筐体４０における導入用開口４１が形成された面とは異なる面、即ち投光用ユニット１０と反対側に位置する面には、受光側反射体３５が嵌め込まれる受光側反射体取付孔４４が開口している。受光側反射体取付孔４４の奥側の内周面には、径方向内方へ突出するとともに、周方向に延びる突出部で構成された受光側反射体取付座４４ａが一体成形されている。この受光側反射体取付座４４ａに受光側反射体３５の奥側の端面の周縁部が当接することにより、受光側反射体３５が受光用筐体４０に対して位置決めされる。受光側反射体３５を受光側反射体取付座４４ａに直接当接させることで、受光用筐体４０と受光側反射体３５との間に別部材が介在しないので、受光用筐体４０の成形精度と同程度の高い精度で受光側反射体３５を位置決めできる。
【0050】
受光側反射体３５は、例えば平板状のミラー等で構成されている。受光側反射体３５は、受光側テレセントリックレンズ３６の光出射面から出射した光が当該受光側反射体３５の中央部に向けて入射するように配置されている。受光側反射体３５の角度は、受光側テレセントリックレンズ３６を通過した光を反射して折り返し、受光レンズ３３へ向けて出射するように設定されている。受光側反射体３５によって光を折り返すようにしているので、発熱源である二次元撮像素子３１と受光側テレセントリックレンズ３６とを離すことができる。
【0051】
受光用筐体４０には、反射体取付孔４４を受光用筐体４０の外から覆うカバー４４ｄが取り付けられている。カバー４４ｄは、受光用筐体４０に対して着脱可能に取り付けられている。カバー４４ｄの内面と、受光側反射体３５との間には、反射体側弾性材（反射体付勢部材）４４ｃが配設されている。反射体弾性材４４ｃは、例えばゴムや弾性を有する金属材等で構成されており、受光側反射体３５を受光側反射体取付座４４ａに押し付ける方向に常時付勢するための部材である。反射体側弾性材４４ｃにより、受光側反射体３５が受光側反射体取付座４４ａに常時押し付けられた状態で取り付けられる。
【0052】
図１２に示すように、受光用筐体４０の側面（外面）には、当該受光用筐体４０を設置する時の基準となる複数の側方基準面４０ａが設けられている。側方基準面４０ａは、平面で構成されており、互いに同一平面上に位置する高精度な面である。受光用筐体４０を設置する部材に側方基準面４０ａを当接させることで、受光用筐体４０を高精度に位置決めすることができる。この実施形態では、側方基準面４０ａの中央部に貫通孔４０ｂが形成されている。
【0053】
また、受光用筐体４０の底面（外面）には、当該受光用筐体４０を設置する時の基準となる複数の底部基準面４０ｃが設けられている。底部基準面４０ｃは、平面で構成されており、互いに同一平面上に位置する高精度な面である。受光用筐体４０を設置する部材に底部基準面４０ｃを当接させることで、受光用筐体４０を高精度に位置決めすることができる。受光用筐体４０を設置する際には、側方基準面４０ａと底部基準面４０ｃのどちらを基準にしてもよい。
【0054】
また、図３に示すように、受光用筐体４０の前面である投光側ユニット１０と対向する面には、ワーキングディスタンス基準面４０ｄが設けられている。
【0055】
【0056】
（制御装置７０の構成）
図１に示すように、受光用ユニット３０に設けられている撮像制御部３９は、接続ケーブルＤを介して制御装置７０の画像取得部７１によって制御されて、所定のタイミングで光源１１に光を照射させるとともに、二次元撮像素子３１により撮像させる。受光用ユニット３０を駆動する電力は、接続ケーブルＤを介して制御装置７０から供給される。接続ケーブルＤには、耐屈曲ケーブルを用いることができ、受光用ユニット３０及び投光用ユニット１０をロボットアーム等の可動部に設置し、制御装置７０を非可動に設置する等分離して配置することができる。光源１１と二次元撮像素子３１との同期は、信号ケーブルＣによってとることができる。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１００マイクロ秒となるように撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１に撮像タイミング及び露光タイミングを定義するタイミング信号が供給され、撮像制御部３９によって光源１１に信号ケーブルＣを介して発光タイミングを定義するタイミング信号が供給される。光源１１を駆動する電力は信号ケーブルＣを介して受光用ユニット３０から供給される。光源１１により生成された測定光は、拡散手段１３によって拡散された後、投光側反射体１４で反射して折り返されてから投光側テレセントリックレンズ１５に入射する。投光側テレセントリックレンズ１５は、入射した測定光を平行光に変換して測定領域Ｓに向けて出射する。つまり、投光側テレセントリックレンズ１５は、測定光による拡散手段１３上の光像を、投光側テレセントリックレンズ１５の光軸に沿ってサイズが一定となるような光像が測定領域Ｓに形成されるように測定光を出射する。このとき、平行光は受光窓２３を通過して測定領域Ｓに達する。測定領域ＳにワークＷが配置されていると、平行光の一部がワークＷによって遮られる。
図１に示すように、受光用ユニット３０に設けられている撮像制御部３９は、接続ケーブルＤを介して制御装置７０の画像取得部７１によって制御されて、所定のタイミングで光源１１に光を照射させるとともに、二次元撮像素子３１により撮像させる。受光用ユニット３０を駆動する電力は、接続ケーブルＤを介して制御装置７０から供給される。接続ケーブルＤには、耐屈曲ケーブルを用いることができ、受光用ユニット３０及び投光用ユニット１０をロボットアーム等の可動部に設置し、制御装置７０を非可動に設置する等分離して配置することができる。光源１１と二次元撮像素子３１との同期は、信号ケーブルＣによってとることができる。例えば撮像の間隔が数ミリ秒～数十ミリ秒であって各撮像における露光時間が１００マイクロ秒となるように撮像制御部３９によって二次元撮像素子３１に撮像タイミング及び露光タイミングを定義するタイミング信号が供給され、撮像制御部３９によって光源１１に信号ケーブルＣを介して発光タイミングを定義するタイミング信号が供給される。光源１１を駆動する電力は信号ケーブルＣを介して受光用ユニット３０から供給される。光源１１により生成された測定光は、拡散手段１３によって拡散された後、投光側反射体１４で反射して折り返されてから投光側テレセントリックレンズ１５に入射する。投光側テレセントリックレンズ１５は、入射した測定光を平行光に変換して測定領域Ｓに向けて出射する。つまり、投光側テレセントリックレンズ１５は、測定光による拡散手段１３上の光像を、投光側テレセントリックレンズ１５の光軸に沿ってサイズが一定となるような光像が測定領域Ｓに形成されるように測定光を出射する。このとき、平行光は受光窓２３を通過して測定領域Ｓに達する。測定領域ＳにワークＷが配置されていると、平行光の一部がワークＷによって遮られる。
【0057】
測定領域Ｓを通過した平行光は、受光窓４３を通過して受光側テレセントリックレンズ３６に入射した後、受光側反射体３５で反射して折り返されてから絞り３４、受光レンズ３３を通過する。そして、ワークＷの影像が二次元撮像素子３１の撮像面で結像する。制御装置７０の画像取得部７１は、二次元撮像素子３１を制御して当該二次元撮像素子３１により撮像させてワークＷの測定画像を取得する。取得されたワークＷの測定画像は略円形の画像である。ＤＳＰ７２は、画像取得部７１により取得された測定画像にフィルタ処理等の画像処理を実行する。ＣＰＵ７３は、ＤＳＰ７２から出力された測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する。測定画像や測定結果等は一時的にメモリ７４に記憶することができる。測定画像や測定結果等は入出力回路７５から記憶装置８３、プログラマブルコントローラ９０及び表示装置８２に出力される。
【0058】
（光学測定装置の設定時）
光学測定装置１は、当該光学測定装置１の運用前に各種設定を行うことができる。以下、図９に示すフローチャートに基づいて光学測定装置１の設定時の処理手順の一例を説明する。図９に示すフローチャートは、ユーザによる設定処理開始の操作が行われたことを検出するとスタートする。例えば、設定開始ボタン等をユーザが操作すると、ステップＳＡ１に進み、測定設定の元になる基準画像を設定する。このステップＳＡ１では、制御装置７０が図１０に示すような設定用ユーザーインターフェース画面３００を生成して表示装置８２に表示させる。設定用ユーザーインターフェース画面３００には、基準画像３０１が表示される基準画像表示領域３０２と、各種設定操作領域３０３とが設けられている。基準画像３０１は、基準となるワークＷを測定領域Ｓに配置して二次元撮像素子３１で撮像し、画像取得部７１により取得された画像である。ワークＷは影像として基準画像表示領域３０２に表示される。また、基準画像３０１は円形である。ユーザは、基準画像３０１が所望の画像であるか否かを確認し、所望の画像であれば、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ２に進む。
光学測定装置１は、当該光学測定装置１の運用前に各種設定を行うことができる。以下、図９に示すフローチャートに基づいて光学測定装置１の設定時の処理手順の一例を説明する。図９に示すフローチャートは、ユーザによる設定処理開始の操作が行われたことを検出するとスタートする。例えば、設定開始ボタン等をユーザが操作すると、ステップＳＡ１に進み、測定設定の元になる基準画像を設定する。このステップＳＡ１では、制御装置７０が図１０に示すような設定用ユーザーインターフェース画面３００を生成して表示装置８２に表示させる。設定用ユーザーインターフェース画面３００には、基準画像３０１が表示される基準画像表示領域３０２と、各種設定操作領域３０３とが設けられている。基準画像３０１は、基準となるワークＷを測定領域Ｓに配置して二次元撮像素子３１で撮像し、画像取得部７１により取得された画像である。ワークＷは影像として基準画像表示領域３０２に表示される。また、基準画像３０１は円形である。ユーザは、基準画像３０１が所望の画像であるか否かを確認し、所望の画像であれば、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ２に進む。
【0059】
ステップＳＡ２では、ユーザが測定方法を選択する。測定方法の選択は、測定ツールの選択のことであり、図１０に示す設定用ユーザーインターフェース画面３００の各種設定操作領域３０３に表示されている測定ツールの中から選択可能になっている。測定ツールは、例えば線と線との距離を測定する「線－線」ツール、線と点との距離を測定する「線－点」ツール、点と点との距離を測定する「点－点」ツール、円と円との距離を測定する「円－円」ツール、円の直径を測定する「円径」ツール等があり、これら以外の測定ツールがあってもよい。図１０に示す例では、「線－線」ツールが選択されている。
【0060】
測定方法の選択が終わると、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ３に進む。ステップＳＡ３ではユーザが画像測定要素の設定を行う。具体的には、基準画像表示領域３０２に表示されている基準画像３０１内で、ステップＳＡ２で選択した測定方法に応じた測定エリアの設定を行う。図１０に示す例では、「線－線」ツールに応じた測定エリアを表示する形態として、２つの枠線３０４、３０４を表示させており、この枠線３０４、３０４で囲まれた領域が測定エリアである。
【0061】
画像測定要素の設定後に、測定エリア（枠線３０４内）を例えばダブルクックすると、制御装置７０が図１１に示すような詳細設定用ユーザーインターフェース画面３１０を生成して表示装置８２に表示させる。詳細設定用ユーザーインターフェース画面３１０では、エッジの検出方向（明→暗・暗→明）、異常点除去有無、エッジ処理の際のフィルタ幅（強度）などの設定、測定エリアの詳細な座標の指定、マスクの指定等が行える。
【0062】
画像測定要素の設定が終わると、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ４に進む。ステップＳＡ４ではユーザが測定条件を指定する。制御装置７０が図１２に示すような測定条件指定用ユーザーインターフェース画面３２０を生成して表示装置８２に表示させる。測定条件指定用ユーザーインターフェース画面３２０では、平均回数などの設定が受け付けられる。
【0063】
測定条件の指定が終わると、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ５に進む。ステップＳＡ５ではユーザが公差を指定する。制御装置７０が図１３に示すような公差指定用ユーザーインターフェース画面３３０を生成して表示装置８２に表示させる。具体的には、公差の数値を選択すると、数値設定ウインドウ３３１が表示され、この数値設定ウインドウ３３１内のボタン等をクリックすることで、数値を設定することができる。
【0064】
公差の指定が終わると、図９に示すフローチャートの次のステップＳＡ６に進む。ステップＳＡ６では、画像測定要素の詳細設定の有無を判定する。画像測定要素の詳細設定があればステップＳＡ７に進む一方、画像測定要素の詳細設定がなければステップＳＡ７を飛ばしてステップＳＡ８に進む。ステップＳＡ７では、画像測定要素の詳細設定を行うことができる。その後、ステップＳＡ８に進むと、測定要素が他にもあるか否かを判定する。測定要素が他にもある場合には、ステップＳＡ２に戻り、当該他の測定要素について測定方法を選択する。測定要素が他にもない場合には、ステップＳＡ９に進み、特徴量情報を登録する。特徴量情報の登録とは、位置補正の登録のことである。
【0065】
特徴量情報の登録が終了すると、ステップＳＡ１０に進み、測定設定の情報がすべて記憶装置８３に保存される。測定設定の情報には、基準画像３０１、測定ツールの情報が含まれる。測定ツールの情報には、エリアの座標とサイズ、オフセット、エッジの検出方向、平均回数、ゼロ基準、エッジの算出方法（最小二乗近似・最大・最小など）、公差、小数点桁数、マスクの座標情報、スケーリング情報、表示単位等が含まれる。
【0066】
以上が設定光学測定装置１の設定時の処理手順の流れである。
【0067】
（光学測定装置の運用時）
次に、設定後、光学測定装置１を実際の測定現場で運用する手順について図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、制御装置７０がトリガ信号を発行するとスタートする（ステップＳＢ１）。トリガ信号は、外部からの入力信号であってもよいし、制御装置７０が所定のタイミングで発行するものであってもよい。ステップＳＢ２では、撮像制御部３９が投光用ユニット１０の光源１１を発光させる。光源１１が発光したタイミングに合わせて撮像制御部３９が二次元撮像素子３１に撮像処理を実行させる。
次に、設定後、光学測定装置１を実際の測定現場で運用する手順について図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、制御装置７０がトリガ信号を発行するとスタートする（ステップＳＢ１）。トリガ信号は、外部からの入力信号であってもよいし、制御装置７０が所定のタイミングで発行するものであってもよい。ステップＳＢ２では、撮像制御部３９が投光用ユニット１０の光源１１を発光させる。光源１１が発光したタイミングに合わせて撮像制御部３９が二次元撮像素子３１に撮像処理を実行させる。
【0068】
その後、ステップＳＢ３に進み、二次元撮像素子３１で撮像された測定画像を画像取得部７１によって取得する。測定画像を取得した後、ステップＳＢ４に進む。ステップＳＢ４では、ビニング、即ち取得した測定画像の４画素を１画素に結合して、画像サイズを１／４にするとともに、画像フィルタ処理として測定画像の平均化処理を行う。例えば、複数枚の画像を重ねることで平均化する等の方法を挙げることができる。
【0069】
次いで、ステップＳＢ５に進んで測定画像をＤＳＰ７２に転送する。その後、ステップＳＢ６に進んで測定エリア部画像抽出を行う。設定情報の測定エリアの情報（エリアの座標とサイズ）をもとに、測定画像からエッジ処理を行う範囲を切り出す。
【0070】
しかる後、ステップＳＢ７に進んでエッジ処理を行う。ステップＳＢ７では、抽出された画像のエッジを求める。測定エリアの向き（Ｘ方向、Ｙ方向）に対してエッジ処理を行うことができる。エッジ処理では例えばガウシアンフィルタと微分処理とが用いられ、微分波形のピークを算出することでエッジが抽出される。また、画素単位からｍｍ単位への変換も行うことができる。
【0071】
エッジ処理の後、ステップＳＢ８に進む。ステップＳＢ８では、後処理、即ち、設定情報の平均回数、オフセット、ゼロ基準、スケーリング情報をもとに、数値の後処理が行われる。
【0072】
後処理の後、ステップＳＢ９に進む。ステップＳＢ９では、判定処理、即ち、設定情報の公差設定値を元にして、測定された数値が良品を示すものであるか、不良品を示すものであるか判定（良否判定）が行われる。図１５は、運用時に制御装置７０が生成して表示装置８２に表示されるユーザーインターフェース画面３４０の一例を示すものである。ユーザーインターフェース画面３４０には、測定画像３４１を表示する測定画像表示領域３４２と、測定結果表示領域３４３と、総合判定結果表示領域３４４とが設けられている。測定結果表示領域３４３には、測定要素の測定結果と、良否判定の結果とが表示され、また、総合判定結果表示領域３４４には、測定要素が複数ある場合にそれらを総合した良否判定結果が表示される。
【0073】
結果表示画面の例としては、例えば図１６Ａに示すように現在選択している処理パターンの結果のみ表示する形態であってもよいし、図１６Ｂに示すようにすべての処理パターンの表示が同時になされたうえで、現在有効な処理パターンを強調表示する形態であってもよい。図１６Ｂに示す形態では、上の１～７が現在有効な処理パターンであり、下の１～３が現在非選択の処理パターンに対応した結果である。
【0074】
（特定画像の出力機能）
上記のように構成された光学測定装置１では、投光用筐体２０と受光用筐体４０との間の測定領域ＳにワークＷを配置して測定を行う。このような測定形態において、例えば図１７に示すように、軸物ワークＷを、その軸芯６０１回りに回転させながら、二次元撮像素子３１によって複数回撮像して取得された測定画像のそれぞれについて寸法測定を実行するケースが考えられる。この際、複数の測定画像と、複数の測定結果である測定値とが１つのワークＷに対して取得される。尚、図１７に示す符号６００は、光学測定装置１の光軸であり、軸芯６０１とは直交する位置関係にある。光学測定装置１の光軸と軸芯６０１とは直交していなくてもよい。
上記のように構成された光学測定装置１では、投光用筐体２０と受光用筐体４０との間の測定領域ＳにワークＷを配置して測定を行う。このような測定形態において、例えば図１７に示すように、軸物ワークＷを、その軸芯６０１回りに回転させながら、二次元撮像素子３１によって複数回撮像して取得された測定画像のそれぞれについて寸法測定を実行するケースが考えられる。この際、複数の測定画像と、複数の測定結果である測定値とが１つのワークＷに対して取得される。尚、図１７に示す符号６００は、光学測定装置１の光軸であり、軸芯６０１とは直交する位置関係にある。光学測定装置１の光軸と軸芯６０１とは直交していなくてもよい。
【0075】
複数の測定値のうち、例えば最大値をユーザに提示し、その最大値がワークＷを不良品と判定すべき値であったとする。ところが、その最大値がどの測定画像から得られたものかはユーザ側でわからない。そのため、不良品の状態をより正確に把握することが困難である。
【0076】
本実施形態の光学測定装置１は、複数の測定値の中から特定された測定値に対応する測定画像をユーザに提示可能にすることで、不良品の状態をより正確に把握できるようにするための特定画像の出力機能を備えている。
【0077】
光学測定装置１は、画像取得部７１により取得された測定画像のエッジを抽出し、抽出されたエッジを用いて寸法測定を実行する実行部７３ａ（図１に示す）を備えている。実行部７３ａは、エッジを抽出する際、エッジ波形を微分処理してピークを求め、そのピークが位置する部分にエッジが存在すると推定する抽出法を用いることができ、その他、周知のエッジ抽出法を用いることができる。実行部７３ａは、抽出したエッジを用いて、例えば「線－線」ツールであれば、２つのエッジ間の距離を寸法測定の測定値として出力する。
【0078】
画像取得部７１により新たな測定画像が取得される都度、その測定画像に対して実行部７３ａがエッジ抽出し、寸法測定を実行する。例えば図１７に示すように、軸物ワークＷを軸芯６０１回りに回転させながら、所定の時間間隔で二次元撮像素子３１によって撮像を行うと、ワークＷの回転角度が異なった複数の測定画像が画像取得部７１により順次取得される。上記時間間隔は、例えばユーザが任意に設定できる。時間間隔の代わりに、所定回転角度毎に測定画像を取得してもよい。この場合、所定回転角度はユーザが任意に設定できる。こうして取得された各測定画像に対して寸法測定が実行されるので、複数の測定値が得られる。
【0079】
光学測定装置１は、複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファ７６に記憶させる処理部７３ｂを備えている。バッファ７６は、ＣＰＵ７３との間でデータのやり取りが可能に当該ＣＰＵ７３に接続されており、上記測定値及び測定画像を一時的に記憶しておくことができる部分である。バッファ７６とメモリ７４とは同じであってもよい。
【0080】
具体的には、処理部７３ｂは、まず、予め定められた期間に亘って画像取得部７１から順次測定画像を取得する。その後、処理部７３ｂは、順次取得される測定画像に対して実行部７３ａにより繰り返し実行された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とを関連付けてバッファ７６に記憶させる。
【0081】
光学測定装置１は、受付部７３ｃを備えている。受付部７３ｃは、上記予め定められた期間の終了を示すタイミング信号を受け付ける部分であり、詳細は後述する。タイミング信号はユーザの操作によって出力されたものであってもよいし、ワークＷを搬送する装置等、外部の装置から入力されたものであってもよい。
【0082】
光学測定装置１は、判定部７３ｄを備えている。判定部７３ｄは、処理部７３ｂによりバッファ７６に記憶された複数の測定値から最大値または最小値を特定し、特定した最大値または最小値が予め定められた閾値範囲にあるか否かを判定する部分である。すなわち、バッファ７６には、予め定められた期間に亘って取得された測定画像に対して寸法測定を実行した結果として、複数の測定値が記憶されている。判定部７３ｄは、バッファ７６に記憶されている複数の測定値のうち、最大値または最小値を特定することができる。このとき、最大値と最小値の両方を特定してもよい。判定部７３ｄが最大値を特定した場合、その最大値が第１の閾値範囲にあるか否かを当該判定部７３ｄが判定する。また、判定部７３ｄが最小値を特定した場合、その最小値が第２の閾値範囲にあるか否かを当該判定部７３ｄが判定する。第１の閾値範囲及び第２の閾値範囲はユーザが任意に設定しておくことができる。
【0083】
光学測定装置１は、特定部７３ｅを備えている。特定部７３ｅは、所定の条件に基づいて、処理部７３ｂによりバッファ７６に記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定する部分である。特定部７３ｅが第１の測定値を特定するタイミングは、受付部７３ｃによりタイミング信号を受け付けた場合である。つまり、受付部７３ｃによりタイミング信号を受け付けるまでは特定部７３ｅが第１の測定値を特定せず、その間、新たな測定画像が取得されれば、その測定画像に対して寸法測定が実行されて新たな測定値がバッファ７６に蓄積されていく場合がある。
【0084】
特定部７３ｅは、受付部７３ｃによりタイミング信号を受け付けた時点から上記予め定められた期間遡って当該予め定められた期間に属する複数の測定値の中から第１の測定値を特定する。受付部７３ｃによりタイミング信号を受け付けるまでは、複数の測定値がバッファ７６に蓄積されていくことになり、受付部７３ｃによりタイミング信号を受け付けると、その時点から予め定められた期間遡る。予め定められた期間には、複数の測定値が属しており、複数の測定値の中から第１の測定値を特定することができる。予め定められた期間というのは、時間で特定されていてもよいし、例えばワークＷが１回転するまでの間のように角度等で特定されるものであってもよい。
【0085】
特定部７３ｅは、所定の条件に基づいて、処理部７３ｂによりバッファ７６に記憶された複数の測定値から第１の測定値を特定することができる。所定の条件は、測定値を評価する評価条件である。例えば、評価条件としては、判定部７３ｄの判定条件（最大値または最小値が予め定められた閾値範囲にあるか否か）を挙げることができる。この場合、特定部７３ｅは、判定部７３ｄによる判定結果に基づいて第１の測定値を特定する。
【0086】
実行部７３ａ、処理部７３ｂ、受付部７３ｃ、判定部７３ｄ及び特定部７３ｅは、ＣＰＵ７３が所定のプログラムに基づいて信号処理を実行することによって構成することや、物理的な処理装置で構成することができ、また、これらを組み合わせて構成することができる。
【0087】
入出力回路（出力部）７５は、特定部７３ｅにより特定された第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを出力する部分である。入出力回路７５は、表示装置８２と記憶装置（記憶部）８３の両方へデータを出力可能に構成されているが、場合により、表示装置８２へのみデータを出力可能にし、記憶装置８３へはデータを出力せずに制御装置７０の内部のみで保存しておいてもよい。また、入出力回路７５は、記憶装置８３へのみデータを出力可能にし、表示装置８２へはデータを出力しなくてもよい。
【0088】
入出力回路７５は、データの保存を可能にする場合、例えば、第１の測定値と、当該第１の測定値に対応する測定画像とを記憶装置（記憶部）８３に保存させることができる。第１の測定値に対応する測定画像とは、第１の測定値が測定された測定画像のことであり、第１の測定値と、当該第１の測定値が測定された測定画像とを関連付けて記憶装置８３に保存させることができる。
【0089】
入出力回路７５は、予め定められた期間に亘って取得された全ての測定画像と全ての測定値と関連付けて保存する全画像保存処理と、第１の測定値を当該第１の測定値に対応する測定画像と関連付けて保存し、他の測定値及び測定画像を保存しない一部画像保存処理とを選択して実行可能に構成されている。全画像保存処理と、一部画像保存処理とのいずれを実行するかは、ユーザによって指定可能である。
【0090】
入出力回路７５は、予め定められた期間に取得された複数の測定画像を１つのグループとして表示装置（表示部）８２に出力し、当該表示装置８２に表示させるように構成されていてもよい。例えば、１つのワークＷを複数回撮像する期間を予め定められた期間とすることができるので、１つのワークＷを撮像した複数の測定画像を１つのグループとすることができる。この場合、１つのワークＷを撮像した複数の測定画像を表示装置８２にまとめて表示させることができる。例えば、１つの領域に、１つのグループに属する複数の測定画像を表示させたり、１つのグループに属する複数の測定画像に識別可能な情報を付与してまとめて表示させることができる。
【0091】
入出力回路７５は、予め定められた期間毎に複数の測定画像をグループ化して複数のグループを形成し、測定画像をグループ毎にまとめて表示装置８２に表示させるように構成されていてもよい。予め定められた期間が１つのワークＷを複数回撮像する期間である場合、例えば、１つ目のワークＷを撮像した複数の測定画像を第１グループとし、その後、２つ目のワークＷを撮像した複数の測定画像を第２グループとすることができる。このようにして複数のグループを形成した後、第１グループに属する複数の測定画像をまとめて表示装置８２に表示させ、また、第２グループに属する複数の測定画像をまとめて表示装置８２に表示させることができる。
【0092】
（特定画像の出力機能の具体例）
以下、特定画像の出力機能の具体例について説明する。まず、測定値のホールド機能について図１８に基づいて説明する。図１８に示すタイミングチャートは縦軸が測定値であり、横軸が経過時間である。タイミング信号がＯＮになった時点、即ち受付部７３ｃがタイミング信号を受け付けた時点（タイミング信号が入力された時点ともいう）から次のタイミング信号がＯＮになった時点までの期間が測定期間（予め定められた期間）になる。つまり、タイミング信号がＯＮになると、その時点を記憶しておき、次のタイミング信号が入力するまで待ち、次のタイミング信号が入力されると、入力された時点から遡って測定期間が決定される。
以下、特定画像の出力機能の具体例について説明する。まず、測定値のホールド機能について図１８に基づいて説明する。図１８に示すタイミングチャートは縦軸が測定値であり、横軸が経過時間である。タイミング信号がＯＮになった時点、即ち受付部７３ｃがタイミング信号を受け付けた時点（タイミング信号が入力された時点ともいう）から次のタイミング信号がＯＮになった時点までの期間が測定期間（予め定められた期間）になる。つまり、タイミング信号がＯＮになると、その時点を記憶しておき、次のタイミング信号が入力するまで待ち、次のタイミング信号が入力されると、入力された時点から遡って測定期間が決定される。
【0093】
測定期間内では、画像取得部７１により順次測定画像を取得しており、順次取得される測定画像に対して実行部７３ａが寸法測定を実行している。実行部７３ａから出力される測定値は、内部測定値として測定画像と関連付けてバッファ７６に記憶される。ある測定期間Ｔ１に着目すると、内部測定値は変化しており、その測定期間Ｔ１内の測定値のうち、最大値（第１の測定値）を求める。これがピークホールド機能であり、処理部７３ｂによって実行される。
【0094】
例えば、図１９に示すように、測定画像が時系列に取得され、各測定画像について測定値が取得された場合、タイミング信号が順次入力されると、測定期間Ｔ１、測定期間Ｔ２が決定される。測定期間Ｔ１に属する測定値の中で最大値を求めると「１３ｍｍ」であることから、測定値が１３ｍｍとして確定する。また、測定期間Ｔ２に属する測定値の中で最大値を求めると「１０ｍｍ」であることから、測定値が１０ｍｍとして確定する。
【0095】
図示しないが、測定期間Ｔ１内の測定値のうち、最小値を求めてもよく、これはボトムホールド機能であり、特定部７３ｅによって実行可能である。また、測定期間Ｔ１内の測定値のうち、最大値と最小値を求め、最大値から最小値を減算した値を第１の測定値として取得してもよい。これはピークｔｏピークホールド機能であり、特定部７３ｅによって実行可能である。また、測定期間Ｔ１内の測定値の平均値を求め、その平均値を第１の測定値として取得してもよい。これはアベレージホールド機能であり、特定部７３ｅによって実行可能である。どのホールド機能を実行するかはユーザによって選択可能である。また、ホールド機能を実行するか否かもユーザによって選択可能である。また、リセット信号が入力されると、そのタイミングでこれまでの内部測定値が消去される。
【0096】
測定画像と測定値は、バッファ７６に保存する履歴保存機能と、記憶装置８３に保存する画像出力機能（入出力回路７５による機能）との２つの機能によって保存可能となっている。保存処理としては、測定期間毎に保存する期間毎保存処理と、全期間を保存対象とする全期間保存処理とがあり、履歴保存機能と画像出力機能のそれぞれについて、期間毎保存処理と全期間保存処理との選択が可能になっている。また、保存条件としては、測定値が不良であると判定された場合のみ保存する不良時保存処理と、測定値の良否に関わらず、全てを保存する全画像保存処理とがあり、履歴保存機能と画像出力機能のそれぞれについて、不良時保存処理と全画像保存処理との選択が可能になっている。
【0097】
測定期間の設定に関し、保存可能な測定画像の上限数を設定することができる。この場合、上限数はユーザが任意の数に設定できる。また、測定期間の設定に関し、時系列に並んだ測定画像の中から、任意の測定画像のみ保存し、他の測定画像については保存しない設定も可能である。この保存方法の場合、測定画像が間引かれて保存されることになるので、間引き保存処理と呼ぶことができる。間引き保存処理では、間引く数をユーザが任意の数に設定でき、例えば１枚おき、２枚おきに測定画像を保存する設定が可能である。また、測定期間の設定に関し、時系列に並んだ測定画像のうち、新しい測定画像のみ、または古い測定画像のみを保存対象として設定できる。新しい測定画像または古い測定画像の保存枚数をユーザが任意の数に設定できる。
【0098】
特定画像の出力機能の一形態の処理の流れについて、図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。図２０に示すフローチャートでは、ホールド機能が有効になっている場合について示している。ステップＳＥ１は、測定を開始するトリガ信号が入力されると実行されるステップであり、画像取得部７１により測定画像を順次取得する。その後、ステップＳＥ２に進む。ステップＳＥ２では、各測定画像に対して実行部７３ａが寸法測定を実行する。これにより、内部測定値が算出される。
【0099】
続くステップＳＥ３では、ホールド機能が実行され、ホールド内部値が必要に応じて更新される。例えば、ピークホールドであれば、測定期間内の最大値を更新していく。その後、ステップＳＥ４に進み、測定画像を保存する。測定期間が確定するのはタイミング信号入力時であるため、期間毎保存処理であれば保存処理を行わない。一方、全期間保存処理であれば常に保存処理を行う。
【0100】
また、タイミング信号が入力されるとステップＳＥ５が開始される。ステップＳＥ５では、ホールド内部値を元に測定値を確定させる。例えば、タイミング信号が入力されて測定期間が確定すると、その測定期間内で更新されて保持されているホールド内部値を測定値とする。ステップＳＥ５の後、ステップＳＥ６では、ホールド内部値をクリア（消去）する。
【0101】
そして、ステップＳＥ７では判定処理を実行する。判定処理は、ステップＳＥ５で確定された測定値が閾値範囲にあるか否かを判定し、閾値範囲にあれば良とし、閾値範囲外であれば不良とする。その後、ステップＳＥ８に進み、測定画像を保存する。このとき、確定した測定期間に属する測定画像を保存する。また、全期間保存処理であれば最終画像のみ保存する。また、リセット信号が入力されると、ステップＳＥ９が開始されて、その時点でホールド内部値をクリアする。
【0102】
図２１は、特定画像の出力機能の別形態の処理手順を示すフローチャートである。図２１示すフローチャートでは、期間毎保存処理の場合について示している。ステップＳＦ１は、測定を開始するタイミング信号が入力されると実行されるステップであり、保存条件設定が、測定結果が不良時のみ保存する保存処理と、常に画像を保存する保存処理とのいずれであるかを判定する。常に画像を保存する保存処理であると判定した場合にはステップＳＦ２に進み、測定画像を保存する。このとき、保存可能な測定画像の上限数が設定されていれば、その上限数を上限として測定画像を保存し、間引き保存処理が設定されていれば、測定画像を間引いて保存し、新しい測定画像または古い測定画像の保存が設定されていれば、新しい測定画像または古い測定画像を保存する。
【0103】
ステップＳＦ１で測定結果が不良時のみ保存する保存処理であると判定した場合にはステップＳＦ３に進み、測定値の判定結果が不良であるか否かを判定する。ステップＳＦ３で測定結果が不良であると判定された場合には、ステップＳＦ２に進む一方、不良ではないと判定された場合には、ステップＳＦ４に進む。ステップＳＦ４では、測定画像の保存をすることなく、終了する。
【0104】
図２２は、間引き保存処理を実行する場合の具体例を示している。間引き枚数が１枚の場合には、保存される測定画像と保存されない（非保存）測定画像とが交互になる。測定画像を全て保存しないことで、保存領域が少なくて済む。尚、実際に画像保存処理が行われるのは、次にタイミング信号が入力された時である。
【0105】
図２３は、保存可能な測定画像の上限数が設定されている場合の具体例を示している。上限数を例えば１０枚としている場合、上限数に達するまでは測定画像を保存することができる。また、最新の測定画像は常に保存する。上限数に達したら、図２４に示す例か、図２５に示す例の処理に移行させることができる。
【0106】
図２４は、保存可能な測定画像の上限数が設定され、かつ、新しい方の測定画像を保存する場合の具体例を示す図である。上限数は「４」に設定されており、従って、新しい方の測定画像が１枚おきに合計４枚保存されている。この例でも最新の測定画像は常に保存する。古い方の測定画像は、保存候補であったものは保存されなくなる。
【0107】
図２５は、保存可能な測定画像の上限数が設定され、かつ、古い方の測定画像を保存する場合の具体例を示す図である。この例でも上限数は「４」に設定されており、従って、古い方の測定画像が１枚おきに合計４枚保存されている。この例でも最新の測定画像は常に保存する。
【0108】
（保存する測定画像の選定例）
保存する測定画像の選定方法は上述した方法であってもよいし、別の方法であってもよい。同一測定期間に属する複数の測定画像のうち、判定結果に影響した測定画像のみを保存してもよい。例えば、ピークホールド機能を実行している時に、測定期間内の最大値が測定された測定画像のみ保存対象とすることができる。
保存する測定画像の選定方法は上述した方法であってもよいし、別の方法であってもよい。同一測定期間に属する複数の測定画像のうち、判定結果に影響した測定画像のみを保存してもよい。例えば、ピークホールド機能を実行している時に、測定期間内の最大値が測定された測定画像のみ保存対象とすることができる。
【0109】
また、測定画像の保存を実行する前に、ユーザによる保存、非保存の判断が行えるようにすることもできる。例えばホールド機能を実行しない時、常にｎ枚の測定画像を保存候補として記憶しておき、判定結果が不良となった時に、不良の原因になった測定画像に加えて、ｎ枚の保存候補画像も合わせて保存する。こうすることで、不良となった場合に、直近の測定画像にも何らかの兆候が見られる場合があるため、合わせて保存しておくと不具合の発見等に役立つ。
【0110】
また、ホールド機能とは関係なく、常にｎ枚の測定画像を保存候補として記憶しておき、ユーザからの保存要求があった時点で、保存候補画像を保存してもよい。こうすることで、ユーザ側の装置で何らかのトラブルがあった場合に、その直前の測定画像を残したいといった用途に使用可能である。
【0111】
（ユーザーインターフェースの例）
保存された測定画像及び出力された測定画像は、表示装置８２に表示されるユーザーインターフェース画面でユーザが確認できる。ユーザーインターフェース画面では、同一測定期間に属する測定画像を表示することができるとともに、複数の測定結果及び判定結果も表示することができる。さらに、ユーザーインターフェース画面には、総合判定結果も表示することができる。例えば、複数の測定結果及び判定結果を所定方向に並べて表示したり、同一領域にまとめて表示することができる。
保存された測定画像及び出力された測定画像は、表示装置８２に表示されるユーザーインターフェース画面でユーザが確認できる。ユーザーインターフェース画面では、同一測定期間に属する測定画像を表示することができるとともに、複数の測定結果及び判定結果も表示することができる。さらに、ユーザーインターフェース画面には、総合判定結果も表示することができる。例えば、複数の測定結果及び判定結果を所定方向に並べて表示したり、同一領域にまとめて表示することができる。
【0112】
（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、測定領域ＳにワークＷを配置し、例えばそのワークＷを回転手段によって回転させながら二次元撮像素子３１により撮像させて順次測定画像を取得すると、順次取得される測定画像に対してエッジの抽出処理が実行され、抽出されたエッジを用いて寸法測定が実行される。これにより、複数の寸法測定の測定値が取得され、取得された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とが関連付けられてバッファ７６に記憶される。処理部７３ｂによりバッファ７６に記憶された複数の測定値からある測定値を特定すると、特定された測定値と、当該測定値に対応する測定画像とが出力される。つまり、不良品と判定されるような最大値が測定された場合、その最大値とともに、その最大値が測定された測定画像をユーザに提示できるので、不良品の状態をより正確に把握できる。
以上説明したように、この実施形態によれば、測定領域ＳにワークＷを配置し、例えばそのワークＷを回転手段によって回転させながら二次元撮像素子３１により撮像させて順次測定画像を取得すると、順次取得される測定画像に対してエッジの抽出処理が実行され、抽出されたエッジを用いて寸法測定が実行される。これにより、複数の寸法測定の測定値が取得され、取得された複数の寸法測定の測定値と、当該測定値と対応する測定画像とが関連付けられてバッファ７６に記憶される。処理部７３ｂによりバッファ７６に記憶された複数の測定値からある測定値を特定すると、特定された測定値と、当該測定値に対応する測定画像とが出力される。つまり、不良品と判定されるような最大値が測定された場合、その最大値とともに、その最大値が測定された測定画像をユーザに提示できるので、不良品の状態をより正確に把握できる。
【0113】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【0114】
以上説明したように、本発明に係る光学測定装置は、投光用筐体と受光用筐体との間に配置したワークの寸法等を測定する場合に利用できる。
【符号の説明】
【0115】
１ 光学測定装置
１０ 投光用ユニット
１１ 光源
１２ 光源ホルダ
１５ 投光側テレセントリックレンズ
２０ 投光用筐体
２３ 投光窓
３０ 受光用ユニット
３１ 二次元撮像素子
３５ 受光側反射体
３６ 受光側テレセントリックレンズ
３８ 受光側レンズユニット
４０ 受光用筐体
４３ 受光窓
７３ａ 実行部
７３ｂ 処理部
７３ｃ 受付部
７３ｄ 判定部
７３ｅ 特定部
７６ バッファ
Ｓ 測定領域
Ｗ ワーク
１０ 投光用ユニット
１１ 光源
１２ 光源ホルダ
１５ 投光側テレセントリックレンズ
２０ 投光用筐体
２３ 投光窓
３０ 受光用ユニット
３１ 二次元撮像素子
３５ 受光側反射体
３６ 受光側テレセントリックレンズ
３８ 受光側レンズユニット
４０ 受光用筐体
４３ 受光窓
７３ａ 実行部
７３ｂ 処理部
７３ｃ 受付部
７３ｄ 判定部
７３ｅ 特定部
７６ バッファ
Ｓ 測定領域
Ｗ ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
