JPH0797175B2 - 自動焦点調整装置 - Google Patents
自動焦点調整装置Info
- Publication number
- JPH0797175B2 JPH0797175B2 JP29836987A JP29836987A JPH0797175B2 JP H0797175 B2 JPH0797175 B2 JP H0797175B2 JP 29836987 A JP29836987 A JP 29836987A JP 29836987 A JP29836987 A JP 29836987A JP H0797175 B2 JPH0797175 B2 JP H0797175B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- optical system
- evaluation amount
- focus
- frame memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Focusing (AREA)
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置に関するもの
である。
で使用される光学装置の自動焦点調整装置に関するもの
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
使用さている。検査対象物１はテーブル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と一体に上下動する。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。
使用さている。検査対象物１はテーブル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と一体に上下動する。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ステップ
駆動する。
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ステップ
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ｂ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、焦点合致評価量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、B1〜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。
り、工業用カメラ５での画像・電気変換ｂ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、焦点合致評価量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、B1〜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、画像の電気変換からモータ
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ステップ移動
させるに要する時間を１単位時間Ｌ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ステップ移動させ
るには２単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。
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ステップ移動
させるに要する時間を１単位時間Ｌ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ステップ移動させ
るには２単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。
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
物を撮像し、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ことを特徴と
する。
物を撮像し、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。
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ステップ移動
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の画像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ステップ移動させることができる。
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の画像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ステッ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。
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、制御部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。
示し、制御部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鏡４を微小量ずつ送
り、そのときの画像データからエッ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
合致評価量Hiを計算し、このHiが最大値Hmaxをとったと
き顕微鏡４の位置が最もピントが合ったとして、その位
置GZ1へスライドテーブル３を位置決めする。このとき
顕微鏡４を１ステップ送るたびに画像・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Hi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13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、画像処理、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。
的な動作は第２図に示すように顕微鏡４を微小量ずつ送
り、そのときの画像データからエッ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
合致評価量Hiを計算し、このHiが最大値Hmaxをとったと
き顕微鏡４の位置が最もピントが合ったとして、その位
置GZ1へスライドテーブル３を位置決めする。このとき
顕微鏡４を１ステップ送るたびに画像・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Hi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13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、画像処理、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ステップ移動
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の画像の取り込み後に第１の画像Ｂの１回
前の取り込み画像Ａに基づいて顕微鏡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から第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単位時間よりも短い期間内に光学系を２
ステッ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。
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の画像の取り込み後に第１の画像Ｂの１回
前の取り込み画像Ａに基づいて顕微鏡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から第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単位時間よりも短い期間内に光学系を２
ステッ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ため、従来のように
第１の画像に基づいて光学系の位置制御が完了した後に
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。
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ため、従来のように
第１の画像に基づいて光学系の位置制御が完了した後に
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。
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量に対する焦
点合致評価量の曲線図、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、10……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。
図、第２図は同装置における顕微鏡の送り量に対する焦
点合致評価量の曲線図、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、10……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。
Claims (3)
- 【請求項１】光学系を介して検査対象物を撮像し、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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29836987A JPH0797175B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 自動焦点調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29836987A JPH0797175B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 自動焦点調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138521A JPH01138521A (ja) | 1989-05-31 |
| JPH0797175B2 true JPH0797175B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17858797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29836987A Expired - Fee Related JPH0797175B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 自動焦点調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797175B2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP29836987A patent/JPH0797175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138521A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |