JPH03217808A - 合焦点条件検出のための処理領域決定方法 - Google Patents
合焦点条件検出のための処理領域決定方法Info
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- JPH03217808A JPH03217808A JP2014601A JP1460190A JPH03217808A JP H03217808 A JPH03217808 A JP H03217808A JP 2014601 A JP2014601 A JP 2014601A JP 1460190 A JP1460190 A JP 1460190A JP H03217808 A JPH03217808 A JP H03217808A
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Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
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〕
この発明は、撮像光学装置の合焦点条件を検出するため
の画像の処理領域を決定する方法に関する。
の画像の処理領域を決定する方法に関する。
撮像光学装置の焦点を自動的に調節する方法としては、
例えば特開昭61−122617号公報に開示されてい
るものが知られている。この方法では、画像の隣接画素
間の輝度(または濃度)の差分を求め、その差分が最大
になるようにレンズと結像面との距離を制御している。
例えば特開昭61−122617号公報に開示されてい
るものが知られている。この方法では、画像の隣接画素
間の輝度(または濃度)の差分を求め、その差分が最大
になるようにレンズと結像面との距離を制御している。
この方法は、画像内に輝度変化が大きな輪郭線か存在す
る場合に有効である。
る場合に有効である。
このような方法で合焦点となる条件(上記の場合はレン
ズと結像面との距離)を検出する場合に、視野全体を対
象として画像データの処理を行なうとすると、その処理
に長時間を要するという問題がある。
ズと結像面との距離)を検出する場合に、視野全体を対
象として画像データの処理を行なうとすると、その処理
に長時間を要するという問題がある。
また、画像データの処理を行なうための比較的小さな領
域(以下、単に「処理領域」と呼ぶ。)を、所定の位置
、例えば視野の中心に設定し、この処理領域内たけて画
像データの処理を行なうなどの方法もある。しかし、画
像内にある図形や模様のサイズが大きい場合には、この
ように予め定められた位置に設定した処理領域内に輪郭
線が存在しない場合があり、この場合には、合焦点とな
る条件を検出できないという問題がある。
域(以下、単に「処理領域」と呼ぶ。)を、所定の位置
、例えば視野の中心に設定し、この処理領域内たけて画
像データの処理を行なうなどの方法もある。しかし、画
像内にある図形や模様のサイズが大きい場合には、この
ように予め定められた位置に設定した処理領域内に輪郭
線が存在しない場合があり、この場合には、合焦点とな
る条件を検出できないという問題がある。
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するた
めになされたものであり、合焦点条件を容易に検出でき
る処理領域を決定する方法を提供することを目的とする
。
めになされたものであり、合焦点条件を容易に検出でき
る処理領域を決定する方法を提供することを目的とする
。
上述の課題を解決するため、この発明の第1の構成では
、撮像光学装置が合焦点となる条件を検出する処理に際
して、画像データの処理を行う処理領域を決定する方法
であって、(a) 前記撮像光学装置を用いて被観察
物の画像の輝度を画素ごとの画像データとして取得し、
(b) 所定の閾値を用いて前記画像データを2値化
することによって2値化画像データを作成し、(c)
互いに等しい形状を有するように前記画像内に設定さ
れた複数の分割領域ごとに、2値化画像データの2つの
値のうちの一方の値をとる画素の割合を算出し、(d)
前記複数の分割順域のうちで、前記割合が172に
最も近い分割領域を前記処理領域として決定する。
、撮像光学装置が合焦点となる条件を検出する処理に際
して、画像データの処理を行う処理領域を決定する方法
であって、(a) 前記撮像光学装置を用いて被観察
物の画像の輝度を画素ごとの画像データとして取得し、
(b) 所定の閾値を用いて前記画像データを2値化
することによって2値化画像データを作成し、(c)
互いに等しい形状を有するように前記画像内に設定さ
れた複数の分割領域ごとに、2値化画像データの2つの
値のうちの一方の値をとる画素の割合を算出し、(d)
前記複数の分割順域のうちで、前記割合が172に
最も近い分割領域を前記処理領域として決定する。
また、この発明の第2の構成では、第1の構成のステッ
プ(d)のかわりに、前記複数の分割領域のうちで、前
記割合が所定の許容範囲内であって、かつ、前記撮像光
学装置により撮像した画像の中心から最も近い{立置に
存在する分割領域を前記処理領域として決定する。
プ(d)のかわりに、前記複数の分割領域のうちで、前
記割合が所定の許容範囲内であって、かつ、前記撮像光
学装置により撮像した画像の中心から最も近い{立置に
存在する分割領域を前記処理領域として決定する。
第1の構成では、2値化画像データの一方の値をとる画
素の割合が1/2に最も近い分割領域を処理領域と決定
するので、領域内部にある輪郭線が所定値以上の長さを
有すると期待しうる分割領域を処理領域として決定でき
、従って、合焦点条件を容易に検出できる処理領域を選
ぶことかできる。
素の割合が1/2に最も近い分割領域を処理領域と決定
するので、領域内部にある輪郭線が所定値以上の長さを
有すると期待しうる分割領域を処理領域として決定でき
、従って、合焦点条件を容易に検出できる処理領域を選
ぶことかできる。
また、第2の構成では、前記画素の割合が所定の範囲内
であって、かつ、画像の中心から最も近い分割領域を処
理領域として決定するので、観察したい領域が画像の中
心付近にある場合に、合焦点条件を容易に検田てきる処
理領域を容易に選ぶことができる。
であって、かつ、画像の中心から最も近い分割領域を処
理領域として決定するので、観察したい領域が画像の中
心付近にある場合に、合焦点条件を容易に検田てきる処
理領域を容易に選ぶことができる。
A.装置の構成
第1図は、この発明の一実施例を適用する装置としての
測長装置を示す斜視図である。この厠長装置の測定部1
は、4本の脚部11の上に図示しないエアパッド(空気
ばね)を介して基盤12が支持されており、この基盤1
2の上には測定テーブル13がY方向に移動自在に設け
られている。
測長装置を示す斜視図である。この厠長装置の測定部1
は、4本の脚部11の上に図示しないエアパッド(空気
ばね)を介して基盤12が支持されており、この基盤1
2の上には測定テーブル13がY方向に移動自在に設け
られている。
基盤12の後端部の上に立設された箱体14の前面には
レール板15が固定されている。レール板15には移動
体16がX方向に移動自在に取付けられており、この移
動体16に顕微鏡17と2次元CCDカメラ18とが固
定されている。基盤12の前面には、X軸移動ノブ19
aとY軸移動ノブ19bとが設けられている。オペレー
タがX軸移動ノブ19aを回すことにより、移動体16
がX方向に移動し、Y軸移動ノブ19bを回すことによ
り、測定テーブル13かY方向に移動するようになって
いる。基盤12の下部には電装部1oが設けられている
。この電装部10には、後述するマイクロコンピュータ
などの、測定部1を制御する装置か内蔵されている。
レール板15が固定されている。レール板15には移動
体16がX方向に移動自在に取付けられており、この移
動体16に顕微鏡17と2次元CCDカメラ18とが固
定されている。基盤12の前面には、X軸移動ノブ19
aとY軸移動ノブ19bとが設けられている。オペレー
タがX軸移動ノブ19aを回すことにより、移動体16
がX方向に移動し、Y軸移動ノブ19bを回すことによ
り、測定テーブル13かY方向に移動するようになって
いる。基盤12の下部には電装部1oが設けられている
。この電装部10には、後述するマイクロコンピュータ
などの、測定部1を制御する装置か内蔵されている。
この測定部1に隣接して、操作部2が設けられている。
操作部2のテーブル21の前部には操作パネル22が設
けられており、また後部にはccDカメラ18て撮像し
た画像を表示するためのモニター23とパーソナルコン
ピュータ24とが設置されている。操作パネル22は、
ジョイスティック22aやキーボード22bなどを有し
ている。
けられており、また後部にはccDカメラ18て撮像し
た画像を表示するためのモニター23とパーソナルコン
ピュータ24とが設置されている。操作パネル22は、
ジョイスティック22aやキーボード22bなどを有し
ている。
オペレータは、ジョイスティック22aを操作すること
により、移動体16をX方向に、また、測定テーブル1
3をY方向に図示しないモータによってそれぞれ移動さ
せることができる。また、キボード22bを操作するこ
とによって種々の測定モードや、測定データの統計処理
方法などを選択できるようになっている。またオペレー
タはパ−ソナルコンピュータ24を用いて、測定部10
に自動的に測長を行なわせるための測定プログラムの作
成などを行なうことができる。なお、このパーソナルコ
ンピュータ24には周辺機器としてキーボード24a1
マウス24b,プリンター24Cなどが備えられてい
る。
により、移動体16をX方向に、また、測定テーブル1
3をY方向に図示しないモータによってそれぞれ移動さ
せることができる。また、キボード22bを操作するこ
とによって種々の測定モードや、測定データの統計処理
方法などを選択できるようになっている。またオペレー
タはパ−ソナルコンピュータ24を用いて、測定部10
に自動的に測長を行なわせるための測定プログラムの作
成などを行なうことができる。なお、このパーソナルコ
ンピュータ24には周辺機器としてキーボード24a1
マウス24b,プリンター24Cなどが備えられてい
る。
第IA図は、前述した測長装置の電気的構成の一部を示
すブロック図である。図において、電装部10には、A
/D変換器30と、画像メモリ40と、マイクロコンピ
ュータ50と、バルスモタドライブ回路60と2値化回
路70とが備えられている。CCDカメラ18で撮像し
て得られた被観察物OBの画像データD.は、A/D変
換器l 30でA/D変換された後、画像メモリ4oに格納され
る。画像データD.は、画像メモリ4oが1 ら2値化回路70に与えられて2値化される。2値化さ
れた画像データBD.は2値化回路7oがl らマイクロコンピュータ5o内のRAM52に与えられ
、格納される。
すブロック図である。図において、電装部10には、A
/D変換器30と、画像メモリ40と、マイクロコンピ
ュータ50と、バルスモタドライブ回路60と2値化回
路70とが備えられている。CCDカメラ18で撮像し
て得られた被観察物OBの画像データD.は、A/D変
換器l 30でA/D変換された後、画像メモリ4oに格納され
る。画像データD.は、画像メモリ4oが1 ら2値化回路70に与えられて2値化される。2値化さ
れた画像データBD.は2値化回路7oがl らマイクロコンピュータ5o内のRAM52に与えられ
、格納される。
マイクロコンピュータ50は: RAM52の他にCP
U5 1を供えている。CPU51は、割合算出手段5
1aと領域決定手段5lbとを備えている。これらの手
段5lb,5lbは、いすれも制御プログラムに従って
CPU51が行なう処理の内容を表わしており、処理領
域を決定する際のCPU51の機能に対応している。な
お、これらの手段51a,51bの処理内容については
更に後述する。
U5 1を供えている。CPU51は、割合算出手段5
1aと領域決定手段5lbとを備えている。これらの手
段5lb,5lbは、いすれも制御プログラムに従って
CPU51が行なう処理の内容を表わしており、処理領
域を決定する際のCPU51の機能に対応している。な
お、これらの手段51a,51bの処理内容については
更に後述する。
B.実施例の手順
第2A図は、この実施例の手順を示すフローチャートで
ある。
ある。
ステップS1では、被観察物OBを測定テーブル13の
上に載置するとともに、測定テーブル13と移動体16
とを動かす、ことにより、被観察物OB上の所望の測定
位置に顕微鏡17を位置決めする。なお、被観察物OB
は、例えば、ガラス基板の上に作成された液晶パネル用
パターンや、そのパターンの焼付けに使用されるマスク
などである。
上に載置するとともに、測定テーブル13と移動体16
とを動かす、ことにより、被観察物OB上の所望の測定
位置に顕微鏡17を位置決めする。なお、被観察物OB
は、例えば、ガラス基板の上に作成された液晶パネル用
パターンや、そのパターンの焼付けに使用されるマスク
などである。
ステップS2では、顕微鏡17の高さを調整し、焦点が
ほほ合うようにする。なお、この調整は、顕微鏡17に
設けられているノブ(図示せず)を用いてオペレータが
手動で行う。
ほほ合うようにする。なお、この調整は、顕微鏡17に
設けられているノブ(図示せず)を用いてオペレータが
手動で行う。
ステップS3では、2次元CCD18によって被観察物
OBの画像を撮像する。これによって、例えば5 1
2X485画素からなる画像が得られる。この画像の輝
度を表わす画像データD.は、! 前述したように、A/D変換器30てA/D変換された
後、画像メモリ40に格納される。
OBの画像を撮像する。これによって、例えば5 1
2X485画素からなる画像が得られる。この画像の輝
度を表わす画像データD.は、! 前述したように、A/D変換器30てA/D変換された
後、画像メモリ40に格納される。
ステップS4ては、画像データD,が画像メモリ40か
ら2値化回路70に与えられ、ここで、所定の閾値TH
によって2値化される。閾値THのレベルはオペレータ
によって予め指定されており、CPU51から2値化回
路70にそのレベルが与えられている。なお、例えば2
値化された画像データ(以下、「2値化画像データ」と
呼ぶ。)BD.の値が“1゛の画素は黒色、“O”の画
素l は白色に対応づけられる。この2値化画像データB D
iは2値化回路70からRAM52に与えられて格納
される。
ら2値化回路70に与えられ、ここで、所定の閾値TH
によって2値化される。閾値THのレベルはオペレータ
によって予め指定されており、CPU51から2値化回
路70にそのレベルが与えられている。なお、例えば2
値化された画像データ(以下、「2値化画像データ」と
呼ぶ。)BD.の値が“1゛の画素は黒色、“O”の画
素l は白色に対応づけられる。この2値化画像データB D
iは2値化回路70からRAM52に与えられて格納
される。
ステップS5では、ステップS3で得られた画像の画面
内に設定された分割領域ことに、白色の画素の割合が算
出される。第4A図ないし第4C図は、画面の分割方法
を示す説明図である。画面PLは512X485画素て
構成されている。第4A図では、画面PL内に50X5
0画素からなる分割領域DAか9行10列に配列されて
おり、合計90個の分割領域DAが設定されている。第
4B図では、第4A図から分割領域DAのピッチの半分
たけずれた位置に、分割領域DAが8行9列に配列され
ており、合計72個の分割領域が設定されている。第4
− A図と第4B図の分割領域DAの総計は162個と
なる。第4C図は第4A図と第4B図とを重ねて描いた
図であり、この図では、第4B図における分割領域の境
界を破線で示している。このように、分割領域DAを、
そのピッチの半分ずつすらした位置に設定するのは、画
像内の輪郭線が第4A図の分割の境界の位置に来た場合
にも、第4B図の分割領域DAを用いて合焦点条件を決
定できるようにするためである。
内に設定された分割領域ことに、白色の画素の割合が算
出される。第4A図ないし第4C図は、画面の分割方法
を示す説明図である。画面PLは512X485画素て
構成されている。第4A図では、画面PL内に50X5
0画素からなる分割領域DAか9行10列に配列されて
おり、合計90個の分割領域DAが設定されている。第
4B図では、第4A図から分割領域DAのピッチの半分
たけずれた位置に、分割領域DAが8行9列に配列され
ており、合計72個の分割領域が設定されている。第4
− A図と第4B図の分割領域DAの総計は162個と
なる。第4C図は第4A図と第4B図とを重ねて描いた
図であり、この図では、第4B図における分割領域の境
界を破線で示している。このように、分割領域DAを、
そのピッチの半分ずつすらした位置に設定するのは、画
像内の輪郭線が第4A図の分割の境界の位置に来た場合
にも、第4B図の分割領域DAを用いて合焦点条件を決
定できるようにするためである。
ステップS5では、比率算出手段51aが162個の分
割領域DAのそれそれに対応する2値化画像データBD
.をRAM52から読出し、次式1 で与えられる白色画素の割合R を算出する。
割領域DAのそれそれに対応する2値化画像データBD
.をRAM52から読出し、次式1 で与えられる白色画素の割合R を算出する。
W
R 一・(白色画素の個数)/ (50X50)W
・・・(1)
各分割領域DAの白色割合R は、割合算出手段W
51aから領域決定手段51aに与えられる。
ステップS6では、各分割領域DAの白色割合R に基
いて、領域決定手段51aが処理領域をW 決定する。この決定の方法としては、次に示す2つが考
えられる。
いて、領域決定手段51aが処理領域をW 決定する。この決定の方法としては、次に示す2つが考
えられる。
第1の方法では、162個の分割領域DAの中で、白色
割合R がl/2に最も近いものを処理領W 域と決定する。白色割合R が1/2てある分割領W 域DAは、白色の画素と黒色の画素を同数含んでおり、
この場合、1つの分割領域DA内における画像の輪郭線
か所定値以上の長さを有すると期待される。輪郭線が長
いと輪郭線の前後における輝度の差を画面全体で加算し
た値が大きくなり、この結果、合焦点条件をより正確に
判定できる。
割合R がl/2に最も近いものを処理領W 域と決定する。白色割合R が1/2てある分割領W 域DAは、白色の画素と黒色の画素を同数含んでおり、
この場合、1つの分割領域DA内における画像の輪郭線
か所定値以上の長さを有すると期待される。輪郭線が長
いと輪郭線の前後における輝度の差を画面全体で加算し
た値が大きくなり、この結果、合焦点条件をより正確に
判定できる。
第2の方法では、まず、162個の分割領域DAの中で
、白色割合R か次式を満たすものを選W び出す。
、白色割合R か次式を満たすものを選W び出す。
0.45≦R ≦0 55 ・
・ (2)W そして、(2)式を満たす分割領域DAの中で、最も画
面の中心に近いものを処理領域と決定する。
・ (2)W そして、(2)式を満たす分割領域DAの中で、最も画
面の中心に近いものを処理領域と決定する。
第5A図および第5B図は、それぞれ第4A図と第4B
図の分割領域DAについての画面の中心からの順番を示
している。このように、最も画面の中心に近い分割領域
を処理領域として選ぶのは、測長ずべき測定位置か画面
中央近くにある場合が多いからである。
図の分割領域DAについての画面の中心からの順番を示
している。このように、最も画面の中心に近い分割領域
を処理領域として選ぶのは、測長ずべき測定位置か画面
中央近くにある場合が多いからである。
なお、上記(2)式のかわりに、白色割合R のW
許容範囲を次式のようにより広く設定してもよい。
0.15R 50・9 ・・・(3)V
白色割合R が01.以上で0.9以下の範囲の分割W
領域であれば、画像の輪郭線が全く存在しない領域やほ
とんど存在しない領域を測定領域から除外することかで
きるため合焦点条件を決定することが可能である。
とんど存在しない領域を測定領域から除外することかで
きるため合焦点条件を決定することが可能である。
上述のようにして処理領域を決定すると、ステップS7
において、この処理領域内の画像データD.に基いて合
焦点条件か検出される。
において、この処理領域内の画像データD.に基いて合
焦点条件か検出される。
l
第2B図は、ステップS7の処理内容を更に詳細に示す
フロチャートである。また、第IB図に、ステップS7
での処理を行なう際の電装部10の電気的構成を示して
いる。第IB図に示されているように、このときのCP
U51は、雑音成分除去手段51cと、輝度差データ演
算手段51dと、輝度差データ加算手段51eと判定手
段51fとを備えている。これらの手段51c〜51f
はいずれも制御プログラムによってCPU51が行なう
処理の内容を表わしている。なお、これらの手段51c
〜51fの処理の内容についてはさらに後述する。CP
U51は、パルスモータドライブ回路60にパルス信号
S を与え、バルスモータp ドライブ回路60は、このパルス信号S に応しp て顕微鏡17の上下位置を調整するためのパルスモータ
ー7aを駆動する。
フロチャートである。また、第IB図に、ステップS7
での処理を行なう際の電装部10の電気的構成を示して
いる。第IB図に示されているように、このときのCP
U51は、雑音成分除去手段51cと、輝度差データ演
算手段51dと、輝度差データ加算手段51eと判定手
段51fとを備えている。これらの手段51c〜51f
はいずれも制御プログラムによってCPU51が行なう
処理の内容を表わしている。なお、これらの手段51c
〜51fの処理の内容についてはさらに後述する。CP
U51は、パルスモータドライブ回路60にパルス信号
S を与え、バルスモータp ドライブ回路60は、このパルス信号S に応しp て顕微鏡17の上下位置を調整するためのパルスモータ
ー7aを駆動する。
ステップS71ては、画像メモリ40に格納されている
画像データD.の中から、ステップS61 で決定された処理領域内の画像データD1かCPU51
によって読出される。第6図は処理領域PAを示す説明
図である。この処理領域PAは50×50個の画素Pて
構成されている。なお、1つの画素Pの一辺の長さは例
えば03〜04μm程度である。
画像データD.の中から、ステップS61 で決定された処理領域内の画像データD1かCPU51
によって読出される。第6図は処理領域PAを示す説明
図である。この処理領域PAは50×50個の画素Pて
構成されている。なお、1つの画素Pの一辺の長さは例
えば03〜04μm程度である。
ステップS72では、雑音成分除去手段51cによって
処理餉域PAの画像データD.のスム1 ジング処理が行なわれる。このスムージング処理には、
例えば3×3・画素で構成されてるメディアンフィルタ
(中央値フィルタ)を用いる。メディアンフィルタは、
よく知られているように、フィルタ内の画素の輝度値を
小さい方から順番に並べて、その中央値(3×3画素の
フィルタの場合には5番目の値)をフィルタの中心画素
における輝度値とするフィルタである。このようなスム
ージング処理を行なうことによって、画像データD.1 の雑音成分を除去することができる。この実施例では3
×3画素のメディアンフィルタを使用するので、処理領
域PAの中でスムージング処理を行った後の画像データ
Di,か得られるのは、第6図に示す48X4g画素の
領域PA1 (以下、「第1の有効領域」と呼ぶ。)内
の画素のみである。
処理餉域PAの画像データD.のスム1 ジング処理が行なわれる。このスムージング処理には、
例えば3×3・画素で構成されてるメディアンフィルタ
(中央値フィルタ)を用いる。メディアンフィルタは、
よく知られているように、フィルタ内の画素の輝度値を
小さい方から順番に並べて、その中央値(3×3画素の
フィルタの場合には5番目の値)をフィルタの中心画素
における輝度値とするフィルタである。このようなスム
ージング処理を行なうことによって、画像データD.1 の雑音成分を除去することができる。この実施例では3
×3画素のメディアンフィルタを使用するので、処理領
域PAの中でスムージング処理を行った後の画像データ
Di,か得られるのは、第6図に示す48X4g画素の
領域PA1 (以下、「第1の有効領域」と呼ぶ。)内
の画素のみである。
ステップ373では、雑音成分が除去された画像データ
D,か、雑音成分除去手段51cから輝1a 度差データ演算手段51dに与えられ、ここで輝度差デ
ータB (i.j)が算出される。第7図は、輝度差デ
ータB (1,j)を求めるための処理ウィンドウWを
示す説明図である。この処理ウィンドウWは、3×3画
素ブロックで構成されている。この処理ウィンドウWの
中心画素P..の輝度をXO1,J とし,その右隣りの画素P. .の輝度をX1とl+1
・J する。そして、処理ウィンドウWの周辺部の他の画素の
濃度を、画素P. .から反時計回りにそl十1lJ れぞれX −x8であるとする。このとき、中心2 画素P,.における輝度差データB (i,j)は、次
1.J 式で与えられる。
D,か、雑音成分除去手段51cから輝1a 度差データ演算手段51dに与えられ、ここで輝度差デ
ータB (i.j)が算出される。第7図は、輝度差デ
ータB (1,j)を求めるための処理ウィンドウWを
示す説明図である。この処理ウィンドウWは、3×3画
素ブロックで構成されている。この処理ウィンドウWの
中心画素P..の輝度をXO1,J とし,その右隣りの画素P. .の輝度をX1とl+1
・J する。そして、処理ウィンドウWの周辺部の他の画素の
濃度を、画素P. .から反時計回りにそl十1lJ れぞれX −x8であるとする。このとき、中心2 画素P,.における輝度差データB (i,j)は、次
1.J 式で与えられる。
B (1,j) −MAX ( l Xk+4二Xk1
).・(4)ここで、k−1〜4てある。
).・(4)ここで、k−1〜4てある。
言い換えれば、4つの輝度差の絶対値IX5x 1〜l
xs X41のうちで、最大のものを1 中心画素P,.の輝度差データB (t,j)とするの
1,J てある。なお、上記の4つの輝度差1x 5 x 1
〜[X8−x4 1は、処理ウィンドウWの周辺に存在
し、かつ、互いに向い合う画素同士の輝度の差てある。
xs X41のうちで、最大のものを1 中心画素P,.の輝度差データB (t,j)とするの
1,J てある。なお、上記の4つの輝度差1x 5 x 1
〜[X8−x4 1は、処理ウィンドウWの周辺に存在
し、かつ、互いに向い合う画素同士の輝度の差てある。
ステップ573の処理は、第1の有効賄域PA1内で行
なわれるが、ここでは処理ウィンドウWを用いて処理し
ているので、輝度差デタB (i,j)が得られるのは
、第6図に示す46×46画素の領域P A 2 (
以下、「第2の有効領域」と呼ぶ。)内の画素のみてあ
る。輝度差データBH.j)は、二のように、互いに隣
接2つの画素同士の輝度の差なので、輝度変化が緩やか
な場自にもその値が比較的大きくなるという利点かある
。
なわれるが、ここでは処理ウィンドウWを用いて処理し
ているので、輝度差デタB (i,j)が得られるのは
、第6図に示す46×46画素の領域P A 2 (
以下、「第2の有効領域」と呼ぶ。)内の画素のみてあ
る。輝度差データBH.j)は、二のように、互いに隣
接2つの画素同士の輝度の差なので、輝度変化が緩やか
な場自にもその値が比較的大きくなるという利点かある
。
ステップ373では、さらに第2の有効領域PA2内の
各画素に対する輝度差データB (i,j)か輝度差デ
ータ加算手段51eによって加算され、次式のように、
コントラストデータCか得られる。
各画素に対する輝度差データB (i,j)か輝度差デ
ータ加算手段51eによって加算され、次式のように、
コントラストデータCか得られる。
ここで座標(1,j)は処理領域PA内の画素について
定義されている。
定義されている。
このコントラストデータCは、顕微鏡17の高さを示す
データとともに、判定手段51fに与えられ、ここに格
納される。
データとともに、判定手段51fに与えられ、ここに格
納される。
以上の処理によって、ステップS2でセットされた顕微
鏡17の高さにおける処理が終了する。
鏡17の高さにおける処理が終了する。
次にステップS74において、判定手段51fにより合
焦点の判定を行なう。
焦点の判定を行なう。
この判定は、顕微鏡17の高さをステップS75におい
て所定の昇降量たけ変化させ、その高さにおいて、ステ
ップS76,S71〜74をくり返すことによりコント
ラストデータCを求め、このコントラストデータCが最
大となる点、すなわちコントラストデータCの変化量が
増加から減少となる点をみつけることにより行なう。な
お、ステップS75は、CPU51からパルスモータド
ライブ回路60に、顕微鏡17の昇降量に相当するパル
ス数のパルス信号S を与えることによっp て行なわれる。具体的には、例えば、1μmたけ顕微鏡
17の高さを上げるようにする。なお、適度な昇降量は
顕微鏡17の倍率に応じた焦点深度に依存する。通常は
、顕微鏡17の1回の昇降量を焦点深度よりも小さく設
定しておけば、合焦点となる高さをうまく見出すことが
できる。
て所定の昇降量たけ変化させ、その高さにおいて、ステ
ップS76,S71〜74をくり返すことによりコント
ラストデータCを求め、このコントラストデータCが最
大となる点、すなわちコントラストデータCの変化量が
増加から減少となる点をみつけることにより行なう。な
お、ステップS75は、CPU51からパルスモータド
ライブ回路60に、顕微鏡17の昇降量に相当するパル
ス数のパルス信号S を与えることによっp て行なわれる。具体的には、例えば、1μmたけ顕微鏡
17の高さを上げるようにする。なお、適度な昇降量は
顕微鏡17の倍率に応じた焦点深度に依存する。通常は
、顕微鏡17の1回の昇降量を焦点深度よりも小さく設
定しておけば、合焦点となる高さをうまく見出すことが
できる。
ステップS74において、合焦点の判定ができるまでス
テップ371〜S76の処理か繰返され、所定の回数の
処理か行なわれると、判定手段51fによって合焦点位
置が判定される。第8A図と第8B図とは、顕微鏡高さ
の異なる2つの条件における画像の輝度D.及び輝度差
データBの分布1a を示す説明図である。第8A図はピントか合っていない
状態に対応しており、第8B図はピントが合った状態に
対応している。なお、これらの図は、図示の便宜上、1
次元の輝度分布について示している。また、参考のため
に、隣接画素同士の輝度の差分をとった輝度差BBも併
せて示している。
テップ371〜S76の処理か繰返され、所定の回数の
処理か行なわれると、判定手段51fによって合焦点位
置が判定される。第8A図と第8B図とは、顕微鏡高さ
の異なる2つの条件における画像の輝度D.及び輝度差
データBの分布1a を示す説明図である。第8A図はピントか合っていない
状態に対応しており、第8B図はピントが合った状態に
対応している。なお、これらの図は、図示の便宜上、1
次元の輝度分布について示している。また、参考のため
に、隣接画素同士の輝度の差分をとった輝度差BBも併
せて示している。
これらの図からわかるように、ピントが合った条件では
、輝度差データBが大きくなり、従って、コントラスト
データCも大きくなる。そこで、コントラストデータC
の値が最大となる顕微鏡高さを合焦点位置と決定するこ
とができる。なお、図からわかるように、この実施例に
よる輝度差データBは、隣接画素同士の輝度差BBより
も大きな値となるので、合焦点位置をより正確に判定す
ることができる。
、輝度差データBが大きくなり、従って、コントラスト
データCも大きくなる。そこで、コントラストデータC
の値が最大となる顕微鏡高さを合焦点位置と決定するこ
とができる。なお、図からわかるように、この実施例に
よる輝度差データBは、隣接画素同士の輝度差BBより
も大きな値となるので、合焦点位置をより正確に判定す
ることができる。
ステップS74で合焦点位置が決定されると、ステップ
S77においてCPU51がパルス信号S をバルスモ
ータドライブ回路60に与えるこp とによって、顕微鏡17の高さを合焦点位置に合わせる
。こうして焦点合わせをしたあと、第3A図のステップ
S8に戻り測長を行なえば、ピントが合った状態で精密
な測長を行なうことができる。
S77においてCPU51がパルス信号S をバルスモ
ータドライブ回路60に与えるこp とによって、顕微鏡17の高さを合焦点位置に合わせる
。こうして焦点合わせをしたあと、第3A図のステップ
S8に戻り測長を行なえば、ピントが合った状態で精密
な測長を行なうことができる。
上述したように、コントラストデータCは、互いに隣接
しない2つの画素同士の輝度の差として基められた輝度
差データB (i=j)に基いて得られているので、顕
微鏡高さを変化させたときのコントラストデータCの変
化か、隣接画素同士の輝度の差に基いて求めた場合に比
べて大きくなる。従って、合焦点位置を容易に判定でき
るという利点がある。特に、偶然的なノイズ成分によっ
てコントラストデータCにピークが発生するような場合
にも、これを合焦点位置と誤認することを防止ことか容
易である。また、輝度差データB(t,j)は、1方向
に沿って配列された画素間の輝度の差のみてなく、複数
の方向(上記の例ては、i方向,j方向およびこれらと
45°傾いた2つの方向)に沿って配列された画素同士
の輝度の差に基いて得られている。従って、輝度差の大
きい輪郭線がi方向(またはj方向)に平行な場合にも
、輝度差データB(i.j)の値が大きくなるので、合
焦点位置を容易に見出すことができるという利点がある
。
しない2つの画素同士の輝度の差として基められた輝度
差データB (i=j)に基いて得られているので、顕
微鏡高さを変化させたときのコントラストデータCの変
化か、隣接画素同士の輝度の差に基いて求めた場合に比
べて大きくなる。従って、合焦点位置を容易に判定でき
るという利点がある。特に、偶然的なノイズ成分によっ
てコントラストデータCにピークが発生するような場合
にも、これを合焦点位置と誤認することを防止ことか容
易である。また、輝度差データB(t,j)は、1方向
に沿って配列された画素間の輝度の差のみてなく、複数
の方向(上記の例ては、i方向,j方向およびこれらと
45°傾いた2つの方向)に沿って配列された画素同士
の輝度の差に基いて得られている。従って、輝度差の大
きい輪郭線がi方向(またはj方向)に平行な場合にも
、輝度差データB(i.j)の値が大きくなるので、合
焦点位置を容易に見出すことができるという利点がある
。
また、1方向やj方向から45゜傾いた方向での輝度の
差にも基いて輝度差データB (j.j)を求めている
ので、輪郭線が1方向やj方向から傾いている場合にも
、輝度差データB (t.j)が大きな値に保たれる。
差にも基いて輝度差データB (j.j)を求めている
ので、輪郭線が1方向やj方向から傾いている場合にも
、輝度差データB (t.j)が大きな値に保たれる。
従って、この場合も合焦点位置を容易に見出すことかで
きるという利点がある。
きるという利点がある。
C.変形例
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、
例えば次のような変形も可能である。
例えば次のような変形も可能である。
■上記実施例では、第4A図と第4B図とに示すように
合計162個の分割領域DAを設定し、その各分割領域
DAについて白色割合R を算出W していた。しかし、第4A図と第4B図のうちのいずれ
か一方の分割領域DAについて白色割合R を算出し、
その中から処理領域Wを決定する■ ようにしてもよい。
合計162個の分割領域DAを設定し、その各分割領域
DAについて白色割合R を算出W していた。しかし、第4A図と第4B図のうちのいずれ
か一方の分割領域DAについて白色割合R を算出し、
その中から処理領域Wを決定する■ ようにしてもよい。
また、特に処理領域を決定するための第2の方法におい
て、第5A図および(または)第5B図に示した順番に
2値化を伴ない、上記(2)式(または(3)式)を満
たす分割領域DAが見出された時点′で、それを処理領
域として決定してもよい。
て、第5A図および(または)第5B図に示した順番に
2値化を伴ない、上記(2)式(または(3)式)を満
たす分割領域DAが見出された時点′で、それを処理領
域として決定してもよい。
このようにすれば、すべての分割領域DAの画像データ
を2値化しなくても済むので、処理時間が短縮できると
いう利点がある。なお、分割領域DAの数は、画像内に
存在する図形の大きさなどに基づき、適宜設定すればよ
い。
を2値化しなくても済むので、処理時間が短縮できると
いう利点がある。なお、分割領域DAの数は、画像内に
存在する図形の大きさなどに基づき、適宜設定すればよ
い。
■輝度差データB (1,j)を求めるための処理ウィ
ンドウWは、第7図に示すものに限らず、種々のものか
考えらる。第9A図.第9B図は、それそれ輝度差デー
タB (t.j)を求めるための他の処理ウィンドウW
,Wbを示す説明図である。
ンドウWは、第7図に示すものに限らず、種々のものか
考えらる。第9A図.第9B図は、それそれ輝度差デー
タB (t.j)を求めるための他の処理ウィンドウW
,Wbを示す説明図である。
a
第9A図の処理ウィンドウW では、周辺の1a
2個の画素における輝度を反時計回りにX1〜X12で
あるとしている。このとき、輝度差データB は(4)
式のかわりに次式で与えられる。
あるとしている。このとき、輝度差データB は(4)
式のかわりに次式で与えられる。
a
B =MAX(lx −x l) ・・・
(6)a k+8 − kここで、
k=4〜6である。
(6)a k+8 − kここで、
k=4〜6である。
なお、この輝度差データB は、前述の輝度差a
データB(i.j)のように特定の画素に対応している
わけてはなく、第1の有効領域P A t内における処
理ウィンドウW の位置に対応している。処a 理ウィンドウW は、第1の有効領域PA1の中a を移動しつつ、その各位置ごとに、輝度差データB を
求めていく。従って、第9A図の処理ウィa ンドウW を用いると、第1の有効領域P A tのa 中で、45X45個の輝度差データB を得るこa とがてきる。
わけてはなく、第1の有効領域P A t内における処
理ウィンドウW の位置に対応している。処a 理ウィンドウW は、第1の有効領域PA1の中a を移動しつつ、その各位置ごとに、輝度差データB を
求めていく。従って、第9A図の処理ウィa ンドウW を用いると、第1の有効領域P A tのa 中で、45X45個の輝度差データB を得るこa とがてきる。
第9B図の処理ウィンドウWbでは、中心の画素の輝度
をX ,周辺の16個の画素の輝度を0 X ””” X t eとしている。このとき、輝度
差データ1 Bbを次式で与えることもできる。
をX ,周辺の16個の画素の輝度を0 X ””” X t eとしている。このとき、輝度
差データ1 Bbを次式で与えることもできる。
B −MAX (l x −x l)
−(7)b
koここて、k−1〜16である。
−(7)b
koここて、k−1〜16である。
この輝度差データB,は、(1)式で与えられる輝度差
データB (i,j)と同様に、互いに隣接しない画素
同士の輝度の差でる。但し、この処理ウィンドウWbを
使用した場合には、第1の有効領域PA,の中で、44
X44個の輝度差データB,が得られる。
データB (i,j)と同様に、互いに隣接しない画素
同士の輝度の差でる。但し、この処理ウィンドウWbを
使用した場合には、第1の有効領域PA,の中で、44
X44個の輝度差データB,が得られる。
なお、以上の説明では、処理ウィンドウWの周辺画素の
輝度をすべて用いて輝度差データを求めていたが、その
一部の画素の輝度のみを用いて輝度差データを求めても
よい。すなわち、処理ウィンドウ内において互いに隣接
しない画素同士の輝度の差を複数の方向で求め、この輝
度の差の最大値を輝度差データとすればよい。
輝度をすべて用いて輝度差データを求めていたが、その
一部の画素の輝度のみを用いて輝度差データを求めても
よい。すなわち、処理ウィンドウ内において互いに隣接
しない画素同士の輝度の差を複数の方向で求め、この輝
度の差の最大値を輝度差データとすればよい。
■上記実施例では、2次元CCD17によって画像の輝
度(または濃度)を表わす画像データが得られるものと
した。被観察物OBかカラーの場合には、フィルターを
かけて色分解することにより、R,G,B各色の輝度を
表わす画像データを得ることができる。この場合には、
R,G,Bのいずれかの1つの色の画素データに基いて
上述の処理を行ってもよく、また、これらの各色の画像
データ間の所定の和に基いて上述の処理を行ってもよい
。
度(または濃度)を表わす画像データが得られるものと
した。被観察物OBかカラーの場合には、フィルターを
かけて色分解することにより、R,G,B各色の輝度を
表わす画像データを得ることができる。この場合には、
R,G,Bのいずれかの1つの色の画素データに基いて
上述の処理を行ってもよく、また、これらの各色の画像
データ間の所定の和に基いて上述の処理を行ってもよい
。
■上記実施例では、顕微鏡17の高さを調整することに
よって、焦点を合わせるようにした。
よって、焦点を合わせるようにした。
しかし、このように、光学観察系と被観察物との距離を
調整する装置のみでなく、光学観察系の焦点距離を変化
させることによって、焦点を合わせるような装置にも適
用できる。この場合には、光学観察系の焦点距離か合焦
点条件となる。
調整する装置のみでなく、光学観察系の焦点距離を変化
させることによって、焦点を合わせるような装置にも適
用できる。この場合には、光学観察系の焦点距離か合焦
点条件となる。
■合焦点条件を検出する方−法は、上述のものに限らず
、例えば、特開昭61−122617号公報に開示され
た方法などを採用することもできる。
、例えば、特開昭61−122617号公報に開示され
た方法などを採用することもできる。
以上説明したように、この発明の第1の構成によれば、
2値化画像データの一方の値をとる画素の割合が1/2
に最も近い分割領域を処理領域と決定するので、簡易な
計算を行うのみで領域内部にある輪郭線か所定値以上の
長さを有すると期待しつる分割領域を処理領域として決
定でき、従って、合焦点条件を容易に検出できる処理領
域を選ぶことができるという効果がある。
2値化画像データの一方の値をとる画素の割合が1/2
に最も近い分割領域を処理領域と決定するので、簡易な
計算を行うのみで領域内部にある輪郭線か所定値以上の
長さを有すると期待しつる分割領域を処理領域として決
定でき、従って、合焦点条件を容易に検出できる処理領
域を選ぶことができるという効果がある。
また、第2の構成によれば、前記画素の割合が所定の範
囲内であって、かつ、画像の中心がら最も近い分割領域
を処理領域として決定するので、観察したい領域が画像
の中心付近にある場合に、合焦点条件を容易に検出でき
る処理領域を容易に選ぶことができるという効果がある
。
囲内であって、かつ、画像の中心がら最も近い分割領域
を処理領域として決定するので、観察したい領域が画像
の中心付近にある場合に、合焦点条件を容易に検出でき
る処理領域を容易に選ぶことができるという効果がある
。
第IA図および第IB図は、この発明に適用した測長装
置の電気的構成の一部を示すブロック図、第2A図およ
び第2B図は、この発明に係る実施例の手順を示すフロ
ーチャート、 第3図は、この発明の一実施例を適用する測長装置を示
す斜視図、 第4A図ないし第4C図は、画面の分割の方法を示す説
明図、 第5A図および%5B図は、分割領域を処理領域として
選択する順序を示す説明図、 第6図は、処理領域を示す概念図、 第7図は、処理ウィンドウを示す概念図、第8A図およ
び第8B図は、輝度と輝度差デタとの分布を示す説明図
、 第9A図および第9B図は、他の処理ウィンドウの例を
示す概念図である。 D.・・・画像データ、BD.・・・2値化画像デlI R ・・・白色割合、 DA・・・分割領域、W PA・・・処理領域 夕、
置の電気的構成の一部を示すブロック図、第2A図およ
び第2B図は、この発明に係る実施例の手順を示すフロ
ーチャート、 第3図は、この発明の一実施例を適用する測長装置を示
す斜視図、 第4A図ないし第4C図は、画面の分割の方法を示す説
明図、 第5A図および%5B図は、分割領域を処理領域として
選択する順序を示す説明図、 第6図は、処理領域を示す概念図、 第7図は、処理ウィンドウを示す概念図、第8A図およ
び第8B図は、輝度と輝度差デタとの分布を示す説明図
、 第9A図および第9B図は、他の処理ウィンドウの例を
示す概念図である。 D.・・・画像データ、BD.・・・2値化画像デlI R ・・・白色割合、 DA・・・分割領域、W PA・・・処理領域 夕、
Claims (2)
- (1)撮像光学装置が合焦点となる条件を検出する処理
に際して、画像データの処理を行う処理領域を決定する
方法であって、 (a)前記撮像光学装置を用いて被観察物の画像の輝度
を画素ごとの画像データとして取得し、(b)所定の閾
値を用いて前記画像データを2値化することによって2
値化画像データを作成し、(c)互いに等しい形状を有
するように前記画像内に設定された複数の分割領域ごと
に、2値化画像データの2つの値のうちの一方の値をと
る画素の割合を算出し、 (d)前記複数の分割領域のうちで、前記割合が1/2
に最も近い分割領域を前記処理領域として決定すること
を特徴とする合焦点条件検出のための処理領域決定方法
。 - (2)撮像光学装置が合焦点となる条件を検出する処理
に際して、画像データの処理を行う処理領域を決定する
方法であって、 (a)前記撮像光学装置を用いて被観察物の画像の輝度
を画素ごとの画像データとして取得し、(b)所定の閾
値を用いて前記画像データを2値化することによって2
値化画像データを作成し、(c)互いに等しい形状を有
するように前記画像内に設定された複数の分割領域ごと
に、2値化画像データの2つの値のうちの一方の値をと
る画素の割合を算出し、 (d)前記複数の分割領域のうちで、前記割合が所定の
許容範囲内であって、かつ、前記撮像光学装置により撮
像した画像の中心から最も近い位置に存在する分割領域
を前記処理領域として決定することを特徴とする合焦点
条件検出のための処理領域決定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014601A JP2589837B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 合焦点条件検出のための処理領域決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014601A JP2589837B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 合焦点条件検出のための処理領域決定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03217808A true JPH03217808A (ja) | 1991-09-25 |
JP2589837B2 JP2589837B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=11865713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014601A Expired - Lifetime JP2589837B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 合焦点条件検出のための処理領域決定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2589837B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113163101A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-23 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像曝光调整方法、装置、设备和介质 |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP2014601A patent/JP2589837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113163101A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-23 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像曝光调整方法、装置、设备和介质 |
CN113163101B (zh) * | 2020-01-22 | 2023-02-28 | 浙江宇视科技有限公司 | 图像曝光调整方法、装置、设备和介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2589837B2 (ja) | 1997-03-12 |
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