JP2005191813A - 撮影装置 - Google Patents
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【課題】 安価で高フレームレートの映像信号を出力できる撮影装置を提供すること。
【解決手段】レンズブロック2で取り込んだ撮影対象画像光をプリズムで分光し、分光した撮影対象画像光をCCD3a,3bに導くようにする。そして、これらCCD3a,3bからそれぞれ異なるフィールド画像信号Sa,Sbを出力するようにしている。これにより、CCD3a,3bで撮影した画像を、CCD3a,3bのフレームレートの2倍のフレームレートに対応した映像信号で出力することが可能になる。
【選択図】図1
【解決手段】レンズブロック2で取り込んだ撮影対象画像光をプリズムで分光し、分光した撮影対象画像光をCCD3a,3bに導くようにする。そして、これらCCD3a,3bからそれぞれ異なるフィールド画像信号Sa,Sbを出力するようにしている。これにより、CCD3a,3bで撮影した画像を、CCD3a,3bのフレームレートの2倍のフレームレートに対応した映像信号で出力することが可能になる。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えばフレームレートの高い映像信号を出力するのに好適な撮影装置に関するものである。
従来から、CCD(Charge Coupled Device)と呼ばれる撮像素子を用いたカメラ装置が知られている。
ところで、上記したようなCCDを用いたカメラ装置は、ICのウェハーなどを検査する検査装置等においても利用されている。この場合のカメラ装置には、検査時間の短縮を図るために画像の取り込みを出来るだけ短時間で行い出力することが求められていた。
検査装置では、1枚のウェハーにつき数万ポイント(ICの電気的検査のためのPAD(端子)数×1ウェハー当たりの取り数)の検査が行われる。例えば、12インチウェハー1枚で端子数が100ピンのICを500個とる場合には50000ポイントの検査が行われる。
ところで、上記したようなCCDを用いたカメラ装置は、ICのウェハーなどを検査する検査装置等においても利用されている。この場合のカメラ装置には、検査時間の短縮を図るために画像の取り込みを出来るだけ短時間で行い出力することが求められていた。
検査装置では、1枚のウェハーにつき数万ポイント(ICの電気的検査のためのPAD(端子)数×1ウェハー当たりの取り数)の検査が行われる。例えば、12インチウェハー1枚で端子数が100ピンのICを500個とる場合には50000ポイントの検査が行われる。
検査速度は、カメラ装置の撮影速度と、カメラ装置で撮影した画像の画像処理速度の高速化が重要とされる。そして、カメラ装置で撮影した画像を処理する画像処理装置は日進月歩で高速化が実現されている。このため、実際には、要求される解像度と画像処理(検査OK/検査NGの判断)の速度にも依存するが、カメラ装置の撮影時間が速いほど検査時間が短くなるものとされる。
なお、特許文献1には低解像度の撮像素子を使用して同一光軸により全体映像と高解像度の詳細映像を同時に撮影して出力する技術が開示されている。
しかしながら、CCDは光信号を電気信号(電荷)に光電変換し、その電荷をバケツリレーのごとく順次伝送していることから、電荷の伝送速度は、一部の特殊な技法で伝送速度を高めた高速用デバイスを除いて制限されている。
例えば、解像度(分解能)が640×480画素とされるVGA(video graphics array)などに用いられる約33万画素のCCDでは、その伝送速度は、NTSC(National Television System Committee)方式のフレームレート(30フレーム/秒)の2倍のフレームレート(60フレーム/秒)のものが生産されているにすぎなかった。
例えば、解像度(分解能)が640×480画素とされるVGA(video graphics array)などに用いられる約33万画素のCCDでは、その伝送速度は、NTSC(National Television System Committee)方式のフレームレート(30フレーム/秒)の2倍のフレームレート(60フレーム/秒)のものが生産されているにすぎなかった。
また、上記したCCDに比べて高速対応が容易なCMOS(complementary metal oxide semiconductor)タイプの撮像素子を用いることも考えられるが、CMOSタイプの撮像素子は、CCDに比べて必要な輝度とS/N比を得るのが容易でなかった。このため、CMOSタイプの撮像素子をCCDと同価格で実用化することは困難であった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、安価でしかも高フレームレートの映像信号を出力できる撮影装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の撮影装置は、撮影対象画像光を取り込むレンズ手段と、レンズ手段で取り込んだ撮影対象画像光を分光する分光手段と、分光手段により分光された撮影対象画像光を受光するように複数の撮像素子が配置され、これらの撮像素子において受光された撮影対象画像光をそれぞれ画像信号に光電変換して出力するように構成された撮像手段とを備えている。
上記構成によれば、レンズ手段で取り込んだ撮影対象画像光を分光手段で分光し、分光した撮影対象画像光を複数の撮像素子に導くことで、複数の撮像素子からそれぞれ画像信号を出力することが可能になる。
このような本発明の撮影装置は、複数の撮像素子からそれぞれ画像信号を出力することが可能になるので、例えば複数の撮像素子からそれぞれ異なるフィールドのフィールド画像信号を出力し、これらの複数の撮像素子から出力されるフィールド画像信号を用いてフレーム画像信号を作成すれば、撮像素子の画像取り込み速度、即ち、撮像素子のフレームレートより高いフレームレートの画像信号を得ることが可能になる。
また3つの撮像素子のうち、1の撮像素子から取り込まれる画像信号については、撮像素子の画像取り込み速度に応じた映像信号を出力することが可能になるので、本発明のカメラ装置をICウェハーの検査装置のモニタなどに使用することができるようになる。
以下、本発明の撮影装置の実施の形態について説明する。
先ず、図1〜図5を用いて第1の実施の形態としてのカメラ装置の構成を説明する。
図1は、本実施の形態としてのカメラ装置の構成を示したブロック図である。
この図1において、撮像素子であるCCD3a,3bは、後述するレンズブロック2で集光された画像光を画像信号に光電変換する撮像素子であり、レンズブロック2の画像光から画像信号を得るようにしている。
先ず、図1〜図5を用いて第1の実施の形態としてのカメラ装置の構成を説明する。
図1は、本実施の形態としてのカメラ装置の構成を示したブロック図である。
この図1において、撮像素子であるCCD3a,3bは、後述するレンズブロック2で集光された画像光を画像信号に光電変換する撮像素子であり、レンズブロック2の画像光から画像信号を得るようにしている。
図2は、図1に示したレンズブロック2の概略構成を示した図である。
この図2(a)に示すように、レンズブロック2はレンズ群11と分光手段であるプリズム12とから構成されている。
この場合、レンズ群11で集光された光はプリズム12により分光されて、図2(b)に示すように、プリズム12に貼り付けられているCCD3a,3bにそれぞれ導かれている。
この図2(a)に示すように、レンズブロック2はレンズ群11と分光手段であるプリズム12とから構成されている。
この場合、レンズ群11で集光された光はプリズム12により分光されて、図2(b)に示すように、プリズム12に貼り付けられているCCD3a,3bにそれぞれ導かれている。
レンズ群11やプリズム12の配置位置は、レンズ群11で集光された光がCCD3a,3b上において焦点を結ぶように調整されている。
また、CCD3a,3bは、各CCDにおいて受光した画像光を電気信号として取り出したときに、位置ズレなどの問題が生じないようにプリズム12の光軸及び回転方向に対して精度良く貼りつけられている。なお、2枚のCCD3a,3bの貼り合わせ位置精度は、例えば3CCDカメラにおいて一般に用いられている貼り合わせ技術を適用することで容易に実現することができる。
また、CCD3a,3bは、各CCDにおいて受光した画像光を電気信号として取り出したときに、位置ズレなどの問題が生じないようにプリズム12の光軸及び回転方向に対して精度良く貼りつけられている。なお、2枚のCCD3a,3bの貼り合わせ位置精度は、例えば3CCDカメラにおいて一般に用いられている貼り合わせ技術を適用することで容易に実現することができる。
図3は、上記したようなCCDの内部構成の一例を示したブロックである。
なお、CCDは感光部と転送部の配列方式により、フレーム転送方式とインターライン方式という2つの方式に分けられるが、本実施の形態ではインターライン方式でNTSC方式のフレームレート(30フレーム/秒)に対応したCCD3a,3bを例に挙げて説明する。
なお、CCDは感光部と転送部の配列方式により、フレーム転送方式とインターライン方式という2つの方式に分けられるが、本実施の形態ではインターライン方式でNTSC方式のフレームレート(30フレーム/秒)に対応したCCD3a,3bを例に挙げて説明する。
この図3において、フォトセンサ21は、例えばレンズブロック2で集光された画像光を信号電荷に光電変換し、所定のタイミングでもって垂直レジスタ22に転送する。
垂直レジスタ22は、図示するように、垂直方向に配列された複数のフォトセンサ21,21に対してそれぞれ設けられている。
そして、後述するタイミングジェネレータ7からタイミングクロック信号TC1として入力される垂直レジスタ転送クロック信号(以下、「垂直転送クロック信号」という)SVに基づいて、各フォトセンサ21,21・・・からそれぞれ転送されてくる信号電荷を蓄積すると共に、蓄積した信号電荷を水平レジスタ23に転送する。なお、このようなインターライン方式のCCDでは、各フォトセンサ21と垂直レジスタ22により単位画素が形成されている。
垂直レジスタ22は、図示するように、垂直方向に配列された複数のフォトセンサ21,21に対してそれぞれ設けられている。
そして、後述するタイミングジェネレータ7からタイミングクロック信号TC1として入力される垂直レジスタ転送クロック信号(以下、「垂直転送クロック信号」という)SVに基づいて、各フォトセンサ21,21・・・からそれぞれ転送されてくる信号電荷を蓄積すると共に、蓄積した信号電荷を水平レジスタ23に転送する。なお、このようなインターライン方式のCCDでは、各フォトセンサ21と垂直レジスタ22により単位画素が形成されている。
水平レジスタ23は、同じくタイミングジェネレータ7からタイミングクロック信号TC1として入力される水平レジスタ転送クロック信号(以下、「水平転送クロック信号」という)SHに基づいて、各垂直レジスタ22,22・・・から転送されてくる信号電荷を出力アンプ24に出力する。出力アンプ24は、水平レジスタ23からの信号電荷を増幅して出力する。
ところで、CCDにはフィールド単位で画像の読み出しを行うフィールド読み出し方式のものと、フレーム単位で画像の読み出しを行うフレーム読み出し方式のものが知られている。現行のテレビジョン走査方式は、ノンインターレース(順次走査)でなく、インターレース(飛び越し走査)が採用されている。この場合、CCDではフィールド読み出し方式のものが採用される。
インターレース走査方式では、図4に示すような1フレームの画面を形成するにあたり、走査線を1本おきに飛び越し走査して、実線で示した奇数(ODD)の走査線からなるODDフィールド画面と、破線で示した偶数(EVEN)の走査線からなるEVENフィールド画面を、交互にそれぞれ1/60秒間ずつ表示することで、これらODDフィールド画面とEVENフィールド画面の重ね合わせで1枚のフレーム画像を得るようにしている。
図3に示したCCDでは、フィールド読み出し方式を実現するために、例えば垂直方向において隣接する2画素分の信号電荷を垂直レジスタ22で混合することで、フィールド画面を生成するようにしている。
このとき、混合するフィールドごとにフォトセンサ21(画素)の組み合わせをかえることで、ODDフィールドに対応した画像信号とEVENフィールドに対応した画像信号を得るようにしている。
このとき、混合するフィールドごとにフォトセンサ21(画素)の組み合わせをかえることで、ODDフィールドに対応した画像信号とEVENフィールドに対応した画像信号を得るようにしている。
ここで説明を図1に戻す。
本実施の形態のカメラ装置1は、これまでの説明から分かるように、2つのCCD3a,3bを設け、各CCD3a,3bにおいてレンズブロック2からの画像光をフィールド単位の画像信号に変換して出力するようにしている。
このとき、CCD3aから出力される画像信号SaとCCD3bから出力される画像信号Sbとが、それぞれ異なるフィールド画像信号となるように制御が行われている。つまり、CCD3aから画像信号SaとしてEVENフィールドの画像信号が出力されるときは、CCD3bから画像信号SbとしてODDフィールドの画像信号が出力されることになる。
本実施の形態のカメラ装置1は、これまでの説明から分かるように、2つのCCD3a,3bを設け、各CCD3a,3bにおいてレンズブロック2からの画像光をフィールド単位の画像信号に変換して出力するようにしている。
このとき、CCD3aから出力される画像信号SaとCCD3bから出力される画像信号Sbとが、それぞれ異なるフィールド画像信号となるように制御が行われている。つまり、CCD3aから画像信号SaとしてEVENフィールドの画像信号が出力されるときは、CCD3bから画像信号SbとしてODDフィールドの画像信号が出力されることになる。
CCD3a,3bから出力される画像信号Sa,Sbは、アナログフロントエンド部(以下、「AFE部」と表記する)4a,4bにそれぞれ出力される。
AFE部4a,4bは、タイミングジェネレータ7からのタイミングクロック信号TC2に基づいて、CCD3a,3bから入力される画像信号Sa,Sbにサンプルホールド処理などを施して信号処理部5に出力するようにされる。
AFE部4a,4bは、タイミングジェネレータ7からのタイミングクロック信号TC2に基づいて、CCD3a,3bから入力される画像信号Sa,Sbにサンプルホールド処理などを施して信号処理部5に出力するようにされる。
信号処理部5は、フィールドメモリ6a,6bを備えて構成され、タイミングジェネレータ7からのタイミングクロック信号TC3に基づいて、AFE部4a,4bから入力されるフィールド画像信号Sa1,Sb1に所定の信号処理を施して、1枚のフレーム映像信号Sfを出力するようにしている。
例えば信号処理部5は、AFE部4a,4bから入力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号(画像データ)にA/D変換した後、それぞれの画像データをフィールドメモリ6a,6bに取り込む。そして、それぞれのフィールドメモリ6a,6bに取り込んだフィールド画像データを所定のタイミングで読み出した後、D/A変換し、さらに同期信号を付加して出力するようにしている。
上記したCCD3a,3b、AFE4a,4b、信号処理部5の動作は、タイミングジェネレータ7において生成される各種タイミングクロック信号により制御される。
タイミングジェネレータ7は、例えば、図示していない発振回路等からの基準信号に基づいて各種クロック信号を生成して出力するようにしている。
例えば、タイミングジェネレータ7は、CCD3a,3bに対して、タイミングクロック信号TC1として、図3に示したCCD3a内の垂直レジスタ22を駆動するための垂直転送クロック信号SVと、水平レジスタ23を駆動するための水平転送クロック信号SHとを出力するようにされる。
このとき、CCD3aに供給するタイミングクロック信号TC1と、CCD3bに供給するタイミングクロック信号TC1とは、各CCD3a,3bからそれぞれ異なるフィールド画像信号Sa,Sbが出力されるように位相調整がされたクロック信号とされる。
例えば、タイミングジェネレータ7は、CCD3a,3bに対して、タイミングクロック信号TC1として、図3に示したCCD3a内の垂直レジスタ22を駆動するための垂直転送クロック信号SVと、水平レジスタ23を駆動するための水平転送クロック信号SHとを出力するようにされる。
このとき、CCD3aに供給するタイミングクロック信号TC1と、CCD3bに供給するタイミングクロック信号TC1とは、各CCD3a,3bからそれぞれ異なるフィールド画像信号Sa,Sbが出力されるように位相調整がされたクロック信号とされる。
また、タイミングジェネレータ7は、AFE4a,4bに対して、タイミングクロック信号TC2として、サンプルホールドのタイミングを制御するクロック信号を出力する。
また信号処理部5には、タイミングクロック信号TC3として、信号処理部5の内部に設けられているフィールドメモリ6a,6bへの画像データの取り込みタイミングや読み出しタイミングを制御するためのクロック信号や、同期信号を付加するタイミングを制御するためのクロック信号を出力する。
また信号処理部5には、タイミングクロック信号TC3として、信号処理部5の内部に設けられているフィールドメモリ6a,6bへの画像データの取り込みタイミングや読み出しタイミングを制御するためのクロック信号や、同期信号を付加するタイミングを制御するためのクロック信号を出力する。
ここで、図5を用いて、本実施の形態のカメラ装置1における各部の動作タイミング例について説明しておく。
この場合、CCD3aからは、蓄積された信号電荷から、図5(a)に示すような順序でフィールド単位の画像信号が出力される。すなわち、奇数フィールドの画像信号ODD1、偶数フィールドの画像信号EVEN2、奇数フィールドの画像信号ODD3というような順序で画像信号Saが出力され、AFE4aを介して信号処理部5に取り込まれることになる。このときのフィールド画像信号Saの周期は1/60秒とされる。
この場合、CCD3aからは、蓄積された信号電荷から、図5(a)に示すような順序でフィールド単位の画像信号が出力される。すなわち、奇数フィールドの画像信号ODD1、偶数フィールドの画像信号EVEN2、奇数フィールドの画像信号ODD3というような順序で画像信号Saが出力され、AFE4aを介して信号処理部5に取り込まれることになる。このときのフィールド画像信号Saの周期は1/60秒とされる。
一方、CCD3bからは、図5(b)に示すような、偶数フィールドの画像信号EVEN1、奇数フィールドの画像信号ODD2、偶数フィールドの画像信号EVEN3・・・の順で画像信号が出力されてAFE4bを介して信号処理部5に取り込まれる。このときのフィールド画像信号Sbの周期も1/60秒とされる。
そして、信号処理部5では、上記したCCD3a,CCD3bから取り込んだフィールド画像信号を、図5(c)に示すような順番、すなわち、CCD3aで取り込んだ奇数フィールドの画像信号ODD1、CCD3bで取り込んだ偶数フィールドの画像信号EVEN1、CCD3bで取り込んだ奇数フィールドの画像信号ODD2、CCD3aで取り込んだ偶数フィールドの画像信号EVEN2・・・の順に出力するようにしている。このとき、各画像信号には垂直同期信号VDを付加して映像信号を出力するようにしている。
このようにすれば、信号処理部5からは、CCD3aで取り込んだフィールド画像信号と、CCD3bで取り込んだフィールド画像信号により、インターレース方式のフレーム映像信号を出力することができる。
また、CCD3bで取り込んだ奇数フィールドの画像信号ODD2と、CCD3aで取り込んだ偶数フィールドの画像信号EVEN2により、次のフレーム映像信号を出力することができる。
このようにすれば、信号処理部5からは、CCD3aで取り込んだフィールド画像信号と、CCD3bで取り込んだフィールド画像信号により、インターレース方式のフレーム映像信号を出力することができる。
また、CCD3bで取り込んだ奇数フィールドの画像信号ODD2と、CCD3aで取り込んだ偶数フィールドの画像信号EVEN2により、次のフレーム映像信号を出力することができる。
従って、このような本実施の形態のカメラ装置1によれば、信号処理部5から1/60秒の周期でフレーム映像信号を出力することができる。つまり、カメラ装置1の信号処理部5から出力されるフレーム映像信号のフレームレートをCCD3a,3bのフレームレートの2倍にすることができるようになる。
また、本実施の形態のカメラ装置1は、CCDを2枚使用することで、カメラ装置の撮影速度を2倍にしているので、例えば汎用的に用いられている比較的安価なCCDを2枚使用して構成すれば、特別に作製した2倍のフレームレートを有する1枚のCCDを用いてカメラ装置を構成する場合より安価で実現することができる。
この結果、本実施の形態のカメラ装置1を、ICウェハーなどを検査する検査装置に適用すれば、大幅なコストアップなしに、ICウェハーの検査時間の約半分程度まで短縮することが可能になる。
例えば、30フレーム/秒で画像を出力できるCCDを用いた従来のカメラ装置を備えた検査装置では、1枚のICウェハーの検査に1分という時間を要したとする。
これに対して、同様のCCDを用いた本実施の形態のカメラ装置1を備えた検査装置では、60フレーム/秒で画像出力が可能になるため、ICウェハー1枚の検査時間を約30秒に短縮することができる。つまり、検査装置の検査能力を2倍にすることができるようになる。
これにより、ICウェハーの検査に要する検査費用を従来の半分程度に下げることができる。また、検査装置が複数台設置されているような使用状況下においては、検査装置の台数を半分程度に減らすことができる。よって、検査装置の設置スペースも半分で済むことになる。
例えば、30フレーム/秒で画像を出力できるCCDを用いた従来のカメラ装置を備えた検査装置では、1枚のICウェハーの検査に1分という時間を要したとする。
これに対して、同様のCCDを用いた本実施の形態のカメラ装置1を備えた検査装置では、60フレーム/秒で画像出力が可能になるため、ICウェハー1枚の検査時間を約30秒に短縮することができる。つまり、検査装置の検査能力を2倍にすることができるようになる。
これにより、ICウェハーの検査に要する検査費用を従来の半分程度に下げることができる。また、検査装置が複数台設置されているような使用状況下においては、検査装置の台数を半分程度に減らすことができる。よって、検査装置の設置スペースも半分で済むことになる。
また、本実施の形態のカメラ装置1を、例えば自動車の衝突防止用の画像認識カメラなどに用いると1フレーム画像あたりに進む距離が短くなり性能が格段に向上し、事故防止などに役立つカメラ装置を提供することが可能になる。
例えば時速100km/hのスピードで動いている自動車の画像認識カメラに、従来の一般的なCCDカメラ(30フレーム/秒)を使用すると、1フレーム画像を得る間に約1m(92.6cm)進んでしまうことになるが、本実施の形態のカメラ装置(60フレーム/秒)を使用すると1フレーム画像を得る間に約半分の距離(46.3cm)で済むことになる。したがって、本実施の形態のカメラ装置1を自動車の画像認識カメラなどに用いるようにすれば、衝突防止用の画像認識カメラの性能向上を図ることができる。
次に、本実施の形態としてのカメラ装置の他の構成例について説明する。
図6は、本実施の形態のカメラ装置の他の構成例を示したブロック図である。なお、図1と同一ブロックには同一番号を付して、その詳細は省略する。
この図6に示すカメラ装置20では、撮像手段としてCCD3a,CCD3bに加えて、CCD3cが設けられている。
CCD3cは、通常のインターレース方式の画像信号を出力するように制御される。すなわち、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に出力するように制御が行われる。CCD3cから出力されるフィール画像信号は、AFE部4cにおいてサンプルホールド処理などが施されて信号処理部15に供給される。
図6は、本実施の形態のカメラ装置の他の構成例を示したブロック図である。なお、図1と同一ブロックには同一番号を付して、その詳細は省略する。
この図6に示すカメラ装置20では、撮像手段としてCCD3a,CCD3bに加えて、CCD3cが設けられている。
CCD3cは、通常のインターレース方式の画像信号を出力するように制御される。すなわち、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に出力するように制御が行われる。CCD3cから出力されるフィール画像信号は、AFE部4cにおいてサンプルホールド処理などが施されて信号処理部15に供給される。
信号処理部15は、AFE部4a,4bから入力されるフィールド画像信号Sa1,Sb1を取り込むためのフィールドメモリ6a,6bに加えて、AFE部4cから入力される画像信号Sc1を取り込むためのフィールドメモリ6cが備えられている。
この場合、信号処理部15では、フィールドメモリ6a,6bに取り込んだフィールド画像信号を上記図5(c)に示したような順番で出力することで、CCD3a,3bを利用してインターレース方式のフレーム映像信号Sf1を出力することができる。
この場合、信号処理部15では、フィールドメモリ6a,6bに取り込んだフィールド画像信号を上記図5(c)に示したような順番で出力することで、CCD3a,3bを利用してインターレース方式のフレーム映像信号Sf1を出力することができる。
また信号処理部15は、AFE部4cから入力されるフィールド画像信号Sc1を画像データにA/D変換した後、フィールドメモリ6cに取り込み、取り込み順に読み出しを行うことでフレーム映像信号Sf2を出力するようにしている。
つまり、信号処理部15は、CCD3a,3bからAFE部4a,4bを介して入力されるフィールド画像信号Sa1,Sb1を利用して、CCD3a,3bのフレームレートの2倍に対応したフレーム映像信号Sf1を出力すると共に、CCD3cからAFE部4cを介して入力されるフィールド画像信号Sc1により、CCD3cのフレームレートに対応したフレーム映像信号Sf2を出力するように構成されているものである。
このため、タイミングジェネレータ17は、CCD3cに対して、タイミングクロック信号TC1として、偶数フィールドと奇数フィールドの画像信号Scが交互に出力させるようなクロック信号を出力するようにされる。
またAFE4cには、タイミングクロック信号TC2として、サンプルホールドのタイミングを制御するクロック信号を出力するようにされる。さらに、信号処理部15には、タイミングクロック信号TC3として、信号処理部15内のフィールドメモリ6cへの画像データの取り込みタイミングや読み出しタイミングを制御するためのクロック信号や、同期信号を付加するタイミングを制御するためのクロック信号を合わせて出力するようにしている。
またAFE4cには、タイミングクロック信号TC2として、サンプルホールドのタイミングを制御するクロック信号を出力するようにされる。さらに、信号処理部15には、タイミングクロック信号TC3として、信号処理部15内のフィールドメモリ6cへの画像データの取り込みタイミングや読み出しタイミングを制御するためのクロック信号や、同期信号を付加するタイミングを制御するためのクロック信号を合わせて出力するようにしている。
図7は、上記図6に示したカメラ装置に設けられているレンズブロック2の概略構成を示した図である。
この図7(a)に示すように、レンズブロック2は、レンズ群11とプリズム12とから構成され、レンズ群11で集光された光はプリズム12により分光されて、図7(b)に示すように、プリズム12に貼り付けられているCCD3a,3b,3cにそれぞれ導かれることになる。
この場合、レンズ群11やプリズム12の配置位置は、レンズ群11で集光された光がCCD3a〜3c上において焦点を結ぶように調整されている。
また、CCD3a,3bは、位置ズレなどの問題が生じないようにプリズム12の光軸及び回転方向に対して精度良く貼りつける必要がある。
これに対して、CCD3cの画像信号Scは上記CCD3a,3bの画像信号Sa,Sbと組み合わせることがないのでその必要はない。
この図7(a)に示すように、レンズブロック2は、レンズ群11とプリズム12とから構成され、レンズ群11で集光された光はプリズム12により分光されて、図7(b)に示すように、プリズム12に貼り付けられているCCD3a,3b,3cにそれぞれ導かれることになる。
この場合、レンズ群11やプリズム12の配置位置は、レンズ群11で集光された光がCCD3a〜3c上において焦点を結ぶように調整されている。
また、CCD3a,3bは、位置ズレなどの問題が生じないようにプリズム12の光軸及び回転方向に対して精度良く貼りつける必要がある。
これに対して、CCD3cの画像信号Scは上記CCD3a,3bの画像信号Sa,Sbと組み合わせることがないのでその必要はない。
なお、一般的な3分光プリズムでは、その一つは他の映像に対して鏡像となるため、この場合は画像処理用CCD3a,3bとして同じ位相で使用し、モニター用のCCD3cを、この鏡像となるところに使用すれば、CCD3a,3bの位相が異なることによる不具合を回避することが可能である。
このようにカメラ装置20を構成すれば、CCD3cのフレームレート(画像取り込み速度)に応じた映像信号と、CCD3a,3bの2倍のフレームレートに対応した映像信号を出力することが可能になる。
従って、このようなカメラ装置20をICウェハーの検査装置に適用した場合は、検査用のフレーム映像信号(CCDの2倍のフレームレートに対応した映像信号)と、作業者のモニタ用のフレーム映像信号(CCDのフレームレートに応じた映像信号)を1台のカメラ装置20から同時に出力することができるようになる。
よって、例えばCCD3cとして「EIA/CCIR」基準の映像出力仕様のデバイスを用いれば、検査装置のモニタで動画を表示することができるので、検査装置にモニタ用のカメラ装置を別途設ける必要が無くなる。この結果、さらなる検査装置の小型化、低コストを図ることができるようになる。
また、例えばCCD3cとして、全画素対応(XGAフォーマット等)のデバイスを用いると、フレームレートは低下するが解像度の高い映像を表示することも可能になる。
従って、このようなカメラ装置20をICウェハーの検査装置に適用した場合は、検査用のフレーム映像信号(CCDの2倍のフレームレートに対応した映像信号)と、作業者のモニタ用のフレーム映像信号(CCDのフレームレートに応じた映像信号)を1台のカメラ装置20から同時に出力することができるようになる。
よって、例えばCCD3cとして「EIA/CCIR」基準の映像出力仕様のデバイスを用いれば、検査装置のモニタで動画を表示することができるので、検査装置にモニタ用のカメラ装置を別途設ける必要が無くなる。この結果、さらなる検査装置の小型化、低コストを図ることができるようになる。
また、例えばCCD3cとして、全画素対応(XGAフォーマット等)のデバイスを用いると、フレームレートは低下するが解像度の高い映像を表示することも可能になる。
なお、本実施の形態ではCCDのフレームレートを30フレーム/秒として説明したが、これはあくまでも一例であり、例えば60フレーム/秒の伝送速度を有するCCDを用いてカメラ装置を構成すれば、60フレーム/秒の2倍の120フレーム/秒でフレーム映像信号を出力することも可能である。
また、本実施の形態では、2枚のCCDを用いてフレームレートをCCDのフレームレートの2倍にする場合を例に挙げて説明したが、3枚若しくはそれ以上のCCDを用いてカメラ装置1を構成すれば、カメラ装置1のフレームレートをCCDの3倍若しくはそれ以上にすることも可能である。
また撮像素子はCCDに限定されるものでなく、CMOSタイプのものなどもを用いることも可能である。
さらに、本実施の形態では、CCDの読み出し方式をフィールド読み出し方式として説明したがフレーム読み出し方式のCCDを用いて本発明の撮影装置を実現することも可能である。
また撮像素子はCCDに限定されるものでなく、CMOSタイプのものなどもを用いることも可能である。
さらに、本実施の形態では、CCDの読み出し方式をフィールド読み出し方式として説明したがフレーム読み出し方式のCCDを用いて本発明の撮影装置を実現することも可能である。
また本実施の形態では、撮像素子であるCCDからそれぞれ出力される画像信号を利用して、CCDのフレームレートより高いフレームレートの画像信号を出力する場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、本発明は、複数のCCDを備え、レンズブロックで取り込んだ撮影対象画像光をプリズムにより分光し、分光した撮影対象画像光を受光するように複数の撮像素子が配置され、これらの撮像素子からそれぞれ画像信号を出力することができるように構成される撮影装置に適用可能である。
1 カメラ装置、2 レンズブロック、3a〜3c CCD、4a〜4c アナログフロントエンド部、5 15 信号処理部 6a〜6c フィールドメモリ、7 17 タイミングジェネレータ、11 レンズ群、12 プリズム、21 フォトセンサ、22 垂直レジスタ、23 水平レジスタ、24 出力アンプ
Claims (4)
- 撮影対象画像光を取り込むレンズ手段と、
前記レンズ手段で取り込んだ撮影対象画像光を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された撮影対象画像光を受光するように複数の撮像素子が配置され、これらの撮像素子において受光された撮影対象画像光をそれぞれ画像信号に光電変換して出力するように構成された撮像手段と、
を備えていることを特徴とする撮影装置。 - 前記複数の撮像素子から得られる画像信号を所定の順番に並べ替えて出力する信号処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 前記撮像手段に2つの撮像素子を設け、各撮像素子からそれぞれ異なるフィールドのフィールド画像信号を出力させるようにしたことを特徴する請求項1に記載の撮影装置。
- 前記撮像手段に少なくとも3つの撮像素子を設け、
前記信号処理手段は、前記3つの撮像素子のうち、1の撮像素子から取り込まれる画像信号については取り込み順に読み出しを行って出力することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
Priority Applications (1)
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JP2003429312A JP2005191813A (ja) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | 撮影装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007097033A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置及びそのプログラム |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003429312A patent/JP2005191813A/ja active Pending
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JP2007097033A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置及びそのプログラム |
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