尺寸测量设备、尺寸测量方法及用于尺寸测量设备的程序

摘要

本发明提供了尺寸测量设备、尺寸测量方法及用于尺寸测量设备的程序。尺寸测量设备包括：成像部分，其拍摄可移动台上的工件；深度延伸部分，其对可移动台中不同Z-方向位置处的多个工件图像执行深度延伸，以生成深度延伸图像；主要图像显示部分，其将通过拍摄主要工件获得的深度延伸图像屏幕显示为主要图像；测量位置信息生成部分，其针对主要图像指定待测位置和测量方法，以生成测量位置信息；边沿提取部分，其基于测量位置信息从通过拍摄工件获得的深度延伸图像中提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算部分，其基于提取的边沿获得待测位置的尺寸值。

说明书

技术领域

本发明涉及尺寸测量设备、尺寸测量方法和用于尺寸测量设备 的程序。更具体地说，本发明涉及尺寸测量设备的改进，其中该尺寸 测量设备基于通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量可在Z方 向移动的可移动台上的工件的尺寸。

背景技术

通常，尺寸测量设备是这样一种设备，其基于通过拍摄工件而获 得的工件图像的边沿来测量工件的尺寸，并且可以称为图像测量设备 (例如，日本未审查专利公开No.2009-300124，日本未审查专利公开 No.2009-300125，日本未审查专利公开No.2010-19667)。一般来说， 工件置于可在X轴、Y轴和Z轴方向移动的可移动台上。可移动台在Z 轴方向上移动从而执行工件图像的聚焦调整，并且在X轴和Y轴方向 上移动从而在视场内执行工件的定位。

无论移动台在Z轴方向上的位置如何，工件图像都具有与工件的 形状非常精确类似的形状，并且由此确定图像上的距离和角度可以检 测工件图像上的实际尺寸。在借助这种尺寸测量设备测量工件的尺寸 的情况下，增大拍摄放大率可以带来测量精度的提高。然而，视场深 度随着拍摄放大率的增加而降低，由此在工件具有超过视场深度的阶 梯的情况下，只有工件的一部分位于焦点。由此问题在于难以掌握工 件的整个图像从而测量设置并不容易。尤其当将工件中具有不同Z方 向高度的多个位置设置为待测对象时，为了将这些位置中的各个位置 指定为待测对象，需要手动调整可移动台的Z方向位置从而执行聚焦 调整。由此问题在于测量设置的操作过程复杂并且花长时间执行测量 设置。

发明内容

基于以上情况完成本发明，本发明的一个目的在于提供一种能够 高精度测量工件尺寸、同时即使当工件是具有超过视场深度的阶梯的 工件时也易于将位置设置为待测对象的尺寸测量设备。

尤其是，一个目的在于提供一种能够改善测量精度同时易于将具 有不同Z方向高度的多个位置设置为待测对象的尺寸测量设备。此外， 一个目的在于提供一种能够简化用于测量设置的操作过程同时减少针 对工件的测量设置和尺寸测量所需时间的尺寸测量设备。

而且，本发明的一个目的在于提供一种能够高精度测量工件的尺 寸同时简化用于测量设置的操作过程而且还能够减少针对工件的测量 设置和尺寸测量所需时间的尺寸测量方法。

而且，本发明的一个目的在于提供一种用于尺寸测量设备的程序， 其使得终端装置起到上述尺寸测量设备的功能。

根据第一发明的尺寸测量设备为这样的一种尺寸测量设备：其基 于通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量可在Z方向移动的可移 动台上的工件的尺寸。该尺寸测量设备构造为包括：成像部分，其拍 摄可移动台上的工件以生成工件图像；深度延伸部分，其对可移动台 中不同Z-方向位置处的两个或多个工件图像执行深度延伸，以生成深 度延伸图像；主要图像显示部分，其将通过拍摄主要工件获得的深度 延伸图像屏幕显示为主要图像；测量位置信息生成部分，其针对主要 图像指定待测位置以及测量方法，以生成测量位置信息；边沿提取部 分，其基于测量位置信息从通过拍摄工件获得的深度延伸图像中提取 待测位置的边沿；以及尺寸值计算部分，其基于提取的边沿获得待测 位置的尺寸值。

借助这种构造，由于通过拍摄主要工件获得的深度延伸图像被用 作主要图像来指定待测位置和测量方法，所以即使在工件具有超过成 像部分的视场深度的阶梯时，只要工件具有与主要工件相同形状，就 可以容易地掌握工件的整个图像。这可以便于将工件中具有不同Z方 向高度的多个位置设置为待测对象。而且，由于从通过针对如此设置 的待测位置拍摄工件而获得的深度延伸图像来提取边沿以计算尺寸 值，所以可以在对工件进行尺寸测量时无需手动调整可移动台的Z方 向位置的情况下获得理想尺寸。即，用户可以在无需了解到工件的阶 梯的情况下执行待测位置的设置和真实尺寸测量。由此，可以改善测 量精度同时简化尺寸测量的操作过程，并且还减少了尺寸测量所需时 间。

根据第二发明的尺寸测量设备是这样一种尺寸测量设备：其基于 通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量可在Z方向移动的可移动 台上的工件的尺寸。该尺寸测量设备构造为包括：成像部分，其拍摄 可移动台上的工件，以生成拍摄图像；深度延伸部分，其对可移动台 上不同Z-方向位置处的两个或多个拍摄图像执行深度延伸，以生成深 度延伸图像；主要图像显示部分，其将深度延伸图像屏幕显示为主要 图像；测量位置信息生成部分，其针对主要图像指定待测位置和测量 方法，以生成测量位置信息；聚焦测量位置调整部分，其将可移动台 移动到对应于待测位置的Z-方向位置，以对待测位置进行聚焦调整； 边沿提取部分，其基于测量位置信息从进行了聚焦调整的工件图像中 提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算部分，其基于提取的边沿获得 待测位置的尺寸值。

借助这种构造，由于通过拍摄主要工件获得的深度延伸图像被用 作主要图像以指定待测位置和测量方法，所以即使在工件具有超过成 像部分的视场深度的阶梯时，只要工件具有与主要工件相同形状，就 可以容易地掌握工件的整个图像。这可以便于将工件中具有不同Z方 向高度的多个位置设置为待测对象。而且，将可移动台移动到如此设 置的对应于待测位置的Z方向位置，以进行聚焦调整从而获得工件图 像。由于从工件图像提取了边沿以计算尺寸值，因此甚至可以在对工 件进行尺寸测量时无需手动调整移动台的Z方向位置的情况下获得理 想尺寸。即，用户可以在无需了解工件的阶梯的情况下执行待测位置 的设置和真实尺寸测量。由此，可以改善测量精度同时简化尺寸测量 的操作过程，并且还减少了尺寸测量所需时间。

除了以上构造之外，将根据第三发明的尺寸测量设备构造为：在 针对同一工件存在具有不同高度的两个或多个待测位置的情况下，依 次将可移动台移动到对应于这些待测位置的Z-方向位置。

借助这种构造，由于依次移动可移动台以进行聚焦调整，因此即 使在针对同一工件存在具有不同高度的多个待测位置的情况下，也可 以自动地将这些待测位置依次变换到焦点位置，从而获得各待测位置 的尺寸值。

除了以上构造之外，根据第四发明的尺寸测量设备构造成包括： 落射照明光源，其将来自与成像部分相同侧的照明光施加到可移动台 上的工件；以及拍摄图像显示部分，其在针对主要图像指定待测位置 时，将可移动台移动到与待测位置对应的Z-方向位置以进行聚焦调整， 从而在聚焦调整之后获得并屏幕显示主要工件的拍摄图像，该设备被 构造成使得测量位置信息生成部分在聚焦调整之后针对主要工件的拍 摄图像指定待测位置和测量方法，以生成测量位置信息。

借助这种构造，当针对主要图像指定了待测位置时，将可移动台 移动到对应的Z方向位置以进行聚焦调整从而获得主要工件的拍摄图 像。由于针对该拍摄图像指定了待测位置和测量方法，所以可以在无 需了解待测位置的高度的情况下，借助真实图像具体设置边沿提取的 条件等。

除了以上构造之外，根据第五发明的尺寸测量设备构造成包括： 特征量信息生成部分，其基于主要工件的拍摄图像生成由检查模式图 像组成的特征量信息；以及工件检测部分，其基于特征量信息指定工 件在可移动台上的定位和姿态，该设备被构造成使得边沿提取部分基 于指定的定位和姿态以及测量位置信息对待测位置执行边沿提取。

借助这种构造，利用模式图像检查通过拍摄可移动台上的工件获 得的工件图像，从而允许对具有与主要工件相同形状的工件的定位和 姿态进行精确指定。而且，由于基于指定定位和姿态对待测位置执行 边沿提取，所以即使工件以任意姿态和任意位置布置在可移动台上时， 只要工件布置在拍摄视场内就可以高精度地测量理想尺寸。

除了以上构造之外，根据第六发明的尺寸测量设备构造成使得特 征量信息生成部分基于通过拍摄主要工件获得的深度延伸图像生成特 征量信息，以及工件检测部分利用模式图像检查通过拍摄工件获得的 深度延伸图像，以指定工件的定位和姿态。

借助这种构造，由于利用工件的深度延伸图像检查从具有比成像 部分更深的视场的深度延伸图像获得的检查模式图像，所以可以提高 工件定位的精度。

根据第七发明的尺寸测量方法是这样一个尺寸测量方法：其基于 通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量可在Z方向移动的可移动 台上的工件的尺寸。该尺寸测量方法配置为包括：成像步骤，用于拍 摄可移动台上的工件以生成工件图像；深度延伸步骤，用于对可移动 台上的不同Z-方向位置处的两个或多个工件图像执行深度延伸以生成 深度延伸图像；主要图像显示步骤，用于将通过拍摄主要工件获得的 深度延伸图像屏幕显示为主要图像；测量位置信息生成步骤，用于针 对主要图像指定待测位置和测量方法，以生成测量位置信息；边沿提 取步骤，用于基于测量位置信息从通过拍摄工件获得的深度延伸图像 中提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算步骤，用于基于提取的边沿 获得待测位置的尺寸值。

根据第八发明的尺寸测量方法为这样一种尺寸测量方法：其基于 通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量可在Z方向移动的可移动 台上的工件的尺寸。该尺寸测量方法配置为包括：成像步骤，用于拍 摄可移动台上的工件，以生成拍摄图像；深度延伸步骤，用于对可移 动台上不同Z-方向位置处的两个或多个拍摄图像执行深度延伸，以生 成深度延伸图像；主要图像显示步骤，用于将深度延伸图像屏幕显示 为主要图像；测量位置信息生成步骤，用于针对主要图像指定待测位 置和测量方法，以生成测量位置信息；聚焦测量位置调整步骤，用于 将可移动台移动到对应于待测位置的Z-方向位置，以对待测位置进行 聚焦调整；边沿提取步骤，用于基于测量位置信息从进行了聚焦调整 的工件图像中提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算步骤，用于基于 提取的边沿获得待测位置的尺寸值。

根据第九发明的尺寸测量方法是用于尺寸测量设备的尺寸测量程 序，该尺寸测量设备基于通过拍摄工件获得的工件图像的边沿测量在Z 方向可移动的可移动台上的工件的尺寸。该程序配置为包括：成像过 程，用于拍摄可移动台上的工件，以生成工件图像；深度延伸过程， 用于对可移动台不同Z-方向位置处的两个或多个工件图像执行深度延 伸，以生成深度延伸图像；主要图像显示过程，用于将通过拍摄主要 工件获得的深度延伸图像屏幕显示为主要图像；测量位置信息生成过 程，用于针对主要图像指定待测位置和测量方法，以生成测量位置信 息；边沿提取过程，用于基于测量位置信息从通过拍摄工件获得的深 度延伸图像提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算过程，用于基于提 取的边沿获得待测位置的尺寸值。

根据第十发明的尺寸测量方法是用于尺寸测量设备的尺寸测量程 序，该尺寸测量设备基于通过拍摄工件获得的工件图像的边沿来测量 可在Z方向移动的可移动台上的工件的尺寸。该程序配置为包括：成 像过程，用于拍摄可移动台上的工件，以生成拍摄图像；深度延伸过 程，用于对可移动台中不同Z-方向位置处的两个或多个拍摄图像执行 深度延伸，以生成深度延伸图像；主要图像显示过程，用于将深度延 伸图像屏幕显示为主要图像；测量位置信息生成过程，用于针对主要 图像指定待测位置和测量方法，以生成测量位置信息；聚焦测量位置 调整过程，用于将可移动台移动到对应于待测位置的Z-方向位置，以 对待测位置进行聚焦调整；边沿提取过程，用于基于测量位置信息从 进行了聚焦调整的工件图像中提取待测位置的边沿；以及尺寸值计算 过程，用于基于提取的边沿获得待测位置的尺寸值。

在根据本发明的尺寸测量设备中，可以高精度测量工件尺寸，同 时即使当工件是具有超过视场深度的阶梯的工件时也易于将位置设置 为待测对象。

而且，在根据本发明的尺寸测量方法中，可以高精度测量工件的 尺寸同时简化用于测量设置的操作过程而且还能够减少用于工件的测 量设置和尺寸测量所需时间。

而且，在根据本发明的用于尺寸测量设备的程序中，可以使得终 端装置起到上述尺寸测量设备的功能。

附图说明

图1为示出了根据本发明的实施例1的尺寸测量设备1的构成 示例的透视图；

图2是图1的测量单元10内部的构成示例的示意图，其示出了 沿垂直面切断测量单元10的情况下的切断表面；

图3是示出了图2的环形照明单元130的构成图的示图；

图4是示出了图1的尺寸测量设备1中的操作示例的流程图；

图5是示出了创建测量设置数据时图1的尺寸测量设备1中的 操作示例的流程图；

图6是示出了通过使用图1的尺寸测量设备1拍摄具有阶梯的 工件W所获得的各个工件图像W1到W3的示例的示图；

图7是示出了在设置测量位置时图1的尺寸测量设备1的操作 示例的示图，其示出了主要图像M1和测量设置屏幕2；

图8是示出了设置测量位置时图1的尺寸测量设备1的操作示 例的示图，其示出了主要图像M1和真实图像之间的切换状态；

图9是示出了设置测量位置时图1的尺寸测量设备1的操作示 例的流程图；

图10A和10B是示出了图1的尺寸测量设备1的操作示例的示 图，其示出了测量设置时的主要图像M1和工件测量时的工件图像 W10；

图11是示出了在测量工件时图1的尺寸测量设备1的另一操作 示例的流程图；

图12是示出了图1的控制单元20的构成示例的框图，其示出 了控制单元20内的功能配置的示例；

图13是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而显示的详细设置屏幕3的示例的示图；

图14是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而显示的详细设置屏幕3的示例的示图，其示出了指定边沿方向 是情况；

图15是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而显示的详细设置屏幕3的示例的示图，其示出了指定边沿强度 阈值是情况；

图16是示出了根据本发明的实施例2的测量工件时尺寸测量设 备1中的操作示例的流程图；以及

图17是示出了图16的尺寸测量设备1中的控制单元20的构成 示例的框图。

具体实施方式

实施例1

<尺寸测量设备1>

图1为示出了根据本发明的实施例1的尺寸测量设备1的构成 示例的透视图。该尺寸测量设备1为图像测量设备，其拍摄布置在可 移动台12上的工件并且分析拍摄图像从而测量工件的尺寸。尺寸测 量设备1由测量单元10、控制单元20、键盘31和鼠标32构成。工 件为待测对象，将测量其形状和尺寸。

测量单元10为光学系统单元，其将照明光施加到工件并且接收 透过工件的透射光或者由工件反射的反射光从而生成拍摄图像。测量 单元10提供有显示器11、可移动台12、XY-位置调整旋钮14a、Z- 位置调整旋钮14b、电源开关15和测量启动按钮16。

显示器11为屏幕显示拍摄图像、测量结果和测量条件设置屏幕 的显示器。可移动台12为安装台，用于安装工件作为待测对象，并 且在其大致水平和平坦的安装表面内形成有透过照明光的检测区 13。检测区13为透明玻璃制成的圆形区。该可移动台12可以在平行 于拍摄轴的Z轴方向以及垂直于拍摄轴的X轴方向和Y轴方向上移 动。

XY位置调整旋钮14a为用于在X轴方向和Y轴方向移动可移动 台12的操作部分。Z位置调整旋钮14b为用于在Z轴方向移动可移 动台12的操作部分。电源开关15为用于接通或关闭测量单元10和 控制单元20的电源的操作部分，而测量启动按钮16为开始尺寸测量 的操作部分。

控制单元20为控制显示器11和测量单元10的可移动台12的 控制器，并且分析测量单元10所拍摄的工件图像从而计算工件的尺 寸。键盘31和鼠标32连接到控制单元20。在接通电源之后，将工 件适当布置在检测区13内并且操作测量启动按钮16从而对工件进行 自动测量。

<测量单元10>

图2是图1的测量单元10内部的构成示例的示意图，其示出了 沿测量单元10的垂直面切断测量单元10的情况下的切断表面。该测 量单元10包括显示器11、可移动台12、台驱动单元110、透射照明 单元120、环形照明单元130、共轴落射照明光源(epi-illumination  light source)141、光接收透镜单元150和成像元件155和158。

显示器11和可移动台12布置在外壳10a外部。台驱动单元110、 透射照明单元120、环形照明单元130、共轴落射照明光源141、光 接收透镜单元150和成像元件155和158容纳在外壳10a内。而且， 台驱动单元110和透射照明单元120布置在可移动台12下方。环形 照明单元130、共轴落射照明光源141、光接收透镜单元150和成像 元件155和158布置在可移动台12上方。

该测量单元10将照明光施加到布置在可移动台12的检测区13 内的工件，并且接收透射光或反射光，从而允许成像元件155和158 形成图像以获得工件图像。分析该工件图像来测量工件尺寸，从而允 许在显示器11上显示测量结果。可以利用不同的拍摄放大率拍摄可 移动台12上的工件。例如，可以在具有25mm量级的直径的拍摄区被 看成拍摄视场的低放大率拍摄以及具有6mm量级的直径的拍摄区被 看成拍摄视场的高放大率拍摄之间进行选择。通过用低放大率拍摄工 件获得的低放大率图像和通过用高放大率拍摄工件获得的高放大率 图像可以进行电子切换并且显示在显示器11上。

台驱动单元110为基于来自控制单元20的控制信号移动可移动 台12的驱动单元，并且由Z驱动部分111和XY驱动部分112组成。 Z驱动部分111为在预定范围内沿Z轴方向移动可移动台12的Z位 置调整部分，用于沿拍摄轴方向调整工件的位置。XY驱动部分112 为在预定范围内沿XY轴方向移动可移动台12的XY位置调整部分， 用于沿拍摄轴方向调整工件的位置。

透射照明单元120为照明装置，用于将照明光从下方施加到布 置在可移动台12的检测区13内的工件，并且由透射照明光源121、 反射镜122和光学透镜123组成。从透射照明光源121发出的透射照 明光由反射镜122反射并且经由光学透镜123发出。该透射照明光透 过可移动台12，部分透射光被工件截断，而其他部分入射到光接收 透镜单元150上。透射照明适于工件的外部形状和通孔内径的测量。

环形照明单元130为落射照明装置，用于将照明光从上方施加 到可移动台12的工件，并且由围绕光接收透镜单元150的光接收部 分的环状光源组成。环形照明单元130为能够执行单独点亮的照明装 置，并且可以照亮该单元的整个周界或其一部分。

共轴落射照明光源141为将具有与拍摄轴大致相同的发射光轴 的照明光从上方施加到可移动台12上的工件的光源。在光接收透镜 单元150内部，布置有半反射镜142，用于将照明光分支到发射光轴 和拍摄轴。落射照明适于测量具有不同层次(level)的工件尺寸。 特别地，使用共轴落射照明光源141的共轴落射照明优选地用于测量 具有存在于反射光中的大量规则反射分量的工件，这是因为照明光很 难在工件表面(例如经过镜面抛光的金属表面)上漫反射。

作为工件照明方法，可以选择透射照明、环形照明或共轴落射 照明。特别地，可以自动切换针对各个工件理想的待测位置和照明方 法来执行尺寸测量。

光接收透镜单元150为由光接收透镜151、半反射镜152、光阑 板153和156以及图像形成透镜154和157组成的光学系统。光接收 透镜单元150接收透射照明光和工件反射的光，从而允许成像元件 155和158形成图像。光接收透镜151为布置成对着可移动台12的 物镜，并且共用于高放大率拍摄和低放大率拍摄。光接收透镜151 具有即使工件在Z轴方向上的位置变化时也保持图像尺寸不变的特 性。光接收透镜151被称为远心透镜。

光阑板153和图像形成透镜154为低放大率侧图像形成透镜部 分，并且布置在与光接收透镜151相同的轴上。图像形成透镜154 为布置成对着成像元件155的光学透镜。

另一方面，光阑板156和图像形成透镜157为高放大率侧图像 形成透镜部分，并且高放大率拍摄轴通过半反射镜152而从低放大率 拍摄轴分支出来。图像形成透镜157为布置成对着成像元件158的光 学透镜。

成像元件155为用于低放大率的图像传感器，其以低放大率拍 摄光接收透镜单元150所形成的低放大率视场内的工件从而生成低 放大率图像。成像元件158为用于高放大率的图像传感器，其以高放 大率拍摄光接收透镜单元150所形成的高放大率视场内的工件从而 生成高放大率图像。高放大率视场为比低放大率视场窄的拍摄视场， 并且形成在低放大率视场内。

成像元件155和158各自由半导体元件例如CCD(电荷耦合器件) 或CMOS(互补型金属氧化物半导体)组成。

在该尺寸测量设备1中，无论工件以何种姿态布置在哪个位置， 只要将工件布置在可移动台12的检测区13内就可以对工件进行拍 摄，随后分析低放大率图像以在X轴方向或Y轴方向移动可移动台 12，从而自动将工件变换到高放大率视场。

图3是示出了图2的环形照明单元130的构成图的示图。该环 形照明单元130由布置在圆周上的四个发光块131组成，并且可以通 过任意选择发光块131而点亮。

可以在尺寸测量时点亮测量位置信息中指定的发光块131。尤其 在对于同一工件W测量待测的多个位置的情况，可以指定针对各个待 测位置而将被点亮的发光块131。

<尺寸测量设备1的操作>

图4的步骤S101到S103是示出了图1的尺寸测量设备1的操 作示例的流程图。在该尺寸测量设备1中，操作由三个处理组成，即， 测量设置数据的创建(步骤S101)、测量的执行(步骤S102)和测 量结果的显示(步骤S103)。

测量设置数据为执行测量所需的信息，其由示出特征量的特征 量信息、示出了待测位置和测量类型的测量位置信息以及示出了针对 各个待测位置的设计值和容限的设计值信息组成。特征量信息为用于 分析工件图像从而检测工件的位置和姿态的定位信息。特征量信息基 于预定主要数据来设置。注意，当特征量信息和测量位置信息为基于 高放大率图像设置的信息，将指示这种设置的识别信息保存为测量设 置数据。

在控制单元20中创建测量设置数据。可替代地，可能存在这种 配置，其中在例如PC(个人计算机)的信息处理终端中创建的测量 设置数据被传送到控制单元20并随后使用。基于这种测量设置数据 执行测量处理。随后，测量获得的尺寸值和质量确定结果显示在显示 器11上，从而执行针对测量结果的显示处理。

<测量设置数据的创建>

图5的步骤S201到S204是示出了在创建测量设置数据时图1 的尺寸测量设备1中的操作示例的流程图。该附图示出了在控制单元 20中创建测量设置数据的情况。

测量设置数据创建处理由以下所示的五个处理过程组成。首先， 输入设计数据(步骤S201)。在输入设计数据时，获得特征量设置 和形状对比中使用的主要数据。主要数据由拍摄主要工件获得的拍摄 图像、或CAD(计算机辅助设计)数据或者借助CAD创建的CAD图像 组成。本文将描述使用通过拍摄主要工件获得的主要图像作为主要数 据的情况的示例。

接下来，设置特征量(步骤S202)。基于主要图像设置特征量 信息和测量范围，从而设置特征量。接下来，指定待测位置和测量类 型(步骤S203)。具体地说，通过针对在显示器11上显示的主要图 像来指定待测位置、边沿检测区和测量方法来执行上述指定。

边沿检测区为图像处理区，用于分析其中的图像数据的亮度变 化，以提取边沿。在指定测量类型时，选择以何种方式进行测量的测 量方法。在完成待测位置和测量类型的指定时，对主要图像执行尺寸 测量。即，针对主要图像提取待测位置的边沿，从而通过指定的测量 方法计算待测位置的尺寸值。例如在主要图像上显示尺寸值的测量结 果。

接下来，设置设计值和容限(步骤S204)。在设置设计值和容 限时，根据需要改变针对各个待测位置的显示尺寸值，并且将其设置 为设计值。而且，与设计值相关联地设置容限。将以此方式创建的测 量设置数据写入控制单元20内的存储器中。

<具有阶梯的工件W的拍摄图像>

图6是示出了通过使用图1的尺寸测量设备1拍摄具有阶梯的 工件W所获得的各个工件图像W1到W3的示例的示图。这些附图示出 了通过落射照明的拍摄情况。图6的(A)示出了具有阶梯的工件W 的透视图，以及图6的(B)示出了在沿Z方向移动可移动台12的同 时进行拍摄而获得的工件图像W1到W3。

该工件W由Z方向上最高的顶部块、位于中间高度的中间块和 最低的底部块组成，并且形成有位于顶部块的顶面和中间块的顶面之 间的阶梯、以及位于中间块的顶面与底部块的顶面之间的阶梯。工件 图像W1到W3为通过拍摄布置在可移动台12上的工件图像W获得拍 摄图像，并且例如它们由通过拍摄低放大率视场内的工件图像W获得 低放大率图像组成。

在工件W的前述阶梯大于低放大率拍摄时的视场深度时，由于 只有视场深度范围内的位置聚焦，所以无法在工件图像W1到W3中获 取工件W的整个图像。即，在三个工件图像W1到W3中，工件图像 W1是在可移动台12的最低Z方向位置处拍摄的，并且只有顶部块的 顶面聚焦。工件图像W2是在可移动台12的中间高度的Z方向位置处 拍摄的，并且只有中间块的顶面聚焦。工件图像W3是在可移动台12 的最高的Z方向位置处拍摄的，并且只有底部块的顶面聚焦。

在针对这种工件W设置具有不同Z方向高度的多个位置情况下， 为了将这样的各个位置指定为待测对象，就要求传统的尺寸测量设备 手动调整可移动台12的Z方向位置，以进行聚焦调整。

与此相反，根据本实施例的尺寸测量设备1使用通过对拍摄同 一主要工件获得的多个拍摄图像进行深度延伸所获得的深度延伸图 像作为主要图像，以指定待测位置和测量方法，并且即使在工件W 具有超过视场深度的阶梯时，只要工件W具有与主要工件相同的形 状，则可以容易地掌握工件W的整个图像。基于此，可以在无需手动 调整可移动台12的Z方向位置的情况下，轻松地将具有不同Z方向 高度的多个位置设置为待测对象。

<主要图像M1和测量设置屏幕2>

图7是示出了在设置测量位置时图1的尺寸测量设备1的操作 示例的示图。图7的(A)示出了对通过拍摄主要工件获得的多个拍 摄图像执行深度延伸所获得的主要图像M1，以及图7的(B)示出了 用于利用主要图像M1设置待测位置的测量设置屏幕2。

主要图像M1是对通过在使可移动台12以规则间隔不同定位的 多个Z方向位置的同时拍摄同一主要工件而获得的多个拍摄图像执 行深度延伸、并且对获得的多个拍摄图像执行深度延伸所获得的深度 延伸图像。主要工件为具有与作为待测对象的工件W相同形状的参考 对象。

深度延伸图像为通过合成具有不同焦点位置的多个拍摄图像从 而临时提高视场深度而获得的多焦点图像。这种深度延伸图像创建为 这样一种图像，使得例如分析各个拍摄图像的亮度变化来获得关于各 个像素的边沿强度，并且基于获得的边沿强度将聚焦的拍摄图像的像 素值彼此连接。

用于深度延伸的各个拍摄图像与示出可移动台12的Z方向位置 的位置信息相关联，并且深度延伸图像的各个像素与相应的拍摄图像 的位置信息相关联。因此，指定主要图像M1中的像素允许在拍摄相 应的拍摄图像时识别可移动台12的Z方向位置。即，使用主要图像 M1设置的测量位置信息与可移动台12的Z方向位置信息相关联。尽 管针对深度延伸所获得的拍摄图像可以是低放大率图像或者高放大 率图像，但是这里假定使用低放大率图像。

在该主要图像M1中，顶部块、中间块和底部块的各个顶面聚焦， 从而可以容易地识别工件W的整个图像。可以针对深度延伸而任意指 定沿Z方向移动可移动台12的范围。例如，可以适当地改变移动范 围的上限和下限。而且，可以任意指定移动可移动台12时的间隔(间 距)以及用于深度延伸的拍摄图像的数量，并且它们可以适当地进行 改变。

测量设置屏幕2为输入屏幕，用于设置待测位置和测量方法， 并且显示在显示器11上。在该测量设置屏幕2中，布置用于显示主 要图像M1的显示区21和多个设置按钮22和23。设置按钮22为设 置测量类型、照明方法等的操作图标。设置按钮23为设置提取待测 位置的边沿时的边沿提取条件的操作图标。

针对显示区21内的主要图像M1指定测量位置信息和测量类型， 从而创建测量位置信息。例如，通过指定主要工件的边沿的边界环绕 部分来设置边沿检测区A1。当指定待测位置及其测量类型时，对主 要图像M1执行尺寸测量，并且可以在主要图像M1上显示待测位置的 尺寸值。用户可以针对测量结果指定设计值和容限。

<深度延伸图像和真实图像之间的切换>

图8是示出了设置测量位置时图1的尺寸测量设备1的操作示 例的示图，其示出了主要图像M1和通过拍摄主要工件获得的真实图 像之间的切换状态。在对测量设置屏幕2执行测量设置的情况下，通 过指定预定切换操作，根据待测位置可以彼此切换通过执行深度延伸 获得的主要图像M1和通过拍摄可移动台12上的主要工件获得的真实 图像。

例如在显示区21内显示的主要图像M1中，利用鼠标指针等指 定边沿部分，而利用鼠标32执行点击操作来输入切换命令，从而可 以将显示区21内的图像切换到真实图像。该真实图像为通过拍摄可 移动台12上的主要工件获得的拍摄图像，并且在切换到真实图像时， 可移动台12自动移动到与鼠标指针等指示的位置相对应的Z方向位 置。因此可以借助真实图像确定聚焦状态下的指定位置。

适当地将图像切换到真实图像从而允许在从深度延伸图像或拍 摄图像提取边沿(例如扫描方向或边沿方向)时设置针对主要工件上 的特定位置的边沿提取条件，并且还允许对设置的边沿提取条件执行 真实尺寸测量从而确定操作。

<测量位置的设置>

图9的步骤S301到S311是示出了设置测量位置时图1的尺寸 测量设备1的操作示例的流程图。当在可移动台12上布置预定主要 工件并且通过预定操作指定了待测位置的设置开始时，首先，可移动 台12移动到开始位置用于深度延伸，并且拍摄可移动台12上的主要 工件，从而获得拍摄图像(步骤S301)。

随后，可移动台12仅在Z方向移动固定距离，从而重新获得拍 摄图像。重复该重新获取拍摄图像直到可移动台12到达结束位置， 并且在可移动台12完成Z方向扫描到达结束位置时，对获得的多个 拍摄图像进行深度延伸(步骤S302)，并且在测量设置屏幕2上显 示深度延伸所获得的主要图像M1(步骤S303)。

接下来，当通过预定操作针对主要图像M1指定了待测位置时， 设置测量类型和边沿检测区A1(步骤S304和S305)。接下来，设置 焦点位置(步骤S306)。在设置焦点位置时，针对待测位置指定用 于焦点调整的可移动台12的高度(Z方向位置)，其中在步骤S305 中设置了该位置的测量类型和边沿检测区A1，并且其位置信息与待 测位置相关联地保存。焦点位置信息与各个待测位置相关联。接下来， 当通过操作设置按钮23指定详细设置时，显示区21内的图像被切换 到真实图像(步骤S307和S308)。

随后将可移动台12移动到与主要图像M1上指定的位置相对应 的Z方向位置从而显示预定详细设置屏幕(步骤S309和S310)。重 复从步骤S304到S310的处理过程直到完成测量位置的设置(步骤 S311)。

<工件W的定位和姿态的详细说明>

图10A和10B是示出了图1的尺寸测量设备1的操作示例的示 图。图10A示出了在设置测量位置时使用的主要图像M1，以及图10B 示出了在实际测量工件W的尺寸时通过拍摄获得的工件图像W10。

在适当地将作为待测对象的工件W布置在可移动台12上的拍摄 视场内的情况下，工件图像W10中的工件相比较主要图像M1处于不 同定位和姿态。因此，在根据本实施例的尺寸测量设备1中，将先前 根据主要图像M1等创建的检查模式图像与工件图像W10相比较，以 在工件图像W10内指定工件W的定位和姿态。

作为检查模式图像，可以使用通过对多个拍摄图像执行深度延 伸获得的主要图像M1、或者在可移动台12位于特定Z方向位置状态 下通过拍摄主要工件获得的拍摄图像，这里使用主要图像M1。

基于这种布置状态下的检测结果，规定工件图像W10内的待测 位置来执行边沿提取，从而允许准确计算待测位置的尺寸值。测量结 果(例如尺寸值)可以显示在工件图像W10上。在该示例中，尺寸值 和尺寸线与待测位置相关联地布置在工件图像W10上。

<测量处理>

图11的步骤S401到S409是示出了图1的尺寸测量设备1测量 时的操作示例的流程图。当作为待测对象的工件W布置在可移动台 12上并且通过操作测量启动钮16等指定测量运行时，首先，将可移 动台12上的工件W移动到深度延伸的开始位置，拍摄可移动台12 上的工件W从而获得工件图像(步骤S401和S402)。

随后，可移动台12仅在Z方向移动固定距离，从而重新获得工 件图像。重复该工件图像的重新获得直到可移动台12到达结束位置， 并且在可移动台12完成Z方向扫描到达结束位置时，对获得的多个 工件图像进行深度延伸(步骤S403和S404)。

接下来，利用作为特征量信息的先前登记的模式图像检查通过 深度延伸所获得的深度延伸图像，以指定工件W的布置状态，例如其 定位和姿态(步骤S405)。

具体地说，指定待测位置并且基于工件W的布置状态和先前登 记的测量位置信息提取边沿(步骤S406)。随后基于所提取的待测 位置的边沿计算待测位置的尺寸值(步骤S407)。

而且，从计算尺寸值与作为设计值信息的先前登记的设计值之 间的差获得误差，并且将该误差与相对应的容限相比较，从而对各个 待测位置执行质量确定以及对工件W执行质量确定(步骤S408和 S409)。

图12是示出了图1的控制单元20的构成示例的框图，其示出 了控制单元20内的功能配置的示例。该控制单元20由拍摄控制部分 201、深度延伸部分202、深度延伸图像存储部分203、主要图像显示 部分204、特征量信息生成部分205、测量位置信息生成部分206、 测量设置数据存储部分207、工件检测部分208、边沿检测部分209、 尺寸值计算部分210、质量确定部分211、测量结果显示部分212、 和真实图像显示部分213组成。

拍摄控制部分201为基于来自测量单元10、键盘31和鼠标32 的操作输入控制主要工件和工件W的拍摄的控制部分。拍摄控制部分 201生成成像控制信号和台控制信号，并且将生成的信号输出到测量 单元10。成像控制信号由用于控制测量单元10内的成像元件155和 158、测量单元120和130以及落射照明光源141的控制命令组成。 台控制信号由用于控制台驱动单元110的控制命令组成。

深度延伸部分202对可移动台12的Z方向位置不同时所获得的 多个拍摄图像执行深度延伸，从而生成深度延伸图像并且将生成的图 像存储到深度延伸图像存储部分203。

在设置测量位置时，拍摄布置在可移动台12上的主要工件从而 创建深度延伸图像(主要图像M1)。主要图像显示部分204基于深 度延伸图像存储部分203内的深度延伸图像创建用于显示主要图像 M1的屏幕数据，并且将生成的数据输出到测量单元10。另一方面， 在用于工件W的尺寸测量时，拍摄布置在可移动台12上的工件W从 而创建深度延伸图像。

特征量信息生成部分205基于深度延伸图像存储部分203内的 深度延伸图像生成用于检测工件W的特征量信息，并且将生成的信息 作为测量设置数据存储到测量设置数据存储部分207中。该特征量信 息由检查模式图像组成，并且基于主要图像M1而生成。

测量位置信息生成部分206基于操作输入生成由待测位置和测 量方法组成的测量位置信息，并且将生成的数据作为测量设置数据存 储在测量设置数据存储部分207内。通过指定针对主要图像M1的待 测位置、测量类型和照明方法生成该测量位置信息。

测量设置数据存储部分207将特征量信息、测量位置信息和设 计值信息保存作为测量设置数据。特征量信息为检查用于检测诸如工 件W在工件图像内的定位和姿态的布置状态的特征信息，并且由用于 模式匹配的模式图像、用于几何形状相关搜索的几何形状信息、示出 了工件W的特征点的特征点信息组成。设计值信息由针对各个待测位 置设置的设计值和与设计值相关联的容限组成。

工件检测部分208基于特征量信息规定工件W在工件图像中的 定位和姿态。具体地说，将工件W的深度延伸图像与检查模式图像相 比较，以确定工件W的定位和姿态，并且将确定结果输出到边沿检测 部分209。

边沿检测部分209根据工件W的布置状态和测量位置信息指定 其布置状态已由工件检测部分208指定的工件W的深度延伸图像中的 待测位置，并且从工件图像提取待测位置的边沿。通过分析测量位置 信息中指定的边缘检测区A1内图像数据中的相邻像素之间的亮度值 变化来执行边沿提取。

尺寸值计算部分210基于通过边沿提取部分209提取的边沿计 算待测位置的尺寸值，并且将计算出的值输出到质量确定部分211。 具体地说，利用诸如最小二乘法的统计技术将通过边沿提取获得的多 个边沿点与诸如直线或弧线的几何形状相拟合，从而指定工件W的边 沿。在例如将工件W的边沿上的两个平行直线部分指定为待测位置 时，计算这些直线之间的距离作为尺寸值。而且，当指定了直线部分 和特征点时，计算该直线和特征点之间的距离作为尺寸值。而且，当 指定了具有不同斜度的两个直线部分时，计算这些直线之间的夹角作 为尺寸值。而且，当指定圆的一部分(圆弧)或整个圆作为待测位置 时，计算圆的直径、半径或中心坐标作为尺寸值。

质量确定部分211从尺寸值计算部分210计算的尺寸值和与其 对应的设计值之间的差获得误差，并且将该误差与对应容限相比较， 从而针对各个待测位置对尺寸值执行质量确定，以及对工件W执行质 量确定。通过确定尺寸值与设计值之间的差(误差)是否落在容限范 围来执行对尺寸值的质量确定。而且，针对各个待测位置，基于对尺 寸值的质量确定结果执行对工件W的质量确定。

测量结果显示部分212创建用于显示尺寸值和工件W的深度延 伸图像的质量确定结果的屏幕数据，并且将生成的数据输出到测量单 元10。真实图像显示部分213基于操作输入生成用于显示拍摄主要 工件获得的真实图像的屏幕数据，并且将生成的数据输出到测量单元 10。

<详细设置屏幕3>

图13是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而在显示器11上显示的详细设置屏幕3示例的示图。该附图示出 了使用通过在高放大率视场内以高放大率拍摄主要工件获得的高放 大率真实图像设置边沿提取条件的情况。

测量设置屏幕3为设置在从深度延伸图像提取边沿时的边沿提 取详细条件的输入屏幕。例如，针对主要图像M1指定待测位置从而 将屏幕切换到真实图像，并且随后操作设置按钮23来显示测量设置 屏幕3。

在该测量设置屏幕3中，布置了用于显示主要图像M1和主要工 件的真实图像的显示区301、用于指定边沿提取参数的输入字段302、 303以及指定用于边沿提取的阈值的输入字段304。输入字段302为 用于指定扫描方向作为边沿提取参数的输入区。扫描方向为针对边沿 检测区A内的图像数据分析相邻像素之间的亮度变化时的像素行的 方向。具体地说，在提取圆作为边沿的情况下，可以选择从中心向外 的方向或者从外向中心的方向作为扫描方向。在该示例中，指定从中 心向外的方向作为扫描方向。

输入字段303为用于指定边沿方向作为边沿提取参数的输入区。 边沿方向为在以在输入字段302中指定作为正常方向(normal  direction)的扫描方向提取边沿时作提取对象的边沿的强度的正值 或负值。具体地说，可以选择亮度从暗变化到亮的正极性、亮度从亮 变化到暗的负极性以及非指定极性的任一种作为边沿方向。

输入字段304为指定边沿强度的上限和下限作为用于缩小待提 取对象的边沿点的阈值。基于边沿检测区A1内的图像数据获得有关 扫描方向的边沿强度的分布，并且随后基于该边沿强度分布提取边沿 点。

在该示例中，在显示区301内显示在圆形通孔的外周上形成有 阶梯的主要工件的真实图像。针对该真实图像指定了分别具有同心圆 A11和A12的边缘检测区A1作为其外边沿和内边沿，以检测边沿检 测区A1内的边沿点，并且输出拟合了大量检测边沿点的圆B1作为待 测对象的边沿。

在该真实图像的情况下，在具有大强度的通孔内边沿的影响下， 无法精确检测待测对象的外边沿，这造成尺寸值内包含大误差。圆 B1的直径为2.8064mm。

应该注意的是，在该示例中，在真实图像上显示用于边沿强度 的分布图C1。分布图C1通过沿扫描方向分析边沿检测区A1内的图 像数据来创建，并且基于指定边沿检测区A1内的位置的预定操作来 显示。在该分布图C1中，除了对应于作为待测对象的边沿的边沿强 度的峰值点B12之外，在其外部检测到了噪声分量B11，并且在其内 部检测到了对应于通孔内部的边沿的峰值B13。

图14是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而显示的详细设置屏幕3示例的示图，其示出了指定边沿方向作 为边沿提取的条件的情况。在该详细设置屏幕3中，亮度从暗变化到 亮的方向被指定为边沿方向。

基于此，未提取亮度从亮变暗的有关扫描方向的边沿点，并且 由此可以抑制通孔内边沿的影响。在此情况下，圆B1的直径的测量 值为2.8544mm，并且直径值的误差很小。

图15是示出了通过操作图7的测量设置屏幕2内部的设置按钮 23而显示的详细设置屏幕3示例的示图，其示出了指定边沿强度的 阈值作为边沿提取的条件的情况。在该详细设置屏幕3中，指定边沿 强度的上限和下限作为用于缩小作为待提取对象的边沿点的阈值。

基于有关扫描方向的边沿强度分布，在提取边沿点时，将边沿 点缩小到不大于上限并且不小于下限的边沿强度的范围C2内的边沿 点，从而执行边沿提取。

基于此，未提取边沿强度在范围C2之外的边沿点和噪声，从而 允许抑制通孔内的边沿的影响。在此情况下，圆B1的直径的测量值 为2.8537mm，并且直径值的误差很小。

根据本实施例，通过拍摄主要工件获得的深度延伸图像被用作 用于指定待测位置和测量方法的主要图像M1，即使在工件W具有超 过成像部分的视场深度的阶梯时，只要工件W具有与主要工件相同形 状，就可以容易地掌握工件W的整个图像。这可以便于将工件W中具 有不同Z方向高度的多个位置设置为待测对象。而且，由于从通过针 对如此设置的待测位置拍摄工件W获得的深度延伸图像提取了边沿 以计算尺寸值，所以可以在对工件W进行尺寸测量时无需手动调整可 移动台12的Z方向位置的情况下获得理想尺寸。

而且，当针对主要图像M1指定了待测位置时，将可移动台12 移动到对应的Z方向位置用于聚焦调整从而获得了主要工件的拍摄 图像。由于针对该真实图像指定了待测位置和测量方法，所以可以在 无需了解待测位置的高度的情况下，借助真实图像具体设置边沿提取 的条件等。

而且，利用模式图像检查通过拍摄可移动台12上的工件W获得 的工件图像，从而允许对具有与主要工件相同形状的工件W的定位和 姿态进行精确指定。而且，由于基于指定定位和姿态对待测位置执行 边沿提取，所以即使工件W以任意姿态和任意位置布置在可移动台 12上时，只要工件W布置在拍摄视场内就可以高精度地测量理想尺 寸。

另外，在本实施例中已经描述了以下情况的示例，即其中根据 通过对多个拍摄图像执行深度延伸获得的主要图像M1创建检查模式 图像，并且将工件W的深度延伸图像与模式图像相比较从而指定深度 延伸图像中工件W的定位和姿态，但是本发明并不将工件检测方法限 于此。例如，根据通过拍摄可移动台12位于特定Z方向位置状态下 的主要工件获得的拍摄图像创建检查模式图像。在针对尺寸测量而定 位工件W时，可以配置成在将可移动台12移动到特定位置的同时拍 摄工件W，并且将获得的工件图像与模式图像相比较，从而确定拍摄 视场内的工件的定位和姿态。

实施例2

在实施例1中，描述了以下情况的示例，即其中从通过拍摄工 件W获得的深度延伸图像提取作为待测位置的边沿来计算尺寸值。与 此相反，在本实施例中，描述了以下情况，即将可移动台12移动到 对应于待测位置的Z方向位置，对测量位置进行聚焦调整，并且从进 行了聚焦调整的工件图像提取待测位置的边沿，以计算尺寸值。

图16的步骤S501到S510是示出了测量工件时根据本发明的实 施例2的尺寸测量设备1的操作示例的流程图。当作为待测对象的工 件W布置在可移动台12上并且通过操作测量启动按钮16等指定测量 运行时，首先，将可移动台12上的工件W移动到已拍摄了检查模式 图像的Z方向位置，并且拍摄可移动台12上的工件W从而获得工件 图像(步骤S501和S502)。

接下来，利用先前登记的模式图像作为特征量信息来检查获得 的工件图像，以指定工件W在拍摄视场内的布置状态(例如其定位和 姿态)(步骤S503)。

接下来，将可移动台12移动到与待测位置对应的Z方向位置并 且拍摄可移动台12上的工件W，从而新获取工件图像(步骤S504和 S505)。随后，指定待测位置并且基于工件W的布置状态和先前登记 的测量位置信息提取边沿，以提取边沿(步骤S506)。随后基于所 提取的待测位置的边沿计算待测位置的尺寸值(步骤S507)。

而且，从计算出的尺寸值与作为设计值信息的先前登记的设计 值之间的差获得误差，并且将该误差与对应容限相比较，从而对各个 待测位置执行质量确定以及对工件W执行质量确定(步骤S508和 S509)。

在设置另一待测位置时重复步骤S504到S509的处理过程直到 获得了针对每个待测位置的尺寸值为止(步骤S510)。

图17是示出了图16的尺寸测量设备1中的控制单元20的构成 示例的框图。该控制单元20不同于在测量位置聚焦调整部分214中 提供的图12的控制单元20。

在该控制单元20中，根据通过拍摄主要工件获得的拍摄图像创 建检测模式图像。即，特征量信息生成部分205使得在可移动台12 位于特定Z方向位置状态下拍摄主要工件，并且基于获得的拍摄图像 生成由检查模式图像组成的特征量信息。可以直接指定、或者通过选 择主要图像M1中的待测位置来指定设置特征量信息时的可移动台12 的位置。可替代地，可以使用获得用于创建主要图像M1的用于深度 延伸的任意拍摄图像来设置特征量信息。

测量位置聚焦调整部分214基于操作输入将可移动台12移动到 对应于检查模式图像的Z方向位置，以指定拍摄视场内工件W的布置 状态。工件检测部分208将此时获得的工件图像与模式图像相比较， 以确定拍摄视场内工件W的定位和姿态。

而且，在控制单元20中，将可移动台12移动到与待测位置相 对应的Z方向位置，从拍摄工件图像提取待测位置的边沿，从而计算 尺寸值。即，测量位置聚焦调整部分214将可移动台12移动到对应 于待测位置的Z方向位置，以对待测位置进行聚焦调整。

边沿提取部分209基于测量位置信息从进行了聚焦调整的工件 图像提取待测位置的边沿。在存在相对于同一工件W具有不同高度的 多个待测位置的情况下，聚焦测量位置调整部分214依次将可移动台 12移动到对应于待测位置的各Z方向位置。

根据本实施例，将可移动台12移动到已使用主要图像M1设置 的与待测位置相对应的Z方向位置，进行聚焦调整从而获得工件图 像。由于从工件图像提取边沿从而计算尺寸值，所以甚至可以在对工 件W进行尺寸测量时无需手动调整可移动台12的Z方向位置的情况 下获得理想的尺寸。

而且，由于依次移动可移动台12以进行聚焦调整，因此即使在 针对同一工件存在具有不同高度的多个待测位置的情况下，也可以自 动地将这些待测位置依次变换到焦点位置，从而获得这些待测位置的 尺寸值。

另外，尽管在实施例1和2中描述了电切换低放大率拍摄和高 放大率拍摄情况的示例，但是本发明并非将用于切换拍摄放大率的方 法限于此。例如，本发明包括机械切换可移动台12侧上的光接收透 镜(物镜)的一种方法，即所谓的转换器型。即，由用于低放大率拍 摄的光接收透镜和用于高放大率拍摄的光接收透镜组成的物镜单元 相对于由光阑板、图像形成透镜和成像元件组成的一组图像形成单元 旋转，从而在低放大率拍摄与高放大率拍摄之间进行切换。