(57)【要約】【課題】キャリブレーション用具の抜き差し等の作業を必要とせず、かつレンズの画像を遮ることがなくキャリブレーションを行うこと。【解決手段】レンズ１０の外周縁に押し付けてレンズ１０を保持する各押え用ピン７、８、９を設け、これら押え用ピン７、８、９の各頂部に例えば十字ライン等の目盛を表示する各目盛表示部１７、１８、１９を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの外周縁に押し付けて前記レンズを保持する少なくとも３つの押え用部材と、
前記各押え用部材の各頂部表面のうち少なくとも１つの前記頂部表面に付された目盛表示部と、
を具備したことを特徴とするレンズ保持具。
【請求項２】
前記各押え用部材は、それぞれ高さ調整可能であることを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項３】
前記各押え用部材は、前記レンズの前記外周縁に対して略等間隔の各位置で前記レンズの前記外周縁を押し付けることを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項４】
前記各押え用部材は、それぞれピン状に形成されたことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項５】
前記各目盛表示部は、それぞれ前記各押え用部材の前記各頂部表面において回転可能に設けられたことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項６】
前記各目盛表示部には、それぞれ互いに直交する各ラインからなる目盛が表示されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項７】
前記目盛は、十字ラインであることを特徴とする請求項６記載のレンズ保持具。
【請求項８】
前記目盛は、当該目盛の背景の色及び明るさと異なる色及び明るさを有することを特徴とする請求項６記載のレンズ保持具。
【請求項９】
前記各押え用部材の前記各頂部は、それぞれ円形に形成され、
前記各目盛表示部は、それぞれ前記各押え用部材の前記各頂部の外径よりも小さい外径を有する円形に形成された、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項１０】
前記各押え用部材の前記各頂部には、それぞれ各回転用の穴が設けられ、
前記各目盛表示部は、それぞれ前記各回転用の穴内に回転可能に設けられた、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項１１】
前記レンズの前記外周縁への前記各押え用部材の押し付けとその解除とを行う開閉機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項１２】
前記レンズの前記外周縁に接触しない前記外周縁の近接位置に少なくとも１つ設けられ、かつ頂部表面に目盛表示部が付された目盛表示用部材、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持具。
【請求項１３】
前記目盛表示用部材は、それぞれ高さ調整可能であることを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項１４】
前記目盛表示用部材は、ピン状に形成されたことを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項１５】
前記目盛表示部は、前記目盛表示用部材の前記頂部表面において回転可能に設けられたことを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項１６】
前記目盛表示部には、それぞれ互いに直交する各ラインからなる目盛が表示されていることを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項１７】
前記目盛は、十字ラインであることを特徴とする請求項１６記載のレンズ保持具。
【請求項１８】
前記目盛は、当該目盛の背景の色及び明るさと異なる色及び明るさを有することを特徴とする請求項１６記載のレンズ保持具。
【請求項１９】
前記目盛表示用部材の前記頂部は、円形に形成され、
前記目盛表示部は、前記目盛表示用部材の前記頂部の外径よりも小さい外径を有する円形に形成された、
ことを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項２０】
前記各目盛表示用部材の前記各頂部には、それぞれ各回転用の穴が設けられ、
前記目盛表示部は、それぞれ前記各回転用の穴内に回転可能に設けられた、
ことを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項２１】
前記目盛表示用部材は、前記レンズの前記外周縁への前記各押え用部材の押し付けとその解除とを行う開閉機構に設けられ、前記開閉機構による前記各押え用部材の前記レンズの前記外周縁への押し付けと共に、前記レンズの前記外周縁に接触しない前記外周縁の近接位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１２記載のレンズ保持具。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のうちいずれか１項記載のレンズ保持具と、
前記レンズ保持具に保持された前記レンズ及び前記レンズの前記外周縁に押し付けられている少なくとも前記各押え用部材の各頂部表面にそれぞれ付された前記各目盛表示部を撮像する撮像装置と、
前記レンズ保持具の姿勢を姿勢調整機構と、
前記撮像装置の撮像により取得された画像データ上における前記各目盛表示部の画素数に基づいてキャリブレーションを行う演算部と、
を具備したことを特徴とするキャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを画像で取り込む際のキャリブレーションを行うためにレンズを保持するレンズ保持具及びこれを用いたキャリブレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物をレンズを通して撮像装置により撮像し、この撮像装置の撮像により取得された画像データを処理して例えば対象物における任意の２点間の距離を測定するには、予め画像データ上の１画素当たりの実寸法を計算する必要がある。このように画像データ上の１画素当たりの実寸法を計算することをキャリブレーションという。
【０００３】
キャリブレーションを行う用具としては、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１には、測定対象物の拡大画像を取得するための光学系及び撮像素子と、取得した画像を表示画面に表示する表示部と、表示画面の単位画素に対応する実寸法を計算するキャリブレーションを実行する処理装置とを備え、予め定めた基準スケールが表示されたキャリブレーション用具を準備し、光学系の視野にキャリブレーション用具をセットしたときに、処理装置が基準スケールを認識し、その基準スケールの長さに対応する画素数を計数し、その計測結果に基づいて１画素当りの長さを算出するキャリブレーションを実行することが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１９３７２号公報（段落番号［０００９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、キャリブレーションを実施する際、光学系の視野にキャリブレーション用具を抜き差しする作業が必要になる。又、光学系の視野にキャリブレーション用具を入れると、キャリブレーション用具が測定物であるレンズの一部を遮ってしまい、測定物を測定できない部分が生じる。
【０００５】
本発明は、キャリブレーション用具の抜き差し等の作業を必要とせず、かつレンズの画像を遮ることがなくキャリブレーションを行うことができるレンズ保持具及びこれを用いたキャリブレーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、レンズの外周縁に押し付けてレンズを保持する少なくとも３つの押え用部材と、各押え用部材の各頂部表面のうち少なくとも１つの頂部表面に付された目盛表示部とを具備したレンズ保持具である。
【０００７】
本発明は、上記レンズ保持具と、レンズ保持具に保持されたレンズ及びレンズの外周縁に押し付けられている少なくとも各押え用部材の各頂部表面にそれぞれ付された各目盛表示部を撮像する撮像装置と、レンズ保持具の姿勢を姿勢調整機構と、撮像装置の撮像により取得された画像データ上における各目盛表示部の画素数に基づいてキャリブレーションを行う演算部とを具備したキャリブレーション装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、キャリブレーション用具の抜き差し等の作業を必要とせず、かつレンズの画像を遮ることがなくキャリブレーションを行うことができるレンズ保持具及びこれを用いたキャリブレーション装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２はレンズ保持具の構成図を示し、図１は上面から見た構成図、図２は側面図を示す。このレンズ保持具１は、環状に形成された保持具筐体２を有する。この保持具筐体２の内壁には、例えば３つの開閉アーム３、４、５が設けられている。これら開閉アーム３、４、５は、それぞれ円弧状に形成されている。これら開閉アーム３、４、５は、それぞれ保持具筐体２内に設けられた図示しない開閉機構部によって同期して矢印Ａ方向に開閉移動する。
【００１１】
すなわち、開閉機構部は、保持具筐体２外に延出して設けられた開閉レバー６を備える。この開閉レバー６は、保持具筐体２に対して矢印Ｂ方向に押し込み、引き抜きの操作が可能である。しかるに、開閉機構部は、例えば開閉レバー６が保持具筐体２内に押し込まれることにより各開閉アーム３、４、５を閉じ、開閉レバー６が保持具筐体２から引き抜かれることにより各開閉アーム３、４、５を開放する。
【００１２】
各開閉アーム３、４、５の各先端部には、それぞれ押え用部材としての各押え用ピン７、８、９が立設されている。これら押え用ピン７、８、９は、開閉機構部による各開閉アーム３、４、５の閉じ動作によって外周面の一部がレンズ１０の外周縁に押し付けられ、これら押し付けによってレンズ１０を保持する。
【００１３】
これら押え用ピン７、８、９は、それぞれ略同一高さの円柱状に形成されている。これら押え用ピン７、８、９の元部にはネジ部が設けられ、かつ各開閉アーム３、４、５の各先端部にはそれぞれネジ穴が設けられている。従って、各押え用ピン７、８、９は、それぞれ各開閉アーム３、４、５の各先端部の各ネジ穴に螺合して設けられ、かつ回転することにより各頂部１１、１２、１３の各高さ位置をそれぞれ調整可能である。
【００１４】
これら押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３には、それぞれ各目盛表示用回転部材１４、１５、１６が回転可能に設けられている。これら目盛表示用回転部材１４、１５、１６が回転可能に設ける各回転機構は、例えば次のような構成を有する。各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３には、それぞれ円柱状の各回転用の穴が設けられている。これら回転用の穴内には、それぞれ円柱状に形成された各目盛表示用回転部材１４、１５、１６が回転可能に設けられている。これにより、各目盛表示用回転部材１４、１５、１６は、それぞれ長手方向の中心を通る軸を中心にして各回転用の穴内で回転する。
【００１５】
これら目盛表示用回転部材１４、１５、１６の各頂部には、それぞれ平面状に形成された各目盛表示部１７、１８、１９が付されている。これら目盛表示部１７、１８、１９には、画像のキャリブレーションを実施するための実寸法が分かるための目盛が表示されている。すなわち、各目盛表示部１７、１８、１９には、互いに直交する各ラインからなる目盛、例えば十字ラインが表示されている。これら十字ラインは、当該十字ラインの背景に有する色及び明るさと異なる色及び明るさを有する。例えば十字ラインを黒色で表示し、その背景を灰色で表示する。
【００１６】
なお、目盛を十字ラインにしたのは、当該十字ラインを撮像してその画像データを取得した場合、この画像データ上のＸＹ軸と十字ラインの各ライン方向とを一致できるからである。
【００１７】
各目盛表示部１７、１８、１９の十字ラインを黒色で表示し、背景を灰色で表示するのは、当該十字ラインを撮像してその画像データを取得した場合、この画像データから十字ラインを抽出するのに２値化処理するが、この２値化処理により十字ラインと背景との各輝度にレベル差を生じさせることが可能になるからである。
【００１８】
上記の如く各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３は、それぞれ円形に形成され、かつ各目盛表示部１７、１８、１９は、それぞれ各押え用ピン７、８、９の外径よりも小さい外径を有する円形に形成されている。これにより、各押え用ピン７、８、９を上方から撮像すると、その画像データ上には、各押え用ピン７、８、９の外径と、各目盛表示部１７、１８、１９、の外径とからなる二重の円が映る。
【００１９】
次に、レンズ保持具１を用いたキャリブレーション装置の構成について図３を参照して説明する。
【００２０】
架台２０上には、支柱２１が立設されている。この支柱２１には、姿勢調整装置２２が設けられている。この姿勢調整装置２２上には、レンズ保持具１が設けられている。この姿勢調整装置２２は、レンズ保持具１の姿勢、すなわちレンズ保持具１の水平方向に対する傾きを調整する。
【００２１】
撮像装置２３が支柱２１に設けられている。この撮像装置２３は、レンズ保持具１の上方に設けられている。この撮像装置２３には、当該撮像装置２３の光軸に一致させて撮像用レンズ２４が取り付けられている。これと共に撮像装置２３は、光軸をレンズ１０の光軸に一致させて支柱２１に設けられている。
【００２２】
この撮像用レンズ２４は、撮像装置２３の撮像視野内にレンズ１０の全体を入れる倍率を有するものが撮像装置２３に取り付けられる。従って、撮像用レンズ２４は、レンズ１０の大きさ、すなわちレンズ１０の外径に応じた倍率すなわちレンズ１０の外径に応じた焦点距離を持つものが複数用意され、これら撮像用レンズ２４からキャリブレーションを実施するレンズ１０の外径に応じた倍率を有する撮像用レンズ２４が選択されて撮像装置２３に取り付けられる。
【００２３】
撮像装置２３は、支柱２１上に昇降可能に設けられている。従って、撮像装置２３は、取り付けられる撮像用レンズ２４の倍率（焦点距離）に応じて支柱２１上を昇降し、レンズ１０に対する高さ位置を調整可能になっている。
【００２４】
照明装置２５が支柱２１に設けられている。この照明装置２５は、レンズ１０及びレンズ保持具１における各目盛表示部１７、１８、１９を含む領域を照明する。
【００２５】
一方、制御演算装置２６は、撮像装置２３から出力される画像データを入力し、この画像データ上における各目盛表示部１７、１８、１９の画素数に基づいてキャリブレーションを行う。この制御演算装置２６は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどから成る制御装置本体２７を有し、この制御装置本体２７にデータ入力用のキーボード２８と、データ入力補助装置としてのマウス２９と、データ表示用の表示装置３０が接続されている。
【００２６】
制御装置本体２７は、内部に図示しない画像入力基板が組み込まれている。この画像入力基板には、ケーブル３１を介して撮像装置２３が接続されている。制御装置本体２７は、ケーブル３１を通して画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像信号を表示画像として表示装置３０に表示する。
【００２７】
制御装置本体２７は、ケーブル３１を通して画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像データ上における各目盛表示部１７、１８、１９に表示されている各目盛すなわち各十字ラインを認識し、これら十字ラインの長さに対応する画素数を計数し、その計測値に基づいて１画素に相当する実寸法を演算処理するキャリブレーションを実行する。
【００２８】
次に、上記の如く構成されたレンズ保持具１を用いたキャリブレーション装置によるキャリブレーションの実施について説明する。
【００２９】
先ず、レンズ保持具１の開閉レバー８を例えば引き抜き操作すると、開閉機構部は、各開閉アーム３、４、５を同期して開放する。これら開閉アーム３、４、５が開放された状態でレンズ１０を各開閉アーム３、４、５の各先端部に立設された各押え用ピン７、８、９の間に載置する。
【００３０】
次に、レンズ保持具１の開閉レバー８を例えば押し込み操作すると、開閉機構部は、各開閉アーム３、４、５を閉じる。これにより、各押え用ピン７、８、９は、レンズ１０の外周縁に押し付けられてレンズ１０を固定保持する。
【００３１】
このように各押え用ピン７、８、９によりレンズ１０を固定保持したとき、図４に示すようにレンズ１０の上側になった表面高さ位置Ｆ１と、各押え用ピン７、８、９の各頂部すなわち十字ラインを表示する各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２とが異なっている場合が多い。
【００３２】
このような場合、各押え用ピン７、８、９は、それぞれ各開閉アーム３、４、５の各先端部において回転操作して各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２を調整する。この調整により各押え用ピン７、８、９における各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２は、図５に示すようにレンズ１０の表面高さ位置Ｆ１と一致する。
【００３３】
次に、照明装置２５は、レンズ１０及びレンズ保持具１における各目盛表示部１７、１８、１９を含む領域を照明する。撮像装置２３は、撮像用レンズ２４を通してレンズ１０を撮像し、その画像データを出力する。この画像データは、ケーブル３１を通して制御装置本体２７に送られる。この制御装置本体２７は、ケーブル３１を通して画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像信号を表示画像として表示装置３０に表示する。
【００３４】
オペレータは、表示装置３０に表示されるレンズ１０等の画像を観察し、この表示画像から各目盛表示部１７、１８、１９が、既に取り付けられている撮像用レンズ２４を通して撮像した画像から外れているようであれば、外れない倍率を持つ撮像用レンズ２４を選択して撮像装置２３に取り付ける。この場合、表示画像から各目盛表示部１７、１８、１９が外れない各撮像用レンズ２４のうち最高の倍率を持つ最適な撮像用レンズ２４が選択されて撮像装置２３に取り付けられる。
【００３５】
最適な撮像用レンズ２４が撮像装置２３に取り付けられると、撮像装置２３は、支柱２１に対して昇降し、レンズ１０に対して焦点が合わされる。
【００３６】
次に、撮像装置２３と各押え用ピン７、８、９との平行度が調整される。先ず、オペレータは、レンズ１０が表示装置３０に表示された状態で、表示装置３０の画面の各隅に表示されている各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３の画像を観察する。
【００３７】
これら各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３には、これら押え用ピン７、８、９の外径よりも小さな外径を有する各目盛表示部１７、１８、１９が設けられているので、表示装置３０の画面には、図６に示すような各押え用ピン７、８、９の外径と各目盛表示部１７、１８、１９の外径とからなる二重の円Ｒ１、Ｒ２が表示される。
【００３８】
ここで、撮像用レンズ２４の光軸と各押え用ピン７、８、９とが平行であれば、各円Ｒ１、Ｒ２は、図６に示すように同心円になる。これに対して撮像用レンズ２４の光軸が各押え用ピン７、８、９に対して傾いていると、図７又は図８に示すように各円Ｒ１、Ｒ２は、同心円にならず、撮像用レンズ２４の光軸の傾いている方向に対応して各押え用ピン７、８、９の外径からなる円Ｒ２が円Ｒ１に近付く。すなわち、図７に示す各円Ｒ１、Ｒ２の位置関係では、図面上、上方で円Ｒ２が円Ｒ１に近付いているので、レンズ保持具１の上方側が下方側よりも低くなって傾いている。図８に示す各円Ｒ１、Ｒ２の位置関係では、図面上、左側で円Ｒ２が円Ｒ１に近付いているので、レンズ保持具１の左側が右側よりも低くなって傾いている。
【００３９】
オペレータは、表示装置３０の画面に表示される二重の各円Ｒ１、Ｒ２を観察し、これら円Ｒ１、Ｒ２の位置関係に応じて姿勢調整装置２２を動作させてレンズ保持具１の姿勢を調整する。例えば、図７に示すようにレンズ保持具１の上方側が下方側よりも低く傾いていれば、姿勢調整装置２２は、レンズ保持具１の上方側を高くし、各円Ｒ１、Ｒ２が図６に示すように同心円になるように調整する。図８に示すようにレンズ保持具１の左側が右側よりも低く傾いていれば、姿勢調整装置２２は、レンズ保持具１の左側を高くし、各円Ｒ１、Ｒ２が図６に示すように同心円になるように調整する。
【００４０】
次に、オペレータは、表示装置３０の画面に表示される各目盛表示部１７、１８、１９の十字ラインを観察し、十字ラインの各ライン方向がＸＹ軸方向に対して傾いているか否かを確認する。例えば、図９に示すように十字ラインの各ライン方向がＸＹ軸方向に対して傾いていれば、オペレータは、表示装置３０の画面を観察しながら、各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３における各目盛表示用回転部材１４、１５、１６を回転させる。これら目盛表示用回転部材１４、１５、１６の回転により各目盛表示部１７、１８、１９が回転し、これら目盛表示部１７、１８、１９に表示されている各十字ラインの各ライン方向は、ＸＹ軸方向に一致する。
【００４１】
このような作業の結果、撮像装置２３の撮像用レンズ２４は、レンズ１０の表面に焦点が合うと共に、各目盛表示部１７、１８、１９に表示されている各十字ラインにも全て焦点が合い、かつ各十字ラインの各ライン方向が撮像装置２３内のＸＹ軸方向に一致する。
【００４２】
次に、キャリブレーションの動作に移る。
【００４３】
撮像装置２３は、撮像用レンズ２４を通してレンズ１０及び各目盛表示部１７、１８、１９に表示されている各十字ラインを撮像し、その画像データを出力する。この画像データは、ケーブル３１を通して制御装置本体２７に送られる。
【００４４】
この制御装置本体２７は、ケーブル３１を通して画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像データ上における各目盛表示部１７、１８、１９に表示されている各目盛すなわち各十字ラインを認識し、これら十字ラインの長さに対応する画素数を計数し、その計測値に基づいて１画素に相当する実寸法を演算処理して求める。
【００４５】
具体的に制御装置本体２７は、画像データを２値化処理し、この２値化画像データにおける十字ラインに対応するＸＹ座標の最大値、最小値を得る。これにより、制御装置本体２７は、十字ラインの各ライン方向における各画素数を計測して取得する。制御装置本体２７は、十字ラインの実寸値が予め設定されている。しかるに、制御装置本体２７は、十字ラインの実寸値を計測した画素数で除算することにより、１画素数に相当する実寸値を求める。
【００４６】
なお、撮像用レンズ２４の倍率を変更しなければ、１画素数に相当する実寸値は変化しない。これにより、制御装置本体２７は、撮像装置２３から取り込んだ画像データ上の画素数に対して上記求めた１画素数に相当する実寸値を乗算し、画像データ上に撮影されている対象物の全ての実寸を求めることができる。
【００４７】
又、キャリブレーションを実施する場合、制御装置本体２７は、各目盛表示部１７、１８、１９に表示されている全ての十字ラインから１画素数に相当する実寸値を求めてもよいし、各目盛表示部１７、１８、１９のうち任意の十字ライン、例えば１つの十字ラインから１画素数に相当する実寸値を求めてもよい。
【００４８】
このように上記第１の実施の形態によれば、レンズ１０の外周縁に押し付けてレンズ１０を保持する各押え用ピン７、８、９を設け、これら押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３に例えば十字ライン等の目盛を表示する各目盛表示部１７、１８、１９を設けたレンズ保持具１を備えた。
【００４９】
これにより、レンズ１０をレンズ保持具１に保持して撮像装置２３により撮像すれば、その画像データ上でレンズ１０と共に、十字ライン等の目盛を読み取ることが可能となり、従来のようにキャリブレーションを実施する際に光学系の視野にキャリブレーション用具を抜き差しするような特別な作業をする必要がなく、容易にキャリブレーションを実施できる。
【００５０】
又、十字ライン等の目盛を表示する各目盛表示部１７、１８、１９を設けた各押え用ピン７、８、９は、レンズ１０の外周縁に押し付けるので、レンズ１０の一部を覆うことがなく、十字ライン等の目盛を読み取ることができ、レンズ１０の測定を支障なく行うことができる。
【００５１】
目盛は、例えば十字ラインを表示しているので、この十字ラインの各ライン方向を画像データ上のＸＹ軸に一致させることにより、ＸＹ軸方向のキャリブレーションを容易に行うことができる。
【００５２】
目盛は、例えば十字ラインとその背景とを異なる明るさ、例えば十字ラインを黒色で表示し、背景を灰色で表示しているので、画像データに対する２値化処理により十字ラインと背景との各輝度にレベル差を生じさせて容易に十字ラインを抽出できる。これにより、キャリブレーションを行うときの十字ラインを確実に認識でき、精度高いキャリブレーションができる。
【００５３】
各押え用ピン７、８、９をレンズ１０の外周縁に押し付けて当該レンズ１０を保持した状態で撮像するので、画像データ上において各十字ライン等の目盛は、画像データ上の各隅に表示される。これにより、レンズ１０の測定を行うために取得した画像データ上におけるレンズ１０の画像のない各隅に各十字ライン等の目盛を表示でき、同画像データでキャリブレーションを行い、かつレンズ１０の測定ができ、画像データを効率よく使用できる。
【００５４】
各押え用ピン７、８、９は、保持具筐体２に対して高さ位置を調整可能なので、十字ライン等の目盛を表示する各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２をレンズ１０の表面位置Ｆ１に合わせることができる。これにより、撮像用レンズ２４の焦点位置を各目盛表示部１７、１８、１９又はレンズ１０の表面のいずれか一箇所に合わせるだけで、各目盛表示部１７、１８、１９及びレンズ１０の表面に合焦した画像を一度に取り込むことができる。
【００５５】
各目盛表示部１７、１８、１９は、各押え用ピン７、８、９の外径よりも小さい外径を有する円形に形成されているので、各押え用ピン７、８、９を上方から撮像すると、その画像データ上には、各押え用ピン７、８、９の外径と、各目盛表示部１７、１８、１９の外径とからなる二重の円Ｒ１、Ｒ２が映る。これにより、これら円Ｒ１、Ｒ２の位置関係から撮像装置２３の撮像用レンズ２４の光軸に対するレンズ保持具１の傾きを認識することができ、各円Ｒ１、Ｒ２の位置関係に基づいて姿勢調整装置２２を動作させて容易にレンズ保持具１と撮像装置２３の撮像用レンズ２４の光軸とを一致させることができる。
【００５６】
十字ライン等の目盛を表示する各目盛表示部１７、１８、１９を有する各目盛表示用回転部材１４、１５、１６は、各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３に回転可能に設けられている。これにより、十字ラインの各ライン方向を、画像データ上のＸＹ軸方向に一致できる。
【００５７】
各押え用ピン７、８、９は、開閉してレンズ１０を保持するので、径の異なる全てのレンズ１０を保持できる。
【００５８】
なお、上記第１の実施の形態は、次のように変形してもよい。
【００５９】
例えば、各押え用ピン７、８、９のおける各頂部の各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置を調整する機構は、例えばバネを用いた機構にしてもよい。
【００６０】
撮像用レンズ２４の光軸と各押え用ピン７、８、９との平行度の調整は、撮像用レンズ２４の取り付け部を利用してもよい。
【００６１】
各押え用ピン７、８、９の各頂部表面には、それぞれ各目盛表示部１７、１８、１９が付されているが、これに限らず、少なくとも１本の押え用ピン７、８又は９のみに目盛表示部１７、１８又は１９を付すようにしてもよい。この場合、例えば１つの目盛表示部１７、１８又は１９の十字ラインによってキャリブレーションを行えばよい。
【００６２】
各押え用ピン７、８、９は、レンズ１０の外周縁に対して略等間隔で配置するに限らず、任意の間隔毎に配置してもよい。
【００６３】
各押え用ピン７、８、９は、それぞれ円柱状に形成するのに限らず、例えば四角柱又は三角柱に形成してもよい。この場合、平面部分がレンズ１０の外周縁に接触するように配置する。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１乃至図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６５】
図１０はレンズ保持具の構成図を示す。このレンズ保持具４０は、上記第１の実施の形態のレンズ保持具１に対して目盛表示用部材としての例えば２本の目盛表示用ピン４１、４２を備えている。
【００６６】
すなわち、保持具筐体２の内壁には、例えば２つの開閉アーム４３、４４が設けられている。これら開閉アーム４３、４４は、それぞれ円弧状に形成されている。これら開閉アーム４３、４４は、それぞれ保持具筐体２内に設けられた図示しない上記開閉機構部によって同期して矢印Ａ方向に開閉する。
【００６７】
これら開閉アーム４３、４４の各先端部には、それぞれ各目盛表示用ピン４１、４２が立設されている。これら目盛表示用ピン４１、４２は、開閉機構部による各開閉アーム４３、４４閉じ動作によってレンズ１０の外周縁に近接する。
【００６８】
これら目盛表示用ピン４１、４２は、それぞれ略同一高さの円柱状に形成されている。これら目盛表示用ピン４１、４２の元部にはネジ部が設けられ、かつ各開閉アーム４３、４４の各先端部にはそれぞれネジ穴が設けられている。従って、各目盛表示用ピン４１、４２は、それぞれ各開閉アーム４３、４４の各先端部の各ネジ穴に螺合して設けられ、かつ回転することにより各頂部４５、４６の各高さ位置をそれぞれ調整可能である。
【００６９】
これら目盛表示用ピン４１、４２の各頂部４５、４６は、各目盛表示用回転部材４７、４８が回転可能に設けられている。これら目盛表示用回転部材４７、４８が回転可能に設ける各回転機構は、例えば次のような構成を有する。各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部４５、４６には、それぞれ円柱状の各回転用の穴が設けられている。これら回転用の穴内には、それぞれ円柱状に形成された各目盛表示用回転部材４７、４８が回転可能に設けられている。これにより、各目盛表示用回転部材４７、４８は、それぞれ長手方向の中心を通る軸を中心にして各回転用の穴内で回転する。
【００７０】
これら目盛表示用回転部材４７、４８の各頂部には、それぞれ平面状に形成された各目盛表示部４９、５０が付されている。これら目盛表示部４９、５０には、画像のキャリブレーションを実施するための実寸法が分かる目盛が表示されている。すなわち、各目盛表示部４９、５０には、互いに直交する各ラインからなる目盛、例えば十字ラインが表示されている。これら十字ラインは、当該十字ラインの背景に有する色及び明るさと異なる色及び明るさを有する。例えば各目盛表示部４９、５０は、十字ラインを黒色で表示し、背景を灰色で表示する。
【００７１】
なお、目盛を十字ラインにしたのは、当該十字ラインを撮像してその画像データを取得した場合、この画像データ上のＸＹ軸と十字ラインの各ライン方向とを一致できるからである。
【００７２】
各目盛表示部４９、５０の十字ラインを黒色で表示し、背景を灰色で表示するのは、当該十字ラインを撮像してその画像データを取得した場合、この画像データから十字ラインを抽出するのに２値化処理するが、この２値化処理により十字ラインと背景との各輝度にレベル差を生じさせることが可能になるからである。
【００７３】
上記の如く各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部４５、４６は、それぞれ円形に形成され、かつ各目盛表示部４９、５０は、それぞれ各目盛表示用ピン４１、４２の外径よりも小さい外径を有する円形に形成されているので、各目盛表示用ピン４１、４２を上方から撮像すると、その画像データ上には、各目盛表示用ピン４１、４２の外径と各目盛表示用回転部材４７、４８の外径とからなる二重の円が映る。
【００７４】
次に、上記の如く構成されたレンズ保持具４０を用いたキャリブレーション装置によるキャリブレーションの実施について説明する。
【００７５】
図１１はレンズ保持具４０を用いたキャリブレーション装置の構成図を示す。
【００７６】
先ず、レンズ保持具１の開閉レバー８を例えば引き抜き操作すると、開閉機構部は、各開閉アーム３、４、５及び開閉アーム４３、４４を開放する。これら開閉アーム３、４、５及び開閉アーム４３、４４が開放された状態でレンズ１０を各開閉アーム３、４、５の各先端部に立設された各押え用ピン７、８、９の間に載置する。
【００７７】
次に、レンズ保持具１の開閉レバー８を例えば押し込み操作すると、開閉機構部は、各開閉アーム３、４、５及び開閉アーム４３、４４を閉じる。これにより、各押え用ピン７、８、９は、レンズ１０の外周縁に押し付けられてレンズ１０を固定保持する。
【００７８】
このとき、各開閉アーム４３、４４も閉じられるが、これら開閉アーム４３、４４の各先端部に設けられた各目盛表示用ピン４１、４２は、レンズ１０の外周縁に接触することなく、レンズ１０の外周縁に近接して配置される。
【００７９】
このように各押え用ピン７、８、９によりレンズ１０を固定保持したとき、上記図４に示すのと同様に、レンズ１０の表面高さ位置Ｆ１と、各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３及び各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部４５、４６の高さ位置Ｆ２とが異なっている場合が多い。
【００８０】
このような場合、各押え用ピン７、８、９は、それぞれ各開閉アーム３、４、５の各先端部において回転操作して各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２を調整する。この調整により各押え用ピン７、８、９における各目盛表示部１７、１８、１９の高さ位置Ｆ２は、上記図５に示すのと同様に、レンズ１０の表面高さ位置Ｆ１と一致される。
【００８１】
同様に、各目盛表示用ピン４１、４２も、それぞれ各開閉アーム４３、４４の各先端部において回転操作して各目盛表示部４９、５０の高さ位置Ｆ２を調整する。この調整により各目盛表示用ピン４１、４２における各目盛表示部４９、５０の高さ位置Ｆ２も図５に示すのと同様に、レンズ１０の表面高さ位置Ｆ１と一致する。
【００８２】
次に、照明装置２５は、レンズ１０及びレンズ保持具１における各目盛表示部１７、１８、１９及び各目盛表示部４９、５０を含む領域を照明する。撮像装置２３は、撮像用レンズ２４を通してレンズ１０を撮像し、その画像データを出力する。制御装置本体２７は、画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像信号を表示装置３０に表示する。
【００８３】
図１２は表示装置３０に表示された画像の一例を示す。同表示画像で表示されているように、レンズ１０の外周縁には、各押え用ピン７、８、９が押し付けられていると共に、各目盛表示用ピン４１、４２がレンズ１０の外周縁に近接して配置されているので、同表示画像の各隅には、各押え用ピン７、８、９上の各目盛表示部１７、１８、１９と共に、各目盛表示用ピン４１、４２上の各目盛表示部４９、５０も表示されている。
【００８４】
従って、各目盛表示部１７、１８、１９のうち幾つかが表示画像から外れても、各目盛表示部４９、５０のうち少なくとも一方は表示画像内に表示される。
【００８５】
オペレータは、表示装置３０に表示されるレンズ１０等の表示画像を観察し、この表示画像から各目盛表示部１７、１８、１９や各目盛表示部４９、５０が外れない倍率を持つ撮像用レンズ２４が選択されて撮像装置２３に取り付けられる。この場合、表示画像から各目盛表示部１７、１８、１９や各目盛表示部４９、５０が外れない各撮像用レンズ２４のうち最高の倍率を持つ最適な撮像用レンズ２４が選択されて撮像装置２３に取り付けられる。
【００８６】
最適な撮像用レンズ２４が撮像装置２３に取り付けられると、撮像装置２３は、支柱２１に対して昇降し、レンズ１０に対して焦点が合わされる。
【００８７】
次に、撮像装置２３と各押え用ピン７、８、９及び各目盛表示用ピン４１、４２との平行度が調整される。先ず、オペレータは、レンズ１０が表示装置３０に表示された状態で、表示装置３０の画面の各隅に表示されている各押え用ピン７、８、９及び各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部４５、４６の表示画像を観察する。
【００８８】
これら各押え用ピン７、８、９の各頂部１１、１２、１３には、これら押え用ピン７、８、９の外径よりも小さな外径を有する各目盛表示部１７、１８、１９が設けられているので、表示装置３０の画面には、図６に示すような各押え用ピン７、８、９の外径と各目盛表示部１７、１８、１９の外径とからなる二重の円Ｒ１、Ｒ２が表示される。
【００８９】
同様に、各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部１１、１２、１３には、これら目盛表示用ピン４１、４２の外径よりも小さな外径を有する各目盛表示部４９、５０が設けられているので、表示装置３０の画面には、各目盛表示用ピン４１、４２の外径と各目盛表示部４９、５０の外径とからなる二重の円Ｒ１、Ｒ２が表示される。
【００９０】
オペレータは、上記同様に、表示装置３０の画面に表示される二重の各円Ｒ１、Ｒ２を観察し、これら円Ｒ１、Ｒ２の位置関係に応じて姿勢調整装置２２を動作させてレンズ保持具１の姿勢を調整する。
【００９１】
次に、オペレータは、上記同様に、表示装置３０の画面に表示される各目盛表示部１７、１８、１９及び各目盛表示部４９、５０の各十字ラインを観察し、これら十字ラインの各ライン方向がＸＹ軸方向に対して傾いているか否かを確認する。
【００９２】
次に、キャリブレーションの動作に移る。撮像装置２３は、撮像用レンズ２４を通してレンズ１０、各目盛表示部１７、１８、１９及び各目盛表示部４９、５０に表示されている各十字ラインを撮像し、その画像データを出力する。この画像データは、ケーブル３１を通して制御装置本体２７に送られる。
【００９３】
この制御装置本体２７は、ケーブル３１を通して画像入力基板で撮像装置２３から出力された画像データを入力すると、この画像データ上における各目盛表示部１７、１８、１９及び及び各目盛表示部４９、５０に表示されている各目盛すなわち各十字ラインを認識し、これら十字ラインの長さに対応する画素数を計数し、その計測値に基づいて１画素に相当する実寸法を演算処理して求める。
【００９４】
このように上記第２の実施の形態によれば、それぞれ各目盛表示部４９、５０を設けた例えば２本の目盛表示用ピン４１、４２を備え、これら目盛表示用ピン４１、４２を、開閉機構部による閉じ動作によってレンズ１０の外周縁に近接して配置する。
【００９５】
これにより、各目盛表示部１７、１８、１９のうち幾つかが表示画像から外れても、各目盛表示部４９、５０のうち少なくとも一方が表示画像内に表示される。従って、表示画像内に表示されている各目盛表示部１７、１８、１９や各目盛表示部４９、５０の各十字ラインを読み取ってキャリブレーションを実施することができる。
【００９６】
又、レンズ１０の測定を行うために取得した画像データ上におけるレンズ１０の画像のない各隅に各十字ライン等の目盛を表示でき、同画像データでキャリブレーションを行い、かつレンズ１０の測定ができ、画像データを効率よく使用できる。
【００９７】
なお、上記第２の実施の形態は、次のように変形してもよい。
【００９８】
各目盛表示用ピン４１、４２の各頂部表面には、それぞれ各目盛表示部４９、５０が付されているのに限らず、少なくとも１本の目盛表示用ピン４１又は４２のみに目盛表示部４９又は５０を付すようにしてもよい。
【００９９】
各目盛表示用ピン４１、４２は、それぞれ円柱状に形成されるのに限らず、例えば四角柱又は三角柱に形成してもよい。
【０１００】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。
【０１０１】
例えば、レンズ１０を保持する各押え用ピン７，８，９を３本にしているが、これに限らず、３本以上の複数本設けてもよい。
【０１０２】
各押え用ピン７，８，９におけるレンズ１０の外周縁に接触する部分は、レンズ１０に影響を与えない樹脂等により形成してもよい。
【０１０３】
各押え用ピン７，８，９や各目盛表示用ピン４１、４２の開閉機構は、各開閉アーム３、４、５や各開閉アーム４３、４４を用いたものに限らず、他の機構を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係るレンズ保持具の第１の実施の形態を示す上面から見た構成図。
【図２】同レンズ保持具の側面図。
【図３】同レンズ保持具を用いたキャリブレーション装置の構成図。
【図４】同レンズ保持具においてレンズの表面高さ位置と各押え用ピンの高さ位置とが異なっている状態を示す図。
【図５】同レンズ保持具においてレンズの表面高さ位置と各押え用ピンの高さ位置とが一致した状態を示す図。
【図６】同キャリブレーション装置の表示画面上に表示される押え用ピンの外径と押え用ピンの外径とからなる二重の円を示す図。
【図７】同キャリブレーション装置において撮像用レンズの中心軸が押え用ピンに対して傾いているときの二重の円を示す図。
【図８】同キャリブレーション装置において撮像用レンズの中心軸が押え用ピンに対して傾いているときの二重の円を示す図。
【図９】同キャリブレーション装置において十字ラインの各ライン方向がＸＹ軸方向に対して傾いているときの二重の円を示す図。
【図１０】本発明に係るレンズ保持具の第２の実施の形態を示す上面から見た構成図。
【図１１】同レンズ保持具を用いたキャリブレーション装置の構成図。
【図１２】同キャリブレーション装置により取得した画像データを示す図。
【符号の説明】
【０１０５】
１：レンズ保持具、２：保持具筐体、３，４，５：開閉アーム、６：開閉レバー、７，８，９：押え用ピン、１０：レンズ、１１，１２，１３：頂部、１４，１５，１６：目盛表示用回転部材、１７，１８，１９：目盛表示部、２０：架台、２１：支柱、２２：姿勢調整装置、２３：撮像装置、２４：撮像用レンズ、２５：照明装置、２６：制御演算装置、２７：制御装置本体、２８：キーボード、２９：マウス、３０：表示装置、３１：ケーブル、４０：レンズ保持具、４１，４２：目盛表示用ピン、４３，４４：開閉アーム、４５，４６：頂部、４７，４８：目盛表示用回転部材、４９，５０：目盛表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006138811.tif 000009
【図８】
2006138811.tif 000010
【図９】
2006138811.tif 000011
【図１０】
2006138811.tif 000012
【図１１】
2006138811.tif 000013
【図１２】
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