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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Bildmessvorrichtung.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bildmessvorrichtung, die
mit einer Strobbeleuchtungseinheit ausgestattet ist.
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Aus
dem Stand der Technik ist eine Bildmessvorrichtung bekannt, die
umfasst: eine Strobbeleuchtungseinheit, die ein Messzielobjekt mit
Licht beleuchtet; eine Bildaufnahmeeinheit, die ein Bild des Messzielobjekts
aufnimmt; einen Bewegungsmechanismus, der die Bildaufnahmeeinheit
und/oder das Messzielobjekt relativ zueinander bewegt; und eine
Steuereinheit, die die Strobbeleuchtungseinheit, die Bildaufnahmeeinheit
und den Bewegungsmechanismus steuert, um das Messzielobjekt auf
der Basis des durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bildes
zu messen. Ein Beispiel für eine derartige Bildmessvorrichtung
ist in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer 2006-337275 angegeben.
Die in dem oben genannten Patent angegebene Bildmessvorrichtung
umfasst eine Beleuchtungseinrichtung (Strobbeleuchtungseinheit),
eine CCD-Kamera (Bildaufnahmeeinheit), einen XYZ-Antriebsmechanismus
(Bewegungsmechanismus) und ein Computersystem (Steuereinheit). Die
angegebene Bildmessvorrichtung misst ein Messzielobjekt auf der
Basis eines durch die CCD-Kamera aufgenommenen Bildes.
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In
einer Bildmessvorrichtung, die wie in dem oben angegebenen Patentdokument
eine Strobbeleuchtungseinheit umfasst, kann die Strobbeleuchtungseinheit
die Helligkeit der Beleuchtung über eine Steuerung der
Beleuchtungszeit einstellen. Im Vergleich zu einer Beleuchtungseinheit,
die kontinuierlich leuchtet, ermöglicht die Strobbeleuchtungseinheit
also eine einfachere Einstellung der Helligkeit der Beleuchtung.
Dadurch können Variationen in der Helligkeit der Beleuchtung
vermindert werden, die ansonsten zwischen verschiedenen Bildmessvorrichtungen
auftreten können. Dadurch können Variationen im
Messergebnis reduziert werden.
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Eine
Bildmessvorrichtung wie die hier angegebene Vorrichtung misst ein
Messzielobjekt nach der Durchführung einer Autofokusverarbeitung.
Die Autofokusverarbeitung ist eine Verarbeitung zum automatischen
Positionieren einer Bildaufnahmeeinheit an der Fokusposition eines
Messzielobjekts.
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9 ist ein Diagram, das einen Zustand zeigt,
in dem eine Bildmessvorrichtung 10 eine Autofokusverarbeitung
durchführt. Wie in 9A gezeigt, umfasst
die Bildmessvorrichtung 10: einen Tisch 11, auf
dem ein Messzielobjekt W platziert ist; eine Strombeleuchtungseinheit 12,
die das Messzielobjekt W mit Licht beleuchtet; eine Bildaufnahmeeinheit 13,
die ein Bild des Messzielobjekts W aufnimmt; einen Bewegungsmechanismus
(nicht in der Zeichnung gezeigt), der die Bildaufnahmeeinheit 13 in
der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmeeinheit 13 bewegt
(d. h. in der durch den Pfeil mit zwei Spitzen in 9 angezeigten
Richtung); und eine Steuereinheit (nicht gezeigt), die den gesamten
Betrieb der Bildmessvorrichtung 10 steuert. Wenn die Bildmessvorrichtung 10 eine
Autofokusverarbeitung durchführt, steuert die Steuereinheit
den Bewegungsmechanismus, um die Bildaufnahmeeinheit 13 in
der Richtung des optischen Achse der Bildaufnahmeeinheit 13 mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu bewegen, und steuert weiterhin
die Bildaufnahmeeinheit 13, um ein Bild des Messzielobjekts
W an einer Vielzahl von Positionen aufzunehmen. Dadurch erfasst
die Bildmessvorrichtung 10 die Fokusposition der Bildaufnahmeeinheit 13.
Insbesondere erfasst die Bildmessvorrichtung 10 wie in 9B gezeigt
den Kontrast eines durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommenen
Bildes und erfasst weiterhin eine Position P, die einem Bild mit
einem maximalen Kontrast entspricht, als die Fokusposition.
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Im
Gegensatz zu einer Bildmessvorrichtung, die mit einer kontinuierlich
leuchtenden Beleuchtungseinheit ausgestattet ist, weist die mit
der Strobbeleuchtungseinheit 12 ausgestattete Bildmessvorrichtung 10 das
Problem auf, dass die Fokusposition unter Verwendung der oben genannten
Autofokusverarbeitung schwierig zu erfassen ist.
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10 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
in einer Bildmessvorrichtung zeigt, die mit einer kontinuierlich leuchtenden
Beleuchtungseinheit ausgestattet ist. In 10 zeigt
der oberste Teil des Diagramms ein Belichtungssignal, das von einer
Bildaufnahmeeinheit ausgegeben wird, wenn die Operation zum Aufnehmen
eines Bildes eines Messzielobjekts gestartet wird. Der zweite Teil
von oben des Diagramms zeigt die Beleuchtungszeit der Beleuchtungseinheit.
Der dritte Teil von oben des Diagramms zeigt ein Auslösesignal,
das zum Erhalten der Position der Bildaufnahmeeinheit durch eine
Steuereinheit verwendet wird. Der vierte Teil von oben des Diagramms
zeigt ein virtuelles Auslösesignal, das der kompensierten Position
der Bildaufnahmeeinheit (d. h. der Position nach der Kompensation)
entspricht, wenn eine Kompensationsverarbeitung auf der durch die
Steuereinheit erhaltenen Position der Bildaufnahmeeinheit durchgeführt
wird.
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Wie
in 10 gezeigt, beginnt die Bildaufnahmeeinheit, ein
Bild eines Messzielobjekts mit vorbestimmten Intervallen aufzunehmen.
Wenn die Bildaufnahmeoperation gestartet wird, sendet die Bildaufnahmeeinheit
ein Belichtungssignal zu der Steuereinheit. Bei Empfang des Belichtungssignals
erzeugt die Steuereinheit ein Auslösesignal, das mit dem
Belichtungssignal synchronisiert ist. Die Steuereinheit erhält
die Position der Bildaufnahmeeinheit auf der Basis des Auslösesignals.
Weil die Beleuchtungseinheit kontinuierlich leuchtet, ist die Helligkeit der
Beleuchtung während der Belichtungszeit T, d. h. während
der Zeit vom Beginn bis zum Ende der Bilderfassungsoperation, konstant.
Deshalb ist das durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommene Bild ein
in der Belichtungszeit T überlagertes Bild. Es ist deshalb
wünschenswert, die Position der Bildaufnahmeeinheit in
der Mitte der Belichtungszeit T zu erhalten.
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Weil
sich jedoch die Bildaufnahmeeinheit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
bewegt, kann die Position der Bildaufnahmeeinheit in der Mitte der Belichtungszeit
T nicht erhalten werden, wenn die Steuereinheit die Position der
Bildaufnahmeeinheit auf der Basis des Auslösesignals erfasst.
Deshalb kompensiert die Steuereinheit die Position der Bildaufnahmeeinheit,
die auf der Basis des Auslösesignals erhalten wurde, zu
der Position der Bildaufnahmeeinheit in der Mitte der Belichtungszeit
T auf der Basis der Bewegungsgeschwindigkeit der Bildaufnahmeeinheit
und der Belichtungszeit T. Ein virtuelles Auslösesignal,
das der kompensierten Position der Bildaufnahmeeinheit entspricht,
fällt also mit einer Verzögerung von T/2 hinter
das Auslösesignal.
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11 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch die mit der Strobbeleuchtungseinheit 12 ausgestattete
Bildmessvorrichtung 10 durchgeführt wird. Der erste,
dritte und vierte Teil von oben des Diagramms in 11 sind
mit den entsprechenden Teilen von 10 identisch.
Der zweite Teil von oben des Diagrams von 11 zeigt
die Beleuchtungszeit (L1, L2 und
L3) der Strobbeleuchtungseinheit 12.
Während des Betriebs der Strobbeleuchtungseinheit 12 steuert eine
Steuereinheit wie in 11 gezeigt die Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3. Dementsprechend ist im Gegensatz zu einer
kontinuierlich leuchtenden Beleuchtungseinheit die Helligkeit der
Beleuchtung während der Belichtungszeit T nicht immer konstant.
Deshalb ist das durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommene
Bild ein während der Beleuchtungszeit L1,
L2 und L3 überlagertes
Bild. Es wäre also wünschenswert, die Position
der Bildaufnahmeeinheit 13 in der Mitte der Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3 zu erhalten. Die mit der Strobbeleuchtungseinheit 12 ausgestattete
Bildmessvorrichtung 10 kann die Position der Bildaufnahmeeinheit 13 in
der Mitte der Beleuchtungszeit L1, L2 und L3 jedoch auch
dann nicht erhalten, wenn sie dieselbe Kompensation wie die mit
einer kontinuierlich leuchtenden Beleuchtungseinheit ausgestattete
Bildmessvorrichtung ausführt. Deshalb ergibt sich das Problem,
dass es schwierig ist, eine Fokusposition korrekt zu erfassen.
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Die
vorliegende Erfindung gibt eine Bildmessvorrichtung an, die eine
Fokusposition korrekt durch die Durchführung einer Autofokusverarbeitung erfassen
kann.
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Eine
Bildmessvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
weist die nachfolgend genannten Merkmale auf. Die Bildmessvorrichtung
umfasst eine Strobbeleuchtungseinheit, eine Bildaufnahmeeinheit, einen
Bewegungsmechanismus und eine Steuereinheit. Die Strobbeleuchtungseinheit
beleuchtet ein Messzielobjekt mit Licht. Die Bildaufnahmeeinheit nimmt
ein Bild des Messzielobjekts auf. Der Bewegungsmechanismus bewegt
die Bildaufnahmeeinheit und/oder das Messzielobjekt relativ zueinander.
Die Steuereinheit steuert die Strobbeleuchtungseinheit, die Bildaufnahmeeinheit
und den Bewegungsmechanismus, um das Messzielobjekt auf der Basis
des durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bildes zu messen.
Die Steuereinheit umfasst einen Fokuspositionsdetektor, der eine
Fokusposition der Bildaufnahmeeinheit erfasst, indem er den Bewegungsmechanismus
für eine Änderung der Positionsbeziehung zwischen
der Bildaufnahmeeinheit und dem Messzielobjekt entlang einer optischen
Achse der Bildaufnahmeeinheit mit einer vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit
steuert und weiterhin die Bildaufnahmeeinheit für das Aufnehmen
eines Bildes des Messzielobjekts an einer Vielzahl von relativen Positionen
steuert. Der Fokuspositionsdetektor umfasst einen Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt,
eine Relativpositions-Erfassungsabschnitt und einen Kontrast-Erfassungsabschnitt.
Der Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt steuert die Helligkeit der
für das Aufnehmen des Bildes Messzielobjekts durch die
Bildaufnahmeeinheit verwendeten Beleuchtung durch das Steuern der
Beleuchtungszeit der Strobbeleuchtungseinheit. Der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
erfasst jede der relativen Positionen in der Mitte der Beleuchtungszeit.
Der Kontrast-Erfassungsabschnitt erfasst den Kontrast des durch
die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bildes. Unter den durch die
Relativpositions-Erfassungsabschnitt erfassten Positionen erfasst
der Fokuspositionsdetektor eine relative Position, die einem Bild
mit einem maximalen durch den Kontrast-Erfassungsabschnitt erfassten Kontrast
entspricht, als die Fokusposition.
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Wie
weiter oben genannt, umfasst die Steuereinheit den Fokuspositionsdetektor,
der eine Autofokusverarbeitung durchführt. Der Fokuspositionsdetektor
umfasst den Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt, der die Beleuchtungszeit
der Strobbeleuchtungseinheit steuert, den Relativpositions-Erfassungsabschnitt,
der die relativen Positionen der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts
erfasst, und den Kontrast-Erfassungsabschnitt, der den Kontrast
des durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bildes erfasst.
Der Relativpositions-Erfassungsabschnitt erfasst jede der relativen
Positionen der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts in der
Mitte der Beleuchtungszeit. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung
die Fokusposition korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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In
einer Bildmessvorrichtung gemäß dem oben genannten
Aspekt der Erfindung sollte der Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt
mit dem Leuchten der Strobbeleuchtungseinheit beginnen, wenn er
ein vorbestimmtes zu der Steuereinheit gesendetes Signal empfängt.
Und der Relativpositions-Erfassungsabschnitt sollte jede der relativen
Positionen erhalten, indem er das vorbestimmte Signal empfängt
und danach die relative Position auf der Basis der Beleuchtungszeit
und der vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit korrigiert.
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Weil
bei einer derartigen bevorzugten Konfiguration der Relativpositions-Erfassungsabschnitt die
relative Position der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts,
die durch den Empfang des zu der Steuereinheit gesendeten vorbestimmten
Signals erhalten wird, auf der Basis der Beleuchtungszeit der Strobbeleuchtungseinheit
und der Bewegungsgeschwindigkeit an der relativen Position der Bildaufnahmeeinheit
und des Messzielobjekts kompensiert, kann die relative Position
der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts in der Mitte der
Beleuchtungszeit erhalten werden. Deshalb kann die Bilderfassungsvorrichtung
die Fokusposition korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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In
einer Bildmessvorrichtung gemäß dem oben genannten
Aspekt der Erfindung sollte vorzugsweise der Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt
die Beleuchtungszeit auf der Basis eines vorbestimmten zu der Steuereinheit
gesendeten Signals und der Belichtungszeit der Bildaufnahmeeinheit
derart steuern, dass die Mitte der Beleuchtungszeit mit der Mitte
der Belichtungszeit zusammenfällt. Und der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
sollte jede der relativen Positionen erfassen, indem er das vorbestimmte
Signal empfängt und danach die relative Position auf der Basis
der Belichtungszeit und der vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit
korrigiert.
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Weil
bei einer derartigen bevorzugten Konfiguration der Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt
die Beleuchtungszeit auf der Basis des vorbestimmten zu der Steuereinheit
gesendeten Signals und der Belichtungszeit derart steuert, dass
die Mitte der Beleuchtungszeit mit der Mitte der Belichtungszeit
der Bildaufnahmeeinheit zusammenfällt, wird eine Kompensation
in gleicher Weise wie in einer Bildmessvorrichtung, die mit einer
kontinuierlich leuchtenden Beleuchtungseinheit ausgestattet ist,
durchgeführt. Dadurch kann der Relativpositions-Erfassungsabschnitt die
relative Position der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts
in der Mitte der Beleuchtungszeit erfassen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung
die Fokusposition korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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In
einer Bildmessvorrichtung gemäß dem oben genannten
Aspekt der Erfindung sollte vorzugsweise der Beleuchtungs-Steuerungsabschnitt
auf der Basis eines vorbestimmten zu der Steuereinheit gesendeten
Signals und der Belichtungszeit der Bildaufnahmeeinheit die Beleuchtungszeit
derart steuern, dass die Mitte der Beleuchtungszeit mit der Mitte der
Belichtungszeit zusammenfällt. Und der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
sollte jede der relativen Positionen auf der Basis des vorbestimmten
Signals und der Beleuchtungszeit erfassen.
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Bei
einer derartigen bevorzugten Konfiguration kann der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
die relative Position der Bildaufnahmeeinheit und das Messzielobjekt
in der Mitte der Beleuchtungszeit erfassen, ohne eine Kompensation
durchzuführen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung die
Fokusposition korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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Vorzugsweise
sollte das vorbestimmte Signal ein Belichtungssignal sein, das von
der Bildaufnahmeeinheit zu der Steuereinheit gesendet wird, wenn
die Bildaufnahmeeinheit mit der Aufnahme des Bildes des Messzielobjekts
beginnt.
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Bei
einer derartigen bevorzugten Konfiguration kann der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
die relative Position der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts
in der Mitte der Beleuchtungszeit unter Nutzung des Belichtungssignals
erfassen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung die Fokusposition korrekt
durch das Durchführen der Autofokusverarbeitung erfassen,
ohne dass hierfür eine zusätzliche Vorrichtung
erforderlich ist.
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Vorzugsweise
sollte das vorbestimmte Signal ein externes Signal sein, das von
einer mit der Bildmessvorrichtung verbundenen Signalquelle zu der
Steuereinheit gesendet wird.
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Bei
einer derartigen bevorzugten Konfiguration kann der Relativpositions-Erfassungsabschnitt
die relative Position der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts
in der Mitte der Beleuchtungszeit unter Nutzung des von der Signalquelle
gesendeten externen Signals erfassen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung
die Fokusposition korrekt unter Verwendung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die
Konfiguration einer Bildmessvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die
Konfiguration einer Bildmessvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die
Konfiguration einer Bildmessvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung gemäß der
dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die
Konfiguration einer Bildmessvorrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung gemäß der
vierten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt
wird.
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9A ist
ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem eine Bildmessvorrichtung
eine Autofokusverarbeitung durchführt.
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9B ist
ein Kurvendiagramm, das den Kontrast eines Bildes eines Messzielobjekts
zeigt, das durch die Messbildvorrichtung von 9A während
der Autofokusverarbeitung aufgenommen wurde.
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10 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung durchgeführt
wird, die mit einer kontinuierlich leuchtenden Beleuchtungseinheit ausgestattet
ist.
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11 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Autofokusverarbeitung
zeigt, die durch eine Bildmessvorrichtung durchgeführt
wird, die mit einer Strobbeleuchtungseinheit ausgestattet ist.
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Mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird im Folgenden
eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im
Detail beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das
schematisch ein Beispiel für eine Konfiguration einer Bildmessvorrichtung 1 gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt,
umfasst die Bildmessvorrichtung 1 einen Maschinenkörper 2 und
eine Steuereinheit 3 zum Steuern des Maschinenkörpers 2.
Der Maschinenkörper 2 enthält dieselben
Komponenten wie die weiter oben mit Bezug auf 9A erläuterte
Bildmessvorrichtung 10. Insbesondere umfasst der Maschinenkörper 2 eine
Beleuchtungseinheit 21, die ein Messzielobjekt W (nicht
gezeigt) mit Licht beleuchtet, eine Kamera (Bildaufnahmeeinheit) 22,
die ein Bild des Messzielobjekts W aufnimmt, und einen Bewegungsmechanismus 23,
der die Kamera 22 in der Richtung der optischen Achse der Kamera 22 bewegt.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung bewegt
der Bewegungsmechanismus 23 die Kamera 22, um
die Kamera 22 und das Messzielobjekt W relativ zueinander
zu positionieren.
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Die
Steuereinheit 3 steuert den Maschinenkörper 2,
um das Messzielobjekt W auf der Basis eines durch die Kamera 22 aufgenommenen
Bildes zu messen. Die folgende Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung konzentriert sich auf eine von mehreren Funktionen
der Steuereinheit 3, nämlich auf die Funktion
zum Durchführen der Autofunktionsverarbeitung. Die Steuereinheit 3 umfasst eine
Fokuspositions-Erfassungseinheit 4, die die Fokusposition
der Kamera 22 erfasst. Die Fokuspositions-Erfassungseinheit 4 erfasst
die Fokusposition, indem sie den Bewegungsmechanismus 23 für
eine Bewegung der Kamera 22 in der Richtung der optischen
Achse der Kamera 22 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
steuert und weiterhin die Kamera 22 für das Aufnehmen
eines Bildes des Messzielobjekts W an einer Vielzahl von Positionen
steuert.
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Die
Fokuspositions-Erfassungseinheit 4 umfasst eine Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41,
eine Relativpositions-Erfassungseinheit 42 und eine Kontrast-Erfassungseinheit 43.
Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41 steuert die Beleuchtungszeit
der Strobbeleuchtungseinheit 21, um die Helligkeit des für
das Aufnehmen eines Bildes des Messzielobjekts W durch die Kamera 22 verwendeten
Beleuchtungslichts zu steuern. Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 erfasst
die Position der Kamera 22, um die relativen Positionen
der Kamera 22 und des Messzielobjekts W zu bestimmen (d.
h. zu erfassen). Die Kontrast-Bestimmungseinheit 43 erfasst
den Kontrast des durch die Kamera 22 aufgenommenen Bildes.
Unter den durch die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 erfassten
Positionen der Kamera 22 erfasst die Fokuspositions-Erfassungseinheit 4 eine Position,
die einem Bild mit einem durch die Kontrast-Erfassungseinheit 43 erfassten
maximalen Kontrast entspricht, als Fokusposition.
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2 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der durch die Bildmessvorrichtung 1 durchgeführten
Autofokusverarbeitung zeigt. In 2 zeigt der
erste Teil von oben des Diagramms ein Belichtungssignal, das von
der Kamera 22 ausgegeben wird, wenn die Operation zum Aufnehmen
eines Bildes des Messzielobjekts W gestartet wird. Der zweite Teil
des Diagramms von oben zeigt die Beleuchtungszeit der Strobbeleuchtungseinheit 21.
Der dritte Teil des Diagramms von oben zeigt ein Auslösesignal,
das zum Erfassen der Position der Kamera 22 durch die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 verwendet
wird. Der vierte Teil des Diagramms von oben zeigt ein virtuelles
Auslösesignal, das der kompensierten Position der Kamera 22 entspricht,
wenn eine Kompensationsverarbeitung auf der durch die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 erfassten
Position der Kamera 22 durchgeführt wird.
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Wie
in 2 gezeigt, beginnt die Kamera 22 mit
dem Erfassen eines Bildes des Messzielobjekts W mit bestimmten Intervallen.
Wenn die Bilderfassungsoperation gestartet wird, sendet die Kamera 22 ein
Belichtungssignal zu der Steuereinheit 3. Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41 startet
mit dem Leuchtbetrieb der Strobbeleuchtungseinheit 21, wenn
sie das zu der Steuereinheit 3 gesendete Belichtungssignal
empfängt. Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41 steuert
die Beleuchtungszeit L1, L2 und
L3. Bei Empfang des zu der Steuereinheit 3 gesendeten
Belichtungssignals erzeugt die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 ein
Auslösesignal, das mit dem Belichtungssignal synchronisiert
ist. Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 erfasst
die Position der Kamera 22 auf der Basis des Auslösesignals. Nach
der Erfassung der Position der Kamera 22 auf der Basis
des Auslösesignals kompensiert die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 die
Position der Kamera 22 auf der Basis der Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3 und der Bewegungsgeschwindigkeit in der
Position der Kamera 22, um die Position der Kamera 22 in
der Mitte der Beleuchtungszeit L1, L2 und L3 zu erfassen.
Deshalb fällt das virtuelle Auslösesignal, das der
kompensierten Position der Kamera 22 entspricht, mit einer
Verzögerung von L1, L2,
L3/2 hinter das Auslösesignal.
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Die
Bildmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die folgenden
Effekte und bietet die folgenden Vorteile.
- (1)
Die Steuereinheit 3 umfasst die Fokuspositions-Erfassungseinheit 4,
die eine Autofokusverarbeitung durchführt. Die Fokuspositions-Erfassungseinheit 4 umfasst
die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41, die die Beleuchtungszeit
der Strobbeleuchtungseinheit 21 steuert, die Relativpositions-Erfassungseinheit 42,
die die Position der Kamera 22 erfasst, und die Kontrast-Erfassungseinheit 43,
die den Kontrast eines durch die Kamera 22 aufgenommenen
Bildes erfasst. Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 erfasst
die Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit.
Deshalb kann die Bildmessvorrichtung 1 eine Fokusposition
korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
- (2) Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 kompensiert
die Position der Kamera 22, die durch das Empfangen eines
zu der Steuereinheit 3 gesendeten Belichtungssignals erfasst
wird. Die Kompensation wird auf der Basis der Beleuchtungszeit der
Strobbeleuchtungseinheit 21 und der Bewegungsgeschwindigkeit
in der Position der Kamera 22 durchgeführt. Deshalb
kann die Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit
erfasst werden.
- (3) Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 kann
die Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit
unter Nutzung des Belichtungssignals erfassen. Deshalb kann die
Bildmessvorrichtung 1 eine Fokusposition korrekt durch
die Durchführung der Autofokusverarbeitung erfassen, ohne
dass hierfür eine zusätzliche Vorrichtung erforderlich
ist.
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Mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird im Folgenden
eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
im Detail erläutert. 3 ist ein
Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Konfiguration
einer Bildmessvorrichtung 1A gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 4 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der durch die Bildmessvorrichtung 1A durchgeführten
Autofokusverarbeitung zeigt. In der folgenden Beschreibung werden
gleiche Bezugszeichen für Komponenten verwendet, die bereits
in der vorstehenden Beschreibung erläutert wurden, wobei
hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet
wird.
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Wie
weiter oben beschrieben, umfasst die Bildmessvorrichtung 1 gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41 und
die Relativpositions-Erfassungseinheit 42. Die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41 startet
den Leuchtbetrieb der Strobbeleuchtungseinheit 21, wenn
die Steuereinheit 3 das zu derselben gesendete Belichtungssignal
empfängt. Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 kompensiert
die Position der Kamera 22 auf der Basis der Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3 und der Bewegungsgeschwindigkeit in der
Position der Kamera 22. Die Bildmessvorrichtung 1A gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst wie in 3 gezeigt
eine Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41A und eine Relativpositions-Erfassungseinheit 42A.
Die Bildmessvorrichtung 1A unterscheidet sich nachfolgend
beschrieben von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1. Wie
in 4 gezeigt, steuert die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41A die
Belichtungszeit L1, L2 und
L3 derart, dass die Mitte der Beleuchtungszeit
L2, L2 und L3 mit der Mitte der Belichtungszeit T der
Kamera 22 zusammenfällt, auf der Basis des zu
der Steuereinheit 3 gesendeten Belichtungssignals und der
Belichtungszeit T. Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42A kompensiert die
Position der Kamera 22 auf der Basis der Belichtungszeit
T und der Bewegungsgeschwindigkeit in der Position der Kamera 22.
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Die
vorliegende Ausführungsform der Erfindung ermöglicht
dieselben Effekte und bietet dieselben Vorteile wie unter (1) und
(3) für die vorausgehende Ausführungsform der
Erfindung beschrieben. Außerdem sind die folgenden Effekte
und Vorteile zu erwarten.
- (4) Weil die Beleuchtungs-Steuerungseinheit 41A die
Beleuchtungszeit L1, L2 und
L3 auf der Basis des zu der Steuereinheit 3 gesendeten
Belichtungssignals und der Belichtungszeit T derart steuert, dass
die Mitte der Beleuchtungszeit L1, L2 und L3 mit der
Mitte der Belichtungszeit T der Kamera 22 zusammenfällt,
wird eine Kompensation in gleicher Weise wie in einer Bildmessvorrichtung durchgeführt,
die mit einer kontinuierlich leuchtenden Beleuchtungseinheit ausgestattet
ist. Deshalb kann die Relativpositions-Erfassungseinheit 42 die
Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3 erfassen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung 1A eine Fokusposition
korrekt durch die Durchführung einer Autofokusverarbeitung
erfassen.
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Mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird im Folgenden
eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
im Detail beschrieben. 5 ist ein Blockdiagramm, das
schematisch ein Beispiel für die Konfiguration einer Bildmessvorrichtung 1B gemäß der
dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 6 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der durch die Bildmessvorrichtung 1B durchgeführten
Autofokusverarbeitung zeigt. Wie weiter oben erläutert,
umfasst die Bildverarbeitungsvorrichtung 1A gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung die Relativpositions-Erfassungseinheit 42A. Die
Relativpositions-Erfassungseinheit 42A erfasst die Position
der Kamera 22, indem sie das zu der Steuereinheit 3 gesendete
Belichtungssignal empfängt. Danach kompensiert die Relativpositions-Erfassungseinheit 42A die
Position der Kamera 22 auf der Basis der Belichtungszeit
T und der Bewegungsgeschwindigkeit in der Position der Kamera 22.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Bildmessvorrichtung 1B gemäß der
dritten Ausführungsform der Erfindung eine Relativpositions-Erfassungseinheit 42B.
Die Bildmessvorrichtung 1B unterscheidet sich von der Bildmessvorrichtung 1A dadurch,
dass die Relativpositions-Erfassungseinheit 42B wie in 6 gezeigt die
Position der Kamera 22 auf der Basis des zu der Steuereinheit 3 gesendeten
Belichtungssignals und der Belichtungszeit T erfasst.
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Die
vorliegende Ausführungsform der Erfindung ermöglicht
dieselben Effekte und bietet dieselben Vorteile wie oben unter (1)
und (3) für die erste Ausführungsform beschrieben.
Außerdem sind die folgenden Effekte und Vorteile zu erwarten.
- (5) Die Relativpositions-Erfassungseinheit 42B kann
die Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit
L1, L2 und L3 erfassen, ohne eine Kompensation durchzuführen.
Deshalb kann die Bildmessvorrichtung 1B eine Fokusposition korrekt
durch die Durchführung einer Autofokusverarbeitung erfassen.
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Mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird im Folgenden
eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
im Detail erläutert. 7 ist ein
Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel für die Konfiguration
einer Bildmessvorrichtung 10 gemäß der
vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 8 ist
ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der durch die Bildmessvorrichtung 10 durchgeführten
Autofokusverarbeitung zeigt. Wie weiter oben erläutert,
führt die Bildmessvorrichtung 1B gemäß der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die
Autofokusverarbeitung auf der Basis des zu der Steuereinheit 3 gesendeten
Belichtungssignals durch. Die Bildmessvorrichtung 10 gemäß der
vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst wie in 7 gezeigt
eine Signalquelle 5, die mit dem Maschinenkörper 2 und
der Steuereinheit 3 der Bildmessvorrichtung 10 verbunden
ist. Die Bildmessvorrichtung 10 unterscheidet sich von
der Bildmessvorrichtung 1B dadurch, dass die Autofokusverarbeitung
wie in 8 gezeigt auf der Basis eines von der Signalquelle 5 gesendeten
externen Signals durchgeführt wird.
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Die
vorliegende Ausführungsform der Erfindung ermöglicht
dieselben Effekte und bietet dieselben Vorteile wie unter (1) für
die erste Ausführungsform und unter (5) für die
dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Außerdem
sind die folgenden Effekte und Vorteile zu erwarten.
- (6) Die Relativpositions-Erfassungseinheit 425 kann
die Position der Kamera 22 in der Mitte der Beleuchtungszeit
L1, L2und L3 unter Nutzung des von der Signalquelle 5 gesendeten
externen Signals erfassen. Deshalb kann die Bildmessvorrichtung 10 eine
Fokusposition korrekt durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung
erfassen.
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Der
Erfindungsumfang ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt. Es können verschiedene Modifikationen, Verbesserungen
usw. an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen
werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bewegt der
Bewegungsmechanismus 23 die Kamera 22, um die
Kamera 22 und das Messzielobjekt W relativ zueinander zu
positionieren. Außerdem bestimmt jeder der Relativpositions-Erfassungseinheiten 42, 42A und 42B die
relativen Positionen der Kamera 22 und des Messzielobjekts
W, indem sie die Position der Kamera 22 erfasst. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf diese beispielhaften Konfigurationen beschränkt.
Zum Beispiel kann ein Bewegungsmechanismus das Messzielobjekt bewegen,
um eine Bildaufnahmeeinheit und das Messzielobjekt relativ zueinander
zu positionieren. Außerdem kann ein Relativpositions-Erfassungsabschnitt
die relativen Positionen der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts
erhalten, indem er die Position des Messzielobjekts erfasst. Alternativ
hierzu kann ein Bewegungsmechanismus sowohl eine Bildaufnahmeeinheit
als auch ein Messzielobjekt bewegen, um die Bildaufnahmeeinheit
und das Messzielobjekt relativ zueinander zu positionieren. Außerdem
kann ein Relativpositions-Erfassungsabschnitt die Position der Bildaufnahmeeinheit
und die Position des Messzielobjekts erfassen, um die relativen
Positionen der Bildaufnahmeeinheit und des Messzielobjekts zu erfassen.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die Erfindung auf eine Bildmessvorrichtung
angewendet werden. Insbesondere kann die Erfindung auf eine Bildmessvorrichtung
angewendet werden, die mit einer Strobbeleuchtungseinheit ausgestattet
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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