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公開番号2025032936
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138469
出願日2023-08-28
発明の名称画像測定機およびプログラム
出願人株式会社ミツトヨ
代理人個人
主分類G01B 11/02 20060101AFI20250305BHJP(測定;試験)
要約【課題】ステージの移動速度によらず所定の符号化されたぶれを含んだ画像を撮像できる画像測定機を提供する。
【解決手段】画像測定機は、測定対象物を載置するステージと、ステージに載置された測定対象物の画像を撮像する撮像部であって、ステージが撮像部に対し所定方向に相対的に移動している状態で測定対象物の画像を撮像する撮像部と、ステージの所定方向の位置に応じて符号化された露光制御信号を出力する符号情報生成部と、測定対象物に光を照射する光源と、露光制御信号に従ってステージの所定方向の位置に応じて光源を明滅させる露光制御部と、露光制御信号による露光制御により撮像部が撮像する画像に生じる符号化されたぶれを表すぼけ広がり関数に基づき、画像からぶれを除去して全焦点画像を復元する補正部と、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
測定対象物を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記測定対象物の画像を撮像する撮像部であって、前記ステージが前記撮像部に対し所定方向に相対的に移動している状態で前記測定対象物の画像を撮像する撮像部と、
前記ステージの前記所定方向の位置に応じて符号化された露光制御信号を出力する符号情報生成部と、
前記測定対象物に光を照射する光源と、
前記露光制御信号に従って前記ステージの前記所定方向の位置に応じて前記光源を明滅させる露光制御部と、
前記露光制御信号による露光制御により前記撮像部が撮像する画像に生じる符号化されたぶれを表すぼけ広がり関数に基づき、前記画像からぶれを除去して全焦点画像を復元する補正部と、
を備える画像測定機。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記ステージに前記所定方向に沿って設けられ、前記所定方向の位置に応じた符号のパターンが形成された符号スケールと、
前記ステージの前記所定方向の位置に応じて前記符号スケールを読み取る符号トラック読取部と
をさらに備え、
前記符号情報生成部は、前記符号トラック読取部が読み取った前記符号スケールの符号に基づいて、前記ステージの前記所定方向の位置に応じて符号化された前記露光制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像測定機。
【請求項３】
前記ステージの前記所定方向における基準位置を示す情報および前記所定方向への相対的な変位量を示す信号を出力するエンコーダをさらに備え、
前記符号情報生成部は、前記基準位置を示す情報と、前記所定方向への相対的な変位量を示す信号とに基づいて、前記ステージの前記所定方向の位置に応じて符号化された前記露光制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像測定機。
【請求項４】
前記ステージの前記所定方向への相対的な変位量を示す信号を出力するエンコーダをさらに備え、
符号情報生成部は、トリガ信号を受信可能に構成され、前記トリガ信号が入力された時の前記ステージの前記所定方向の位置を基準として、前記所定方向への相対的な変位量を示す信号とに基づいて、前記ステージの前記所定方向の位置に応じて符号化された前記露光制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像測定機。
【請求項５】
前記撮像部が撮像する画像のフーリエ変換をＪ、前記全焦点画像のフーリエ変換をＩ、前記撮像部が撮像する画像に生じる符号化されたぶれを表す行列であるＰＳＦカーネルのフーリエ変換をＫとして、前記補正部は、Ｉ＝Ｊ／ＫによりＩを求め、Ｉを逆フーリエ変換することで前記全焦点画像を復元することを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の画像測定機。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１に記載の画像測定機における前記補正部として機能させることを特徴とするプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物を撮像して得られた画像に基づき、非接触で測定対象物の形状を測定する画像測定機およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
画像測定機は、測定対象物（以下「ワーク」という。）の画像を撮像し、当該画像を解析して、直線、円、多角形等の形状を抽出し、抽出した形状の距離、傾き、径、幅などの測定結果を得る装置である。
【０００３】
画像測定機にてワークを撮像する際、画像のぶれを防ぐため、一般的には、それぞれの測定箇所が撮像視野に入るようステージを移動させ、ステージを静止してから撮像する。測定箇所が増えると、それに伴い移動と静止を繰り返すことになり測定時間が膨大となってしまう。
【０００４】
この問題を解決するために、パルス露光を利用し、ステージを移動しながら撮像しても画像がぶれにくい画像測定機が開発されている。このパルス露光を利用する画像測定機では、測定時間が大幅に短縮されるものの、パルス露光では露光時間が短くなってしまうため、画像のコントラストの低下により、精度の向上に限界がある。
【０００５】
一方、このような画像のぶれを抑制する技術として、符号化露光技術が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。この手法では、ステージ移動しながら撮像に用いる光源の露光を時間的に符号化することで、画像に「符号化されたぶれ」を付加する。そして、後処理で「符号化されたぶれ」を補正により除去する。この手法においては、パルス露光と比較し、露光の積分時間が長くなるため、測定時間の削減だけではなく、画像コントラスト低下の抑制も期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
長原一、「符号化撮像」、情報処理学会研究報告、Vol. 2010-CVIM-171, No.14(2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、光源の露光を時間的に符号化する従来の符号化露光技術を画像測定器に適用すると、ステージ速度が揺らいだ場合に十分に画像のぶれを補正できず、精度を担保するためには、精密なステージの制御を要求される。また、ステージの移動速度が異なると、画像のぶれ方が異なる。このため、所定の既知のステージ移動速度にのみでぶれの抑制に対応するか、ステージ移動速度に応じて「符号化されたぶれ」を逐次生成しなければならない。
【０００８】
本発明の目的は、ステージの移動速度によらず所定の符号化されたぶれを含んだ画像を撮像できる画像測定機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係る画像測定機は、画像測定機は、測定対象物を載置するステージと、ステージに載置された測定対象物の画像を撮像する撮像部であって、ステージが撮像部に対し所定方向に相対的に移動している状態で測定対象物の画像を撮像する撮像部と、ステージの所定方向の位置に応じて符号化された露光制御信号を出力する符号情報生成部と、測定対象物に光を照射する光源と、露光制御信号に従ってステージの所定方向の位置に応じて光源を明滅させる露光制御部と、露光制御信号による露光制御により撮像部が撮像する画像に生じる符号化されたぶれを表すぼけ広がり関数に基づき、画像からぶれを除去して全焦点画像を復元する補正部と、を備える。
【００１０】
本発明では、画像測定機は、ステージに所定方向に沿って設けられ、所定方向の位置に応じた符号のパターンが形成された符号スケールと、ステージの所定方向の位置に応じて符号スケールを読み取る符号トラック読取部とをさらに備えるとよい。そして、符号情報生成部は、符号トラック読取部が読み取った符号スケールの符号に基づいて、ステージの所定方向の位置に応じて符号化された露光制御信号を出力するとよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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