JPH07190718A - 非接触測定装置 - Google Patents
非接触測定装置Info
- Publication number
- JPH07190718A JPH07190718A JP5348705A JP34870593A JPH07190718A JP H07190718 A JPH07190718 A JP H07190718A JP 5348705 A JP5348705 A JP 5348705A JP 34870593 A JP34870593 A JP 34870593A JP H07190718 A JPH07190718 A JP H07190718A
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れたエッジフォーカス制御が可能な非接触
測定装置を提供する。 【構成】 ワーク１を撮像するカメラ２と、このカメラ
２のｚ方向位置を検出する位置検出器３と、カメラ２の
出力画像を処理してフォーカス制御を行う制御装置４と
を有し、フォーカス制御装置４は、カメラ２の出力画像
データを記憶する画像メモリ４２と、この画像メモリ４
２の画像データから所定走査領域内のコントラスト値を
求めるコントラスト演算回路４３と、走査領域内の画像
データのノイズが少ない方からの探索により所定しきい
値を越えた最初の位置をエッジ位置として検出するエッ
ジ検出回路４５と、前記エッジ位置での前記コントラス
ト値がピークを示すフォーカス方向位置を合焦位置とし
て検出するピーク位置検出回路４６とを備えた。
測定装置を提供する。 【構成】 ワーク１を撮像するカメラ２と、このカメラ
２のｚ方向位置を検出する位置検出器３と、カメラ２の
出力画像を処理してフォーカス制御を行う制御装置４と
を有し、フォーカス制御装置４は、カメラ２の出力画像
データを記憶する画像メモリ４２と、この画像メモリ４
２の画像データから所定走査領域内のコントラスト値を
求めるコントラスト演算回路４３と、走査領域内の画像
データのノイズが少ない方からの探索により所定しきい
値を越えた最初の位置をエッジ位置として検出するエッ
ジ検出回路４５と、前記エッジ位置での前記コントラス
ト値がピークを示すフォーカス方向位置を合焦位置とし
て検出するピーク位置検出回路４６とを備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラによる撮
像データを利用して非接触測定を行う装置に係り、特に
エッジフォーカスを必要とするワーク測定に用いられる
非接触測定装置に関する。
像データを利用して非接触測定を行う装置に係り、特に
エッジフォーカスを必要とするワーク測定に用いられる
非接触測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤカメラ等による撮像画像をデータ
処理して測定物（ワーク）の形状寸法等を測定する場
合、フォーカス制御が必要である。図６（ａ）に示すよ
うな平坦面を持つワークでは、その表面にフォーカスを
合わせるサーフェスフォーカス制御が行われる。これに
対して、図６（ｂ）に示すような丸いワークの直径測定
を行う場合には、ワークのエッジ位置を検出するために
そのエッジ位置に焦点を合わせるエッジフォーカス制御
が必要になる。
処理して測定物（ワーク）の形状寸法等を測定する場
合、フォーカス制御が必要である。図６（ａ）に示すよ
うな平坦面を持つワークでは、その表面にフォーカスを
合わせるサーフェスフォーカス制御が行われる。これに
対して、図６（ｂ）に示すような丸いワークの直径測定
を行う場合には、ワークのエッジ位置を検出するために
そのエッジ位置に焦点を合わせるエッジフォーカス制御
が必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ワークの形状
によっては、エッジフォーカス制御は簡単ではない。Ｃ
ＣＤカメラによる明暗画像の明から暗または暗から明へ
の変化点がエッジとなるが、ワークの形状によってエッ
ジ近傍に大きなノイズが乗るからである。
によっては、エッジフォーカス制御は簡単ではない。Ｃ
ＣＤカメラによる明暗画像の明から暗または暗から明へ
の変化点がエッジとなるが、ワークの形状によってエッ
ジ近傍に大きなノイズが乗るからである。
【０００４】本発明は、上記した点に鑑みなされたもの
で、優れたエッジフォーカス制御を可能とした非接触測
定装置を提供することを目的としている。
で、優れたエッジフォーカス制御を可能とした非接触測
定装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワークを撮像
するビデオカメラと、このビデオカメラのフォーカス方
向位置を検出する位置検出手段と、前記ビデオカメラの
出力画像データを処理してフォーカス制御を行うフォー
カス制御手段とを有する非接触測定装置において、前記
フォーカス制御手段は、前記ビデオカメラの出力画像デ
ータを記憶する画像メモリと、この画像メモリの画像デ
ータから所定走査領域内のコントラスト値を求めるコン
トラスト演算手段と、前記走査領域内の画像データのノ
イズが少ない方からの探索により所定しきい値を越えた
最初の位置をエッジ位置として検出するエッジ検出手段
と、前記エッジ位置での前記コントラスト値がピークを
示すフォーカス方向位置を合焦位置として検出するピー
ク位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
するビデオカメラと、このビデオカメラのフォーカス方
向位置を検出する位置検出手段と、前記ビデオカメラの
出力画像データを処理してフォーカス制御を行うフォー
カス制御手段とを有する非接触測定装置において、前記
フォーカス制御手段は、前記ビデオカメラの出力画像デ
ータを記憶する画像メモリと、この画像メモリの画像デ
ータから所定走査領域内のコントラスト値を求めるコン
トラスト演算手段と、前記走査領域内の画像データのノ
イズが少ない方からの探索により所定しきい値を越えた
最初の位置をエッジ位置として検出するエッジ検出手段
と、前記エッジ位置での前記コントラスト値がピークを
示すフォーカス方向位置を合焦位置として検出するピー
ク位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明においては、エッジ検出手段として、撮
像された明暗画像データのノイズの少ない方に始点をお
いて探索を行い、最初に検出されるエッジを検出すべき
エッジ位置とする手法を用いている。エッジであるかど
うかの判定は、画像の明暗変化の度合いを表す微分画像
即ちコントラスト値を用いて、これに予め所定のしきい
値を設定することにより行う。これにより、確実なエッ
ジ検出が可能になる。更にそのエッジ位置でのコントラ
スト値がフォーカス方向のどこでピークを示すかを検出
するピーク位置検出手段を備えることにより、そのピー
ク位置を合焦点位置とするエッジフォーカスが可能にな
る。
像された明暗画像データのノイズの少ない方に始点をお
いて探索を行い、最初に検出されるエッジを検出すべき
エッジ位置とする手法を用いている。エッジであるかど
うかの判定は、画像の明暗変化の度合いを表す微分画像
即ちコントラスト値を用いて、これに予め所定のしきい
値を設定することにより行う。これにより、確実なエッ
ジ検出が可能になる。更にそのエッジ位置でのコントラ
スト値がフォーカス方向のどこでピークを示すかを検出
するピーク位置検出手段を備えることにより、そのピー
ク位置を合焦点位置とするエッジフォーカスが可能にな
る。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る非接触測定装
置の構成である。この実施例では、図示のようにナイフ
エッジ状のエッジＡを持つワーク１に対して、そのエッ
ジＡにフォーカシングする場合を示している。ワーク１
を撮像するビデオカメラとしてＣＣＤカメラ２が用いら
れている。ＣＣＤカメラ２のＺ方向位置を検出するため
に、リニアセンサのような位置検出器３が設けられてい
る。ＣＣＤカメラ２はフオーカシングのためモータ５に
よりｚ方向駆動がなされる。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る非接触測定装
置の構成である。この実施例では、図示のようにナイフ
エッジ状のエッジＡを持つワーク１に対して、そのエッ
ジＡにフォーカシングする場合を示している。ワーク１
を撮像するビデオカメラとしてＣＣＤカメラ２が用いら
れている。ＣＣＤカメラ２のＺ方向位置を検出するため
に、リニアセンサのような位置検出器３が設けられてい
る。ＣＣＤカメラ２はフオーカシングのためモータ５に
よりｚ方向駆動がなされる。
【０００８】フォーカス制御装置４は、ＣＣＤカメラ２
の出力画像データを処理してエッジフォーカス制御を行
う部分である。ＣＣＤカメラ２の出力データはＡ／Ｄコ
ンバータ４１によりディジタル画像データに変換され、
これが画像メモリ４２に書き込まれて保持される。この
画像メモリ４２のデータを読出して所定走査領域内のコ
ントラスト値を求めるコントラスト値演算回路４３が設
けられている。コントラスト値は例えば、隣接する画素
の輝度の差分の２乗値により表される符号付きのものと
する。即ち差分をａとして、ａ・｜ａ｜をコントラスト
値とする。
の出力画像データを処理してエッジフォーカス制御を行
う部分である。ＣＣＤカメラ２の出力データはＡ／Ｄコ
ンバータ４１によりディジタル画像データに変換され、
これが画像メモリ４２に書き込まれて保持される。この
画像メモリ４２のデータを読出して所定走査領域内のコ
ントラスト値を求めるコントラスト値演算回路４３が設
けられている。コントラスト値は例えば、隣接する画素
の輝度の差分の２乗値により表される符号付きのものと
する。即ち差分をａとして、ａ・｜ａ｜をコントラスト
値とする。
【０００９】コントラスト値演算回路４３の出力データ
を利用してエッジ検出回路４５により、ワーク１のエッ
ジＡの位置検出が行われる。このエッジ位置検出回路４
５でのエッジ検出の原理は、走査領域内の画像データの
ノイズが少ない方からの探索により、コントラスト値が
所定しきい値を越えた最初の位置をエッジ位置とするも
ので、その詳細は後述する。
を利用してエッジ検出回路４５により、ワーク１のエッ
ジＡの位置検出が行われる。このエッジ位置検出回路４
５でのエッジ検出の原理は、走査領域内の画像データの
ノイズが少ない方からの探索により、コントラスト値が
所定しきい値を越えた最初の位置をエッジ位置とするも
ので、その詳細は後述する。
【００１０】エッジ検出回路４５により求められたエッ
ジ位置でのコントラスト値は、ＣＣＤカメラ２のｚ方向
位置により異なり、合焦点位置で最もコントラスト値が
大きくなる。ピーク位置検出回路４６はこのコントラス
ト値のｚ方向のピーク位置を検出するためものである。
このピーク位置検出の際、モータ制御回路４７によりＣ
ＣＤカメラ２のｚ方向移動が制御される。そしてピーク
位置検出回路４６は、位置検出器３からの位置データを
記憶するメモリ４４のデータ及びエッジ検出回路４５の
データを利用してピーク位置検出を行い、そのピーク位
置でＣＣＤカメラ２のｚ方向移動を停止するように、モ
ータ制御回路４７の制御を行うようになっている。
ジ位置でのコントラスト値は、ＣＣＤカメラ２のｚ方向
位置により異なり、合焦点位置で最もコントラスト値が
大きくなる。ピーク位置検出回路４６はこのコントラス
ト値のｚ方向のピーク位置を検出するためものである。
このピーク位置検出の際、モータ制御回路４７によりＣ
ＣＤカメラ２のｚ方向移動が制御される。そしてピーク
位置検出回路４６は、位置検出器３からの位置データを
記憶するメモリ４４のデータ及びエッジ検出回路４５の
データを利用してピーク位置検出を行い、そのピーク位
置でＣＣＤカメラ２のｚ方向移動を停止するように、モ
ータ制御回路４７の制御を行うようになっている。
【００１１】制御動作の説明に先立って、その前提とな
る画像データ及びコントラスト値データの性質を具体的
に図３及び図４により説明する。図３はＣＣＤカメラ２
のｚ方向位置により異なる、撮像される画像のｘ方向の
明暗分布を示している。図３（ｃ）に示すｚ３位置が合
焦点位置であり、（ｂ）の位置ｚ２，（ｃ）の位置ｚ１
は合焦点位置より順次ワーク１に近い位置でのデータを
示している。図１に示すようなワーク形状の場合、エッ
ジＡの近傍での反射により、合焦点位置では、図３
（ｃ）に示したようにエッジＡの近傍の明の領域に大き
なノイズが乗る。従ってエッジＡの検出を行うために
は、ＣＣＤカメラ２のｚ方向駆動は、ｚ１→ｚ２→ｚ３
の方向、即ちワーク１に近いところからカメラ２を引く
方向に検索を行う。そうしないと、図３（ｃ）に示すノ
イズの大きい明領域で別のエッジを検出するおそれがあ
るからである。
る画像データ及びコントラスト値データの性質を具体的
に図３及び図４により説明する。図３はＣＣＤカメラ２
のｚ方向位置により異なる、撮像される画像のｘ方向の
明暗分布を示している。図３（ｃ）に示すｚ３位置が合
焦点位置であり、（ｂ）の位置ｚ２，（ｃ）の位置ｚ１
は合焦点位置より順次ワーク１に近い位置でのデータを
示している。図１に示すようなワーク形状の場合、エッ
ジＡの近傍での反射により、合焦点位置では、図３
（ｃ）に示したようにエッジＡの近傍の明の領域に大き
なノイズが乗る。従ってエッジＡの検出を行うために
は、ＣＣＤカメラ２のｚ方向駆動は、ｚ１→ｚ２→ｚ３
の方向、即ちワーク１に近いところからカメラ２を引く
方向に検索を行う。そうしないと、図３（ｃ）に示すノ
イズの大きい明領域で別のエッジを検出するおそれがあ
るからである。
【００１２】一方、図４（ａ）〜（ｃ）は図３（ａ）〜
（ｃ）に対応して、前述した原理で求められた微分画像
即ちコントラスト値のデータである。合焦点位置では図
４（ｃ）に示すように、微分画像にも大きなノイズが乗
る。従ってこの実施例のように、エッジＡの検出を行う
には、暗の領域に始点をとってｘ方向の探索を行い、最
初のエッジ位置を検出することが必要である。このとき
エッジの判定には、前述のようにコントラスト値を用い
て、且つ所定のしきい値判定を行えばよい。
（ｃ）に対応して、前述した原理で求められた微分画像
即ちコントラスト値のデータである。合焦点位置では図
４（ｃ）に示すように、微分画像にも大きなノイズが乗
る。従ってこの実施例のように、エッジＡの検出を行う
には、暗の領域に始点をとってｘ方向の探索を行い、最
初のエッジ位置を検出することが必要である。このとき
エッジの判定には、前述のようにコントラスト値を用い
て、且つ所定のしきい値判定を行えばよい。
【００１３】更に、コントラスト値のｚ方向分布は図５
のようになり、そのピーク位置ｚ３が合焦点位置とな
る。従ってエッジ検出がなされた後、ＣＣＤカメラ２を
ｚ方向に微小動させてピーク検出を行うことにより、正
確なエッジフォーカス制御がなされる。
のようになり、そのピーク位置ｚ３が合焦点位置とな
る。従ってエッジ検出がなされた後、ＣＣＤカメラ２を
ｚ方向に微小動させてピーク検出を行うことにより、正
確なエッジフォーカス制御がなされる。
【００１４】図２は、フォーカス制御装置４の制御フロ
ーである。この実施例の場合上述したようにワーク１に
近い方からＣＣＤカメラ２の駆動を開始し（Ｓ１）、各
ｚ位置で画像撮像を行い（Ｓ２）、撮像データはディジ
タルデータに変換して画像メモリに書き込む（Ｓ３）。
得られた画像データから前述のようにコントラスト値を
演算する（Ｓ４）。
ーである。この実施例の場合上述したようにワーク１に
近い方からＣＣＤカメラ２の駆動を開始し（Ｓ１）、各
ｚ位置で画像撮像を行い（Ｓ２）、撮像データはディジ
タルデータに変換して画像メモリに書き込む（Ｓ３）。
得られた画像データから前述のようにコントラスト値を
演算する（Ｓ４）。
【００１５】求められたコントラスト値をもとに、ノイ
ズの小さい方、即ち図３のｘ位置の小さい方からの探索
によるしきい値判定を行い、最初にしきい値を越えたｘ
方向位置をエッジＡの位置とするエッジ検出を行う（Ｓ
６）。そしてＣＣＤカメラ２を上下動させでながら（Ｓ
６）、求められたエッジ位置でコントラスト値がピーク
を示すｚ位置を求め（Ｓ７）、ピークが検出されたｚ位
置を合焦点位置としてＣＣＤカメラ２の駆動を停止する
（Ｓ８）。
ズの小さい方、即ち図３のｘ位置の小さい方からの探索
によるしきい値判定を行い、最初にしきい値を越えたｘ
方向位置をエッジＡの位置とするエッジ検出を行う（Ｓ
６）。そしてＣＣＤカメラ２を上下動させでながら（Ｓ
６）、求められたエッジ位置でコントラスト値がピーク
を示すｚ位置を求め（Ｓ７）、ピークが検出されたｚ位
置を合焦点位置としてＣＣＤカメラ２の駆動を停止する
（Ｓ８）。
【００１６】なお実施例では、ノイズに影響されず正確
なエッジ検出を行う手法として、画像データの暗領域に
始点をとって明領域方向に探索するようにしたが、ワー
クの形状や検出すべきエッジによっては、この探索方向
を逆に指定することが有効となる場合がある。
なエッジ検出を行う手法として、画像データの暗領域に
始点をとって明領域方向に探索するようにしたが、ワー
クの形状や検出すべきエッジによっては、この探索方向
を逆に指定することが有効となる場合がある。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ノイ
ズに影響されないエッジ検出手法を用いて優れたエッジ
フォーカス制御を可能とした非接触測定装置を提供する
ことができる。
ズに影響されないエッジ検出手法を用いて優れたエッジ
フォーカス制御を可能とした非接触測定装置を提供する
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る非接触測定装置を示
す。
す。
【図２】 同実施例の制御フローを示す。
【図３】 同実施例による画像の位置依存性を示す。
【図４】 同実施例による微分画像の位置依存性を示
す。
す。
【図５】 同実施例による微分画像のＺ位置依存性を示
す。
す。
【図６】 エッジフォーカスの必要性を説明するための
図である。
図である。
１…ワーク、２…ＣＣＤカメラ、３…位置検出器、４…
フォーカス制御装置、５…モータ、４１…Ａ／Ｄコンバ
ータ、４２…画像メモリ、４３…コントラスト演算回
路、４４…位置データメモリ、４５…エッジ検出回路、
４６…ピーク位置検出回路、４７…モータ制御回路。
フォーカス制御装置、５…モータ、４１…Ａ／Ｄコンバ
ータ、４２…画像メモリ、４３…コントラスト演算回
路、４４…位置データメモリ、４５…エッジ検出回路、
４６…ピーク位置検出回路、４７…モータ制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ａ 7/18 Ｃ Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークを撮像するビデオカメラと、この
ビデオカメラのフォーカス方向位置を検出する位置検出
手段と、前記ビデオカメラの出力画像データを処理して
フォーカス制御を行うフォーカス制御手段とを有する非
接触測定装置において、前記フォーカス制御手段は、 前記ビデオカメラの出力画像データを記憶する画像メモ
リと、 この画像メモリの画像データから所定走査領域内のコン
トラスト値を求めるコントラスト演算手段と、 前記走査領域内の画像データのノイズが少ない方からの
探索により所定しきい値を越えた最初の位置をエッジ位
置として検出するエッジ検出手段と、 前記エッジ位置での前記コントラスト値がピークを示す
フォーカス方向位置を合焦位置として検出するピーク位
置検出手段とを備えたことを特徴とする非接触測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348705A JP2740630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 非接触測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348705A JP2740630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 非接触測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190718A true JPH07190718A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2740630B2 JP2740630B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=18398812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5348705A Expired - Fee Related JP2740630B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 非接触測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740630B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339276A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Tama Tlo Kk | 移動物検知方法、及び、そのプログラム、装置 |
| JP2016027320A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 日産ネジ株式会社 | ねじ寸法自動測定システム |
| CN111902759A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-06 | 富士胶片株式会社 | 对焦控制装置、对焦控制方法及程序 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100604559B1 (ko) | 2005-03-11 | 2006-07-28 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 자동으로 포커스 조정이 가능한 카메라폰 및 그 방법 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5348705A patent/JP2740630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339276A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Tama Tlo Kk | 移動物検知方法、及び、そのプログラム、装置 |
| JP2016027320A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 日産ネジ株式会社 | ねじ寸法自動測定システム |
| CN111902759A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-06 | 富士胶片株式会社 | 对焦控制装置、对焦控制方法及程序 |
| US11336815B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-05-17 | Fujifilm Corporation | Focusing control device, focusing control method, and program |
| CN111902759B (zh) * | 2018-03-30 | 2022-06-07 | 富士胶片株式会社 | 对焦控制装置、对焦控制方法及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2740630B2 (ja) | 1998-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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