DE19730257A1 - Gestaltmeßvorrichtung und Bildeingabeeinheit zur Verwendung in dieser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ge­ staltmeßvorrichtung, die eine hochgenaue Messung der Gestalt von einem fotografierten Bild durchführt, und sie bezieht sich auch auf eine Bildeingabeeinheit, die in der Gestaltmeßvorrichtung verwendet wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist es bei der Bildmessung erforderlich, daß die Position des Schnittpunktes zwischen der optischen Achse O des fotografischen Linsensystems L und dem fotografischen Schirm S (nachfolgend als Hauptpunkt P bezeichnet) und der Abstand zwischen dem fotografischen Schirm S und auch die Hauptebene K des fotografischen Linsensystems L (nachfolgend als Schirmabstand (g) bezeichnet) klar sind.

In herkömmlichen bei der Bildmessung verwendeten Ka­ meras wird ein optisches System mit einem festen Brennpunkt verwendet, bei dem das fotografische Lin­ sensystem L mit Bezug auf den fotografischen Schirm S fixiert ist, um eine Änderung in der Position des Hauptpunktes P oder eine Änderung des Schirmabstandes (g) zu vermeiden. Das heißt, ein Fokussiervorgang wie bei einer kommerziellen Kamera wird nicht durchge­ führt. Wenn Kameras für eine Bildmessung hergestellt werden, werden die Position des Hauptpunktes P und der Schirmabstand (g) gemessen, und diese gemessenen Werte werden während der Bildanalyse verwendet. Der Grund hierfür besteht darin, daß es nahezu unnötig ist, einen Fokussiervorgang während des Fotografie­ rens durchzuführen, weil ein zu messender Gegenstand üblicherweise aus einem großen Abstand fotografiert wird.

Die Kamera, die für die Bildmessung verwendet wird, hat einen festen Brennpunkt und ist hinsichtlich des fotografischen Abstandes begrenzt. Daher besteht in dem Fall, in welchem eine hochgenaue Messung der Ge­ stalt auf der Grundlage der terrestrischen Bildmes­ sung oder eines fotografierten Bildes durchgeführt wird, die Notwendigkeit, die Brennweite einer Linse zwischen den Fällen, in welchen ein fotografischer Gegenstand einen großen Abstand und einen kurzen Ab­ stand aufweist, zu verändern, da die fotografischen Abstände von einem fotografischen Punkt zu einem ge­ messenen Gegenstand unterschiedlich sind. Wenn ein gemessener Gegenstand einen großen Abstand entfernt ist, wird eine Weitabstand-Kamera vorbereitet, und wenn ein gemessener Gegenstand einen kurzen Abstand entfernt ist, wird eine Kurzabstand-Kamera vorberei­ tet. Auf diese Weise wird die Bildmessung durchge­ führt. Das heißt, wenn bei der herkömmlichen Bildmes­ sung der Abstand zu einem gemessenen Gegenstand in einem weiten Bereich von einem kurzen Abstand zu ei­ nem langen Abstand liegt, ist es erforderlich, mehre­ re Kameras mit einer Brennweite (Schirmabstand (g)) vorzubereiten, die einem fotografischen Abstand zu dem gemessenen Gegenstand angepaßt sind.

Wenn jedoch der Abstand zu dem gemessenen Objekt in einem weiten Bereich von einem kurzen Abstand zu ei­ nem langen Abstand liegt, können mehrere Kameras mit einer Brennweite, die einem fotografischen Abstand angepaßt ist, nicht immer vorbereitet werden. Wenn nur eine einzelne Kamera vorbereitet werden kann, muß die Brennweite entsprechend dem Abstand zu dem gemes­ senen Gegenstand verändert werden. In einem solchen Fall muß jedesmal, wenn die Brennweite verändert wird, eine Kalibrierung der Kamera durchgeführt wer­ den, um die innere Orientierung einer Kamera wie die Linsencharakteristiken zu erhalten. Diese Kamerakali­ brierung erfordert beträchtliche Zeit und Arbeit und ist kostenaufwendig. Andererseits schwanken bei kom­ merziellen Kameras, obgleich ein Fokussiervorgang möglich ist, die Position des Hauptpunktes P und die Linsenverzerrung beträchtlich mit der Bewegung des fotografischen Linsensystems L in der Richtung der optischen Achse und der Schirmabstand (g) wird unklar, so daß kommerzielle Kameras für die Bildmessung un­ geeignet sind.

Das heißt, in dem Fall, in welchem die Gestaltanalyse von gemessenen Gegenständen, die sich näher und wei­ ter entfernt befinden, mit einer einzelnen Kamera durchgeführt wird, wird auch die Verzerrung einer Linse zusätzlich zu einer Änderung des Schirmabstan­ des (g) und einer Änderung der Position des Haupt­ punktes P geändert, wenn die Brennweite geändert wird. Folglich ist dieser Fall von keinem praktischen Nutzen.

Es wurde daher eine Gestaltmeßvorrichtung vorgeschla­ gen, welche so ausgebildet war, daß selbst dann, wenn die Brennweite geändert wurde, keine Schwankung in der Position des Hauptpunktes auftreten sollte und auch der Schirmabstand (g) genau gemessen werden konnte (japanische Patent-Offenlegungsschrift 4-281446). Jedoch muß diese Vorrichtung eine verzer­ rungsfreie Linse verwenden, bei der keine Änderung der Linsenverzerrung auftritt, selbst wenn die Brenn­ weite geändert wird, und es ist nahezu unmöglich, eine derartige Linse tatsächlich herzustellen. Auch wenn eine kleine Linse entworfen und hergestellt wird, so daß die Linsenverzerrung zulässig ist, ist der Preis beträchtlich hoch.

Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, eine Gestaltmeßvorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, einen Fokussiervorgang ohne Herab­ setzung der Analysegenauigkeit durchzuführen mit Be­ zug auf die Gestaltanalyse von gemessenen Gegenstän­ den, die sich in einem weiten Bereich von einem kur­ zen Abstand bis zu einem großen Abstand befinden, ohne daß die Hauptposition, der Schirmabstand und die Linsenverzerrung (nachfolgend als innere Orientierung bezeichnet) in Betracht gezogen werden müssen. Es ist auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildeingabeeinheit zu schaffen, die in der Gestalt­ meßvorrichtung verwendet wird.

Zur Lösung der vorerwähnten, der vorliegenden Erfin­ dung zugrundeliegenden Aufgabe umfaßt eine Gestalt­ meßvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bildformungslinse zum Formen eines Bildes eines gemessenen Gegenstandes, eine Bildauf­ nahmevorrichtung, die in einer Bildebene der Bildfor­ mungslinse angeordnet ist, und einen Bildanalyseab­ schnitt zum Analysieren einer Gestalt des gemessenen Gegenstandes auf der Grundlage eines Bildsignals von der Bildaufnahmevorrichtung. Die Gestaltmeßvorrich­ tung umfaßt weiterhin eine Abgleichvorrichtung zum Abgleich eines Schirmabstandes zwischen der Bildfor­ mungslinse und der Bildaufnahmevorrichtung zum Zwecke eines Fokussiervorgangs, einen Schirmabstand-Erfas­ sungsabschnitt zum Erfassen des von der Abgleichvor­ richtung abgeglichenen Schirmabstandes, einen Linsen­ verzerrungscharakteristik-Speicherabschnitt zum vor­ hergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakte­ ristik-Informationen der Bildformungslinse, welche sich entsprechend dem Schirmabstand ändern, und einen Linsenverzerrungscharakteristik-Korrekturabschnitt zum Korrigieren eines Bildsignals, welches in den Bildanalyseabschnitt eingegeben ist, auf der Grundla­ ge der Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen entsprechend einem Signal von dem Schirmabstand-Er­ fassungsabschnitt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bildeingabeeinheit für eine Gestaltmeßvor­ richtung vorgesehen, welche ein Bildsignal zum Analy­ sieren einer Gestalt eines gemessenen Gegenstandes ausgibt. Die Bildeingabeeinheit umfaßt eine Bildfor­ mungslinse zum Formen eines Bildes des gemessenen Gegenstandes, eine Bildaufnahmevorrichtung, die in einer Bildebene der Bildformungslinse angeordnet ist, und eine Abgleichvorrichtung zum Abgleichen eines Schirmabstandes zwischen der Bildformungslinse und der Bildaufnahmevorrichtung zum Zwecke eines Fokus­ sierungsvorgangs. Die Bildeingabeeinheit umfaßt wei­ terhin einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt zum Erfassen des von der Abgleichvorrichtung abgegliche­ nen Schirmabstands, einen Linsenverzerrungscharakte­ ristik-Speicherabschnitt zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse, welche sich in Abhängigkeit von dem Schirmabstand verändern, und einen Linsenverzer­ rungscharakteristik-Korrekturabschnitt zum Korrigie­ ren und Ausgeben eines Bildsignals auf der Grundlage der Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen entsprechend einem Signal von dem Schirmabstand-Er­ fassungsabschnitt.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Er­ findung ist eine Bildeingabeeinheit für eine Gestalt­ meßvorrichtung vorgesehen, welche ein Bildsignal zum Analysieren einer Gestalt eines gemessenen Gegen­ stands ausgibt. Die Bildeingabeeinheit besteht aus einer Bildformungslinse zum Formen eines Bildes des gemessenen Gegenstands, einer Bildaufnahmevorrich­ tung, die in einer Bildebene der Bildformungslinse angeordnet ist, einer Abgleichvorrichtung zum Abglei­ chen eines Schirmabstandes zwischen der Bildformungs­ linse und der Bildaufnahmevorrichtung für den Zweck des Brennpunktabgleichs, einem Schirmabstand-Erfas­ sungsabschnitt zum Erfassen des durch die Abgleich­ vorrichtung abgeglichenen Schirmabstands, einem Lin­ sencharakteristik-Speicherabschnitt zum vorhergehen­ den Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik- Informationen der Bildformungslinse, welche sich in Abhängigkeit von dem Schirmabstand verändern, und einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Linsenver­ zerrungscharaktistik-Informationen gemäß einem Signal von dem Schirmabstand-Erfassungsabschnitt.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Er­ findung umfaßt eine Gestaltmeßvorrichtung eine foto­ grafische Kamera mit einer Bildformungslinse, welche ein Bild eines gemessenen Gegenstands abbildet, und mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die in einer Bild­ ebene der Bildformungslinse angeordnet ist, und einen Bildanalyseabschnitt zum Analysieren einer Gestalt des gemessenen Gegenstands auf der Grundlage eines Bildsignals von der Bildaufnahmevorrichtung. Die Ge­ staltmeßvorrichtung umfaßt weiterhin eine Abgleich­ vorrichtung zum Abgleichen eines Schirmabstandes zwi­ schen der Bildformungslinse und der Bildaufnahmevor­ richtung zum Zwecke eines Fokussiervorgangs, einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt zum Erfassen des durch die Abgleichvorrichtung abgeglichenen Schirm­ abstands und einen Linsenverzerrungscharakteristik- Speicherabschnitt zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse, welche sich in Abhängigkeit von dem Schirmabstand verändern. Das Signal der in dem Linsencharakteristikabschnitt gespeicherten Linsen­ verzerrungscharakteristik-Informationen wird gelesen entsprechend einem Signal von dem Schirmabstand-Er­ fassungsabschnitt, und es erfolgt eine Bildanalyse durch den Bildanalyseabschnitt auf der Grundlage der Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Linsenver­ zerrungscharakteristik-Speicherabschnitt vorgesehen zum vorhergehenden Speichern der Linsenverzerrungs­ charakteristik-Informationen einer Bildformungslinse, welche sich in Abhängigkeit von dem Schirmabstand verändern. Zu der Zeit der Fabrikauslieferung wird die Kalibrierung einer Kamera durchgeführt und die innere Orientierung wie eine Hauptposition, der Schirmabstand und die Linsenverzerrung werden unter­ sucht und gespeichert. Wenn ein Bild fotografiert wird, wird auch die innere Orientierung zu der Foto­ grafierzeit verwendet. Auf diese Weise kann, wenn der Kamerakopfabschnitt wenigstens den Schirmabstand (g) kennt, der Fotograf einen gemessenen Gegenstand frei mit einer einzelnen Kamera fotografieren und die Ge­ stalt analysieren, ohne sich jedesmal, wenn die Kame­ ra die Brennweite ändert, über die Kalibrierung Sor­ gen zu machen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zum Erläu­ tern des Schirmabstands zwischen einem fotografischen Linsensystem und einem fotografischen Schirm,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Gestaltmeß­ vorrichtung gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Diagramm eines Beispiels für die Struktur des in Fig. 2 gezeigten Schirmabstand-Abgleichabschnitts,

Fig. 4 ein Diagramm eines anderen Beispiels für die Struktur des in Fig. 2 gezeig­ ten Schirmabstand-Abgleichabschnitts, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Gestaltmeß­ vorrichtung gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung.

Allgemeines

In dem Fall, in welchem eine genaue Messung des ge­ samten Bildes durchgeführt wird, wenn zum Beispiel eine Linsenverzerrungsgröße korrigiert wird, sind in Anbetracht der Position des Hauptpunktes P wie in den Gleichungen (a) und (b) die genauen Positionskoordi­ naten eines Gegenstandes auf einem fotografischen Schirm erhältlich.

Die Gleichungen (a) und (b) wurden erhalten unter Berücksichtigung von nur einer Linsenverzerrung in einer radialen Richtung.

Δx = -x0 + x1 (k1r² + k2r⁴) (a)
Δy = -y0 + y1 (k1r² + k2r⁴) (b),

worin x1 = x - x0, y1 = y - y0, r² = (x² + y²)/g², Δx oder Δy sind die Korrekturgrößen, x0 oder y0 ist die Position des Hauptpunktes P, k1 oder k2 ist die ra­ diale Verzerrung, und g ist der Schirmabstand.

Daher werden die Position des Hauptpunktes P und die Linsenverzerrung in einer radialen Richtung unter­ sucht entsprechend dem Schirmabstand (g) zu der Zeit der Kameraauslieferung, und die untersuchten Werte werden in einem Linsenverzerrungscharakteristik-Spei­ cherabschnitt gespeichert, welcher später beschrieben wird. Zu dieser Zeit, zu welcher die Linsenverzerrung sich von dem vorerwähnten Beispiel unterscheidet, wird eine Modellgleichung für die Linsenverzerrung verwendet und die Parameter werden durch Kameraunter­ suchung erhalten. Auch können verzerrungskorrigierte Positionen anstelle von Parametern, das heißt die gesamten Linsenverzerrungsgrößen selbst aufgezeichnet werden.

Erstes Ausführungsbeispiel

Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in welcher eine Gestaltmeßvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel nach der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die Gestaltmeßvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kamera 1 als einer Bildeingabeeinheit und einem Bildanalyseabschnitt 2. Die Kamera 1 hat ein fotogra­ fisches Linsensystem L. Das fotografische Linsensy­ stem L besteht im wesentlichen aus einer Bildfor­ mungslinse 3 zum Formen des Bildes eines gemessenen Gegenstandes und einem Ladungsverschiebeelement (CCD) 4 als Bildaufnahmevorrichtung. Das CCD 4 ist auf der Bildebene der Bildformungslinse 3 angeordnet. Das CCD 4 führt eine fotoelektrische Umwandlung eines Bildes durch und gibt ein Bildsignal aus. Das Bildsignal wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und in einen A/D-Wandler 6 eingegeben. Im A/D-Wandler 6 wird das analoge Bildsignal in ein digitales Signal umgewan­ delt. Das digitale Signal wird in einen Bildspeicher 7 eingegeben, welcher als ein Bildspeicherabschnitt dient und wird vorübergehend im Bildspeicher 7 ge­ speichert. Der Bildspeicher 7 wird durch eine Spei­ chersteuerschaltung 8 gesteuert, und die Speicher­ steuerschaltung 8 wird durch einen Prozeßsteuerab­ schnitt 9 gesteuert, welcher die Vielfacheinheiten­ steuerung des gesamten elektrischen Systems durch­ führt. Ein Eingabeabschnitt 10 ist mit dem Prozeß­ steuerabschnitt 9 verbunden. Der Prozeßsteuerab­ schnitt 9 überträgt Informationen zwischen dem Pro­ zeßsteuerabschnitt 9 und einem Schirmabstand-Ab­ gleicherfassungsabschnitt 11, steuert weiterhin den A/D-Wandler 6 und einen CCD-Steuerabschnitt 12, und gibt Eingangsinformationen zu einem Linsenverzer­ rungscharakteristik-Speicherabschnitt 13.

Der Linsenverzerrungscharakteristik-Speicherabschnitt 13 speichert Linsenverzerrungscharakteristik-Informa­ tionen. Zu der Zeit der Fabrikauslieferung werden die Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen in den Linsenverzerrungscharakteristik-Speicherabschnitt 13 eingegeben durch Untersuchen der Verzerrungscharak­ teristik der Bildformungslinse 3 für jede Brennweite und dann durch Steuern des Eingabeabschnitts 10. Der Bildspeicher 7 ist mit einem Anzeigeabschnitt 14 ver­ bunden und das fotografierte Bild eines gemessenen Gegenstands wird auf dem Anzeigeabschnitt 14 ange­ zeigt.

Der Schirmabstand-Abgleicherfassungsabschnitt 11 er­ faßt den Schirmabstand zwischen der Bildformungslinse 3, die für einen Fokussierungsvorgang (Brennweiten­ abgleich) bewegt wurde, und einem fotografischen Schirm S. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt der Schirmabstand-Abgleicherfassungsabschnitt 11 einen bewegbaren Kontakt 15, welcher sich mit der Bewegung der Bildformungslinse 3 gekoppelt bewegt, stationäre Kontakte 19 bis 21, die jeweils mit Widerständen 16 bis 18 verbunden sind, und einen Decodierer 22. Die Bildformungslinse 3 wird durch manuelle Steuerung bewegt (schrittweises Fixierverfahren), und die Größe der Bewegung wird durch den Decodierer 22 gelesen. Die Größe der Bewegung der Bildformungslinse 3 wird in den Prozeßsteuerabschnitt 9 eingegeben, und der Prozeßsteuerabschnitt 9 erfaßt einen Schirmabstand (g) auf der Grundlage der Größe der Bewegung. In Übereinstimmung mit dem erfaßten Schirmabstand (g) werden die Linsenverzerrungscharakteristik-Informa­ tionen, welche in dem Linsenverzerrungscharakteri­ stik-Speicherabschnitt 13 gespeichert sind, zu einem Linsenverzerrungs-Korrekturabschnitt 23 ausgegeben. Das heißt, es wird eine Speichervorrichtung zum Spei­ chern der Linsenverzerrungscharakteristik-Informatio­ nen entsprechend dem Schirmabstand (g) ausgewählt, und diese Linsenverzerrungscharakteristik-Informatio­ nen werden in den Linsenverzerrungs-Korrekturab­ schnitt 23 eingegeben.

In Fig. 3 kann, während die Bildformungslinse 3 manu­ ell in Stufen bewegt wurde, um den Schirmabstand (g) zu erfassen, der Schirmabstand-Abgleicherfassungsab­ schnitt 11 auch beispielsweise gebildet sein durch eine Motorantriebs-Steuerschaltung 24, einen Motor­ treiber 25 und einen Schrittmotor 26, wie in Fig. 4 gezeigt ist, und die Bildformungslinse 3 kann bewegt werden durch eine automatische Fokussierungsoperation oder eine Motoroperation, um den Schirmabstand (g) zu erfassen durch Zählen der Anzahl von Impulsen, wenn die Linse 3 bewegt wird. In diesem Fall wird zu der Zeit der Auslieferung eine Bezugsposition als Ur­ sprung der Bewegung für die Bildformungslinse 3 vor­ her mit einem hohen Genauigkeitsgrad erhalten.

Der Linsenverzerrungscharakteristik-Korrekturab­ schnitt 23 verwendet beispielsweise eine Nachschlag­ tabelle (LUT). Der Linsenverzerrungscharakteristik- Speicherabschnitt 13 speichert eine Adresse, welche einer Linsenverzerrungsgröße entsprechend dem Schirm­ abstand (g) entspricht. Die Linsenverzerrungs-Korrek­ turgröße (d. h. die Adresse des Bildspeichers nach der Korrektur) wird von dem Speicher des Linsenverzer­ rungscharakteristik-Speicherabschnitts 13 in die LUT geladen, der entsprechend dem Schirmabstand (g) aus­ gewählt wurde. Der Linsenverzerrungscharakteristik- Korrekturabschnitt 23 korrigiert die Verzerrung durch Adressenumwandlung der Informationen, die entspre­ chend der Adresse in Reihenfolge aus dem Bildspeicher 7 ausgegeben wurden, und die korrigierten Bildinfor­ mationen werden zu dem Bildspeicher 7 oder dem Bild­ analyseabschnitt 2 übertragen.

Der Anzeigeabschnitt 14 zeigt ein nichtkorrigiertes Bild an, das vorübergehend im Bildspeicher 7 gespei­ chert ist. Wenn jedoch ein Bildspeicher verwendet wird, der sowohl ein nichtkorrigiertes Bild als auch ein korrigiertes Bild speichern kann, ist es auch möglich, sowohl ein nichtkorrigiertes Bild als auch ein korrigiertes Bild anzuzeigen. Auch kann das ur­ sprüngliche Bild, so wie es ist, in dem Bildaufzeich­ nungsabschnitt gespeichert werden, ohne durch die LUT hindurchzugehen. Weiterhin können sowohl ein nicht­ korrigiertes Bild als auch ein korrigiertes Bild auf­ gezeichnet werden.

Das Bild, bei dem die Linsenverzerrung korrigiert wurde, wird zu dem Bildanalyseabschnitt 2 ausgegeben. Das von dem Linsenverzerrungs-Korrekturabschnitt 23 korrigierte Bild wird durch den Bildanalyseabschnitt 2 analysiert, wodurch eine Messung mit hoher Genau­ igkeit möglich wird.

Während das vorerwähnte Ausführungsbeispiel so ausge­ staltet ist, daß das Bild, bei welchem die Linsenver­ zerrung korrigiert wurde, direkt von der Kamera 1 zu dem Bildanalysierabschnitt ausgegeben wird, kann ein Bildaufzeichnungsabschnitt zum vorübergehenden Spei­ chern eines korrigierten Bildes auch in der Ausgangs­ stufe des Linsenverzerrungscharakteristik-Korrektur­ abschnitts 23 der Kamera 1 so vorgesehen sein, daß das Ausgangssignal dieses Bildaufzeichnungsabschnitts in den externen Bildanalyseabschnitt 2 der Kamera 1 eingegeben wird.

Der Linsenverzerrungscharakteristik-Korrekturab­ schnitt 23 kann auch durch einen arithmetischen Ab­ schnitt anstelle der LUT gebildet sein. In diesem Fall werden die Linsenverzerrungsparameter in den Schirmabständen (g) vorher in dem Korrekturspeicher des Linsenverzerrungscharakteristik-Speicherab­ schnitts 13 gespeichert, und die Linsenverzerrungs­ parameter (x0, y0, k1 und k2 in den Gleichungen (a) und (b)), die entsprechend dem Schirmabstand (g) aus­ gewählt wurden, werden zu dem arithmetischen Ab­ schnitt übertragen, der als der Linsenverzerrungscha­ rakteristik-Korrekturabschnitt 23 dient. Auf der Grundlage dieser Parameter führt der arithmetische Abschnitt eine Berechnung gemäß Gleichungen (a) und (b) durch von Adresseninformationen, bei denen Bild­ informationen in Folge ausgegeben werden, und berech­ net eine korrigierte Adresse. Der arithmetische Ab­ schnitt überträgt Bildinformationen zu dem Bildspei­ cher 7 oder dem Bildanalyseabschnitt 2 der berechne­ ten Adresse. Indem diese Verarbeitung für einen Schirm durchgeführt wird, wird ein Bild erhalten, bei welchem die Verzerrung der Bildformungslinse 3 kor­ rigiert wurde. Der arithmetische Abschnitt kann auch durch Hardware gebildet sein. Auch kann der arithme­ tische Abschnitt durch Programmierung und Berechnung der Gleichungen (a) und (b) mit einem digitalen Si­ gnalprozessor realisiert werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 5 illustriert schematisch ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der Gestaltmeßvorrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung. Bei dem zweiten Ausführungsbei­ spiel ist eine Kamera 1 mit einem Bild/Linsen-Verzer­ rungsaufzeichnungsabschnitt 27 versehen. Weiterhin ist ein von der Kamera 1 getrennter Bildanalyseab­ schnitt 2 vorgesehen mit einer arithmetischen Funk­ tion, die äquivalent dem vorerwähnten Linsenverzer­ rungs-Korrekturabschnitt ist, so daß ein Bild vor der Korrektur einer Linsenverzerrungsgröße direkt in den Bildanalyseabschnitt 2 eingegeben wird und eine Lin­ senverzerrungsgröße auf der Seite des Bildanalyseab­ schnitts 2 korrigiert wird, um eine Gestaltanalyse durchzuführen. Da die anderen Teile identisch mit den in Fig. 2 gezeigten sind, werden dieselben Bezugszah­ len verwendet und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbei­ spiel kann, während die Kamera 1 mit dem Bild/Linsen- Verzerrungsaufzeichnungsabschnitt 27 versehen ist, ein Bild vor der Korrektur einer Linsenverzerrungs­ größe auch direkt in den Bildanlayseabschnitt 2 durch eine SCSI-Schnittstelle eingegeben werden ohne den Bild/Linsen-Verzerrungsaufzeichnungsabschnitt 27 vor­ zusehen, und eine Linsenverzerrungsgröße kann auf der Seite des Bildanalysierabschnitts 2 korrigiert wer­ den, um die Gestaltanalyse durchzuführen. Auch kann bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, ob­ gleich der Linsenverzerrungscharakteristik-Speicher­ abschnitt 13 auf der Seite der Kamera 1 vorgesehen ist, der Linsenverzerrungscharakteristik-Speicherab­ schnitt 13 in dem Bildanalyseabschnitt 2 vorgesehen sein, und die Linsenverzerrungsgröße entsprechend dem von dem Schirmabstand-Abgleicherfassungsabschnitt 11 erfaßten Schirmabstand (g) kann auf der Seite des Bildanalyseabschnitts 2 ausgewählt werden.

Da die vorliegende Erfindung wie vorstehend beschrie­ ben ausgeführt ist, kann eine Messung frei erfolgen ohne Berücksichtigung einer Linsenfokussierposition in allen fotografischen Positionen mit Bezug auf ei­ nen gewünschten Gegenstand ungeachtet eines gemesse­ nen Gegenstands. Das heißt, es besteht keine Notwen­ digkeit, mehrere Kameras vorzubereiten, welche kali­ briert wurden für die Messung, und es besteht keine Notwendigkeit, eine Wiederkalibrierung der Kamera für jede Messung durchzuführen. Folglich besteht keine Begrenzung für einen gemessenen Gegenstand, ist keine Arbeit für eine Kamerakalibrierung erforderlich, und daher wird eine Verringerung der Arbeit möglich und es ist auch möglich, eine Hochgenauigkeits-Gestalt­ meßvorrichtung zu schaffen.

Claims (6)

1. Gestaltmeßvorrichtung mit einer Bildformungslin­ se (3) zum Formen eines Bildes eines zu messen­ den Gegenstands, einer Bildaufnahmevorrichtung (4), die in einer Bildfläche der Bildformungs­ linse (3) angeordnet ist, und einem Bildanalyse­ abschnitt (2) zum Analysieren einer Gestalt des Gegenstands auf der Grundlage eines Bildsignals von der Bildaufnahmevorrichtung (4),
gekennzeichnet durch
eine Abgleichvorrichtung (11) zum Abgleichen eines Schirmabstands zwischen der Bildformungs­ linse (3) und der Bildaufnahmevorrichtung (4) für den Zweck eines Fokussiervorgangs,
einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfassen des von der Abgleichvorrichtung (11) abgeglichenen Schirmabstands,
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Speicher­ abschnitt (13) zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse (3), welche sich entspre­ chend dem Schirmabstand (g) verändern, und
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Korrektur­ abschnitt (23) zum Korrigieren eines Bildsi­ gnals, welches in den Bildanalyseabschnitt (2) eingegeben ist, auf der Grundlage der Linsenver­ zerrungscharakteristik-Informationen entspre­ chend einem Signal von dem Schirmabstand-Erfas­ sungsabschnitt (11).

2. Bildeingabeeinheit für eine Gestaltmeßvorrich­ tung, welche ein Bildsignal ausgibt für die Ana­ lyse einer Gestalt eines zu messenden Gegen­ stands, mit einer Bildformungslinse (3) zum For­ men eines Bildes des Gegenstandes, und einer Bildaufnahmevorrichtung (4), die auf einer Bild­ fläche der Bildformungslinse (3) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
eine Abgleichvorrichtung (11) zum Abgleichen eines Schirmabstands zwischen der Bildformungs­ linse und der Bildaufnahmevorrichtung für den Zweck eines Fokussiervorgangs,
einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfassen des von der Abgleichvorrichtung (11) abgeglichenen Schirmabstands (g),
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Speicher­ abschnitt (13) zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse (3), welche sich entspre­ chend dem Schirmabstand (g) verändern, und
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Korrektur­ abschnitt (23) zum Korrigieren und Ausgeben ei­ nes Bildsignals auf der Grundlage der Linsenver­ zerrungscharakteristik-Informationen entspre­ chend einem Signal von dem Schirmabstand-Erfas­ sungsabschnitt (11).

3. Bildeingabeeinheit für eine Gestaltmeßvorrich­ tung, welche ein Bildsignal zum Analysieren ei­ ner Gestalt eines zu messenden Gegenstandes aus­ gibt, mit einer Bildformungslinse (3) zum Formen eines Bildes des Gegenstandes und einer Bildauf­ nahmevorrichtung (4), die in einer Bildfläche der Bildformungslinse (3) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
eine Abgleichvorrichtung (11) zum Abgleichen eines Schirmabstandes (g) zwischen der Bildfor­ mungslinse (3) und der Bildaufnahmevorrichtung (4) fuhr den Zweck eines Fokussiervorgangs,
einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfassen des durch die Abgleichvorrichtung (11) abgeglichenen Schirmabstands,
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Speicher­ abschnitt (13) zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse (3), welche sich entspre­ chend dem Schirmabstand (g) verändern, und
eine Ausgabevorrichtung zum Ausgeben der Linsen­ verzerrungscharakteristik-Informationen entspre­ chend einem Signal von dem Schirmabstand-Erfas­ sungsabschnitt (11).

4. Gestaltmeßvorrichtung mit einer fotografischen Kamera (1), welche eine Bildformungslinse (3), welche ein Bild eines zu messenden Gegenstandes formt, und eine Bildaufnahmevorrichtung (4), die in einer Bildfläche der Bildformungslinse (3) angeordnet ist, aufweist, und einen Bildanalyse­ abschnitt (2) zum Analysieren einer Gestalt des Gegenstandes auf der Grundlage eines Bildsignals von der Bildaufnahmevorrichtung (4),
gekennzeichnet durch
eine Abgleichvorrichtung (11) zum Abgleichen eines Schirmabstandes (g) zwischen der Bildfor­ mungslinse (3) und der Bildaufnahmevorrichtung (4) für den Zweck eines Fokussiervorgangs,
einen Schirmabstand-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfassen des durch die Abgleichvorrichtung (11) abgeglichenen Schirmabstands (g), und
einen Linsenverzerrungscharakteristik-Speicher­ abschnitt (13) zum vorhergehenden Speichern von Linsenverzerrungscharakteristik-Informationen der Bildformungslinse (3), welche sich entspre­ chend dem Schirmabstand (g) verändern,
worin ein Signal der in dem Linsenverzerrungs­ charakteristik-Speicherabschnitt (13) gespei­ cherten Linsenverzerrungscharakteristik-Informa­ tionen entsprechend einem Signal von dem Schirm­ abstand-Erfassungsabschnitt (11) gelesen wird, und eine Bildanalyse durch den Bildanalyseab­ schnitt (2) auf der Grundlage der Linsenverzer­ rungscharakteristik-Informationen durchgeführt wird.

5. Gestaltmeßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenverzerrungscharak­ teristik-Speicherabschnitt (13) in dem Bildana­ lyseabschnitt (2) enthalten ist.

6. Gestaltmeßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenverzerrungscharak­ terisik-Speicherabschnitt (13) in der fotogra­ fischen Kamera (1) enthalten ist.