JP2021521742A - カメラ焦点距離を用いた絶対測定および相対測定のための方法および装置 - Google Patents
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Description
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- カメラ軸に沿った複数の深度レベルを含むターゲットの一連の画像の画像データを捕捉することができるカメラ・レンズアセンブリと、
前記カメラ・レンズアセンブリまたはターゲットが位置付けられる移動ステージと、
前記カメラ・レンズアセンブリと前記ターゲットとの間の前記カメラ軸に沿った規定された増分値での相対移動を提供する、前記移動ステージに接続されたモータと、
前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットの前記カメラ軸に沿った移動の各増分値での相対位置データを捕捉することができる位置センサと、
コントローラであって、
画像勾配法を使用して、捕捉された前記画像データ内の関心領域として表される前記複数の深度レベルについての画像鮮鋭度データを生成するように構成された画像処理ユニットと、
前記画像鮮鋭度データを使用して、前記カメラ・レンズアセンブリと、捕捉された前記画像データ内の関心領域として表される前記複数の深度レベルの各々との間の最適な焦点距離を特定するように構成された距離処理ユニットと、
最適な焦点距離データを処理して、捕捉された前記画像データ内の関心領域として表される前記複数の深度レベルの各々の深度を特定するように構成された深度処理ユニットとを備えるコントローラと
を備える、深度測定装置。 - 前記複数の深度レベルが、複数の隣接する深度レベルまたは隣接しない離散的な深度レベルから構成される、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記複数の深度レベルが、連続した傾斜から構成される、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記複数の深度レベルが、前記画像内の隣接しない関心領域から構成される、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記モータが、約50マイクロメータ以下の増分値で相対運動を提供するように構成されている、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記複数の深度レベルの各々の特定された深度が、隣接する深度レベルまたは隣接しない深度レベルの差である相対値である、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記複数の深度レベルの各々の特定された深度が、前記複数の深度レベルのうちの1つについての基準深度レベルを用いて特定された絶対深度測定値である、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記複数の深度レベルの各々の特定された深度が、前記カメラ・レンズアセンブリに関連した既知の最適な焦点距離を用いて特定された絶対深度測定値である、請求項1に記載の深度測定装置。
- 画像勾配測定法がソーベルフィルタを採用する、請求項1に記載の深度測定装置。
- 前記コントローラが、前記画像鮮鋭度データおよび前記相対位置データに曲線をフィッティングさせるようにさらに構成され、前記曲線をフィッティングさせることは、前記距離処理ユニットによる前記最適な焦点距離の特定の前に実施される、請求項1に記載の深度測定装置。
- カメラ軸に沿った複数の深度レベルを含むターゲットの一連の画像の画像データを捕捉することができるカメラ・レンズアセンブリと、
前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットが位置付けられる移動ステージと、
前記移動ステージに接続され、前記カメラ・レンズアセンブリと前記ターゲットとの間の前記カメラ軸に沿った規定された増分値での相対移動を生じさせるように構成されたモータと、
前記カメラ軸に沿った前記規定された増分値の各々での前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットについての位置データを捕捉することができる位置センサと、
画像勾配法および最適な焦点距離を用いて、捕捉された画像データおよび捕捉された位置データを処理して、前記複数の深度レベルの各々について深度を特定するように構成されたコントローラと
を備える、深度測定装置。 - 前記モータが、前記カメラ・レンズアセンブリまたはターゲットを、プラスまたはマイナス20マイクロメータ以下の精度レベルで駆動する、請求項11に記載の深度測定装置。
- 前記カメラ・レンズアセンブリが、前記カメラ軸に沿った一定の非角度視野と、前記カメラ軸に沿った深度に対して変化しない倍率とを有するテレセントリックレンズを備える、請求項11に記載の深度測定装置。
- 前記カメラ・レンズアセンブリが、CMOSまたはCCDセンサを含む、請求項11に記載の深度測定装置。
- 前記コントローラが、
画像勾配方法を用いて、前記複数の深度レベルについての画像鮮鋭度データを生成するように構成された画像処理ユニットと、
前記画像鮮鋭度データを用いて、前記カメラ・レンズアセンブリと前記複数の深度レベルの各々との間の最適な焦点距離を特定するように構成された距離処理ユニットと、
最適な焦点距離データを処理して、前記複数の深度レベルの各々についての深度を特定するように構成された深度処理ユニットとを備える、
請求項11に記載の深度測定装置。 - 前記複数の深度レベルが、複数の隣接する深度レベルまたは隣接しない離散的な深度レベルから構成される、請求項11に記載の深度測定装置。
- 複数の深度レベルを有するターゲットを提供することと、
カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットが移動可能であるように、前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットを移動ステージ上に位置付けることと、
前記ターゲットの前記複数の深度レベルの全てについての最適な焦点距離を通して、前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットを、規定された増分値でステップ移動させることと、
位置センサを採用して、各増分値で、前記カメラ・レンズアセンブリまたは前記ターゲットの位置データを測定することと、
前記カメラ・レンズアセンブリを採用して、各増分値で、一連の画像を捕捉するように前記ターゲットの画像を捕捉することと、
捕捉された前記画像の各々において、より多い量の鮮明細部が深度レベルの縁部で見える場合により高い輝度勾配値を有し、より少ない量の鮮明細部が深度レベルの縁部で見える場合により低い輝度勾配値を有する処理された画像を生成する画像勾配法を、捕捉された前記一連の画像内の前記画像の各々に適用することと、
前記複数の深度レベルの各々について、前記処理された画像内の関心領域を特定することと、
各関心領域の各処理された画像について、画像鮮鋭度スカラ値を作成することと、
各関心領域の前記画像鮮鋭度スカラ値に基づいて、各関心領域について最適な焦点距離を特定することと、
前記関心領域の各々について、前記特定された最適な焦点距離に基づいて、前記複数の深度レベルの各々について、深度測定値を特定することと、
を含む、深度を測定する方法。 - 各画像鮮鋭度スカラ値が、各増分値で各画像の対応する関心領域に集合関数を適用することによって作成される、請求項17に記載の深度を測定する方法。
- 基準深度レベルを用いて、前記複数の深度レベルの各々の絶対深度測定値を特定することをさらに含む、請求項17に記載の深度を測定する方法。
- 前記カメラ・レンズアセンブリに関連した既知の光学焦点距離を用いて、前記複数の深度レベルの各々の絶対深度測定値を特定することをさらに含む、請求項17に記載の深度を測定する方法。
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