JPH01138521A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子機器の製造工程などにおける組立検査作業
で使用される光学装置の自動焦点調整装賃に間するもの
である。

従来の技術 従来、組立検査作業では第４図に示すような光学装置が
使用されている。検査対象物１はテープル２の上に載置
されており、テーブル２にはスライドテーブル３を介し
て顕微鏡４が上下動できるように取り付けられている。

顕微鏡４の接眼部には工業用カメラ５が取り付けられて
おり、工業用カメラ５は顕微鏡４と一体に上下ｖＪする
。スライドテーブル３はモータ６によって顕微鏡４を昇
降駆動するよう構成されている。モータ６は工業用カメ
ラ５の出力信号に基づいて次のように駆動されて自動焦
点調整が実施されており、合焦点の画像はＡ／Ｄ変換器
７の出力から取り出されて検査装置に入力され、検査対
象物１の形状検査やテーブル２上での検査対象物１の位
置制御などに使用されている。

工業用カメラ５の映像信号はＡ／Ｄ変換器７でデジタル
変換されたのち、制御部８を介してフレームメモリ９に
一時的に記憶される。次に制御部８ではフレームメモリ
９の画像を読み出してこの画像を画像処理して焦点合致
評価量を算出し、制御部８は次に焦点合致評価量が最大
に近づく方向に駆動回路１０を介してモータ６を１ステ
ツプ駆動する。

第５図は上記の自動焦点調整の信号処理過程を示してお
り、工業用カメラ５での画像・電気変換すと、デジタル
変換した映像信号のフレームメモリ９へのビデオ転送Ｃ
と、焦点合致片（ｉＩｍの算出にともなう画像処理ｄと
、モータ動作制御ｅとの各処理を直列に行っている様子
がわかる。第５図ａはカメラクロック信号、Ａ１−Ａ３
は画像Ａに基づく動作、８１〜Ｂ３は画像Ｂに基づく動
作を表わしており、Ａ３の動作終了後の次のカメラクロ
ック信号で工業用カメラ５が次の画像Ｂの電気変換を行
っている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、画像の電気変換がらモータ
６の動作制御までを直列に実行しており、顕微鏡４が取
り付けられているスライドテーブル３を１ステツプ移動
させるに要する時間を１単位時間りとすると、次のクロ
ックまでの待ち時間ｔがあるために２ステツプ移動さぜ
るには２ｍ１位時間以上の時間を要する。そのため複数
ステップ動かせて焦点調整する通常の動作では焦点合わ
せ時間が長くなる問題がある。

本発明は従来よりも焦点合わせ時間を短縮することがで
きる自動焦点調整装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の自動焦点調整装置は、光学系を介して検査対象
物をと録し、カメラで光電変換した映像信号をデジタル
変換してフレームメモリに転送し、フレームメモリから
読み出した信号を画像処理して焦点合致評価量を求め、
この焦点合致評価量が最大に近づく方向に前記光学系を
位置制御するよう構成するとともに、フレームメモリか
ら読み出した第１の画像に基づく前記光学系の制御を完
了する前に次の第２の画像を取り込んで、この第２の画
像に基づく焦点合致評価量の処理を開始し、第１の画像
に基づく前記光学系の位置制御実行の次に第２の画像に
基づく位置制御を実行するように構成したことを特徴と
する。

作用 この構成によると、第１の画像に基づく光学系の位置制
御の完了前に第１の画像の次の第２の画像を取り込んで
光学系の位置制御に必要な焦点合致評価量の処理を開始
するため、これを繰り返して光学系を移動させることに
よって次のように短時間で焦点調整できる。

１つの画像を取り込んで光学系の位置を１ステツプ移妨
させるに要する時間を１単位時間とするとともに、光学
系を一方向に複数ステップだけ移動させる場合、第１の
画像に基づいて光学系を位置制御する前に、第１の画像
の取り込み後に第１の画像の１回前の取り込み画像に基
づいて光学系が第１の位置から第２の位置へ位置制御さ
れ、第１の画像に基づいて光学系は第２の位置から第３
の位置へ移動させられる。光学系の第３の位置へ移動す
る前の第２の位置は第２の画Φとして取り込まれて同様
の位置制御が行われ、２単位時間よりも短い期間内に光
学系を２ステツプ移動させることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。なお、従来例を示す第４図〜第５図と同様の作
用をなすものには同一の符号を付けて説明する。

第１図は本発明の自動焦点調整装置を有する検査装置を
示し、制顛部８の構成が異なるとともにフレームメモリ
９が第１．第２のフレームメモリ１１、１２で構成され
ている。１３は制御部８の動作基準となるクロック信号
を発生するクロック発生回路である。

制御部８の基本的な動作を第２図と第３図に示す。基本
的な動作は第２図に示すように顕微ｆｆ１４を微小吊ず
つ送り、そのときの画像データからエツジ部分の濃淡レ
ベルの微分係数または積分値を求めるなどの手法により
焦点合数計１ｉ１１Ｈ＋を計算し、この日、が最大値Ｈ
をとったとき顕微ａＸ 鏡４の位置が最もピントが合ったとして、゛その位置Ｇ
Ｚ１ヘスライドテーブル３を位置決めする。

このとき顕微ｕ！４を１ステツプ送るたびに画像・電気
変換、フレームメモリへのビデオ転送、焦点合致評価量
Ｈ１の計算（画像処理）、モータ動作の各処理を行う必
要があるが、この自動焦点調整装置では、第３図に示す
ようにこの一連の処理を並列に、かつカメラクロックに
同期させて行っている。すなわち、クロック発生回路１
３により発生させるパルス間隔Ｔを工業用カメラ５のカ
メラクロックと同一となるように設定し、このクロック
に同期して画像・電気変換、ビデオ転送、両会処理、モ
ータ動作の各処理を行い、かつ、ビデオ転送を行ってい
る間に次のモータ動作を行い、画像処理を行っている間
に次の画像・電気変換を行うというように、２Ｔの繰り
返し周期で各処理を並列的に行う。またそのため第１．
第２のフレームメモリ１１．１２は交互に使用されてい
る。

１つの画像を取り込んで光学系の位置を１ステツプ移動
させるに要するｒｆ間を１４１位時間とするとともに、
光学系を一方向に複数ステップだＣプ移動させる場合、
第１の画像Ｂに基づいて光学系としての顕微鏡４を位置
制御する前に、第１の画像の取り込み俊に第１の画像Ｂ
の１回前の取り込み画像Ａに基づいてＷ４微鏡４が第１
の位置Ｇ１から第２の位置Ｇ２へ位置制御され、第１の
画像Ｂに基づいて顕微鏡４は第２の位置Ｇ２かう第３の
位置Ｇ３へ移動させられる。光学系の第３の位置Ｇ３へ
移動する前の第２の位置Ｇ２は第２の画像Ｃとして取り
込まれて同様の位置制御が行われ、２単位Ｒ間よりも短
い期間内に光学系を２ステツプ移動させることができる
。この第３図の実施例では顕微鏡４の静止と移動とをカ
メラクロック間隔Ｔで繰り返してステップ移動しており
、１単位時間は４Ｔである。また、カメラクロックに同
期して各処理が行われているため、従来のような待ち時
間ｔもなくなっている。

発明の効果 以上のように本発明によると、フレームメモリから読み
出した第１の画像に基づく前記光学系の制御を完了する
前に次の第２の画像を取り込んで、この第２の画像に基
づく焦点合数計１ｉｆｉｆｆｉの処理を開始し、第１の
画像に基づく前記光学系の位置制御実行の次に第２の画
像に基づく位置制御を実行するように構成したため、従
来のように第１の画像に基づいて光学系の位ａ　ＩＩＩ
ＩＪ　Ｉｌｌが完了した後に第２の画像の取り込みを開
始しているものに比べて短時間の間に複数ステップだけ
光学系を移動させることができ、従来よりも短時間で自
動焦点合わせを完了することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動焦点調整装置の一実施例の構成図
、第２図は同装置における顕微鏡の送り虚に対する焦点
合数計＃Ｊｍの曲線図、第３図は同装置の処理フロー図
、第４図は従来の自動焦点調節装置の構成図、第５図は
第４図の処理フロー図である。 １・・・検査対象物、３・・・スライドテーブル、４・
・・顕微鏡（光学系）、５・・・工業用カメラ、６・・
・モータ、７・・・Ａ／Ｄ変換器、８・・・制御部、１
０・・・駆動回路、１１．１２・・・第１．第２のフレ
ームメモリ、１３・・・クロック発生回路。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ｆ、ＩφＳプ↑象物 ３−　スライド°゛テーフ゛ル ４−額部Ｍ（光学系） う　工１ｍｆ）メラ ６、−ｔ−り 第２図 ｉ Ｇｚ　　　　　　　　　　８酊敢舊挿ｙ＞ｎシ１１第３
図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学系を介して検査対象物を画像し、カメラで光電
   変換した映像信号をデジタル変換してフレームメモリに
   転送し、フレームメモリから読み出した信号を画像処理
   して焦点合致評価量を求め、この焦点合致評価量が最大
   に近づく方向に前記光学系を位置制御するよう構成する
   とともに、フレームメモリから読み出した第１の画像に
   基づく前記光学系の制御を完了する前に次の第２の画像
   を取り込んで、この第２の画像に基づく焦点合致評価量
   の処理を開始し、第１の画像に基づく前記光学系の位置
   制御実行の次に第２の画像に基づく位置制御を実行する
   ように構成した自動焦点調整装置。 ２、光電変換処理と、フレームメモリへのビデオ転送処
   理と、焦点合致評価量の算出処理および光学系の位置制
   御の実行処理の各処理をそれぞれ所定時間Ｔ以内で行い
   、２Ｔの繰り返し周期で上記一連の処理を並列的に行う
   ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の自動焦点調整装置。 ３、所定時間Ｔを、光電変換するカメラのクロックと同
   一とし、そのクロックに同期させて光電変換処理と、ビ
   デオ転送処理と、焦点合致評価量の算出処理および光学
   系の位置制御の実行処理を行うよう構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の自動焦点調整装置。