JPH04260013A - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
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- JPH04260013A JPH04260013A JP4288191A JP4288191A JPH04260013A JP H04260013 A JPH04260013 A JP H04260013A JP 4288191 A JP4288191 A JP 4288191A JP 4288191 A JP4288191 A JP 4288191A JP H04260013 A JPH04260013 A JP H04260013A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラにより被
写体を撮影し、検査する装置において、フォーカス状態
を自動的に制御する場合に用いて好適なオートフォーカ
ス装置に関する。
写体を撮影し、検査する装置において、フォーカス状態
を自動的に制御する場合に用いて好適なオートフォーカ
ス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオカメラにより被写体を撮影
し、被写体の状態を検査するような場合、被写体の明る
さに応じたデータを用いてフォーカスの自動制御を行な
っていた。
し、被写体の状態を検査するような場合、被写体の明る
さに応じたデータを用いてフォーカスの自動制御を行な
っていた。
【０００３】ここで被写体の明るさに応じたデータとは
、例えば所定の範囲内でフォーカス位置を順次変えて被
写体を撮影したときの被写体の明るさに関するデータの
分散であり、この分散の最大値に対応するフォーカス位
置が最適フォーカス位置となる。
、例えば所定の範囲内でフォーカス位置を順次変えて被
写体を撮影したときの被写体の明るさに関するデータの
分散であり、この分散の最大値に対応するフォーカス位
置が最適フォーカス位置となる。
【０００４】すなわち、図４に示すように分散値は最適
フォーカス位置をピークとする正規分布の形状を有して
いる。
フォーカス位置をピークとする正規分布の形状を有して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オートフォーカス装置においては、被写体の表面の明暗
（コントラスト）がはっきりしたものであれば、最適フ
ォーカス位置とそれ以外のフォーカス位置とではっきり
と分散のデータが変化するので、分散のピークを発見し
やすいが、例えば被写体の表面が一様に鏡面状であるよ
うな場合には、フォーカス位置が変動しても、分散の値
はあまり変化せず、分散のピークを判別しにくいという
欠点があった。
オートフォーカス装置においては、被写体の表面の明暗
（コントラスト）がはっきりしたものであれば、最適フ
ォーカス位置とそれ以外のフォーカス位置とではっきり
と分散のデータが変化するので、分散のピークを発見し
やすいが、例えば被写体の表面が一様に鏡面状であるよ
うな場合には、フォーカス位置が変動しても、分散の値
はあまり変化せず、分散のピークを判別しにくいという
欠点があった。
【０００６】本発明はかかる従来の技術の有する欠点を
克服するためになされたもので、被写体の表面が鏡面状
であっても、正しい最適フォーカス位置を定めることの
できるオートフォーカス装置を提供することを目的とす
る。
克服するためになされたもので、被写体の表面が鏡面状
であっても、正しい最適フォーカス位置を定めることの
できるオートフォーカス装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のオートフォーカス装置は、被写体に対する最適フォー
カス位置を調整するオートフォーカス装置であって、被
写体に照射する光を発生する光源と、光源からの出射光
を被写体に集光する光学系と、被写体からの光に基づき
フォーカス調整するフォーカス調整部と、被写体に写さ
れる所定のパターンを有するスクリーンとを備えること
を特徴とする。
のオートフォーカス装置は、被写体に対する最適フォー
カス位置を調整するオートフォーカス装置であって、被
写体に照射する光を発生する光源と、光源からの出射光
を被写体に集光する光学系と、被写体からの光に基づき
フォーカス調整するフォーカス調整部と、被写体に写さ
れる所定のパターンを有するスクリーンとを備えること
を特徴とする。
【０００８】また本発明の請求項２に記載のオートフォ
ーカス装置は、スクリーンのパターンが前記被写体に写
されない状態と写される状態とを選択する選択手段をさ
らに備えることを特徴とする。
ーカス装置は、スクリーンのパターンが前記被写体に写
されない状態と写される状態とを選択する選択手段をさ
らに備えることを特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１の構成のオートフォーカス装置におい
ては、光源からの出射光が所定のパターンが施されたス
クリーンと光学系に導かれ、光学系はパターンを被写体
上に結像する。従って被写体上のパターン像を基準にし
てフォーカス調整ができる。
ては、光源からの出射光が所定のパターンが施されたス
クリーンと光学系に導かれ、光学系はパターンを被写体
上に結像する。従って被写体上のパターン像を基準にし
てフォーカス調整ができる。
【００１０】請求項２の構成のオートフォーカス装置に
おいては、フォーカス調整が完了した後は、パターンを
被写体に写さないようにすることができる。従って、被
写体本来の像を観察することが容易となる。
おいては、フォーカス調整が完了した後は、パターンを
被写体に写さないようにすることができる。従って、被
写体本来の像を観察することが容易となる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明のオートフォーカス装置の一
実施例の構成図であり、光源１からの出射光束はコリメ
ータレンズ２で平行光とされ、さらに開口絞り３を経て
スクリーン４に照射される。通常視野を決定する視野絞
りが配置される位置に配置されたスクリーン４には、フ
ォーカス調整が容易となるパターン（例えば、分散のデ
ータがはっきりと得られるような適当なパターン）が施
されている。
実施例の構成図であり、光源１からの出射光束はコリメ
ータレンズ２で平行光とされ、さらに開口絞り３を経て
スクリーン４に照射される。通常視野を決定する視野絞
りが配置される位置に配置されたスクリーン４には、フ
ォーカス調整が容易となるパターン（例えば、分散のデ
ータがはっきりと得られるような適当なパターン）が施
されている。
【００１３】スクリーン４を経た光束は、ハーフミラー
等で構成されるビームスプリッタ５により一部が光学系
６に導かれる。光学系６は対物レンズを備えており、ス
クリーン４上のパターンを被写体７上に結像する。被写
体７はフォーカス方向およびそれと垂直な方向に移動自
在なテーブル１１上に載置される。
等で構成されるビームスプリッタ５により一部が光学系
６に導かれる。光学系６は対物レンズを備えており、ス
クリーン４上のパターンを被写体７上に結像する。被写
体７はフォーカス方向およびそれと垂直な方向に移動自
在なテーブル１１上に載置される。
【００１４】被写体７上に結像されたパターンは、ビー
ムスプリッタ５、集光レンズ９を介してＣＣＤ等よりな
る撮影手段としてのビデオカメラ８に導かれる。ビデオ
カメラ８の出力はフォーカス制御装置１０に供給される
。フォーカス制御装置１０は、撮影された被写体および
被写体上のパターンから最適フォーカス位置が得られる
ように光学系６をフォーカス方向に駆動する。
ムスプリッタ５、集光レンズ９を介してＣＣＤ等よりな
る撮影手段としてのビデオカメラ８に導かれる。ビデオ
カメラ８の出力はフォーカス制御装置１０に供給される
。フォーカス制御装置１０は、撮影された被写体および
被写体上のパターンから最適フォーカス位置が得られる
ように光学系６をフォーカス方向に駆動する。
【００１５】図２はフォーカス制御装置１０の一実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【００１６】図においてビデオカメラ８からのビデオ信
号はＡ／Ｄ変換器２２に供給され、デジタル化され、メ
モリ２３に記憶される。また光学系６は、モータ等の駆
動回路３０によって駆動され、駆動回路３０はマイクロ
コンピュータ（マイコン）等からなる制御回路２６によ
って制御される。
号はＡ／Ｄ変換器２２に供給され、デジタル化され、メ
モリ２３に記憶される。また光学系６は、モータ等の駆
動回路３０によって駆動され、駆動回路３０はマイクロ
コンピュータ（マイコン）等からなる制御回路２６によ
って制御される。
【００１７】またＣＲＴ等の表示器２５はビデオカメラ
８の出力またはＲＡＭ２４の出力の一方または両方を重
畳した信号に対応する画像を表示する。さらに制御回路
２６に所定の指令を入力するキーボード、スイッチより
なる入力手段２７、及び所定のデータなどを記憶するメ
モリ２８、２９が設けられている。
８の出力またはＲＡＭ２４の出力の一方または両方を重
畳した信号に対応する画像を表示する。さらに制御回路
２６に所定の指令を入力するキーボード、スイッチより
なる入力手段２７、及び所定のデータなどを記憶するメ
モリ２８、２９が設けられている。
【００１８】次に動作について説明する。
【００１９】入力手段２７を構成する所定のスイッチを
操作して、オートフォーカスの開始を指令すると、制御
回路２６は駆動回路３０を駆動し、光学系６を所定のフ
ォーカス位置から、他のフォーカス位置まで所定の速度
で移動させる。
操作して、オートフォーカスの開始を指令すると、制御
回路２６は駆動回路３０を駆動し、光学系６を所定のフ
ォーカス位置から、他のフォーカス位置まで所定の速度
で移動させる。
【００２０】勿論この場合、光学系６を停止させ、テー
ブル１１を移動させるようにしてもよい。
ブル１１を移動させるようにしてもよい。
【００２１】メモリ２９には、入力手段７の所定のスイ
ッチを操作することにより、この移動に必要な速度など
の所定のデータが予め記憶されている。制御回路２６は
、メモリ２９に記憶されているデータに対応して光学系
６を駆動する。
ッチを操作することにより、この移動に必要な速度など
の所定のデータが予め記憶されている。制御回路２６は
、メモリ２９に記憶されているデータに対応して光学系
６を駆動する。
【００２２】被写体７上には、スクリーン４に施された
パターンが投影されており、ビデオカメラ８は被写体７
を撮影し、そのビデオ信号を出力する。このビデオ信号
はＡ／Ｄ変換器２２でＡ／Ｄ変換されメモリ２３に書き
込まれる。
パターンが投影されており、ビデオカメラ８は被写体７
を撮影し、そのビデオ信号を出力する。このビデオ信号
はＡ／Ｄ変換器２２でＡ／Ｄ変換されメモリ２３に書き
込まれる。
【００２３】またビデオカメラ８の出力は、表示器２５
にも供給され、これにより表示器２５に各フォーカス位
置における被写体の画像が表示される。
にも供給され、これにより表示器２５に各フォーカス位
置における被写体の画像が表示される。
【００２４】制御回路２６は、メモリ２９に予め設定、
入力されている時間（例えば１００ｍｓ）毎に、メモリ
２３に記憶されている被写体の明るさに関する信号（例
えば輝度信号）のデータを演算し、その分散を求める。 すなわち、各フォーカス位置における各画素の輝度信号
のレベルｘ１ 、ｘ２ 、・・・ｘＮ についての分散
Ｓが所定時間毎に演算される。演算された分散Ｓは、対
応するフォーカス位置とともに、メモリ２８に記憶され
る。
入力されている時間（例えば１００ｍｓ）毎に、メモリ
２３に記憶されている被写体の明るさに関する信号（例
えば輝度信号）のデータを演算し、その分散を求める。 すなわち、各フォーカス位置における各画素の輝度信号
のレベルｘ１ 、ｘ２ 、・・・ｘＮ についての分散
Ｓが所定時間毎に演算される。演算された分散Ｓは、対
応するフォーカス位置とともに、メモリ２８に記憶され
る。
【００２５】メモリ２８に記憶された分散Ｓの最大値に
対応するフォーカス位置が被写体の最適フォーカス位置
となる。
対応するフォーカス位置が被写体の最適フォーカス位置
となる。
【００２６】このように、被写体の表面が鏡面状であっ
ても、スクリーン４に施されたパターンが投影されてい
ることから、フォーカス制御装置１０は最適フォーカス
位置を容易に検出することが可能となる。
ても、スクリーン４に施されたパターンが投影されてい
ることから、フォーカス制御装置１０は最適フォーカス
位置を容易に検出することが可能となる。
【００２７】図１の実施例においては、フォーカス制御
装置１０によって最適フォーカス位置が決定された後も
、スクリーン４上のパターンが被写体７上に投影された
ままになる。しかしながら最適フォーカス位置が決定さ
れ、検査工程に移ると、被写体７上に投影されたパター
ンは、被写体７の本来の像を観察することが困難になる
ので、かえって検査の障害となる。
装置１０によって最適フォーカス位置が決定された後も
、スクリーン４上のパターンが被写体７上に投影された
ままになる。しかしながら最適フォーカス位置が決定さ
れ、検査工程に移ると、被写体７上に投影されたパター
ンは、被写体７の本来の像を観察することが困難になる
ので、かえって検査の障害となる。
【００２８】図３はかかる問題点を解決するためになさ
れた本発明の他の実施例の構成図である。
れた本発明の他の実施例の構成図である。
【００２９】図において、スクリーン４とビームスプリ
ッタ５の間の光路中には、ミラー１２が光軸に対して４
５゜傾斜して設けられている。このミラー１２は、回動
自在に軸支されており、最適フォーカス位置を検出する
モードにおいては、反射面が光源１からの光束を遮らな
いように光軸に対して０゜になされる（光束から離脱さ
れる）。
ッタ５の間の光路中には、ミラー１２が光軸に対して４
５゜傾斜して設けられている。このミラー１２は、回動
自在に軸支されており、最適フォーカス位置を検出する
モードにおいては、反射面が光源１からの光束を遮らな
いように光軸に対して０゜になされる（光束から離脱さ
れる）。
【００３０】光路中に配置されたミラー１２に光を出射
する第２の光源１３が設けられ、第２の光源１３はミラ
ー１２が光路中に配置されたとき点灯される。光源１３
からの出射光は、第２のコリメータレンズ１４、ミラー
１２、ビームスプリッタ５を介して光学系６に導かれる
。
する第２の光源１３が設けられ、第２の光源１３はミラ
ー１２が光路中に配置されたとき点灯される。光源１３
からの出射光は、第２のコリメータレンズ１４、ミラー
１２、ビームスプリッタ５を介して光学系６に導かれる
。
【００３１】このように、第２の光源１３からの光束は
スクリーン４を経由しないため、パターンを被写体上に
投影する事なく、最適フォーカス位置が決定された後の
被写体７の検査工程における光量を保つことができる。
スクリーン４を経由しないため、パターンを被写体上に
投影する事なく、最適フォーカス位置が決定された後の
被写体７の検査工程における光量を保つことができる。
【００３２】なお、ミラー１２は光路に対して４５゜に
傾斜して固定したハーフミラーであってもよく、この場
合にはフォーカス調整時、光源１を点灯して、光源１３
を消灯し、検査工程時、光源１を消灯して、光源１３を
点灯するようにすればよい。
傾斜して固定したハーフミラーであってもよく、この場
合にはフォーカス調整時、光源１を点灯して、光源１３
を消灯し、検査工程時、光源１を消灯して、光源１３を
点灯するようにすればよい。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１のオー
トフォーカス装置においては、光路中に所定のパターン
を施したスクリーンを配置したので、表面が鏡面状の被
写体に対する最適フォーカス位置を、被写体上に投影さ
れたパターンに基づいて検出することができる。
トフォーカス装置においては、光路中に所定のパターン
を施したスクリーンを配置したので、表面が鏡面状の被
写体に対する最適フォーカス位置を、被写体上に投影さ
れたパターンに基づいて検出することができる。
【００３４】また本発明の請求項２のオートフォーカス
装置においては、スクリーンのパターンを必要に応じて
被写体に投影しないようにしたので、最適フォーカス位
置が得られた後、被写体上にパターンを投影しないよう
にすることができ、被写体本来の像を観察し易くなる。
装置においては、スクリーンのパターンを必要に応じて
被写体に投影しないようにしたので、最適フォーカス位
置が得られた後、被写体上にパターンを投影しないよう
にすることができ、被写体本来の像を観察し易くなる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す構成図
【図２】
図１のフォーカス制御装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図
図１のフォーカス制御装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図
【図３】本発明の他の実施例の構成を示す構成図
【図４
】フォーカス位置と分散との関係を示すグラフ
】フォーカス位置と分散との関係を示すグラフ
１ 光源
４ スクリーン
５ ビームスプリッタ
６ 光学系
７ 被写体
８ ビデオカメラ（撮影手段）
１０ フォーカス制御装置
１２ ミラー
１３ 第２の光源
Claims (2)
- 【請求項１】 被写体に対する最適フォーカス位置を
調整するオートフォーカス装置であって、前記被写体に
照射する光を発生する光源と、前記光源からの出射光を
前記被写体に集光する光学系と、前記被写体からの光に
基づきフォーカス調整するフォーカス調整部と、前記被
写体に写される所定のパターンを有するスクリーンとを
備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 - 【請求項２】 前記スクリーンのパターンが前記被写
体に写されない状態と写される状態とを選択する選択手
段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のオ
ートフォーカス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4288191A JPH04260013A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4288191A JPH04260013A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | オートフォーカス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260013A true JPH04260013A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12648383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4288191A Pending JPH04260013A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260013A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020197703A (ja) * | 2019-04-25 | 2020-12-10 | アンドール・テクノロジー・リミテッドＡｎｄｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | フォーカシングシステムを備えた顕微鏡 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP4288191A patent/JPH04260013A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020197703A (ja) * | 2019-04-25 | 2020-12-10 | アンドール・テクノロジー・リミテッドＡｎｄｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | フォーカシングシステムを備えた顕微鏡 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000828 |