(57)【要約】【課題】駆動信号として正弦波を用いつつ、振幅の中間領域でも適切な画像が得られる焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置を提供する。【解決手段】画像検出装置１は、液体共振式のレンズシステム３と、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力するレンズ制御部６と、レンズシステム３を通して測定対象物の画像を検出する画像検出部４と、を有し、レンズ制御部６は、駆動信号Ｃｆと同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部６１１と、駆動信号Ｃｆとは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部６１２と、基本信号に変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した信号を駆動信号Ｃｆとする駆動信号合成部６１３と、を有し、画像検出部４は、撮像区間で画像を検出する。【選択図】図２
2022000679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体共振式のレンズシステムに駆動信号を入力して前記レンズシステムの屈折率を周期的に変化させる焦点距離可変レンズ制御方法であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号、および、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成し、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とすることを特徴とする焦点距離可変レンズ制御方法。
【請求項２】
液体共振式のレンズシステムに駆動信号を入力して前記レンズシステムの屈折率を周期的に変化させる焦点距離可変レンズ制御装置であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部と、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とする駆動信号合成部と、を有することを特徴とする焦点距離可変レンズ制御装置。
【請求項３】
入力される駆動信号に応じて屈折率が変化する液体共振式のレンズシステムを通して測定対象物の画像を検出する画像検出方法であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号、および、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成し、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とするとともに、前記撮像区間で前記画像を検出することを特徴とする画像検出方法。
【請求項４】
入力される駆動信号に応じて屈折率が変化する液体共振式のレンズシステムと、前記レンズシステムに前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、前記レンズシステムを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、を有し、
前記レンズ制御部は、前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部と、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とする駆動信号合成部と、を有し、
前記画像検出部は、前記撮像区間で前記画像を検出する、ことを特徴とする画像検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載した画像検出装置において、
前記基本信号および前記変調信号は、それぞれ正弦波であることを特徴とする画像検出装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載した画像検出装置において、
前記変調信号は、前記基本信号の整数倍の周波数の正弦波であることを特徴とする画像検出装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか一項に記載した画像検出装置において、
前記基本信号に対して複数の前記変調信号を加算することを特徴とする画像検出装置。
【請求項８】
請求項４から請求項７のいずれか一項に記載した画像検出装置において、
前記基本信号に前記変調信号を加算する際に、前記変調信号の振幅レベル調整、前記変調信号のバイアス調整、および前記変調信号の前記基本信号に対する位相調整の少なくとも何れかを行うことを特徴とする画像検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離可変レンズとして、液体共振式のレンズシステムが開発されている。このレンズシステムにパルス照明装置を組み合わせ、被写体の任意の位置に焦点が合った画像を検出する画像検出装置が開発されている（特許文献１参照）。
液体共振式のレンズシステムでは、制御装置からの周期的な駆動信号により内部の液体に定在波を生じさせ、屈折率を同心円状に変化させることでレンズとしての機能を得ており、レンズシステムの焦点位置は周期的に変化する。
画像検出装置では、駆動信号の所定の位相角に同期したパルス照明を行うことで、位相角に対応した焦点位置となる撮像面における画像を検出できる。また、パルス照明が同期する位相角を一周期内に複数設定することで、被写体の複数焦点画像を検出できる。一方、連続照明を行って駆動信号の周期全体の画像を検出することで全焦点画像が得られ、さらに画像処理を行うことでＥＤＯＦ画像（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１８９７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したレンズシステムでは、制御装置から入力される周期的な駆動信号として正弦波を用いている。正弦波とすることで、信号を効率よく生成できるとともに、レンズシステム内部の液体の共振を効率的に行える。
駆動信号が正弦波である場合、正負のピーク近く（位相角が９０度付近あるいは２７０度付近）では駆動信号の変化率が小（勾配が緩やか）であり、所定の焦点位置での画像検出を行う際にパルス照明による露光時間を長く設定しても、その間の焦点位置のずれが僅かであり、十分な光量で画像を検出できる。
しかし、振幅の中間領域（位相角が−５０〜５０度および１３０〜２３０度など）では変化率が大、つまり勾配が急であり、パルス照明による露光時間を長くとると焦点位置の変動が大きくなり、露光時間を短くすると十分な光量を得ることが難しい。
このため、駆動信号として正弦波を用いつつ、振幅の中間領域でも適切な画像、つまり十分な光量で焦点変動が小さな画像が得られるようにすることが求められていた。
【０００５】
本発明の目的は、駆動信号として正弦波を用いつつ、振幅の中間領域でも適切な画像が得られる焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の焦点距離可変レンズ制御方法は、液体共振式のレンズシステムに駆動信号を入力して前記レンズシステムの屈折率を周期的に変化させる焦点距離可変レンズ制御方法であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号、および、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成し、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の焦点距離可変レンズ制御装置は、液体共振式のレンズシステムに駆動信号を入力して前記レンズシステムの屈折率を周期的に変化させる焦点距離可変レンズ制御装置であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部と、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とする駆動信号合成部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像検出方法は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化する液体共振式のレンズシステムを通して測定対象物の画像を検出する画像検出方法であって、
前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号、および、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成し、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とするとともに、
前記撮像区間で前記画像を検出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像検出装置は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化する液体共振式のレンズシステムと、前記レンズシステムに前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、前記レンズシステムを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、を有し、前記レンズ制御部は、前記駆動信号と同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部と、前記駆動信号とは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記基本信号に前記変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した前記信号を前記駆動信号とする駆動信号合成部と、を有し、前記画像検出部は、前記撮像区間で前記画像を検出する、ことを特徴とする。
【００１０】
このような本発明では、基本信号に変調信号を加算して合成される信号を、駆動信号として用いる。この際、駆動信号と同じ周波数の基本信号を用いることで、レンズシステムを共振させる駆動信号としての基本機能が得られる。そして、駆動信号とは異なる周波数の変調信号を用い、これを基本信号に加算することで、基本信号の一部に、前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を形成することができる。
例えば、基本信号にその２倍の周波数の変調信号を加算する際に、基本波長の半周期分の増加区間に変調信号の１周期分を重畳することで、基本信号の増加区間と変調信号の減少区間とが相殺しあって基本波長の中間部に傾斜が緩やかな、ないし平坦または減少する区間が生成できる。
このような前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を駆動信号としてレンズシステムに入力することにより、撮像区間での焦点位置の変化率を前後の部分より緩やか、ないしは変化率をほぼ一定とすることができる。
従って、液体共振式のレンズシステムおよびパルス照明を用いて画像検出を行う際に、パルス照明による露光時間を長くとったとしても、撮像区間であれば焦点位置の変化率が小さく、撮像の間の焦点位置のずれを僅かにでき、十分な光量で高品質の画像を検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記基本信号および前記変調信号は、それぞれ正弦波であることが好ましい。
このような本発明では、基本信号および変調信号を容易かつ効率よく生成することができる。
【００１２】
本発明において、前記変調信号は、前記基本信号の整数倍の周波数の正弦波であることが好ましい。
このような本発明では、正弦波である基本信号の一周期に、その複数倍の周期の正弦波である変調信号が重畳され、基本信号の一部に変調信号の変化率が逆の状態（基本信号が増加する部分で変調信号が減少する状態など）とすることで、基本信号に変化率が前後より小さな撮像区間を形成することが容易にできる。
【００１３】
本発明において、前記基本信号に対して複数の前記変調信号を加算することが好ましい。
このような本発明では、基本信号に対して単一の変調信号を加算しただけでは得られない波形を生成することができ、多様な撮像区間を形成することができる。
【００１４】
本発明において、前記基本信号に前記変調信号を加算する際に、前記変調信号の振幅レベル調整、前記変調信号のバイアス調整、および前記変調信号の前記基本信号に対する位相調整の少なくとも何れかを行うことが好ましい。
このような本発明では、それぞれの調整により、駆動信号における撮像区間の位置を調整できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動信号として正弦波を用いつつ、振幅の中間領域でも適切な画像が得られる焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態の要部を示すブロック図。
【図３】前記実施形態で合成される駆動信号Ｃｆ１を示すグラフ。
【図４】前記実施形態で合成される駆動信号Ｃｆ２を示すグラフ。
【図５】前記実施形態で合成される駆動信号Ｃｆ３を示すグラフ。
【図６】前記実施形態で合成される駆動信号Ｃｆ４を示すグラフ。
【図７】前記実施形態で合成される駆動信号Ｃｆ５を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態である画像検出装置１の全体構成が示されている。
画像検出装置１は、焦点距離を周期的に変化させつつ撮像領域におかれた測定対象物９の表面の画像を検出するものであり、当該表面に交差する同じ光軸Ａ上に配置された対物レンズ２、レンズシステム３および画像検出部４を備えている。
さらに、画像検出装置１は、測定対象物９の表面をパルス照明するパルス照明部５と、レンズシステム３およびパルス照明部５の動作を制御するレンズ制御部６と、レンズ制御部６を操作するための制御用ＰＣ７とを備えている。
【００１８】
対物レンズ２は、既存の凸レンズで構成される。
レンズシステム３は、液体共振式の焦点距離可変レンズであり、レンズ制御部６から入力される駆動信号Ｃｆに応じて屈折率が変化する。駆動信号Ｃｆは、レンズシステム３に定在波を発生させる周波数の交流であって、正弦波状の交流信号である。
画像検出装置１において、焦点位置Ｐｆまでの焦点距離Ｄｆは、対物レンズ２の焦点距離を基本としつつ、レンズシステム３の屈折率を変化させることで、任意に変化させることができる。
【００１９】
画像検出装置１においては、駆動信号Ｃｆは正弦波状の交流信号であり、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆも正弦波状に周期的に変動する。
この際、焦点位置Ｐｆの振動波形の任意の時点で焦点位置Ｐｆにある測定対象物９をパルス照明し、その時点で照明された画像を検出すれば、焦点位置Ｐｆの画像が得られることになる。
なお、詳細は後述するが、本実施形態の駆動信号Ｃｆは、完全な正弦波ではなく、基本となる正弦波にその高調波を重畳して変調した波形とされる。
【００２０】
画像検出部４は、既存のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサあるいは他の形式のカメラ等で構成され、入射される画像Ｌｇを所定の信号形式の検出画像Ｉｍとして制御用ＰＣ７へ出力することができる。
パルス照明部５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子で構成され、レンズ制御部６から発光信号Ｃｉが入力された際に、所定時間だけ照明光Ｌｉを発光させ、測定対象物９の表面に対するパルス照明を行うことができる。
【００２１】
画像検出装置１において、レンズシステム３の駆動、パルス照明部５の発光および画像検出部４の画像検出は、レンズ制御部６からの駆動信号Ｃｆおよび発光信号Ｃｉおよび画像検出信号Ｃｃにより制御される。
本実施形態において、レンズ制御部６は、本発明の焦点距離可変レンズ制御装置であり、レンズ制御部６の設定などを操作するために、制御用ＰＣ７が接続されている。
【００２２】
図２には、本実施形態のレンズ制御部６および制御用ＰＣ７の構成が示されている。
レンズ制御部６は、レンズシステム３およびパルス照明部５の動作を制御するハードウェアで構成された専用ユニットであり、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力する駆動制御部６１と、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力する照明制御部６２と、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力する画像検出制御部６３とを有する。
【００２３】
駆動制御部６１は、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力するとともに、駆動信号Ｃｆに基づいてレンズシステム３が振動した際に、レンズシステム３に加えられる有効電力あるいは駆動電流から、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを検出する。そして、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを参照して駆動信号Ｃｆの周波数を調整することで、レンズシステム３の現在の共振周波数にロックすることができる。なお、振動状態Ｖｆは、レンズシステム３に設置した振動センサで検出することもできる。
【００２４】
駆動制御部６１は、駆動信号Ｃｆと同じ周波数の正弦波の基本信号を生成する基本信号生成部６１１と、駆動信号Ｃｆとは異なる周波数の変調信号を生成する変調信号生成部６１２と、基本信号に変調信号を加算して前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間を有する信号を合成し、合成した信号を駆動信号Ｃｆとする駆動信号合成部６１３と、を有する。
【００２５】
基本信号生成部６１１は、正弦波の発振モジュールまたは発振回路で構成され、レンズシステム３の駆動に適した周波数ｆｃｂ（例えば約７０ＫＨｚ）を指定することで、周波数ｆｃｂの正弦波である基本信号Ｃｂ（図３参照）を生成することができる。
変調信号生成部６１２は、基本信号生成部６１１と同様な正弦波の発振モジュールまたは発振回路で構成され、基本信号Ｃｂの周波数の整数倍の周波数ｆｃｍ＝ｎ・ｆｃｂを指定することで、周波数ｆｃｍの正弦波である変調信号Ｃｍ１（図３参照）を生成することができる。倍数ｎは通常ｎ＝２〜４が用いられる。基本信号Ｃｂを分周して変調信号Ｃｍ１を生成してもよい。
【００２６】
駆動信号合成部６１３は、基本信号生成部６１１で生成された基本信号Ｃｂに、変調信号生成部６１２で生成された変調信号Ｃｍ１を加算する加算モジュールまたはミキサー回路である。
駆動信号合成部６１３は、基本信号Ｃｂに変調信号Ｃｍ１を加算する際に、変調信号Ｃｍ１の振幅レベル調整（振幅の増減）、変調信号Ｃｍ１のバイアス調整（振幅中心レベルの増減）、および変調信号Ｃｍ１の基本信号Ｃｂに対する位相調整が可能である。
駆動信号合成部６１３においては、基本信号Ｃｂに変調信号Ｃｍ１を加算して合成された信号が、駆動信号Ｃｆ１（図３参照）とされる。
【００２７】
図３において、駆動信号Ｃｆ１は、基本信号Ｃｂ＝ｓｉｎ（θ）に、２倍の周波数の変調信号Ｃｍ１＝０．５ｓｉｎ（２θ）（係数０．５はレベル調整分）を加算して生成される。この際、駆動信号Ｃｆ１＝（Ｃｂ＋Ｃｍ１）／１．３のように出力レベル調整が行われる。
駆動信号Ｃｆ１には、各周期における正負のピークの間つまり振幅の中間部に、その前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間Ｓが形成される。
撮像区間Ｓは、基本信号Ｃｂの半波長分の減少区間（位相角が９０度から２７０度の区間）に、周波数が２倍の変調信号Ｃｍ１の１波長分が重畳されることで、変調信号Ｃｍ１の増加区間（位相角が１３５度から２２５度の区間）で減少分が相殺され、これにより変化率が小さくなったものである。
【００２８】
撮像区間Ｓは、駆動信号合成部６１３において、基本信号Ｃｂに加算される変調信号Ｃｍ１の振幅レベル調整、バイアス調整、位相調整を行うことで、駆動信号Ｃｆ１における位置および形状を調整可能である。
図４において、基本信号Ｃｂ＝ｓｉｎ（θ）、基本信号Ｃｂの２倍の周波数の変調信号Ｃｍ１＝０．５ｓｉｎ（２θ）については、図３の駆動信号Ｃｆ１と同様である。ただし、基本信号Ｃｂと変調信号Ｃｍ１との加算にあたって、駆動信号Ｃｆ２＝（Ｃｂ＋Ｃｍ１＋０．５）／１．３とされ、０．５分のバイアス調整が行われる。このようなバイアス調整により、駆動信号Ｃｆ２は、図３の駆動信号Ｃｆ１よりも上方へずらした波形となる。
【００２９】
駆動信号合成部６１３は、図４および図５のように、基本信号Ｃｂに対して、周波数の倍数ｎが異なる複数の変調信号Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３を組み合わせてもよい。
【００３０】
図５において、駆動信号Ｃｆ３は、図３と同様な基本信号Ｃｂ＝ｓｉｎ（θ）、変調信号Ｃｍ１＝０．５ｓｉｎ（２θ）とともに、基本信号Ｃｂの３倍の周波数の変調信号Ｃｍ２＝０．２５ｓｉｎ（３θ）を用い、駆動信号Ｃｆ３＝（Ｃｂ＋Ｃｍ１＋Ｃｍ２）／１．４２として合成される。
なお、３つの信号を合成するため、出力レベル調整用の分母が１．４２とされ、図３の１．３よりも増されている。
このような駆動信号Ｃｆ３では、１波長の間に２つの撮像区間Ｓ１，Ｓ２を形成することができる。
【００３１】
図６において、駆動信号Ｃｆ４は、図３と同様な基本信号Ｃｂ＝ｓｉｎ（θ）、変調信号Ｃｍ１＝０．５ｓｉｎ（２θ）、および図５と同様な変調信号Ｃｍ２＝０．２５ｓｉｎ（３θ）とともに、基本信号Ｃｂの４倍の周波数の変調信号Ｃｍ３＝０．１２５ｓｉｎ（４θ）を用い、駆動信号Ｃｆ４＝（Ｃｂ＋Ｃｍ１＋Ｃｍ２＋Ｃｍ３）／１．４６として合成される。
なお、４つの信号を合成するため、出力レベル調整用の分母が１．４６とされ、図５の１．４２よりもさらに増されている。
このような駆動信号Ｃｆ４では、１波長の間に３つの撮像区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成することができる。
【００３２】
駆動信号Ｃｆ３における撮像区間Ｓ１，Ｓ２（図５参照）、および駆動信号Ｃｆ４における撮像区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（図６参照）は、それぞれ駆動信号Ｃｆ１，Ｃｆ２における撮像区間Ｓ（図３および図６参照）のような平坦な形状ではないが、各々の前後の部分に対して変化率が小（勾配が緩やか）となっている。
【００３３】
図２に戻って、照明制御部６２および画像検出制御部６３は、駆動制御部６１で合成された駆動信号Ｃｆ１（または駆動信号Ｃｆ２〜Ｃｆ４）の撮像区間Ｓ（または撮像区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）において、測定対象物９の画像を検出可能である。
照明制御部６２は、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力することで、測定対象物９に対するパルス照明を実行させる。発光信号Ｃｉの発光タイミングは、駆動信号Ｃｆに同期され、撮像区間Ｓの開始タイミングで発光を開始し、撮像区間Ｓの終了タイミングで発光を停止することで、撮像区間Ｓに対応したパルス照明を行う。
画像検出制御部６３は、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力し、画像検出のオンオフを制御する。画像検出オンからオフまでの期間に、パルス照明部５による撮像区間Ｓに対応したパルス照明が行われることで、撮像区間Ｓに応じた画像が画像検出部４により検出され、１フレーム分の検出画像Ｉｍとして制御用ＰＣ７に送られる。
【００３４】
制御用ＰＣ７は、レンズ制御部６に各種設定操作などを行うレンズ操作部７１と、画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込んで処理する画像処理部７２と、画像検出装置１に対するユーザの操作を受け付ける操作インターフェイス７３とを有する。
制御用ＰＣ７は、汎用のパーソナルコンピュータで構成され、専用のソフトウェアを実行することで、所期の機能を実現している。すなわち、レンズ操作ソフトウェアを実行することで、レンズ制御部６を制御するレンズ操作部７１の機能が実現される。また、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部４からの検出画像Ｉｍを処理する画像処理部７２の機能が実現される。これらのレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアは、制御用ＰＣ７の表示画面および入力装置を用いた操作インターフェイス７３を介してユーザが操作することができる。
【００３５】
レンズ操作部７１には、駆動信号波形操作部７１１が設けられている。
駆動信号波形操作部７１１は、前述した基本信号生成部６１１、変調信号生成部６１２、および駆動信号合成部６１３における基本信号Ｃｂ、変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３、駆動信号Ｃｆ１〜Ｃｆ４の調整パラメータを操作インターフェイス７３に表示し、ユーザの操作に基づいて基本信号Ｃｂ、変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３、駆動信号Ｃｆ１〜Ｃｆ４を操作することができる。
【００３６】
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、基本信号Ｃｂに変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を加算して合成される信号を、駆動信号Ｃｆ１〜Ｃｆ４として用いる。この際、レンズシステム３の駆動に適した本来の駆動信号Ｃｆと同じ周波数ｆｃｂの基本信号Ｃｂを用いることで、レンズシステム３を共振させる駆動信号Ｃｆとしての基本機能が得られる。
そして、駆動信号Ｃｆとは異なる周波数ｆｃｍ＝ｎ・ｆｃｂの変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を用い、これを基本信号Ｃｂに加算することで、基本信号Ｃｂの一部に、前後の部分よりも変化率が小さな撮像区間Ｓを形成することができる。
このような撮像区間Ｓを有する駆動信号Ｃｆ１〜Ｃｆ４をレンズシステム３に入力することにより、撮像区間Ｓでの焦点位置Ｐｆの変化率を前後の部分より緩やか、ないしは変化率をほぼ一定とすることができる。
従って、液体共振式のレンズシステム３およびパルス照明部５を用いて画像検出を行う際に、パルス照明部５による露光時間を長くとったとしても、撮像区間Ｓであれば焦点位置Ｐｆの変化率が小さく、撮像の間の焦点位置Ｐｆのずれを僅かにでき、十分な光量で高品質の検出画像Ｉｍを検出することができる。
【００３７】
本実施形態では、基本信号Ｃｂおよび変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を、それぞれ正弦波としたので、各々を容易かつ効率よく生成することができる。
また、変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３は、それぞれ基本信号Ｃｂの周波数ｆｃｂの整数倍の周波数ｆｃｍ＝ｎ・ｆｃｂの正弦波としたため、正弦波である基本信号Ｃｂの一周期に、その複数倍の周期の正弦波である変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３が重畳され、基本信号Ｃｂの一部に変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３の変化率が逆の状態（基本信号Ｃｂが増加する部分で変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３が減少する状態など）とすることで、基本信号Ｃｂに変化率が前後より小さな撮像区間Ｓを形成することが容易にできる。
さらに、図５の駆動信号Ｃｆ３および図６の駆動信号Ｃｆ４では、基本信号Ｃｂに対して複数の変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を加算することで、図３および図４の駆動信号Ｃｆ１，Ｃｆ２のように基本信号Ｃｂに対して単一の変調信号Ｃｍ１を加算しただけでは得られない波形を生成することができ、多様な撮像区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成できる。
【００３８】
本実施形態では、駆動信号合成部６１３および駆動信号波形操作部７１１により、基本信号Ｃｂに変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を加算する際、変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ３の振幅レベル調整、バイアス調整、および基本信号Ｃｂに対する位相調整を行うことができ、駆動信号Ｃｆ１〜Ｃｆ４における撮像区間Ｓ，Ｓ１〜Ｓ３の位置調整を行うことができる。
【００３９】
なお、本実施形態の画像検出装置１、および焦点距離可変レンズ制御装置であるレンズ制御部６において、撮像区間Ｓは基本信号Ｃｂの各周期における正負のピークの間つまり振幅の中間部に形成されるほか、ピーク部分に形成することもできる。
図７において、駆動信号Ｃｆ５は、図３と同様な基本信号Ｃｂ＝ｓｉｎ（θ）と、基本信号Ｃｂの３倍の周波数の変調信号Ｃｍ５＝０．５ｓｉｎ（３θ）とを用い、駆動信号Ｃｆ５＝（Ｃｂ＋０．１５・Ｃｍ５）／１．３として合成される。
このような駆動信号Ｃｆ５では、基本信号Ｃｂの正負のピークにそれぞれ変調信号Ｃｍ５の逆向きのピークが重畳され、変調信号Ｃｍ５の振幅レベルを調整することでピーク部分にそれぞれ平坦な撮像区間Ｓ１，Ｓ２を形成することができる。
【００４０】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ５を正弦波としたが、正弦波以外の波形を用いてもよい。
前記実施形態では、駆動信号合成部６１３において基本信号Ｃｂと変調信号Ｃｍ１〜Ｃｍ５との加算処理にあたり、駆動信号波形操作部７１１からユーザが操作して加算処理の各種調整を行い、撮像区間Ｓの位置などを調整するとした。これに対し、駆動信号波形操作部７１１でユーザが希望する焦点位置Ｐｆを指定することで、指定された焦点位置Ｐｆに撮像区間Ｓが形成される基本信号Ｃｂおよび変調信号Ｃｍｉ，Ｃｍｊ…が計算されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、焦点距離可変レンズ制御方法、焦点距離可変レンズ制御装置、画像検出方法、および画像検出装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１…画像検出装置、２…対物レンズ、３…レンズシステム、４…画像検出部、５…パルス照明部、６…レンズ制御部（焦点距離可変レンズ制御装置）、６１…駆動制御部、６１１…基本信号生成部、６１２…変調信号生成部、６１３…駆動信号合成部、６２…照明制御部、６３…画像検出制御部、７…制御用ＰＣ、７１…レンズ操作部、７１１…駆動信号波形操作部、７２…画像処理部、７３…操作インターフェイス、９…測定対象物、Ｃｂ…基本信号、Ｃｃ…画像検出信号、Ｃｆ，Ｃｆ１，Ｃｆ２，Ｃｆ３，Ｃｆ４，Ｃｆ５…駆動信号、Ｃｉ…発光信号、Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３，Ｃｍ５，Ｃｍｉ…変調信号、Ｄｆ…焦点距離、ｆｃｂ…基本信号の周波数、ｆｃｍ…変調信号の周波数、Ｉｍ…検出画像、Ｌｇ…画像、Ｌｉ…照明光、ｎ…変調信号の周波数の倍数、Ｐｆ…焦点位置、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…撮像区間、Ｖｆ…振動状態。
【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】
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