JP2010032329A - 画像計測装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】計測対象物の形状に応じたエッジ部分の指定及び計測方法の指定を要することなく、計測対象物を簡便に計測することができる画像計測装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】撮像素子で結像された画像を表示する表示手段３３２と、計測対象物における２点を示す画像の近傍にて始点及び終点の指定を受け付ける受付手段３３３と、始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段３３４と、複数の頂点エッジを検出した場合、始点近傍の頂点エッジ等と終点近傍の頂点エッジ等との距離が最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段３３５と、始点近傍の選択した頂点エッジ等と、終点近傍の選択した頂点エッジ等との距離に基づいて、計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段３３６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像された画像データに基づいて、計測対象物の寸法等を簡便に計測する画像計測装置及びコンピュータプログラムに関する

従来、計測対象物の形状を計測する装置として、計測対象物に光を照射し、照射した光の透過光又は反射光を受光レンズにより、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に結像させて画像を取得し、取得した画像に基づいて計測対象物の形状を計測する画像計測装置が多々開発されている。

計測対象物の画像は、受光レンズによって計測対象物に対して極めて正確な相似形となる。画像上の寸法は、受光レンズの倍率でキャリブレーションすることにより、実際の計測対象物の寸法と正確に対応付けることができる。したがって、画像上の計測対象物の形状を正確に特定することにより、実際の計測対象物の形状を計測することができる。画像上での計測対象物の特定は、計測対象物と背景画像との境界部分（以下、エッジ部分）を検出することにより行われる。画像データ中ではエッジ部分は点の集合である。図１９は、従来の画像計測装置でのエッジ点の例示図である。図２０は、従来の画像計測装置でのエッジ点を用いて算出される距離の例示図である。

図１９に示すように、従来の画像計測装置は、画像データの中で隣接する画素との輝度値変化が激しい箇所をエッジ点として取得することにより、エッジ部分を検出する。図２０に示すように、検出したエッジ部分から特定のエッジ点を取得し、該エッジ部分と特定のエッジ点との距離を算出する。距離を算出する際には精度を高めるため、複数のエッジ点を平均化する、最小二乗法により近似することも行われる。算出された画素単位の距離に、１画素あたりの実寸法を乗算することにより、画像データ上の計測対象部分の寸法が求まる。

上述のようにエッジ点を取得するためには、エッジ部分を検出する箇所（以下、エッジ検出個所）を明確に指定しなければならず、エッジ検出箇所の指定方法には様々な方法がある。図２１は、従来の画像計測装置での画像上のエッジ検出箇所の例示図である。図２１（ａ）では、画像の直線部分を指定して単一のエッジ点を取得している。図２１（ｂ）では、矩形領域を指定して直線部分上の複数のエッジ点を取得している。図２１（ｃ）では、扇形領域を指定して円弧上の複数のエッジ点を取得している。図２１（ｄ）では、矩形領域を指定して頂点（極大値）のエッジ点を取得している。

図２２は、従来の画像計測装置でのエッジ点を用いた計測方法の例示図である。図２２（ａ）は２つのエッジ点を用いて計測する方法を、図２２（ｂ）は直線部分上の複数のエッジ点と１つのエッジ点とを用いて計測する方法を、それぞれ示している。

図２１（ａ）〜（ｄ）に示すように、操作者は、検出するエッジ部分に応じてエッジ検出箇所を正しく指定する必要がある。エッジ検出箇所は、始点クリック、終点クリック、ドラッグ等、種々のマウス操作を駆使して指定する必要があり、検出したエッジ部分について、いずれのエッジ部分といずれのエッジ部分とをどのように計測するかという計測方法も指定する必要がある。例えば同じ計測対象部分の距離を計測する場合であっても、図２２（ａ）に示すように１つのエッジ点ともう１つのエッジ点との距離を算出しても良いし、図２２（ｂ）に示すように直線部分上のエッジ点から求めた直線部分と１つのエッジ点との距離を算出しても良い。操作者は、いずれの方法で計測するのか明確に指定しなければならない。

したがって、複雑な形状の計測対象物を計測する場合、上述した様々なエッジ検出箇所の指定及び計測方法の指定を行う必要があり、操作が煩雑であるとともに相当の時間を要し、様々な指定方法及び計測方法の中から最適な方法を選択することも容易ではないという問題があった。

エッジ検出箇所を簡易に指定するため、例えば特許文献１では、操作者が検出したいエッジ部分の近傍にポインタを移動してマウスをクリックすることによってエッジ位置を指定する。エッジ位置を中心として予め設定された複数の方向に延びる一定の長さのツールが被測定画像に設定され、ツールのそれぞれについてエッジ強度が測定される。エッジ強度が最も大きな値でエッジ部分に対して最適方向のツールを用いて、被測定画像のエッジ部分を検出する。操作者はエッジ位置を指定するだけで極めて簡単にエッジ部分を検出することができる。

また例えば特許文献２では、対象物の画像の輪郭を成す直線の近傍の点をマウスで指示すると、指示点を中心としてベクトルサーチによるエッジ検出が行われ、指示点の最近傍のエッジ点の座標及び法線ベクトルが検出される。エッジ検出箇所を示すキャリパが設定され、キャリパによってエッジ点の正確な座標が求められる。エッジ点に基づいて直線を求める処理と両端のエッジ位置の検出処理とが実行され、直線部分が求められる。操作者が計測対象物の画像の輪郭近傍を指示するだけで、直線の両端及び直線のパラメータを求めることができる。

円についても直線と同様にして、円の近傍の指示点の位置から円を認識し、円の周上で一方向に一定距離離れた位置にてエッジ検出の対象となるキャリパを設定し、キャリパによってエッジ点の正確な座標が検出される。エッジ検出して得たエッジ点が円周上にあるか否かを検査し、誤差の値に応じて処理することにより円のパラメータが求められる。

また特許文献２では、異なる計測対象物に対して寸法を計測する方法として、例えば２つの円について、各円のパラメータ（中心点を含む）が求められている場合に、２つの円内の点を順に連続して指示することにより、２つの円の中心間距離を求めることができる。
特許第３５９５０１４号公報 特許第３８８７８０７号公報

しかし、上述した特許文献１では、エッジ部分を簡単に検出することができるものの、検出したエッジ部分について、いずれのエッジ部分といずれのエッジ部分とをどのように計測するかという計測方法は指定しなければならない。エッジ部分を簡単に検出することにより、多少煩雑さ等を軽減することができるが、従来通り計測方法を指定しなければならないことから、操作の煩雑さは軽減されず、相当の時間を要する点は解消されておらず、何よりも操作者が最適な方法を選択することは依然として容易ではない。また特許文献１では、検出したいエッジ部分の近傍のエッジ位置を指定するので、複雑な形状の場合、意図していないエッジ部分が誤って指定されるおそれがあるという問題もあった。

また、上述した特許文献２では、エッジ部分を簡単に検出することができるだけでなく、検出したエッジ部分をどのように計測するかという計測方法を指定する必要もないので、上述のように直線、円等の一般的な形状、円と円との中心間距離を計測する場合には、簡単に短時間で計測対象物を計測することができる。しかし、２つの円の円周間の距離を計測したい場合、円周近傍である円内の点を指定しても、特許文献２では、円と円との中心間距離が計測されるように設定されているため、円周間の距離を計測することができない。円周間の距離を計測する場合には、円周近傍で円外の点を指定するように設定することも考えられるが、計測する部分によって指定方法を選択する必要性が生じることになり、却って操作が煩雑になるおそれがある。したがって、複雑な形状の場合には適用することができず、特に複雑な形状の計測対象物を計測する場合には操作の煩雑さは軽減されず、相当の時間を要し、操作者が最適な方法を選択することは依然として困難であるという問題が残されていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物の形状に応じたエッジ部分の指定及び計測方法の指定を要することなく、計測対象物を簡便に計測することができる画像計測装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段と、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離が、最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段と、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離の実測値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第２発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段と、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点に最も近接する該始点近傍の頂点エッジ及び／又は前記終点に最も近接する該終点近傍の頂点エッジを選択する選択手段と、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第３発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段と、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の直線状のエッジ部分へ前記終点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、前記終点近傍の直線状のエッジ部分へ前記始点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は前記始点近傍で検出した前記頂点エッジと前記終点近傍で検出した前記頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する線分表示手段と、表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける選択受付手段と、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の直線状のエッジ部分と前記終点側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第４発明に係る画像計測装置は、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段と、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、前記始点及び終点の近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分を検出するエッジ検出手段と、前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、前記始点と前記終点との中点を通る直線が、前記始点側の直線状のエッジ部分及び前記終点側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する交点選択手段と、選択された２つの交点間の距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

また、第５発明に係る画像計測装置は、第４発明において、前記交点選択手段は、前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断する角度判断手段を備え、該角度判断手段で所定角度以下であると判断された場合に前記交点を選択するようにしてあることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第６発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離が、最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段、及び前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離の実測値を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第７発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点に最も近接する該始点近傍の頂点エッジ及び／又は前記終点に最も近接する該終点近傍の頂点エッジを選択する選択手段、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第８発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の直線状のエッジ部分へ前記終点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、前記終点近傍の直線状のエッジ部分へ前記始点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は前記始点近傍で検出した前記頂点エッジと前記終点近傍で検出した前記頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する線分表示手段、表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける選択受付手段、及び選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の直線状のエッジ部分と前記終点側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。

次に、上記目的を達成するために第９発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段、前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、前記始点及び終点の近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分を検出するエッジ検出手段、前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、前記始点と前記終点との中点を通る直線が、前記始点側の直線状のエッジ部分及び前記終点側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する交点選択手段、及び選択された２つの交点間の距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段として機能させることを特徴とする。

また、第１０発明に係るコンピュータプログラムは、第９発明において、前記交点選択手段を、前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断する角度判断手段、及び該角度判断手段で所定角度以下であると判断された場合に前記交点を選択する手段として機能させることを特徴とする。

第１発明及び第６発明では、撮像素子で結像して得られた画像を表示し、計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける。始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点又は極大点を頂点エッジとして検出し、始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジを検出した場合、始点近傍の複数の頂点エッジと終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の複数の頂点エッジとの距離、又は始点近傍の複数の頂点エッジと終点近傍の複数の頂点エッジとの距離が、最大又は最小となる頂点エッジを選択する。始点近傍の選択した頂点エッジと終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、始点近傍の選択した頂点エッジと終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する。これにより、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、始点側のエッジ部分と終点側のエッジ部分との距離が最大又は最小となる頂点エッジを用いて２点間の距離を算出することができる。

ここで、「極大点」とは、始点又は終点の近傍で検出された所定の形状のエッジ部分において、始点側から終点側へ向かう方向に略直交する方向を傾き０（ゼロ）とした場合に、該形状の傾きが正から負へ転じる点を意味している。所定の形状は、特段の形状に限定されるものではなく、例えば円弧状形状、Ｖ字形状、逆Ｖ字形状等、１つの形状として把握される形状であれば何でも良い。Ｖ字形状、逆Ｖ字形状等は、２つの直線状形状と把握することもできるので、始点又は終点の近傍で検出された２つの直線状形状のエッジ部分が交差する頂点であって、直線状形状の傾きが正から負へ転じる点も「極大点」に含まれる。同様に、「極小点」とは、始点又は終点の近傍で検出された所定の形状のエッジ部分において、始点側から終点側へ向かう方向と略直交する方向を傾き０（ゼロ）とした場合に、該形状の傾きが負から正へ転じる点を意味する。また「極小点」には、始点又は終点の近傍で検出された２つの直線状形状のエッジ部分が交差する頂点であって、直線状形状の傾きが負から正へ転じる点も含む。

第２発明及び第７発明では、撮像素子で結像して得られた画像を表示し、計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける。始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点又は極大点を頂点エッジとして検出し、始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジを検出した場合、始点に最も近接する始点近傍の頂点エッジ及び／又は終点に最も近接する終点近傍の頂点エッジを選択する。始点近傍の選択した頂点エッジと終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、始点近傍の選択した頂点エッジと終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する。これにより、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、始点に最も近接する及び／又は終点に最も近接する頂点エッジを用いて２点間の距離を算出することができる。

第３発明及び第８発明では、撮像素子で結像して得られた画像を表示し、計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける。始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点又は極大点を頂点エッジとして検出し、始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジを検出した場合、始点近傍の直線状のエッジ部分へ終点近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、終点近傍の直線状のエッジ部分へ始点近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は始点近傍で検出した頂点エッジと終点近傍で検出した頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示し、表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける。選択を受け付けた一の線分の始点側の頂点エッジと終点側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の始点側の直線状のエッジ部分と終点側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の始点側の頂点エッジと終点側の頂点エッジとの距離、又は始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する。これにより、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、適切な線分の選択を受け付けることにより、操作者が所望する距離を確実に算出することができる。

第４発明及び第９発明では、撮像素子で結像して得られた画像を表示し、計測対象物における２点を示す画像の近傍に、始点及び終点の指定を受け付ける。始点及び終点の近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分を検出し、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、始点と終点との中点を通る直線が、始点側の直線状のエッジ部分及び終点側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する。選択された２つの交点間の距離に基づいて、計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する。これにより、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に直線状のエッジ部分が互いに略平行ではない場合であっても、適切な距離を算出することができる。

第５発明及び第１０発明では、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断し、所定角度以下であると判断された場合に交点を選択することにより、計測誤差を少なくすることが可能となる。

上記構成によれば、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍で始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、始点側のエッジ部分と終点側のエッジ部分との距離が最大又は最小となる頂点エッジ、若しくは始点に最も近接する始点近傍の頂点エッジ及び／又は終点に最も近接する終点近傍の頂点エッジを用いて２点間の距離を算出することができ、又は候補として表示された複数の線分から適切な線分の選択を受け付けることにより、操作者が所望する距離を確実に算出することができる。また、直線状のエッジ部分が互いに略平行ではない場合であっても、適切な距離を算出することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る画像計測装置について、図面に基づいて具体的に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。図１に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１は、計測部２と制御ユニット３とで構成されており、計測部２にて撮像された画像データを制御ユニット３にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。

計測部２では、計測対象物２０を計測部分へ移動させるステージ２１を挟んで２組の照明装置が設置されている。まずステージ２１上の計測対象物２０を上方から照らすリング状の落射照明装置２２が受光レンズユニット２３に設置されている。落射照明装置２２で照射された光は、計測対象物２０の表面で反射して、受光レンズユニット２３へ戻ってくる。これにより、計測対象物２０の表面の凹凸、パターン等を撮像することができる。

また、ステージ２１の下方には、計測対象物２０を下方から照らす透過照明装置２４が設置されている。透過照明装置２４は、少なくとも光源２４１、反射機構２４２及びレンズ２４３で構成されており、光源２４１から照射された光を反射機構２４２にてステージ２１側へ反射させ、レンズ２４３にてステージ２１に対して略直交する方向の平行光へと変換する。これにより、計測対象物２０が存在しない位置の光のみ透過して撮像することができる。

受光レンズユニット２３は、少なくとも受光レンズ２３１、ビームスプリッタ２３２、高倍側結像レンズ部２３３、低倍側結像レンズ部２３６を備えている。高倍側結像レンズ部２３３は、結像するためのスリット２３４及び高倍側結像レンズ２３５で構成され、低倍側結像レンズ部２３６は、結像するためのスリット２３７及び低倍側結像レンズ２３８で構成されている。ビームスプリッタ２３２は、受光レンズ２３１からの光を二方向に分岐するプリズムである。例えばキューブ型、プレート型を使用することができる。キューブ型ビームスプリッタは、プレート型と比較して、ビームスプリッタを通過した光が屈折することがないので光軸がずれず、分岐角度のアライメント調整が容易なため好ましい。

図１では、落射照明装置２２から発光した光が計測対象物２０で反射した光及び透過照明装置２４から発光して計測対象物２０を透過した光を、高倍側結像レンズ部２３３及び低倍側結像レンズ部２３６へ誘導する一例を示している。ビームスプリッタ２３２により分岐された二方向の光は、低倍側結像レンズ部２３６及び高倍側結像レンズ部２３３の双方へ誘導される。

高倍側の撮像装置２５は、高倍側結像レンズ部２３３へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２５１で結像させ、高倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。同様に低倍側の撮像装置２６は、低倍側結像レンズ部２３６へ誘導された光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子２６１で結像させ、低倍画像データとして制御ユニット３へ送信する。上述の受光レンズ２３１及びビームスプリッタ２３２による二分岐光学系の構成により、光学系を機械的に切り替えることなく高倍画像データと低倍画像データとを同時に取得することができる。両画像データは電子的に切り替えて１つの画面上に表示することができ、また２つの画面上に別個に同時に表示することもできる。

図２は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。図２に示すように本実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）３３、メモリ等の記憶装置３４、通信手段３５及び上述したハードウェアを接続する内部バス３６で構成されている。内部バス３６を介して、入力装置であるマウス３２、キーボード３１、出力装置である表示装置２７にも接続されている。

ＣＰＵ３３は、内部バス３６を介して制御ユニット３の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。記憶装置３４は、例えばＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。

通信手段３５は内部バス３６に接続されており、通信線を介して高倍側の撮像装置２５、低倍側の撮像装置２６に接続され、高倍側の撮像装置２５、低倍側の撮像装置２６で撮像された画像データを受信する。また、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等ともデータ送受信を行うことが可能となる。なお、記憶装置３４に記憶されているコンピュータプログラムは、通信手段３５を介して外部コンピュータからダウンロードされる。

制御ユニット３のＣＰＵ３３は、高倍側の撮像装置２５で撮像した高倍画像の高倍画像データ又は低倍側の撮像装置２６で撮像した低倍画像の低倍画像データを記憶する記憶手段３３１、画像を表示装置２７に表示する表示手段３３２、画像上で計測対象物２０における２点を示す画像の近傍にて始点及び終点の指定を受け付ける受付手段３３３、始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段３３４、エッジ検出手段３３４で複数の頂点エッジを検出した場合、始点近傍のエッジ部分と終点近傍のエッジ部分との距離が最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段３３５、及び始点近傍の直線状のエッジ部分又は頂点エッジと終点近傍の直線状のエッジ部分又は頂点エッジとの距離に基づいて計測対象物２０における２点間の距離の実測値を算出する算出手段３３６として機能する。なお、単に「エッジ部分」と記載する場合、直線状でないエッジ部分である頂点エッジを含む。

記憶手段３３１は、高倍画像データ及び低倍画像データを互いに位置合わせをした状態で記憶装置３４に記憶する。ここで、低倍画像と高倍画像とは、同じ受光レンズ２３１からの光をビームスプリッタ２３２で二方向に分岐した光のうちの各々一方向の光を高倍側結像レンズ２３５又は低倍側結像レンズ２３８を通して撮像素子２５１、２６１に結像させて得られているので、低倍画像の視野中心と高倍画像の視野中心とが一致するように撮像されている。記憶手段３３１では、低倍画像と高倍画像とを特に位置合わせをする必要はなく、中心位置が一致する低倍画像の画像データ及び高倍画像の画像データをそのまま記憶しておくことにより、指定を受け付けた始点及び終点の近傍のエッジ部分に応じて、適切な画像データを選択することができる。

表示手段３３２は、通信手段３５にて受信した低倍画像データ又は高倍画像データを、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置２７で低倍画像又は高倍画像として表示させる。

エッジ検出手段３３４は、始点及び終点の近傍のエッジ点からエッジ部分を抽出するエッジ部分抽出手段３４１と、抽出したエッジ部分が直線状のエッジ部分であるか否かを判断する種別判断手段３４２とを有し、種別判断手段３４２で直線状のエッジ部分ではないと判断した場合、直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出する。直線状のエッジ部分ではないと判断する直線状でないエッジ部分としては、例えば円弧状のエッジ部分、Ｖ字形状のエッジ部分、逆Ｖ字形状のエッジ部分、ジグザグ形状のエッジ部分があり、いずれのエッジ部分も極小点、極大点を有する。なお、種別判断手段３４２で直線状のエッジ部分であると判断した場合には、そのまま直線状のエッジ部分として検出する。

選択手段３３５は、エッジ検出手段３３４で検出した頂点エッジが、始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍に複数の頂点エッジが存在するか否かを判断する単複判断手段３４３と、単複判断手段３４３で複数の頂点エッジが存在すると判断した場合、始点及び終点の近傍のエッジ部分の種類の組み合わせが、複数の頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、複数の頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、複数の頂点エッジと複数の頂点エッジとの組み合わせのいずれの組合せかを判断する組合せ判断手段３４４と、始点近傍の頂点エッジ又は直線状のエッジ部分と、終点近傍の頂点エッジ又は直線状のエッジ部分との距離を算出する距離算出手段３４５とを有し、算出した距離が最大又は最小となる頂点エッジを選択する。

距離算出手段３４５は、具体的には、複数の頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせの場合、直線状のエッジ部分へ複数の頂点エッジから垂直に下ろした複数の垂線の足までの距離を算出し、複数の頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は複数の頂点エッジと複数の頂点エッジとの組み合わせの場合、頂点エッジと頂点エッジとの距離を算出する。なお、単複判断手段３４３で始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍に複数の頂点エッジが存在しない、すなわち始点近傍及び終点近傍のいずれにも複数の頂点エッジが存在しないと判断した場合には、１つの頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、１つの頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は直線状のエッジ部分と直線状のエッジ部分との組み合わせの場合であり、選択するべき頂点エッジはない。

図３は、受付手段３３３で指定を受け付ける始点及び終点の例示図である。図３に示すように、表示装置２７に計測対象物２０を示す画像が表示されている。計測対象物２０において２点（Ａ、Ｂ）間の距離を計測したい場合、２点（Ａ、Ｂ）そのものを厳密に指定する代わりに、２点（Ａ、Ｂ）を示す画像の近傍にて始点ａ及び終点ｂを指定することによって、計測したい箇所を指定する。具体的には、例えばマウスのボタンを押下して始点ａを指定し、ボタンを押下した状態で移動（以下ドラッグという）し、ボタンを押下した状態を解除することにより終点ｂを指定する。指定を受け付けた始点ａ及び終点ｂの近傍に存在するエッジ部分をエッジ検出手段３３４で検出する。

計測対象物２０における２点間（Ａ、Ｂ）の距離を計測したい場合、従来は、例えば２点を含むエッジ部分を指定し、指定したエッジ部分をどのように使用して２点間の距離を計測するかという使用方法も指定しなければならなかったが、本実施の形態１に係る画像計測装置１では、２点を含むエッジ部分を詳細に指定する必要がなく、計測対象となる２点を直接指定し、しかも厳密に２点を指定する必要もない。始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ部分は、２点の近傍のエッジ部分でもあるため、２点の近傍の始点ａ及び終点ｂが指定されることにより、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ部分を検出し、検出したエッジ部分を適切に使用して２点間の距離を計測する。図４は、エッジ検出手段３３４で検出するエッジ部分の一の例示図である。

図４に示すように、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ点ｃ、ｃ、・・・から、始点ａ近傍に存在する円弧状のエッジ部分と、終点ｂの近傍に存在するＶ字形状のエッジ部分を検出する。直線状でない円弧状のエッジ部分及びＶ字形状のエッジ部分では、それぞれ極大点ｄ及び極大点ｅが検出され、頂点エッジｄ及びｅとする。なお図４に示すように、Ｖ字形状のエッジ部分の頂点は画面上では最も下に位置するが、極大点ｅとして検出される。検出された頂点エッジｄとｅとの間の距離が、計測対象の２点間の距離であるとすることを前提とし、算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｄと、終点ｂ近傍の頂点エッジｅとの距離に基づいて、計測対象物２０における２点間の距離の実測値を算出する。なお図４の例では、頂点エッジｄ及びｅは、図３に示した計測対象の２点（Ａ、Ｂ）と略一致する。

図５は、エッジ検出手段３３４で検出する直線状のエッジ部分及び複数の頂点エッジの例示図である。図５（ａ）は、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ点ｃ、ｃ、・・・を示し、図５（ｂ）は、エッジ点ｃ、ｃ、・・・から検出される直線状のエッジ部分及び頂点エッジを示す。図５（ａ）に示すように、始点ａ近傍のエッジ点ｃ、ｃ、・・・から、始点ａ近傍に存在する円弧状のエッジ部分、逆Ｖ字形状のエッジ部分、及び円弧状のエッジ部分と逆Ｖ字形状のエッジ部分との間のＶ字形状のエッジ部分を検出し、終点ｂ近傍のエッジ点ｃから直線状のエッジ部分を検出する。

図５（ｂ）に示すように、始点ａ近傍で検出される直線状でない、円弧状、逆Ｖ字形状、及びＶ字形状のエッジ部分では、それぞれ極大点ｆ、極大点ｇ及び極小点ｈが検出される。また、円弧状のエッジ部分と直線状のエッジ部分とが接続する接続点i、及び逆Ｖ字形状のエッジ部分と直線状のエッジ部分とが接続する接続点ｊが検出される。

検出された極大点ｆ、極大点ｇ、極小点ｈ、接続点i及び接続点ｊは、それぞれ頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊとする。ここで、例えば始点ａ近傍の１つの頂点エッジと終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分とが検出された場合には、１つの頂点エッジから直線状のエッジ部分に垂直に下ろした線分の長さを、計測対象の２点間の距離とする。図６は、始点ａの近傍に複数の頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊが存在し、終点ｂの近傍に直線状のエッジ部分が存在する場合に、計測対象の２点を選択するための組合せの候補を示す模式図である。図６は、図５（ｂ）の形状を模式的に示している。

図６に示すように、始点ａ近傍に複数の頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊが存在する場合、計測対象の２点を選択する組合せの候補として、各頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊと、各頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊから終点ｂの近傍の直線状のエッジ部分に垂直に下ろした５つの足を示す点との組み合わせが５つの候補となる。図７は、複数の候補から１つを選択する基準を示す模式図である。図７（ａ）は計測対象の２点を選択するための複数の組合せの候補を示し、図７（ｂ）は距離が最大となる頂点エッジを選択する場合を示し、図７（ｃ）は距離が最小となる頂点エッジを選択する場合を示す。

図７（ａ）に示すように、本実施の形態１では、始点ａの近傍に複数の頂点エッジを検出した場合、頂点エッジと終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分との距離が図７（ｂ）に示すように最大、又は図７（ｃ）に示すように最小となる頂点エッジを選択する。図５（ｂ）の例では、距離が最大となる頂点エッジを選択するように設定した場合、頂点エッジｇを選択し、距離が最小となる頂点エッジを選択するように設定した場合には、頂点エッジｈを選択することになる。算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｇ又はｈと、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

図５〜図７の例では、始点ａ近傍に複数の頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に直線状のエッジ部分を検出した場合について説明したが、始点ａの近傍に直線状のエッジ部分を検出し、終点ｂの近傍に複数の頂点エッジを検出した場合についても全く同様にして計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出することができる。図８は、始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジを検出した場合に、計測対象の２点を選択する組合せの候補を示す模式図である。

図８に示すように、例えば始点ａ近傍の頂点エッジｍと、終点ｂ近傍のすべての頂点エッジｐ、ｑ、ｒとの３つの組合せがあり、始点ａ近傍のすべての頂点エッジｍ、ｎ、ｏと、終点ｂ近傍のすべての頂点エッジｐ、ｑ、ｒとの９つの組合せが９つの候補となる。距離が最大となる頂点エッジを選択するように設定した場合、頂点エッジｎ、ｑを選択し、算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｎと、終点ｂ近傍の頂点エッジｑとの距離に基づいて、計測対象物２０における２点間の距離の実測値を算出する。距離が最小となる頂点エッジを選択するように設定した場合には、頂点エッジｍ、ｐを選択し、算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｏと、終点ｂ近傍の頂点エッジｒとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

また、始点ａ近傍に複数の頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に１つの頂点エッジを検出した場合、始点ａ近傍に１つの頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に複数の頂点エッジを検出した場合についても、上述と同様にして最大又は最小となる頂点エッジを選択することにより、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出することができる。例えば、始点ａ近傍に３つの頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に１つの頂点エッジを検出した場合、始点ａ近傍のすべての頂点エッジと、終点ｂ近傍の１つの頂点エッジとの３つの組合せが３つの候補となる。そして、３つの候補から、距離が最大又は最小となる始点ａ近傍の頂点エッジを選択し、算出手段３３６は、始点ａ近傍の選択した頂点エッジと終点ｂ近傍の１つの頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

なお、エッジ検出手段３３４では、極小点及び極大点を頂点エッジとして検出するようにしたが、極小点のみ又は極大点のみを頂点エッジとして限定して検出しても良い。例えば、操作者が極大点の頂点エッジしか計測しないことが分かっている場合には、無用な極小点を検出することなく迅速に処理することができる。

上述した構成の画像計測装置１の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の処理手順を示すフローチャートである。

図９に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、高倍側の撮像装置２５にて計測対象物２０を撮像した高倍画像を取得し、低倍側の撮像装置２６にて同じ計測対象物２０を撮像した低倍画像を取得する（ステップＳ９０１）。ＣＰＵ３３は、取得した高倍画像及び低倍画像の画像データを記憶装置３４へ記憶する（ステップＳ９０２）。

ＣＰＵ３３は、記憶している低倍画像又は高倍画像を表示装置２７に表示する（ステップＳ９０３）。ＣＰＵ３３は、図７（ａ）に示すように表示された画像上で、計測対象物２０における２点を示す画像の近傍にて、始点ａ及び終点ｂの指定を受け付ける（ステップＳ９０４）。

ＣＰＵ３３は、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ点からエッジ部分を抽出し（ステップＳ９０５）、抽出したエッジ部分が直線状のエッジ部分であるか否かを判断する（ステップＳ９０６）。

ＣＰＵ３３が、直線状のエッジ部分ではないと判断した場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は直線状でないエッジ部分の極小点又は極大点を頂点エッジとして検出する（ステップＳ９０７）。ＣＰＵ３３が、直線状のエッジ部分であると判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、そのまま直線状のエッジ部分として検出する（ステップＳ９０８）。

ＣＰＵ３３は、検出した頂点エッジについて、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在するか否かを判断する（ステップＳ９０９）。

ＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在すると判断した場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ部分の種類の組み合わせが、複数の頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、複数の頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、複数の頂点エッジと複数の頂点エッジとの組み合わせのいずれの組合せであるかを判断する（ステップＳ９１０）。

ＣＰＵ３３は、複数の頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせであると判断した場合（ステップＳ９１０：直線）には、直線状のエッジ部分へ複数の頂点エッジから垂直に下ろした複数の垂線の足までの距離を算出する（ステップＳ９１１）。複数の頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は複数の頂点エッジと複数の頂点エッジとの組み合わせの場合（ステップＳ９１０：頂点）、頂点エッジと頂点エッジとの距離を算出する（ステップＳ９１２）。

ＣＰＵ３３は、算出した距離が最大となる頂点エッジを選択する（ステップＳ９１３）。なお、予め距離が最大となる頂点エッジが選択されるように設定されている。

ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の選択した頂点エッジと終点ｂ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、始点ａ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点ｂ近傍の選択した頂点エッジとの距離、始点ａ近傍の選択した頂点エッジと終点ｂ近傍の選択した頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ９１４）。

ＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在しないと判断した場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）、１つの頂点エッジ又は直線状のエッジ部分が存在すると判断した場合であり、すなわち１つの頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、１つの頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は直線状のエッジ部分と直線状のエッジ部分との組み合わせの場合であり、ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジと、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ９１４）。

以上のように本実施の形態１によれば、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、始点側のエッジ部分と終点側のエッジ部分との距離が最大又は最小となる頂点エッジを用いて２点間の距離を算出することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図１０は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。

ただし本実施の形態２では、選択手段３３５は、エッジ検出手段３３４で始点ａ近傍若しくは終点ｂ近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍にて複数の頂点エッジを検出した場合、始点ａに最も近接する始点ａ近傍の頂点エッジ及び／又は終点ｂに最も近接する終点ｂ近傍の頂点エッジを選択する。したがって、選択手段３３５は、組合せ判断手段３４４及び距離算出手段３４５の代わりに、始点ａと始点ａ近傍の複数の頂点エッジとの距離、及び／又は終点ｂと終点ｂ近傍の複数の頂点エッジとの距離を算出する近接距離算出手段３４６を有し、算出した距離から始点ａに最も近接する始点ａ近傍の頂点エッジ及び／又は終点ｂに最も近接する終点ｂ近傍の頂点エッジを選択する。

実施の形態１と同様にして、例えば図６に示したように、始点ａ近傍に複数の頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊが存在する場合、計測対象の２点を選択する組合せの候補として、各頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊと、各頂点エッジｆ、ｇ、ｈ、i及びｊから終点ｂの近傍の直線状のエッジ部分に垂直に下ろした５つの足を示す点との組合せが５つの候補となる。図１１は、複数の候補から１つを選択する基準を示す模式図である。図１１（ａ）は計測対象の２点を選択するための複数の組合せの候補を示し、図１１（ｂ）は始点ａに最も近接する頂点エッジを選択する場合を示している。

図１１（ａ）に示すように、本実施の形態２では、始点ａの近傍に複数の頂点エッジを検出した場合、図１１（ｂ）に示すように、始点ａに最も近接する頂点エッジを選択する。図５（ｂ）の例では、頂点エッジｈを選択することになり、算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｈと終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物２０における２点間の距離の実測値を算出する。

図５及び図１１の例では、始点ａ近傍に複数の頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に直線状のエッジ部分を検出した場合について説明したが、始点ａの近傍に直線状のエッジ部分を検出し、終点ｂの近傍に複数の頂点エッジを検出した場合についても全く同様にして計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出することができる。

また、始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジを検出した場合、計測対象の２点を選択する組合せの候補は、実施の形態１と同様、例えば図８に示すように９つとなる。本実施の形態２では、始点ａ及び終点ｂに最も近接する頂点エッジを選択するので、始点ａに最も近接する頂点エッジｏと終点ｂに最も近接する頂点エッジｑとを選択し、算出手段３３６は、始点ａ近傍の頂点エッジｏと、終点ｂ近傍の頂点エッジｑとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

また、始点ａ近傍に複数の頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に１つの頂点エッジを検出した場合、始点ａ近傍に１つの頂点エッジを検出し、終点ｂ近傍に複数の頂点エッジを検出した場合についても、上述と同様にして始点ａに最も近接する始点ａ近傍の頂点エッジ又は終点ｂに最も近接する終点ｂ近傍の頂点エッジを選択することにより、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出することができる。

上述した構成の画像計測装置１の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。図１２は、本発明の実施の形態２に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の処理手順を示すフローチャートである。なお、本発明の実施の形態２のＣＰＵ３３の処理手順のうち、図９に示した実施の形態１のフローチャートのステップＳ９０１からステップＳ９０９までは全く同じであることから説明を省略する。

図１２に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在すると判断した場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、始点ａと始点ａ近傍の複数の頂点エッジとの距離及び／又は終点ｂと終点ｂ近傍の複数の頂点エッジとの距離を算出する（ステップＳ１２０１）。

ＣＰＵ３３は、算出した距離から始点ａに最も近接する始点ａ近傍の頂点エッジ及び／又は終点ｂに最も近接する終点ｂ近傍の頂点エッジを選択する（ステップＳ１２０２）。

ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の選択した頂点エッジと終点ｂ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、始点ａ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点ｂ近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は始点ａ近傍の選択した頂点エッジと終点ｂ近傍の選択した頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ１２０３）。

ＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在しないと判断した場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）、１つの頂点エッジ又は直線状のエッジ部分であると判断した場合であり、すなわち１つの頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、１つの頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は直線状のエッジ部分と直線状のエッジ部分との組み合わせの場合であり、ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジと、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ１２０３）。

以上のように本実施の形態２によれば、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、始点に最も近接する始点近傍の頂点エッジ及び／又は終点に最も近接する終点近傍の頂点エッジを用いて２点間の距離を算出することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図１３は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図と同様の構成は、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。

本実施の形態３では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、選択手段３３５として機能する代わりに、エッジ検出手段３３４で始点ａ近傍若しくは終点ｂ近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍にて複数の頂点エッジを検出した場合、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分へ終点ｂ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分へ始点ａ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は始点ａ近傍で検出した頂点エッジと終点ｂ近傍で検出した頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する線分表示手段３５１、及び表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける選択受付手段３５２として機能する。したがって、算出手段３３６は、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の直線状のエッジ部分又は頂点エッジと、終点ｂ側の直線状のエッジ部分又は頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

線分表示手段３５１は、実施の形態１の単複判断手段３４３と同様の機能を有して、エッジ検出手段３３４で検出した頂点エッジが、始点ａ近傍若しくは終点ｂ近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在するか否かを判断する単複判断手段３６１を有し、単複判断手段３６１で複数の頂点エッジであると判断した場合、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分へ終点ｂ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分へ始点ａ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は始点ａ近傍で検出した頂点エッジと終点ｂ近傍で検出した頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する。そして選択受付手段３５２は、例えば図６及び図８に示したように表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける。

なお、単複判断手段３６１で始点ａ近傍若しくは終点ｂ近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在しない、すなわち始点ａ近傍及び終点ｂ近傍のいずれにも複数の頂点エッジが存在しないと判断した場合には、１つの頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、１つの頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は直線状のエッジ部分と直線状のエッジ部分との組み合わせの場合であり、選択するべき頂点エッジはない。

したがって算出手段３３６では、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の頂点エッジと終点ｂ側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の直線状のエッジ部分と終点ｂ側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の頂点エッジと終点ｂ側の頂点エッジとの距離、又は始点ａ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と終点ｂ近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

上述した構成の画像計測装置１の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。図１４は、本発明の実施の形態３に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の処理手順を示すフローチャートである。なお、本発明の実施の形態３のＣＰＵ３３の処理手順のうち、図９に示した実施の形態１のフローチャートのステップＳ９０１からステップＳ９０９までは全く同じであることから説明を省略する。

図１４に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在すると判断した場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分へ終点ｂ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした垂線の線分、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分へ始点ａ近傍で検出した頂点エッジから垂直に下ろした垂線の線分、又は始点ａ近傍で検出した頂点エッジと終点ｂ近傍で検出した頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する（ステップＳ１４０１）。

ＣＰＵ３３は、例えば図６及び図８に示したように表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付け（ステップＳ１４０２）、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の頂点エッジと終点ｂ側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の直線状のエッジ部分と終点ｂ側の頂点エッジとの距離、又は選択を受け付けた一の線分の始点ａ側の頂点エッジと終点ｂ側の頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ１４０３）。

ＣＰＵ３３が、始点ａの近傍若しくは終点ｂの近傍、又は始点ａ及び終点ｂの双方の近傍に複数の頂点エッジが存在しないと判断した場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）、すなわち１つの頂点エッジと直線状のエッジ部分との組み合わせ、１つの頂点エッジと１つの頂点エッジとの組み合わせ、又は直線状のエッジ部分と直線状のエッジ部分との組み合わせの場合であり、選択する線分がないので、ＣＰＵ３３は、始点ａ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジと、終点ｂ近傍の直線状のエッジ部分又は１つの頂点エッジとの距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ１４０３）。

以上のように本実施の形態３によれば、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に始点近傍若しくは終点近傍、又は始点及び終点の双方の近傍にて複数の頂点エッジが検出された場合であっても、適切な線分の選択を受け付けることにより、操作者が所望する距離を確実に算出することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る画像計測装置１の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図１５は、本発明の実施の形態４に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る画像計測装置１の制御ユニット３の構成を示すブロック図と同様の構成は、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。

本実施の形態４では、制御ユニット３のＣＰＵ３３は、実施の形態１のような選択手段３３５として機能する代わりに、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、始点ａと終点ｂとの中点を通る直線が、始点ａ側の直線状のエッジ部分及び終点ｂ側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する交点選択手段３７１として機能する。したがって、算出手段３３６は、選択された２つの交点間の距離に基づいて、計測対象物２０における２点間の距離の実測値を算出する。

またエッジ検出手段３３４の種別判断手段３４２は、抽出したエッジ部分が２つの直線状のエッジ部分であるか否かを判断する。すなわち始点ａ及び終点ｂの近傍に存在するエッジ部分のいずれもが直線状のエッジ部分であるか否かを判断する。

交点選択手段３７１は、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断する角度判断手段３７２を有し、角度判断手段３７２で所定角度以下であると判断された場合に交点を選択する。所定角度より大きい角度であると判断された場合には、交点を選択することなく計測不可能とする。角度が大きくなるにつれ、角度が小さい場合と比較して、選択する交点がずれることによって算出される距離が大きく異なり、計測誤差が多くなる。所定角度以下である場合に交点を選択することにより、計測誤差を少なくすることができる。なお所定角度より大きい角度であると判断された場合、例えば判断された角度とともに計測不可能であることを表示装置２７に表示しても良い。

図１６は、交点選択手段３７１で選択する交点を説明する模式図である。図１６（ａ）は、始点ａ及び終点ｂの近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分が略平行でない場合を示し、図１６（ｂ）は、交点と始点ａ、終点ｂ、中点等との関係を示している。図１６（ａ）に示すように、検出した始点ａ及び終点ｂの近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分が略平行でない場合が多い。図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角αの二等分線ｔと直交し、始点ａと終点ｂとの中点ｖを通る直線（線分）ｕが、始点ａ側の直線状のエッジ部分及び終点ｂ側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点ｘ、ｙを選択する。２つの交点ｘとｙとの組合せを候補とする。２つの交点ｘとｙとの距離に基づいて計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する。

なお、２つの直線状のエッジ部分が略平行な場合、上述の二等分線ｔは、２つの直線状のエッジ部分間の距離を二等分して２つの直線状のエッジ部分に略平行な直線とする。二等分線ｔを求める方法以外は、２つの直線状のエッジ部分が略平行ではない場合と全く同様にして２つの交点ｘ、ｙを選択する。

上述した構成の画像計測装置１の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。図１７は、本発明の実施の形態４に係る画像計測装置１の制御ユニット３のＣＰＵ３３の処理手順を示すフローチャートである。なお、本発明の実施の形態４のＣＰＵ３３の処理手順のうち、図９に示した実施の形態１のフローチャートのステップＳ９０１からステップＳ９０５までは全く同じであることから説明を省略する。

図１７に示すように制御ユニット３のＣＰＵ３３は、始点ａ及び終点ｂの近傍のエッジ点からエッジ部分を抽出し（ステップＳ９０５）、抽出したエッジ部分が２つの直線状のエッジ部分であるか否かを判断する（ステップＳ１７０１）。

ＣＰＵ３３が、２つの直線状のエッジ部分であると判断した場合（ステップＳ１７０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、２つの直線状のエッジ部分として検出する（ステップＳ１７０２）。一方、ＣＰＵ３３が、２つの直線状のエッジ部分ではないと判断した場合（ステップＳ１７０１：ＮＯ）、本実施の形態４で処理することができない頂点エッジが存在する場合であり、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。

ＣＰＵ３３は、２つの直線状のエッジ部分が略平行であるか否かを判断する（ステップＳ１７０３）。

ＣＰＵ３３が、２つの直線状のエッジ部分が略平行であると判断した場合（ステップＳ１７０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、２つの直線状のエッジ部分間の距離を二等分して２つの直線状のエッジ部分に略平行な直線を二等分線として求める（ステップＳ１７０４）。

ＣＰＵ３３が、２つの直線状のエッジ部分が略平行ではないと判断した場合（ステップＳ１７０３：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が所定角度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１７０５）。

ＣＰＵ３３が、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が所定角度以下であると判断した場合（ステップＳ１７０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３３は、２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角を二等分する直線を二等分線として求める（ステップＳ１７０６）。一方、ＣＰＵ３３が、所定角度以下ではないと判断した場合（ステップＳ１７０５：ＮＯ）、所定角度より大きい角度で処理することができない場合であり、ＣＰＵ３３は、処理を終了する。

ＣＰＵ３３は、二等分線と直交して始点ａと終点ｂとの中点を通る直線が、始点ａ側の直線状のエッジ部分及び終点ｂ側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する（ステップＳ１７０７）。

ＣＰＵ３３は、選択した２つの交点間の距離に基づいて、計測対象物２０の２点間の距離の実測値を算出する（ステップＳ１７０８）。

以上のように本実施の形態４によれば、計測対象物における２点間の距離を計測する場合に、２点を含むエッジ部分を詳細に指定することなく、計測対象となる２点の近傍の始点及び終点を指定するだけで、始点及び終点の双方の近傍に存在するエッジ部分を用いて２点間の距離を簡便に計測することができる。特に直線状のエッジ部分が互いに略平行ではない場合であっても、適切な距離を算出することができる。

図１８は、他の画像計測装置１の構成を示す模式図である。図１８に示すように、本画像計測装置１は、計測部２と外部コンピュータ４とで構成されており、計測部２にて撮像された画像データを外部コンピュータ４にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。

計測部２の構成及び機能は、上述した実施の形態１乃至４と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。外部コンピュータ４は、少なくともＣＰＵ（図示せず）及びメモリ等の記憶装置（図示せず）を備え、表示装置４１、キーボード４２、マウス４３に接続されている。ＣＰＵ（図示せず）は、高倍側の撮像装置２５及び低倍側の撮像装置２６から画像データを取得し、上述した実施の形態１乃至４における制御ユニット３のＣＰＵ３３と同様の処理を実行する。

その他、本発明は上記実施の形態１乃至４に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 受付手段で指定を受け付ける始点及び終点の例示図である。 エッジ検出手段で検出するエッジ部分の一の例示図である。 エッジ検出手段で検出する直線状のエッジ部分及び複数の頂点エッジの例示図である。 始点の近傍に複数の頂点エッジが存在し、終点の近傍に直線状のエッジ部分が存在する場合に、計測対象の２点を選択するための組合せの候補を示す模式図である。 複数の候補から１つを選択する基準を示す模式図である。 始点及び終点の双方の近傍に複数の頂点エッジを検出した場合に、計測対象の２点を選択する組合せの候補を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 複数の候補から１つを選択する基準を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る画像計測装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 交点選択手段で選択する交点を説明する模式図である。 本発明の実施の形態４に係る画像計測装置の制御ユニットのＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 他の画像計測装置の構成を示す模式図である。 従来の画像計測装置でのエッジ点の例示図である。 従来の画像計測装置でのエッジ点を用いて算出される距離の例示図である。 従来の画像計測装置での画像上のエッジ検出箇所の例示図である。 従来の画像計測装置でのエッジ点を用いた計測方法の例示図である。

符号の説明

１ 画像計測装置
２ 計測部
３ 制御ユニット
２０ 計測対象物
２１ ステージ
２５ 撮像装置
２６ 撮像装置
２７ 表示装置
３１ キーボード
３２ マウス
３３ ＣＰＵ
３４ 記憶装置
３５ 通信手段
３６ 内部バス
３３１ 記憶手段
３３２ 表示手段
３３３ 受付手段
３３４ エッジ検出手段
３３５ 選択手段
３３６ 算出手段
３４１ エッジ部分抽出手段
３４２ 種別判断手段
３４３ 単複判断手段
３４４ 組合せ判断手段
３４５ 距離算出手段

Claims (10)

1. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、
   前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段と、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離が、最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段と、
   前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離の実測値を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
2. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、
   前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段と、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点に最も近接する該始点近傍の頂点エッジ及び／又は前記終点に最も近接する該終点近傍の頂点エッジを選択する選択手段と、
   前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
3. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、
   前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段と、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段と、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の直線状のエッジ部分へ前記終点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、前記終点近傍の直線状のエッジ部分へ前記始点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は前記始点近傍で検出した前記頂点エッジと前記終点近傍で検出した前記頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する線分表示手段と、
   表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける選択受付手段と、
   選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の直線状のエッジ部分と前記終点側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
4. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置において、
   前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段と、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段と、
   前記始点及び終点の近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分を検出するエッジ検出手段と、
   前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、前記始点と前記終点との中点を通る直線が、前記始点側の直線状のエッジ部分及び前記終点側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する交点選択手段と、
   選択された２つの交点間の距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする画像計測装置。
5. 前記交点選択手段は、
   前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断する角度判断手段を備え、
   該角度判断手段で所定角度以下であると判断された場合に前記交点を選択するようにしてあることを特徴とする請求項４記載の画像計測装置。
6. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記画像計測装置を、
   前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の複数の頂点エッジと前記終点近傍の複数の頂点エッジとの距離が、最大又は最小となる頂点エッジを選択する選択手段、及び
   前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離の実測値を算出する算出手段
   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。
7. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記画像計測装置を、
   前記撮像素子で結像された画像を表示する表示手段、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点に最も近接する該始点近傍の頂点エッジ及び／又は前記終点に最も近接する該終点近傍の頂点エッジを選択する選択手段、及び
   前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離、前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、前記始点近傍の選択した頂点エッジと前記終点近傍の選択した頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段
   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。
8. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記画像計測装置を、
   前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、
   前記始点及び終点の近傍に存在する直線状のエッジ部分を検出、又は直線状でないエッジ部分の極小点及び／又は極大点を頂点エッジとして検出するエッジ検出手段、
   該エッジ検出手段で前記始点近傍若しくは前記終点近傍、又は前記始点及び前記終点の双方の近傍にて複数の前記頂点エッジを検出した場合、前記始点近傍の直線状のエッジ部分へ前記終点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、前記終点近傍の直線状のエッジ部分へ前記始点近傍で検出した前記頂点エッジから垂直に下ろした線分、又は前記始点近傍で検出した前記頂点エッジと前記終点近傍で検出した前記頂点エッジとを結ぶ線分を示す画像を表示する線分表示手段、
   表示された複数の線分から一の線分の選択を受け付ける選択受付手段、及び
   選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の直線状のエッジ部分との距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の直線状のエッジ部分と前記終点側の頂点エッジとの距離、選択を受け付けた一の線分の前記始点側の頂点エッジと前記終点側の頂点エッジとの距離、又は前記始点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分と前記終点近傍の１つの頂点エッジ若しくは直線状のエッジ部分との距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段
   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。
9. 計測対象物が載置されるステージ上に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、前記計測対象物における２点間の距離を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記画像計測装置を、
   前記撮像素子で結像して得られた画像を表示する表示手段、
   前記画像上で、前記計測対象物における２点を示す画像の近傍にて、始点及び終点の指定を受け付ける受付手段、
   前記始点及び終点の近傍に存在する２つの直線状のエッジ部分を検出するエッジ検出手段、
   前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角の二等分線と直交し、前記始点と前記終点との中点を通る直線が、前記始点側の直線状のエッジ部分及び前記終点側の直線状のエッジ部分と交差する２つの交点を選択する交点選択手段、及び
   選択された２つの交点間の距離に基づいて、前記計測対象物の２点間の距離の実測値を算出する算出手段
   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。
10. 前記交点選択手段を、
    前記２つの直線状のエッジ部分の延長線が交差してなす角が、所定角度以下であるか否かを判断する角度判断手段、及び
    該角度判断手段で所定角度以下であると判断された場合に前記交点を選択する手段
    として機能させることを特徴とする請求項９記載のコンピュータプログラム。

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