JP2021043296A - 画像検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体共振式のレンズシステムに同期したパルス照明の光量調整を容易にできる画像検出装置を提供する。【解決手段】画像検出装置１は、焦点位置が周期的に変化する液体共振式のレンズシステム３と、レンズシステム３を通して撮像領域の検出画像Ｉｍを検出する画像検出部４と、焦点位置に同期して撮像領域をパルス照明するパルス照明部５と、パルス照明部５が発光する焦点位置での撮像領域の必要光量に基づいて、パルス照明部５の発光時間を増減させる発光制御部６２と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は画像検出装置に関する。

焦点距離可変レンズとして、液体共振式のレンズシステムが開発されている。このレンズシステムにパルス照明装置を組み合わせ、被写体の任意の位置に焦点が合った画像を検出する画像検出装置が開発されている（特許文献１参照）。
液体共振式のレンズシステムでは、周期的な駆動信号により内部の液体に定在波を生じさせ、レンズとしての焦点位置を周期的に変化させている。
画像検出装置では、レンズシステムを駆動する駆動信号の所定の位相角にパルス照明を同期させることで、位相角に対応した焦点位置となる撮像面における画像を検出できる。パルス照明が同期する位相角を一周期内に複数設定することで、被写体の複数焦点画像を検出できる。

特開２０１８−１８９７０２号公報

前述した画像検出装置では、撮像面に表れる被写体の表面状態に応じて、パルス照明の光量を調整する必要がある。
例えば、ＩＣチップが被写体である場合、ＩＣチップには、黒い樹脂パッケージ表面のような反射が少ない面もあれば、配線用の金属ピンのような反射が大きな面もある。このため、通常の光量一定の照明では、反射の少ない面で明瞭な画像が得られず、反射が大きな面では白飛びを生じるなどの問題がある。
従って、焦点位置が変化した際に、焦点位置がある撮像面の状態に応じてパルス照明の光量を増減させる必要がある。とくに、複数焦点画像を検出する場合、複数の焦点位置のそれぞれで、パルス照明の光量を増減させる必要がある。

ところが、画像検出装置に用いられる液体共振式のレンズシステムでは、レンズとなる液体の共振周波数が数十キロヘルツと高速であり、照明タイミングの間隔がマイクロ秒単位の微小時間となる。照明タイミングの間隔が微小であると、焦点位置に応じて照明光量を増減させる制御が難しくなる。
さらに、液体共振式のレンズシステムでは、画像検出時の焦点位置の変動を最小限に抑制するため、パルス照明の発光時間をナノ秒単位まで短縮している。このような極短時間で照明光量を確保するには、パルス照明の光量を常に最大レベルに維持すること、つまり光量を減少させないことが好ましく、この点でもパルス照明光量の増減調整が難しい。
このようなパルス照明の光量調整の困難性は、複数の焦点位置でのパルス照明が密集化する多焦点画像検出の際には更に顕著な問題となる。

本発明の目的は、液体共振式のレンズシステムに同期したパルス照明の光量調整を容易にできる画像検出装置を提供することにある。

本発明の画像検出装置は、焦点位置が周期的に変化する液体共振式のレンズシステムと、前記レンズシステムを通して撮像領域の画像を検出する画像検出部と、前記焦点位置に同期して前記撮像領域をパルス照明するパルス照明部と、前記パルス照明部が発光する前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記パルス照明部の発光時間を増減させる発光制御部と、を有することを特徴とする。

このような本発明では、パルス照明に用いる光量を、発光時間の増減により調整する。つまり、パルス照明部の出力が一定でも、光量を減らす際には発光時間を短くし、光量を増す際には発光時間を長くすることで、累積で得られる光量を増減させることができる。
従って、パルス照明部の出力調整を微小時間で行うような難しさがなく、発光開始から発光停止までの動作時間により、光量調整を容易に行うことができる。
さらに、パルス照明部の出力が一定でも発光時間で光量調整ができるため、パルス照明装置を単純な仕組みにでき、信頼性およびコストダウンに貢献できる。

本発明の画像検出装置において、前記発光制御部は、複数の前記焦点位置で前記パルス照明部を発光させるとともに、複数の前記焦点位置ごとに、前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記パルス照明部の発光時間を増減させてもよい。

このような本発明では、被写体の複数焦点画像を検出できるとともに、各焦点位置での光量調整を適切に行うことができる。複数焦点画像を検出する場合、パルス照明部の光量調整を極短時間で行う必要があるが、本発明では出力調整ではなく発光時間の調整でよいため、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）といったデジタル信号制御デバイスで比較的容易に実行可能である。

本発明の画像検出装置において、前記発光制御部は、複数の前記焦点位置ごとの発光動作を、前記焦点位置の異なる周期に行うようにしてもよい。
このような本発明では、複数の焦点位置ごとの発光動作を、すべて焦点位置の一周期に配置するよりも、発光動作ごとの時間間隔を拡げることができ、確実かつ安定した発光動作を行うことができる。

本発明の画像検出装置において、前記発光制御部は、前記焦点位置ごとに前記撮像領域の必要光量を記録した発光情報を有し、前記パルス照明部を発光させる際に前記発光情報を参照して前記発光時間を調整するようにしてもよい。
このような本発明では、予め焦点位置ごとに必要光量を記録しておくため、発光時にそのつど必要光量を検出するよりも処理を高速化できる。

本発明の画像検出装置は、焦点位置が周期的に変化する液体共振式のレンズシステムと、前記レンズシステムを通して撮像領域の画像を検出する画像検出部と、前記焦点位置に同期して前記撮像領域をパルス照明するパルス照明部と、前記パルス照明部が発光する前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記画像検出部が１フレーム分の画像を検出する期間に含まれる前記パルス照明部の発光回数を増減させる画像検出制御部を有することを特徴とする。

このような本発明では、パルス照明に用いる光量を、画像検出されるパルス照明の回数の増減により調整する。つまり、画像検出部が１フレーム分の画像を検出する期間に含まれるパルス照明の回数が増減されることで、１回のパルス照明の光量が一定でも、累積的に得られる照明光量を増減させることができる。
従って、パルス照明部の出力調整を微小時間で行うような難しさがなく、画像１フレーム分の検出期間の調整により、パルス照明としての光量調整を容易に行うことができる。
さらに、パルス照明部の出力が一定にできるため、パルス照明の光量を常に最大レベルに維持することができ、液体共振式のレンズシステムを用いた際の画像検出時の焦点位置の変動を最小限に抑制できる。

本発明の目的は、液体共振式のレンズシステムに同期したパルス照明の光量調整を容易にできる画像検出装置を提供することにある。

本発明の第１実施形態の全体構成を示すブロック図。 前記第１実施形態の要部を示すブロック図。 前記第１実施形態の動作タイミングを示す図。 前記第１実施形態の発光情報を示す図。 本発明の第２実施形態の要部を示すブロック図。 前記第２実施形態の動作タイミングを示す図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態である画像検出装置１の全体構成が示されている。
画像検出装置１は、焦点距離を周期的に変化させつつ撮像領域におかれた測定対象物９の表面の画像を検出するものであり、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、画像検出装置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。

対物レンズ２は、既存の凸レンズで構成される。
レンズシステム３は、液体共振式の焦点距離可変レンズであり、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。
画像検出装置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。

画像検出装置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も正弦波状に周期的に変動する。
この際、焦点位置Ｐｆの振動波形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、焦点位置Ｐｆの画像が得られることになる。

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。

画像検出装置１において、レンズシステム３の駆動、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２には、本実施形態のレンズ制御部６および制御用ＰＣ７の構成が示されている。
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の動作を制御するハードウェアで構成された専用ユニットであり、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、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力するとともに、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あるいは駆動電流から、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。

発光制御部６２は、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力し、撮像領域の測定対象物９をパルス照明させる。発光信号Ｃｉの発光タイミングは、駆動信号Ｃｆに同期され、焦点位置Ｐｆに対して所定の位相角に設定されている。
画像検出制御部６３は、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力し、画像検出のオンオフを制御する。なお、画像検出オンからオフまでの期間に画像検出部４で検出された１フレーム分の検出画像Ｉｍは、制御用ＰＣ７に送られて処理される。

本実施形態では、画像検出信号Ｃｃは所定の期間継続され、その間に複数回にわたって焦点位置Ｐｆの所定の位置（変動周期における位相角）で測定対象物９をパルス照明することで、照明時点での焦点位置Ｐｆの画像を検出する。発光タイミングを指定する発光信号Ｃｉは、焦点位置Ｐｆの変動範囲内に複数設定することで、各焦点位置Ｐｆに合焦した複数の画像が重畳された多焦点画像を検出することができる。

制御用ＰＣ７は、レンズ制御部６に各種設定操作などを行うレンズ操作部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、画像検出装置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とを有する。
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。

本実施形態の発光制御部６２は、パルス照明部５が発光する焦点位置での撮像領域の必要光量に基づいて、パルス照明部５の発光時間を増減させる光量調整部６２１を有する。
光量調整部６２１は、撮像領域の必要光量として、制御用ＰＣ７の画像処理部７２で得られた測定対象物９の検出画像Ｉｍのうち、所定の焦点位置Ｐｆにおける検出画像Ｉｍの必要光量を用いる。
具体的には、画像処理部７２において、所定の焦点位置Ｐｆで検出された検出画像Ｉｍにおける画像の明るさを評価し、光量の過不足を判定することで、必要光量を算出し、得られた必要光量を画像処理部７２から光量調整部６２１に転送することができる。

図３に示すように、発光制御部６２からパルス照明部５に送られる発光信号Ｃｉは、基準となる駆動信号Ｃｆの周期Ｐｒ（例えばＰｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３）における所定の位相角θ（例えばθ１，θ２，θ３）に同期され、各位相角θは所定の焦点位置Ｐｆに対応する発光タイミングＴｄ（例えばＴｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３）を有する。
発光信号Ｃｉは、発光タイミングＴｄから、所定の発光時間Ｔｗ（例えばＴｗ１，Ｔｗ２，Ｔｗ３）だけ継続する。

発光時間Ｔｗは、光量調整部６２１により、各位相角θに対応した焦点位置Ｐｆにおける検出画像Ｉｍの必要光量、つまり測定対象物９の表面状態による必要光量に応じて増減される。
パルス照明部５による照明光Ｌｉは、発光信号Ｃｉに従って照射され、発光タイミングＴｄから発光時間Ｔｗだけ継続し、各周期Ｐｒあたりの照明光Ｌｉの光量は発光時間Ｔｗ分の累積光量となる。
従って、発光時間Ｔｗが測定対象物９の表面状態に応じて光量調整されていれば、測定対象物９の表面状態に応じた適切な光量の照明光Ｌｉを得ることができる。

照明光Ｌｉの出力は、所定光量が最短時間で得られるように、パルス照明部５の最大出力相当に設定されている。前述のように、照明光Ｌｉの光量調整は、発光時間Ｔｗの増減で行われるため、パルス照明部５が最大出力相当で固定されていても、照明光Ｌｉの光量調整を適切に行うことができる。

本実施形態では、前述のように、異なる焦点位置Ｐｆに合焦した複数の画像が重畳した多焦点画像を検出することができる。
このような異なる焦点位置Ｐｆに合焦した複数の画像のそれぞれについて、前述した発光時間Ｔｗの増減による照明光Ｌｉの光量調整を行うために、発光制御部６２には焦点位置Ｐｆごとの発光情報６２２が設定される。

図４において、発光情報６２２は、焦点位置Ｐｆが異なる撮像面（例えば＃１，＃２，＃３）ごとに、各撮像面の周期Ｐｒにおける位相角θ（例えばθ１，θ２，θ３）、発光タイミングＴｄ（例えばＴｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３）、発光時間Ｔｗ（例えばＴｗ１，Ｔｗ２，Ｔｗ３）が設定される。
撮像面は、ユーザが制御用ＰＣ７を操作して所望の焦点位置Ｐｆを指定することで、発光制御部６２において該当する位相角θおよび発光タイミングＴｄが設定される。発光時間Ｔｗは、光量調整部６２１により、指定された撮像面の必要光量に応じて設定される。
光量調整部６２１による発光時間Ｔｗの設定としては、予め指定された複数の撮像面についてテスト照明動作を行い、各撮像面で適切な発光光量が得られる発光時間Ｔｗを求めてもよい。あるいは、新たな焦点位置Ｐｆに撮像面が追加される都度、テスト照明動作を行って適切な光量となる発光時間Ｔｗを求めてもよい。さらに、パルス照明動作の間に、定期的にテスト照明動作を行い、現状設定されている撮像面の必要光量を求めてもよい。

発光制御部６２において、異なる焦点位置Ｐｆに合焦した複数の画像が重畳した多焦点画像を検出する際には、駆動信号Ｃｆの各周期Ｐｒに複数の発光動作を含めてもよいが、本実施形態の発光制御部６２では、発光動作をそれぞれ駆動信号Ｃｆの異なる周期Ｐｒに分散させている。
図３において、第１の周期Ｐｒ１には、位相角θ１となる焦点位置Ｐｆの撮像面（図４の撮像面＃１）が割り当てられ、発光動作として位相角θ１に対応する発光タイミングＴｄ１、および同撮像面に必要な発光時間Ｔｗ１が設定される。
同様に、周期Ｐｒ２，Ｐｒ３には、位相角θ２，θ３となる撮像面（図４の撮像面＃２，＃３）が割り当てられ、発光動作として発光タイミングＴｄ２，Ｔｄ３、および発光時間Ｔｗ２，Ｔｗ３が設定される。
このように発光動作を別の周期Ｐｒに分散させることで、全体としての撮像時間が長くなるものの、各発光動作の間隔に十分な時間をとることができ、安定しかつ確実な動作を行うことができる。

上述した第１実施形態によれば、下記の効果を得ることができる。
本実施形態では、パルス照明に用いる照明光Ｌｉの光量を、発光時間Ｔｗの増減により調整することができる。つまり、パルス照明部５の出力が一定でも、光量を減らす際には発光時間Ｔｗを短くし、光量を増す際には発光時間Ｔｗを長くすることで、累積で得られる光量を増減させることができる。

従って、パルス照明部５の出力調整を微小時間で行うような難しさがなく、発光開始（発光タイミングＴｄ）から発光停止までの動作時間（発光時間Ｔｗ）により、光量調整を容易に行うことができる。
さらに、パルス照明部５の出力が一定でも発光時間Ｔｗで光量調整ができるため、パルス照明の光量を常に最大レベルに維持することができ、液体共振式のレンズシステム３を用いた際の画像検出時の焦点位置Ｐｆの変動を最小限に抑制できる。

本実施形態では、複数の焦点位置Ｐｆでパルス照明部５を発光させるとともに、複数の焦点位置Ｐｆの撮像面ごとに、撮像領域にある測定対象物９の必要光量に基づいて、パルス照明部５の発光時間Ｔｗを増減させるようにした。
このため、本実施形態によれば、検出画像Ｉｍとして測定対象物９の複数焦点画像が検出できるとともに、各焦点位置Ｐｆでの光量調整を適切に行うことができる。複数焦点画像を検出する場合、パルス照明部５の光量調整を極短時間で行う必要があるが、本実施形態では出力調整ではなく発光時間Ｔｗの調整でよいため十分に実行可能である。

とくに、本実施形態では、複数の焦点位置Ｐｆごとの発光動作を、焦点位置Ｐｆの異なる周期Ｐｒに行うようにしたので、複数の焦点位置Ｐｆごとの発光動作をすべて１つの周期Ｐｒに配置するよりも、発光動作ごとの時間間隔を拡げることができ、確実かつ安定した発光動作を行うことができる。

本実施形態では、焦点位置Ｐｆごとに撮像面の必要光量を記録した発光情報６２２を有し、パルス照明部５を発光させる際に発光情報６２２を参照して発光時間Ｔｗを調整することができる。このため、予め焦点位置Ｐｆごとに必要光量を発光時間Ｔｗとして記録しておくことができ、発光時にその都度必要光量を検出するよりも処理を高速化できる。

〔第２実施形態〕
図５には、本発明の第２実施形態である画像検出装置１Ａの要部が示されている。
前述した第１実施形態の画像検出装置１では、発光制御部６２に光量調整部６２１を設け、パルス照明部５による照明光Ｌｉの発光時間Ｔｗを増減させることで、撮像領域にある測定対象物９を撮像した検出画像ｉｍにおいて必要光量が得られるようにしていた。
これに対し、図５に示す本実施形態の画像検出装置１Ａでは、画像検出制御部６３に光量調整部６３１を設け、画像検出部４における検出画像Ｉｍの１フレーム分の検出期間を増減させることで、撮像領域にある測定対象物９に応じた必要光量が得られるようにしている。

図５において、発光制御部６２は、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力し、撮像領域の測定対象物９をパルス照明させる。発光信号Ｃｉの発光タイミングは、駆動信号Ｃｆに同期され、焦点位置Ｐｆに対して所定の位相角に設定されている。
発光信号Ｃｉに基づいてパルス照明部５から発せられる照明光Ｌｉは、常に同じ出力および同じ発光時間とされている。

画像検出制御部６３は、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力し、画像検出部４における画像検出のオンオフを制御し、画像検出オンからオフまでの期間に１フレーム分の検出画像Ｉｍを検出する。
画像検出制御部６３は、パルス照明部５が発光する焦点位置での撮像領域の必要光量に基づいて、画像検出部４で検出する１フレーム分の画像に含まれるパルス照明部５の発光回数を増減させる光量調整部６３１を有する。

光量調整部６３１は、撮像領域の必要光量として、制御用ＰＣ７の画像処理部７２で得られた測定対象物９の検出画像Ｉｍのうち、所定の焦点位置Ｐｆにおける検出画像Ｉｍの必要光量を用いる。
具体的には、画像処理部７２において、所定の焦点位置Ｐｆで検出された検出画像Ｉｍにおける画像の明るさを評価し、光量の過不足を判定することで、必要光量を算出し、得られた必要光量を画像処理部７２から光量調整部６３１に転送することができる。

光量調整部６３１は、画像検出信号Ｃｃの開始タイミングおよび継続時間（画像検出オンからオフまでの時間）を増減させることで、その間に生じるパルス照明部５の発光回数を増減させることができる。
図６に示すように、駆動信号Ｃｆの各周期Ｐｒにおいてパルス照明部５からの照明光Ｌｉがパルス照射されている状態で、光量調整部６３１からの画像検出信号Ｃｃにより、画像検出部４を画像検出状態にすることで、画像検出部４において照明光Ｌｉに対応した画像検出が行われる。１回の照明光Ｌｉによる画像検出部４の露光量Ｅとして、画像検出信号Ｃｃで指定される露光時間Ｔｅの間に複数回の照明光Ｌｉがあれば、画像検出部４の露光量Ｅはその回数分累積される。すなわち、第１の周期Ｐｒ１で露光量Ｅ１だったものが、第２の周期Ｐｒ２で露光量Ｅ２となり、第３の周期Ｐｒ３で露光量Ｅ３まで累積される。この露光量Ｅ３が所定の必要光量Ｅｒに達するように、露光時間Ｔｅの間に複数回の照明光Ｌｉが含まれていればよい。

このように、本実施形態では、パルス照明部５によるパルス照明の光量を、パルス照明する照明光Ｌｉの回数の増減により調整することができる。つまり、画像検出信号Ｃｃにより露光時間Ｔｅ（画像検出部４が１フレーム分の検出画像Ｉｍを検出する期間）を増減することで、露光時間Ｔｅに含まれる照明光Ｌｉの回数を増減させることができ、１回の照明光Ｌｉの光量（露光量Ｅ１）が一定でも、累積的に得られる照明光量（露光量Ｅ３）を増減させて必要光量Ｅｒを確保することができる。

従って、本実施形態によれば、パルス照明部５の出力調整を微小時間で行うような難しさがなく、画像検出信号Ｃｃで与えられる画像１フレーム分の検出期間の調整により、パルス照明部５の光量調整を容易に行うことができる。
さらに、パルス照明部５の出力が一定にできるため、パルス照明の光量を常に最大レベルに維持することができ、液体共振式のレンズシステム３を用いた際の画像検出時の焦点位置の変動を最小限に抑制できる。

〔他の実施形態〕
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。
前記第１実施形態において、発光制御部６２は、撮像領域の必要光量を記録した発光情報６２２を有し、パルス照明部５を発光させる際に発光情報６２２を参照して発光時間を調整するとしたが、発光情報６２２として予め焦点位置ごとに必要光量を記録しておくことは本発明に必須ではなく、発光時あるいは撮像面の設定時にそのつど必要光量を検出してもよい。
前記第１実施形態において、発光制御部６２は、複数の焦点位置Ｐｆごとの発光動作（照明光Ｌｉの照射）を、それぞれ異なる周期Ｐｒに行うとしたが、複数の焦点位置Ｐｆごとの発光動作をすべて焦点位置の一つの周期Ｐｒに配置してもよい。
前記第１実施形態において、画像検出装置１は、複数の焦点位置Ｐｆでの多焦点画像検出を行ったが、１つの焦点位置Ｐｆでの画像を検出する単焦点画像検出であってもよい。

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。しかし、前記実施形態のように、レンズ制御部６と制御用ＰＣ７との組み合わせとすることで、レンズシステム３の駆動および制御に必要なハードウェアを専用のレンズ制御装置として独立させることができる。また、レンズ制御部６操作や設定調整、さらには画像の取り込みまでを汎用性の高いパーソナルコンピュータを用いて実現することができる。

前記実施形態では、駆動信号Ｃｆを正弦波とし、焦点位置Ｐｆを正弦波振動させたが、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、前述した特許文献１に記載の構成に限らず、パッケージの形状寸法あるいは共振させる液体の属性も適宜選択することができる。
画像検出部４は、ＣＣＤイメージセンサのほか、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）センサなど、他の固体撮像素子を利用したイメージセンサとしてもよい。
パルス照明部５は、ＬＥＤのほか、ＬＤ（レーザーダイオード）あるいはＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）など、高速スイッチングが可能な他の発光素子としてもよい。

本発明は画像検出装置に利用できる。

１，１Ａ…画像検出装置、２…対物レンズ、３…レンズシステム、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、６２…発光制御部、６２１…光量調整部、６２２…発光情報、６３…画像検出制御部、６３１…光量調整部、７…制御用ＰＣ、７１…レンズ操作部、７２…画像処理部、７３…操作インターフェイス、９…測定対象物、Ｃｃ…画像検出信号、Ｃｆ…駆動信号、Ｃｉ，Ｃｉ１，Ｃｉ２，Ｃｉ３…発光信号、Ｄｆ…焦点距離、Ｅ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…露光量、Ｅｒ…必要光量、Ｉｍ…検出画像、Ｌｇ…画像、Ｌｉ，Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３…照明光、Ｐｆ…焦点位置、Ｐｒ，Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３…周期、Ｒｉ…駆動電流、Ｒｐ…有効電力、Ｔｄ，Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３…発光タイミング、Ｔｅ…露光時間、Ｔｗ，Ｔｗ１，Ｔｗ２，Ｔｗ３…発光時間、Ｖｆ…振動状態、θ，θ１，θ２，θ３…位相角。

Claims (5)

1. 焦点位置が周期的に変化する液体共振式のレンズシステムと、
   前記レンズシステムを通して撮像領域の画像を検出する画像検出部と、
   前記焦点位置に同期して前記撮像領域をパルス照明するパルス照明部と、
   前記パルス照明部が発光する前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記パルス照明部の発光時間を増減させる発光制御部と、を有することを特徴とする画像検出装置。
2. 請求項１に記載の画像検出装置において、
   前記発光制御部は、複数の前記焦点位置で前記パルス照明部を発光させるとともに、複数の前記焦点位置ごとに、前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記パルス照明部の発光時間を増減させることを特徴とする画像検出装置。
3. 請求項２に記載の画像検出装置において、
   前記発光制御部は、複数の前記焦点位置ごとの発光動作を、前記焦点位置の異なる周期に行うことを特徴とする画像検出装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像検出装置において、
   前記発光制御部は、前記焦点位置ごとに前記撮像領域の必要光量を記録した発光情報を有し、前記パルス照明部を発光させる際に前記発光情報を参照して前記発光時間を調整することを特徴とする画像検出装置。
5. 焦点位置が周期的に変化する液体共振式のレンズシステムと、
   前記レンズシステムを通して撮像領域の画像を検出する画像検出部と、
   前記焦点位置に同期して前記撮像領域をパルス照明するパルス照明部と、
   前記パルス照明部が発光する前記焦点位置での前記撮像領域の必要光量に基づいて、前記画像検出部が１フレーム分の画像を検出する期間に含まれる前記パルス照明部の発光回数を増減させる画像検出制御部を有することを特徴とする画像検出装置。

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