JP3298992B2 - Shape measuring device - Google Patents

Shape measuring device

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JP3298992B2
JP3298992B2 JP17573193A JP17573193A JP3298992B2 JP 3298992 B2 JP3298992 B2 JP 3298992B2 JP 17573193 A JP17573193 A JP 17573193A JP 17573193 A JP17573193 A JP 17573193A JP 3298992 B2 JP3298992 B2 JP 3298992B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、厚みを有する物体の形
状を計測する形状計測装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape measuring device for measuring the shape of a thick object.

【0002】[0002]

【従来の技術】自然界あるいは人工の物体は、一般に3
次元的な輪郭形状と微細な表面形状とを有する。これら
の形状の夫々を計測するにあったって、非接触かつ高精
度で計測する装置が試作・開発されている。現状で報告
あるいは実用化されている装置としては次のような装置
がある。まず、微細な表面形状を計測する装置として
は、被写界深度を深くするように充分絞り込んだレンズ
を装着した高解像度カメラを用いる装置が一般的であ
る。また、3次元的な輪郭形状を計測する装置として
は、光学的走査手段を用いて測定対象体の表面を走査
し、反射光を検出する走査型計測装置などが用いられて
いる。
2. Description of the Related Art Natural or man-made objects are generally three-dimensional.
It has a dimensional contour shape and a fine surface shape. In order to measure each of these shapes, non-contact and high-precision measuring devices have been prototyped and developed. The following devices are currently reported or put into practical use. First, as a device for measuring a fine surface shape, a device using a high-resolution camera equipped with a lens that is sufficiently stopped down so as to increase the depth of field is generally used. Further, as a device for measuring a three-dimensional contour shape, a scanning type measuring device which scans the surface of a measurement object using optical scanning means and detects reflected light is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の形状計測は上記
のようにして行われているので、以下のような問題点が
あった。
Since the conventional shape measurement is performed as described above, there are the following problems.

【0004】高解像度計測カメラによる方法では、レン
ズと計測カメラの選定には細心の注意が必要であった。
すなわち、測定対象部を実用上鮮明に結像できるだけ絞
れるレンズとその絞りでも充分なSN比で撮像できる高
解像度計測カメラを組み合わせなければならない、とい
う問題点があった。実際上、通常の標準レンズならまだ
しも、高倍率の顕微鏡レンズなどを用いる場合、このよ
うな組み合わせを満足することはきわめて困難であっ
た。更に、この方法では測定対象体の微細な表面情報を
得ることは可能であるが、観測方向の位置計測を行うこ
とにいたっては、ほとんど不可能であるという問題点が
あった。
In the method using a high-resolution measurement camera, the selection of the lens and the measurement camera requires great care.
In other words, there is a problem that a lens capable of forming a clear image of the measurement target portion in practical use and a high-resolution measurement camera capable of capturing an image with a sufficient SN ratio even with the stop must be combined. In practice, it is extremely difficult to satisfy such a combination when using a high-power microscope lens or the like even if a normal standard lens is used. Further, this method can obtain minute surface information of the object to be measured, but has a problem that it is almost impossible to measure the position in the observation direction.

【0005】また、光学的走査による方法では、観測方
向の位置計測は原理的には可能であるが、計測精度を向
上するためには充分絞り込んだ光ビームで正確に走査す
ることが必要であるため、装置の構造を堅固にしなけれ
ばならず、装置が必然的に大型かつ複雑なものとなって
しまう問題点があった。また、1つの方向に関する位置
計測を行うにあたっても、走査光ビームの照射方向と計
測面の方向を考慮すると、精度の良い計測のためには測
定対象体の全体を3次元で走査することが必要となり、
膨大な計測時間を要するという問題点があった。
In the method using optical scanning, position measurement in the observation direction is possible in principle, but it is necessary to perform accurate scanning with a sufficiently narrowed light beam in order to improve measurement accuracy. Therefore, there has been a problem that the structure of the device must be made rigid, and the device is necessarily large and complicated. Also, when performing position measurement in one direction, it is necessary to scan the entire measurement object in three dimensions for accurate measurement, taking into account the irradiation direction of the scanning light beam and the direction of the measurement surface. Becomes
There was a problem that a huge measurement time was required.

【0006】本発明は、上記の状況を鑑みてなされたも
のであり、測定対象体の微細な表面情報または測定対象
体の外形の形状を簡易に、かつ精度良く計測可能な形状
計測装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and provides a shape measuring apparatus capable of easily and accurately measuring fine surface information of a measurement object or the outer shape of the measurement object. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の形状計測装置で
は、微弱なコントラストを有する表面を撮像した場合に
は、撮像時に設定した焦点距離と一致した時に撮像した
画像の輝度の位置に関する微分値(以後、単に画像の微
分値と呼ぶ)の絶対値が最大となる現象を利用する。本
発明の第1の形状計測装置では、一定の視野方向を保ち
つつ様々な焦点距離で撮像を行い、これらの撮像した画
像における各画素ごとで微分値の絶対値が最大となる微
分値データを各画素のデータとして採用して表面形状情
報を得る。また、本発明の第2の形状計測装置では、第
1の形状計測装置に加えて、各画素について微分値の絶
対値が最大となった焦点距離を撮像手段における結像面
からの距離として採用することによって、表面形状情報
および3次元の輪郭形状情報を得る。
According to the shape measuring apparatus of the present invention, when a surface having a weak contrast is imaged, a differential value relating to the position of the luminance of the image when the focal length coincides with the focal length set at the time of imaging is obtained. A phenomenon in which the absolute value of (hereinafter, simply referred to as a differential value of an image) becomes maximum is used. In the first shape measuring apparatus of the present invention, imaging is performed at various focal lengths while maintaining a fixed viewing direction, and differential value data in which the absolute value of the differential value is maximum for each pixel in these captured images is obtained. The surface shape information is obtained by adopting the data as the data of each pixel. Further, in the second shape measuring device of the present invention, in addition to the first shape measuring device, the focal length at which the absolute value of the differential value is maximum for each pixel is adopted as the distance from the imaging plane in the imaging means. By doing so, surface shape information and three-dimensional contour shape information are obtained.

【0008】すなわち、本発明の第1の形状計測装置
は、(a)撮像時の焦点距離が設定可能な撮像手段と、
(b)撮像手段から出力される映像信号を画素ごとに微
分する微分手段と、(c)微分手段から出力される画素
ごとの微分映像信号をデジタルデータに変換するデジタ
ル化手段と、(d)デジタル化手段から出力される画素
ごとのデジタル微分映像信号データを、少なくとも1フ
レーム分記録する容量を有する画像データ記憶手段と、
(e)デジタル化手段から出力される画素ごとのデジタ
ル微分映像信号データの絶対値と画像データ記憶手段に
記録されている対応する画素データの絶対値とを比較
し、絶対値としてより大きな値を有する方のデータを画
像データ記憶手段の対応する画素位置に記録するデータ
比較更新手段と、(f)画像データ記憶手段に格納され
たデータを画像データとして映像信号に変換し、画像表
示を行う表示手段と、を含んで構成されることを特徴と
する。
That is, the first shape measuring apparatus according to the present invention comprises: (a) an image pickup means capable of setting a focal length at the time of image pickup;
(B) differentiating means for differentiating the video signal output from the imaging means for each pixel; (c) digitizing means for converting the differential video signal for each pixel output from the differentiating means into digital data; Image data storage means having a capacity for recording at least one frame of digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means;
(E) comparing the absolute value of the digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means with the absolute value of the corresponding pixel data recorded in the image data storage means, and determining a larger value as the absolute value; A data comparing / updating means for recording the stored data at a corresponding pixel position in the image data storing means; and (f) a display for converting the data stored in the image data storing means into a video signal as image data and displaying an image. And means.

【0009】また、本発明の第2の形状計測装置は、
(a)撮像時の焦点距離が設定可能な撮像手段と、
(b)撮像手段による撮像時の焦点距離データを画素ご
とに少なくとも1フレーム分記録する容量を有する焦点
距離データ記憶手段と、(c)撮像手段から出力される
映像信号を画素ごとに微分する微分手段と、(d)微分
手段から出力される画素ごとの微分映像信号をデジタル
データに変換するデジタル化手段と、(e)デジタル化
手段から出力される画素ごとのデジタル微分映像信号デ
ータを、少なくとも1フレーム分記録する画像データ記
憶手段と、(f)デジタル化手段から出力される画素ご
とのデジタル微分映像信号データの絶対値と画像データ
記憶手段に記録されている対応する画素データの絶対値
とを比較し、絶対値としてより大きな値を有する方のデ
ータを画像データ記憶手段の対応する画素位置に更新記
録するとともに、更新記録するデータを含むフレームの
撮像時の焦点距離データを焦点距離データ記憶手段の対
応する画素位置に記録するデータ比較更新手段と、
(g)画像データ記憶手段に格納されたデータを画像デ
ータとして画像表示を行う表示手段と、を含んで構成さ
れることを特徴とする。
Further, the second shape measuring device of the present invention comprises:
(A) imaging means capable of setting a focal length during imaging,
(B) a focal length data storage unit having a capacity for recording at least one frame of focal length data at the time of imaging by the imaging unit for each pixel; and (c) a differentiation for differentiating a video signal output from the imaging unit for each pixel. Means, (d) digitizing means for converting a differential video signal for each pixel output from the differentiating means into digital data, and (e) digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means, Image data storing means for recording one frame, (f) absolute value of digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means, and absolute value of corresponding pixel data recorded in the image data storing means. And update and record the data having the larger value as the absolute value in the corresponding pixel position of the image data storage means, And data comparing updating means for recording the focal distance data at the time of imaging of the frame containing the data to be newly recorded in the corresponding pixel position of the focal distance data storage means,
(G) display means for displaying an image using the data stored in the image data storage means as image data.

【0010】ここで、焦点距離データ記憶手段は1つの
フレームメモリ装置の記憶領域の一部であり、画像デー
タ記憶手段は前記フレームメモリ装置の記憶領域の焦点
距離データ記憶領域を除く部分である、ことを特徴とし
てもよい。また、画像表示手段は、画像データ記憶手段
に格納されたデータを反映して輝度を、焦点距離データ
記憶手段に格納されたデータを反映して色を表示する、
ことを特徴としてもよい。
Here, the focal length data storage means is a part of the storage area of one frame memory device, and the image data storage means is a portion of the storage area of the frame memory device excluding the focal length data storage area. It may be characterized. Further, the image display means displays the luminance by reflecting the data stored in the image data storage means, and displays the color by reflecting the data stored in the focal length data storage means.
It may be characterized.

【0011】[0011]

【作用】本発明の第1の形状計測装置は、以下のように
して被測定体の表面形状を計測する。測定の開始に先立
って、画像データ記憶手段の内容である各画素ごとのデ
ータを全て「0(デジタル値)」に初期化する。この準
備作業が完了後、撮像手段による撮像を開始する。
The first shape measuring apparatus according to the present invention measures the surface shape of the measured object as follows. Prior to the start of measurement, all data for each pixel, which is the content of the image data storage means, is initialized to "0 (digital value)". After this preparation work is completed, the imaging by the imaging means is started.

【0012】まず、撮像手段の焦点距離を初期値に設定
し、視野方向を計測方向に設定して撮像を行う。撮像行
為によって撮像手段からはアナログ状の映像信号が出力
され微分手段に入力する。微分手段は、入力した時間と
ともに連続的に変化する映像信号を時間に関して微分を
施し、微分結果である微分映像信号を出力する。この微
分信号はデジタル化手段に入力し、画素に応じた時間ご
とにデジタル化され、画素ごとのデジタル微分画像信号
データとして順次出力される。
First, the focal length of the imaging means is set to an initial value, and the field of view is set to the measurement direction to perform imaging. An analog video signal is output from the imaging means by the imaging action and input to the differentiating means. The differentiating means differentiates the input video signal that changes continuously with time with respect to time, and outputs a differential video signal as a result of the differentiation. This differential signal is input to the digitizing means, digitized at each time corresponding to the pixel, and sequentially output as digital differential image signal data for each pixel.

【0013】こうして得た画素ごとのデジタル微分画像
信号データはデータ比較更新手段に入力する。データ比
較更新手段は、同時にデータ記憶手段から入力したデジ
タル微分画像信号データの画素に応じた位置の格納デー
タを入力し、夫々の値の絶対値を比較する。データ比較
更新手段は、比較の結果、大きいと判定された方のデー
タ値をデータ記憶手段内の当該画素に応じた位置に記録
してデータ更新を行う。
The thus obtained digital differential image signal data for each pixel is input to the data comparing and updating means. The data comparing / updating unit simultaneously receives the stored data at the position corresponding to the pixel of the digital differential image signal data input from the data storage unit, and compares the absolute values of the respective values. The data comparing / updating unit updates the data by recording the data value determined to be larger as a result of the comparison at a position corresponding to the pixel in the data storage unit.

【0014】以上のアナログ微分演算からデータ更新に
至る動作を撮像した画像の全画素に渡って実施する。
The operations from the analog differential operation to the data update are performed for all pixels of the captured image.

【0015】引き続き、撮像手段の焦点距離の値を変更
しながら、各焦点距離ごとに上記の撮像した画像の全画
素に渡るデータ記憶手段の内容の更新を順次実施して、
被測定体の表面形状の計測を実施する。
Subsequently, while changing the value of the focal length of the imaging means, the contents of the data storage means are sequentially updated for all the pixels of the captured image for each focal length,
The surface shape of the measured object is measured.

【0016】こうして得た表面形状の計測結果であるデ
ータ記憶手段に記録された内容は、画像データとして処
理され、表示手段により表示され、装置のユーザに方向
される。この表示結果は、撮像した画像そのものではな
く、各画素について被測定体の表面に焦点が合った時の
位置微分値の絶対値によって構成したものであり、表面
形状の微妙な変化を反映した画像となる。
The contents recorded in the data storage means, which are the measurement results of the surface shape thus obtained, are processed as image data, displayed by the display means, and directed to the user of the apparatus. This display result is not the captured image itself, but is composed of the absolute value of the position differential value when each pixel is focused on the surface of the measured object, and is an image that reflects a subtle change in the surface shape Becomes

【0017】本発明の第2の形状計測装置は、被測定体
の表面形状に加えて被測定体の3次元輪郭形状を同時に
計測する。被測定体の表面形状に関しては、上記の第1
の形状計測装置と同様にして計測する。この装置は、表
面形状の計測と同時に、以下のようにして被測定物の撮
像方向から可視の表面の3次元的な輪郭形状を計測す
る。
The second shape measuring apparatus of the present invention simultaneously measures the three-dimensional contour shape of the measured object in addition to the surface shape of the measured object. Regarding the surface shape of the object to be measured,
The measurement is performed in the same manner as in the shape measuring device. This device measures the three-dimensional contour shape of the visible surface from the imaging direction of the measured object at the same time as the measurement of the surface shape as follows.

【0018】撮像にあたって設定された焦点距離の値
は、計測中は常に焦点距離値データとして焦点距離デー
タ記憶手段に通知されている。比較更新手段は、上記の
表面形状の計測において画像データ記憶手段の内容を更
新する時、同時に焦点距離データ記憶手段へ内容更新の
指示を発行する。この更新指示を受けると、焦点距離デ
ータ記憶手段は該当画素に対応する格納位置の内容を通
知されている焦点距離値データに更新する。この更新動
作を表面形状の計測動作とともに実施することにより、
各画素の撮像手段における結像面からの距離を焦点距離
データ記憶手段に記録する。
The focal length value set for imaging is always notified to the focal length data storage means as focal length value data during measurement. The comparison updating means, when updating the contents of the image data storage means in the measurement of the surface shape, simultaneously issues a content update instruction to the focal length data storage means. When this update instruction is received, the focal length data storage means updates the content of the storage position corresponding to the pixel to the notified focal length value data. By performing this update operation together with the surface shape measurement operation,
The distance of each pixel from the imaging plane in the imaging means is recorded in the focal length data storage means.

【0019】[0019]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0020】(第1実施例)本実施例の装置は、本発明
の第1の形状計測装置に属するものであり、被測定体の
計測方向で可視の領域の表面形状(微かな凹凸など)を
計測し、強調して表示する装置である。
(First Embodiment) The apparatus of this embodiment belongs to the first shape measuring apparatus of the present invention, and has a surface shape (such as fine irregularities) in a visible region in the measurement direction of the measured object. Is a device for measuring, emphasizing, and displaying.

【0021】図1は、本発明の装置の概要構成図であ
る。この装置は、図示のように、任意の焦点距離が設定
可能であり、焦点距離を変化させて計測対象体900を
撮像する撮像部100と、撮像部100から出力される
映像信号を入力して各画素ごとの撮像時の焦点が合った
時の映像信号の微分値を抽出し、記録するとともに、撮
像部100へ撮像動作の基本タイミング信号と焦点距離
の設定情報信号とを出力するデータ処理部200と、デ
ータ処理部200の記録した画素ごとのデータに基いて
画像を表示する表示部500と、から構成される。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the apparatus of the present invention. As shown in the figure, this apparatus can set an arbitrary focal length, and inputs an image pickup unit 100 that changes the focal length to image the measurement object 900 and a video signal output from the image pickup unit 100. A data processing unit that extracts and records the differential value of the video signal when the image is focused at the time of imaging for each pixel, and outputs a basic timing signal of an imaging operation and a focal length setting information signal to the imaging unit 100 200, and a display unit 500 for displaying an image based on the data for each pixel recorded by the data processing unit 200.

【0022】図2は、この装置の構成図であり、上記の
撮像部100、データ処理部、および表示部の内部構成
を含めて示した図である。
FIG. 2 is a block diagram of the apparatus, including the internal configurations of the image pickup unit 100, the data processing unit, and the display unit.

【0023】図2に示すとおり、撮像部100は、計測
対象体900を撮像して映像信号を出力する高精度カメ
ラ110と、指定された焦点距離に焦点を調節する電動
フォーカスレンズ120と、から構成される。
As shown in FIG. 2, the imaging unit 100 includes a high-precision camera 110 that captures an image of the measurement object 900 and outputs a video signal, and an electric focus lens 120 that adjusts the focus to a designated focal length. Be composed.

【0024】データ処理部200は、撮像部100から
出力された信号を入力し、微分演算を施して微分映像信
号を出力する微分回路210と、微分映像信号を入力
し、アナログ・デジタル変換(以後、AD変換と呼ぶ)
を施してデジタル微分映像信号データを出力するAD変
換回路220と、デジタル微分映像信号データを入力
し、デジタル微分映像信号データを1フレーム分記憶可
能な容量を有する、画素ごとに読みだし及び書き込み可
能なフレームメモリ230と、撮像直後の画素に関する
デジタル微分映像信号データの絶対値とフレームメモリ
230内から読み出された該画素に関して既に記録され
たデジタル微分映像信号データの絶対値とを比較後、撮
像直後の画素に関するデジタル微分映像信号データの絶
対値の方が大きい場合には、フレームメモリ230に対
して該画素についての記録位置に撮像直後の画素に関す
るデジタル微分映像信号データの書き込みを指示する比
較更新回路240と、撮像時の焦点距離を生成して撮像
部100に通知する合焦面位置設定回路250と、フレ
ームメモリ230に対して画素位置と対応するアドレス
を指定するアドレス発生回路260と、装置としての動
作タイミングを生成するタイミング発生回路270と、
この装置全体の制御や収集データの加工などを行う制御
回路280と、から構成される。
The data processing section 200 receives a signal output from the imaging section 100, performs a differential operation to output a differential video signal, and inputs the differential video signal, and performs analog-to-digital conversion (hereinafter referred to as analog-to-digital conversion). , AD conversion)
A / D conversion circuit 220 that outputs digital differentiated video signal data by applying digital differential video signal data, and has a capacity to store digital differentiated video signal data for one frame. After comparing the absolute value of the digital differential video signal data for the pixel immediately after the imaging with the absolute value of the digital differential video signal data already recorded for the pixel read out from the frame memory 230, If the absolute value of the digital differential video signal data relating to the immediately succeeding pixel is larger, the comparison update instructing the frame memory 230 to write the digital differential video signal data relating to the pixel immediately after imaging at the recording position for the pixel. The circuit 240 generates a focal length at the time of imaging and notifies the imaging unit 100 of the focal length. A focal plane position setting circuit 250, an address generating circuit 260 specifies an address corresponding to the pixel position relative to the frame memory 230, a timing generating circuit 270 for generating an operation timing of the apparatus,
And a control circuit 280 for controlling the entire apparatus and processing collected data.

【0025】ここで、微分回路210は撮像部100か
ら出力された信号のインピーダンスを変換して出力する
インピーダンス変換器211と、インピーダンス変換器
211から出力された信号を微分する微分器212と、
微分器212から出力された信号のインピーダンスを変
換して出力するインピーダンス変換器212と、から構
成される。
Here, the differentiating circuit 210 converts the impedance of the signal output from the imaging unit 100 and outputs the impedance, the differentiator 212 that differentiates the signal output from the impedance converter 211,
And an impedance converter 212 that converts the impedance of the signal output from the differentiator 212 and outputs the converted signal.

【0026】また、AD変換回路220は、微分回路2
10から出力された微分映像信号を入力し、タイミング
発生回路270から出力される画素タイミングに同期し
て微分映像信号の振幅を保持するサンプルホールド器2
21と、サンプルホールド器221の出力信号をタイミ
ング発生回路270から出力される画素タイミングに同
期してAD変換するAD変換器222と、から構成され
る。なお、本装置ではAD変換器として、デジタル化の
ビット数が8ビットで、出力するデジタルデータのコー
ドがCOB(Complementary Offset Binary )コードの
ものを使用している。
The AD conversion circuit 220 includes a differentiating circuit 2
A sample-and-hold unit 2 that receives the differential video signal output from the input device 10 and holds the amplitude of the differential video signal in synchronization with the pixel timing output from the timing generation circuit 270
21 and an AD converter 222 for AD-converting the output signal of the sample-and-hold unit 221 in synchronization with the pixel timing output from the timing generation circuit 270. In this apparatus, an AD converter having a digitization bit number of 8 bits and an output digital data code of a COB (Complementary Offset Binary) code is used.

【0027】また、フレームメモリ230では、1アド
レスに1画素が対応し、1アドレスあたり8ビットのデ
ータを記憶する。なお、本装置のフレームメモリ230
は、外部からの初期化指示により全領域の初期化(全デ
ータを「0(7F(16))」とする)が可能であり、ま
た、表示部500への出力用に表示映像信号の出力ポー
トを有する。
In the frame memory 230, one pixel corresponds to one address, and stores eight bits of data per address. Note that the frame memory 230 of the present apparatus
Can initialize all areas (set all data to "0 (7F (16) )" ) by an initialization instruction from the outside, and output a display video signal for output to the display unit 500. Has a port.

【0028】また、比較更新回路240は、AD変換器
222から出力されるデータを入力して絶対値化する絶
対値化器241と、フレームメモリから読み出されたデ
ータを入力して絶対値化する絶対値化器242と、双方
の絶対値を比較してAD変換器222から出力されたデ
ータの絶対値の方が大きい場合に、フレームメモリ23
0に書き込み指示信号を出力する比較器245と、から
構成される。なお、本装置の絶対値化器241、242
は、AD変換器222の出力するCOBコード・データ
に対応して、再上位ビットの値によって正負を判定後に
他のビットの論理演算を実施して絶対値データを出力す
る。
The comparing / updating circuit 240 receives the data output from the AD converter 222 and converts it into an absolute value, and the data read out from the frame memory and converts the data into an absolute value. If the absolute value of the data output from the AD converter 222 is larger than the absolute value of the absolute value
And a comparator 245 that outputs a write instruction signal to 0. Note that the absolute value converters 241 and 242 of the present apparatus
Outputs the absolute value data by performing a logical operation on the other bits after judging positive or negative according to the value of the upper-order bit in accordance with the COB code data output from the AD converter 222.

【0029】表示部500は、フレームメモリ230か
ら出力される表示映像信号を入力し画像を表示するイメ
ージ表示装置510と、この画像を印刷するイメージ印
刷装置520と、から構成される。
The display section 500 includes an image display device 510 for inputting a display video signal output from the frame memory 230 and displaying an image, and an image printing device 520 for printing the image.

【0030】以下、本装置による被測定体の表面形状の
計測を、図3に示す計測動作のタイミングチャートを参
照しながら説明する。図3では簡単のため画素が3×3
配列の場合を示している。また、図3における各信号名
に対するタイミングチャートは、図2において同一の信
号名を付した信号の時間的な変遷を示す。
Hereinafter, the measurement of the surface shape of the object to be measured by the present apparatus will be described with reference to the timing chart of the measurement operation shown in FIG. In FIG. 3, pixels are 3 × 3 for simplicity.
The case of an array is shown. Further, the timing chart for each signal name in FIG. 3 shows a temporal change of the signal given the same signal name in FIG.

【0031】まず、測定開始にあたって、制御回路28
0は初期化信号(IR信号)を発行する。IR信号は、
フレームメモリ230および合焦面位置設定回路260
に通知される。フレームメモリ230はIR信号を受け
ると、メモリ内容を全領域に渡って「0」とする。ま
た、合焦面位置設定回路260はIR信号を受けると、
撮像の焦点距離を初期値に設定して、この値を電動フォ
ーカスレンズ120へ通知する。電動レンズフォーカス
120は、指定された焦点距離となるようにレンズ位置
を調整する。こうして、計測の初期設定が完了し、この
初期設定の状態で、高解像度カメラ110は撮像を行
い、撮像部100の出力信号として映像信号(OVS信
号)を撮像画素ごとに順次出力する。
First, at the start of measurement, the control circuit 28
0 issues an initialization signal (IR signal). The IR signal is
Frame memory 230 and focal plane position setting circuit 260
Will be notified. Upon receiving the IR signal, the frame memory 230 sets the memory contents to "0" over the entire area. When the focusing plane position setting circuit 260 receives the IR signal,
The focal length of imaging is set to an initial value, and this value is notified to the electric focus lens 120. The motorized lens focus 120 adjusts the lens position so as to have a designated focal length. In this manner, the initial setting of the measurement is completed, and in this initial setting state, the high-resolution camera 110 performs imaging, and sequentially outputs a video signal (OVS signal) as an output signal of the imaging unit 100 for each imaging pixel.

【0032】撮像部100から出力されたOVS信号
は、データ処理部200の微分回路210に入力する。
微分回路210では、インピーダンス変換器211を介
した後に映像信号を微分器212で微分演算し、更にイ
ンピーダンス変換器211を介して微分映像信号(DV
S信号)がAD変換回路220へ出力される。AD変換
回路220では、タイミング発生回路270の生成した
画素タイミング1(OS1信号)に従って、サンプルホ
ールド器221が入力DVS信号をサンプルし、その時
の信号振幅値(DVS*信号)を保持する。サンプルホ
ールド器221の保持出力値はAD変換器222に入力
し、タイミング発生回路270の生成した画素タイミン
グ2(OS2信号)に同期してAD変換され、8ビット
のデジタル・データ(DDC信号)としてフレームメモ
リ230および比較更新回路240へ出力される。
The OVS signal output from the imaging unit 100 is input to a differentiating circuit 210 of the data processing unit 200.
In the differentiating circuit 210, the video signal is differentiated by the differentiator 212 after passing through the impedance converter 211, and the differentiated video signal (DV) is further passed through the impedance converter 211.
S signal) is output to the AD conversion circuit 220. In the AD conversion circuit 220, the sample hold unit 221 samples the input DVS signal in accordance with the pixel timing 1 (OS1 signal) generated by the timing generation circuit 270, and holds the signal amplitude value (DVS * signal) at that time. The held output value of the sample hold unit 221 is input to the AD converter 222, AD-converted in synchronization with the pixel timing 2 (OS2 signal) generated by the timing generation circuit 270, and converted into 8-bit digital data (DDC signal). It is output to the frame memory 230 and the comparison / update circuit 240.

【0033】上記の微分演算動作と並行して、アドレス
発生回路260が、画素ごとに行われるAD変換器22
2の変換完了信号(EOC信号)のパルス後端に同期し
てフレームメモリ230の読みだしおよび書き込みを行
うアドレス値を更新する。このアドレス発生回路260
によって指定されたアドレスに従って、フレームメモリ
230から読み出されたデータ(MDC信号)は比較更
新回路240へ出力される。すなわち、AD変換器22
2がAD変換を完了した時点において、比較更新回路2
40に入力する2種のデータ(DDC信号およびMDC
信号)では夫々の画素は一致している。
In parallel with the above-described differential operation, the address generation circuit 260 is operated by the A / D converter 22 for each pixel.
The address value for reading and writing of the frame memory 230 is updated in synchronization with the pulse end of the conversion completion signal (EOC signal) of No. 2. This address generating circuit 260
The data (MDC signal) read from the frame memory 230 is output to the comparison / update circuit 240 in accordance with the address specified by (1). That is, the AD converter 22
2 completes the AD conversion, the comparison / update circuit 2
40, two types of data (DDC signal and MDC signal)
Signal), the respective pixels match.

【0034】比較更新回路240では、DDC信号は絶
対値化器241を介することにより絶対値化され比較器
245へ出力され、また、MDC信号は絶対値化器24
2を介することにより絶対値化され比較器245へ出力
される。比較器245は、入力したDDC信号の絶対値
とMDC信号の絶対値との大小を比較し、DDC信号の
絶対値の方が大きい場合には、EOC信号に同期してフ
レームメモリ230への書き込み指示信号(WRITE
信号)を生成する。このWRITE信号による書き込み
指示を受けると、フレームメモリ230の比較画素に関
するデータの格納位置を示す位置のデータ内容がDDC
信号の値に更新される。
In the comparing / updating circuit 240, the DDC signal is converted into an absolute value through the absolute value converter 241 and output to the comparator 245. The MDC signal is output to the absolute value converter 24.
2 and is output to the comparator 245 as an absolute value. The comparator 245 compares the absolute value of the input DDC signal with the absolute value of the MDC signal. If the absolute value of the DDC signal is larger, the comparator 245 writes the absolute value of the DDC signal to the frame memory 230 in synchronization with the EOC signal. Instruction signal (WRITE
Signal). When a write instruction is received by this WRITE signal, the data content of the position indicating the storage position of the data relating to the comparison pixel in the frame memory 230 is changed to DDC.
Updated to signal value.

【0035】上記の微分演算から比較・更新に至る各画
素に対する動作を、撮像部からのOVS信号の入力速度
に追従して1フレーム分継続する。
The operation for each pixel from the above differential operation to comparison / update is continued for one frame by following the input speed of the OVS signal from the imaging unit.

【0036】1フレーム分の撮像時間が経過したときに
タイミング発生回路270が発生する垂直同期信号(V
D信号)のパルス前端に同期して、合焦面設定回路25
0の焦点距離データを更新し電動フォーカスレンズ12
0に通知するとともに、アドレス発生回路260を初期
化する。次いで、更新された焦点距離による撮像からフ
レームメモリ230の内容の更新を実施する。この焦点
距離の更新と、撮像からフレームメモリ230の内容の
更新とを繰り返して、最終的に被測定体の表面形状を反
映した、各画素について焦点があった時の微分映像信号
値をフレームメモリ230に記録する。
The vertical synchronization signal (V) generated by the timing generation circuit 270 when the imaging time for one frame has elapsed.
D signal) in synchronization with the front end of the pulse.
The focal length data of 0 is updated and the electric focus lens 12 is updated.
At the same time, the address generation circuit 260 is initialized. Next, the contents of the frame memory 230 are updated from the imaging with the updated focal length. The updating of the focal length and the updating of the contents of the frame memory 230 from the imaging are repeated, and finally the differential video signal value at the time of focus for each pixel reflecting the surface shape of the measured object is stored in the frame memory. Record at 230.

【0037】こうして記録された計測方向に関して可視
の被測定体の表面形状を反映した画像は、フレームメモ
リ230の画像信号出力端子からデータ値を輝度値に反
映した映像信号として表示部500へ出力される。表示
部500では、映像信号を受け、イメージ表示装置51
0あるいはイメージ印刷装置520に出力する。
The image reflecting the surface shape of the measured object visible in the measurement direction recorded in this way is output from the image signal output terminal of the frame memory 230 to the display section 500 as a video signal reflecting the data value to the luminance value. You. The display unit 500 receives a video signal and receives the image signal.
0 or output to the image printing device 520.

【0038】(第2実施例)本実施例の装置は、本発明
の第2の形状計測装置に属するものであり、被測定体の
計測方向で可視の領域の表面形状(微かな凹凸など)お
よび被測定体の計測方向で可視の領域の輪郭形状を計測
し表示する装置である。
(Second Embodiment) The apparatus of the present embodiment belongs to the second shape measuring apparatus of the present invention, and has a surface shape (fine irregularities, etc.) in a visible region in the measurement direction of the measured object. And a device for measuring and displaying the contour shape of a visible region in the measurement direction of the measured object.

【0039】図3は、本発明の装置の概要構成図であ
る。この装置は、第1実施例に比べてデータ処理部30
0の内部構成が異なる。すなわち、本装置は、任意の焦
点距離が設定可能であり、焦点距離を変化させて計測対
象体900を撮像する撮像部100と、撮像部100か
ら出力される映像信号を入力して各画素ごとの撮像時の
焦点が合った時の映像信号の微分値を抽出・記録し、各
画素ごとの撮像時の焦点が合った時の焦点距離データを
記録するとともに、撮像部100へ撮像動作の基本タイ
ミング信号と焦点距離の設定情報信号とを出力するデー
タ処理部300と、データ処理部300の記録した画素
ごとのデータに基いて画像を表示する表示部500と、
から構成される。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the apparatus of the present invention. This device is different from the first embodiment in that the data processing unit 30
0 has a different internal configuration. That is, the present apparatus can set an arbitrary focal length, and changes the focal length to capture an image of the measurement object 900, and inputs a video signal output from the Extracts and records the differential value of the video signal when the image is focused at the time of imaging, records focal length data when the image is focused at the time of imaging for each pixel, and transmits the basic data of the imaging operation to the imaging unit 100. A data processing unit 300 that outputs a timing signal and a focal length setting information signal; a display unit 500 that displays an image based on data for each pixel recorded by the data processing unit 300;
Consists of

【0040】図5は、この装置の構成図であり、上記の
撮像部100、データ処理部300、および表示部50
0の内部構成を含めて示した図であり、撮像部100お
よび表示部500は、第1実施例と同様に構成される。
FIG. 5 is a block diagram of this apparatus. The image pickup unit 100, the data processing unit 300, and the display unit 50
FIG. 2 is a diagram including the internal configuration of the imaging unit 100 and the imaging unit 100 and the display unit 500 are configured in the same manner as in the first embodiment.

【0041】データ処理部300は、フレームメモリの
1アドレスあたりのデータ・ビット数、フレームメモリ
へのデータ入力信号、およびフレームメモリからの出力
映像信号が異なる以外は、第1実施例のデータ処理部2
00と同様に構成される。すなわち、本実施例のフレー
ムメモリ330のデータ領域は、画像データ領域331
と焦点距離データ領域332とから構成される。このデ
ータ領域の2分割使用は、全アドレスに渡るものであ
り、入力DDS信号値の書き込みは画像データ領域33
1に、合焦面位置設定回路250が出力する焦点距離デ
ータ(FSC信号)値の書き込みは焦点距離データ領域
332に実施される。これら両領域への書き込みは、ア
ドレス発生回路260によって通知されたアドレスに対
して、比較更新回路240から通知された書き込み指示
によって同時に実行される。また、フレームメモリ33
0は、表示部500への映像信号の出力にあたって、各
画素の画像データ値を輝度値に、焦点距離データ値を色
に反映する。
The data processing unit 300 is different from the data processing unit of the first embodiment except that the number of data bits per address of the frame memory, the data input signal to the frame memory, and the output video signal from the frame memory are different. 2
It has the same configuration as 00. That is, the data area of the frame memory 330 of the present embodiment is the image data area 331.
And a focal length data area 332. The use of the data area divided into two parts covers all addresses, and the writing of the input DDS signal value is performed in the image data area 33.
1, writing of the focal length data (FSC signal) value output from the focal plane position setting circuit 250 is performed in the focal length data area 332. Writing to both of these areas is performed simultaneously with the address notified by the address generation circuit 260 according to the write instruction notified from the comparison / update circuit 240. Also, the frame memory 33
A value of 0 reflects the image data value of each pixel as a luminance value and the focal length data value as a color when outputting a video signal to the display unit 500.

【0042】置520と、から構成される。520.

【0043】以下、本装置による被測定体の表面形状お
よび輪郭形状の計測を、図6に示す計測動作のタイミン
グチャートを参照しながら説明する。図6では簡単のた
め画素が3×3配列の場合を示している。また、図6に
おける各信号名に対するタイミングチャートは、図5に
おいて同一の信号名を付した信号の時間的な変遷を示
す。
Hereinafter, the measurement of the surface shape and the contour shape of the object to be measured by the present apparatus will be described with reference to the timing chart of the measuring operation shown in FIG. FIG. 6 shows a case where pixels are arranged in a 3 × 3 array for simplicity. Further, the timing chart for each signal name in FIG. 6 shows a temporal change of the signal given the same signal name in FIG.

【0044】まず、測定開始にあたって、制御回路28
0は初期化信号(IR信号)を発行する。IR信号は、
フレームメモリ330および合焦面位置設定回路260
に通知される。フレームメモリ330はIR信号を受け
ると、メモリ内容を全領域に渡って「0」とする。ま
た、合焦面位置設定回路260はIR信号を受けると、
撮像の焦点距離を初期値に設定して、この値を電動フォ
ーカスレンズ120およびフレームメモリ330へ通知
する。電動レンズフォーカス120は、指定された焦点
距離となるようにレンズ位置を調整する。こうして、計
測の初期設定が完了し、この初期設定の状態で、高解像
度カメラ110は撮像を行い、撮像部100の出力信号
として映像信号(OVS信号)を撮像画素ごとに順次出
力する。
First, at the start of measurement, the control circuit 28
0 issues an initialization signal (IR signal). The IR signal is
Frame memory 330 and focal plane position setting circuit 260
Will be notified. Upon receiving the IR signal, the frame memory 330 sets the memory contents to "0" over the entire area. When the focusing plane position setting circuit 260 receives the IR signal,
The focal length of imaging is set to an initial value, and this value is notified to the electric focus lens 120 and the frame memory 330. The motorized lens focus 120 adjusts the lens position so as to have a designated focal length. In this manner, the initial setting of the measurement is completed, and in this initial setting state, the high-resolution camera 110 performs imaging, and sequentially outputs a video signal (OVS signal) as an output signal of the imaging unit 100 for each imaging pixel.

【0045】撮像部100から出力されたOVS信号
は、データ処理部200の微分回路210に入力する。
微分回路210では、インピーダンス変換器211を介
した後に映像信号を微分器212で微分演算し、更にイ
ンピーダンス変換器211を介して微分映像信号(DV
S信号)がAD変換回路220へ出力される。AD変換
回路220では、タイミング発生回路270の生成した
画素タイミング1(OS1信号)に従って、サンプルホ
ールド器221が入力DVS信号をサンプルし、その時
の信号振幅値(DVS*信号)を保持する。サンプルホ
ールド器221の保持出力値はAD変換器222に入力
し、タイミング発生回路270の生成した画素タイミン
グ2(OS2信号)に同期してAD変換され、8ビット
のデジタル・データ(DDC信号)としてフレームメモ
リ330および比較更新回路240へ出力される。
The OVS signal output from the imaging unit 100 is input to a differentiating circuit 210 of the data processing unit 200.
In the differentiating circuit 210, the video signal is differentiated by the differentiator 212 after passing through the impedance converter 211, and the differentiated video signal (DV) is further passed through the impedance converter 211.
S signal) is output to the AD conversion circuit 220. In the AD conversion circuit 220, the sample hold unit 221 samples the input DVS signal in accordance with the pixel timing 1 (OS1 signal) generated by the timing generation circuit 270, and holds the signal amplitude value (DVS * signal) at that time. The held output value of the sample hold unit 221 is input to the AD converter 222, AD-converted in synchronization with the pixel timing 2 (OS2 signal) generated by the timing generation circuit 270, and converted into 8-bit digital data (DDC signal). The data is output to the frame memory 330 and the comparison / update circuit 240.

【0046】上記の微分演算動作と並行して、アドレス
発生回路260が、画素ごとに行われるAD変換器22
2の変換完了信号(EOC信号)のパルス後端に同期し
てフレームメモリ330の読みだしおよび書き込みを行
うアドレス値を更新する。このアドレス発生回路260
によって指定されたアドレスに従って、フレームメモリ
330から読み出されたデータ(MDC信号)は比較更
新回路240へ出力される。すなわち、AD変換器22
2がAD変換を完了した時点において、比較更新回路2
40に入力する2種のデータ(DDC信号およびMDC
信号)では夫々の画素は一致している。
In parallel with the above-described differential operation, the address generation circuit 260 is operated by the A / D converter 22 for each pixel.
The address value for reading and writing of the frame memory 330 is updated in synchronization with the end of the pulse of the conversion completion signal (EOC signal) of No. 2. This address generating circuit 260
The data (MDC signal) read from the frame memory 330 is output to the comparison / update circuit 240 in accordance with the address specified by. That is, the AD converter 22
2 completes the AD conversion, the comparison / update circuit 2
40, two types of data (DDC signal and MDC signal)
Signal), the respective pixels match.

【0047】比較更新回路240では、DDC信号は絶
対値化器241を介することにより絶対値化され比較器
245へ出力され、また、MDC信号は絶対値化器24
2を介することにより絶対値化され比較器245へ出力
される。比較器245は、入力したDDC信号の絶対値
とMDC信号の絶対値との大小を比較し、DDC信号の
絶対値の方が大きい場合には、EOC信号に同期してフ
レームメモリ330への書き込み指示信号(WRITE
信号)を生成する。このWRITE信号による書き込み
指示を受けると、画像データ領域331では比較画素に
関するデータの格納位置を示す位置のデータ内容がDD
C信号の値に更新され、焦点距離データ領域332で
は、比較画素に関するデータの格納位置を示す位置のデ
ータ内容がFSC信号の値に更新される。
In the comparing / updating circuit 240, the DDC signal is converted into an absolute value through the absolute value converter 241 and output to the comparator 245, and the MDC signal is output to the absolute value converter 24.
2 and is output to the comparator 245 as an absolute value. The comparator 245 compares the absolute value of the input DDC signal with the absolute value of the MDC signal. If the absolute value of the DDC signal is larger, the comparator 245 writes the absolute value of the DDC signal to the frame memory 330 in synchronization with the EOC signal. Instruction signal (WRITE
Signal). When the write instruction is received by the WRITE signal, the data content of the position indicating the storage position of the data relating to the comparison pixel in the image data area 331 is DD.
The value is updated to the value of the C signal, and in the focal length data area 332, the data content at the position indicating the storage position of the data regarding the comparison pixel is updated to the value of the FSC signal.

【0048】上記の微分演算から比較・更新に至る各画
素に対する動作を、撮像部からのOVS信号の入力速度
に追従して1フレーム分継続する。
The operation for each pixel from the above differential operation to comparison / update is continued for one frame by following the input speed of the OVS signal from the imaging unit.

【0049】1フレーム分の撮像時間が経過したときに
タイミング発生回路270が発生する垂直同期信号(V
D信号)のパルス前端に同期して、合焦面設定回路25
0の焦点距離データを更新し電動フォーカスレンズ12
0に通知するとともに、アドレス発生回路260を初期
化する。次いで、更新された焦点距離による撮像からフ
レームメモリ330の内容の更新を実施する。この焦点
距離の更新と、撮像からフレームメモリ330の内容の
更新とを繰り返して、最終的に被測定体の表面形状を反
映した、各画素について焦点があった時の微分映像信号
値および焦点距離データをフレームメモリ330に記録
する。
The vertical synchronizing signal (V) generated by the timing generation circuit 270 when the imaging time for one frame has elapsed.
D signal) in synchronization with the front end of the pulse.
The focal length data of 0 is updated and the electric focus lens 12 is updated.
At the same time, the address generation circuit 260 is initialized. Next, the contents of the frame memory 330 are updated from the imaging with the updated focal length. This updating of the focal length and the updating of the contents of the frame memory 330 from the imaging are repeated, and finally the differential video signal value and the focal length when each pixel is focused, reflecting the surface shape of the measured object, are reflected. The data is recorded in the frame memory 330.

【0050】こうして記録された計測方向に関して可視
の被測定体の表面形状および輪郭形状を反映した画像
は、フレームメモリ330の画像信号出力端子から画像
データ値を輝度値に反映するとともに、焦点距離データ
値を色に反映した映像信号として画像表示部500へ出
力される。画像表示部500では、映像信号を受け、イ
メージ表示装置510あるいはイメージ印刷装置520
に出力する。
The recorded image reflecting the surface shape and contour shape of the measured object visible in the measurement direction reflects the image data value from the image signal output terminal of the frame memory 330 to the luminance value and the focal length data. The value is output to the image display unit 500 as a video signal reflecting the color. The image display unit 500 receives a video signal and receives an image signal.
Output to

【0051】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、様々な変形が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

【0052】例えば、被測定体の大きさと撮像部から被
測定体までの距離との関係で、撮像部の視野が充分でな
い場合には、計測方向に垂直な同一平面上で撮像部を移
動させて撮像を実施してもよい。また、第2実施例にお
ける輪郭形状の表示は、色表示以外のグラフ表示として
もよい。
For example, if the field of view of the imaging unit is not sufficient due to the relationship between the size of the measurement object and the distance from the imaging unit to the measurement object, the imaging unit is moved on the same plane perpendicular to the measurement direction. Imaging may be performed. Further, the display of the contour shape in the second embodiment may be a graph display other than the color display.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の第
1の形状計測装置によれば、撮像結果の映像信号の微分
値が画素ごとに最大となる焦点があった時点の微分映像
信号値を収集して表示するので、表面形状が迅速かつ容
易に計測可能であり、表面の微小凹凸に由来する微妙な
コントラストを強調して表示できる。
As described above in detail, according to the first shape measuring apparatus of the present invention, the differential video signal at the point of time when there is a focus where the differential value of the video signal of the imaging result is maximum for each pixel Since the values are collected and displayed, the surface shape can be measured quickly and easily, and the subtle contrast derived from the minute unevenness on the surface can be emphasized and displayed.

【0054】また、本発明の第2の形状計測装置によれ
ば、撮像結果の映像信号の微分値が画素ごとに最大とな
る焦点があった時点の微分映像信号値と焦点距離値を収
集して表示するので、表面形状および輪郭形状が迅速か
つ容易に計測可能であり、表面の微小凹凸に由来する微
妙なコントラストを強調して表示できるとともに3次元
的な輪郭形状を表示できる。
Further, according to the second shape measuring apparatus of the present invention, the differential video signal value and the focal length value at the point of time when there is a focus where the differential value of the video signal of the imaging result becomes the maximum for each pixel are collected. The surface shape and the contour shape can be measured quickly and easily, so that the display can be displayed with emphasizing the delicate contrast derived from the minute irregularities on the surface and the three-dimensional contour shape can be displayed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の形状計測装置の概要構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a shape measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の形状計測装置の構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of a shape measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例の形状計測装置の動作のタ
イミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart of the operation of the shape measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例の形状計測装置の概要構成
図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a shape measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の形状計測装置の構成図で
ある。
FIG. 5 is a configuration diagram of a shape measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例の形状計測装置の動作のタ
イミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart of the operation of the shape measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…撮像部、110…高解像度カメラ、120…電
動フォーカスレンズ、200,300…データ処理部、
210…微分回路、211,213…インピーダンス整
合器、212…微分器、220…AD変換回路、221
…サンプルホールド器、222…AD変換器、230,
330…フレームメモリ、331…画像データ領域、3
32…焦点距離値データ領域、240…比較更新回路、
241,242…絶対値化器、245…比較器、250
…合焦面位置設定回路、260…アドレス発生回路、2
70…タイミング発生回路、280…制御回路、500
…表示部、510…イメージ表示装置、520…イメー
ジ印刷装置
100: imaging unit, 110: high-resolution camera, 120: electric focus lens, 200, 300: data processing unit
210: Differentiating circuit, 211, 213: Impedance matching device, 212: Differentiator, 220: AD conversion circuit, 221
... Sample hold device, 222 ... AD converter, 230,
330 ... frame memory, 331 ... image data area, 3
32: focal length value data area; 240: comparison / update circuit;
241, 242: absolute value converter, 245: comparator, 250
... Focusing surface position setting circuit, 260.
70: timing generation circuit, 280: control circuit, 500
... Display unit, 510 ... Image display device, 520 ... Image printing device

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−162469(JP,A) 特開 昭62−279931(JP,A) 特開 昭62−21006(JP,A) 特開 昭61−120002(JP,A) 特開 平5−175312(JP,A) 特開 平5−60528(JP,A) 特開 平3−63507(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 G06T 1/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-162469 (JP, A) JP-A-62-279931 (JP, A) JP-A-62-1006 (JP, A) JP-A-61-120002 (JP) JP-A-5-175312 (JP, A) JP-A-5-60528 (JP, A) JP-A-3-63507 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) G01B 11/00-11/30 G06T 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 撮像時の焦点距離が設定可能な撮像手段
と、 前記撮像手段から出力される映像信号を画素ごとに微分
する微分手段と、 前記微分手段から出力される画素ごとの微分映像信号を
デジタルデータに変換するデジタル化手段と、 前記デジタル化手段から出力される画素ごとのデジタル
微分映像信号データを、少なくとも1フレーム分記録す
る容量を有する画像データ記憶手段と、 前記デジタル化手段から出力される画素ごとのデジタル
微分映像信号データの絶対値と前記画像データ記憶手段
に記録されている対応する画素データの絶対値とを比較
し、絶対値としてより大きな値を有する方のデータを前
記画像データ記憶手段の対応する画素位置に記録するデ
ータ比較更新手段と、 前記画像データ記憶手段に格納されたデータを画像デー
タとして映像信号に変換し、画像表示を行う表示手段
と、 を含んで構成されることを特徴とする形状計測装置。
1. An image pickup device capable of setting a focal length at the time of image pickup, a differentiator for differentiating a video signal output from the imager for each pixel, and a differential video signal for each pixel output from the differentiator To digital data, image data storage means having a capacity to record at least one frame of digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means, and output from the digitizing means. The absolute value of the digital differential video signal data for each pixel is compared with the absolute value of the corresponding pixel data recorded in the image data storage means, and the data having a larger absolute value is compared with the image. A data comparing / updating unit that records data at a corresponding pixel position of the data storage unit; It was converted into a video signal as over data, shape measurement apparatus characterized in that it is configured to include a display means for displaying an image, a.
【請求項2】 撮像時の焦点距離が設定可能な撮像手段
と、 前記撮像手段による撮像時の焦点距離データを画素ごと
に少なくとも1フレーム分記録する容量を有する焦点距
離データ記憶手段と、 前記撮像手段から出力される映像信号を画素ごとに微分
する微分手段と、 前記微分手段から出力される画素ごとの微分映像信号を
デジタルデータに変換するデジタル化手段と、 前記デジタル化手段から出力される画素ごとのデジタル
微分映像信号データを、少なくとも1フレーム分記録す
る画像データ記憶手段と、 前記デジタル化手段から出力される画素ごとのデジタル
微分映像信号データの絶対値と前記画像データ記憶手段
に記録されている対応する画素データの絶対値とを比較
し、絶対値としてより大きな値を有する方のデータを前
記画像データ記憶手段の対応する画素位置に更新記録す
るとともに、前記更新記録するデータを含むフレームの
撮像時の焦点距離データを前記焦点距離データ記憶手段
の対応する画素位置に記録するデータ比較更新手段と、 前記画像データ記憶手段に格納されたデータと、前記焦
点距離データ記憶手段に格納されたデータと、を画像デ
ータとして映像信号に変換し、画像表示を行う表示手段
と、 を含んで構成されることを特徴とする形状計測装置。
2. An image pickup means capable of setting a focal length at the time of image pickup, a focal distance data storage means having a capacity for recording at least one frame of focal length data at the time of image pickup by the image pickup means, and A differentiating means for differentiating a video signal output from the means for each pixel; a digitizing means for converting a differential video signal for each pixel output from the differentiating means into digital data; and a pixel output from the digitizing means. Image data storage means for recording at least one frame of digital differential video signal data for each pixel, and the absolute value of digital differential video signal data for each pixel output from the digitizing means and the image data storage means The corresponding pixel data is compared with the absolute value of the corresponding pixel data. Data comparing and updating means for updating and recording at a corresponding pixel position of the data storage means, and recording focal length data at the time of imaging of a frame including the data to be updated and recorded at a corresponding pixel position of the focal length data storing means, A display unit configured to convert the data stored in the image data storage unit and the data stored in the focal length data storage unit into a video signal as image data and display an image. A shape measuring device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 前記焦点距離データ記憶手段は1つのフ
レームメモリ装置の記憶領域の一部であり、前記画像デ
ータ記憶手段は前記フレームメモリ装置の記憶領域の焦
点距離データ記憶領域を除く部分である、ことを特徴と
する請求項2記載の形状計測装置。
3. The storage device of claim 1, wherein the focal length data storage means is a part of a storage area of one frame memory device, and the image data storage means is a portion of the storage area of the frame memory device excluding a focal length data storage area. 3. The shape measuring apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記画像表示手段は、前記画像データ記
憶手段に格納されたデータを反映して輝度を、前記焦点
距離データ記憶手段に格納されたデータを反映して色を
表示する、ことを特徴とする請求項2または請求項3記
載の形状計測装置。
4. The image display means displays brightness by reflecting data stored in the image data storage means, and displays color by reflecting data stored in the focal length data storage means. The shape measuring device according to claim 2 or 3, wherein
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