JP2008112449A - 画像検査システム、グラフィックユーザインターフェースおよび円弧ツール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の異なる種のパラメータ制御機能が円弧ツールGUIに設けられる。異なる種のパラメータ制御機能はそれぞれ、それらの相対的位置、またはそれらの特有なシンボルなどによって区別されることができる。単数または複数の種の制御機能には、少なくとも2つの動作モードが含まれてもよい。ある種の制御機能に限定された動作モードにおいて、ユーザは一つのカーソルを動かすことによって円弧ツール曲率の公称半径を変化させることができる。複数の種の制御機能に共通の別の動作モードにおいては、ユーザは一つのカーソルを動かすことによって円弧ツールの関心領域を回転させることができる。
【選択図】図1
Description
一般にこのようなシステムは、検査対象物の画像を撮影するためのカメラおよび光学系と、これらの動作制御を行うとともに撮影した画像の解析等を行うためのコンピュータシステムとで構成される。このようなシステムでは、多方向に移動可能な精密ステージを備え、カメラが検査対象物の特性を自在にスキャンできるように構成することがある。
これらの画像検査システムおよびソフトウェアの機能および動作については、例えば非特許文献1,非特許文献2を参照することができる。このうち「クイックビジョン」システムは、例えばQV−302プロモデルとして解説されている通り、顕微鏡式光学系を用いて多種の倍率によるワーク画像を撮影することができる。また、ステージを適宜移動させ、単一ビデオ画像の限界を越えてワーク表面を縦走横断することができる。単一ビデオ画像には、通常はワークの観察部分または検査部分のみが含まれ、所望の倍率、測定解像度でワークの該当部分が表示されるが、システム上の物理的サイズには制限がある。
自動ビデオ検査機能は、予め検査内容に応じた自動検査イベントシーケンスを準備しておき、このシーケンスを自動実行することで実現される。
自動検査イベントシーケンスは、検査システムに設定されたプログラミング機能を利用して、検査対象物(ワーク)や検査内容に応じた具体的な検査イベント毎の制御指令等を記録することで作成される。
このようなシーケンスの作成は、例えばテキストベースのプログラミングによって制御コマンドをユーザが記述してゆくことができる。また、ユーザの操作により検査システムに具体的な検査イベントを実行させ、その際の動作シーケンスに必要な制御指令を順次記録することにより、一連の検査イベントシーケンスを学習(ラーニング)させることもできる。このような学習によるシーケンス作成は、「学習モード」、「記憶モード」、「ラーンモード」あるいは「トレーニングモード」とも呼ばれる。「ラーンモード」において検査イベントシーケンスを定義しておけば、「ラーンモード」中にワーク画像を自動的に取得することができ、自動的な画像分析・検査までを行うこともできる。このような学習モードと前述したテキストベースのプログラミングによるシーケンスとを組み合わせて用いることも可能である。
例えば、各パートプログラムには「このワークに対しては、どのような照明レベルとし、カメラをどんな姿勢で配置し、いかなる倍率で撮影するか」等の画像取得を含む各動作の制御内容が詳細に定義される。
また、パートプログラムには、取得画像に対する検査内容も定義される。この際、検査内容の定義には、予め検査システムに設定されているビデオツール(以下単に「ツール」ともいう)を利用することができる。
これらのビデオツール(特に寸法測定ビデオツール)には、各ツールの実質的な機能に加え、ユーザがその機能を選択して操作するためのユーザインターフェースが必要である。特に、画像による検査システムであることから、画像に対する操作が確実に行え、かつ画面上での操作性を向上できるようにするため、グラフィカルユーザインターフェース(Graphical User Interface:GUI)が要求される。
このようなツールが準備されていることで、自動検査シーケンスやパートプログラムを作成する際、検査内容の記述を効率的に行うことができる。つまり、パートプログラムにおいては、何れかのビデオツールを選択し、このツールを用いて取得画像のどの部分に対してどのような分析・検査を行うか、を指定するだけで検査内容のプログラミングが簡単にできる。
このような自動検査シーケンスやパートプログラムを作成するために、ユーザは各ツールにパラメータを設定してゆく操作が必要である。これらの設定操作はラーンモードにおいて実施可能である。
しかし、既存の画像検査システムにおいて、利用可能なビデオツールが限られているという問題がある。具体的には、ビデオツールの機能を実行する際には、同ツールが処理する対象が表示されている関心領域(Regions Of Interest:ROI)の多様な設定や、ラーンモードまたは手動モード中のパラメータ動作の多様な選択肢が望ましい、実際にはシステムに提供された限定された機能から選択せざるを得ない。システムが提供するカスタマイズ機能を用いることで、必要なツールのカスタマイズを行うことも可能となっている。しかし、異なるアプリケーションまたはワークにおいて、これらのカスタマイズ機能やツールを効率的に利用することは困難である。つまり、ユーザが既存の様々なユーザインターフェースを直感的に理解することは困難である。また、ユーザが各種のインターフェースをその都度学習できたとしても、各々の学習内容を全て覚えておくことは困難であり、異なるインターフェースに直面した際には逐一再度の理解ないし学習する必要がある。このようなことから、上述のような不都合またはその他の不都合を解消し、より効率よく、直感的に、かつ柔軟に、精密画像検査システムを使用できるビデオツールが望まれている。
特に、ビデオツールの一種であるいわゆる「円弧ツール」に対する要望が高い。円弧ツールは、画像中の円弧型造作の特性を測定するものであり、他の多種のビデオツールと比較してより多くの制御パラメータを有する。このような円弧ツールのカスタマイズは、特に大きな円弧半径および小さな円弧半径の場合、不便で直感的でないという問題があった。
このような問題を解決するべく、使いやすくかつ柔軟な方法で円弧ビデオツールを構成するための新規でかつ効率よい機構の提供が要望されていた。
円弧ツールを含むグラフィックユーザインターフェースを有し、
前記円弧ツールは、前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含む円弧ツールを有し、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする。
円弧ツールユーザインターフェース機能は、円弧ツールが取り扱う円弧状ROIの位置や形状等のROIパラメータを調整する機能であり、例えば、円弧状の曲線の曲率の調整、同曲線の曲率中心の位置の指定、領域の端点位置の指定などの編集機能である。
円弧ツールユーザインターフェース動作は、前述したROIパラメータを調整する各機能をユーザが操作するための特定の動作であり、各機能を有効化するためのシンボルの選択操作、画面上のポイントを移動させること等による端点位置の指定などの編集操作である。
本発明において、異なる種のROIパラメータ制御機能はそれぞれ、当該種のROIパラメータ制御機能に特有の異なる動作モードと関連付けられていてもよい。このような異なる動作モードの起動と、対応する特有なモードシンボルカーソルの表示とが関連付けられていてもよい。異なる動作モードはそれぞれ、異なる種のROIパラメータ制御機能のそれぞれに同一あるいは共通の起動動作によって起動してもよい。同一な起動動作としては、例えば標準カーソルをROI近辺に維持することでタイマを起動し、タイマが数ミリ秒程度の所定時間をカウントした際に各機能に特有のモードのシンボルカーソルを表示させ、このシンボルカーソルが表示されている間にマウスの左ボタンを押圧する等の操作で同シンボルカーソルを選択することにより、所望の編集モードを起動させることが含まれる。複数のシンボルを含むパレットを表示し、所望のシンボルを選択することで対応する編集モードを起動してもよい。
曲率変更モードにおいては、曲率変更モードシンボルカーソルを利用する。曲率変更モードシンボルカーソルは、内側境界部(ROIの内側の円弧状曲線)または外側境界部(ROIの外側の円弧状曲線)の近傍に表示され、各円弧状曲線の曲率半径(公称半径)の方向へ移動させることで、その移動量に応じて該当する円弧状曲線の曲率半径(外半径および内半径)の値を個別に増減させるように、システムに対して指示を与えるインターフェースとして機能させることができる。
第1のROIパラメータ制御機能(曲率変更モード)には、ROIの少なくとも1つの内側境界部および外側境界部の略中点に位置する編集ハンドルが含まれる。曲率変更モードシンボルカーソルには、2つの円弧型線と円弧型線を横切るよう方向付けられた矢印とが含まれてもよい。
対称半径変更モードにおいては、対称半径変更モードシンボルカーソルを利用する。対称半径変更モードシンボルカーソルは、内側境界部または外側境界部の何れかの近傍に表示され、各々の曲率半径方向へ移動させることで、その移動量に応じて、内側境界部または外側境界部の各々の曲率半径(公称半径)を共通の曲率中心に対して同期して増減させるように、システムに対して指示を与えるインターフェースとして機能させることができる。
この対称半径変更モードにおいても、前述したROIの第1端部および第2端部の姿勢変更が自動的に追従するように構成することが望ましい。
これら2つの動作モードのうち1つは、少なくとも1つの他の異なる種のROIパラメータ制御機能と共通であってもよい。例えば、ROIの内側境界部および外側境界部のそれぞれに、3つの異なる種のROIパラメータ制御機能を設定してもよい。3つの異なる種のROIパラメータ制御機能は、それぞれインプレースROI回転モード動作を共有してもよい。インプレースROI回転モードは、異なる種のROIパラメータ制御機能のそれぞれに同一な起動動作によって起動してもよい。同一な起動動作には、1つの異なる種のROIパラメータ制御機能にカーソルを配置させ、マウスの右ボタンを押圧することが含まれる。異なる各モードのカーソルは、マウスの右ボタンを押圧する結果として起動された共通モードに対応するカーソルへと変更されるように構成することができる。
上記で選択に概説された概念は単に例示的なものであって、限定的なものではないと理解されるべきである。
画像検査システム10は、コンピュータシステム14によって交換データおよび制御信号と動作可能に接続された画像測定機12を有する。コンピュータシステム14は、いわゆるパーソナルコンピュータ等の汎用小型コンピュータシステムであり、画像や文字を画面表示するディスプレイ(モニター)16、画像や文字を印刷するプリンタ18、文字入力や操作を行うためのキーボード24、画面上のポインタを操作可能なジョイスティック22およびマウス26を備え、これらによってデータや制御信号の入出力およびシステムの操作が可能である。ディスプレイ16にはユーザインターフェースが表示され、表示されたユーザインターフェースに対して前述したキーボード24やジョイスティック22,マウス26等でユーザが操作を行うことにより、画像検査システム10を操作し、あるいは自動プログラムを登録することができる。
画像検査システム10は、既存の画像検査システムであるクイックビジョンシリーズ(登録商標)および上述のQVPAK(登録商標)ソフトウェアに匹敵し、また商業的に入手可能な同様の最新式精密画像検査システムに匹敵するものとすることができる。
このような汎用精密画像検査システムのユーザは、該システムを普段は使用しないユーザ、および/または該システムに不慣れなユーザである場合が多い。このようなユーザは、ビデオツールを再度理解したり、関心領域(ROI、図3の関心領域境界410で囲まれる扇状の領域)の設定をしたり、パラメータの調整をしたりすることに、プログラム時間の多くを費やすおそれがある。そのため、パラメータカスタマイズ能力、ユーザインターフェースオプション、その他人間工学的要素に比して、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)および/または全般的な使い易さにおいてわずかでも改善があれば、そのような改善は高く評価されうる。
詳細は下記で説明するが、システム制御部120は画像撮影部200を制御するために使用される。画像撮影部200は、光学アセンブリ部205と、光源220,230,240と、中央透明部212を有するワークステージ210とを有する。
ワークステージ210は、ワーク20が配置されるステージ面に略平行となる面に存するX軸およびY軸に沿って、制御可能に移動できる。光学アセンブリ部205は、カメラシステム260と、可換対物レンズ250と、同軸光源230とを備えるが、タレットレンズアセンブリ280を備えてもよい。タレットレンズアセンブリの代わりに、固定の、または手動で可換な倍率変更レンズ、あるいはズームレンズ構造を備えてもよい。
画像検査システム10を用いて撮像すべきワーク20は、ワークステージ210に載置される。単数または複数のステージ光源220、同軸光源230、表面光源240のそれぞれから、照明光222,232,242を照射し、ワーク20を照明する。照明光222,232,242はワーク光255として反射または透過され、ワーク光255は可換対物レンズ250およびタレットレンズアセンブリ280を通過し、カメラシステム260に集結する。
カメラシステム260が撮像したワーク20画像は、信号線262上でシステム制御部120へと出力される。光源220,230,240はそれぞれ、信号線(バス)221,231,241を介して、システム制御部120に接続されてもよい。画像倍率を変更するためには、システム制御部120によって、タレットレンズアセンブリ280を軸284に沿って回転させてもよく、この場合、タレットレンズアセンブリ280の回転は、少なくとも第1および第2タレットレンズ位置間で、信号線(バス)281からの制御信号を介して行われる。
入出力インターフェース130は、撮像制御インターフェース131と、動作制御インターフェース132と、照明制御インターフェース133と、レンズ制御インターフェース134とを備える。
動作制御インターフェース132は、ワーク20とカメラシステム260との相対位置を制御する位置制御部132Aと、位置制御動作における速度・加速度を制御する速度制御部132Bとを有する。これらの要素は各々の機能を一つの構成要素に統合され、区別不能であってもよい。
照明制御インターフェース133は、照明制御部133A〜133Nを有する。これらの照明制御部133A〜133Nは、画像検査システム10の対応する多種の光源(例えば光源220,230,240)に対して、例えば選択、動力供給、オン・オフスイッチ、ストロボパルスタイミングなどの制御を適宜行う。
ビデオツール群143には、ビデオツールの一つとして関心領域指定ツール143Xが含まれる。この関心領域指定ツール143Xによって、ビデオツール群143内の各ビデオツールにおいてROIの定義を行うことができ、各ビデオツールにおける自動動作、半自動動作および手動動作の援助が行われる。
ビデオツール群143には、本発明に基づく円弧ツール143Zが含まれる。この円弧ツール143Zによって、本発明に基づく様々な機能が提供される。円弧ツール143Zは、専用の円弧ツールインターフェースを規定してもよく、さらには特定のワークプログラム機能に円弧ツールの機能を適用するような場合等においてパラメータを決定するために使用してもよい。
入出力インターフェース130には、一ないし複数の表示装置136(前述したディスプレイ16が利用できる)および一ないし複数の入力装置138(前述したキーボード24、ジョイスティック22およびマウス26が利用できる)も接続される。
これらの表示装置136および入力装置138は、システム制御部120で実行される多種のグラフィカルユーザインターフェース(GUI)機能を含むユーザインターフェースの要素となる。
このようなGUI機能は、検査作業を行ったり、パートプログラムを作成および/または変更したり、カメラシステム260に撮像された画像を見たり、画像撮影部200を直接制御するために使用可能である。
所定のパートプログラム(またはワークプログラム)を有する完全自動化システムにおいては、表示装置136および入力装置138を適宜省略してもよい。
例えば、ワーク20用の画像取得プログラムを作成する場合、ユーザは以下の方法のいずれかによってワークプログラム指令を生成する。
すなわち、ワークプログラミング言語を用いて自動的、半自動的、手動的に明示的にプログラム指令をコード化する方法、またはワークプログラム指令がトレーニングシーケンスを捕えるよう、画像取得トレーニングシーケンスを通じて画像検査システム10を移動させたり、光源レベルを設定したりすることによって、学習式にプログラム指令を生成する方法のいずれかである。この場合、撮像対象である画像セット中の複数の画像に対して学習のための操作が繰り返される。これらのプログラム指令が実行されると、画像検査システムは、ワーク20の特定部がカメラシステム260の関心領域内に入るよう、ワークステージ210および/またはカメラシステム260を所定の速度で操作し、また取得対象である画像セットの各画像に適した焦点状態で操作する。
このようにしてワーク画像取得指令セットが定義されると、システム制御部120は、ワークプログラム記憶部142から指令セットを読み出し、ワークプログラム処理手段170により指令セットを実行し、カメラシステム260に対して指令に基づきワーク20の単数または複数の画像を取得するよう指示する。そして、システム制御部120は、制御手段125の制御下で、入出力インターフェース130を通じて取得画像を入力し、記憶手段140に取得画像を記憶させる。制御手段125はまた、所得画像を表示装置136に表示させてもよい。
図3において、ユーザインターフェース300は、ワーク画像315を表示した関心領域(FOV)ウィンドウ310を有する。このワーク画像315は、エッジ317に沿って互いに接する2つの表面316A,316Bを有する。ユーザインターフェース300はまた、各種の測定および/または作業選択バー(例えば選択バー320,340)と、リアルタイムX−Y−Zの各軸位置座標ウィンドウ330と、光制御ウィンドウ350とを有する。
図示された円弧ツール400において、この状態の編集ハンドル42Xの外観はユーザが編集用に円弧ツール400を選択したことを示す。ユーザが円弧ツールROIを編集用に選択した場合(例えばカーソルをツールROI領域に配置してマウスの左ボタンをクリックした場合)、編集ハンドル42XはROI境界410上に表示され、適宜強調表示されてもよい。そのような場合、ユーザインターフェース300は、後述するパラメータダイアログボックス490や類似のダイアログボックスなどのような円弧ツールパラメータダイアログボックスを自動的に表示してもよい。
ダイアログボックス490は、いわゆるタブ切り替え式のダイアログボックスであり、ユーザが選択可能な複数のタブ(「Location」「Basic」「Advanced」)および各タブを選択した際に最表面に現れるダイアログボックス490A,490B,490Cが含まれる。
位置設定ダイアログボックス490Aにおいて、円弧ツールの曲率中央のXおよびY座標、円弧ツールのROIにおける内側境界部の内半径R1および外側境界部の外半径R2、規定ROIの開始角度および停止角度が反映される。
開始角度および停止角度は、円弧ツールROI境界端部の配置に対応する。開始角度および停止角度は、円弧ツール曲率の半径の公称中心につき規定され、例えば画像中の水平参照軸に対して反時計回り方向に規定される。これらの値は、後述するROIのグラフィカル定義によって決定されてもよく、またこれらの値はダイアログボックスに直接入力されてもよい。
位置設定ダイアログボックス490Aにはまた、エッジ選択手段416(図5Bを参照して後述)のXSおよびYS座標が反映されてもよい。
基本設定ダイアログボックス490Bにおいては、選択されたROI内で採用されるエッジ検索パラメータが反映される。
基本設定ダイアログボックス490Bにおいては、後述する円弧ツールの示すアークエッジ検知スキャンライン方向に沿って進んだ場合に、エッジ強度プロフィールが下降勾配(明部から暗部へ)、上昇勾配(暗部から明部へ)、または任意のいずれかの勾配を示すべきかを特定する勾配パラメータタイプが反映されてもよい。
基本設定ダイアログボックス490Bにおいては、エッジ強度プロフィールが強固なエッジ、または軟弱なエッジのいずれに対応するのかを特定するパラメータタイプが反映されてもよい。強固なエッジの検索基準は、検知結果の高度な信頼性を確保するため、より厳格なものであってもよい。反対に、軟弱なエッジの検索基準は、軟弱エッジ特定可能性を向上させるため、多少の信頼性を犠牲にしてもよい。
基本設定ダイアログボックス490Bにおいてはまた、ROIにおけるアークエッジに沿った地点を特定するために使用されるスキャンパラメータが反映されてもよい。異常値排除によって、幾何学的に逸脱する地点は拒絶されてもよく、スキャン間隔値によって、地点が1度または5度などの間隔で特定されてもよく、またエッジスキャンに進むために、時計回りまたは反時計回りのサンプリング方向が特定されてもよい。
拡張設定ダイアログボックス490Cには、エッジ検知を実施する前にROI内の画像データに適用可能なフィルタの種類を選択することができる部位が含まれる。
本実施形態では、ユーザは4つの種類のフィルタのいずれかを選択するか、あるいはいずれのフィルタも選択しないかという選択肢を有する。ユーザは中央値フィルタ、平均化フィルタ、ガウスフィルタ、形態フィルタを選択することができる。
拡張設定ダイアログボックス490Cにはまた、エッジ検知作業を左右するエッジ検知閾値を反映する部位が含まれる。本実施形態においては、静的エッジ閾値または動的エッジ閾値のいずれかを選択することができる。ユーザは、静的閾値TH、動的閾値THR、エッジ強度閾値THSの3つの値を特定してもよい。
静的閾値THは、エッジを規定するピクセルの平均ピクセル強度を規定する。動的閾値THRはTHSの値をランタイム時に変更する。エッジ強度閾値THSは、表面のエッジを規定するピクセルのグレースケール強度における差に対する最低許容閾値を規定する。これらの閾値によって、エッジ地点がエッジ強度スキャンラインに沿って特定されるか、あるいはスキャンが「失敗」するかが決定される。
図5Aは、ツール・モード選択バー570を示す。選択バー570には円弧ツール起動ボタン(アイコン)540が設けられている。
円弧ツール起動ボタン540は、「オンオフ」表示部を有し、このようなオンオフ表示部としては、起動時に円弧ツールボタン(アイコン)の周囲に縁取りとして表れる表示ボックス541を用いることができる。
ユーザが円弧ツール起動ボタン540上でクリックすると、円弧ツール400が起動される。詳細は後述するが、ユーザは、FOVウィンドウ310において円弧ツール400のインスタンス(ユーザ用カスタマイズ)を一つないし複数作成してもよい。円弧ツール起動ボタン540は、ツール・モード選択バー570上で違うボタンがクリックされると停止し、またユーザがその他不適合な動作をした場合にも停止する。
図5Bは、初期描画または初期作成直後の円弧ツール400の1インスタンスの初期状態を示す。
円弧ツール400のインスタンスは、円弧ツール起動ボタン540が起動中に、カーソルをFOVウィンドウ310内の1地点に配置させ、マウスの左ボタンを押圧し、カーソルを「ドラッグ」させ(例えば、図5Bに示される矢印591の長さおよび方向が示す通りに)、最後にボタンを離せば、作成される。このようにして円弧ツール400の初期状態が作成される。一般的に、ツールを用いて検査すべきエッジ(例えばエッジ317’)を越えて、カーソルをドラッグするのが望ましい。通常このようにすれば、円弧ツール動作によって処理される画像部分を規定するROI402内に、エッジが配置される。なお、通常は矢印591はユーザインターフェースの一部ではなく、ここでは説明の便宜上矢印を示したに過ぎない。
ROI401は、ROI境界410によって規定される。ROI境界410には、内側境界部410Nと、外側境界部410Tと、停止角度および開始角度にそれぞれ存する第1端部410Eおよび第2端部410Fとを有する部分が含まれる。さらに、スキャン方向表示部412,412’、エッジ勾配表示部414、サンプリング方向表示部418、エッジ選択手段416が示される。ユーザは、エッジ選択手段を、例えばドラッグすることによって、エッジ317’沿いの所望位置に配置させてもよく、そうすることによって「標準的」なエッジ部分が規定される。エッジ選択手段の位置における実際のエッジプロフィールが、信頼できるエッジ検知を助力する特定エッジプロフィール強度特性を規定する基準となる。スキャン方向表示部421,412’は、図示されるように、端部410E,410Fに沿って配置される矢印を有してもよい。矢印は、画像中のエッジを検知するのに用いられるピクセル強度を分析するためのシーケンスに対応する方向を指し示すよう構成される。スキャン方向が、エッジまたは境界の粗さ度合い(またはちらつき度合い)の最小となる方から、ちらつき度合いの大きくなる方へ進行する方が一般的には望ましい。詳細は図14を参照して後述するが、エッジ勾配表示部414は、円弧ツール内に埋没してもよく、エッジを越えた強度の上下を表示するよう構成されている。
図6は、円弧ツール400の1インスタンスの状態を示し、円弧ツール400の作成後、作成された円弧ツール400が編集のために選択された状態である。カーソルをROI402内またはROI境界410上に配置し、マウスの左ボタンをクリックすると、円弧ツール400が編集のために選択される。円弧ツール400が編集のために選択されると、まず多種の編集ハンドルが表れる(例えば、ROI境界410上に配置された小ボックスなど)。
編集ハンドルは、円弧ツール400のROIパラメータを変更するために、公知の方法で入力装置を用いてドラッグさせてもよく、あるいはここに記載される通りに操作されてもよい。すなわち、編集ハンドルは、本発明による円弧ツールGUIに含まれてもよいROIパラメータ制御機能の一種である。
例えば、図6に示されるように、円弧ツール400は、第1種の編集ハンドル421,421’を有してもよく、このような第1種の編集ハンドルは、外側境界部410Tの中心近辺、内側境界部410Nの中心近辺にそれぞれ配置されてもよい。これらの編集ハンドルは、下記で図6、図7、図8A〜8C、図13を参照して詳述するような動作をすることができる。
第2種の編集ハンドル423,423’は、端部410F,410Eの中心近辺に配置されてもよい。これらの編集ハンドルは、下記で図10、図11を参照して詳述するような動作をすることができる。第3種の編集ハンドル424〜424’’’は、ROI境界410の隅部に配置されてもよい。
第3種の編集ハンドルは、後に図9、図13を参照して詳述するような動作をすることができる。
第4種の編集ハンドル426〜426’’’は、ROI境界410の隅部から内側に向かって、外側境界部410Tおよび内側境界部410N上にそれぞれ2箇所ずつ配置されてもよい。換言すれば、第4種の編集ハンドルは、第1種の編集ハンドル421,421’と第3種の編集ハンドル424〜424’’’との間に配置されてもよい。第4種の編集ハンドルは、下記で図12、図13を参照して詳述するような動作をすることができる。
例えば、第1の異なる種のROIパラメータ制御機能と関連付けられたドラッグ動作によって、2つの対向するROI境界が反対方向に移動されてもよい。また一方で第2の異なる種のROIパラメータ制御機能と関連付けられたドラッグ動作によって、2つの対向するROI境界の曲率半径をそれぞれ同量だけ変化させてもよい。
編集ハンドル421,421’近辺において所定時間ホバリングするようマウスカーソルを配置することによって、ユーザは曲率変更モードシンボルカーソル491を表示させることができる。モードシンボルカーソル(例えば曲率変更モードシンボルカーソル491など)が表示されると、編集ハンドルが消失するようにしてもよい。多種の曲率変更モードの機能およびその動作については、下記で図4および図8A〜8Cを参照して詳述する。
図7では、第1種の編集ハンドル421,421’と関連付けられた曲率変更モードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示されている。図7に示されるように、起動後に曲率変更モードシンボルカーソル491を矢印711の示す半径方向に略沿って曲率中心から離れるように移動させると(例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど)、外側境界部410Tおよび内側境界部410Nの曲率の公称半径が互いに小さくなる(表見上の曲率が大きくなる)。
円弧ツール400の曲率変更モードの動作によって、曲率の公称半径が変化するに従って、端部410F,410Eが元の長さを取り戻し、それらの中点712,713を中心にそれぞれ回転するようにされている。つまり、端部410F,410Eが、あたかもそれらの中点において「ピン留め」されているかの如く作動する。しかしながら、この挙動は単に例示的なものであって、本発明を限定するものではない。
円弧ツール400の曲率半径が所望の状態になると、その編集作業が完了し、曲率変更モードが停止してもよい(モードの停止手法としては、例えば、カーソル491をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある)。そのような時には、円弧ツール400の編集ハンドルおよび/またはROIパラメータ制御機能がGUIに再表示されてもよく、それによって異なる種類の編集動作が行われてもよい。
具体的には、図8A〜図8Cは、円弧ツール400の一実施形態における曲率変更モードの許容された形状変化の限定的状態を示す。図8A〜図8Cにおいて、破線で示される境界410’は、カーソル移動前の円弧ツール400の状態に対応し、また実線で示される境界410はカーソル移動後の円弧ツール400の状態に対応する。
図8Bに示されるように、曲率変更モードシンボルカーソル491を用いて設定される、円弧ツール400の停止角度812’と開始角度813’との間の許容される差の最大値は、約180度以下である。
図8Cに示されるように、内側境界部410Nの曲率の許可された半径の最小値は、ゼロ単位である。円弧ツール400がこのような制限を有する場合、そうでない場合には制限違反となるような曲率変更モードシンボルカーソル491の移動が無視されたり、許容されなかったりする。
このような制限によって、円弧ツール400の実施形態においてROIの歪みや関連するプログラミングが複雑化することを防止することができ、曲率変更モード中に端部410E,410Fが中点において固定される。同様の理由により、開始角度と停止角度との差が約180度以上となるように円弧ツールのインスタンスが作成されれば、編集ハンドル421または421’の表示が抑えられ、上記で概説した関連する曲率変更モードが作動不能となるおそれがある。
図9は、本発明による円弧ツールユーザインターフェースにおける、対称半径変更モードの様々な機能および動作の一実施形態を示す図である。
図9では、第3種の編集ハンドル424〜424’’’と関連付けられた対称半径変更モードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示されている。例えば、対称半径変更モードシンボルカーソル492が表示された後の状態である。
この種の動作は、その中央線を、ROI402内中央に位置するエッジ機能(図示せず)上または近辺に正しく配置したまま、ROI402の半径を変更するのに有利である。無論、対称半径変更モードシンボルカーソル492が矢印911の示す方向とは反対方向に沿ってドラッグされれば、外側境界部410Tの曲率の公称半径は小さくなり、内側境界部410Nの曲率の公称半径は対称的に大きくなる。
編集ハンドル424’ではなく編集ハンドル424’’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングすれば、モードシンボルカーソル492はその編集ハンドルに近接して表示される。モードシンボルカーソル492のインスタンスを矢印911’の示す方向に沿ってドラッグされると、編集ハンドル424および編集ハンドル424’’’につき、図9に示される効果等も得られる。
図10では、第2種の編集ハンドル423,423’と関連付けられた個別開始・停止角度変更モードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示されている。例えば、個別開始・停止角度変更モードシンボルカーソル493が表示された後の状態である。
図10に図示されるように、起動後に個別開始・停止角度変更モードシンボルカーソル493を矢印1012の示す略接線方向に沿って移動させると(例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど)、停止角度812’’(端部410Eの停止角度)が図示の通り変更される。カーソルを反対方向に移動させると、停止角度812’’が反対方向に移動する。
編集ハンドル423ではなく編集ハンドル423’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル493が編集ハンドル423’に近接して表示され、そうすることによって、代替的に開始角度813’’(端部410Fの開始角度)が類似の方法で制御される。
円弧ツール400の半径寸法が所望の状態になると、その編集作業が完了し、個別開始・停止角度変更モードが停止してもよい(モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル493をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある)。
図11では、第2種の編集ハンドル423,423’と関連付けられたRACOCモードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示されている(例えば、RACOCモードシンボルカーソル494が表示された後の状態)。マウスの右ボタンを押圧すると、RACOCモードシンボルカーソル494が表示され、それと同時にモードが起動する。
図11に示されるように、起動後にRACOCモードシンボルカーソル494を矢印1112の示す略接線方向に沿って移動させると(例えば、マウスの右ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど)、停止角度812’’’(端部410Eの停止角度)と開始角度813’’’(端部410Fの開始角度)とが図示の通り変更される。モード名にも示されるように、ROI境界410は、あたかも円弧ツール400の曲率の半径中心を中心に回転するかの如く、動作する。反対方向にカーソルを移動させると、曲率の半径中心に対して反対方向に回転する。
編集ハンドル423ではなく編集ハンドル423’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル494が編集ハンドル423’に近接して表示され、そうすることによって、それが類似の方法で動作する。
円弧ツール400の曲率半径中心に対する回転が所望の状態になると、その編集作業が完了し、RACOCモードが停止してもよい(モードの停止手法としては、例えば、カーソル494をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある)。
図12では、第4種の編集ハンドル426〜426’’’と関連付けられた個別半径変更モードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示されている。例えば、個別半径変更モードシンボルカーソル495が表示された後の状態である。
図12に示されるように、起動後に個別半径変更モードシンボルカーソル495を矢印1211(または矢印1211’)の示す半径方向に略沿って曲率中心から離れるように移動させると(例えば、マウスの左ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど)、外側境界部410Tの曲率の公称半径が大きくなる。反対方向にドラッグされると、外側境界部410Tに対して反対の効果が得られる。
編集ハンドル426または編集ハンドル426426’ではなく編集ハンドル426’’または編集ハンドル426’’’近辺において、ユーザがデフォルトカーソルをホバリングさせると、モードシンボルカーソル495が編集ハンドル426’’または編集ハンドル426’’’に近接して表示され、そうすることによって、それが作動して内側境界部410Nが類似の方法で制御される。
円弧ツール400の制御半径が所望の状態になると、その編集作業が完了し、個別半径変更モードが停止してもよい(モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル495をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある)。
インプレースROI回転モードの動作は、第2種の編集ハンドル423〜423’以外であれば、前述のいずれの種の編集ハンドルを用いて行ってもよい。図13に示される例では、編集ハンドル424’’を用いてインプレースROI回転モードが起動した後の円弧ツール400の1インスタンスの状態が示される。
デフォルトカーソルを任意の種の編集ハンドル上に配置した状態でマウスの右ボタンを押圧すると、インプレースROI回転モードシンボルカーソル496が表示され、それと同時にモードが起動する。インプレースROI回転モードが起動すると、編集ハンドルが消失するようしてもよい。
図13に示されるように、起動後にインプレースROI回転モードシンボルカーソル496を矢印1311の示す軌道に沿って移動させると(例えば、マウスの右ボタンを押圧しながらカーソルをドラッグさせるなど)、ROI402’’が回転する。一実施形態において、通常はROI402の中心に対して時計回り(あるいは反時計回り)である軌道に沿って、カーソル496が移動し、ROI402が通常は時計回り(または反時計回り)方向に回転する。ROI402の回転中心はROIの形状中心と一致してもよい。ROI402の回転中心はエッジ選択手段416の位置と一致してもよい。
円弧ツール400の回転が所望の状態になると、その編集作業が完了し、インプレースROI回転モードが停止してもよい(モードの停止手法としては、例えば、モードシンボルカーソル496をドラッグさせるために押圧したマウスボタンを解除するなどがある)。そのような時には、円弧ツール400の編集ハンドルおよび/またはその他のパラメータ制御機能がGUIに再表示されてもよく、それによって異なる種類の編集動作が行われてもよい。
図14では、ユーザがワークエッジ317’’’を検知するためにROIパラメータおよびその他ツールパラメータを所望状態に調整し、エッジ検知を行うために円弧ツール400をランさせた後の円弧ツール400の状態が示されている。結果として、検知されたエッジ地点480は円弧ツール400のGUIに表示される。またエッジ勾配表示部414は、暗色の半円と明色の半円とが、検知されたエッジ317’’’の暗い方(強度の低い方)および明るい方(強度の高い方)の相対的方向性に対応するように方向付けられた状態で表示される。
図4Aないし図4Cを参照して概説された多種のツールパラメータは、ROI402中のエッジ317’’’の実際の画像特性に依拠して決定される。
円弧ツール143Zの機能および作業パラメータは、図2を参照して前述した円弧ツール143Zにおいて実行されてもよい。多種の機能および作業パラメータは、既知のまたは今後開発される方法によって、ハードウェアおよび/またはソフトウェアにおいて実行されてもよい。図15に示すとおり、円弧ツール143Zは、円弧ツール編集モード705とツールパラメータ750とを備えることができる。
図15において、円弧ツールの各インスタンスにつき、関連する円弧ツールパラメータは、位置設定パラメータ760と、基本設定パラメータ770と、拡張設定パラメータ780とを備える。
位置設定パラメータ760は、位置設定ダイアログボックス490Aに対応したものであり、円弧ツールが取り扱うROI位置を設定するとともに、サイズパラメータ765およびエッジ選択パラメータ766を有することができる。
基本設定パラメータ770は、基本設定ダイアログボックス490Bに対応したものであり、エッジ勾配パラメータ775とエッジ種パラメータ776とエッジ検知スキャンパラメータ777とを有してもよい。
拡張設定パラメータ780は、拡張設定ダイアログボックス490Cに対応したものであり、フィルタ種パラメータ785とエッジ検知閾値パラメータ786とを有してもよい。要素760,770,780に対応するパラメータ、パラメータ制御機能、およびその他ユーザインターフェース機能の多くの例示的実施形態については上述の通り概説済みであるため、ここでは繰り返さない。
ノーマルモード710には、パラメータ制御機能種別715が含まれ、このパラメータ制御機能種別715は、円弧ツールGUIおよび/または関連メニュー等に含まれるパラメータ制御機能の各個別の種と関連した特性および動作を定義し制御してもよい。例えば、パラメータ制御機能種部は、図6ないし13を参照して前述した4つの異なる種の編集ハンドルのそれぞれと関連付けられた特性および動作を定義し制御してもよい。曲率変更モード720およびROI回転モード730は、それらのモードと関連付けられた、モード起動を誘発する特性および動作を定義し制御してもよい。多種の例示的パラメータ制御機能と関連付けられた特性および編集動作、および例示的曲率変更モード、ROI回転モードについては、上述の通り概説済みであるため、ここでは繰り返さない。
さらに、上記説明中では、個別種のROIパラメータ制御機能は、円弧ツールの関心領域に対する位置によって区別されるとされたが、これに限らず独自の表示シンボル、表示色などによって区別されてもよい。以上より、本発明の好適実施手形態が図示され記載されたが、本発明はその精神および範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
12…画像測定機
14…コンピュータシステム
16…ディスプレイ
18…プリンタ
20…ワーク
22…ジョイスティック
24…キーボード
26…マウス
32…ワークステージ
34…光学撮像システム
42X…編集ハンドル
120…システム制御部
125…制御手段
130…入出力インターフェース
132…動作制御インターフェース
132A…位置制御部
132B…速度制御部
133…照明制御インターフェース
133A−133N…照明制御部
134…レンズ制御インターフェース
136…表示装置
138…入力装置
140…メモリ
141…画像ファイル記憶部
142…ワークプログラム記憶部
143…ビデオツール群
143A−143N…ビデオツール
143X…関心領域指定ツール
143Z…円弧ツール
170…ワークプログラム処理手段
190…電源部
200…画像撮影部
205…光学アセンブリ部
210…ワークステージ
212…中央透明部
220…ステージ光源
222,232,242…照明光
230…同軸光源
240…表面光源
250…可換対物レンズ
255…ワーク光
260…カメラシステム
262…信号線
280…タレットレンズアセンブリ
284…軸
294…モータ
296…信号線
300…ユーザインターフェース
310…ウィンドウ
315…ワーク画像
316A,316B…表面
317〜317’’’…ワークエッジ
320,340…選択バー
330…各軸位置座標ウィンドウ
350…光制御ウィンドウ
400…円弧ツール
410…関心領域境界
410E…第1端部
410F…第2端部
410N…内側境界部
410T…外側境界部
412,412…スキャン方向表示部
414…エッジ勾配表示部
416…エッジ選択手段
418…サンプリング方向表示部
421…編集ハンドル
421,412…スキャン方向表示部
421,421…編集ハンドル
423,423’,423’’,423’’’…編集ハンドル
424,424’,424’’,424’’’…編集ハンドル
426,426’,426’’,426’’’…編集ハンドル
480…エッジ地点
490…円弧ツールパラメータダイアログボックス
490A…位置設定ダイアログボックス
490B…基本設定ダイアログボックス
490C…拡張設定ダイアログボックス
491…曲率変更モードシンボルカーソル
492…対称半径変更モードシンボルカーソル
493…停止角度変更モードシンボルカーソル
494…RACOCモードシンボルカーソル
495…個別半径変更モードシンボルカーソル
496…回転モードシンボルカーソル
540…円弧ツール起動ボタン
541…表示ボックス
570…モード選択バー
705…円弧ツール編集モード
710…ノーマルモード部
715…パラメータ制御機能種別
720…曲率変更モード
721,713…中点
730…回転モード
750…ツールパラメータ
760…位置設定パラメータ
765…サイズパラメータ
766…エッジ選択パラメータ
770…基本設定パラメータ
775…エッジ勾配パラメータ
776…エッジ種パラメータ
777…エッジ検知スキャンパラメータ
780…拡張設定パラメータ
785…フィルタ種パラメータ
786…エッジ検知閾値パラメータ
812…停止角度
813…開始角度
Claims (4)
- 測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムであって、
円弧ツールを含むグラフィックユーザインターフェースを有し、
前記円弧ツールは、前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする画像検査システム。 - 測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含む円弧ツールを有し、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とするグラフィックユーザインターフェース。 - 測定対象の画像を表示画面に表示して前記測定対象の検査を行う画像検査システムに用いられるグラフィックユーザインターフェースの円弧ツールであって、
前記表示画面上に略円弧状の関心領域を指定する関心領域境界と、前記関心領域境界のパラメータを制御するための関心領域パラメータ制御機能と、を含み、
前記関心領域境界は、前記関心領域を取り囲む内側境界部、外側境界部、第1端部および第2端部を有し、
前記関心領域パラメータ制御機能は、前記内側境界部および前記外側境界部の少なくとも何れかに近接配置された操作ハンドルを有し、かつ前記パラメータの制御に特有の異なる動作モードと関連付けられていることを特徴とする円弧ツール。 - 請求項1に記載した画像検査システムにおいて、
前記動作モードとして、前記内側境界部の曲率および外側境界部の曲率を個別に変更する曲率変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を同時に変更する対称半径変更モード、前記内側境界部の曲率および前記外側境界部の曲率を個別に変更する個別半径変更モード、前記第1端部の角度および前記第2端部の角度を個別に変更する個別開始・停止角度変更モード、前記内側境界部および前記外側境界部の曲率中心に対して対称に前記関心領域境界を回転させる曲率中心回転モード、のうち少なくとも何れかを含むことを特徴とする画像検査システム。
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