TWI618971B - 拍攝裝置以及拍攝方法 - Google Patents

拍攝裝置以及拍攝方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI618971B
TWI618971B TW105130258A TW105130258A TWI618971B TW I618971 B TWI618971 B TW I618971B TW 105130258 A TW105130258 A TW 105130258A TW 105130258 A TW105130258 A TW 105130258A TW I618971 B TWI618971 B TW I618971B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
distance
optical system
focusing optical
image
photographing
Prior art date
Application number
TW105130258A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201730658A (zh
Inventor
許鎭
Original Assignee
Eo科技股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eo科技股份有限公司 filed Critical Eo科技股份有限公司
Publication of TW201730658A publication Critical patent/TW201730658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI618971B publication Critical patent/TWI618971B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

一種拍攝裝置，上述拍攝裝置包括：光源，照射光；聚焦光學系統，變更於對象物反射的光的路徑；拍攝部，拍攝藉由上述聚焦光學系統而形成的上述對象物的圖像；以及距離調節部，調節上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離。每當上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離改變特定的間隔時，上述拍攝部均拍攝上述對象物的圖像，上述特定的間隔設定為小於上述聚焦光學系統的景深的尺寸。

Description

拍攝裝置以及拍攝方法
本發明是有關於一種拍攝裝置及拍攝方法，且有關於一種拍攝裝置的自動聚焦技術。
於雷射加工製程等中，重要的是清晰地拍攝對象物的表面。為了提高圖像的清晰度，需進行將聚焦光學系統的焦點位置對準至對象物而變更的作業，將上述作業稱為自動聚焦作業。
自動聚焦作業是一面改變聚焦光學系統與對象物之間的距離，一面找尋實現清晰的圖像的距離位置的作業。即，於自動聚焦過程中，需要改變聚焦光學系統與對象物之間的距離而進行多次拍攝作業。
然而，先前為了於多次拍攝作業中分別獲得無晃動的圖像，於靜止狀態下拍攝圖像。然而，於此情形時，消耗等待設備的振動消失所需的延遲時間，因此存在難以高速執行自動聚焦作業的問題。並且，於在移動的狀態下執行自動聚焦作業的情形時，圖像的清晰度下降，因此具有難以找尋準確的聚焦位置的缺點。
根據例示性的實施例，可準確且快速地執行拍攝裝置的自動聚焦作業。
於一態樣中，提供一種拍攝裝置，其包括：光源，照射光；聚焦光學系統，變更於對象物反射的光的路徑；拍攝部，拍攝藉由上述聚焦光學系統而形成的上述對象物的圖像；以及距離調節部，調節上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離；且每當上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離改變特定的間隔時，上述拍攝部均拍攝上述對象物的圖像，上述特定的間隔設定為小於上述聚焦光學系統的景深(Depth of field)的尺寸。
上述拍攝部能夠以全域快門(global shutter)方式拍攝上述對象物的圖像。
上述距離調節部可於至少一區間內等速度地改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離。
上述距離調節部改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離的速度可滿足數式1，
(V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，f=等速度區間內的拍攝部的單位時間拍攝次數，DoF=聚焦光學系統的景深尺寸)。
上述距離調節部改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離的速度可滿足數式2，
(V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，DoF=聚焦光學系統的景深，E=拍攝部的每幀曝光時間)。
上述拍攝部的每幀曝光時間可滿足數式3，
(E=拍攝部的每幀曝光時間，Apixel=拍攝部的像素面積，M=倍率，V2max=拍攝部與對象物之間的相對振動速度的最大值)。
上述拍攝裝置可更包括感測上述對象物與上述拍攝部之間的距離變化而產生電訊號的編碼器。
上述拍攝裝置可更包括基於由上述編碼器產生的上述電訊號而對上述拍攝部產生同步化訊號的控制部。
上述拍攝裝置可更包括接收由上述拍攝部拍攝到的上述對象物的圖像而擷取上述圖像的清晰度的處理器。
上述處理器可將拍攝到上述清晰度最高的圖像的上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離確定為聚焦距離。
上述處理器可根據上述圖像的清晰度值而藉由數式4確定聚焦距離，
(H=聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi=測定出最高的清晰度的第i次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi-1=第i-1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi+1=第i+1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Ci=測定出最高的清晰度的第i個拍攝圖像的清晰度值，Ci-1=第i-1個拍攝圖像的清晰度值，Ci+1=第i+1個拍攝圖像的清晰度值)。
可藉由數式5及數式6確定上述距離調節部改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離的區間，H-D-δ<X<H+D+δ...數式5
(X=對象物的支持面與聚焦光學系統的聚焦點之間的距離，H=對象物的預測厚度，D=對象物的厚度偏差，δ=加速區間，V1=最大速度，a=加速度)。
於另一態樣中，提供一種拍攝方法，其包括如下步驟：向對象物照射光的步驟；利用聚焦光學系統對在上述對象物反射的光進行聚光的步驟；調節上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離的步驟；以及每當上述聚焦光學系統與上述對象物之間的距離改變特定的間隔時，均拍攝上述對象物的圖像的步驟；且 上述特定的間隔設定為小於上述聚焦光學系統的景深。
於調節上述距離的步驟中，可於至少一區間內等速度地改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離。
於調節上述距離的步驟中，上述拍攝部可於等速度地改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離的區間內，按照固定的時間間隔拍攝上述對象物的圖像，上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離發生變化的速度滿足數式1，
(V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，f=等速度區間內的拍攝部的單位時間拍攝次數，DoF=聚焦光學系統的景深，α為滿足0.1<α<0.5的任意的實數)。
於調節上述距離的步驟中，改變上述對象物與上述聚焦光學系統之間的距離的速度可滿足數式2，
(V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，DoF=聚焦光學系統的景深，E=拍攝部的每幀曝光時間)。
上述拍攝方法可更包括感測上述對象物與上述拍攝部之間的距離變化而產生電訊號的步驟。
上述拍攝方法可更包括基於上述電訊號而對上述拍攝部產生同步化訊號的步驟。
上述拍攝方法可更包括接收由上述拍攝部拍攝到的上述對象物的圖像而擷取上述圖像的清晰度的步驟。
上述拍攝方法可更包括根據上述圖像的清晰度值而藉 由數式4確定聚焦距離的步驟，
(H=聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi=測定出最高的清晰度的第i次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi-1=第i-1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi+1=第i+1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Ci=測定出最高的清晰度的第i個拍攝圖像的清晰度值，Ci-1=第i-1個拍攝圖像的清晰度值，Ci+1=第i+1個拍攝圖像的清晰度值)。
根據實施例，拍攝裝置可於對象物與聚焦光學系統之間的距離發生變化的期間，執行自動聚焦作業。因此，拍攝裝置可縮短自動聚焦所需的時間。
並且，拍攝裝置即便動態地實現自動聚焦，亦可獲得清晰的圖像。拍攝裝置可於聚焦光學系統的景深範圍內拍攝於動態自動聚焦過程中拍攝的至少一個圖像。
並且，拍攝裝置根據圖像的清晰度值而對準確的聚焦距離進行修正，藉此可提高自動聚焦作業的準確度。
1/f‧‧‧時間間隔
10‧‧‧對象物
100、200、300‧‧‧拍攝裝置
110‧‧‧光源
120‧‧‧聚焦光學系統
130‧‧‧距離調節部
140‧‧‧拍攝部
160‧‧‧處理器
250‧‧‧編碼器
355‧‧‧控制部
Ci‧‧‧測定出最高的清晰度的第i個拍攝圖像的清晰度值
Ci+1‧‧‧第i+1個拍攝圖像的清晰度值
Ci-1‧‧‧第i-1個拍攝圖像的清晰度值
Cmax‧‧‧最大清晰度
D‧‧‧對象物的厚度偏差
H‧‧‧聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離
Hi‧‧‧測定出最高的清晰度的第i次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離
Hi+1‧‧‧第i+1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離
Hi-1‧‧‧第i-1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離
Hmax‧‧‧獲得最大清晰度的圖像的高度
L1‧‧‧表面
L2‧‧‧位置
P‧‧‧聚焦點
S1‧‧‧支持面
S1110~S1160‧‧‧步驟
t、t0、t1、t2、t3、t0、t1、t2、ti、tN、ti-1、ti+1、tf‧‧‧時刻
V1‧‧‧對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小
δ‧‧‧加速區間
△h‧‧‧間隔
△t‧‧‧時間
圖1是表示例示性的實施例的拍攝裝置的圖。
圖2是表示自動聚焦過程中的拍攝部的拍攝圖像的位置的圖。
圖3是表示對象物與聚焦光學系統之間的距離藉由距離調節部而發生變化的範圍的圖。
圖4是例示性地表示聚焦點的移動速度隨時間而改變的圖。
圖5是表示另一例示性的實施例的拍攝裝置的圖。
圖6是例示性地表示藉由編碼器產生的電訊號的圖。
圖7是表示又一例示性的實施例的拍攝裝置的圖。
圖8是例示性地表示由控制部產生的同步化訊號的圖。
圖9是表示與時間對應的聚焦點的高度變化的圖。
圖10是表示聚焦點的高度與圖像的清晰度之間的關係的曲線圖。
圖11是表示處理器對自動聚焦距離進行修正的圖。
圖12是表示例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
圖13是表示另一例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
圖14是表示又一例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
於以下圖式中，相同的參照符號表示相同的構成要素，為了說明的明確性及便利性，可於圖中誇張地表示各構成要素的尺寸。另一方面，以下所說明的實施例僅為示例，可根據這些實施例實現各種變形。
第一、第二等用語可用於說明各種構成要素，但構成要素不受用語的限定。上述用語僅以將一個構成要素區別於其他構成要素為目的而使用。
只要未於文中明確記載其他含義，則單數的表達包括 複數的表達。並且，於記載為某個部分“包括”某個構成要素時，若無特別相反的記載，則是指可更包括其他構成要素，並非是指排除其他構成要素。
並且，說明書中所記載的“...部”、“模組”等用語是指對至少一個功能或動作進行處理的單位。
圖1是表示例示性的實施例的拍攝裝置100的圖。
參照圖1，例示性的實施例的拍攝裝置100可包括：光源110；聚焦光學系統120，變更於對象物10反射的光的路徑；拍攝部140，拍攝藉由聚焦光學系統120而形成的對象物10的圖像；以及距離調節部130，調節聚焦光學系統120與對象物10之間的距離。
光源110可照射光。自光源110出射的光可通過特定的光學系統而照射至對象物10。於圖1中，表示自光源110出射的光成為平行光而行進的例，但實施例並不限制於此，亦可不同地構成供自光源110出射的光通過的光學系統。並且，自光源110出射的光亦可不經由光學系統而直接照射至對象物10。
聚焦光學系統120可變更於對象物10反射的光的路徑。藉由聚焦光學系統120而路徑發生變更的光可入射至拍攝部140的圖像感測器。於圖1中，以與拍攝部140分離的方式表示聚焦光學系統120，但實施例並不限制於此。聚焦光學系統120亦可包括於拍攝部140的內部。於此情形時，距離調節部130可藉由移動拍攝部140而變更聚焦光學系統120與對象物10之間的距離。聚焦光學系統120可具有特定的聚焦(focusing)距離。因此，於聚焦光學系統120與對象物10的表面保持適當的 距離時，拍攝部140可獲得對象物10的清晰的圖像。
對象物10可包括晶圓、半導體晶片等作為成為拍攝對象的物體，並不限制於此。對象物10會因表面的粗糙度而厚度不固定。並且，對象物10的表面與聚焦光學系統120之間的距離會根據支持對象物10的支持面S1的平坦度而不固定。因此，拍攝裝置100為了清晰地獲得對象物10的圖像，需適當地調節對象物10與聚焦光學系統120之間的距離。將拍攝裝置100為了清晰地獲得對象物10的圖像而調節聚焦光學系統120與對象物10之間的距離的過程稱為自動聚焦(Auto focusing)過程。
距離調節部130可於自動聚焦過程中，改變對象物10與聚焦光學系統120之間的距離。距離調節部130可移動安裝有對象物10的支持面S1。作為其他例，距離調節部130可移動聚焦光學系統120。於聚焦光學系統120內置於拍攝部140的情形時，距離調節部130亦可移動拍攝部140。並且，距離調節部130可藉由同時移動聚焦光學系統120與支持面S1而改變聚焦光學系統120與對象物10之間的距離。
距離調節部130為了改變對象物10與聚焦光學系統120之間的距離，可移動包括聚焦光學系統120、拍攝部140及支持面S1在內的質量較大的移動體。移動體可指距離調節部130為了實現自動聚焦而移動的聚焦光學系統120、拍攝部140及支持面S1等。於距離調節部130對移動體進行加減速的期間，會發生因慣性力引起的振動。例如，於拍攝裝置100拍攝半導體對象物10的情況下，拍攝部140因附隨安裝於其的裝備而質量變大，從而移動體的質量會變大。此時，於距離調節部130對拍攝 部140進行加減速時，拍攝部140會發生因慣性力引起的振動。
根據比較例，可於聚焦光學系統120與對象物10之間的間隔不發生變化的狀態下拍攝對象物10的圖像。例如，可於將聚焦光學系統120移動至特定的位置後，在使聚焦光學系統120靜止的狀態下拍攝對象物10的圖像。此時，為了獲得清晰的圖像，拍攝部140需於聚焦光學系統120移動而靜止後，等待數十ms至數百ms直至因加減速引起的振動消失後進行圖像拍攝。
例如，於利用倍率為M的透鏡系統與像素的橫向尺寸及縱向尺寸分別為px及py的相機於最佳聚焦距離進行拍攝時，在將振動速度向量設為(vx、vy、vz)時，只有滿足vx*E<px/M、vy*E<py*M及vz*E<DoF，才能獲得清晰的圖像。此處，E是指拍攝部140的曝光時間，DoF是指聚焦光學系統120的景深DoF，於下文將述的說明中詳細地對此進行說明。
然而，上述比較例的方式會不利於高速拍攝。為了找尋準確的聚焦位置，需對將聚焦光學系統120與對象物10之間的距離變更成各種距離而獲得的圖像的清晰度進行比較。然而，每當獲得圖像時，因加減速引起的振動均會減少，因此至滿足vx*E<px/M、vy*E<py*M及vz*E<DoF為止需要待機時間。另外，會因上述待機時間而自動聚焦過程變長。例如，於移動體的質量超過30kg的情形時，每當拍攝圖像時，均會需要400ms以上的待機時間。於是，於進行10次移動、靜止後獲得圖像所需的延遲時間會為4秒以上。此種延遲時間成為難以實現高速拍攝的因素。
根據例示性的實施例，為了實現更快速的自動聚焦， 拍攝部140可於聚焦光學系統120與對象物10之間的距離發生變化的期間，拍攝對象物10的圖像。即，於對象物10及聚焦光學系統120中的至少一者不處於停止狀態而移動的期間，拍攝部140可拍攝對象物10的圖像。因此，於移動體靜止後，無需等待因加減速引起的振動消失，因此可縮短自動聚焦所需的時間。
拍攝部140能夠以全域快門(global shutter)方式拍攝對象物10。此處，全域快門方式是指使所有像素同時曝光而獲得圖像的方式。相反地，滾動快門(rolling shutter)方式是對一條線或一組像素獲得圖像，對剩餘的像素隔以時差而獲得圖像。若拍攝部140以全域快門方式拍攝對象物10，則即便存在外部振動，亦可獲得清晰的圖像。
因對象物10與聚焦光學系統120之間的距離發生變化而由拍攝部140拍攝到的圖像的清晰度會改變。於由拍攝部140拍攝到的圖像的清晰度成為最大時，可將對象物10與聚焦光學系統120之間的距離稱為焦點距離。即便對象物10與聚焦光學系統120之間的距離不與上述焦點距離完全一致，由拍攝部140拍攝到的圖像的清晰度亦不會發生較大變化。即，即便於焦點距離附近的特定區間內，對象物10與聚焦光學系統120之間的距離發生變化，亦不會對圖像的清晰度產生較大影響。如上所述，將保持圖像的清晰度的區域稱為聚焦光學系統120的景深(Depth of Field：DoF)。
於自動聚焦製程中，可將聚焦光學系統120與對象物10之間的距離調節至聚焦光學系統120的景深DoF內。然而，若拍攝部140於對象物10與聚焦光學系統120之間的距離發生 變化的期間拍攝圖像，則會於聚焦點位於景深DoF內時無法拍攝圖像。因此，無法於自動聚焦時獲得清晰度較高的圖像，因此會難以找尋準確的自動聚焦位置。為了解決上述問題，每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔時，拍攝部140均會拍攝對象物10的圖像。並且，上述特定的間隔可設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸。
圖2是表示自動聚焦過程中的拍攝部140的拍攝圖像的位置的圖。於圖2中，例示性地表示聚焦光學系統120移動的情形，但實施例並不限制於此。例如，亦可藉由移動對象物10的支持面S1而改變聚焦光學系統120與對象物10之間的距離。
參照圖2，每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔△h時，拍攝部140均會拍攝對象物10的圖像。另外，特定的間隔△h可設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸。可於自動聚焦過程中固定地保持上述特定的間隔△h，亦可稍微改變。然而，即便特定的間隔△h發生變化，其尺寸亦可小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸。因此，即便於對象物10與聚焦光學系統120之間的距離發生變化的中途進行拍攝，亦可於景深DoF內實現至少一次拍攝。
為了提高自動聚焦的作業速度，距離調節部130可於特定的範圍內改變對象物10與聚焦光學系統120之間的距離。圖3是表示對象物10與聚焦光學系統120之間的距離藉由距離調節部130而發生變化的範圍的圖。
參照圖3，距離調節部130可使聚焦光學系統120的聚焦點P於特定的區域內移動。距離調節部130可使聚焦光學系統 120的聚焦點P以與支持面S1的表面L1相距對象物10的預測高度H的位置L2為中心而移動。例如，距離調節部130可使聚焦光學系統120的聚焦點P滿足數式1而移動。
[數式1]H-D-δ<X<H+D+δ
此處，X=對象物的支持面與聚焦光學系統的聚焦點之間的距離，H=對象物的預測厚度，D=對象物的厚度偏差，δ=加速區間。
圖4是例示性地表示聚焦點P的移動速度隨時間而改變的圖。於圖4中，橫軸表示時間，縱軸表示聚焦光學系統120與對象物10之間的相對速度(聚焦點P的移動速度)。
參照圖4，於時刻t1前，聚焦光學系統120與對象物10之間的相對速度會逐漸增加。此時，相對速度能夠以固定的加速度a增加。加速區間是距離調節部130使聚焦光學系統120及對象物10中的至少一者加速運動的區間。
作為例示，於時間自t0變成t1的期間，聚焦光學系統120的聚焦點P可自支持面S1的表面L1移動至高度H-D-δ至高度H-D。可藉由數式2表示於加速區間內移動的距離δ。
於數式2中，δ表示於加速時間內移動的距離的大小，a表示加速度的大小，V表示基於加速度的終端速度、即最大速度的大小。
於時刻t1至時刻t2，聚焦光學系統120與對象物10 之間的相對速度可保持為固定的大小V1。作為例示，於時間自t1變成t2的期間，聚焦光學系統120的聚焦點P可自支持面S1的表面L1移動至高度H-D至高度H+D。另外，於時刻t2至時刻t3，聚焦光學系統120與對象物10之間的相對速度會逐漸減少。此時，作為例示，相對速度能夠以特定的加速度-a逐漸減少。並且，於時間自t2變成t3的期間，聚焦光學系統120的聚焦點P可自支持面S1的表面L1移動至高度H+D至高度H+D+δ。距離調節部130考慮對象物10的預測高度H與厚度偏差D而設定聚焦點P的移動範圍，藉此找尋聚焦距離的速度會變得更快且更準確。
於聚焦點P自支持面S1的表面L1移動至高度H-D至高度H+D的期間，拍攝部140可多次拍攝對象物10的圖像。此時，聚焦點P可等速地移動，移動速度的大小V1可依存於拍攝部140的曝光時間。此處，曝光時間是指拍攝部140為了於進行一次拍攝時獲得圖像而暴露於光的時間。可藉由光源110照射光的時間而調節曝光時間。作為其他例，亦可藉由位於拍攝部140的內部的快門或光圈而調節曝光時間。
聚焦點P的移動速度(對象物10與聚焦光學系統120之間的距離變化速度的大小)V1可滿足數式3。
於數式3中，V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，DoF=拍攝部的景深DoF，E=拍攝部的每幀曝光時間。並且，α作為滿足0<α<1的實數，可根據拍攝部140 的光學性能而改變。
若聚焦點P移動得過快，則於拍攝部140拍攝一幀的期間，聚焦點P會脫離景深DoF。因此，如數式3，可藉由限制聚焦點P的移動速度而防止聚焦點P於拍攝所需的曝光時間脫離景深DoF。
於自動聚焦過程中，即便等速地移動聚焦光學系統120與對象物10之間的距離，亦會朝向垂直於聚焦光學系統120與對象物10之間的距離方向的方向發生微細的振動。因此，若拍攝部140的每幀曝光時間變得過長，則會因聚焦光學系統120與對象物10之間的振動而圖像的清晰度下降。為了防止圖像的清晰度下降，於每幀曝光時間內，需於拍攝部140的1像素範圍內進行聚焦光學系統120與對象物10之間的移動。為了滿足上述內容，拍攝部140的每幀曝光時間可滿足數式4。
於數式4中，E=拍攝部140的每幀曝光時間，Apixel=拍攝部140的像素面積，M=倍率，V2max=拍攝部140與對象物10之間的相對振動速度的最大值。
如數式4，若限制拍攝部140的曝光時間E，則可防止因拍攝部140與對象物10之間的水平方向振動而圖像的清晰度下降。例如，於在通常的晶圓刻槽製程中拍攝晶圓的情形時，拍攝部140的視野範圍(field of view：FOV)需為240μm×180μm至480μm×360μm，光學解析度需為1.2μm以下。於假設拍攝部140與對象物10之間的振動的最大速度V2max為0.2mm/s時，會 於像素尺寸為4.8μm×3.6μm且倍率為10倍的環境下，根據數式4而要求約2ms以內的曝光時間。另外，獲得圖像所需的光源110的輸出功率會根據曝光時間E而改變。例如，拍攝部140的每幀曝光時間E越少，則光源110所需的光輸出功率會越大。例如，若480μm×360μm的視野範圍(FOV)的曝光時間為2ms左右，則光源110所需的最小輸出功率會為約0.2W。
於聚焦點P以等速度V1自支持面S1的表面L1移動至高度H-D至高度H+D的期間，拍攝部140可按照固定的時間間隔拍攝對象物10的圖像。由於拍攝部140按照固定的時間間隔拍攝對象物10的圖像，因此每當聚焦點P移動固定的距離時，均可獲得圖像。此時，聚焦點P的移動速度(對象物10與聚焦光學系統120之間的相對速度)V1與拍攝部140的單位時間拍攝次數f可滿足數式5。
於數式5中，V1=對象物10與聚焦光學系統120之間的距離變化速度的大小，f=等速度區間內的拍攝部140的單位時間拍攝次數，DoF=聚焦光學系統120的景深DoF。並且，α作為滿足0<α<1的實數，可根據拍攝部140的光學性能而改變。
參照數式5，聚焦點P的移動速度V1與拍攝部140的單位時間拍攝次數f的倒數的乘積可變得小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸。因此，即便於聚焦點P移動的期間進行拍攝，在聚焦點P位於聚焦光學系統120的景深DoF範圍時，亦可 進行至少一次拍攝。另外，可根據於景深DoF範圍內拍攝到的清晰的圖像而導出聚焦距離。
作為例示，於使用於通常的晶圓刻槽中的拍攝裝置的情形時，DoF值可大致為10μm<DoF<20μm以內。另外，為了實現更準確的拍攝，可要求上述α*DoF的值大致為5μm以內。因此，可根據數式5而滿足V1/f<5μm。作為例示，於f=40Hz的情形時，需滿足V10.2mm/s，於f=80Hz的情形時，滿足V10.4mm/s。上述數值僅為示例，可根據作業環境而改變。
於聚焦點P位於聚焦光學系統120的景深DoF內時，可獲得清晰的圖像。另外，於實施例的拍攝裝置100獲得清晰的上述圖像時，可判斷為實現自動聚焦。再次參照圖1，拍攝裝置100可包括用以對由拍攝部140拍攝到的圖像的清晰度進行評估的處理器160。處理器160可藉由無線通訊或有線通訊而與拍攝部140收發資訊。
圖1的處理器160可接收由拍攝部140拍攝到的圖像資訊。並且，處理器160可向拍攝部140傳輸拍攝部140的動作設定資訊。拍攝部140可自處理器160接收動作設定資訊而變更拍攝部140的動作方式。例如，處理器160可向拍攝部140傳輸每幀曝光時間E、單位時間拍攝次數f等的設定資訊。另外，拍攝部140可接收上述設定資訊而根據上述設定資訊變更每幀曝光時間E、單位時間拍攝次數f。並且，處理器160可根據上述數式1至數式5而自動地確定拍攝部140的設定資訊。然而，實施例並不限制於此。例如，處理器160亦可藉由使用者的輸入而接 收上述拍攝部140的設定資訊。為此，處理器160可提供用以輸入設定資訊的輸入介面。能夠以按鈕方式或觸控屏方式提供上述輸入介面。
處理器160可包括用以執行上述功能的應用程式(Application Program)、及根據情形而構建於內部或外部的各種資料庫(DB：Database，以下稱為「DB」)。DB可形成於處理器160的內部或外部。
如圖3所示，於聚焦點P自支持面S1的表面L1移動至H-D高度至H+D高度的期間，拍攝部140可向處理器160傳輸多次拍攝到的圖像。處理器160可對自拍攝部140接收到的圖像的清晰度進行評估。例如，處理器160可對各圖像的清晰度進行評估而換算成分數。
此處，圖像的清晰度可為於拍攝圖像時，根據散焦(defocusing)程度而確定的評估量。例如，於聚焦點P脫離聚焦光學系統120的景深DoF的狀態下拍攝到的圖像為於散焦程度較為嚴重的狀態下拍攝到的圖像。另外，於散焦程度較為嚴重的狀態下拍攝到的圖像相對較多地包括模糊(blur)的部分，因此可評估為上述清晰度較低。相反地，於聚焦點P位於景深DoF內或位於景深DoF附近時拍攝到的圖像為於散焦程度相對較低的狀態下拍攝到的圖像。另外，於散焦程度較低的狀態下拍攝到的圖像較少地包括模糊(blur)部分，因此可評估為清晰度較高。
作為例示，處理器160可藉由對圖像的像素間的明暗差異進行分析而對上述清晰度進行評估。例如，若於圖像中模糊部分變多，則像素之間的明暗差異會減小。因此，處理器160可 於像素間的明暗差異不大時，評估為圖像的清晰度較低。相反地，若圖像清晰，則像素之間的明暗變化急遽的部分會變多。因此，圖像的像素之間的明暗變化量較大的區域越多，則處理器160可判斷為圖像的清晰度越高。
處理器160可於自拍攝部140接收到的圖像中確定清晰度最高的圖像。另外，於拍攝到清晰度最高的圖像時，可判斷為對象物10與聚焦光學系統120之間的距離接近聚焦距離。例如，處理器160可自拍攝部140接收N個圖像而將其中的第i個圖像的清晰度評估為最高。於是，處理器160可於拍攝到上述第i個圖像時，得出對象物10與聚焦光學系統120之間的距離最接近聚焦距離的結論。
為了根據由處理器160評估的圖像的清晰度而找尋準確的聚焦位置，需於拍攝到各圖像的時點獲知聚焦光學系統120與對象物10之間的相對距離。即，需要一種如下方法：每當拍攝部140拍攝圖像時，均可獲知聚焦光學系統120與對象物10的位置呈哪種狀態。
圖5是表示另一例示性的實施例的拍攝裝置200的圖。
參照圖5，例示性的實施例的拍攝裝置200可更包括感測對象物10與拍攝部140之間的距離變化而產生電訊號的編碼器250。剩餘的構成要素已於圖1的拍攝裝置100中進行說明，因此省略重複的敍述。
編碼器250可與距離調節部130連動。編碼器250可感測距離調節部130的狀態而基於上述狀態產生電訊號。例如， 每當距離調節部130使對象物10與拍攝部140之間的距離改變特定的間隔時，編碼器250均會產生電訊號。作為其他例，編碼器250可自行感測對象物10與聚焦光學系統120之間的距離變化量而產生脈衝訊號。
圖6是例示性地表示藉由編碼器250而產生的電訊號的圖。
參照圖6，每當對象物10與聚焦光學系統120之間的距離改變特定的間隔時，編碼器250均會產生脈衝訊號。產生脈衝訊號的頻率可根據聚焦光學系統120的景深DoF而改變。例如，產生任意的第i個脈衝時與產生第i+1個脈衝時的距離變化量可設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸或與聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸相同。只有將編碼器250產生脈衝訊號的距離間隔設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF的尺寸，才能將相鄰的拍攝間的聚焦點P的位置變化設定為小於景深DoF的尺寸。
於圖6中，作為由編碼器250產生的電訊號的例而表示脈衝訊號，但實施例並不限制於此。例如，編碼器250亦可根據對象物10與聚焦光學系統120之間的距離而產生不同種類的電訊號。於此情形時，處理器160可於內部包括用以解析由編碼器250產生的電訊號的演算法。
拍攝部140的動作可藉由編碼器250的脈衝訊號而同步化。例如，拍攝部140可對自編碼器250接收的脈衝訊號的脈衝數量進行計數。另外，每當上述脈衝數量增加特定的數量時，拍攝部140均會拍攝對象物10的圖像。並且，處理器160可對 自編碼器250接收的脈衝訊號的脈衝數量進行計數。另外，處理器160可根據於自拍攝部140接收到清晰度最高的圖像的時點進行計數所得的脈衝數量獲知拍攝到清晰度最高的上述圖像的時點的聚焦光學系統120與對象物10之間的距離。
圖7是表示另一例示性的實施例的拍攝裝置300的圖。
參照圖7，實施例的拍攝裝置300可更包括基於由編碼器250產生的電訊號而對拍攝部140產生同步化訊號的控制部355。控制部355可接收由編碼器250產生的電訊號。另外，控制部355可基於自編碼器250接收到的電訊號而對拍攝部140產生同步化訊號。每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔時，控制部355均會基於由編碼器250提供的電訊號而產生同步化訊號。拍攝部140藉由上述同步化訊號而同步化，從而每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔時，均會拍攝對象物10的圖像。另外，上述特定的間隔可設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF。
並且，處理器160可於自控制部355接收上述同步化訊號而拍攝部140拍攝到圖像時，獲知對象物10與聚焦光學系統120之間的距離。於圖7中，以單獨的區塊表示處理器160與控制部355。然而，於圖7中，僅是按照功能分離兩種構成而表示，並不限定於以硬體形式分離處理器160與控制部355。例如，處理器160與控制部355可共享同一硬體資源而執行各自的功能。並且，處理器160與控制部355亦可分離成不同的裝置。
圖8是例示性地表示由控制部355產生的同步化訊號 的圖。於圖8中，上側曲線圖表示由編碼器250產生的脈衝訊號，下側曲線圖表示由控制部355產生的同步化訊號。
參照圖8，每當自編碼器250接收到的脈衝訊號的數量增加特定的數量時，控制部355均會產生脈衝訊號作為同步化訊號。於圖8中，表示每當自編碼器155接收的脈衝訊號的數量以3個為單位而發生變化時，控制部355均產生脈衝訊號的例。然而，實施例並不限制於此。例如，由控制部355產生的脈衝訊號與由編碼器250產生的脈衝訊號之間的數量比可小於圖8所示的數量，亦可大於圖8所示的數量。
控制部355可基於自編碼器250接收到的電訊號而獲知聚焦光學系統120與對象物10之間的間隔。另外，控制部355可基於上述聚焦光學系統120與對象物10之間的間隔而對距離調節部130的動作方式進行控制。
控制部355能夠以聚焦點P於滿足數式1的範圍內進行移動的方式控制距離調節部130。此時，可藉由處理器160的輸入介面部輸入數式1中的如H、D、δ等的值。處理器160可向控制部355傳輸所輸入的設定值。控制部355可對接收到的上述設定值與根據自編碼器250接收到的電訊號獲得的距離值進行比較而確定距離調節部130以何種方式進行動作。
例如，若控制部355自處理器160接收時點H-D-δ=0.64mm、終點H+D+δ=0.96mm、等速運動區間內的等速度V1=0.2mm/s，則控制部355能夠以聚焦點P的高度成為H-D-δ=0.64mm位置的方式向距離調節部130傳輸控制訊號。另外，若聚焦點P的高度成為H-D-δ=0.64mm，則控制部355 可向處理器160傳輸移動結束中斷訊號。並且，控制部355若自處理器160接收自動聚焦開始指令，則可基於自編碼器250接收的電訊號而於聚焦點P的高度為H-D-δ=0.64mm的位置，以等加速度a(=V1/△t)0.667mm/s2自速度0加速至速度V1 0.2mm/s而以速度V1 0.2mm/s自H-D=0.7mm的位置移動至H+D=0.9mm的位置，之後以等加速度-a(=-0.667mm/s2)進行減速而於高度H+D+δ=0.96mm的位置停止。另外，控制部355可向處理器160傳輸移動結束中斷訊號。另外，於聚焦點P的高度自H-D=0.7mm的位置變成H+D=0.9mm的期間，控制部355可按照5μm的間隔產生脈衝訊號。另外，拍攝部140可藉由上述脈衝訊號同步化而拍攝對象物10。上述數值僅為示例，可根據實施例而變動。
圖9是表示與時間對應的聚焦點P的高度變化的圖。
於圖9中，縱軸表示聚焦點P的高度，橫軸表示時間。方便起見，將自動聚焦開始的狀態表示為原點。
處理器160可對自拍攝部140接收到的N個圖像的清晰度進行評估。另外，處理器160可於N個圖像中確定清晰度最高的第i個圖像。並且，處理器160可根據自控制部355或編碼器250接收到的訊號獲知實現第i次拍攝的高度Hi。另外，可使聚焦點P移動至上述高度Hi。
參照圖9，於t0至t1，聚焦點P可進行加速運動。作為例示，於時刻t0，聚焦點P的高度於曲線圖中為0，但實際上可為數式1中所示的H-D-δ。並且，於時刻t1，聚焦點P的高度可為H-D。加速運動所需的時間△t可根據等速度的大小V1與 加速度a而改變。
於時刻t1至tN區間，聚焦點P可進行等速運動。於等速運動區間，聚焦點P的高度可自H-D改變至H+D。於聚焦點P進行等速運動的區間，每當聚焦點P移動特定的間隔△h時，拍攝部140均會拍攝對象物10的圖像。特定的間隔△h設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF，藉此可於景深DoF內實現至少一次拍攝。
於等速度運動區間，按照特定的距離間隔實現拍攝，從而可按照特定的時間間隔1/f拍攝對象物10的圖像。拍攝部140向處理器160傳輸圖像資料所需的時間可小於上述時間間隔1/f。於圖9中，ti是指於等速度區間內實現第i次拍攝的時刻。並且，Hi是指於等速度區間內實現第i次拍攝時的聚焦點P的高度。於等速度區間內實現N次拍攝後，聚焦點P可進行減速運動。聚焦點P可於高度H+D+δ停止。
圖10是表示聚焦點P的高度與圖像的清晰度之間的關係的曲線圖。
參照圖10，進行第i次拍攝的高度Hi下的清晰度Ci可具有最高的值。處理器160可於多個清晰度值中將拍攝到具有最大清晰度Ci值的圖像的高度Hi確定為自動聚焦距離。處理器160確定自動聚焦距離的方式並不限制於此。例如，處理器160可更考慮與Hi相鄰的Hi-1、Hi+1高度下的各個清晰度值Ci-1、Ci+1而對自動聚焦距離進行修正。
圖11是表示處理器160對自動聚焦距離進行修正的圖。
參照圖11，處理器160可計算出獲得最大清晰度Cmax的圖像的高度Hmax。如圖11所示，對於距離變化不連續地拍攝對象物10的圖像，故而亦會無法於圖像的清晰度最高的高度Hmax拍攝圖像。然而，實際上Hi-1、Hi、Hi+1之間的間隔非常狹窄，故而於聚焦點P的高度自Hi-1變成Hi+1的期間，能夠以二次函數估算聚焦點P的高度與圖像的清晰度之間的關係。另外，藉由上述近似法，能夠以數式7至數式9表示Hi-1、Hi、Hi+1與Ci-1、Ci、Ci+1。
另外，可將可獲得最大清晰度Cmax的圖像的高度Hmax獲得為數式7至數式9中所示的二次函數的變曲點即-b/2a。若根據數式7至數式9求出高度Hmax=-b/2a，則可表示為數式10。
處理器160可計算分別於高度Hi-1、Hi、Hi+1獲得的圖像的清晰度Ci-1、Ci、Ci+1與根據上述數式10算出的最佳的聚焦距離Hmax而將上述高度Hmax確定為自動聚焦距離。若處理器160確定自動聚焦距離Hmax，則距離調節部130能夠以聚焦點P與對象物10的支持面之間的距離成為Hmax的方式變更對象物10 與聚焦光學系統120之間的距離。
以上，參照圖1至圖11，對例示性的實施例的拍攝裝置100、200、300進行了說明。以下，對利用上述拍攝裝置100、200、300的拍攝方法進行說明。可於以下所說明的拍攝方法中應用上述拍攝裝置100、200、300的所有技術特徵，且省略重複的說明。
圖12是表示例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
參照圖12，拍攝方法可包括如下步驟：照射光的步驟S1110；利用聚焦光學系統120對在對象物10反射的光進行聚光的步驟S1120；調節聚焦光學系統120與對象物10之間的距離的步驟S1130；以及每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔時，均拍攝對象物10的圖像的步驟S1140。
於步驟S1110中，可利用光源110向對象物10照射光。光源110能夠以與特定的曝光時間E對應的方式調節光的照射時間。作為其他例，亦可為光源110持續地照射光，拍攝部140的光圈與上述曝光時間E對應地進行動作。並且，可考慮拍攝部140的像素尺寸、倍率及聚焦光學系統120與對象物10之間的最大振動速度而藉由數式4確定曝光時間E。
於步驟S1120中，可利用聚焦光學系統120對在對象物10反射的光進行聚光。聚焦光學系統120可具有特定的景深DoF。通過聚焦光學系統120的光所形成的圖像的清晰度會根據聚焦點P是否位於上述景深而改變。
於步驟S1130中，可變更聚焦光學系統120與對象物10之間的相對距離。於步驟S1130中，距離調節部130可使聚焦 點P的移動範圍滿足上述數式1及數式2。
於步驟S1140中，在聚焦點P移動的期間，拍攝部140可多次拍攝對象物10的圖像。每當聚焦光學系統120與對象物10之間的距離改變特定的間隔△h時，拍攝部140均會拍攝對象物10的圖像。並且，上述特定的間隔△h可設定為小於聚焦光學系統120的景深DoF。藉此，即便於拍攝部140移動的環境下進行拍攝，亦可至少一次拍攝到清晰的圖像。
圖13是表示另一例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
參照圖13，拍攝方法可更包括根據聚焦光學系統120與對象物10之間的距離變化而產生脈衝訊號的步驟S1135。可藉由圖5所示的編碼器250而產生脈衝訊號。作為其他例，亦可由接收到編碼器250的電訊號的圖7的控制部355產生脈衝訊號。可基於上述脈衝訊號而對距離調節部130的動作進行控制。並且，拍攝部140可基於上述脈衝訊號而同步化。
圖14是表示又一例示性的實施例的拍攝方法的流程圖。
參照圖14，拍攝方法可更包括如下步驟：擷取由拍攝部140拍攝到的圖像的清晰度的步驟S1150；以及根據上述圖像的清晰度值而擷取聚焦距離的步驟S1160。
於步驟S1150中，處理器160可自拍攝部140接收圖像而對各個圖像的清晰度進行評估。另外，可將所評估的各個圖像的清晰度換算成數值。
於步驟S1160中，處理器160可根據圖像的清晰度值 而確定聚焦距離。作為一例，可將實現清晰度最高的第i次拍攝的高度Hi確定為聚焦距離。作為其他例，如圖11所示，處理器160亦可計算分別於高度Hi-1、Hi、Hi+1獲得的圖像的清晰度Ci-1、Ci、Ci+1與根據上述數式10算出的最佳的聚焦距離Hmax而將上述高度Hmax確定為自動聚焦距離。
以上，參照圖1至圖14，對例示性的實施例的拍攝裝置100、200、300及利用拍攝裝置100、200、300的拍攝方法進行了說明。根據實施例，可於對象物10與聚焦光學系統120之間的距離發生變化的期間實現自動聚焦作業而縮短自動聚焦所需的時間。並且，即便動態地實現自動聚焦，亦於聚焦光學系統120的景深範圍內拍攝至少一個圖像，藉此可獲得清晰的圖像。並且，根據圖像的清晰度值對準確的聚焦距離進行修正，藉此可提高自動聚焦作業的準確度。
於以上說明中，具體地記載有諸多事項，但這些事項並不限定本發明的範圍，應解釋為較佳的實施例的示例。因此，本發明的範圍不應由所說明的實施例界定，而應由申請專利範圍中所記載的技術思想界定。
10‧‧‧對象物
100‧‧‧拍攝裝置
110‧‧‧光源
120‧‧‧聚焦光學系統
130‧‧‧距離調節部
140‧‧‧拍攝部
160‧‧‧處理器
D‧‧‧對象物的厚度偏差
H‧‧‧聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離
P‧‧‧聚焦點
S1‧‧‧支持面

Claims (20)

  1. 一種拍攝裝置，其包括：光源，向對象物照射光；聚焦光學系統，變更於對象物反射的光的路徑；拍攝部，拍攝藉由所述聚焦光學系統而形成的所述對象物的圖像；以及距離調節部，調節所述聚焦光學系統與所述對象物之間的距離；且每當所述聚焦光學系統與所述對象物之間的距離改變特定的間隔時，所述拍攝部均拍攝所述對象物的圖像，且所述拍攝部拍攝所述對象物的圖像時具有相對於所述對象物的一非零相對速度，所述特定的間隔設定為小於所述聚焦光學系統的景深的尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其中所述拍攝部以全域快門方式拍攝所述對象物的圖像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其中所述距離調節部於至少一時間區間內等速度地改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的拍攝裝置，其中所述距離調節部改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離的速度滿足數式1， V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，f =等速度區間內的拍攝部的單位時間拍攝次數，DoF=聚焦光學系統的景深尺寸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其中所述距離調節部改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離的速度滿足數式2， V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，DoF=聚焦光學系統的景深，E=拍攝部的每幀曝光時間)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其中所述拍攝部的每幀曝光時間滿足數式3， E=拍攝部的每幀曝光時間，Apixcl=拍攝部的像素面積，M=倍率，V/2max=拍攝部與對象物之間的相對振動速度的最大值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其更包括感測所述對象物與所述拍攝部之間的距離變化而產生電訊號的編碼器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的拍攝裝置，其更包括基於由所述編碼器產生的所述電訊號而對所述拍攝部產生同步化訊號的控制部。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其更包括接收由所述拍攝部拍攝到的所述對象物的圖像而擷取所述圖像的清晰度的處理器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的拍攝裝置，其中所述處 理器將拍攝到所述清晰度最高的圖像的所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離確定為聚焦距離。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的拍攝裝置，其中所述處理器根據所述圖像的清晰度值而藉由數式4確定聚焦距離， H=聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi=測定出最高的清晰度的第i次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi-1=第i-1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi+1=第i+1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Ci=測定出最高的清晰度的第i個拍攝圖像的清晰度值，Ci-1=第i-1個拍攝圖像的清晰度值，Ci+1=第i+1個拍攝圖像的清晰度值。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝裝置，其中藉由數式5及數式6而確定所述距離調節部改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離的區間，H-D-δ<X<H+D+δ...數式5 X=對象物的支持面與聚焦光學系統的聚焦點之間的距離，H=對象物的預測厚度，D=對象物的厚度偏差，δ=加速區間，V1=最大速度，a=加速度。
  13. 一種拍攝方法，其包括如下步驟：向對象物照射光的步驟；利用聚焦光學系統對在所述對象物反射的光進行聚光的步驟； 調節所述聚焦光學系統與所述對象物之間的距離的步驟；以及每當所述聚焦光學系統與所述對象物之間的距離改變特定的間隔時，拍攝部均拍攝所述對象物的圖像的步驟，其中所述拍攝部拍攝所述對象物的圖像時具有相對於所述對象物的一非零相對速度；且所述特定的間隔設定為小於所述聚焦光學系統的景深。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的拍攝方法，其中於調節所述距離的步驟中，於至少一時間區間內等速度地改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的拍攝方法，其中於調節所述距離的步驟中，所述拍攝部於等速度地改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離的時間區間內，按照特定的時間間隔拍攝所述對象物的圖像，所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離發生變化的速度滿足數式1， V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，f=等速度區間內的拍攝部的單位時間拍攝次數，DoF=聚焦光學系統的景深，α為滿足0.1<α<0.5的任意的實數。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的拍攝方法，其中於調節所述距離的步驟中，改變所述對象物與所述聚焦光學系統之間的距離的速度滿足數式2， V1=對象物與聚焦光學系統之間的距離變化速度的大小，DoF=聚焦光學系統的景深，E=拍攝部的每幀曝光時間。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的拍攝方法，其更包括感測所述對象物與所述拍攝部之間的距離變化而產生電訊號的步驟。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的拍攝方法，其更包括基於所述電訊號而對所述拍攝部產生同步化訊號的步驟。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的拍攝方法，其更包括接收由所述拍攝部拍攝到的所述對象物的圖像而擷取所述圖像的清晰度的步驟。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的拍攝方法，其更包括根據所述圖像的清晰度值而藉由數式4確定聚焦距離的步驟， H=聚焦狀態下的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi=測定出最高的清晰度的第i次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi-1=第i-1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Hi+1=第i+1次拍攝時的聚焦光學系統與對象物之間的距離，Ci=測定出最高的清晰度的第i個拍攝圖像的清晰度值，Ci-1=第i-1個拍攝圖像的清晰度值，Ci+1=第i+1個拍攝圖像的清晰度值。
TW105130258A 2016-02-16 2016-09-20 拍攝裝置以及拍攝方法 TWI618971B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??10-2016-0017859 2016-02-16
KR1020160017859A KR101850363B1 (ko) 2016-02-16 2016-02-16 촬영장치 및 촬영방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201730658A TW201730658A (zh) 2017-09-01
TWI618971B true TWI618971B (zh) 2018-03-21

Family

ID=59626189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105130258A TWI618971B (zh) 2016-02-16 2016-09-20 拍攝裝置以及拍攝方法

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101850363B1 (zh)
TW (1) TWI618971B (zh)
WO (1) WO2017142154A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794056A (zh) * 2010-02-05 2010-08-04 明基电通有限公司 摄影设定控制方法及摄影装置
TWM434196U (en) * 2012-03-20 2012-07-21 Hsintek Optical Instr Corp Continuous zoom imaging device for dual-telecentric interferometer
TW201237398A (en) * 2011-03-14 2012-09-16 Toray Eng Co Ltd Film thickness unevenness inspection device and method
WO2013063096A1 (en) * 2011-10-25 2013-05-02 Sanford-Burnham Medical Research Institute Multifunction autofocus system and method for automated microscopy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5172204B2 (ja) * 2007-05-16 2013-03-27 大塚電子株式会社 光学特性測定装置およびフォーカス調整方法
JP4931250B2 (ja) * 2008-03-31 2012-05-16 キヤノン株式会社 撮像装置及び制御方法
KR101137615B1 (ko) * 2010-01-12 2012-04-19 삼성전자주식회사 디지털 카메라의 자동 초점 조정 방법 및 장치
JP5110332B2 (ja) * 2010-05-24 2012-12-26 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 自動焦点調節装置
JP5669529B2 (ja) * 2010-11-17 2015-02-12 オリンパス株式会社 撮像装置、プログラム及びフォーカス制御方法
TWI471630B (zh) * 2012-06-01 2015-02-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 主動式距離對焦系統及方法
CN105191283B (zh) * 2013-03-29 2019-10-22 索尼公司 摄像装置、固体摄像元件、相机模块、电子设备及摄像方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794056A (zh) * 2010-02-05 2010-08-04 明基电通有限公司 摄影设定控制方法及摄影装置
TW201237398A (en) * 2011-03-14 2012-09-16 Toray Eng Co Ltd Film thickness unevenness inspection device and method
WO2013063096A1 (en) * 2011-10-25 2013-05-02 Sanford-Burnham Medical Research Institute Multifunction autofocus system and method for automated microscopy
TWM434196U (en) * 2012-03-20 2012-07-21 Hsintek Optical Instr Corp Continuous zoom imaging device for dual-telecentric interferometer

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170096456A (ko) 2017-08-24
WO2017142154A1 (ko) 2017-08-24
KR101850363B1 (ko) 2018-04-20
TW201730658A (zh) 2017-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5895270B2 (ja) 撮像装置
KR102130756B1 (ko) 자동 초점 조절 방법 및 자동 초점 조절 장치
US20170003573A1 (en) Systems and methods for autofocus trigger
US9288378B2 (en) Autofocus apparatus
GB2595371A (en) Image processing apparatus, image pickup apparatus, image processing method, and storage medium
JP2013088261A (ja) 三次元形状計測装置、三次元形状計測装置の制御方法、およびプログラム
US9900493B2 (en) Focus detecting apparatus, and method of prediction for the same
JP2010008507A (ja) カメラ
US11095798B2 (en) Image capturing system, image capturing apparatus, and control method of the same
JP6486098B2 (ja) 撮像装置及びその制御方法
TWI618971B (zh) 拍攝裝置以及拍攝方法
JP2008268815A (ja) 自動合焦装置
TWI580941B (zh) 自動對焦測試系統及方法
US10917556B2 (en) Imaging apparatus
JP2021067704A (ja) 撮像装置
US20240015402A1 (en) Tracking camera, tracking camera systems, and operation thereof
WO2014073590A1 (ja) ３次元計測装置および３次元計測方法
JP2010066728A (ja) 撮像装置および撮像装置の制御方法
JP6089232B2 (ja) 撮像装置
US10530985B2 (en) Image capturing apparatus, image capturing system, method of controlling image capturing apparatus, and non-transitory computer-readable storage medium
JP2017054127A (ja) 焦点調節装置
JP7132731B2 (ja) 撮像システム、撮像装置、及びそれらの制御方法、プログラム、記憶媒体
JP6247724B2 (ja) 計測装置
JP2023047714A (ja) 撮像装置、撮像方法及びプログラム
JP2019159204A (ja) 撮像システム、撮像装置、及びそれらの制御方法、プログラム、記憶媒体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees