專利名稱：圖像測量裝置以及自動(dòng)對焦控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于拍攝被測量對象而得到的圖像，以非接觸的方式對被測量對象進(jìn)行測量的圖像測量裝置以及自動(dòng)對焦控制方法。
背景技術(shù)：
圖像測量裝置與面向一般消費(fèi)者的數(shù)字照相機(jī)等相比要求精密的精確度，并且根據(jù)用途對吞吐量有要求。為了滿足這種條件，迅速且高精確度地進(jìn)行測量，日本特開2001-319219號公報(bào)中公開了ー種具備自動(dòng)對焦(autofocus)功能的三維圖像測量裝置。在對比度式的自動(dòng)對焦中，一邊使照相機(jī)等攝像部件的對焦位置逐漸變化ー邊進(jìn) 行拍攝，根據(jù)拍攝得到的圖像的對比度來判斷對焦位置。這種方法例如能夠以僅利用照相機(jī)和軟件的簡易結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，但是根據(jù)將照相機(jī)與軟件進(jìn)行連接的通信方式不同，由于通信的競爭等而使圖像傳輸產(chǎn)生不確定的延遲或產(chǎn)生丟幀，或者由于攝像部件ー邊移動(dòng)ー邊拍攝而使實(shí)際的圖像拍攝位置與該圖像的獲取位置之間產(chǎn)生一定的偏移。因此，有時(shí)會(huì)無法判斷實(shí)際獲取到圖像的位置而難以獲取正確的對焦位置。另外，該偏移根據(jù)裝置的個(gè)體差異等而各不相同，會(huì)直接變?yōu)闇y量誤差，因此需要分別進(jìn)行校正等來應(yīng)對。

發(fā)明內(nèi)容
為了解除上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)校正測量誤差、高精確度且高速的對比度式的自動(dòng)對焦的圖像測量裝置以及自動(dòng)對焦控制方法。為了解決上述問題并達(dá)到目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的特征在于，具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，其中，上述位置控制部件在上述攝像部件對上述被測量對象進(jìn)行拍攝的拍攝期間內(nèi)的規(guī)定時(shí)刻，基于從上述攝像部件和上述位置控制部件中的一方對另一方輸出的觸發(fā)信號來獲取并保存上述位置信息，上述圖像測量部件基于從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來計(jì)算上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息，使用計(jì)算出的位置信息來進(jìn)行自動(dòng)對焦控制。上述攝像部件與上述圖像測量部件之間以及上述位置控制部件與上述圖像測量部件之間經(jīng)由通用串行通信線相連接，上述攝像部件與上述位置控制部件之間經(jīng)由專用數(shù)字通信線相連接。上述觸發(fā)信號例如是垂直同步(Vsync)信號，上述位置控制部件基于在上述拍攝期間的終點(diǎn)從上述攝像部件輸出的上述垂直同步信號來獲取并保存上述位置信息。另外，上述觸發(fā)信號例如也可以是閃光燈(Strobe)信號，上述位置控制部件基于在上述拍攝期間的中間點(diǎn)從上述攝像部件輸出的上述閃光燈信號來獲取并保存上述位置信息。并且，上述觸發(fā)信號例如還可以是攝像開始指示信號，上述攝像部件基于從上述位置控制部件輸出的上述攝像開始指示信號來開始上述被測量對象的拍攝，上述位置控制部件在上述拍攝期間的起始點(diǎn)，在輸出上述攝像開始指示信號的同時(shí)獲取并保存上述位置信息。此外，也可以使上述攝像部件對上述圖像信息附加序列號信息后傳輸至上述圖像測量部件，上述位置控制部件將上述位置信息與上述序列號信息相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行保存，上述圖像測量部件計(jì)算與上述序列號信息對應(yīng)的上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息。另外，本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的特征在于，具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，其中，上述位置控制部件在上述攝像部件的規(guī)定的拍攝時(shí)刻獲取并保存上述位置信息，上述圖像測量部件通過 毎次改變上述攝像部件沿上述對焦軸方向的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向中的至少ー個(gè)來進(jìn)行多次自動(dòng)對焦捜索，基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出上述拍攝時(shí)刻與上述位置信息的獲取時(shí)刻之間的偏移量，基于所求出的偏移量對各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置進(jìn)行校正。上述圖像測量部件基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出對焦位置，基于在各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置之間的誤差以及上述攝像部件的移動(dòng)速度來求出上述偏移量。另外，上述圖像測量部件例如進(jìn)行以下的處理對上述偏移量設(shè)定規(guī)定的初始值，根據(jù)在各自動(dòng)對焦捜索中使用上述偏移量進(jìn)行校正而得到的對焦位置的差來求出用于對上述偏移量進(jìn)行校正的校正值，用該校正值對上述偏移量進(jìn)行校正，上述圖像測量部件重復(fù)該處理直到上述校正值小于規(guī)定值。例如通過以相同的移動(dòng)速度分別向第一移動(dòng)方向和與該第一移動(dòng)方向相反的第ニ移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。另外，也可以通過分別以第一移動(dòng)速度和與該第一移動(dòng)速度不同的第二移動(dòng)速度向一個(gè)移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。并且，還可以通過以第一移動(dòng)速度向第一移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，并且以與上述第一移動(dòng)速度不同的第二移動(dòng)速度向與上述第一移動(dòng)方向相反的第二移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。上述偏移量例如是通過時(shí)間來表示的上述攝像部件的巾貞延遲時(shí)間。另外，也可以通過距離來表示上述偏移量，該距離是根據(jù)上述攝像部件的上述移動(dòng)速度和移動(dòng)方向、預(yù)先與上述移動(dòng)速度對應(yīng)的移動(dòng)距離以及上述攝像部件的幀延遲時(shí)間，參照表而求出的。本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的自動(dòng)對焦控制方法是圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦控制方法，該圖像測量裝置具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，該自動(dòng)對 焦控制方法的特征在于，具備以下步驟由上述位置控制部件在上述攝像部件對上述被測量對象進(jìn)行拍攝的拍攝期間內(nèi)的規(guī)定時(shí)刻，基于從上述攝像部件和上述位置控制部件中的一方對另一方輸出的觸發(fā)信號來獲取并保存上述位置信息；以及由上述圖像測量部件基于從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來計(jì)算上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息，使用計(jì)算出的位置信息來進(jìn)行自動(dòng)對焦控制。另外，本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的自動(dòng)對焦控制方法是圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦控制方法，該圖像測量裝置具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，該自動(dòng)對焦控制方法的特征在于，具備以下步驟由上述位置控制部件在上述攝像部件的規(guī)定的拍攝時(shí)刻獲取并保存上述位置信息；以及由上述圖像測量部件通過每次改變上述攝像部件沿上述對焦軸方向的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向中的至少ー個(gè)來進(jìn)行多次自動(dòng)對焦捜索，基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出上述拍攝時(shí)刻與上述位置信息的獲取時(shí)刻之間的偏移量，基于所求出的偏移量對各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置進(jìn)行校正。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)校正測量誤差、高精確度且高速的對比度式的自動(dòng)對焦。


圖I是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示該圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示該圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示該圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的圖。圖5是表示該圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的圖。圖6是表示該圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的時(shí)序圖。圖7是表示利用使用了垂直同步信號的照相機(jī)主動(dòng)方式的該圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是表示該圖像測量裝置的垂直同步信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。圖9是表示該圖像測量裝置的垂直同步信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。圖IOA是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖IOB是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖11是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖12是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖13是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖14是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的閃光燈信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。圖15是表示該圖像測量裝置的閃光燈信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。
圖16是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖17是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖18是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖19是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖20是表示該圖像測 量裝置的觸發(fā)信號的輸入時(shí)刻的時(shí)序圖。圖21是表示該圖像測量裝置的觸發(fā)信號的輸入時(shí)刻的時(shí)序圖。圖22是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖23是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖24是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖25是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖26是表示該圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖27是表示該圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的圖。圖28是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的利用使用了觸發(fā)信號的照相機(jī)主動(dòng)方式的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖29是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理的一部分的校正值計(jì)算處理過程的流程圖。圖30是表示該計(jì)算處理工序的一部分的說明圖。圖31是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置的自動(dòng)對焦控制處理的一部分的校正值計(jì)算處理過程的流程圖。圖32是表示該計(jì)算處理工序的一部分的說明圖。圖33是表示在本發(fā)明的第七實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中利用使用了觸發(fā)信號的照相機(jī)從動(dòng)方式的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的圖像測量裝置以及自動(dòng)對焦控制方法的實(shí)施方式。[第一實(shí)施方式]圖I是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2和圖3是表示該圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖像測量裝置構(gòu)成為具備非接觸型的圖像測量機(jī)I和對該圖像測量機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制并執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(以下稱為“PC”)2。此外，PC 2例如具備將測量結(jié)果等打印出來的打印機(jī)4。圖像測量機(jī)I是如下那樣構(gòu)成的。即，在作為試樣移動(dòng)部件的架臺(tái)11之上載置有試樣臺(tái)(平臺(tái))12，以該試樣臺(tái)12的上表面為基面，使其與水平面一致，該試樣臺(tái)12用于載置エ件(被測量對象)3。在從架臺(tái)11的兩側(cè)端立設(shè)的臂式支承體13a、13b的上端支承有X軸引導(dǎo)件13c。試樣臺(tái)12例如構(gòu)成為能夠由架臺(tái)11所具備的未圖示的Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Y軸方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，在X軸引導(dǎo)件13c上支承有攝像單元14,由未圖示的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿X軸方向?qū)υ摂z像單元14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在攝像單元14的下端，與試樣臺(tái)12相對置地安裝有照相機(jī)141。作為該照相機(jī)141,能夠使用 CCD (Charge Coupled Device :電荷稱合器件)、CMOS (Complementary MetalOxide Semiconductor :互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等各種照相機(jī)。另外，在第一實(shí)施方式中，采用了從上方拍攝配置于試樣臺(tái)12上的エ件3的方式，但是例如也可以采用從橫向拍攝設(shè)置在地板上的エ件等其它的方式。PC 2構(gòu)成為具備計(jì)算機(jī)主體21、作為輸入部件的鍵盤22、操縱桿盒(以下稱為“J/S”)23以及鼠標(biāo)24、作為顯示器的一例的CRT(Cathode Ray Tube :陰極射線管)25。計(jì)算機(jī)主體21例如構(gòu)成為圖2所示的結(jié)構(gòu)。
S卩，在計(jì)算機(jī)主體21中，從照相機(jī)141經(jīng)由作為通用的數(shù)字串行通信線的USB線和USB端ロ(參照圖3)傳輸而輸入的所拍攝到的エ件3的圖像信息，經(jīng)由接ロ(以下稱為“I/F”)31而作為多值圖像保存在圖像存儲(chǔ)器32中。另外，例如在要執(zhí)行利用CAD(Computer Aided Design :計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))數(shù)據(jù)的離線示教(offline teaching)的情況下，由未圖示的CAD系統(tǒng)制作出的エ件3的CAD數(shù)據(jù)經(jīng)由I/F 33輸入至CPU 35。輸入至CPU 35的CAD數(shù)據(jù)例如在CPU 35中被展開為位圖等的圖像信息，之后被保存在圖像存儲(chǔ)器32中。保存在該圖像存儲(chǔ)器32中的該圖像信息通過顯示控制部36顯示在CRT25上。另ー方面，從鍵盤22、J/S 23以及鼠標(biāo)24輸入的代碼信息、位置信息等經(jīng)由I/F34輸入至CPU 35中。CPU 35按照保存在ROM 37中的微程序以及從HDD (Hard Disk Drive 硬盤驅(qū)動(dòng)器)38經(jīng)由I/F 39保存在RAM 40中的包括本發(fā)明所涉及的自動(dòng)對焦(AF)控制程序的測量執(zhí)行程序、測量結(jié)果顯示程序等各種程序來執(zhí)行測量執(zhí)行處理、測量結(jié)果的顯示處理等。另外，CPU 35按照上述測量執(zhí)行處理來經(jīng)由I/F 41對圖像測量機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。例如，在將拍攝范圍與CRT 25上所顯示的照相機(jī)141的拍攝范圍不同的エ件3的圖像顯示在CRT 25上的視頻窗ロ 25a(參照圖3)中的情況下，根據(jù)通過操作員的操作而從J/S23、鼠標(biāo)24輸入的輸入信息來控制圖像測量機(jī)I的X、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使試樣臺(tái)12、攝像單元14在X、Y軸方向上相對地進(jìn)行移動(dòng)。然后，在試樣臺(tái)12、攝像單元14所移動(dòng)到的位置處，由后述的Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Z軸方向(對焦軸方向)對照相機(jī)141進(jìn)行驅(qū)動(dòng)來執(zhí)行自動(dòng)對焦處理，基于對焦位置(focusposition)對エ件3進(jìn)行拍攝。由此，將新拍攝范圍內(nèi)的エ件3的圖像顯示在CRT 25上。此外，HDD 38是保存上述各種程序、數(shù)據(jù)等的記錄介質(zhì)，RAM 40除了保存各種程序以外，還提供CPU 35在各種處理中的工作區(qū)域。在第一實(shí)施方式中，圖像測量機(jī)I具備未圖示的控制器，控制器中包括位置控制部151 (參照圖3)。PC 2通過位置控制部151來控制照相機(jī)141的焦點(diǎn)位置。另外，PC 2例如構(gòu)成為能夠?qū)φ障鄼C(jī)141發(fā)送用于指定幀頻的信號、用于指定未圖示的照明裝置的光
量的信號等。照相機(jī)141按照由PC 2指定的幀頻對被照明裝置照射光的エ件3進(jìn)行拍攝，將拍攝得到的圖像信息如上所述那樣經(jīng)由USB線以批量傳輸?shù)姆绞絺鬏斨罰C 2。此時(shí)，從位置控制部151同樣地經(jīng)由USB線、USB端ロ將照相機(jī)141的位置信息發(fā)送至PC 2。此外，作為照明裝置，能夠使用各種照明，例如PWM(Pulse Width Modulation :脈寬調(diào)制)控制的LED等也能夠使用。攝像單元14具備線性編碼器143，其檢測照相機(jī)141的Z坐標(biāo)并輸出；作為Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的照相機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)144，其沿Z軸方向驅(qū)動(dòng)照相機(jī)141和測量頭14a ;以及Z軸馬達(dá)145，其對照相機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)144進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。Z軸馬達(dá)145通過圖像測量機(jī)I所具備的動(dòng)力單元16與位置控制部151相連接。另外，以使刻度或測量(檢測)頭14a與照相機(jī)141連動(dòng)地沿Z軸方向移動(dòng)的方式安裝線性編碼器143。位置控制部151用未圖示的計(jì)數(shù)器來測量照相機(jī)141的Z坐標(biāo)，輸出作為位置信息的Z值。位置控制部151具備對該Z值的輸出數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的鎖存計(jì)數(shù)器152以及將獲取到的Z值作為陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行保存的Z值鎖存緩沖器153。S卩，位置控制部151構(gòu)成為以下的結(jié)構(gòu)與后述的觸發(fā)信號相應(yīng)地，由未圖示的計(jì)數(shù)器從線性編碼器143獲取照相機(jī)141的Z坐標(biāo)信息并輸出，由鎖存計(jì)數(shù)器152對該輸出 數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且，由Z值鎖存緩沖器153將該Z坐標(biāo)信息作為Z值進(jìn)行保存。此外，照相機(jī)141經(jīng)由作為專用數(shù)據(jù)通信線的專用DIO(數(shù)據(jù)輸入輸出)線與位置控制部151相連接。位置控制部151對動(dòng)カ單元16輸出Z軸驅(qū)動(dòng)命令。動(dòng)カ單元16對Z軸馬達(dá)145提供驅(qū)動(dòng)電力，Z軸馬達(dá)145通過照相機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)144使照相機(jī)141向?qū)狗较蛞苿?dòng)。照相機(jī)141如上所述那樣以任意的幀頻對エ件3進(jìn)行拍攝，通過USB線等將圖像信息傳輸至PC 2。觸發(fā)信號是從照相機(jī)141和位置控制部151中的一方對另一方輸出的信號,在第ー實(shí)施方式中，采用將從照相機(jī)141向位置控制部151輸出的垂直同步(Vsync)信號用作觸發(fā)信號的照相機(jī)主動(dòng)方式。在這種情況下，位置控制部151接收該垂直同步信號，與其相應(yīng)地，未圖示的計(jì)數(shù)器獲取來自線性編碼器143的Z坐標(biāo)并輸出，鎖存計(jì)數(shù)器152對輸出數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，Z值鎖存緩沖器153保存Z值。與此相伴地，鎖存計(jì)數(shù)器152被更新，根據(jù)來自PC 2的讀取命令(請求命令)將保存于Z值鎖存緩沖器153中的Z值作為Z值陣列數(shù)據(jù)輸出至PC 2，顯示在CRT 25上的計(jì)數(shù)值窗ロ 25b(參照圖3)上。此外，在第一實(shí)施方式中，沿Z軸方向驅(qū)動(dòng)照相機(jī)141，但是通過調(diào)整設(shè)置于照相機(jī)141上的鏡頭等光學(xué)系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的動(dòng)作。另外，使用USB接ロ作為通用數(shù)字串行通信線，但是例如也可以利用Gig-E、FireWire等其它數(shù)字串行標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行通信。在以這種方式構(gòu)成的圖像測量裝置中，利用本發(fā)明所涉及的自動(dòng)對焦控制方法，例如如下這樣執(zhí)行自動(dòng)對焦處理。圖4和圖5是表示圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的圖。如圖4所示，在進(jìn)行自動(dòng)對焦處理時(shí)，首先，使照相機(jī)141移動(dòng)到接近エ件3的下方或遠(yuǎn)離エ件3的上方的自動(dòng)對焦捜索開始位置。然后，使其以V(mm/Sec)的移動(dòng)速度向上方或下方移動(dòng)，同時(shí)以固定的圖像獲取間隔(sec)在多個(gè)Z坐標(biāo)(Z0 Z8)處進(jìn)行拍攝。之后，根據(jù)各個(gè)Z坐標(biāo)位置處的圖像信息計(jì)算出對比度，由此得到對比度曲線CUV。在這樣得到的對比度曲線CUV上的所計(jì)算出的多個(gè)對比度中，與示出最高數(shù)值的對比度對應(yīng)的Z坐標(biāo)被判斷為對焦(focus)位置。如圖5所示，例如在9個(gè)位置的Z坐標(biāo)(Z0 Z8)處進(jìn)行拍攝，在傳輸目的地的PC2側(cè)對ZO Z8的圖像信息(imageO image8)進(jìn)行編號,對各個(gè)Z坐標(biāo)處的對比度(PO P8)進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，位置Z4處的對比度P4是最高的。因此，位置Z4被判斷為對焦位置，使照相機(jī)141的Z坐標(biāo)與TA 一致。但是，如圖4所示，即使在9個(gè)位置的Z坐標(biāo)(Z0 Z8)處進(jìn)行拍攝，也會(huì)由于從拍攝時(shí)刻到Z值獲取時(shí)刻的延遲tdelay(sec)的影響而實(shí)際上由位置控制部151鎖存的Z值(L0 L8)與拍攝時(shí)刻的Z坐標(biāo)(Z0 Z8)相偏移。在第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中，構(gòu)成為以下結(jié)構(gòu)即使產(chǎn)生這種偏移，通過與垂直同步信號相應(yīng)地鎖存Z位置，也能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置。此外，能夠通過下式來計(jì)算出圖像信息的拍攝時(shí)刻的Z位置。[數(shù)I] Zi = {Li+1 tdelay-Li (t
frame ^delay^ ^ 丨しframe+Li其中，i是圖像獲取順序的編號。在此，在這種對比度式的自動(dòng)對焦中，能夠通過增加圖像信息的輸出位置來掌握更加正確的對焦位置，但是當(dāng)增加輸出位置吋，從照相機(jī)141傳輸至PC 2的數(shù)據(jù)量會(huì)増加。由于如上所述那樣照相機(jī)141與PC 2是通過USB線等相連接的，因此圖像信息的傳輸速度會(huì)被限制為例如最大400Mbps左右，自動(dòng)對焦處理所耗費(fèi)的時(shí)間會(huì)增加。因此，在第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中，在自動(dòng)對焦時(shí)僅切取出照相機(jī)141的拍攝范圍中的一部分圖像來傳輸至PC 2，由此降低從照相機(jī)141向PC 2發(fā)送的數(shù)據(jù)量，從而提聞巾貞頻。參照圖6來說明該傳輸方法。圖6是表示圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的時(shí)序圖，即是表示自動(dòng)對焦時(shí)在照相機(jī)141與PC 2之間進(jìn)行通信的信號的時(shí)序圖。圖6的上段示出了從PC 2的軟件(以下稱為“S/W”)向照相機(jī)141發(fā)送的信號的一部分，下段示出了從照相機(jī)141向PC 2的S/W發(fā)送的信號。此外，以后只要沒有特別明確記載就將PC 2和S/W—起簡記為PC 2。首先，在開始自動(dòng)對焦之前的實(shí)時(shí)顯示中，從照相機(jī)141向PC 2發(fā)送整個(gè)拍攝范圍的圖像信息。此時(shí)發(fā)送的圖像例如如圖6的左下所示。然后，在時(shí)刻SI從PC 2向照相機(jī)141發(fā)送圖像輸出停止命令。當(dāng)照相機(jī)141的圖像輸出被停止時(shí)，從照相機(jī)141向位置控制部151發(fā)送使鎖存計(jì)數(shù)器152復(fù)位的命令。當(dāng)鎖存計(jì)數(shù)器152被復(fù)位時(shí)，照相機(jī)141如上所述那樣被照相機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)144驅(qū)動(dòng)到自動(dòng)對焦捜索開始位置。此外，也可以如后所述那樣在照相機(jī)141移動(dòng)到自動(dòng)對焦捜索開始位置之后使鎖存計(jì)數(shù)器152復(fù)位。在時(shí)刻S2，從PC 2對照相機(jī)141進(jìn)行限定使得所發(fā)送的圖像的范圍為例如圖6的中央下部所示。此時(shí)，也能夠同時(shí)命令輸出垂直同步信號。接著，在時(shí)刻S3從PC 2對照相機(jī)141發(fā)出圖像輸出開始命令,從照相機(jī)141向PC 2輸出(傳輸)圖像信息。此外，如后所述，也可以將序列號信息(時(shí)間戳)與該圖像信息一起輸出。另外，在時(shí)刻S2發(fā)出了輸出垂直同步信號的命令的情況下，從照相機(jī)141向位置控制部151發(fā)送垂直同步信號，保存照相機(jī)141的獲取圖像時(shí)的Z坐標(biāo)。此外，在輸出上述時(shí)間戳的情況下，也可以將其與Z坐標(biāo)一起保存。另外，在不使用垂直同步信號的情況下，除了后述的方式以外，還能夠利用各種不同的方式來進(jìn)行照相機(jī)141與位置控制部151之間的同步，例如根據(jù)照相機(jī)141的幀頻來計(jì)算照相機(jī)141的拍攝時(shí)刻，在計(jì)算出的時(shí)刻獲取照相機(jī)141的Z坐標(biāo)等。在自動(dòng)對焦已結(jié)束的時(shí)刻S4，從PC 2向照相機(jī)141發(fā)出圖像輸出停止命令。接著，在時(shí)刻S5，發(fā)送解除自動(dòng)對焦中對照相機(jī)141的設(shè)定(圖像輸出范圍的指定和垂直同步信號的輸出)的信號。另外，從PC 2向位置控制部151發(fā)送Z軸方向的移動(dòng)停止命令、鎖存結(jié)束(停止)命令以及鎖存數(shù)讀取(請求)命令。位置控制部151使照相機(jī)141的移動(dòng)停止，使鎖存計(jì)數(shù)器152和Z值鎖存緩沖器153的動(dòng)作停止，將鎖存數(shù)發(fā)送至PC 2。接著，從PC 2向位置控制部151發(fā)出讀取所鎖存的Z值陣列數(shù)據(jù)的讀取命令，從位置控制部151向PC 2發(fā)送Z值鎖存緩沖器153內(nèi)的Z值陣列數(shù)據(jù)(Z坐標(biāo)等)。PC 2對所傳輸?shù)膱D像信息與Z坐標(biāo)之間進(jìn)行匹配，掌握根據(jù)圖像信息計(jì)算出的對比度與Z值之間的關(guān)系。之后，通過上述方法判斷對焦位置，使照相機(jī)141的Z坐標(biāo)移動(dòng)到計(jì)算出的對焦位置。最后，當(dāng)在時(shí)刻S6發(fā)出重新開始輸出實(shí)時(shí)顯示的圖像的命令吋，自動(dòng)對焦動(dòng)作結(jié)束，重新開始通常的測量。此時(shí)，從照相機(jī)141傳輸至PC 2的圖像如圖6的右下所示那樣變?yōu)榕c自動(dòng)對焦開始之前同樣的大小。利用這種方法，縮減了自動(dòng)對焦時(shí)從照相機(jī)141傳輸至PC 2的圖像的大小，從而能夠與USB線等的傳輸速率無關(guān)地大幅増加照相機(jī)141的幀頻。接著，更加詳細(xì)地說明第一實(shí)施方式所涉及的利用照相機(jī)主動(dòng)方式的使用了垂直同步信號的自動(dòng)對焦處理。圖7是表示利用使用了垂直同步信號的照相機(jī)主動(dòng)方式的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖8和圖9是表示該圖像測量裝置的垂直同步信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。圖IOA和圖IOB是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。另外，圖11 圖13是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。圖7所示的結(jié)構(gòu)與圖3所示的結(jié)構(gòu)是相同的。在這種情況下，從攝像單元14的照相機(jī)141經(jīng)由USB線等向PC 2傳輸圖像信息(image)，并且在エ件3的拍攝完成之后從照相機(jī)141經(jīng)由專用DIO線向位置控制部151輸出垂直同步(Vsync)信號。即，如圖8所示，在照相機(jī)141由全局快門(global shutter)方式的CCD構(gòu)成的情況下，在從所有像素共用的ー幀曝光期間(拍攝期間)的中心(中間點(diǎn))起經(jīng)過獲取圖像的時(shí)刻與獲取Z位置的時(shí)刻之間的偏移時(shí)間(Frame Latency (幀偏移)以下稱為“FL”)之后的曝光期間結(jié)束時(shí)，從照相機(jī)141輸出垂直同步信號。然后，在位置控制部151中對此時(shí)的Z坐標(biāo)(Z位置)進(jìn)行鎖存。另ー方面，如圖9所示,在照相機(jī)141由卷簾快門(rolling shutter)方式的CMOS構(gòu)成的情況下，沿水平方向排列的各像素的曝光期間的時(shí)序依次相偏移。因而，在從將所有曝光期間合在一起而得到的ー幀曝光期間的中心起與上述同樣地在提前FL的一個(gè)像素的曝光期間結(jié)束時(shí)，從照相機(jī)141輸出垂直同步信號，在位置控制部151中對此時(shí)的Z位置進(jìn)行鎖存。這樣，在第一實(shí)施方式中，例如圖7所示，即使在經(jīng)由USB線等的通信中由于通信競爭等而使從照相機(jī)141向PC 2的圖像信息(例如image2、3)傳輸產(chǎn)生延遲，也會(huì)與拍攝完成后經(jīng)由專用DIO線輸出的垂直同步信號相應(yīng)地由位置控制部151鎖存與各圖像信息對應(yīng)的Z位置。、
因而，只要在PC 2中對所傳輸?shù)膱D像信息與Z位置進(jìn)行匹配，就能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，能夠可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。該自動(dòng)對焦動(dòng)作具體來說是如下這樣執(zhí)行的。下面，參照圖IOA和圖IOB的流程圖并參照圖11 圖13的時(shí)序圖來說明第一實(shí)施方式的自動(dòng)對焦動(dòng)作。首先，如圖11所示，在開始自動(dòng)對焦之前的通常狀態(tài)下，在時(shí)刻SlO和Sll，|PC2向鎖存計(jì)數(shù)器152發(fā)送請求エ件3的圖像的X位置、Y位置以及Z位置的數(shù)據(jù)(XYZ數(shù)據(jù))的請求命令。照相機(jī)141進(jìn)行連續(xù)拍攝(Streaming)，將拍攝得到的圖像信息通過批量傳輸以與XYZ數(shù)據(jù)請求時(shí)刻無關(guān)的方式發(fā)送(輸出)至PC2。此外，連續(xù)拍攝在此處是指以照相機(jī)141所能夠傳輸?shù)淖畲髱l連續(xù)發(fā)送圖像。另外，位置控制部151根據(jù)XYZ數(shù)據(jù)請求命令來連續(xù)獲取X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)以及Z坐標(biāo)，并將獲取到的XYZ數(shù)據(jù)回復(fù)給PC 2。PC 2將所傳輸?shù)膱D像信息實(shí)時(shí)顯示在視頻窗ロ 25a中，并且將所回復(fù)的XYZ數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在計(jì)數(shù)值窗ロ 25b中。在如上所述那樣通過批量傳輸將在通常的狀態(tài)下拍攝到的圖像信息發(fā)送至PC 2的情況下，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不確定的通信延遲，因此有可能會(huì)經(jīng)常發(fā)生圖像信息的傳輸延遲、丟幀等問題。因此，當(dāng)開始自動(dòng)對焦動(dòng)作吋，PC 2在時(shí)刻S 12向照相機(jī)141發(fā)送連續(xù)拍攝停止命令，接收到該連續(xù)拍攝停止命令的照相機(jī)141停止連續(xù)拍攝(步驟S100)，并且將I 2幀左右的未傳輸?shù)臍埩魣D像全部讀取出來(步驟S102)。此外，照相機(jī)141以即使停止連續(xù)拍攝也在其內(nèi)部繼續(xù)進(jìn)行拍攝動(dòng)作的方式進(jìn)行動(dòng)作。在時(shí)刻S13，從PC 2向位置控制部151發(fā)送使照相機(jī)141移動(dòng)到自動(dòng)對焦搜索開始位置的移動(dòng)命令，使測量頭14a沿Z軸方向隨著加速移動(dòng)、勻速移動(dòng)以及減速移動(dòng)動(dòng)作移動(dòng)到自動(dòng)對焦捜索開始位置(步驟S104)，在自動(dòng)對焦捜索開始位置處停止該動(dòng)作。移動(dòng)命令能夠指定要移動(dòng)到的位置和移動(dòng)速度，對于Z軸方向上的動(dòng)作的停止，例如通過在時(shí)刻S14、S15、…、S16確認(rèn)Z軸馬達(dá)145是否已停止的移動(dòng)完成確認(rèn)來進(jìn)行。如果測量頭14a已停止在自動(dòng)對焦開始位置處，則在時(shí)刻S17從PC 2向照相機(jī)141發(fā)送設(shè)定改變命令，來改變照相機(jī)141的拍攝設(shè)定(步驟S106)。在該拍攝設(shè)定的改變中，例如通過將照相機(jī)141的讀取區(qū)域(ROI)僅設(shè)為自動(dòng)對焦對象區(qū)域來實(shí)現(xiàn)圖像信息的傳輸大小最小化，或者將幀頻(=I/曝光時(shí)間)設(shè)為60fps或50fps，或者對是否輸出觸發(fā)信號進(jìn)行設(shè)定。然后，當(dāng)改變了照相機(jī)141的拍攝設(shè)定時(shí)，在時(shí)刻S18從PC2向位置控制部151發(fā)送使鎖存計(jì)數(shù)器152復(fù)位為零的命令，來使鎖存計(jì)數(shù)器152復(fù)位為零(步驟S108)。之后，在時(shí)刻S19，從PC 2向位置控制部151發(fā)送使測量頭14a移動(dòng)到自動(dòng)對焦搜索結(jié)束位置的移動(dòng)命令，使測量頭14a以沿Z軸方向隨著加速移動(dòng)、AF勻速移動(dòng)以及減速移動(dòng)動(dòng)作向自動(dòng)對焦搜索結(jié)束位置移動(dòng)的方式開始移動(dòng)(步驟S110)。此外，在發(fā)出了移動(dòng)到自動(dòng)對焦搜索結(jié)束位置的移動(dòng)命令之后，測量頭14a持續(xù)移動(dòng)直到到達(dá)該結(jié)束位置或者另外輸入了中斷停止命令。在時(shí)刻S20，從PC 2向位置控制部151發(fā)送鎖存開始命令，開始如上所述那樣對Z位置進(jìn)行鎖存(步驟S112)。然后，在時(shí)刻S21從PC 2向照相機(jī)141發(fā)送連續(xù)拍攝開始命令，接收到該命令的照相機(jī)141開始連續(xù)拍攝(步驟SI 14)。當(dāng)開始連續(xù)拍攝吋，照相機(jī)141對エ件3的自動(dòng)對焦對象區(qū)域進(jìn)行拍攝(步驟S116)，在拍攝完成之后立即將作為觸發(fā)信號的垂直同步信號經(jīng)由專用DIO線輸出至位置控制部151 (步驟S118)。此外，在圖11中，為了表示接近實(shí)際動(dòng)作的狀態(tài)，示出了總是在圖像拍攝完成后經(jīng)過一定延遲時(shí)輸出觸發(fā)信號的情形。另外，拍攝完成后的圖像傳輸利用了批量傳輸?shù)姆绞?，因此示出了不確定地延遲的情形。位置控制部151利用未圖示的計(jì)數(shù)器在觸發(fā)信號輸入之后立即根據(jù)線性編碼器143的刻度來鎖存Z位置(Z值)(步驟S120)，照相機(jī)141將拍攝到的圖像信息經(jīng)由USB線等傳輸至PC 2(步驟S122)。此外，Z位置的鎖存也可以在測量頭14a的加速移動(dòng)動(dòng)作過程中開始。然后，對PC 2輸入所傳輸?shù)膱D像信息，PC 2對輸入的圖像信息進(jìn)行對比度分析。S卩，如圖IOB所示，PC 2計(jì)算所輸入的圖像信息的對比度(步驟S 124)，判斷計(jì)算出的對比度值是否為目前為止(所得到的對比度值)的最大值(步驟S126)。在判斷為是最大值的情況下(步驟S126:“是”)，更新對比度值的最大值(步驟S128)，并判斷對比度值是否小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值，即判斷照相機(jī)141是否經(jīng)過了峰值位置(步驟S130)。此外，在上述步驟S126中判斷為不是最大值的情況下(步驟S126:“否”)，轉(zhuǎn)移至該步驟S130，進(jìn)行同樣的判斷。 在判斷為對比度值小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值的情況下(步驟S130 是”)，如圖12所示，PC 2在時(shí)亥Ij S22向照相機(jī)141發(fā)送連續(xù)拍攝停止命令，接收到該連續(xù)拍攝停止命令的照相機(jī)141停止連續(xù)拍攝(步驟S132)。另ー方面，在判斷為對比度值并非小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值的情況下(步驟S130 否”)，轉(zhuǎn)移至上述步驟S116，重復(fù)以后的處理。如果照相機(jī)141停止連續(xù)拍攝，則PC 2在時(shí)刻S23向位置控制部151發(fā)送停止沿Z軸方向的移動(dòng)的移動(dòng)停止命令，位置控制部151對Z軸馬達(dá)145進(jìn)行控制以使Z軸的移動(dòng)中途停止(步驟S134)。由此，Z軸方向動(dòng)作開始減速移動(dòng)動(dòng)作。另外，PC 2在時(shí)刻S24向位置控制部151發(fā)送Z位置鎖存停止命令，接收到該命令的未圖示的計(jì)數(shù)器停止Z位置的鎖存(步驟S136)。此外，此時(shí)，由于照相機(jī)141的連續(xù)拍攝已停止，因此不再經(jīng)由專用DIO線向位置控制部151輸出垂直同步信號。如果Z位置的鎖存已停止，則PC 2在時(shí)刻S25向位置控制部151發(fā)送鎖存數(shù)請求命令，接收到該命令的鎖存計(jì)數(shù)器152將鎖存數(shù)回復(fù)給PC 2。然后，PC 2在時(shí)刻S26向位置控制部151發(fā)送鎖存數(shù)據(jù)請求命令，位置控制部151的鎖存計(jì)數(shù)器152從Z值鎖存緩沖器153讀取出Z值陣列數(shù)據(jù)并回復(fù)給PC 2，PC 2獲取所鎖存的Z位置數(shù)據(jù)(步驟S138)。PC 2根據(jù)獲取到的Z位置數(shù)據(jù)來對獲取到圖像信息的Z位置進(jìn)行校正(步驟S140)，計(jì)算對比度最大的位置(對焦位置)(步驟S142)。對于Z位置的校正，例如能夠根據(jù)校正量(mm)=移動(dòng)速度V(mm/sec) XFL(sec)來計(jì)算校正量。如果計(jì)算出對焦位置，則在時(shí)刻S27、S28、…、S29進(jìn)行移動(dòng)完成確認(rèn)，即確認(rèn)Z軸馬達(dá)145是否已停止，來判斷測量頭14a是否已停止(步驟S144)。此外，沿Z軸方向的動(dòng)作在移動(dòng)完成確認(rèn)的過程中停止，測量頭14a停止在超過對焦位置少許的位置處。S卩，PC 2根據(jù)來自位置控制部151的回復(fù)來等待測量頭14a停止(步驟S144 “否”)，如果已如上所述那樣停止在超過對焦位置少許的位置處(步驟S144 是”)，則如圖13所示，在時(shí)刻S30向位置控制部151發(fā)送移動(dòng)到對焦位置的移動(dòng)命令。然后，接收到該命令的位置控制部151控制Z軸馬達(dá)145以使測量頭14a沿Z軸方向進(jìn)行加速移動(dòng)、勻速移動(dòng)以及減速移動(dòng)動(dòng)作，從而移動(dòng)到對焦位置(步驟S146)。PC 2在測量頭14a移動(dòng)過程中的時(shí)刻S31向照相機(jī)141發(fā)送設(shè)定改變命令，接收到該命令的照相機(jī)141使在上述步驟S106中改變的拍攝設(shè)定復(fù)原(步驟S148)。之后，在時(shí)刻S32、S33、…、S34進(jìn)行移動(dòng)完成確認(rèn)，即確認(rèn)Z軸馬達(dá)145是否已停止，來判斷測量頭14a是否已停止在對焦位置處(步驟S150)。S卩，PC 2根據(jù)來自位置控制部151的回復(fù)來等待測量頭14a停止在對焦位置處(步驟S150 否”)，如果已如上所述那樣停止在對焦位置處(步驟S150 是”)，則本流程圖的一系列自動(dòng)對焦動(dòng)作完成，如上所述那樣恢復(fù)為通常的狀態(tài)。此外，自動(dòng)對焦動(dòng)作也可以在上述時(shí)刻S31，即進(jìn)行設(shè)定改變的時(shí)刻結(jié)束。在這種情況下，能夠執(zhí)行與Z軸方向動(dòng)作無關(guān)的處理(例如數(shù)據(jù)輸入輸出等)，因此能夠提高吞吐 量。這樣，在第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中，即使由于通信競爭等而使從照相機(jī)141傳輸?shù)膱D像信息產(chǎn)生延遲，也能夠根據(jù)與拍攝完成后輸出的垂直同步信號相應(yīng)地鎖存的與各圖像信息相對應(yīng)的Z位置來正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而得到對焦位置。由此，能夠高精確度且可靠地進(jìn)行自動(dòng)對焦。[第二實(shí)施方式]圖14和圖15是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的閃光燈信號的輸出時(shí)刻的時(shí)序圖。圖16是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖17和圖18是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。此外，以后，對與已說明的部分重復(fù)的位置附加相同的附圖標(biāo)記并省略說明，有時(shí)會(huì)省略與本發(fā)明無特別關(guān)聯(lián)的部分的說明。第二實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)相同，與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，作為觸發(fā)信號的閃光燈信號(閃光產(chǎn)生信號)的輸出時(shí)刻不同。S卩，如圖14和圖15所示，無論照相機(jī)141是由全局快門方式的C⑶構(gòu)成，還是由卷簾快門方式的CMOS構(gòu)成，都在拍攝的一幀的曝光期間的中心，即FLO時(shí)輸出閃光燈信號。然后，由位置控制部151鎖存此時(shí)的Z位置。這樣，在第二實(shí)施方式中，即使從照相機(jī)141向PC 2的圖像信息傳輸產(chǎn)生了延遲，也可以由位置控制部151與在拍攝期間的中間點(diǎn)輸出的閃光燈信號相應(yīng)地鎖存與各圖像信息對應(yīng)的Z位置。因而，與第一實(shí)施方式同樣地，能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，高精確度且可靠地進(jìn)行自動(dòng)對焦動(dòng)作。第二實(shí)施方式所涉及的自動(dòng)對焦動(dòng)作具體來說例如是如下這樣執(zhí)行的。下面，參照在第一實(shí)施方式中使用的圖IOA和圖IOB的流程圖以及圖16的流程圖，并參照圖17和圖18的時(shí)序圖以及之前的圖13的時(shí)序圖，來說明第二實(shí)施方式的自動(dòng)對焦動(dòng)作。如圖17和圖IOA所示，在時(shí)刻S40 S51進(jìn)行的上述步驟SlOO S116為止的處理與第一實(shí)施方式相同，如圖16所示，如果照相機(jī)141對エ件3的自動(dòng)對焦對象區(qū)域進(jìn)行了拍攝(步驟S116)，則在曝光期間的中間將閃光燈信號輸出至位置控制部151 (步驟S117)。在該步驟S117之后，如圖10A、圖IOB以及圖16 圖18所示，轉(zhuǎn)移至上述步驟S120，到時(shí)刻S56為止執(zhí)行到上述步驟S138為止的處理。然后，跳過上述步驟S140，從步驟S138直接轉(zhuǎn)移至上述步驟S142，執(zhí)行以后的處理，以圖13所示的時(shí)序結(jié)束自動(dòng)對焦動(dòng)作。
這樣，根據(jù)第二實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置，即使由于通信競爭等而使從照相機(jī)141傳輸?shù)膱D像信息產(chǎn)生延遲，也能夠根據(jù)由位置控制部151與在拍攝期間的中點(diǎn)輸出的閃光燈信號相應(yīng)地鎖存的與各圖像信息相對應(yīng)的Z位置，由PC 2正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而得到對焦位置。由此，能夠與第一實(shí)施方式同樣地高精確度且可靠地進(jìn)行自動(dòng)對焦。[第三實(shí)施方式]圖19是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖20和圖21是表示該圖像測量裝置的觸發(fā)信號的輸入時(shí)刻的時(shí)序圖。圖22是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的流程圖。圖23和圖24是表示該圖像測量裝置的自動(dòng)對焦控制處理過程的時(shí)序圖。第三實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)相同，與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，如圖19所示，采用了將從位置控制部151輸出至照相機(jī)141的拍攝開始指示(拍攝觸發(fā)trigger)信號用作觸發(fā)信號的照相機(jī)從動(dòng)方式。S卩，如圖20和圖21所示，無論照相機(jī)141是由全局快門方式的C⑶構(gòu)成，還是由卷簾快門方式的CMOS構(gòu)成，都在從拍攝的一幀的曝光期間的中心起提前FL的曝光期間的開始時(shí)將從位置控制部151輸出的觸發(fā)信號輸入至照相機(jī)141。由位置控制部151在輸出觸發(fā)信號的同時(shí)鎖存Z位置。這樣，在第三實(shí)施方式中，即使從照相機(jī)141向PC 2的圖像信息傳輸產(chǎn)生了延遲，由于在從位置控制部151輸出的觸發(fā)信號輸入之后由照相機(jī)141進(jìn)行拍攝，位置控制部151在輸出該觸發(fā)信號的同時(shí)鎖存Z位置，因此也會(huì)在位置控制部151中鎖存與各圖像信息對應(yīng)的Z位置。因而，與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式同樣地，能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。第三實(shí)施方式所涉及的自動(dòng)對焦動(dòng)作具體來說例如是如下這樣執(zhí)行的。下面,參照在第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中使用的圖IOA和圖IOB的流程圖以及圖22的流程圖，并參照圖23和圖24的時(shí)序圖以及之前的圖13的時(shí)序圖，來說明第三實(shí)施方式的自動(dòng)對焦動(dòng)作。如圖23和圖IOA所示，在時(shí)刻S70 S77進(jìn)行的上述步驟SlOO S106為止的處理與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式相同，但是在步驟S106中的照相機(jī)141的拍攝設(shè)定的改變中，除了上述改變以外，還將拍攝模式改變?yōu)橛|發(fā)輸入模式。然后，如圖22所示，當(dāng)改變了照相機(jī)141的拍攝設(shè)定時(shí)，在時(shí)刻S78從PC 2發(fā)送觸發(fā)拍攝(Snapshot)開始命令,照相機(jī)141開始觸發(fā)拍攝(步驟S107)。此外,觸發(fā)拍攝是指當(dāng)存在來自PC 2的請求時(shí)由照相機(jī)141傳輸ー張圖像信息，最大幀頻為連續(xù)拍攝的1/2左右。在該步驟S107之后，如圖10A、圖10B、圖22和圖23所示，轉(zhuǎn)移至上述步驟S108，到時(shí)刻S81為止執(zhí)行到上述步驟S112為止的處理。當(dāng)在步驟S112中開始鎖存時(shí)，位置控制部151根據(jù)線性編碼器143的刻度來鎖存Z位置(步驟S113)，同時(shí)將拍攝觸發(fā)信號輸出至照相機(jī)141 (步驟SI 15)。
對照相機(jī)141輸入從位置控制部151發(fā)送的拍攝觸發(fā)信號，照相機(jī)141在該拍攝觸發(fā)信號輸入之后立即開始自動(dòng)對焦對象區(qū)域的曝光(步驟S117)，來拍攝エ件3的圖像。在該步驟S117之后，轉(zhuǎn)移至上述步驟S122，執(zhí)行到上述步驟S130為止的處理，判斷對比度值是否小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值，即判斷照相機(jī)141是否經(jīng)過了峰值位置。此外，在第三實(shí)施方式中，在判斷為對比度值并非小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值的情況下(步驟S130 否”)，與圖IOA所示的情況不同，轉(zhuǎn)移至上述步驟S113。在判斷為對比度值小于或等于最大值減去規(guī)定的閾值而得到的值的情況下(步驟S130 是，，)，如圖22和圖24所示，跳過上述步驟S132而執(zhí)行步驟S134和步驟S136的處理，在時(shí)刻S84從PC 2發(fā)送觸發(fā)拍攝停止命令，照相機(jī)141停止觸發(fā)拍攝(步驟S137)。然后，轉(zhuǎn)移至上述步驟S138，執(zhí)行以后的處理，以圖13所示的時(shí)序結(jié)束自動(dòng)對焦動(dòng)作。
這樣，根據(jù)第三實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置，即使由于通信競爭等而使照相機(jī)141的圖像信息傳輸產(chǎn)生了延遲，照相機(jī)141也與從位置控制部151輸出的觸發(fā)信號相應(yīng)地開始拍攝，由位置控制部151在輸出觸發(fā)信號的同時(shí)鎖存Z位置。因而，能夠根據(jù)由位置控制部151鎖存的與各圖像信息對應(yīng)的Z位置，由PC 2正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而得到對焦位置。由此，能夠與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式同樣地高精確度且可靠地進(jìn)行自動(dòng)對焦。[第四實(shí)施方式]圖25和圖26是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖27是表示該圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦方法的圖。圖25示出了在上述照相機(jī)主動(dòng)方式中使用垂直同步信號的情況下的結(jié)構(gòu)，圖26示出了在上述照相機(jī)從動(dòng)方式中使用拍攝開始指示信號的情況下的結(jié)構(gòu)。在本第四實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中，在如圖25所示的來自上述照相機(jī)141的垂直同步信號、或者如圖26所示的來自位置控制部151的拍攝開始指示信號等觸發(fā)信號輸出的同時(shí)，對由照相機(jī)141拍攝的圖像信息附加作為從拍攝開始時(shí)起的連續(xù)號碼的序列號信息(時(shí)間戳)。S卩，與垂直同步信號(VsyncO 3)、拍攝開始指示信號(triggerO 3)相應(yīng)地，由照相機(jī)141對圖像信息(imageO 3)附加序列號信息(TimestampO 3)。在這種情況下，也可以如上所述那樣根據(jù)這些觸發(fā)信號由位置控制部151將與連續(xù)號碼相對應(yīng)的Z值鎖存在Z值鎖存緩沖器153中。因而，即使在例如image2的圖像信息在從照相機(jī)141向PC 2傳輸時(shí)丟幀的情況下，也能夠在PC 2側(cè)通過掌握由照相機(jī)141編號的圖像信息的序列號信息來獲知image2的丟失。即，雖然圖像信息的獲取順序有偏差(image2丟失)，但是根據(jù)作為連續(xù)號碼的序列號信息可以使圖像信息與Z值正確對應(yīng)，因此，能夠根據(jù)基于此的Z值等數(shù)據(jù)來計(jì)算出對比度，從而得到如圖27的對比度曲線CUV。此外，能夠利用下式計(jì)算出這種情況下的圖像信息的Z位置。[數(shù)2]Zt = {Lt+1 tdelay-Lt (t
frame ^delay^ ^ I [frame+Lt其中，t是序列號信息。這樣，在第四實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中也是，即使由于通信競爭等而照相機(jī)141的圖像信息傳輸產(chǎn)生丟幀，也能夠根據(jù)附加于各圖像信息的序列號信息來得到與觸發(fā)信號相應(yīng)地鎖存的與各圖像信息對應(yīng)的Z位置。因而，能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置來得到對焦位置，能夠高精確度且可靠地進(jìn)行自動(dòng)對焦。圖像獲取間隔的時(shí)間是已知的，因此序列號也可以是實(shí)際的時(shí)間(msec)、內(nèi)部時(shí)鐘值等。在這種情況下，利用下式求出序列號。序列號=floor((實(shí)際的時(shí)間)バ獲取間隔的時(shí)間)+0. 5)其中，floor是舍棄小數(shù)點(diǎn)以后的函數(shù),用于進(jìn)行四舍五入。[第五實(shí)施方式] 第五實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置采用使用了觸發(fā)信號的照相機(jī)主動(dòng)方式，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式中圖I 圖3所示的結(jié)構(gòu)相同，但是位置控制部151具備獲取照相機(jī)141的Z坐標(biāo)來作為位置信息即Z值的鎖存計(jì)數(shù)器152。即，位置控制部151構(gòu)成為以下結(jié)構(gòu)由鎖存計(jì)數(shù)器152與上述觸發(fā)信號相應(yīng)地從線性編碼器143獲取照相機(jī)141的Z坐標(biāo)信息，由Z值鎖存緩沖器153將獲取到的該Z坐標(biāo)信息作為Z值進(jìn)行保存。另外，Z軸馬達(dá)145利用照相機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)144來驅(qū)動(dòng)照相機(jī)141。在照相機(jī)主動(dòng)方式的情況下，位置控制部151接收上述垂直同步信號，與此相應(yīng)地，鎖存計(jì)數(shù)器152從線性編碼器143獲取照相機(jī)141的Z坐標(biāo)，保存在Z值鎖存緩沖器153中。另外，在第五實(shí)施方式中，也能夠使用模擬通信方法(NTSC輸出、混合輸出)而不使用數(shù)字串行標(biāo)準(zhǔn)。在使用模擬通信方法的情況下，PC2側(cè)通過幀捕獲(frame grab)來獲取圖像。在以這種方式構(gòu)成的圖像測量裝置中，利用本發(fā)明所涉及的自動(dòng)對焦控制方法來例如如下這樣執(zhí)行圖5所示的自動(dòng)對焦處理。在進(jìn)行自動(dòng)對焦處理時(shí),首先,例如使照相機(jī)141移動(dòng)到接近エ件3的下方的自動(dòng)對焦開始位置。然后，使其以規(guī)定的移動(dòng)速度向上方移動(dòng)，同時(shí)以固定的圖像獲取間隔在多個(gè)Z坐標(biāo)(Z0 Z8)處進(jìn)行拍攝。但是，即使如上所述那樣在9個(gè)位置的Z坐標(biāo)(Z0 Z8)處進(jìn)行拍攝，實(shí)際由位置控制部151鎖存的Z值也會(huì)由于Z值獲取時(shí)刻的延遲(即，拍攝期間(曝光期間)的中心與Z值的獲取時(shí)刻之間的偏移量)的影響而與Z坐標(biāo)(Z0 Z8)相偏移。由此，會(huì)導(dǎo)致無法得到正確的對比度曲線CUV。在第五實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中構(gòu)成為以下結(jié)構(gòu)預(yù)先對這種偏移進(jìn)行校正以與垂直同步信號相應(yīng)地鎖存Z位置，由此能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置。此外，在圖6所示的時(shí)刻S2，與垂直同步信號同步地保存照相機(jī)141的獲取圖像時(shí)的Z坐標(biāo)。接著，說明第五實(shí)施方式所涉及利用照相機(jī)主動(dòng)方式的使用了垂直同步信號的自動(dòng)對焦處理中的上述偏移的校正處理。圖28是表示利用使用了垂直同步信號作為觸發(fā)信號的照相機(jī)主動(dòng)方式的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。另外，圖29是表示該圖像處理裝置的自動(dòng)對焦控制處理的一部分的校正值計(jì)算處理過程的流程圖，圖30是表示該計(jì)算處理工序的一部分的說明圖。此外，表示圖像測量裝置的圖像獲取時(shí)刻與Z值獲取時(shí)刻之間的偏移的時(shí)序圖與上述圖8和圖9相同。在此，圖28所示的結(jié)構(gòu)與上述圖3中示出的結(jié)構(gòu)相同。在這種情況下，如上所述那樣，向PC 2傳輸圖像信息(image),并且向位置控制部151輸出垂直同步(Vsync)信號，在位置控制部151中鎖存此時(shí)的Z坐標(biāo)(Z位置)。
S卩，如圖8所示，在照相機(jī)141由全局快門方式的CCD構(gòu)成的情況下，在從拍攝的ー幀曝光期間(拍攝期間)的中心(中間點(diǎn))起經(jīng)過圖像獲取時(shí)刻與實(shí)際的Z位置獲取時(shí)刻之間的偏移量(Frame Latency :以下稱為“FL”)之后的曝光期間結(jié)束時(shí)，從照相機(jī)141輸出垂直同步信號。然后，在位置控制部151中對此時(shí)的Z坐標(biāo)(Z位置)進(jìn)行鎖存。
另ー方面，如圖9所示，在照相機(jī)141由卷簾快門方式的CMOS構(gòu)成的情況下，在從一幀的曝光期間的中心起提前FL的一個(gè)像素的曝光期間結(jié)束時(shí)，從照相機(jī)141輸出垂直同步信號，在位置控制部151中對此時(shí)的Z位置進(jìn)行鎖存。因而，只要在進(jìn)行自動(dòng)對焦處理時(shí)測量上述FL來求出Z值的校正值并使用該校正值，就能夠不受圖像測量機(jī)I的結(jié)構(gòu)改變、規(guī)格改變等影響而正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。更具體地說，只要用FL乘以自動(dòng)對焦動(dòng)作時(shí)的照相機(jī)141的移動(dòng)速度而得到的值來對Z值進(jìn)行校正即可。另外，如果如后所述那樣在測量FL來計(jì)算出Z值的校正值之后在PC 2中進(jìn)行所傳輸?shù)膱D像信息與Z位置之間的匹配，則能夠進(jìn)行使用了該校正值的高精確度的自動(dòng)對焦。該自動(dòng)對焦動(dòng)作中的校正值的計(jì)算處理例如如下這樣執(zhí)行。下面，參照圖29的流程圖和圖30來說明第五實(shí)施方式的校正值的計(jì)算處理。首先，當(dāng)開始自動(dòng)對焦動(dòng)作時(shí)，如圖29所示，PC 2例如使FL為0 (步驟S200)，利用位置控制部151使測量頭14a移動(dòng)到下端的AF捜索開始位置(步驟S202)。然后，使測量頭14a以移動(dòng)速度Vl (例如3mm/sec)向上方移動(dòng)來執(zhí)行AF搜索(步驟S204)。此時(shí)，如圖30的左側(cè)所示，照相機(jī)141以移動(dòng)速度Vl向遠(yuǎn)離エ件3的上方向移動(dòng)，因此，在Z位置與圖30的右側(cè)所示的真正的圖像獲取位置Ip偏移El( = E/2)mm的偏移狀態(tài)下將Z值鎖存在位置控制部151中。當(dāng)執(zhí)行向上方向的AF捜索吋，PC 2根據(jù)得到的Z值進(jìn)行包括利用FL的校正處理在內(nèi)的處理來求出對比度曲線CUV，獲取對焦位置Zfocusl (步驟S206)。接著，如圖30的中央所示那樣使向上方移動(dòng)的測量頭14a以移動(dòng)速度Vl向下方移動(dòng)來執(zhí)行AF捜索(步驟S208)。此時(shí)，如圖30的中央所示，照相機(jī)141以移動(dòng)速度Vl向靠近エ件3的下方向移動(dòng)，因此，在Z位置與圖30的右側(cè)所示的真正的圖像獲取位置Ip偏移E2( = -E/2)mm的偏移狀態(tài)下將Z值鎖存在位置控制部151中。當(dāng)執(zhí)行向下方向的AF搜索時(shí)，PC 2根據(jù)得到的Z值進(jìn)行包括利用FL的校正處理在內(nèi)的處理來求出對比度曲線CUV，獲取對焦位置Zfocus2(步驟S210)。此外，此時(shí)的對焦位置Zfocusl、2之間的偏移為-Emm。然后，PC 2計(jì)算出FL的校正值FLtemp (步驟S212)。能夠利用下式來計(jì)算出校正值FLtemp。[數(shù)3]FLtemp = -E/ (-2V1)= E/(2V1)= {(Zfocus2-Zfocusl) /VI} /2然后，PC 2使計(jì)算出的校正值FLtemp與FL相加來設(shè)定新的FL(步驟S214)。如果設(shè)定了 FL，則判斷校正值FLtemp是否小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值(步驟S216)，在判斷為小于基準(zhǔn)值的情況下(步驟S216 是”)，結(jié)束本流程圖的一系列處理。
另ー方面，在判斷為不小于基準(zhǔn)值的情況下(步驟S216 否”)，判斷AF捜索的重復(fù)數(shù)是否少于預(yù)先設(shè)定的上限數(shù)(步驟S218)。在判斷為少于上限數(shù)的情況下(步驟S218 是”)，轉(zhuǎn)移至上述步驟S202來重復(fù)進(jìn)行處理，在判斷為不少于上限數(shù)的情況下(步驟S218:“否”)，在CRT 25等上進(jìn)行錯(cuò)誤警告顯示等來通知錯(cuò)誤(步驟S220)，結(jié)束一系列處理。此外，也可以替換AF捜索的移動(dòng)方向來執(zhí)行。如果使用通過這種處理設(shè)定的FL來執(zhí)行自動(dòng)對焦控制，則能夠使圖像測量裝置的參數(shù)校正自動(dòng)化從而廉價(jià)地校正測量誤差。與此同時(shí)，即使圖像測量機(jī)I、照相機(jī)141等的結(jié)構(gòu)改變、規(guī)格改變，也能夠正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。
此外，除了將偏移量如FL那樣作為時(shí)間來求取以外，還能夠作為距離來求取。在這種情況下，只要例如預(yù)先在PC 2中設(shè)置根據(jù)照相機(jī)141的移動(dòng)速度和FL來求出移動(dòng)距離的表即可。[第六實(shí)施方式]圖31是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置的自動(dòng)對焦控制處理的一部分的校正值計(jì)算處理過程的流程圖。圖32是表示計(jì)算處理工序的一部分的說明圖。第六實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置與上述第五實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置相同，使用垂直同步信號來作為觸發(fā)信號這一點(diǎn)也相同，但是AF捜索的實(shí)施方式與第五實(shí)施方式不同。即，以AF捜索的移動(dòng)方向相同但移動(dòng)速度不同的方式來實(shí)施。第六實(shí)施方式所涉及的自動(dòng)對焦動(dòng)作中的校正值的計(jì)算處理例如如下這樣執(zhí)行。下面，參照圖29的流程圖和圖31的流程圖并參照圖32來說明本處理。如圖29和圖31所示，在上述步驟S200 S206的處理之后，PC 2利用位置控制部151使測量頭14a再次移動(dòng)到下端的AF捜索開始位置(步驟S207)。此外，在此前的處理中，如圖32的左側(cè)所示，照相機(jī)141以移動(dòng)速度Vl向遠(yuǎn)離エ件3的上方向移動(dòng)，在Z位置與圖32的右側(cè)所示的真正的圖像獲取位置Ip偏移Elmm的偏移狀態(tài)下將Z值鎖存在位置控制部151中，獲取基于對比度曲線CUV的對焦位置Zfocusl。然后，使測量頭14a以與移動(dòng)速度Vl不同的移動(dòng)速度V2(例如5mm/SeC)向上方移動(dòng)來執(zhí)行AF搜索(步驟S209)。由此，如圖32的中央所示，在Z位置與真正的圖像獲取位置Ip偏移E2mm的偏移狀態(tài)下將Z值鎖存在位置控制部151中。之后，轉(zhuǎn)移至上述步驟S210來獲取對焦位置Zfocus2，執(zhí)行圖29所示的以后的處理。此外，此時(shí)的對焦位置Zfocusl、2之間的偏移為E2-Elmm。PC 2在上述步驟S212中例如利用下式來計(jì)算出FL的校正值FLtemp。[數(shù)4]FLtemp = (E2-E1)バ V2-V1)= E/(V2-V1)= (Zfocus2-Zfocusl) / (V2-V1)此外，在第六實(shí)施方式中，將進(jìn)行AF搜索時(shí)的照相機(jī)141的移動(dòng)方向設(shè)為從下向上，但是也可以以從上向下的方向來執(zhí)行。這樣做也能夠使圖像測量裝置的參數(shù)校正自動(dòng)化從而廉價(jià)地校正測量誤差，正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。
除此以外，雖然省略了圖示，但是例如也可以使AF搜索為使照相機(jī)141以移動(dòng)速度Vl從下向上移動(dòng)并以移動(dòng)速度V2從上向下移動(dòng)來測量FL，據(jù)此得到校正值FLtemp，來執(zhí)行自動(dòng)對焦動(dòng)作。[第七實(shí)施方式]圖33是表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置中利用使用了觸發(fā)信號的照相機(jī)從動(dòng)方式的圖像測量裝置的一部分結(jié)構(gòu)的框圖。此外，表示圖像測量裝置的圖像獲取時(shí)刻與Z值獲取時(shí)刻之間的偏移的時(shí)序圖與上述圖20和圖21相同。第七實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)與上述第五實(shí)施方式和第六實(shí)施方式所涉及的圖像測量裝置的結(jié)構(gòu)相同，而與第五實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，如圖33所示，采用了從位置控制部151經(jīng)由專用DIO線向照相機(jī)141輸出觸發(fā)信號的照相機(jī)從動(dòng)方式。S卩，如圖20和圖21所示，無論照相機(jī)141是由全局快門方式的C⑶構(gòu)成，還是由卷簾快門方式的CMOS構(gòu)成，都在從拍攝的一幀的曝光期間的中心起提前FL的曝光期間開 始時(shí)將從位置控制部151輸出的觸發(fā)信號輸入至照相機(jī)141。并且，在位置控制部151中在輸出觸發(fā)信號的同時(shí)鎖存Z位置。這種結(jié)構(gòu)也能夠使圖像測量裝置的參數(shù)校正自動(dòng)化從而廉價(jià)地校正測量誤差，正確地計(jì)算出對比度曲線CUV的峰值位置，從而可靠地進(jìn)行高精確度的自動(dòng)對焦動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.一種圖像測量裝置，其特征在于，具備 攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息； 位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及 圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量， 其中，上述位置控制部件在上述攝像部件對上述被測量對象進(jìn)行拍攝的拍攝期間內(nèi)的規(guī)定時(shí)刻，基于從上述攝像部件和上述位置控制部件中的一方對另一方輸出的觸發(fā)信號來獲取并保存上述位置信息， 上述圖像測量部件基于從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來計(jì)算上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息，使用計(jì)算出的位置信息來進(jìn)行自動(dòng)對焦控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述攝像部件與上述圖像測量部件之間以及上述位置控制部件與上述圖像測量部件之間經(jīng)由通用串行通信線相連接， 上述攝像部件與上述位置控制部件之間經(jīng)由專用數(shù)字通信線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述觸發(fā)信號是垂直同步信號， 上述位置控制部件基于在上述拍攝期間的終點(diǎn)從上述攝像部件輸出的上述垂直同步信號來獲取并保存上述位置信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述觸發(fā)信號是閃光燈信號， 上述位置控制部件基于在上述拍攝期間的中間點(diǎn)從上述攝像部件輸出的上述閃光燈信號來獲取并保存上述位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述觸發(fā)信號是攝像開始指示信號， 上述攝像部件基于從上述位置控制部件輸出的上述攝像開始指示信號來開始上述被測量對象的拍攝， 上述位置控制部件在上述拍攝期間的起始點(diǎn)，在輸出上述攝像開始指示信號的同時(shí)獲取并保存上述位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述攝像部件對上述圖像信息附加序列號信息后傳輸至上述圖像測量部件， 上述位置控制部件將上述位置信息與上述序列號信息相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行保存， 上述圖像測量部件計(jì)算與上述序列號信息對應(yīng)的上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息。
7.一種圖像測量裝置，其特征在于，具備 攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息； 位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量， 其中，上述位置控制部件在上述攝像部件的規(guī)定的拍攝時(shí)刻獲取并保存上述位置信息， 上述圖像測量部件通過每次改變上述攝像部件沿上述對焦軸方向的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向中的至少ー個(gè)來進(jìn)行多次自動(dòng)對焦捜索，基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出上述拍攝時(shí)刻與上述位置信息的獲取時(shí)刻之間的偏移量，基于所求出的偏移量對各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置進(jìn)行校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述圖像測量部件基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出對焦位置，基于在各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置之間的誤差以及上述攝像部件的移動(dòng)速度來求出上述偏移量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述圖像測量部件進(jìn)行以下的處理對上述偏移量設(shè)定規(guī)定的初始值，根據(jù)在各自動(dòng)對焦搜索中使用上述偏移量進(jìn)行校正而得到的對焦位置的差來求出用于對上述偏移量進(jìn)行校正的校正值，用該校正值對上述偏移量進(jìn)行校正， 上述圖像測量部件重復(fù)該處理直到上述校正值小于規(guī)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的圖像測量裝置，其特征在干， 通過以相同的移動(dòng)速度分別向第一移動(dòng)方向和與該第一移動(dòng)方向相反的第二移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。
11.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的圖像測量裝置，其特征在干， 通過分別以第一移動(dòng)速度和與該第一移動(dòng)速度不同的第二移動(dòng)速度向一個(gè)移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。
12.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的圖像測量裝置，其特征在干， 通過以第一移動(dòng)速度向第一移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，并且以與上述第一移動(dòng)速度不同的第二移動(dòng)速度向與上述第一移動(dòng)方向相反的第二移動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)上述攝像部件，來求出上述偏移量。
13.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的圖像測量裝置，其特征在干， 上述偏移量是通過時(shí)間來表示的上述攝像部件的巾貞延遲時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求7 9中的任一項(xiàng)所述的圖像測量裝置，其特征在干， 通過距離來表示上述偏移量，該距離是根據(jù)上述攝像部件的上述移動(dòng)速度和移動(dòng)方向、預(yù)先與上述移動(dòng)速度對應(yīng)的移動(dòng)距離以及上述攝像部件的幀延遲時(shí)間，參照表而求出的。
15.一種自動(dòng)對焦控制方法，是圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦控制方法，該圖像測量裝置具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，該自動(dòng)對焦控制方法的特征在于，具備以下步驟由上述位置控制部件在上述攝像部件對上述被測量對象進(jìn)行拍攝的拍攝期間內(nèi)的規(guī)定時(shí)刻，基于從上述攝像部件和上述位置控制部件中的一方對另一方輸出的觸發(fā)信號來獲取并保存上述位置信息；以及 由上述圖像測量部件基于從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來計(jì)算上述圖像信息的對焦軸方向的位置信息，使用計(jì)算出的位置信息來進(jìn)行自動(dòng)對焦控制。
16.一種自動(dòng)對焦控制方法，是圖像測量裝置中的自動(dòng)對焦控制方法，該圖像測量裝置具備攝像部件，其拍攝被測量對象并傳輸該被測量對象的圖像信息；位置控制部件，其控制上述攝像部件的對焦位置并將該對焦位置作為對焦軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量部件，其基于上述圖像信息和上述位置信息來對上述被測量對象進(jìn)行圖像測量，該自動(dòng)對焦控制方法的特征在于，具備以下步驟 由上述位置控制部件在上述攝像部件的規(guī)定的拍攝時(shí)刻獲取并保存上述位置信息；以及 由上述圖像測量部件通過每次改變上述攝像部件沿上述對焦軸方向的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向中的至少ー個(gè)來進(jìn)行多次自動(dòng)對焦捜索，基于在各自動(dòng)對焦捜索中從上述攝像部件傳輸?shù)膱D像信息和從上述位置控制部件輸出的位置信息來求出上述拍攝時(shí)刻與上述位置信息的獲取時(shí)刻之間的偏移量，基于所求出的偏移量對各自動(dòng)對焦捜索中求出的對焦位置進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像測量裝置以及自動(dòng)對焦控制方法。該圖像測量裝置具備照相機(jī)，其拍攝工件并傳輸該工件的圖像信息；位置控制部，其控制照相機(jī)的對焦位置并將該對焦位置作為Z軸方向的位置信息輸出；以及圖像測量機(jī)，其基于圖像信息和位置信息來對工件進(jìn)行圖像測量。位置控制部在照相機(jī)對工件進(jìn)行拍攝的拍攝期間內(nèi)的規(guī)定時(shí)刻，基于從照相機(jī)和位置控制部中的一方對另一方輸出的觸發(fā)信號來獲取并保存位置信息，圖像測量機(jī)基于從照相機(jī)傳輸?shù)膱D像信息和從位置控制部輸出的位置信息來計(jì)算圖像信息的Z軸方向的位置信息，使用計(jì)算出的位置信息來進(jìn)行自動(dòng)對焦控制。
文檔編號G01D21/00GK102647553SQ20121003736
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者吉田博行 申請人:株式會(huì)社三豐