[发明专利]图像测量装置

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种图像测量装置。具体地，本发明涉及一种装备有选通(strobe)照明单元的图像测量装置。

背景技术

包括以下单元的图像测量装置是在现有技术中公知的：利用光来照亮测量目标对象的选通照亮单元、摄取测量目标对象的图像的图像摄取单元、将图像摄取单元和/或测量目标对象相对于彼此移动的移动机构、以及控制单元，该控制单元控制选通照亮单元、图像摄取单元和移动机构以基于由图像摄取单元所摄取的图像来测量所述测量目标对象。这样图像测量装置的例子在日本未审查专利申请No.2006337275中公开。在上述专利文件中公开的图像测量装置包括照明设备(选通照明单元)、CCD照相机(图像摄取单元)、XYZ驱动机构(移动机构)、和计算机系统(控制单元)。所公开的图像测量装置基于由CCD照相机摄取的图像来测量测量目标对象。

在包括如在上述专利文件中公开的选通照明单元的图像测量装置中，选通照明单元可以通过其发光时间的控制来调节照明的亮度。因此，与连续地处于发光状态的照明单元相比，选通照明单元使得可以更简单地调整照明的亮度。因此，可以降低照明亮度的易变性，不同的图像测量装置的照明亮度可以不同。因此，可以降低测量结果中的变化。

图像测量装置(诸如所公开的装置)在执行自动对焦处理之后测量测量目标对象。自动对焦处理是用于将图像摄取单元自动定位在测量目标对象的焦点位置的处理。

图9是说明图像测量装置10执行自动对焦处理的情况的图。如图9A所示，图像测量装置10包括其上放置有测量目标对象W的台11、利用光照亮测量目标对象W的选通照明单元12、摄取测量目标对象W的图像的图像摄取单元13、将图像摄取单元13在图像摄取单元13的光轴的方向上(即，由图9的双箭头表示的方向)移动的移动机构(图中未示出)，和控制图像测量装置10的全部操作的控制单元(未示出)。当图像测量装置10执行自动对焦处理时，控制单元控制移动机构以便将图像摄取单元13在图像摄取单元13的光轴方向上以预定的速度移动，并且控制图像摄取单元13以便在多个位置上摄取测量目标对象W的图像。以这种方式，图像测量装置10探测图像摄取单元13的焦点位置。具体地，如图9B所示，图像测量装置10探测由图像摄取单元13摄取的图像的对比度并探测位置P作为焦点位置，该位置P相应于最大化对比度的图像。

然而，与装备有连续处于发光状态的照明单元的图像测量装置不同，装备有选通照明单元12的图像测量装置10具有如下的问题：难以通过执行上述自动对焦处理来正确地探测焦点位置。

图10是示出由装备了连续处于发光状态的照明单元的图像测量装置执行的自动对焦处理的时序图的图。在图10中，图的从上往下第一部分示出了当开始了测量目标对象的图像摄取操作时从图像摄取单元输出的曝光信号。图的从上往下第二部分示出了照明单元的发光时间。图的从上往下第三部分示出了用于由控制单元采集图像摄取单元的位置的触发信号。图的从上往下第四部分示出了虚拟触发信号，该虚拟触发信号相应于当在由控制单元采集的图像摄取单元的位置上执行补偿处理时，图像摄取单元的经补偿的位置(即，补偿之后的位置)。

如图10所示，图像摄取单元开始以预定的间隔摄取测量目标对象的图像。当开始图像摄取操作时，图像摄取单元将曝光信号传输到控制单元。接收到曝光信号，控制单元产生与曝光信号同步的触发信号。控制单元基于触发信号采集图像摄取单元的位置。由于照明单元连续处于发光状态，在曝光时间T期间(从图像摄取操作的开始到其结束的时间)照明的亮度是恒定的。因此，由图像摄取单元摄取的图像是在曝光时间T中的重叠的图像。因此，期望在曝光时间T的中心采集图像摄取单元的位置。

然而，由于图像摄取单元以预定速度移动，如果控制单元基于触发信号采集图像摄取单元的位置，则不可能在曝光时间T的中心采集图像摄取单元的位置。因此，控制单元基于图像摄取单元的移动速度和曝光时间T，将基于触发信号采集的图像摄取单元位置补偿为图像摄取单元在曝光时间T的中心的位置。因此，相应于图像摄取单元的经补偿的位置的虚拟触发信号以T/2的延迟量落在触发信号之后。