JP2018189702A - 焦点距離可変レンズ装置 - Google Patents
焦点距離可変レンズ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018189702A JP2018189702A JP2017089578A JP2017089578A JP2018189702A JP 2018189702 A JP2018189702 A JP 2018189702A JP 2017089578 A JP2017089578 A JP 2017089578A JP 2017089578 A JP2017089578 A JP 2017089578A JP 2018189702 A JP2018189702 A JP 2018189702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- control unit
- image
- drive signal
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
- G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
- G02B15/04—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0081—Simple or compound lenses having one or more elements with analytic function to create variable power
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/62—Control of parameters via user interfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/294—Variable focal length devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
【課題】レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供する。【解決手段】焦点距離可変レンズ装置1は、入力される駆動信号Cfに応じて屈折率が変化するレンズシステム3と、レンズシステム3を通して測定対象物の画像を検出する画像検出部4と、駆動信号Cfおよび発光信号Ciを出力するレンズ制御部6と、レンズ制御部6が出力する駆動信号Cfの周波数、振幅、および画像検出部4での画像検出タイミングを調整するレンズ操作部71と、を有し、レンズ制御部6は、駆動信号Cfをレンズシステム3の共振周波数に追従させる共振ロック制御部611を有し、レンズ操作部71は、共振ロック制御部611の動作または停止を切り換える共振ロック操作部711を有する。【選択図】図5
Description
本発明は焦点距離可変レンズ装置に関する。
焦点距離可変レンズ装置として、例えば特許文献1に記載された原理の液体レンズシステム(以下単にレンズシステムと呼ぶ)を利用した装置が開発されている。
レンズシステムは、圧電材料で形成された円筒状の振動部材を、透明な液体に浸漬して形成される。レンズシステムにおいて、振動部材の内周面と外周面とに交流電圧を印加すると、振動部材が厚み方向に伸縮し、振動部材の内側の液体を振動させる。液体の固有振動数に応じて印加電圧の周波数を調整することで、液体には同心円状の定在波が形成され、振動部材の中心軸線を中心として屈折率が異なる同心円状の領域が形成される。このため、レンズシステムにおいて、振動部材の中心軸線に沿って光を通せば、この光は同心円状の領域ごとの屈折率に従って、発散または収束する経路を辿ることになる。
レンズシステムは、圧電材料で形成された円筒状の振動部材を、透明な液体に浸漬して形成される。レンズシステムにおいて、振動部材の内周面と外周面とに交流電圧を印加すると、振動部材が厚み方向に伸縮し、振動部材の内側の液体を振動させる。液体の固有振動数に応じて印加電圧の周波数を調整することで、液体には同心円状の定在波が形成され、振動部材の中心軸線を中心として屈折率が異なる同心円状の領域が形成される。このため、レンズシステムにおいて、振動部材の中心軸線に沿って光を通せば、この光は同心円状の領域ごとの屈折率に従って、発散または収束する経路を辿ることになる。
焦点距離可変レンズ装置は、前述したレンズシステムと、焦点を結ぶための対物レンズ(例えば通常の凸レンズあるいはレンズ群)とを、同じ光軸上に配置して構成される。
通常の対物レンズに平行光を入射させると、レンズを通過した光は所定の焦点距離にある焦点位置に焦点を結ぶ。これに対し、対物レンズと同軸に配置されたレンズシステムに平行光を入射させると、この光はレンズシステムで発散または収束され、対物レンズを通過した光は元の(レンズシステムがなかった状態の)焦点位置よりも遠くまたは近くにずれた位置に焦点を結ぶ。
従って、焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに入力される駆動信号(内部の液体に定在波を発生させる周波数の交流電圧)を印加し、この駆動信号の振幅を増減させることで、焦点距離可変レンズ装置としての焦点位置を一定の範囲内(対物レンズの焦点距離を基準としてレンズシステムにより増減できる所定の変化幅)で任意に制御することができる。
通常の対物レンズに平行光を入射させると、レンズを通過した光は所定の焦点距離にある焦点位置に焦点を結ぶ。これに対し、対物レンズと同軸に配置されたレンズシステムに平行光を入射させると、この光はレンズシステムで発散または収束され、対物レンズを通過した光は元の(レンズシステムがなかった状態の)焦点位置よりも遠くまたは近くにずれた位置に焦点を結ぶ。
従って、焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに入力される駆動信号(内部の液体に定在波を発生させる周波数の交流電圧)を印加し、この駆動信号の振幅を増減させることで、焦点距離可変レンズ装置としての焦点位置を一定の範囲内(対物レンズの焦点距離を基準としてレンズシステムにより増減できる所定の変化幅)で任意に制御することができる。
焦点距離可変レンズ装置において、レンズシステムに入力される駆動信号としては、例えば正弦波状の交流信号が用いられる。このような駆動信号が入力されると、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離(焦点位置)は正弦波状に変化する。この際、駆動信号の振幅が0のとき、レンズシステムを通る光は屈折されず、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離となる。駆動信号の振幅が正負のピークにあるとき、レンズシステムを通る光は最も大きく屈折され、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離から最も変化した状態となる。
このような焦点距離可変レンズ装置を用いて画像を取得する際には、駆動信号の正弦波の位相に同期して発光信号を出力してパルス照明を行う。これにより、正弦波状に変化する焦点距離のうち、所定の焦点距離にある状態でパルス照明を行うことで、この焦点距離にある対象物の画像が検出される。一周期のうち複数の位相でパルス照明を行い、各位相に対応して画像検出を行えば、同時に複数の焦点距離の画像を得ることもできる。
このような焦点距離可変レンズ装置を用いて画像を取得する際には、駆動信号の正弦波の位相に同期して発光信号を出力してパルス照明を行う。これにより、正弦波状に変化する焦点距離のうち、所定の焦点距離にある状態でパルス照明を行うことで、この焦点距離にある対象物の画像が検出される。一周期のうち複数の位相でパルス照明を行い、各位相に対応して画像検出を行えば、同時に複数の焦点距離の画像を得ることもできる。
前述した焦点距離可変レンズ装置においては、外気温の影響あるいは稼働に伴う発熱などにより、レンズシステムの内部の液体や振動部材の温度が変化する。そして、温度変化により固有振動数が変化し、定在波が得られる交流信号の周波数(共振周波数)も変動する。レンズシステムに入力される駆動信号が変動前と同じままであると、駆動信号が共振周波数のピークからずれてしまい、定在波を効率的に得ることができない。
このような共振周波数の変動に対し、駆動信号を自動的に追従させる共振ロック機能が採用されている。例えば、所定周波数の駆動信号をレンズシステムに入力し、定在波の強度レベルが最大であったとする。ここで、定在波のレベルが低下した際には、駆動信号の周波数がレンズシステムで定在波が得られる共振のピークから外れたと判定し、駆動信号の周波数を増減させて新たなピーク位置を捕捉する。駆動信号の周波数が新たなピーク位置に到達すれば、定在波のレベルも最大強度に復帰できる。このようなピーク位置に対する追従動作を連続的に行うことで、定在波が得られる共振周波数への自動追尾(共振ロック)を実現することができる。
このような共振周波数の変動に対し、駆動信号を自動的に追従させる共振ロック機能が採用されている。例えば、所定周波数の駆動信号をレンズシステムに入力し、定在波の強度レベルが最大であったとする。ここで、定在波のレベルが低下した際には、駆動信号の周波数がレンズシステムで定在波が得られる共振のピークから外れたと判定し、駆動信号の周波数を増減させて新たなピーク位置を捕捉する。駆動信号の周波数が新たなピーク位置に到達すれば、定在波のレベルも最大強度に復帰できる。このようなピーク位置に対する追従動作を連続的に行うことで、定在波が得られる共振周波数への自動追尾(共振ロック)を実現することができる。
前述した焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに対して適切に調整された駆動信号を供給することが必要である。すなわち、駆動信号は、正弦波などを出力できる発信器などが基本となるが、その発信周波数、出力信号レベルなどをレンズシステムに応じて適切に調整し、操作する手段が必要である。また、画像を取得する焦点距離の設定には、パルス照明部への発光信号のタイミング調整(駆動信号に対する位相調整)が必要である。さらに、共振ロックの制御についても、適切に調整あるいは操作を行うことが要求される。
このような要求に応えるべく、レンズシステムおよびパルス照明部の制御に関する設定や操作を適切に行える手段が求められていた。
このような要求に応えるべく、レンズシステムおよびパルス照明部の制御に関する設定や操作を適切に行える手段が求められていた。
本発明の目的は、レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供することにある。
本発明の焦点距離可変レンズ装置は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、前記レンズ制御部が出力する前記駆動信号の周波数、振幅および最大駆動電圧を調整するレンズ操作部と、を有し、前記レンズ制御部は、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部を有し、前記レンズ操作部は、前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部を有することを特徴とする。
本発明では、レンズ制御部からの駆動信号によりレンズシステムに定在波が生じた状態(共振状態)が得られ、画像検出部が所定の画像検出タイミングで画像検出を行うことで、所望の焦点距離の画像が得られる。さらに、共振ロック操作部により共振ロック制御部を動作状態とすることで、駆動信号がレンズシステムの現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
この際、駆動信号および画像検出タイミングは、レンズ操作部で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部から操作を行うことができる。
この際、駆動信号および画像検出タイミングは、レンズ操作部で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部から操作を行うことができる。
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ制御部は、専用のハードウェアで構成され、前記レンズ操作部は、専用のソフトウェアが実行されるコンピュータシステムで構成されていることが好ましい。
本発明では、レンズ制御部を専用のハードウェアとすることで、レンズシステムおよびパルス照明部の直接的な動作制御(周波数および振幅の制御、最大駆動電圧の制御など)に関する部分を集約することができる。一方、レンズ制御部による制御に関しては、汎用性の高いパーソナルコンピュータなどを用い、専用のソフトウェアを実行させることで、機能毎の操作を行うことができ、用途に応じた改訂などを容易に行うことができる。
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ操作部は、操作インターフェイスを有し、前記操作インターフェイスは、画面表示されるメイン画面に、前記駆動信号の周波数および振幅の設定部分と、前記共振ロック制御部の動作および停止の操作部分とを有し、前記画像検出部での画像検出タイミングの設定部分と、前記駆動信号の最大駆動電圧の設定部分とは、前記メイン画面とは別のサブ画面に表示されることが好ましい。
本発明では、レンズシステムの稼働中に多用する駆動信号の周波数の設定、振幅の設定、共振ロック制御部の動作および停止の操作については、通常表示されるメイン画面で行うことができる。一方、一度設定すればその後は操作の機会が少ない画像検出部での画像検出タイミングの設定(同期出力信号制御の設定)、駆動信号の最大駆動電圧の設定については、サブ画面とすることで、画面スペースを効率的に利用できるとともに、意図しない操作も防止できる。
本発明によれば、レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、焦点距離可変レンズ装置1は、焦点距離を可変しつつ測定対象物9の表面の画像を検出するために、当該表面に交差する同じ光軸A上に配置された対物レンズ2、レンズシステム3および画像検出部4を備えている。
さらに、焦点距離可変レンズ装置1は、測定対象物9の表面をパルス照明するパルス照明部5と、レンズシステム3およびパルス照明部5の動作を制御するレンズ制御部6と、レンズ制御部6を操作するための制御用PC7とを備えている。
図1において、焦点距離可変レンズ装置1は、焦点距離を可変しつつ測定対象物9の表面の画像を検出するために、当該表面に交差する同じ光軸A上に配置された対物レンズ2、レンズシステム3および画像検出部4を備えている。
さらに、焦点距離可変レンズ装置1は、測定対象物9の表面をパルス照明するパルス照明部5と、レンズシステム3およびパルス照明部5の動作を制御するレンズ制御部6と、レンズ制御部6を操作するための制御用PC7とを備えている。
制御用PC7は、既存のパーソナルコンピュータにより構成され、所定の制御用ソフトウェアを実行することで所期の機能が実現される。制御用PC7には、画像検出部4から画像を取り込んで処理する機能も含まれている。
対物レンズ2は、既存の凸レンズで構成される。
画像検出部4は、既存のCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサあるいは他の形式のカメラ等で構成され、入射される画像Lgを所定の信号形式の検出画像Imとして制御用PC7へ出力することができる。
パルス照明部5は、LED(Light Emitting Diode)などの発光素子で構成され、レンズ制御部6から発光信号Ciが入力された際に、所定時間だけ照明光Liを発光させ、測定対象物9の表面に対するパルス照明を行うことができる。
画像検出部4は、既存のCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサあるいは他の形式のカメラ等で構成され、入射される画像Lgを所定の信号形式の検出画像Imとして制御用PC7へ出力することができる。
パルス照明部5は、LED(Light Emitting Diode)などの発光素子で構成され、レンズ制御部6から発光信号Ciが入力された際に、所定時間だけ照明光Liを発光させ、測定対象物9の表面に対するパルス照明を行うことができる。
レンズシステム3は、レンズ制御部6から入力される駆動信号Cfに応じて屈折率が変化する。駆動信号Cfは、レンズシステム3に定在波を発生させる周波数の交流であって、正弦波状の交流信号である。
焦点距離可変レンズ装置1において、焦点位置Pfまでの焦点距離Dfは、対物レンズ2の焦点距離を基本としつつ、レンズシステム3の屈折率を変化させることで、任意に変化させることができる。
焦点距離可変レンズ装置1において、焦点位置Pfまでの焦点距離Dfは、対物レンズ2の焦点距離を基本としつつ、レンズシステム3の屈折率を変化させることで、任意に変化させることができる。
図2において、レンズシステム3は、円筒形のケース31を有し、ケース31の内部には円筒状の振動部材32が設置されている。振動部材32は、その外周面33とケース31の内周面との間に介装されたエラストマ製のスペーサ39で支持されている。
振動部材32は、圧電材料を円筒状に形成したものであり、外周面33と内周面34との間に駆動信号Cfの交流電圧が印加されることで、厚み方向に振動する。
ケース31の内部には、透過性の高い液体35が充填されており、振動部材32は全体を液体35に浸漬され、円筒状の振動部材32の内側は液体35で満たされている。駆動信号Cfの交流電圧は、振動部材32の内側にある液体35に定在波を発生させる周波数に調整されている。
振動部材32は、圧電材料を円筒状に形成したものであり、外周面33と内周面34との間に駆動信号Cfの交流電圧が印加されることで、厚み方向に振動する。
ケース31の内部には、透過性の高い液体35が充填されており、振動部材32は全体を液体35に浸漬され、円筒状の振動部材32の内側は液体35で満たされている。駆動信号Cfの交流電圧は、振動部材32の内側にある液体35に定在波を発生させる周波数に調整されている。
図3に示すように、レンズシステム3においては、振動部材32を振動させると、内部の液体35に定在波が生じ、屈折率が交替する同心円状の領域が生じる(図3(A)部および図3(B)部参照)。
このとき、レンズシステム3の中心軸線からの距離(半径)と液体35の屈折率との関係は、図3(C)部に示す屈折率分布Wのようになる。
このとき、レンズシステム3の中心軸線からの距離(半径)と液体35の屈折率との関係は、図3(C)部に示す屈折率分布Wのようになる。
図4において、駆動信号Cfは正弦波状の交流信号であるため、レンズシステム3における液体35の屈折率分布Wの変動幅もこれに従って変化する。そして、液体35に生じる同心円状の領域の屈折率が正弦波状に変化し、これにより焦点位置Pfまでの焦点距離Dfが正弦波状に変動する。
図4(A)の状態では、屈折率分布Wの振れ幅が最大となり、レンズシステム3は通過する光を収束させ、焦点位置Pfは近く、焦点距離Dfは最短となっている。
図4(B)の状態では、屈折率分布Wが平坦となり、レンズシステム3は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Pfおよび焦点距離Dfは標準的な値となっている。
図4(C)の状態では、屈折率分布Wが図4(A)と逆極性で振れ幅が最大となり、レンズシステム3は通過する光を拡散させ、焦点位置Pfは遠く、焦点距離Dfは最大となっている。
図4(D)の状態では、再び屈折率分布Wが平坦となり、レンズシステム3は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Pfおよび焦点距離Dfは標準的な値となっている。
図4(E)の状態では、再び図4(A)の状態に戻っており、以下同様の変動を繰り返すことになる。
図4(A)の状態では、屈折率分布Wの振れ幅が最大となり、レンズシステム3は通過する光を収束させ、焦点位置Pfは近く、焦点距離Dfは最短となっている。
図4(B)の状態では、屈折率分布Wが平坦となり、レンズシステム3は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Pfおよび焦点距離Dfは標準的な値となっている。
図4(C)の状態では、屈折率分布Wが図4(A)と逆極性で振れ幅が最大となり、レンズシステム3は通過する光を拡散させ、焦点位置Pfは遠く、焦点距離Dfは最大となっている。
図4(D)の状態では、再び屈折率分布Wが平坦となり、レンズシステム3は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Pfおよび焦点距離Dfは標準的な値となっている。
図4(E)の状態では、再び図4(A)の状態に戻っており、以下同様の変動を繰り返すことになる。
このように、焦点距離可変レンズ装置1においては、駆動信号Cfは正弦波状の交流信号であり、焦点位置Pfおよび焦点距離Dfも図4の焦点変動波形Mfのように正弦波状に変動する。
この際、焦点変動波形Mfの任意の時点で焦点位置Pfにある測定対象物9をパルス照明し、その時点で照明された画像を検出すれば、任意の照明時点での焦点距離Dfにある焦点位置Pfの画像が得られることになる。
この際、焦点変動波形Mfの任意の時点で焦点位置Pfにある測定対象物9をパルス照明し、その時点で照明された画像を検出すれば、任意の照明時点での焦点距離Dfにある焦点位置Pfの画像が得られることになる。
図1に戻って、焦点距離可変レンズ装置1においては、レンズシステム3の振動、パルス照明部5の発光および画像検出部4の画像検出は、レンズ制御部6からの駆動信号Cfおよび発光信号Ciおよび画像検出信号Ccにより制御される。これらを制御するレンズ制御部6の設定などを操作するために、制御用PC7が接続されている。
図5において、レンズ制御部6は、レンズシステム3に駆動信号Cfを出力する駆動制御部61と、パルス照明部5に発光信号Ciを出力する発光制御部62と、画像検出部4に画像検出信号Ccを出力する画像検出制御部63とを有する。
駆動制御部61は、共振ロック制御部611を有する。
共振ロック制御部611は、入力される駆動信号Cfに基づいてレンズシステム3が振動した際に、レンズシステム3に加えられる有効電力Rpあるいは駆動電流Riから、レンズシステム3の振動状態Vfを検出する。そして、レンズシステム3の振動状態Vfを参照して駆動信号Cfの周波数を調整することで、レンズシステム3の現在の共振周波数にロックすることができる。なお、振動状態Vfは、レンズシステム3に設置した振動センサで検出してもよい。
駆動制御部61は、共振ロック制御部611を有する。
共振ロック制御部611は、入力される駆動信号Cfに基づいてレンズシステム3が振動した際に、レンズシステム3に加えられる有効電力Rpあるいは駆動電流Riから、レンズシステム3の振動状態Vfを検出する。そして、レンズシステム3の振動状態Vfを参照して駆動信号Cfの周波数を調整することで、レンズシステム3の現在の共振周波数にロックすることができる。なお、振動状態Vfは、レンズシステム3に設置した振動センサで検出してもよい。
図6において、レンズシステム3の振動特性がS1であったとすると、駆動信号Cfは振動特性S1のピークに設定されている。レンズシステム3に温度変化などがなければ、共振ロック制御部611で検出されるレンズシステム3の振動特性は、駆動信号Cfと同じ振動特性S1のピーク位置周波数を示す。
ここで、温度変化などにより、レンズシステム3の振動特性がS2に変化したとする。共振ロック制御部611で検出されるレンズシステム3の振動特性は振動特性S2のピークへ変動し、駆動信号Cfとはずれることになる。振動特性S2であるレンズシステム3に駆動信号Cfを入力した場合、駆動信号Cfの周波数は振動特性S2においてピーク位置でなく、十分な有効電力をレンズシステム3に与えることができず、効率が低下することになる。
ここで、温度変化などにより、レンズシステム3の振動特性がS2に変化したとする。共振ロック制御部611で検出されるレンズシステム3の振動特性は振動特性S2のピークへ変動し、駆動信号Cfとはずれることになる。振動特性S2であるレンズシステム3に駆動信号Cfを入力した場合、駆動信号Cfの周波数は振動特性S2においてピーク位置でなく、十分な有効電力をレンズシステム3に与えることができず、効率が低下することになる。
図7において、共振ロック制御部611は、レンズシステム3から検出される振動状態Vfと、駆動制御部61からレンズシステム3に入力されている駆動信号Cfとのずれを検出し、レンズシステム3の現在のピーク位置を検索して捕捉したうえ、駆動制御部61から出力される駆動信号Cfの周波数を駆動電流Riのピーク位置に変更する。
その結果、駆動制御部61からレンズシステム3に入力される駆動信号Cfの周波数は、現在のレンズシステム3の振動特性S2における共振周波数のピークに合わせられ、これにより周波数の自動追従が行われる。
その結果、駆動制御部61からレンズシステム3に入力される駆動信号Cfの周波数は、現在のレンズシステム3の振動特性S2における共振周波数のピークに合わせられ、これにより周波数の自動追従が行われる。
図5に戻って、制御用PC7は、レンズ制御部6に設定などの操作を行うためのレンズ操作部71と、画像検出部4から検出画像Imを取り込んで処理する画像処理部72と、焦点距離可変レンズ装置1に対するユーザの操作を受け付ける操作インターフェイス73と、を備えている。
レンズ操作部71は、レンズ制御部6に対して、駆動制御部61から出力される駆動信号Cfの周波数、振幅、最大駆動電圧の設定を行う。また、発光制御部62から出力される発光信号Ciの発光タイミングの調整を行う。
発光信号Ciの発光タイミングは、駆動信号Cfに対する位相および振幅で設定され、図4に示した焦点変動波形Mfの特定の時点(位相および振幅)で測定対象物9をパルス照明することで、照明時点での焦点距離Dfにある焦点位置Pfの画像が得られる。つまり、駆動信号Cfに対する、発光信号Ciの同期を制御することで、所望の焦点距離Dfにおける画像を取得できるように設定する。このような発光タイミングは、駆動信号Cfの一周期に対して複数の位相に設定することで、焦点距離Dfが異なる複数の画像を指定することができる。
発光信号Ciの発光タイミングは、駆動信号Cfに対する位相および振幅で設定され、図4に示した焦点変動波形Mfの特定の時点(位相および振幅)で測定対象物9をパルス照明することで、照明時点での焦点距離Dfにある焦点位置Pfの画像が得られる。つまり、駆動信号Cfに対する、発光信号Ciの同期を制御することで、所望の焦点距離Dfにおける画像を取得できるように設定する。このような発光タイミングは、駆動信号Cfの一周期に対して複数の位相に設定することで、焦点距離Dfが異なる複数の画像を指定することができる。
レンズ操作部71は、さらに共振ロック操作部711を有する。
共振ロック操作部711は、駆動制御部61における共振ロック制御部611の有効・無効を切り換えることができる。
具体的には、共振ロック操作部711は、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作のタイミングを参照し、画像の取り込み開始に同期して共振ロック制御部611のロック動作を停止し、画像の取り込み終了に同期して共振ロック制御部611のロック動作を再開することができる(ロック停止モード)。一方、画像の取り込み中もロック動作を継続する状態も選択できる(ロック継続モード)。
共振ロック操作部711は、駆動制御部61における共振ロック制御部611の有効・無効を切り換えることができる。
具体的には、共振ロック操作部711は、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作のタイミングを参照し、画像の取り込み開始に同期して共振ロック制御部611のロック動作を停止し、画像の取り込み終了に同期して共振ロック制御部611のロック動作を再開することができる(ロック停止モード)。一方、画像の取り込み中もロック動作を継続する状態も選択できる(ロック継続モード)。
図8において、例えばレンズシステム3の内部温度変化などにより、共振周波数Fが徐々に低下する状態にある。
画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作が、開始時点T1から終了時点T2までの期間Tにおいて行われるとする。
共振ロック制御部611による共振ロック制御が行われたとすると、期間Tの間にも共振周波数Fが変化し続け、開始時点T1では共振周波数F1であるのに対し、終了時点T2では共振周波数F2となる。
共振ロック制御は、時々刻々と駆動制御部61に印加される駆動信号Cfの周波数を変化させるため、レンズシステム3における定在波が安定せず、検出画像Imの精度が低下してしまう。このため、共振ロックの一時停止を行う。
画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作が、開始時点T1から終了時点T2までの期間Tにおいて行われるとする。
共振ロック制御部611による共振ロック制御が行われたとすると、期間Tの間にも共振周波数Fが変化し続け、開始時点T1では共振周波数F1であるのに対し、終了時点T2では共振周波数F2となる。
共振ロック制御は、時々刻々と駆動制御部61に印加される駆動信号Cfの周波数を変化させるため、レンズシステム3における定在波が安定せず、検出画像Imの精度が低下してしまう。このため、共振ロックの一時停止を行う。
図9に示すように、本実施形態では、検出画像Imを取り込む期間Tで、共振ロック操作部711により、共振ロック制御部611による共振ロック制御を停止する。
期間Tの開始時点T1において、共振ロック制御部611による共振ロック制御が停止され、共振周波数Fは開始時点T1の共振周波数F1に維持される。この状態で検出画像Imを取り込むことで、共振周波数Fが一定の状態、つまり焦点距離Dfが一定の状態での画像取り込みが可能となる。
期間Tの終了時点T2において、共振ロック操作部711からの制御により、共振ロック制御部611による復帰動作が行われ、共振ロック制御が再開される。
期間Tの開始時点T1において、共振ロック制御部611による共振ロック制御が停止され、共振周波数Fは開始時点T1の共振周波数F1に維持される。この状態で検出画像Imを取り込むことで、共振周波数Fが一定の状態、つまり焦点距離Dfが一定の状態での画像取り込みが可能となる。
期間Tの終了時点T2において、共振ロック操作部711からの制御により、共振ロック制御部611による復帰動作が行われ、共振ロック制御が再開される。
共振ロック操作部711は、ロック停止モードと、ロック継続モードとが選択可能である。これらの各モードは、ユーザが操作インターフェイス73を用いて切り替えることができる。
ロック停止モードでは、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作に同期して共振ロック制御部611を停止させる。
ロック継続モードでは、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作に同期した共振ロック制御部の停止を行わない。
従って、ロック停止モードとすることで、共振ロック制御部611の自動停止により共振周波数Fの変化を防止し、高精度画像の取得が可能となる。一方、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部611の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。
ロック停止モードでは、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作に同期して共振ロック制御部611を停止させる。
ロック継続モードでは、画像処理部72が画像検出部4から検出画像Imを取り込む動作に同期した共振ロック制御部の停止を行わない。
従って、ロック停止モードとすることで、共振ロック制御部611の自動停止により共振周波数Fの変化を防止し、高精度画像の取得が可能となる。一方、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部611の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。
図5に戻って、本実施形態において、レンズ制御部6は、レンズシステム3およびパルス照明部5の動作を制御する専用のハードウェアで構成されている。
一方、制御用PC7は、汎用のパーソナルコンピュータで構成され、専用のソフトウェアを実行することで、所期の機能を実現している。
一方、制御用PC7は、汎用のパーソナルコンピュータで構成され、専用のソフトウェアを実行することで、所期の機能を実現している。
すなわち、レンズ操作ソフトウェアを実行することで、レンズ制御部6を制御するレンズ操作部71の機能が実現される。また、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部4からの検出画像Imを処理する画像処理部72の機能が実現される。
これらのレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアは、制御用PC7の表示画面および入力装置を用いた操作インターフェイス73を介してユーザが操作することができる。
これらのレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアは、制御用PC7の表示画面および入力装置を用いた操作インターフェイス73を介してユーザが操作することができる。
図10から図20には、レンズ操作ソフトウェアにおける画面表示が示されている。
制御用PC7でレンズ操作ソフトウェアを起動すると、図10に示す接続先選択画面81が表示される。
接続先選択画面81は、メイン画面80(図12参照)とは独立したサブ画面である。
接続先選択画面81は、レンズ操作ソフトウェアの起動時のほか、接続しているレンズ制御部6がなくなった際にも表示される。
接続先選択画面81には、接続先指定欄811、接続開始ボタン812およびキャンセルボタン813が配置されている。
制御用PC7でレンズ操作ソフトウェアを起動すると、図10に示す接続先選択画面81が表示される。
接続先選択画面81は、メイン画面80(図12参照)とは独立したサブ画面である。
接続先選択画面81は、レンズ操作ソフトウェアの起動時のほか、接続しているレンズ制御部6がなくなった際にも表示される。
接続先選択画面81には、接続先指定欄811、接続開始ボタン812およびキャンセルボタン813が配置されている。
接続先指定欄811は、起動されたレンズ操作ソフトウェア(レンズ操作部71)で操作する対象のレンズ制御部6を機器番号(MID)で指定する。制御用PC7には複数のレンズ制御部6が接続可能であり、各々のレンズ制御部6にはそれぞれレンズシステム3およびパルス照明部5が接続されている。
接続先指定欄811は、機器番号を直接文字入力することができる。接続先指定欄811は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のレンズ制御部6の識別番号を選択することで指定することもできる。
接続開始ボタン812は、このボタンを押す(実行操作を行う)ことで、指定されたレンズ制御部6とレンズ操作部71との接続が実行され、次の処理に進む。
キャンセルボタン813は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して接続先選択画面81を閉じる。
接続先指定欄811は、機器番号を直接文字入力することができる。接続先指定欄811は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のレンズ制御部6の識別番号を選択することで指定することもできる。
接続開始ボタン812は、このボタンを押す(実行操作を行う)ことで、指定されたレンズ制御部6とレンズ操作部71との接続が実行され、次の処理に進む。
キャンセルボタン813は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して接続先選択画面81を閉じる。
接続先選択画面81による接続先指定が済むと、図11に示すユーザ認証画面82が表示される。
ユーザ認証画面82は、メイン画面80(図12参照)とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面82には、MID表示部821、ユーザID入力欄822、OKボタン823およびキャンセルボタン824が配置されている。
ユーザ認証画面82は、メイン画面80(図12参照)とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面82には、MID表示部821、ユーザID入力欄822、OKボタン823およびキャンセルボタン824が配置されている。
ユーザID入力欄822には、レンズ操作ソフトウェアを使用するユーザのID番号を入力する。
OKボタン823は、このボタンを押すことで、ユーザID入力欄822に入力されたID番号の認証を行う。入力されたID番号が実行権限なしの場合、ID番号の入力に戻る。入力されたID番号が実行権限を有すると確認できれば、次の処理に進む。
キャンセルボタン824は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面82を閉じる。
OKボタン823は、このボタンを押すことで、ユーザID入力欄822に入力されたID番号の認証を行う。入力されたID番号が実行権限なしの場合、ID番号の入力に戻る。入力されたID番号が実行権限を有すると確認できれば、次の処理に進む。
キャンセルボタン824は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面82を閉じる。
ユーザ認証画面82によるユーザ認証が済むと、図12に示すメイン画面80が表示される。
メイン画面80は、表示窓の上部にメニューバー801を有し、窓内には電源表示部802、電源操作ボタン803、ポート指定欄804、周波数指定欄805、振幅指定欄806、ロック表示部807、ロック操作ボタン808を有する。
メイン画面80は、表示窓の上部にメニューバー801を有し、窓内には電源表示部802、電源操作ボタン803、ポート指定欄804、周波数指定欄805、振幅指定欄806、ロック表示部807、ロック操作ボタン808を有する。
電源表示部802には、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の電源のオンオフ状態が表示される。現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の電源のおンオフは、電源操作ボタン803を押すことで交互に切り換えることができる。
電源操作ボタン803に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の電源のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、電源が現在オンのとき、電源操作ボタン803には「電源OFF」と表示され(図12参照)、電源が現在オフのとき、電源操作ボタン803には「電源ON」と表示される(図13参照)。電源が現在オフのとき、ロック表示部807およびロック操作ボタン808はグレー表示となって操作できない状態とされる。
電源操作ボタン803に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の電源のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、電源が現在オンのとき、電源操作ボタン803には「電源OFF」と表示され(図12参照)、電源が現在オフのとき、電源操作ボタン803には「電源ON」と表示される(図13参照)。電源が現在オフのとき、ロック表示部807およびロック操作ボタン808はグレー表示となって操作できない状態とされる。
ポート指定欄804は、図10の接続先選択画面81で接続先(制御対象のレンズ制御部6)が確定している場合にはグレー表示(選択不可)であるが、接続先が確定していない場合にはこのポート指定欄804で接続先を選択可能である。ポート指定欄804には、レンズ制御部6が接続されている制御用PC7の入出力ポート名あるいは接続されているコントローラのIDが表示される。ポート指定欄804は、プルダウンメニューになっており、他のポートに切り換えることができる。ポート指定欄804は、入出力ポート名あるいはコントローラIDを直接文字入力することも可能である。
周波数指定欄805には、レンズ制御部6に現在設定されている駆動信号Cfの周波数の目標値が表示されている。周波数指定欄805は、プルダウンメニューになっており、他の数値に切り換えることができる。周波数指定欄805は、数値を直接文字入力することも可能である。
振幅指定欄806には、レンズ制御部6に現在設定されている駆動信号Cfの振幅の目標値が表示されている。駆動信号Cfの振幅とは、後述する最大駆動電圧(図14参照)に対して、実際に駆動信号Cfとして用いる電圧の比率である。振幅指定欄806は、プルダウンメニューになっており、他の数値に切り換えることができる。振幅指定欄806は、数値を直接文字入力することも可能である。
ロック表示部807には、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6における共振ロック機能のオンオフ状態が表示される。現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の電源のオンオフは、ロック操作ボタン808を押すことで交互に切り換えることができる。
ロック操作ボタン808に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の共振ロック機能のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、共振ロック機能が現在オフ(ロック解除中)のとき、ロック操作ボタン808には「ロックの実行」と表示され(図12参照)、共振ロック機能が現在オン(ロック中)のとき、ロック操作ボタン808には「ロックの解除」と表示される(図14参照)。
ロック操作ボタン808に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部6の共振ロック機能のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、共振ロック機能が現在オフ(ロック解除中)のとき、ロック操作ボタン808には「ロックの実行」と表示され(図12参照)、共振ロック機能が現在オン(ロック中)のとき、ロック操作ボタン808には「ロックの解除」と表示される(図14参照)。
メイン画面80においては、メニューバー801により、他の機能を選択して実行することができる。
図15において、メニューバー801のファイルメニュー83をプルダウンすると、最大駆動電圧設定メニュー831および終了メニュー832が表示される。
最大駆動電圧設定メニュー831を選択すると、図16に示す最大駆動電圧設定画面84が表示される。
図15において、メニューバー801のファイルメニュー83をプルダウンすると、最大駆動電圧設定メニュー831および終了メニュー832が表示される。
最大駆動電圧設定メニュー831を選択すると、図16に示す最大駆動電圧設定画面84が表示される。
図16において、最大駆動電圧設定画面84は、メイン画面80とは独立したサブ画面であり、メイン画面80の上に重ね合わせて表示することができる。
最大駆動電圧設定画面84には、最大駆動電圧指定欄841、OKボタン842およびキャンセルボタン843が配置されている。
最大駆動電圧設定画面84には、最大駆動電圧指定欄841、OKボタン842およびキャンセルボタン843が配置されている。
最大駆動電圧指定欄841は、レンズ制御部6が出力する駆動信号Cfの最大電圧(最大振幅時の電圧)を指定する。
最大駆動電圧指定欄841は、最大電圧の値を直接文字入力することができる。最大駆動電圧指定欄841は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の値を選択することで指定することもできる。
OKボタン842は、このボタンを押すことで、最大駆動電圧指定欄841に入力された最大電圧をレンズ制御部6に設定する。
キャンセルボタン843は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して最大駆動電圧設定画面84を閉じる。
最大駆動電圧指定欄841は、最大電圧の値を直接文字入力することができる。最大駆動電圧指定欄841は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の値を選択することで指定することもできる。
OKボタン842は、このボタンを押すことで、最大駆動電圧指定欄841に入力された最大電圧をレンズ制御部6に設定する。
キャンセルボタン843は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して最大駆動電圧設定画面84を閉じる。
図17において、メニューバー801のツールメニュー85をプルダウンすると、同期出力信号制御メニュー851が表示される。
同期出力信号制御メニュー851を選択すると、図18および図19に示す同期出力信号制御画面86が表示される。
同期出力信号制御メニュー851を選択すると、図18および図19に示す同期出力信号制御画面86が表示される。
同期出力信号制御画面86は、メイン画面80とは独立したサブ画面であり、メイン画面80の上に重ね合わせて表示することができる。
同期出力信号制御画面86には、画面左側に、トリガ出力モード使用チェックボックス861、モード選択ラジオボタン862、位相数指定欄863(マルチプレーンモード選択時のみ)、サイクル数指定欄864が配置され、画面右側に、位相角度指定欄865およびパルス幅指定欄866のセットが、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜6およびカメラ(画像検出部4)の分の計7セット配置され、画面右端下部にはOKボタン867が配置されている。
同期出力信号制御画面86には、画面左側に、トリガ出力モード使用チェックボックス861、モード選択ラジオボタン862、位相数指定欄863(マルチプレーンモード選択時のみ)、サイクル数指定欄864が配置され、画面右側に、位相角度指定欄865およびパルス幅指定欄866のセットが、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜6およびカメラ(画像検出部4)の分の計7セット配置され、画面右端下部にはOKボタン867が配置されている。
トリガ出力モード使用チェックボックス861は、これをチェックすることで、レンズ制御部6の発光制御部62における発光信号Ciの発光タイミングの調整が可能となる。
モード選択ラジオボタン862は、トリガ出力モード使用チェックボックス861がチェックされた際に有効となり、有効な状態ではRGBモード、マルチプレーンモード、F^3モードのいずれかを選択可能である。
モード選択ラジオボタン862は、トリガ出力モード使用チェックボックス861がチェックされた際に有効となり、有効な状態ではRGBモード、マルチプレーンモード、F^3モードのいずれかを選択可能である。
RGBモードは、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜3を用いて、発光信号Ciの発光タイミングを制御する。
マルチプレーンモードは、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のいずれかのチャンネル(例えばチャンネル1)を用いて、駆動信号Cfの一周期に複数の発光信号Ciの発光タイミングを割り当て、複数の焦点距離の画像を取得できるようにする。
F^3モードは、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子および画像検出制御部63に設置されたカメラトリガ出力端子からのトリガ信号に基づいて、画像フレームに相当する一定の間隔で、画像検出信号Ccの画像検出タイミングおよび発光信号Ciの発光タイミングを制御する。
マルチプレーンモードは、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のいずれかのチャンネル(例えばチャンネル1)を用いて、駆動信号Cfの一周期に複数の発光信号Ciの発光タイミングを割り当て、複数の焦点距離の画像を取得できるようにする。
F^3モードは、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子および画像検出制御部63に設置されたカメラトリガ出力端子からのトリガ信号に基づいて、画像フレームに相当する一定の間隔で、画像検出信号Ccの画像検出タイミングおよび発光信号Ciの発光タイミングを制御する。
位相数指定欄863は、焦点距離Dfの焦点変動波形Mf(図4参照)の1サイクルの間に出力する発光信号の出力タイミングの数を設定するものであり、数値を直接文字入力することができる。例えば、1サイクル中の出力タイミングを、45度、90度、135度の3つの位相に設定する場合、出力タイミングの数は3となる。位相数指定欄863は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
サイクル数指定欄864は、F^3モードにおけるサイクル数を設定するものであり、数値を直接文字入力することができる。サイクル数指定欄864は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
位相角度指定欄865は、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜6および画像検出制御部63に設置されたカメラトリガ出力端子の各々に設定され、駆動信号Cfにおける、焦点距離Dfの焦点変動波形Mf(図4参照)に対する位相角度を指定する。
パルス幅指定欄866は、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜6および画像検出制御部63に設置されたカメラトリガ出力端子の各々に設定され、駆動信号Cfにおける、位相角度指定欄865で指定された位相毎の発光信号Ciのパルス幅を指定する。
図19においては、トリガ出力モード使用チェックボックス861にチェックをいれることでトリガ出力モードが有効な状態であり、モード選択ラジオボタン862でマルチプレーンモードが選択され、位相数指定欄863で位相数「3」が指定され、画面右側では外部トリガ出力端子のチャンネル1〜3の位相角度指定欄865およびパルス幅指定欄866の設定が可能な状態となっている。
パルス幅指定欄866は、レンズ制御部6に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル1〜6および画像検出制御部63に設置されたカメラトリガ出力端子の各々に設定され、駆動信号Cfにおける、位相角度指定欄865で指定された位相毎の発光信号Ciのパルス幅を指定する。
図19においては、トリガ出力モード使用チェックボックス861にチェックをいれることでトリガ出力モードが有効な状態であり、モード選択ラジオボタン862でマルチプレーンモードが選択され、位相数指定欄863で位相数「3」が指定され、画面右側では外部トリガ出力端子のチャンネル1〜3の位相角度指定欄865およびパルス幅指定欄866の設定が可能な状態となっている。
OKボタン867は、このボタンを押すことで、同期出力信号に関する設定を完了し、同期出力信号制御画面86を閉じる。
図20において、メニューバー801のファイルメニュー83には終了メニュー832があり、これを選択することで、レンズ操作ソフトウェアの実行が終了する。
レンズ操作ソフトウェアによるレンズ制御部6の制御の設定ができたら、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部4からの検出画像Imを処理する画像処理部72の機能が実現される。
図20において、メニューバー801のファイルメニュー83には終了メニュー832があり、これを選択することで、レンズ操作ソフトウェアの実行が終了する。
レンズ操作ソフトウェアによるレンズ制御部6の制御の設定ができたら、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部4からの検出画像Imを処理する画像処理部72の機能が実現される。
図21から図25には、画像処理ソフトウェアにおける画面表示が示されている。
制御用PC7で画像処理ソフトウェアを起動すると、図21に示すユーザ認証画面95が表示される。
ユーザ認証画面95は、メイン画面90(図22参照)とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面95には、MID入力欄951、ユーザID入力欄952、OKボタン953およびキャンセルボタン954が配置されている。
制御用PC7で画像処理ソフトウェアを起動すると、図21に示すユーザ認証画面95が表示される。
ユーザ認証画面95は、メイン画面90(図22参照)とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面95には、MID入力欄951、ユーザID入力欄952、OKボタン953およびキャンセルボタン954が配置されている。
MID入力欄951は、画像処理ソフトウェアが処理する検出画像Imを形成するレンズ制御部6の機器番号(MID)を入力する。MID入力欄951は、数値を直接文字入力することができる。MID入力欄951は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
ユーザID入力欄952には、画像処理ソフトウェアを使用するユーザのID番号を入力する。
ユーザID入力欄952には、画像処理ソフトウェアを使用するユーザのID番号を入力する。
OKボタン953は、このボタンを押すことで、ユーザID入力欄952に入力されたID番号の認証を行う。入力されたID番号が実行権限なしの場合、ID番号の入力に戻る。入力されたID番号が実行権限を有すると確認できれば、次の処理に進む。
キャンセルボタン954は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面95を閉じる。
キャンセルボタン954は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面95を閉じる。
ユーザ認証画面95によるユーザ認証が済むと、図22に示すメイン画面90が表示される。
メイン画面90は、表示窓の上部にメニューバー901を有し、窓内には左上寄りに画像表示部902が配置されている。画像表示部902の下縁に沿って画像操作部910が配置され、画像表示部902の右側にはEDOF設定部920が配置されている。
メイン画面90は、表示窓の上部にメニューバー901を有し、窓内には左上寄りに画像表示部902が配置されている。画像表示部902の下縁に沿って画像操作部910が配置され、画像表示部902の右側にはEDOF設定部920が配置されている。
画像操作部910には、画像表示ボタン911、画像平均化欄912、入力画像サイズ欄913、カメラ設定ボタン914、光学設定ボタン915が配置されている。
画像表示ボタン911は、「Start」と表示されている状態でこのボタンを押すことで、カメラ選択欄932で選択した画像検出部4から画像処理部72に取り込んだ検出画像Imを、リアルタイムで画像表示部902に表示する。画像のリアルタイム表示が行われている状態では、画像表示ボタン911には「Stop」と表示され、この状態で画像表示ボタン911を押すことで、リアルタイム表示が停止される。
画像表示ボタン911は、「Start」と表示されている状態でこのボタンを押すことで、カメラ選択欄932で選択した画像検出部4から画像処理部72に取り込んだ検出画像Imを、リアルタイムで画像表示部902に表示する。画像のリアルタイム表示が行われている状態では、画像表示ボタン911には「Stop」と表示され、この状態で画像表示ボタン911を押すことで、リアルタイム表示が停止される。
画像平均化欄912は、この欄に設定される数の画像フレームについて、各画素の輝度値を平均化し、平均値で表示される画像を生成することで、画像上のノイズを抑制する。画像平均化欄912は、数値を直接文字入力することができる。画像平均化欄912は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる(図23参照)。
入力画像サイズ欄913は、画像表示部902に表示される検出画像Imのサイズを選択する。基本的に、検出画像Imのサイズは、画像検出部4に依存し、画像検出部4で利用できる画像サイズの縦横の画素数で表される。入力画像サイズ欄913は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される画像サイズを選択することができる(図23参照)。
カメラ設定ボタン914は、このボタンを押すことで、図24に示すカメラ設定画面93が表示される。
光学設定ボタン915は、このボタンを押すことで、図25に示す光学設定画面94
が表示される。
光学設定ボタン915は、このボタンを押すことで、図25に示す光学設定画面94
が表示される。
図24において、カメラ設定画面93は、メイン画面90とは独立したサブ画面であり、メイン画面90の上に重ね合わせて表示することができる。
カメラ設定画面93には、カメラインターフェイス選択ラジオボタン931、カメラ選択欄932、ゲイン入力欄933、露光時間入力欄934、ホワイトバランス調整欄935、サチュレーション表示チェックボックス936、OKボタン937、キャンセルボタン938が配置されている。
カメラ設定画面93には、カメラインターフェイス選択ラジオボタン931、カメラ選択欄932、ゲイン入力欄933、露光時間入力欄934、ホワイトバランス調整欄935、サチュレーション表示チェックボックス936、OKボタン937、キャンセルボタン938が配置されている。
カメラインターフェイス選択ラジオボタン931は、画像検出部4のインターフェイス形式をラジオボタンで選択する。
カメラ選択欄932は、画像検出部4として利用するカメラの型式を指定する。カメラ選択欄932は、カメラの型式を直接文字入力することができる。カメラ選択欄932は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のカメラの型式を選択することで指定することもできる。
カメラ選択欄932は、画像検出部4として利用するカメラの型式を指定する。カメラ選択欄932は、カメラの型式を直接文字入力することができる。カメラ選択欄932は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のカメラの型式を選択することで指定することもできる。
ゲイン入力欄933は、画像検出部4における検出画像Imの取得時のゲイン(感度)を指定する。ゲイン入力欄933には、スライダ9331、数値入力欄9332、自動調整ボタン9333が配置されている。
数値入力欄9332には現在のゲインが表示されるとともに、この欄にゲインの数値を直接入力することができる。また、スライダ9331を操作することで、ゲインを設定することもできる。さらに、自動調整ボタン9333を押すことで、ゲインを自動調整することもできる。設定されたゲインの値は、数値入力欄9332に表示される。
数値入力欄9332には現在のゲインが表示されるとともに、この欄にゲインの数値を直接入力することができる。また、スライダ9331を操作することで、ゲインを設定することもできる。さらに、自動調整ボタン9333を押すことで、ゲインを自動調整することもできる。設定されたゲインの値は、数値入力欄9332に表示される。
露光時間入力欄934は、画像検出部4における検出画像Imの取得時の露光時間を指定する。露光時間入力欄934には、スライダ9341、数値入力欄9342、自動調整ボタン9343が配置されている。
数値入力欄9342には現在の露光時間が表示されるとともに、この欄に露光時間の数値を直接入力することができる。また、スライダ9341を操作することで、露光時間を設定することもできる。さらに、自動調整ボタン9343を押すことで、露光時間を自動調整することもできる。設定された露光時間の値は、数値入力欄9342に表示される。
数値入力欄9342には現在の露光時間が表示されるとともに、この欄に露光時間の数値を直接入力することができる。また、スライダ9341を操作することで、露光時間を設定することもできる。さらに、自動調整ボタン9343を押すことで、露光時間を自動調整することもできる。設定された露光時間の値は、数値入力欄9342に表示される。
ホワイトバランス調整欄935は、画像検出部4における検出画像Imの取得時のホワイトバランスを指定する。ホワイトバランス調整欄935には、赤色比率を指定するスライダ9351および数値入力欄9352、緑色比率を指定するスライダ9353および数値入力欄9354、青色比率を指定するスライダ9355および数値入力欄9356が配置されているとともに、自動調整ボタン9357が配置されている。
赤色比率については、スライダ9351の操作または数値入力欄9352への数値入力により指定することができる。指定された赤色比率は数値入力欄9352に表示される。
同様に、緑色比率および青色比率についても、スライダ9353,9355の操作または数値入力欄9354,9356への数値入力により指定することができる。指定された各色比率は数値入力欄9354,9356に表示される。
自動調整ボタン9357を押すことで、赤緑青の各色比率が自動的に調整され、各色比率が数値入力欄9352,9354,9356に表示される。
赤色比率については、スライダ9351の操作または数値入力欄9352への数値入力により指定することができる。指定された赤色比率は数値入力欄9352に表示される。
同様に、緑色比率および青色比率についても、スライダ9353,9355の操作または数値入力欄9354,9356への数値入力により指定することができる。指定された各色比率は数値入力欄9354,9356に表示される。
自動調整ボタン9357を押すことで、赤緑青の各色比率が自動的に調整され、各色比率が数値入力欄9352,9354,9356に表示される。
サチュレーション表示チェックボックス936は、これにチェックを入れることで、輝度値が飽和した画素を青色表示する。
OKボタン937は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、カメラ設定画面93を閉じる。
キャンセルボタン938は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してカメラ設定画面93を閉じる。
OKボタン937は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、カメラ設定画面93を閉じる。
キャンセルボタン938は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してカメラ設定画面93を閉じる。
図25において、光学設定画面94は、メイン画面90とは独立したサブ画面であり、メイン画面90の上に重ね合わせて表示することができる。
光学設定画面94には、光学系の総合倍率941、対物レンズのNA942、カメライメージセンサのピクセルサイズ943、最大屈折力944、現在の電圧945、光学系係数946、使用する照明の波長947、Zスキャン範囲948、OKボタン949、キャンセルボタン940が配置されている。
光学設定画面94には、光学系の総合倍率941、対物レンズのNA942、カメライメージセンサのピクセルサイズ943、最大屈折力944、現在の電圧945、光学系係数946、使用する照明の波長947、Zスキャン範囲948、OKボタン949、キャンセルボタン940が配置されている。
光学系の総合倍率941は、光学系(図1の対物レンズ2およびレンズシステム3)の総合倍率を指定する。
対物レンズのNA942は、対物レンズのNA(開口数)を指定する。
カメライメージセンサのピクセルサイズ943は、画像検出部4のピクセルサイズを指定する。
最大屈折力944は、レンズシステム3の最大屈折力を指定する。
現在の電圧945は、前述したレンズ操作ソフトウェアの最大駆動電圧指定欄841(図16参照)と同じ数値を指定する。
対物レンズのNA942は、対物レンズのNA(開口数)を指定する。
カメライメージセンサのピクセルサイズ943は、画像検出部4のピクセルサイズを指定する。
最大屈折力944は、レンズシステム3の最大屈折力を指定する。
現在の電圧945は、前述したレンズ操作ソフトウェアの最大駆動電圧指定欄841(図16参照)と同じ数値を指定する。
光学系係数946は、レンズシステム3に設定されている固有の係数を指定する。
使用する照明の波長947は、パルス照明部5で使用する照明光の波長を指定する。
Zスキャン範囲948には、上述した光学系の総合倍率941ないし使用する照明の波長947に基づいて自動計算されるレンズシステム3のZスキャン範囲(図4に示す焦点距離Dfの焦点変動波形Mfの振れ幅)が表示される。
OKボタン949は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、光学設定画面94を閉じる。
キャンセルボタン940は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して光学設定画面94を閉じる。
使用する照明の波長947は、パルス照明部5で使用する照明光の波長を指定する。
Zスキャン範囲948には、上述した光学系の総合倍率941ないし使用する照明の波長947に基づいて自動計算されるレンズシステム3のZスキャン範囲(図4に示す焦点距離Dfの焦点変動波形Mfの振れ幅)が表示される。
OKボタン949は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、光学設定画面94を閉じる。
キャンセルボタン940は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して光学設定画面94を閉じる。
図22に戻って、メイン画面90の右側にはEDOF設定部920が配置されている。
EDOF設定部920は、レンズシステム3の光学性能の範囲内で任意の被写界深度まで拡大し、距離が異なる被写体にもピントを合わせることができるEDOF処理の設定を行う。
EDOF設定部920には、EDOF有効化チェックボックス921、EDOF動作モードラジオボタン922、EDOF強度指定欄923、EDOF強度指定スライダ924、ノイズ除去チェックボックス925、ノイズ除去強度指定欄926、ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄927が配置されている。
EDOF設定部920は、レンズシステム3の光学性能の範囲内で任意の被写界深度まで拡大し、距離が異なる被写体にもピントを合わせることができるEDOF処理の設定を行う。
EDOF設定部920には、EDOF有効化チェックボックス921、EDOF動作モードラジオボタン922、EDOF強度指定欄923、EDOF強度指定スライダ924、ノイズ除去チェックボックス925、ノイズ除去強度指定欄926、ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄927が配置されている。
EDOF有効化チェックボックス921は、これにチェックを入れることで、画像表示部902に表示される検出画像Imに対するEDOF処理を行う。
EDOF動作モードラジオボタン922は、実行するEDOF処理を指定するものであり、高解像度モードと高速モードとの2つから選択することができる。
EDOF動作モードラジオボタン922は、実行するEDOF処理を指定するものであり、高解像度モードと高速モードとの2つから選択することができる。
EDOF強度指定欄923およびEDOF強度指定スライダ924は、実行するEDOF処理の強度を指定するものであり、EDOF強度指定欄923に数値を直接入力するか、またはEDOF強度指定スライダ924を操作することで指定する。指定されたEDOF強度は、EDOF強度指定欄923に表示される。EDOF強度を大きくすると、画像の輪郭がより強調される。ただし、EDOF強度を大きくすると、演算処理が増加するため、画像処理に要する時間が増加する。
ノイズ除去チェックボックス925は、これにチェックを入れることで、画像表示部902に表示される検出画像Imに対するノイズ除去処理を行う。
ノイズ除去処理は、画像表示部902に表示される検出画像Imの各画素に対し、平滑化フィルタを用い、隣接画素どうしの輝度値の変化を滑らかにすることでノイズを除去する。
ノイズ除去強度指定欄926は、ノイズ除去処理に使用する平滑化フィルタの強度を指定する。指定は強(High)、中(Med)、弱(Low)のプルダウンメニュー選択により行う。
ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄927は、ノイズ除去処理に使用するピクセルサイズを指定する。指定は3ピクセル,5ピクセル,7ピクセルのプルダウンメニュー選択により行う。
ノイズ除去処理は、画像表示部902に表示される検出画像Imの各画素に対し、平滑化フィルタを用い、隣接画素どうしの輝度値の変化を滑らかにすることでノイズを除去する。
ノイズ除去強度指定欄926は、ノイズ除去処理に使用する平滑化フィルタの強度を指定する。指定は強(High)、中(Med)、弱(Low)のプルダウンメニュー選択により行う。
ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄927は、ノイズ除去処理に使用するピクセルサイズを指定する。指定は3ピクセル,5ピクセル,7ピクセルのプルダウンメニュー選択により行う。
以上のような本実施形態によれば、レンズ制御部6からの駆動信号Cfによりレンズシステム3に定在波が生じた状態(共振状態)が得られ、発光信号Ciによりパルス照明部5が所定のタイミングで発光することで、所望の焦点距離の画像が得られる。
とくに、共振ロック操作部711により共振ロック制御部611を動作状態とすることで、駆動信号Cfがレンズシステム3の現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
この際、駆動信号Cfおよび発光信号Ciは、レンズ操作部71で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部71から操作を行うことができる。
とくに、共振ロック操作部711により共振ロック制御部611を動作状態とすることで、駆動信号Cfがレンズシステム3の現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
この際、駆動信号Cfおよび発光信号Ciは、レンズ操作部71で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部71から操作を行うことができる。
本実施形態では、レンズ制御部6(駆動制御部61、発光制御部62および画像検出制御部63)を専用のハードウェアとすることで、レンズシステム3およびパルス照明部5の直接的な動作制御(周波数および振幅の制御、最大駆動電圧の制御など)に関する部分を集約することができる。
一方、レンズ制御部6による制御に関しては、レンズ操作部71として汎用性の高いパーソナルコンピュータ(制御用PC7)を用い、専用のソフトウェア(レンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェア)を実行させることで、機能毎の操作を行うことができ、用途に応じた改訂などを容易に行うことができる。
一方、レンズ制御部6による制御に関しては、レンズ操作部71として汎用性の高いパーソナルコンピュータ(制御用PC7)を用い、専用のソフトウェア(レンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェア)を実行させることで、機能毎の操作を行うことができ、用途に応じた改訂などを容易に行うことができる。
本実施形態では、レンズシステム3の稼働中に多用する駆動信号Cfの周波数の設定、振幅の設定、共振ロックの動作および停止の操作については、通常表示されるメイン画面80で行うことができる。
一方、一度設定すればその後は操作の機会が少ない発光信号Ciの発光タイミングの設定(同期出力信号制御の設定)、駆動信号Cfの最大駆動電圧の設定については、サブ画面(最大駆動電圧設定画面84、同期出力信号制御画面86)とすることで、画面スペースを効率的に利用できるとともに、意図しない操作も防止できる。
一方、一度設定すればその後は操作の機会が少ない発光信号Ciの発光タイミングの設定(同期出力信号制御の設定)、駆動信号Cfの最大駆動電圧の設定については、サブ画面(最大駆動電圧設定画面84、同期出力信号制御画面86)とすることで、画面スペースを効率的に利用できるとともに、意図しない操作も防止できる。
なお、本発明は前述した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などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、レンズシステム3の駆動および制御を行うために、レンズ制御部6と制御用PC7との組み合わせを用いたが、これらはレンズシステム3の駆動、制御ないし操作までを一括して行う一体の装置としてもよい。この際には、一体の装置において、前記実施形態で説明したレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアを実行させればよい。
前記実施形態では、レンズシステム3の駆動および制御を行うために、レンズ制御部6と制御用PC7との組み合わせを用いたが、これらはレンズシステム3の駆動、制御ないし操作までを一括して行う一体の装置としてもよい。この際には、一体の装置において、前記実施形態で説明したレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアを実行させればよい。
前記実施形態では、駆動信号Cfおよび焦点変動波形Mfを正弦波としたが、これは三角波、鋸歯状波、矩形波その他の波形であってもよい。
レンズシステム3の具体的構成は適宜変更してよく、ケース31および振動部材32は円筒状のほか六角筒状などであってもよく、これらの寸法や液体35の属性も適宜選択することができる。
レンズシステム3の具体的構成は適宜変更してよく、ケース31および振動部材32は円筒状のほか六角筒状などであってもよく、これらの寸法や液体35の属性も適宜選択することができる。
前記実施形態では、図10から図20に示すような画面表示を有するレンズ操作ソフトウェア、および、図21から図25に示すような画面表示を有する画像処理ソフトウェアを用いた。しかし、これらの画面表示は、適宜表示の配置を変更してもよく、表示内容も適宜変更してもよい。
例えば、図26のように、画像処理ソフトウェアにおいて、EDOF設定画面920Aを独立させ、画面表示部902Aに隣接して各種の設定部を配置してもよい。
例えば、図26のように、画像処理ソフトウェアにおいて、EDOF設定画面920Aを独立させ、画面表示部902Aに隣接して各種の設定部を配置してもよい。
本発明は、焦点距離可変レンズ装置として利用できる。
1…焦点距離可変レンズ装置、2…対物レンズ、3…レンズシステム、31…ケース、32…振動部材、33…外周面、34…内周面、35…液体、39…スペーサ、4…画像検出部、5…パルス照明部、6…レンズ制御部、61…駆動制御部、611…共振ロック制御部、62…発光制御部、7…制御用PC、71…レンズ操作部、711…共振ロック操作部、72…画像処理部、73…操作インターフェイス、8…振動センサ、80…メイン画面、801…メニューバー、802…電源表示部、803…電源操作ボタン、804…ポート指定欄、805…周波数指定欄、806…振幅指定欄、807…ロック表示部、808…ロック操作ボタン、81…接続先選択画面、811…接続先指定欄、812…接続開始ボタン、813…キャンセルボタン、82…ユーザ認証画面、821…MID表示部、822…ユーザID入力欄、823…OKボタン、824…キャンセルボタン、83…ファイルメニュー、831…最大駆動電圧設定メニュー、832…終了メニュー、84…最大駆動電圧設定画面、841…最大駆動電圧指定欄、842…OKボタン、843…キャンセルボタン、85…ツールメニュー、851…同期出力信号制御メニュー、86…同期出力信号制御画面、861…トリガ出力モード使用チェックボックス、862…モード選択ラジオボタン、863…位相数指定欄、864…サイクル数指定欄、865…位相角度指定欄、866…パルス幅指定欄、867…OKボタン、9…測定対象物、90…メイン画面、901…メニューバー、902…画像表示部、902A…画面表示部、910…画像操作部、911…画像表示ボタン、912…画像平均化欄、913…入力画像サイズ欄、914…カメラ設定ボタン、915…光学設定ボタン、920…EDOF設定部、920A…EDOF設定画面、921…EDOF有効化チェックボックス、922…EDOF動作モードラジオボタン、923…EDOF強度指定欄、924…EDOF強度指定スライダ、925…ノイズ除去チェックボックス、926…ノイズ除去強度指定欄、927…ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄、93…カメラ設定画面、931…カメラインターフェイス選択ラジオボタン、932…カメラ選択欄、933…ゲイン入力欄、9331…スライダ、9332…数値入力欄、9333…自動調整ボタン、934…露光時間入力欄、9341…スライダ、9342…数値入力欄、9343…自動調整ボタン、935…ホワイトバランス調整欄、9351…スライダ、9352…数値入力欄、9353…スライダ、9354…数値入力欄、9355…スライダ、9356…数値入力欄、9357…自動調整ボタン、936…サチュレーション表示チェックボックス、937…OKボタン、938…キャンセルボタン、94…光学設定画面、940…キャンセルボタン、941…総合倍率、943…ピクセルサイズ、944…最大屈折力、945…電圧、946…光学系係数、947…波長、948…Zスキャン範囲、949…OKボタン、95…ユーザ認証画面、951…MID入力欄、952…ユーザID入力欄、953…OKボタン、954…キャンセルボタン、Cf…駆動信号、Ci…発光信号、Df…焦点距離、F…共振周波数、F1…共振周波数、F2…共振周波数、Im…検出画像、Lg…画像、Li…照明光、Mf…焦点変動波形、Pf…焦点位置、S1…振動特性、S2…振動特性、T…期間、T1…開始時点、T2…終了時点、Vf…振動状態、W…屈折率分布。
Claims (3)
- 入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、
前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、
前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、
前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、
前記レンズ制御部が出力する前記駆動信号の周波数、振幅および最大駆動電圧を調整するレンズ操作部と、を有し、
前記レンズ制御部は、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部を有し、
前記レンズ操作部は、前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部を有することを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。 - 請求項1に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
前記レンズ制御部は、専用のハードウェアで構成され、
前記レンズ操作部は、専用のソフトウェアが実行されるコンピュータシステムで構成されていることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。 - 請求項1または請求項2に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ操作部は、操作インターフェイスを有し、
前記操作インターフェイスは、画面表示されるメイン画面に、前記駆動信号の周波数および振幅の設定部分と、前記共振ロック制御部の動作および停止の操作部分とを有し、
前記画像検出部での画像検出タイミングの設定部分と、前記駆動信号の最大駆動電圧の設定部分とは、前記メイン画面とは別のサブ画面に表示されることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017089578A JP2018189702A (ja) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 焦点距離可変レンズ装置 |
US15/951,599 US10816755B2 (en) | 2017-04-28 | 2018-04-12 | Variable focal length lens device |
CN201810358543.9A CN108803190B (zh) | 2017-04-28 | 2018-04-20 | 可变焦距透镜装置 |
DE102018109663.1A DE102018109663A1 (de) | 2017-04-28 | 2018-04-23 | Linsenvorrichtung mit variabler brennweite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017089578A JP2018189702A (ja) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 焦点距離可変レンズ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018189702A true JP2018189702A (ja) | 2018-11-29 |
Family
ID=63797612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017089578A Pending JP2018189702A (ja) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 焦点距離可変レンズ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10816755B2 (ja) |
JP (1) | JP2018189702A (ja) |
CN (1) | CN108803190B (ja) |
DE (1) | DE102018109663A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019135667A1 (de) | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Mitutoyo Corporation | Bildaufnahmevorrichtung, Bildmessvorrichtung, berührungslose Verlagerungserfassungsvorrichtung und berührungslose Profilmessvorrichtung |
JP2021043296A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 株式会社ミツトヨ | 画像検出装置 |
CN112902858A (zh) * | 2019-12-03 | 2021-06-04 | 株式会社三丰 | 高度测定方法以及高度测定装置 |
US11638072B2 (en) | 2019-09-10 | 2023-04-25 | Mitutoyo Corporation | Image detection device, pulsed illumination device, and pulsed illumination method |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6925857B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2021-08-25 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 |
JP2019152787A (ja) | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ制御方法および焦点距離可変レンズ装置 |
JP7169092B2 (ja) | 2018-05-21 | 2022-11-10 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 |
JP7118735B2 (ja) | 2018-05-21 | 2022-08-16 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 |
JP7098474B2 (ja) * | 2018-08-07 | 2022-07-11 | 株式会社ミツトヨ | 非接触式変位計 |
JP7249748B2 (ja) | 2018-08-30 | 2023-03-31 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 |
JP2022109634A (ja) * | 2021-01-15 | 2022-07-28 | 株式会社ミツトヨ | 画像検出装置および画像検出方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000019472A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Olympus Optical Co Ltd | 光学特性可変光学素子 |
WO2008106403A2 (en) | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Trustees Of Princeton University | Turnable acoustic gradient index of refraction lens and system |
CN102221959A (zh) * | 2011-03-30 | 2011-10-19 | 合一网络技术(北京)有限公司 | 一种用于嵌入式媒体播放器多画面显示和控制的方法和系统及应用 |
JP2015185923A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 京セラ株式会社 | 撮像装置および車載カメラシステム |
US9602715B2 (en) * | 2015-07-09 | 2017-03-21 | Mitutoyo Corporation | Adaptable operating frequency of a variable focal length lens in an adjustable magnification optical system |
JP6742783B2 (ja) | 2016-04-01 | 2020-08-19 | 株式会社ミツトヨ | 撮像システム及び撮像方法 |
US9961253B2 (en) * | 2016-05-03 | 2018-05-01 | Mitutoyo Corporation | Autofocus system for a high speed periodically modulated variable focal length lens |
JP6831698B2 (ja) | 2016-12-28 | 2021-02-17 | 株式会社ミツトヨ | 焦点距離可変レンズ装置 |
JP2018106127A (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 株式会社ミツトヨ | レンズシステムおよび焦点距離可変レンズ装置 |
-
2017
- 2017-04-28 JP JP2017089578A patent/JP2018189702A/ja active Pending
-
2018
- 2018-04-12 US US15/951,599 patent/US10816755B2/en active Active
- 2018-04-20 CN CN201810358543.9A patent/CN108803190B/zh active Active
- 2018-04-23 DE DE102018109663.1A patent/DE102018109663A1/de active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019135667A1 (de) | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Mitutoyo Corporation | Bildaufnahmevorrichtung, Bildmessvorrichtung, berührungslose Verlagerungserfassungsvorrichtung und berührungslose Profilmessvorrichtung |
JP2020106480A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社ミツトヨ | 撮像装置、画像測定装置、非接触変位検出装置、および非接触形状測定装置 |
US11193757B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-12-07 | Mitutoyo Corporation | Image pick-up device, image measurement apparatus, non-contact displacement-detecting device and non-contact profile-measuring device |
JP7390790B2 (ja) | 2018-12-28 | 2023-12-04 | 株式会社ミツトヨ | 画像測定装置および非接触形状測定装置 |
JP2021043296A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 株式会社ミツトヨ | 画像検出装置 |
US11523042B2 (en) | 2019-09-10 | 2022-12-06 | Mitutoyo Corporation | Image detection device |
US11638072B2 (en) | 2019-09-10 | 2023-04-25 | Mitutoyo Corporation | Image detection device, pulsed illumination device, and pulsed illumination method |
CN112902858A (zh) * | 2019-12-03 | 2021-06-04 | 株式会社三丰 | 高度测定方法以及高度测定装置 |
US11644304B2 (en) | 2019-12-03 | 2023-05-09 | Mitutoyo Corporation | Height measurement method and height measurement device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180314033A1 (en) | 2018-11-01 |
US10816755B2 (en) | 2020-10-27 |
DE102018109663A1 (de) | 2018-10-31 |
CN108803190A (zh) | 2018-11-13 |
CN108803190B (zh) | 2023-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018189702A (ja) | 焦点距離可変レンズ装置 | |
JP6925857B2 (ja) | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 | |
JP6845737B2 (ja) | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 | |
US10986263B2 (en) | Calibration method of variable focal length lens and variable focal length lens device | |
US11215788B2 (en) | Variable focal length lens device and variable focal length lens control method | |
JP7249748B2 (ja) | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 | |
US20190353976A1 (en) | Variable focal length lens device and variable focal length lens control method | |
JP2019152787A (ja) | 焦点距離可変レンズ制御方法および焦点距離可変レンズ装置 | |
JP7189702B2 (ja) | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 | |
JP6492588B2 (ja) | プロジェクター及びプロジェクターの制御方法 | |
JP7360917B2 (ja) | 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 | |
US20210075955A1 (en) | Image detection device | |
JP2014228591A5 (ja) | ||
US11644304B2 (en) | Height measurement method and height measurement device | |
US11543642B2 (en) | Variable focal length lens device and control method of variable focal length lens device | |
JP2022000679A (ja) | 焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置 | |
CN112902858B (zh) | 高度测定方法以及高度测定装置 | |
JP2013120359A (ja) | レンズユニット、カメラユニット、カメラシステムおよび制御プログラム | |
JP2021193431A (ja) | 焦点距離可変レンズ装置およびその制御方法 |