JP2010160051A - Correcting pattern for image devices - Google Patents

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栄介 森内
Yuko Shishido
裕子 宍戸
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Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a correcting pattern for image devices capable of reducing measurement error regardless of measurement patterns of objects to be measured. <P>SOLUTION: The correcting pattern 1 includes a central part 11 including a square light area provided at middle of the correcting pattern 1 and a rim pattern 12 provided at outside of the central part 11. The rim pattern 12 has a traverse pattern which transversely extends to both sides of the center of the central part 11 and alternatively repeats a light region and a dark region and a longitudinal pattern which longitudinally extends to both sides of the center of the central part 11 and alternatively repeats a light region and a dark region. The traverse pattern and the longitudinal pattern alternatively repeat the light region and the dark region per each unit length of one third of side length in the traverse or longitudinal direction of the central part 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、画像機器の校正用パターンに関し、特に画像機器の測定誤差を校正するために画像機器に撮像される画像機器の校正用パターンに関する。   The present invention relates to a calibration pattern for an imaging device, and more particularly to a calibration pattern for an imaging device that is captured by the imaging device in order to calibrate a measurement error of the imaging device.

従来、対象物を撮像した画像に基づいて、対象物の長さを測定する画像計測器や、光学機器などの画像機器が知られている。このような画像機器では、所定の校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正している。
この校正用パターンは、画像機器に撮像されたときに明るい画像となる領域（以下、明領域とする）と、暗い画像となる領域（以下、暗領域とする）とを組み合わせたパターンとして構成されている。そして、画像機器は、明領域、及び暗領域の境界、すなわちエッジを検出し、既知の長さ（以下、基準長さとする）を有する２つのエッジ間の距離を測定することで測定誤差を校正する。なお、以下では、長さを測定するための２つのエッジを測定エッジとする。
また、このような画像機器では、対象物を拡大して撮像するためのズーム機能を備えている場合があり、この場合には、画像機器は、ズームの倍率に応じた大きさの複数の校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image measuring instrument that measures the length of an object based on an image obtained by imaging the object and an image apparatus such as an optical apparatus are known. In such an image device, the measurement error is calibrated by imaging a predetermined calibration pattern.
This calibration pattern is configured as a pattern combining a region that becomes a bright image (hereinafter referred to as a bright region) and a region that becomes a dark image (hereinafter referred to as a dark region) when captured by an imaging device. ing. Then, the imaging device detects the boundary between the bright region and the dark region, that is, the edge, and calibrates the measurement error by measuring the distance between two edges having a known length (hereinafter referred to as a reference length). To do. In the following, two edges for measuring the length are defined as measurement edges.
In addition, such an imaging device may have a zoom function for enlarging and capturing an object, and in this case, the imaging device has a plurality of calibrations having a size corresponding to the zoom magnification. The measurement error is calibrated by imaging the pattern for use.

図７は、従来の校正用パターンの一例を示す図である。なお、図７では、明領域を白色で示し、暗領域を黒色で示している。以下の図においても同様である。
校正用パターンＰＡは、例えば、図７（Ａ）に示すように、校正用パターンＰＡの中央に正方形状の明領域を配置し、この明領域と同一形状の４つの暗領域を上下左右に配置したパターンとして構成される。そして、画像機器は、校正用パターンＰＡにおける明領域の横方向、及び縦方向の長さを基準長さＡｘ，Ａｙとして測定して測定誤差を校正する。
なお、校正用パターンＰＢ〜ＰＥは、図７（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、ズームの倍率を小さくしていった場合に用いられる校正用パターンであり、校正用パターンＰＡと相似のパターンとして構成される。また、校正用パターンＰＢ〜ＰＥでは、基準長さは、Ｂｘ〜Ｅｘ，Ｂｙ〜Ｅｙとされている。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional calibration pattern. In FIG. 7, the bright area is shown in white and the dark area is shown in black. The same applies to the following drawings.
In the calibration pattern PA, for example, as shown in FIG. 7A, a square bright area is arranged at the center of the calibration pattern PA, and four dark areas having the same shape as the bright area are arranged vertically and horizontally. Configured as a pattern. Then, the image equipment calibrates the measurement error by measuring the horizontal and vertical lengths of the bright region in the calibration pattern PA as the reference lengths Ax and Ay.
As shown in FIGS. 7B to 7E, the calibration patterns PB to PE are calibration patterns used when the zoom magnification is reduced, and are similar to the calibration pattern PA. Configured as a pattern. In the calibration patterns PB to PE, the reference lengths are Bx to Ex and By to Ey.

図８は、暗領域に挟まれた明領域の横方向の長さを測定するときの画像処理の状態を示す図である。
対象物Ｗ１は、図８（Ａ）上図に示すように、中央に正方形状の明領域を配置し、この明領域と同一形状の２つの暗領域を左右に配置したパターンとして構成されている。この対象物Ｗ１における明領域の横方向の長さＬ１を測定するために、画像機器にて対象物Ｗ１を撮像すると、対象物Ｗ１を撮像した画像は、照明光の状態などの影響で明領域、または暗領域が広がった画像となる。なお、以下では、図８（Ａ）下図に示すように、対象物Ｗ１を撮像した画像Ｉｍ１は、明領域が広がっているものとして説明する。 FIG. 8 is a diagram illustrating a state of image processing when measuring the length in the horizontal direction of a bright region sandwiched between dark regions.
As shown in the upper diagram of FIG. 8A, the object W1 is configured as a pattern in which a square bright area is arranged in the center and two dark areas having the same shape as the bright area are arranged on the left and right. . In order to measure the horizontal length L1 of the bright area in the object W1, when the object W1 is imaged by an imaging device, the image obtained by imaging the object W1 is affected by the state of illumination light and the like. Or an image with a dark area widened. In the following description, as illustrated in the lower diagram of FIG. 8A, an image Im1 obtained by imaging the object W1 is described as having a bright area widened.

画像Ｉｍ１における横方向の濃淡曲線は、図８（Ｂ）上図に示すように、対象物Ｗ１の明領域の外側で急激に変化する。したがって、この濃淡曲線を微分した微分曲線のピークは、図８（Ｂ）下図に示すように、対象物Ｗ１の明領域の外側となる。このため、長さＬ１に対応する微分曲線のピーク間を長さＬ１の測定エッジ間の距離として測定すると、測定値は、図８（Ａ）に示すように、長さＭ１となり、真値である長さＬ１に対して両側に逆方向の測定誤差を生じることになる。ここで、片側での測定誤差をδとすれば、両側での測定誤差は＋２δとなる。   As shown in the upper part of FIG. 8B, the horizontal light and shade curve in the image Im1 changes abruptly outside the bright area of the object W1. Therefore, the peak of the differential curve obtained by differentiating the grayscale curve is outside the bright region of the object W1, as shown in the lower diagram of FIG. 8B. For this reason, when the distance between the peaks of the differential curve corresponding to the length L1 is measured as the distance between the measurement edges of the length L1, the measured value becomes the length M1, as shown in FIG. A measurement error in the opposite direction is generated on both sides for a certain length L1. Here, if the measurement error on one side is δ, the measurement error on both sides is + 2δ.

図９は、明領域に挟まれた暗領域の横方向の長さを測定するときの画像処理の状態を示す図である。
対象物Ｗ２は、図９（Ａ）上図に示すように、対象物Ｗ１の明暗を反転させたパターンとして構成されている。なお、この対象物Ｗ２における暗領域の横方向の長さＬ２は、対象物Ｗ１における明領域の横方向の長さＬ１と同じである。また、以下では、図９（Ａ）下図に示すように、対象物Ｗ２を撮像した画像Ｉｍ２は、対象物Ｗ１を撮像した画像Ｉｍ１と同様に、明領域が広がっているものとして説明する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a state of image processing when the horizontal length of a dark region sandwiched between bright regions is measured.
As shown in the upper diagram of FIG. 9A, the object W2 is configured as a pattern in which the brightness of the object W1 is reversed. In addition, the horizontal length L2 of the dark area in the object W2 is the same as the horizontal length L1 of the bright area in the object W1. In the following description, as illustrated in the lower diagram of FIG. 9A, the image Im2 obtained by imaging the object W2 is described as having a bright area expanded like the image Im1 obtained by imaging the object W1.

画像Ｉｍ２における横方向の濃淡曲線は、図９（Ｂ）上図に示すように、対象物Ｗ２の暗領域の内側で急激に変化する。したがって、この濃淡曲線を微分した微分曲線のピークは、図９（Ｂ）下図に示すように、対象物Ｗ２の暗領域の内側となる。このため、長さＬ２に対応する微分曲線のピーク間を長さＬ２の測定エッジ間の距離として測定すると、測定値は、図９（Ａ）に示すように、長さＭ２となり、真値である長さＬ２に対して両側に逆方向の測定誤差を生じることになる。ここで、片側での測定誤差をδとすれば、両側での測定誤差は−２δとなる。   As shown in the upper part of FIG. 9B, the horizontal shading curve in the image Im2 changes abruptly inside the dark region of the object W2. Therefore, the peak of the differential curve obtained by differentiating the gray scale curve is inside the dark region of the object W2, as shown in the lower diagram of FIG. 9B. Therefore, when the distance between the peaks of the differential curve corresponding to the length L2 is measured as the distance between the measurement edges of the length L2, the measured value becomes the length M2, as shown in FIG. A measurement error in the opposite direction occurs on both sides for a certain length L2. Here, if the measurement error on one side is δ, the measurement error on both sides is −2δ.

このように、対象物の測定エッジのうち、一方の測定エッジにおける濃淡曲線の変化方向が増加し、他方の測定エッジにおける濃淡曲線の変化方向が減少する場合、すなわち測定エッジの変化方向が異なる場合には、照明光の状態などの影響で真値に対して±２δの測定誤差が生じるという問題がある。
これに対して、測定エッジの変化方向を同一とすることで真値に対する測定誤差を低減させることができる校正用パターンが知られている（例えば、特許文献１参照）。
以下、測定エッジの変化方向を同一とすることで真値に対する測定誤差を低減させる原理について説明する。 In this way, when the direction of change in the light and shade curve at one measurement edge increases and the direction of change in the light and dark curve at the other measurement edge decreases among the measurement edges of the object, the change direction of the measurement edge is different. However, there is a problem that a measurement error of ± 2δ occurs with respect to the true value due to the influence of the state of the illumination light.
On the other hand, there is known a calibration pattern that can reduce the measurement error with respect to the true value by making the change direction of the measurement edge the same (see, for example, Patent Document 1).
Hereinafter, the principle of reducing the measurement error with respect to the true value by making the change direction of the measurement edge the same will be described.

図１０は、対象物の測定エッジの変化方向を同一とした場合における画像処理の状態を示す図である。
対象物Ｗ３は、図１０（Ａ）上図に示すように、正方形状の明領域、及び暗領域を横方向に交互に繰り返して配置したパターンとして構成されている。この対象物Ｗ３における中央の明領域、及び暗領域の長さＬ３を測定するために、画像機器にて対象物Ｗ３を撮像すると、対象物Ｗ３を撮像した画像は、照明光の状態などの影響で明領域、または暗領域が広がった画像となる。なお、以下では、図１０（Ａ）下図に示すように、対象物Ｗ１を撮像した画像Ｉｍ３は、明領域が広がっているものとして説明する。 FIG. 10 is a diagram illustrating a state of image processing when the change direction of the measurement edge of the object is the same.
As shown in the upper diagram of FIG. 10A, the object W3 is configured as a pattern in which square-shaped bright areas and dark areas are alternately arranged in the horizontal direction. When the object W3 is imaged by an imaging device in order to measure the length L3 of the central bright area and dark area in the object W3, the image obtained by imaging the object W3 is affected by the state of illumination light and the like. Thus, an image in which a bright area or a dark area is widened is obtained. In the following description, as illustrated in the lower diagram of FIG. 10A, an image Im3 obtained by imaging the object W1 is described as having a bright area widened.

画像Ｉｍ３における横方向の濃淡曲線は、図１０（Ｂ）上図に示すように、対象物Ｗ３の明領域の外側で急激に変化する。したがって、この濃淡曲線を微分した微分曲線のピークは、図１０（Ｂ）下図に示すように、対象物Ｗ３の明領域の外側となる。このため、長さＬ３に対応する微分曲線のピーク間を長さＬ３の測定エッジ間の距離として測定すると、測定値は、図１０（Ａ）に示すように、長さＭ３となり、真値である長さＬ３に対して両側に同一方向に測定誤差を生じることになる。ここで、片側での測定誤差をδとすれば、両側での測定誤差は０となる。したがって、測定エッジの変化方向を同一とすれば、照明光の状態などの影響がある場合であっても真値に対する測定誤差を低減させることができる。   As shown in the upper diagram of FIG. 10B, the horizontal shading curve in the image Im3 changes abruptly outside the bright region of the object W3. Therefore, the peak of the differential curve obtained by differentiating the light and shade curve is outside the bright region of the object W3 as shown in the lower diagram of FIG. Therefore, when the distance between the peaks of the differential curve corresponding to the length L3 is measured as the distance between the measurement edges of the length L3, the measured value becomes the length M3 as shown in FIG. A measurement error is caused in the same direction on both sides for a certain length L3. Here, if the measurement error on one side is δ, the measurement error on both sides is zero. Therefore, if the change direction of the measurement edge is the same, the measurement error with respect to the true value can be reduced even when there is an influence such as the state of the illumination light.

また、特許文献１に記載の校正用パターンは、複数の測定エッジを同心状に配置したパターンとして構成されている。したがって、特許文献１に記載の校正用パターンによれば、従来の校正用パターンのように、ズームの倍率に応じて校正用パターンを変更することなく、画像機器の測定誤差を校正することができる。したがって、画像機器の校正にかかる時間を短縮することができる。さらに、特許文献１に記載の校正用パターンによれば、ズームの倍率を変更した場合であっても画像機器の位置決めをすることなく測定誤差を校正することができるので、ズームの倍率を変更した場合における画像の中心位置の校正をすることができる。   In addition, the calibration pattern described in Patent Document 1 is configured as a pattern in which a plurality of measurement edges are concentrically arranged. Therefore, according to the calibration pattern described in Patent Document 1, it is possible to calibrate the measurement error of the imaging device without changing the calibration pattern in accordance with the zoom magnification, unlike the conventional calibration pattern. . Therefore, it is possible to reduce the time required for the calibration of the image equipment. Furthermore, according to the calibration pattern described in Patent Document 1, even when the zoom magnification is changed, the measurement error can be calibrated without positioning the imaging device, so the zoom magnification is changed. In this case, the center position of the image can be calibrated.

特開平８−１７０９０７号公報JP-A-8-170907

しかしながら、変化方向が同一である測定エッジを有する特許文献１に記載の校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正した場合であっても、変化方向が異なる測定エッジを有する被測定物を測定する場合には、測定誤差を生じるという問題がある。
以下の説明では、明領域の長さを測定する対象物Ｗ１のようなパターンを明領域測定パターンとし、暗領域の長さを測定する対象物Ｗ２のようなパターンを暗領域測定パターンとし、明暗領域の長さを測定する対象物Ｗ３のようなパターンを明暗領域測定パターンとする。
なお、明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンは、変化方向が異なる測定エッジを測定するパターンであり、明暗領域測定パターンは、変化方向が同一である測定エッジを測定するパターンである。 However, even when the measurement error is calibrated by imaging the calibration pattern described in Patent Document 1 having the measurement edge having the same change direction, the measurement object having the measurement edge having a different change direction is measured. In this case, there is a problem that a measurement error occurs.
In the following description, a pattern such as the object W1 for measuring the length of the bright area is referred to as a bright area measurement pattern, and a pattern such as the object W2 for measuring the length of the dark area is referred to as a dark area measurement pattern. A pattern such as the object W3 for measuring the length of the region is defined as a bright / dark region measurement pattern.
The bright area measurement pattern and the dark area measurement pattern are patterns for measuring measurement edges having different change directions, and the bright / dark area measurement pattern is a pattern for measuring measurement edges having the same change direction.

図１１は、校正用パターン、及び被測定物の組み合わせと、測定誤差との関係を示す図である。
明暗領域測定パターンで構成される校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正した場合において、明暗領域測定パターンで構成される被測定物を測定すれば、図１１に示すように、測定誤差は０となる。しかしながら、この場合において、明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成される被測定物を測定すれば、測定誤差は±δとなる。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the calibration pattern and the combination of the object to be measured and the measurement error.
When the measurement error is calibrated by imaging the calibration pattern composed of the light and dark area measurement pattern, if the measurement object composed of the light and dark area measurement pattern is measured, as shown in FIG. 0. However, in this case, if a measurement object composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern is measured, the measurement error is ± δ.

ここで、明領域測定パターンで構成される校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正した場合において、明領域測定パターンで構成される被測定物を測定すれば、測定誤差は０となる。また、暗領域測定パターンで構成される校正用パターンを撮像することで測定誤差を校正した場合において、暗領域測定パターンで構成される被測定物を測定すれば、測定誤差は０となる。
すなわち、校正用パターン、及び被測定物を構成する測定パターンが同じであれば、測定誤差は０となるので、校正用パターンの測定パターンは、被測定物の測定パターンに応じて選択することが望ましい。 Here, when a measurement error is calibrated by imaging a calibration pattern composed of a bright region measurement pattern, the measurement error becomes zero if a measurement object composed of a bright region measurement pattern is measured. In addition, when the measurement error is calibrated by imaging the calibration pattern composed of the dark region measurement pattern, the measurement error becomes zero if the measurement object composed of the dark region measurement pattern is measured.
That is, if the calibration pattern and the measurement pattern constituting the object to be measured are the same, the measurement error is 0. Therefore, the measurement pattern of the calibration pattern can be selected according to the measurement pattern of the object to be measured. desirable.

本発明の目的は、被測定物の測定パターンに関わらず、測定誤差を低減させることができる画像機器の校正用パターンを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a calibration pattern for an imaging device that can reduce measurement errors regardless of the measurement pattern of an object to be measured.

本発明の画像機器の校正用パターンは、対象物を撮像した画像に基づいて、前記対象物の長さを測定する画像機器の測定誤差を校正するために前記画像機器に撮像される画像機器の校正用パターンであって、前記校正用パターンの中央に設けられる矩形状の明領域、または暗領域からなる中央部と、前記中央部を中心として横方向に沿って両側に延出し、前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返す横方向パターンと、前記中央部を中心として縦方向に沿って両側に延出し、前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返す縦方向パターンとを備え、前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記中央部の前記横方向、及び前記縦方向における辺の長さに対して１／３の長さにそれぞれ設定される単位長さごとに前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返すことを特徴とする。   The pattern for calibration of the imaging device according to the present invention is based on an image obtained by capturing an object, and the image device captured by the imaging device is used to calibrate a measurement error of the imaging device that measures the length of the object. A calibration pattern, which is a rectangular bright region provided in the center of the calibration pattern, or a central portion consisting of a dark region, and extends to both sides along the lateral direction centering on the central portion, and the bright region And a horizontal pattern that alternately repeats the dark area, and a vertical pattern that extends on both sides along the vertical direction centered on the central portion, and that alternately repeats the bright area and the dark area, The horizontal direction pattern and the vertical direction pattern are the bright region for each unit length set to a length of 1/3 with respect to the length of the side in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion. And before And repeating the dark area alternately.

このような構成において、中央部の横方向、及び縦方向における辺の長さに対して、２：１となる位置に基準長さの中点を設定する。そして、この中点から横方向、及び縦方向の両側に単位長さのｎ倍（ｎは、２以上の整数）の距離だけ離間した位置にある横方向パターン上、及び縦方向パターン上のエッジを基準長さの測定エッジとすれば、各基準長さの測定エッジの変化方向は同一となる。すなわち、本発明の校正用パターンを、明暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いることができる。   In such a configuration, the midpoint of the reference length is set at a position of 2: 1 with respect to the length of the side in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion. Then, the edge on the horizontal pattern and the vertical pattern located at a distance of n times the unit length (n is an integer of 2 or more) on both sides in the horizontal and vertical directions from the midpoint. Is the measurement edge of the reference length, the change direction of the measurement edge of each reference length is the same. That is, the calibration pattern of the present invention can be used as a calibration pattern composed of light and dark area measurement patterns.

また、このような構成において、中央部の横方向、及び縦方向における辺の長さに対して、１：１となる位置に基準長さの中点を設定する。そして、この中点から横方向、及び縦方向の両側に単位長さの０．５＋ｍ倍（ｍは、１以上の整数）の距離だけ離間した位置にある横方向パターン上、及び縦方向パターン上のエッジを基準長さの測定エッジとすれば、各基準長さの測定エッジの変化方向は異なることになる。すなわち、本発明の校正用パターンを、明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いることができる。
したがって、校正用パターンは、被測定物の測定パターンに応じて測定パターンを選択することができるので、被測定物の測定パターンに関わらず、測定誤差を低減させることができる。 In such a configuration, the midpoint of the reference length is set at a position of 1: 1 with respect to the length of the side in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion. Then, on the horizontal pattern and the vertical pattern located at a distance of 0.5 + m times the unit length (m is an integer of 1 or more) on both sides in the horizontal and vertical directions from the midpoint. If the edge is the measurement edge of the reference length, the change direction of the measurement edge of each reference length is different. That is, the calibration pattern of the present invention can be used as a calibration pattern composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern.
Therefore, since the calibration pattern can select a measurement pattern according to the measurement pattern of the object to be measured, the measurement error can be reduced regardless of the measurement pattern of the object to be measured.

また、横方向パターン、及び縦方向パターンは、明領域、及び暗領域を交互に繰り返すパターンとして構成されているので、特許文献１に記載の校正用パターンと同様に、複数の測定エッジを同心状に配置したパターンとして構成されている。
したがって、画像機器の校正にかかる時間を短縮することができ、ズームの倍率を変更した場合における画像の中心位置の校正をすることができる。 Moreover, since the horizontal direction pattern and the vertical direction pattern are configured as patterns in which a bright region and a dark region are alternately repeated, a plurality of measurement edges are concentric like the calibration pattern described in Patent Document 1. It is configured as a pattern arranged in
Therefore, it is possible to shorten the time required for the calibration of the image device, and to calibrate the center position of the image when the zoom magnification is changed.

本発明では、前記単位長さの枠幅を有する枠状に形成された前記明領域、及び前記暗領域からなる複数の枠状部を、前記中央部を中心とする同心状に交互に配列した枠状パターンを備え、前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記枠状パターンの一部とされていることが好ましい。   In the present invention, a plurality of frame-like portions composed of the bright region and the dark region formed in a frame shape having the frame width of the unit length are alternately arranged concentrically with the central portion as the center. It is preferable that a frame-shaped pattern is provided, and the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the frame-shaped pattern.

このような構成によれば、前述した校正用パターンと同様の作用効果を奏することができる。また、枠状パターンは、簡素な形状であるので、校正用パターンを容易に製造することができる。   According to such a configuration, it is possible to achieve the same effects as the calibration pattern described above. In addition, since the frame pattern has a simple shape, the calibration pattern can be easily manufactured.

本発明では、前記単位長さの幅を有し、前記中央部を中心とする渦巻状に形成された前記明領域、及び前記暗領域からなる２つの渦巻部を、互いに平行して配列した渦巻パターンを備え、前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記渦巻パターンの一部とされていることが好ましい。   In the present invention, a spiral in which two spiral portions having the width of the unit length and formed in a spiral shape centered on the central portion and composed of the bright region and the dark region are arranged in parallel to each other. It is preferable that a pattern is provided, and the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the spiral pattern.

このような構成によれば、前述した校正用パターンと同様の作用効果を奏することができる。また、渦巻パターンは、簡素な形状であるので、校正用パターンを容易に製造することができる。   According to such a configuration, it is possible to achieve the same effects as the calibration pattern described above. Further, since the spiral pattern has a simple shape, the calibration pattern can be easily manufactured.

本発明では、前記中央部は、前記画像機器の位置決めをするための位置決め用パターンを備えることが好ましい。   In this invention, it is preferable that the said center part is provided with the pattern for positioning for positioning the said imaging device.

このような構成によれば、校正用パターンは、位置決め用パターンを備えるので、画像機器は、位置決め用パターンを検出することで、容易に位置決めをすることができる。したがって、画像機器の校正にかかる時間を短縮することができ、ズームの倍率を変更した場合における画像の中心位置の校正を容易にすることができる。   According to such a configuration, since the calibration pattern includes the positioning pattern, the imaging apparatus can easily perform positioning by detecting the positioning pattern. Therefore, it is possible to shorten the time required for the calibration of the image apparatus, and it is possible to easily calibrate the center position of the image when the zoom magnification is changed.

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る校正用パターン１を示す図である。
校正用パターン１は、対象物を撮像した画像に基づいて、対象物の長さを測定する画像機器（図示略）の測定誤差を校正するために画像機器に撮像される画像機器の校正用パターンであり、図１に示すように、校正用パターン１の中央に設けられる正方形状の明領域からなる中央部１１と、中央部１１の外側に設けられる枠状パターン１２とを備える。 [First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a calibration pattern 1 according to the first embodiment of the present invention.
The calibration pattern 1 is a calibration pattern for an imaging device that is captured by the imaging device to calibrate a measurement error of an imaging device (not shown) that measures the length of the object based on an image obtained by imaging the object. As shown in FIG. 1, a center portion 11 made of a square bright region provided at the center of the calibration pattern 1 and a frame-like pattern 12 provided outside the center portion 11 are provided.

枠状パターン１２は、中央部１１の横方向、及び縦方向における辺の長さに対して１／３の長さにそれぞれ設定される単位長さの枠幅を有する枠状に形成された明領域、及び暗領域からなる複数の枠状部１２１〜１２５を備える。そして、各枠状部１２１〜１２５は、中央部１１を中心とする同心状に交互に配列されている。
なお、本実施形態では、横方向パターン、及び縦方向パターンは、枠状パターン１２の一部とされている。 The frame-shaped pattern 12 is a bright pattern formed in a frame shape having a frame width of a unit length set to a length of 1/3 with respect to the length of the side in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion 11. A plurality of frame-like portions 121 to 125 each including a region and a dark region are provided. The frame-like parts 121 to 125 are alternately arranged concentrically with the central part 11 as the center.
In the present embodiment, the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the frame pattern 12.

言い換えると、枠状パターン１２は、中央部１１を中心として横方向に沿って両側に延出し、明領域、及び暗領域を交互に繰り返す横方向パターンと、中央部１１を中心として縦方向に沿って両側に延出し、明領域、及び暗領域を交互に繰り返す縦方向パターンとを有している。そして、横方向パターン、及び縦方向パターンは、単位長さごとに明領域、及び暗領域を交互に繰り返している。   In other words, the frame-shaped pattern 12 extends along the horizontal direction around the central portion 11 to both sides, and repeats the bright region and the dark region alternately, and along the vertical direction around the central portion 11. And a vertical pattern that alternately repeats bright and dark areas. In the horizontal direction pattern and the vertical direction pattern, the bright region and the dark region are alternately repeated for each unit length.

次に、校正用パターン１を撮像することで画像機器の測定誤差を校正する方法について説明する。
校正用パターン１を明暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合には、図１に示すように、中央部１１の横方向、及び縦方向における辺の長さに対して、２：１となる位置に基準長さの中点を設定する。
そして、この中点から横方向、及び縦方向の両側に単位長さのｎ倍（ｎは、２以上の整数）の距離だけ離間した位置にある枠状パターン１２上のエッジを基準長さの測定エッジとする。このように中点、及び基準長さを設定すれば、各基準長さの測定エッジの変化方向は同一となる。すなわち、校正用パターン１を、明暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いることができる。なお、本実施形態では、単位長さの２〜６倍の距離だけ離間した位置にあるエッジを基準長さＡｘ〜Ｅｘ，Ａｙ〜Ｅｙの測定エッジとしている。 Next, a method for calibrating the measurement error of the imaging device by imaging the calibration pattern 1 will be described.
When the calibration pattern 1 is used as a calibration pattern composed of light and dark area measurement patterns, as shown in FIG. 1, the horizontal length of the central portion 11 and the length of the side in the vertical direction are two: The midpoint of the reference length is set at a position where 1 is set.
Then, the edge on the frame-like pattern 12 at a position separated by a distance of n times the unit length (n is an integer of 2 or more) on both sides in the horizontal direction and the vertical direction from the midpoint is the reference length. The measurement edge. If the midpoint and the reference length are set in this way, the change directions of the measurement edges of each reference length are the same. That is, the calibration pattern 1 can be used as a calibration pattern composed of light and dark area measurement patterns. In the present embodiment, edges at positions separated by a distance of 2 to 6 times the unit length are used as measurement edges of the reference lengths Ax to Ex and Ay to Ey.

図２は、校正用パターン１を明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合を示す図である。
校正用パターン１を明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合には、図２に示すように、中央部１１の横方向、及び縦方向における辺の長さに対して、１：１となる位置に基準長さの中点を設定する。
そして、この中点から横方向、及び縦方向の両側に単位長さの０．５＋ｍ倍（ｍは、１以上の整数）の距離だけ離間した位置にある枠状パターン１２上のエッジを基準長さの測定エッジとする。このように中点、及び基準長さを設定すれば、各基準長さの測定エッジの変化方向は異なることになる。すなわち、校正用パターン１を、明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いることができる。なお、本実施形態では、単位長さの１．５〜６．５倍の距離だけ離間した位置にあるエッジを基準長さａｘ〜ｆｘ，ａｙ〜ｆｙの測定エッジとしている。 FIG. 2 is a diagram showing a case where the calibration pattern 1 is used as a calibration pattern composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern.
When the calibration pattern 1 is used as a calibration pattern composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern, as shown in FIG. 2, the side lengths in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion 11 are used. On the other hand, the midpoint of the reference length is set at a position of 1: 1.
Then, the edge on the frame-like pattern 12 at a position separated by a distance of 0.5 + m times the unit length (m is an integer of 1 or more) on both sides in the horizontal and vertical directions from the midpoint is the reference length. This is the measurement edge. If the midpoint and the reference length are set in this way, the change direction of the measurement edge of each reference length is different. That is, the calibration pattern 1 can be used as a calibration pattern composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern. In the present embodiment, edges at positions separated by a distance 1.5 to 6.5 times the unit length are used as measurement edges of the reference lengths ax to fx and ay to fy.

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）校正用パターン１は、被測定物の測定パターンに応じて測定パターンを選択することができるので、被測定物の測定パターンに関わらず、測定誤差を低減させることができる。
（２）横方向パターン、及び縦方向パターンは、明領域、及び暗領域を交互に繰り返すパターンとして構成されているので、複数の測定エッジを同心状に配置したパターンとして構成されている。したがって、画像機器の校正にかかる時間を短縮することができ、ズームの倍率を変更した場合における画像の中心位置の校正をすることができる。
（３）枠状パターン１２は、簡素な形状であるので、校正用パターン１を容易に製造することができる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the calibration pattern 1 can select a measurement pattern according to the measurement pattern of the object to be measured, the measurement error can be reduced regardless of the measurement pattern of the object to be measured.
(2) Since the horizontal direction pattern and the vertical direction pattern are configured as a pattern in which a bright region and a dark region are alternately repeated, they are configured as a pattern in which a plurality of measurement edges are arranged concentrically. Therefore, it is possible to shorten the time required for the calibration of the image device, and to calibrate the center position of the image when the zoom magnification is changed.
(3) Since the frame-shaped pattern 12 has a simple shape, the calibration pattern 1 can be easily manufactured.

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る校正用パターン１Ａを示す図である。図４は、校正用パターン１Ａを明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合を示す図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。 [Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram showing a calibration pattern 1A according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a case where the calibration pattern 1A is used as a calibration pattern composed of a bright area measurement pattern and a dark area measurement pattern.
In the following description, parts that have already been described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.

前記第１実施形態では、校正用パターン１は、枠状パターン１２を備え、横方向パターン、及び縦方向パターンは、枠状パターン１２の一部とされていた。
これに対して、本実施形態では、校正用パターン１Ａは、図３、及び図４に示すように、渦巻パターン１３を備え、横方向パターン、及び縦方向パターンは、渦巻パターン１３の一部とされている点で異なる。 In the first embodiment, the calibration pattern 1 includes the frame pattern 12, and the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the frame pattern 12.
On the other hand, in the present embodiment, the calibration pattern 1A includes a spiral pattern 13 as shown in FIGS. 3 and 4, and the horizontal pattern and the vertical pattern are a part of the spiral pattern 13. Different in that it is.

校正用パターン１Ａは、中央部１１と、中央部１１の外側に設けられる渦巻パターン１３とを備える。
渦巻パターン１３は、単位長さの幅を有し、中央部１１を中心とする渦巻状に形成された明領域、及び暗領域からなる２つの渦巻部１３１，１３２を備える。そして、渦巻部１３１，１３２は、互いに平行して配列されている。 1 A of calibration patterns are provided with the center part 11 and the spiral pattern 13 provided in the outer side of the center part 11. FIG.
The spiral pattern 13 includes two spiral portions 131 and 132 each having a width of a unit length and formed of a light region and a dark region formed in a spiral shape with the central portion 11 as the center. The spiral portions 131 and 132 are arranged in parallel to each other.

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（４）渦巻パターン１３は、簡素な形状であるので、校正用パターン１Ａを容易に製造することができる。 In this embodiment as well, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved, and the following operations and effects can be achieved.
(4) Since the spiral pattern 13 has a simple shape, the calibration pattern 1A can be easily manufactured.

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る校正用パターン１Ｂを示す図である。図６は、校正用パターン１Ｃを示す図である。
なお、校正用パターン１Ｂは、前記第１実施形態における校正用パターン１と同様に枠状パターン１２を備えるものであり、校正用パターン１Ｃは、前記第２実施形態における校正用パターン１Ａと同様に渦巻パターン１３を備えるものである。 [Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a diagram showing a calibration pattern 1B according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a calibration pattern 1C.
The calibration pattern 1B includes a frame-like pattern 12 in the same manner as the calibration pattern 1 in the first embodiment, and the calibration pattern 1C is similar to the calibration pattern 1A in the second embodiment. A spiral pattern 13 is provided.

前記各実施形態では、校正用パターン１，１Ａは、中央部１１を備え、中央部１１は、正方形状の明領域とされていた。
これに対して、本実施形態では、校正用パターン１Ｂ，１Ｃは、図５、及び図６に示すように、中央部１４を備え、中央部１４は、画像機器の位置決めをするための位置決め用パターン１４１を備えている点で異なる。 In each of the embodiments described above, the calibration patterns 1 and 1 </ b> A include the central portion 11, and the central portion 11 is a square bright region.
On the other hand, in this embodiment, the calibration patterns 1B and 1C are provided with a central portion 14 as shown in FIGS. 5 and 6, and the central portion 14 is used for positioning the imaging device. The difference is that a pattern 141 is provided.

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（５）校正用パターン１Ｂ，１Ｃは、位置決め用パターン１４１を備えるので、画像機器は、位置決め用パターン１４１を検出することで、容易に位置決めをすることができる。したがって、画像機器の校正にかかる時間を短縮することができ、ズームの倍率を変更した場合における画像の中心位置の校正を容易にすることができる。 In this embodiment as well, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved, and the following operations and effects can be achieved.
(5) Since the calibration patterns 1B and 1C include the positioning pattern 141, the imaging device can easily perform positioning by detecting the positioning pattern 141. Therefore, it is possible to shorten the time required for the calibration of the image apparatus, and it is possible to easily calibrate the center position of the image when the zoom magnification is changed.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、校正用パターンとして、校正用パターン１Ａ〜１Ｃを例示したが、これら以外のパターンとされていてもよい。要するに、校正用パターンは、中央部と、横方向パターン、及び縦方向パターンを備えていればよい。
前記各実施形態では、中央部１１，１４は、明領域とされていたが、暗領域とされていてもよい。なお、この場合には、枠状パターン１２、及び渦巻パターン１３の明暗を反転させればよい。要するに、中央部は、明領域、または暗領域とされていればよい。
前記各実施形態では、中央部１１，１４は、正方形状とされていたが、矩形状とされていてもよい。 [Modification of Embodiment]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiments, the calibration patterns 1A to 1C are exemplified as the calibration patterns. However, patterns other than these may be used. In short, the calibration pattern only needs to have a central portion, a horizontal pattern, and a vertical pattern.
In each of the embodiments described above, the central portions 11 and 14 are light areas, but may be dark areas. In this case, the brightness of the frame-like pattern 12 and the spiral pattern 13 may be reversed. In short, the central portion may be a bright region or a dark region.
In each said embodiment, although the center parts 11 and 14 were made into square shape, you may be made into the rectangular shape.

本発明は、画像機器の校正用パターンに利用でき、特に、画像機器の測定誤差を校正するために画像機器に撮像される画像機器の校正用パターンに好適に利用することができる。   The present invention can be used for a calibration pattern of an imaging device, and particularly, can be suitably used for a calibration pattern of an imaging device captured by the imaging device in order to calibrate a measurement error of the imaging device.

本発明の第１実施形態に係る校正用パターンを示す図。The figure which shows the pattern for a calibration which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前記実施形態における校正用パターンを明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合を示す図。The figure which shows the case where the calibration pattern in the said embodiment is used as a calibration pattern comprised by the bright area | region measurement pattern and the dark area | region measurement pattern. 本発明の第２実施形態に係る校正用パターン１Ａを示す図。The figure which shows the pattern 1A for a calibration which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 前記実施形態における校正用パターンを明領域測定パターン、及び暗領域測定パターンで構成された校正用パターンとして用いる場合を示す図。The figure which shows the case where the calibration pattern in the said embodiment is used as a calibration pattern comprised by the bright area | region measurement pattern and the dark area | region measurement pattern. 本発明の第３実施形態に係る校正用パターンを示す図。The figure which shows the pattern for a calibration which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 前記実施形態における校正用パターンを示す図。The figure which shows the pattern for a calibration in the said embodiment. 従来の校正用パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of the pattern for conventional calibration. 暗領域に挟まれた明領域の横方向の長さを測定するときの画像処理の状態を示す図。The figure which shows the state of an image process when measuring the length of the horizontal direction of the bright area | region pinched | interposed into the dark area. 明領域に挟まれた暗領域の横方向の長さを測定するときの画像処理の状態を示す図。The figure which shows the state of an image process when measuring the length of the horizontal direction of the dark area | region pinched | interposed into the bright area | region. 対象物の測定エッジの変化方向を同一とした場合における画像処理の状態を示す図。The figure which shows the state of the image process when the change direction of the measurement edge of a target object is made the same. は、校正用パターン、及び被測定物の組み合わせと、測定誤差との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a calibration pattern and a combination of an object to be measured and a measurement error.

１，１Ａ-１Ｃ…校正用パターン
１１，１４…中央部
１２…枠状パターン
１２１-１２５…枠状部
１３…渦巻パターン
１３１，１３２…渦巻部
１４１…位置決め用パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A-1C ... Calibration pattern 11, 14 ... Center part 12 ... Frame-like pattern 121-125 ... Frame-like part 13 ... Spiral pattern 131, 132 ... Spiral part 141 ... Positioning pattern

Claims (4)

対象物を撮像した画像に基づいて、前記対象物の長さを測定する画像機器の測定誤差を校正するために前記画像機器に撮像される画像機器の校正用パターンであって、
前記校正用パターンの中央に設けられる矩形状の明領域、または暗領域からなる中央部と、
前記中央部を中心として横方向に沿って両側に延出し、前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返す横方向パターンと、
前記中央部を中心として縦方向に沿って両側に延出し、前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返す縦方向パターンとを備え、
前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記中央部の前記横方向、及び前記縦方向における辺の長さに対して１／３の長さにそれぞれ設定される単位長さごとに前記明領域、及び前記暗領域を交互に繰り返すことを特徴とする画像機器の校正用パターン。 A calibration pattern for an imaging device that is imaged by the imaging device to calibrate a measurement error of the imaging device that measures the length of the object based on an image obtained by imaging the object,
A rectangular light area provided in the center of the calibration pattern, or a central part consisting of a dark area,
A lateral pattern that extends to both sides along the lateral direction around the central portion, and repeats the bright region and the dark region alternately;
A vertical pattern that extends to both sides along the vertical direction with the central portion as the center, and that repeats the bright region and the dark region alternately,
The horizontal direction pattern and the vertical direction pattern have the light intensity for each unit length set to a length of 1/3 with respect to the side length in the horizontal direction and the vertical direction of the central portion. A pattern for calibrating an imaging device, wherein the area and the dark area are alternately repeated. 請求項１に記載の画像機器の校正用パターンにおいて、
前記単位長さの枠幅を有する枠状に形成された前記明領域、及び前記暗領域からなる複数の枠状部を、前記中央部を中心とする同心状に交互に配列した枠状パターンを備え、
前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記枠状パターンの一部とされていることを特徴とする画像機器の校正用パターン。 The calibration pattern for an imaging device according to claim 1,
A frame-shaped pattern in which a plurality of frame-shaped portions composed of the bright region and the dark region formed in a frame shape having a frame width of the unit length are alternately arranged concentrically with the central portion as a center. Prepared,
The image pattern calibration pattern, wherein the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the frame pattern. 請求項１に記載の画像機器の校正用パターンにおいて、
前記単位長さの幅を有し、前記中央部を中心とする渦巻状に形成された前記明領域、及び前記暗領域からなる２つの渦巻部を、互いに平行して配列した渦巻パターンを備え、
前記横方向パターン、及び前記縦方向パターンは、前記渦巻パターンの一部とされていることを特徴とする画像機器の校正用パターン。 The calibration pattern for an imaging device according to claim 1,
A spiral pattern having a width of the unit length, the spiral region formed in a spiral shape centered on the central portion, and two spiral portions composed of the dark region arranged in parallel with each other,
The image pattern calibration pattern, wherein the horizontal pattern and the vertical pattern are part of the spiral pattern. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像機器の校正用パターンにおいて、
前記中央部は、前記画像機器の位置決めをするための位置決め用パターンを備えることを特徴とする画像機器の校正用パターン。 In the calibration pattern of the imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The center portion includes a positioning pattern for positioning the image device.
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