"ワークを撮像する、フレームレートが可変の撮像装置と、前記ワークに対して光を照射する照明装置と、前記撮像装置の合焦位置を制御して前記合焦位置を合焦軸方向の位置情報として出力する位置制御システムと、前記位置制御システムによる合焦位置の制御に際して前記撮像装置のフレームレートを制御すると共に、前記撮像装置のフレームレートに応じて前記照明装置の光量を調整する制御装置とを備えたことを特徴とする画像測定装置。前記制御装置は、前記撮像装置の合焦位置の制御に際して、前記撮像装置の撮像範囲のうちの一部を受信し、前記撮像装置のフレームレートを増加させ、前記照明装置の光量を増加させることを特徴とする請求項1記載の画像測定装置。前記制御装置は、前記撮像装置から出力された垂直同期信号に応じて前記照明装置の光量を調整することを特徴とする請求項1または2記載の画像測定装置。前記制御装置は、前記撮像装置の合焦位置の制御に際して、前記撮像装置から出力された垂直同期信号の間隔から算出した第1のフレームレート、通常測定時に使用されている第2のフレームレートに応じて前記照明装置の光量を調整することを特徴とする請求項3記載の画像測定装置。前記制御装置は、前記撮像装置のフレームレートに応じて前記撮像装置のゲインを調整することを特徴とする請求項1乃至4記載の画像測定装置。この様な画像測定装置は、カメラとソフトウェアのみにより容易に実現が可能である反面、オートフォーカスの処理に時間がかかるという問題があった。この様な問題を解決するために、カメラや光学系を高速に移動させる事も考えられるが、オートフォーカス時の画像取得のピッチが粗くなってしまい正確な合焦位置の取得が困難となる。本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高精度かつ高速なオートフォーカス処理が可能な画像測定装置を提供することを目的としている。かかる課題を解決すべく、本発明に係る画像測定装置は、ワークを撮像する、フレームレートが可変の撮像装置と、ワークに対して光を照射する照明装置と、撮像装置の合焦位置を制御して合焦位置を合焦軸方向の位置情報として出力する位置制御システムと、位置制御システムによる合焦位置の制御に際して撮像装置のフレームレートを制御すると共に、撮像装置のフレームレートに応じて照明装置の光量を調整する制御装置とを備えたことを特徴としている。本発明の一実施形態において、制御装置は、撮像装置の合焦位置の制御に際して、撮像装置の撮像範囲のうちの一部を受信し、撮像装置のフレームレートを増加させ、照明装置の光量を増加させることが可能である。この様な構成によれば、撮像装置のフレームレートの増加及びこれに伴う露光時間の減少を照明装置の光量の増加によって補うことが可能となり、高精度かつ高速なオートフォーカスが実現する。また、本発明の別の実施形態に係る画像測定装置において、制御装置は、撮像装置から出力された垂直同期信号に応じて照明装置の光量を調整する様にしても良い。この様な構成では、撮像装置のフレームレートを切り替える際にも、常に一定の光量で撮像を行うことが可能となり、操作画面が一瞬明るくなったり暗くなったりすることがなく、優れた操作性を提供する事が可能である。また、本発明の別の実施形態に係る画像測定装置において、制御装置は、撮像装置の合焦位置の制御に際して、撮像装置から出力された垂直同期信号の間隔から算出した第1のフレームレート、通常測定時に使用されている第2のフレームレートに応じて照明装置の光量を調整する様にしても良い。また、本発明の別の実施形態に係る画像測定装置において、制御装置は、撮像装置のフレームレートに応じて撮像装置のゲインを調整する事も可能である。本発明によれば、高精度かつ高速なオートフォーカス処理が可能になる。[第1実施形態]次に、本発明の第1実施形態に係る画像測定装置の構成について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本施形態に係る画像測定装置の全体図である。画像測定装置は、ワーク3を撮像する撮像装置としてカメラ141が搭載された画像測定機1と、この画像測定機1と電気的に接続されたコンピュータ以下、PCと呼ぶ。2とを備えている。画像測定機1は、次のように構成されている。即ち、試料移動手段11の上には、試料台12がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、試料移動手段11の両側端から立設されたアーム支持体13a,13bの上端でX軸ガイド13cを支持している。試料台12は、試料移動手段11によってY軸方向に駆動される。X軸ガイド13cには、撮像ユニット14がX軸方向に駆動可能に支持されている。撮像ユニット14の下端には、カメラ141が装着されている。尚、本実施形態においては試料台12上に配置されたワーク3を撮像する形式をとっているが、当然他の形式でも良く、例えば床に設置されたワークを横方向から撮像する様な形式でも良い。又、カメラ141としてはCCD、CMOS等種々のカメラを使用可能である。図2は、本施形態に係る画像測定装置のブロック図である。本実施形態において、画像測定装置は、例えば画像測定機1の内部にコントローラ15を備えており、コントローラ15は位置制御システム151及び照明制御装置152を備えている。また、撮像ユニット14はワーク3に光を照射する照明装置142を備えている。PC2は位置制御システム151を介してカメラ141の焦点位置を制御する。また、PC2はカメラ141にフレームレートを指定する信号を、照明制御装置152に照明装置142の光量を指定する信号を送信する。カメラ141は照明装置142から光を照射されたワーク3を、指定されたフレームレートで撮像し、画像情報をPC2に送信する。この際、位置制御システム151からはカメラ141の位置情報が送信される。尚、照明装置142としては種々の照明が使用可能であり、例えばPWM制御のLED等も使用可能である。次に、本実施形態に係る画像測定装置における撮像ユニット14の構成について説明する。図3は、本実施形態に係る画像測定装置の一部の構成を示すブロック図である。本実施形態において、撮像ユニット14は、カメラ141と、カメラ141のZ座標を検出し、出力するリニアエンコーダ143と、カメラ141をZ軸方向に駆動するカメラ駆動機構144と、カメラ駆動機構144を駆動するZ軸モータ145とを備えている。Z軸モータ145は、画像測定機1に備えられたパワーユニット16を介して位置制御システム151により制御される。又、リニアエンコーダ143は、スケールまたは検出ヘッドがカメラ141と連動してZ軸方向に移動する様に取り付けられている。位置制御システム151はラッチカウンタ及びZ値ラッチバッファを備えており、トリガ信号に応じてリニアエンコーダ143からカメラ141のZ座標情報を取得し、Z値ラッチバッファに保持する。カメラ141は、USBインターフェイスを介してPC2と、専用DIOデジタル入出力を介して位置制御システム151とそれぞれ接続されている。位置制御システム151はパワーユニット16に対してZ軸駆動命令を出力する。パワーユニット16はZ軸モータ145に駆動電力を供給し、Z軸モータ145は、カメラ駆動機構144によってカメラ141を駆動する。カメラ141は任意のフレームレートで撮像を行い、USBインターフェイスを介してPC2に画像情報を送信する。この際、カメラ141から位置制御システム151へトリガ信号として垂直同期信号が出力される様にしても良い。この場合、位置制御システム151は垂直同期信号を受信し、これに応じてリニアエンコーダ143からカメラ141のZ座標を取得する。取得されたZ座標はZ値ラッチバッファに保持され、ラッチカウンタが更新される。保持されたZ値は読み出し命令に応じてPC2に送信される。尚、本実施形態においてはカメラ141をZ軸方向に駆動しているが、カメラ141に設けられたレンズ等の光学系を調整する事によっても同様の動作が可能である。また、本実施形態においては、デジタルシリアル通信手段としてUSBインターフェイスを使用しているが、Gig-E、FireWire等他の手段を用いることも当然可能である。次に、本実施形態に係る画像測定装置のオートフォーカスの方法について説明する。図4は、本実施形態に係る画像測定装置のオートフォーカスの方法を説明する為の図であり、横軸はカメラ141のZ座標を、縦軸はコントラストをそれぞれ表している。本実施形態に係る画像測定装置のオートフォーカスにおいては、複数のZ座標において撮像を行い、それぞれの座標位置における画像からコントラストを算出し、算出された複数のコントラストの中で最も高い数値を示した画像が取得されたZ座標が合焦位置と判断される。図4の例においては、7か所のZ座標Z1~Z7において撮像を行っており、それぞれのZ座標におけるコントラストP1~P7が計算されている。図4の例においては、Z4におけるコントラストP4が最も高くなるため、Z4が合焦位置と判断され、カメラ141のZ座標はZ4に合わされることになる。この様なコントラスト式のオートフォーカスにおいては、画像出力位置を増やす事によってより正確な合焦位置を把握できる。しかしながら画像出力位置を増やした場合、カメラ141からPC2へ送信するデータ量が増加してしまう。本実施形態において、カメラ141とPC2とはUSBインターフェイスによって接続されている為、画像データの転送速度は400Mbps程度に制限されてしまい、オートフォーカスにかかる時間が増えてしまう。このため、本実施形態に係る画像測定装置においては、オートフォーカス時に、撮像範囲のうちの一部の画像のみを切り出して送信する事によって、カメラ141からPC2へ送信するデータ量を低減させ、フレームレートを上げるようにしている。このオートフォーカス処理を、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る画像測定装置のオートフォーカス時において、カメラ141とPC2との間で通信される信号を示すタイミングチャートである。上段にはPC2からカメラ141に送信される信号の一部を、下段にはカメラ141からPC2に送信される信号をそれぞれ示している。オートフォーカスが開始される前のライブ表示状態では、カメラ141からPC2へ、例えば図5の左下の様に、撮像範囲全ての画像データが送信されている。タイミングS1においてPC2からカメラ141へ画像出力停止の命令が送信されると、カメラ141の画像出力が停止され、カメラ141から位置制御システム151に、ラッチカウンタをリセットする旨の命令が送信される。ラッチカウンタがリセットされると、カメラ141はオートフォーカス開始位置まで駆動される。タイミングS2においては、PC2からカメラ141に、画像出力範囲を指定する旨の命令が送信される。これによって、カメラ141からPC2に送信される画像の範囲が、例えば図5の下部の中央の図のように限定される。この際、同時に垂直同期信号を出力する旨の命令を行うことも可能である。続いてタイミングS3においてPC2からカメラ141に画像出力開始の命令がなされ、カメラ141からPC2へ画像データ及びタイムスタンプが出力される。また、タイミングS2において垂直同期信号を出力する旨の命令がされていた場合には、カメラ141から位置制御システム151へ垂直同期信号が送信され、カメラ141の画像取得時のZ座標及びタイムスタンプが保持される。また、垂直同期信号を使用しない場合には、カメラ141のフレームレートからカメラ141の撮像のタイミングを計算し、計算したタイミングでカメラ141のZ座標を取得する等、異なる方法によってカメラ141と位置制御システム151との同期を行う事も可能である。オートフォーカスが終了したタイミングS4では、PC2からカメラ141へ画像出力停止の命令がされる。続いてタイミングS5において、オートフォーカス中のカメラ141の設定画像出力範囲の指定及び垂直同期信号の出力を解除する旨の信号が送信される。また、位置制御システム151には、PC2からZ移動停止命令、ラッチ終了命令及びラッチ数読み出し命令が送信される。位置制御システム151は、カメラ141の移動を停止させ、ラッチカウンタ及びZ値ラッチバッファの動作を停止させ、PC2にラッチ数を送信する。続いてPC2から位置制御システム151にラッチデータの読み出し命令が出力され、位置制御システム151からPC2にZ値ラッチバッファ内のデータZ座標及びタイムスタンプが送信される。PC2はタイムスタンプから画像情報とZ座標とを対応付け、画像情報から算出したコントラストとZ値との関係を把握する。その後、最もコントラストが大きい画像が得られたZ値を合焦位置と判断し、カメラ141のZ座標を、算出した合焦位置まで移動させる。最後にタイミングS6においてライブ表示の画像出力を再開する旨の命令がされると、オートフォーカス動作が終了し、通常の撮像範囲全ての画像データの送信が再開される。この際、カメラ141からPC2へ送信される画像は、図5の右下に示すように、オートフォーカス開始前と同様のサイズになる。この様な方法では、カメラ141からPC2に送信する画像のサイズを減縮しており、USBインターフェイスの転送レートに関わらずカメラ141のフレームレートを大幅に増加させる事が可能となる。しかしながら、この様な方法においては1フレーム毎の露光時間が減少し、取得画像の光量が減少してしまう。これによってコントラストが低下し、オートフォーカスの精度も低下してしまう。この様な問題を解決すべく、本実施形態においてはオートフォーカス時に照明装置142の光量を増加させている。この照明制御を、図6を参照して説明する。図6は、本実施形態に係る画像測定装置における照明制御方法を説明する為のブロック図である。PC2には、照明制御装置152及びカメラ141が並列に接続されており、照明制御装置152には照明装置142が接続されている。オートフォーカスが開始されると、前述の通り図5のタイミングS1において、画像出力停止の命令が送信され、タイミングS3において信号出力開始の命令がされる。本実施形態においては、タイミングS1からS3までの間、即ち、カメラ141からPC2への画像出力が停止し、指定されたフレームレートで画像出力が再開されるまでの間に、PC2から照明制御装置152に、明るさ指令が送信される。これにより、カメラ141のフレームレートの増加に応じて照明装置142の光量を増加させることによって、露光時間の減少に伴う光量の減少を補い、コントラストの低下を防ぐことが可能となる。従って、コントラストの正確さを維持したまま単位時間あたりの画像情報の取得フレーム数を大幅に増加させることが可能となり、高精度かつ高速なオートフォーカスが可能となる。また、この様な構成は既存のPC及び画像測定機を流用し、ソフトウェアのみによって簡便かつ安価に実現可能である。尚、取得画像の明るさやコントラスト等の平均値をPC2によって算出し、これに応じて照明制御装置152を制御する事も可能である。[第2実施形態]次に、本発明の第2実施形態に係る画像測定装置について説明する。本実施形態に係る画像測定装置では、照明装置142の光量を、カメラ141から出力された垂直同期信号から制御している。図7は、本実施形態に係る画像測定装置における照明制御方法を説明する為のブロック図である。本実施形態に係る画像測定装置は基本的には実施形態1に係る画像測定装置と同じであるが、本実施形態においてはコントローラ15にフレームレート検出器153及び標準フレームレート保持部154が更に含まれており、カメラ141及び照明制御装置152に接続されている点において異なっている。本実施形態においては、カメラ141からフレームレート検出器153に垂直同期信号が出力される。フレームレート検出器153は垂直同期信号からカメラ141のフレームレートを算出し、照明制御装置152に出力する。照明制御装置152には、算出されたフレームレートと標準フレームレート保持部154から出力された標準フレームレートとの差分が入力される。この際、PC2から出力されたワーク表面の色や反射率等によって決定される照度を基準値として、照明制御装置152に入力し、更に、フレームレートによって照度を調整する様にしても良い。図8は、本実施形態に係る画像測定装置の照明装置142の光量、カメラ141のゲイン及びカメラ141から出力される信号を示すタイミングチャートである。図の上段には照明装置142の光量が、中段にはカメラ141のゲインが、下段にはカメラ141から出力される信号がそれぞれ示してある。通常の測定時には照明装置142の光量は一定の値であるが、タイミングS11においてオートフォーカスが開始されると、カメラ141から出力された垂直同期信号に応じて照明制御装置152が照明装置142の光量を増加させる。また、タイミングS12においてオートフォーカスが終了すると、カメラ141からの垂直同期信号の出力の停止に応じて照明制御装置152が照明装置142の光量を通常測定時の光量まで戻す。尚、本実施形態においてはオートフォーカス中にのみカメラ141から垂直同期信号が出力されているが、常に垂直同期信号を出力していても良い。実施形態1においては、カメラ141のフレームレートと照明装置142の光量とをPC2によって別々に制御していたため、PC2による計算処理の遅延等によってカメラ141へ命令するタイミングと照明装置142へ命令するタイミングとの間で後れを生じる恐れがある。このため、通常測定とオートフォーカスとを切り替える際にPC2で表示される画像が、一瞬暗くなったり、逆に一瞬明るくなりすぎるなど、測定操作上、好ましくない現象が生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、カメラ141のフレームレートと照明装置142の光量とを垂直同期信号によって直接同期させているため、通常測定とオートフォーカスとを切り替える際にも常に適切な光量で撮像を行うことが可能であり、PC2の画面上で明るさが変動する等の不具合を防止することができる。また、垂直同期信号出力機能を有するカメラは数多く流通しており、フレームレート検出器153及び標準フレームレート保持部154も簡便に作製可能である。更に、既存のコントローラ15のうちマイコン等が搭載されているものを使用する場合は、この追加回路をファームウェアによって実装する事も可能である。従って、この様な構成は非常に安価に実現する。[第3実施形態]次に、本発明の第3実施形態に係る画像測定装置について説明する。本実施形態に係る画像測定装置は、第2の実施形態に係る画像測定装置とほぼ同じであるが、後述する一定条件下においてカメラ141のゲインを操作する点で異なっている。図9は、本実施形態に係る画像測定装置のオートフォーカス中の照明装置142の光量、カメラ141のゲイン及びカメラ141から出力される信号を示すタイミングチャートである。図9は基本的には図8と同じであるが、オートフォーカス時に照明装置142の光量が最大出力となっている点及びカメラ141のゲインを増加している点において異なっている。本実施形態に係る画像測定装置においては、オートフォーカス時に照明装置142の光量を増加させているが、この様な場合に必要な光量が照明装置142の最大出力を上回ってしまう可能性がある。本実施形態においては、照明装置142の光量の不足分をカメラ141のゲインを増加させることによって補っている。この様な構成によれば、照明装置142の光量が足りない場合においても、操作性に優れ、高精度かつ高速なオートフォーカスを実現する事が可能である。"