JP2006258582A - Image input device and image input method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image input device capable of performing detection of higher sensitivity in both of fine unevenness and a concentration change part. <P>SOLUTION: The image input device is equipped with an imaging part 101 for detecting the reflected light from the surface of a measuring target by two-dimensionally arranged optical elements to photograph the two-dimensional image of the measuring target, a partial image acquiring part 102 for acquiring a partial image satisfying a predetermined pixel selecting condition from the two-dimensional image on the basis of the distribution of the reflected light in the two-dimensional image photographed by the imaging part 101, a linear image calculation part 103 for shifting a plurality of the partial images continuously acquired from the partial image acquiring part 102 by the number of pixels calculated on the basis of the moving speed of the measuring target to add them and calculating the line image and an image acquiring part 10 for sub-scanning the line image calculated in the line image calculation part 103 as a main scanning image to acquire the two-dimensional image of the measuring target. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学的手段を使用し、材料の表面形状の二次元画像を得る画像入力装置および画像入力方法に関する。   The present invention relates to an image input apparatus and an image input method for obtaining a two-dimensional image of a surface shape of a material using optical means.

一様な照明手段からの投射光を被測定物表面に照射し、その反射光分布から得られる画像に対して、物体表面の傷や凹凸および汚れ等を検出もしくは検査する方法は、従来から一般的に行われている。特に、ロール紙やシート等の平面状広がる物体や円筒状の物体においては、撮像素子としてラインセンサを用いて、物体の相対的な移動や回転によって副走査し、表面画像を得る方法は広く利用されている。   Conventionally, a method for detecting or inspecting scratches, irregularities, dirt, etc. on the object surface from an image obtained from the reflected light distribution by irradiating the surface of the object to be measured with a uniform illumination means has been generally used. Has been done. In particular, for planar and cylindrical objects such as roll paper and sheets, a line sensor is used as an image sensor, and a method of sub-scanning by relative movement and rotation of the object to obtain a surface image is widely used. Has been.

このような方法では、複写機内部の部品である感光体ドラムや帯電ロールのような円筒状の被検査物に対して、ライン状の光を被検査物に照射するとともに該被検査物を回転し該被検査物により反射される前記ライン状の光をラインセンサで検出し、該ラインセンサで得られる画像を処理して欠陥処理を行っている。このような方法においては、正反射光により近い位置で画像を取得したほうが、表面形状による光量の変化が激しくなり、より微小な凹凸の検出が可能となる。   In such a method, the inspection object is irradiated with line-shaped light on a cylindrical inspection object such as a photosensitive drum or a charging roll, which is a component inside the copying machine, and the inspection object is rotated. The line-shaped light reflected by the inspection object is detected by a line sensor, and an image obtained by the line sensor is processed to perform defect processing. In such a method, when the image is acquired at a position closer to the specularly reflected light, the change in the amount of light due to the surface shape becomes more severe, and finer irregularities can be detected.

しかし、実際の表面欠陥検出装置においては、被検査物の形状の歪みや、回転のムラや振動によって反射光の受光位置とラインセンサの位置が変動し、この相対位置変動を表面凹凸として検出することによる検出誤差が生じるため、少し離すことにより感度を下げざるを得ないという課題がある。   However, in an actual surface defect detection apparatus, the light receiving position of the reflected light and the position of the line sensor fluctuate due to distortion of the shape of the inspection object, uneven rotation or vibration, and this relative position fluctuation is detected as surface irregularities. This causes a detection error, and there is a problem that the sensitivity has to be lowered by separating a little.

この課題を解消するため、実際に反射光量分布を測定するセンサと、ラインセンサを移動させる移動手段を備え、反射光量分布の測定によりラインセンサを実際に移動追従させる技術や、照明手段および撮像手段による照射角度および撮像角度が一定になるように、被検査面角度位置を制御する装置が提案されている。   In order to solve this problem, a sensor that actually measures the reflected light amount distribution and a moving unit that moves the line sensor, a technique that actually moves and follows the line sensor by measuring the reflected light amount distribution, an illumination unit, and an imaging unit There has been proposed an apparatus that controls the angle position of the surface to be inspected so that the irradiation angle and the imaging angle are constant.

このような装置においては、実際に撮像系もしくは被測定物を移動することによる動作遅れ、装置構成の複雑化、移動機構の振動による誤差等のさらなる課題が存在する。このような課題を解決する方法として、部分読みだし可能な二次元光学素子を用いて、略一定な感度の画素を選択する画像入力方法が提案されている(例えば、特許文献1)。   In such an apparatus, there are further problems such as operation delay due to actual movement of the imaging system or the object to be measured, complication of the apparatus configuration, and error due to vibration of the moving mechanism. As a method for solving such a problem, there has been proposed an image input method for selecting pixels with substantially constant sensitivity using a two-dimensional optical element that can be partially read (for example, Patent Document 1).

一方、従来のラインセンサにおいて、凹凸の検出だけでなく、濃度変化を検出するため、時間遅延積算型であるTDI(Time Delayed InteGration)型のセンサを用いることによって、少ない拡散反射光であっても積算することにより濃度変化を高精度に検出し、直接反射光の輝度変化成分として現れる凹凸欠陥と濃度欠陥を両方検知する技術が提案されている。   On the other hand, in a conventional line sensor, in order to detect not only unevenness but also a change in density, a time delayed integration type TDI (Time Delayed Integration) type sensor is used, so that even a small amount of diffuse reflected light can be obtained. A technique has been proposed in which density changes are detected with high accuracy by integration and both unevenness defects and density defects appearing as luminance change components of directly reflected light are detected.

特許文献1に示したような、部分読みだし可能な二次元光学素子を用いる方法においては、欠陥レベルおよび対象物の表面状態によっては、凹凸に対する感度と濃度欠陥に対する感度を調整することにより、両方の欠陥を良好に検出できる。   In the method using a two-dimensional optical element capable of partial reading as shown in Patent Document 1, depending on the defect level and the surface state of the object, both the sensitivity to unevenness and the sensitivity to density defects can be adjusted. Can be detected satisfactorily.

また、特許文献2においては、速度変動のある撮像対象に対し、安定して画像を入力するために、撮像するターゲットの移動量を検知する手段を持ち、その移動量をもとにTDIのシフト量を変更する画像入力装置が提案されている。   Further, in Patent Document 2, in order to stably input an image with respect to an imaging target with a speed fluctuation, a means for detecting the amount of movement of the target to be imaged is provided, and the TDI shift is based on the amount of movement. An image input device that changes the amount has been proposed.

特開2004−108828号公報JP 2004-108828 A 特開2003−324658号公報JP 2003-324658 A

しかしながら、特許文献1の方法では、微小な凹凸に対する検出感度を上げるために輝度変化の高い輝線近傍部分の画素を選択する必要があり、直接反射光成分が増えるため光量を下げる必要があるという問題があった。   However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to select a pixel in the vicinity of the bright line having a high luminance change in order to increase the detection sensitivity for minute unevenness, and it is necessary to reduce the amount of light because the directly reflected light component increases. was there.

一方、濃度変化は拡散反射成分を検出する必要があるが、光量を下げると拡散反射成分が低下し、濃度欠陥の検出が難しくなるという問題があった。すなわち、微小な凹凸の検出と、濃度変化の検出を同時に行うことが困難であるという問題があった。同様の問題は対象の表面状態が鏡面に近づくことによっても生じうる。   On the other hand, the density change needs to detect the diffuse reflection component. However, if the light amount is decreased, the diffuse reflection component is lowered, which makes it difficult to detect the density defect. That is, there is a problem that it is difficult to detect minute unevenness and density change at the same time. Similar problems can also arise when the surface condition of an object approaches a mirror surface.

特許文献2に示された手法を用いて拡散反射光を積算することができれば、濃度変化も精度よく検出することができるが、特許文献2の方法は被検査物の速度変動からTDIのシフト量を算出する方法であるため、突起や傾きによって生じる画像の位置の変動からTDIのシフト量を算出する必要のある二次元光学素子を用いた方法に適用することができない。   If the diffuse reflected light can be integrated using the method disclosed in Patent Document 2, a change in density can be detected with high accuracy. However, the method of Patent Document 2 uses the TDI shift amount based on the speed fluctuation of the inspection object. Therefore, the method cannot be applied to a method using a two-dimensional optical element that needs to calculate the TDI shift amount from the fluctuation of the position of the image caused by the protrusion or the inclination.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、二次元光学素子を用いた画像入力方法において、検出した反射光をTDIの手法を用いて積算することにより、微小な凹凸と濃度変化部分の双方において、より高感度な検出を行うことができる画像入力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in an image input method using a two-dimensional optical element, the detected reflected light is integrated using a TDI technique, so that minute irregularities and density change portions can be obtained. It is an object of the present invention to provide an image input apparatus capable of performing detection with higher sensitivity in both cases.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、画像入力装置において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、ライン画像を算出するライン画像算出手段と、前記ライン画像算出手段が算出したライン画像を主走査画像として副走査し被測定物の二次元画像を取得する画像取得手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is an image input device that detects reflected light reflected by the surface of the object to be measured by an optical element arranged two-dimensionally. An imaging unit that captures a two-dimensional image of an object to be measured, and a partial image that satisfies a predetermined pixel selection condition based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging unit from the two-dimensional image A line image is calculated by adding the partial image acquisition unit to be acquired and the plurality of partial images acquired successively by the partial image acquisition unit by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured. A line image calculation unit that performs the sub-scanning with the line image calculated by the line image calculation unit as a main scanning image, and acquires a two-dimensional image of the object to be measured. That.

また、請求項2にかかる発明は、画像入力装置において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出手段と、前記第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出手段と、前記第1のライン画像算出手段が算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得手段と、前記第2のライン画像算出手段が算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得手段と、を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image input device, an imaging means for detecting a reflected light reflected by the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions and photographing a two-dimensional image of the object to be measured. And calculating a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging unit. One line image calculation unit, a partial image acquisition unit that acquires a partial image existing at a predetermined offset position from the first line image from the two-dimensional image, and the partial image acquisition unit. A second line image calculation means for calculating the second line image by adding the plurality of partial images shifted by the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured; First image acquisition means for sub-scanning the first line image calculated by the first line image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured; and the second line image And second image acquisition means for sub-scanning the second line image calculated by the calculation means as a main scanning image and acquiring a two-dimensional image of the surface of the object to be measured.

また、請求項3にかかる発明は、画像入力装置において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出手段と、前記二次元画像において予め定められた位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出手段と、前記第1のライン画像算出手段が算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得手段と、前記第2のライン画像算出手段が算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得手段と、を備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image input apparatus, the imaging means for detecting the reflected light reflected from the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions and photographing a two-dimensional image of the object to be measured. And calculating a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging unit. One line image calculation means, a partial image acquisition means for acquiring a partial image existing at a predetermined position in the two-dimensional image from the two-dimensional image, and a plurality of images acquired successively by the partial image acquisition means A second line image calculating means for calculating a second line image by adding the partial images of the second image by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured; First image acquisition means for sub-scanning the first line image calculated by the image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured; and calculation by the second line image calculation means And second image acquisition means for sub-scanning the second line image as a main scanning image and acquiring a two-dimensional image of the surface of the object to be measured.

また、請求項4にかかる発明は、請求項2または3に記載の画像入力装置において、前記第1のライン画像算出手段は、前記第1のライン画像の取得を遅延させ、前記第2のライン画像算出手段が出力する第2のライン画像と被測定物の同一部分から算出した前記第1のライン画像を出力することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the image input device according to the second or third aspect, the first line image calculation means delays the acquisition of the first line image, and the second line The second line image output by the image calculation means and the first line image calculated from the same part of the object to be measured are output.

また、請求項5にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置において、前記画素選択条件は、反射光の最も明るい部分である輝線から予め定められた位置離れた画素を選択する条件であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the image input device according to any one of the first to third aspects, the pixel selection condition is a predetermined position away from the bright line that is the brightest part of the reflected light. It is a condition for selecting the selected pixel.

また、請求項6にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置において、前記画素選択条件は、予め定められた反射光量の画素を選択する条件であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the image input device according to any one of the first to third aspects, the pixel selection condition is a condition for selecting a pixel having a predetermined amount of reflected light. Features.

また、請求項7にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置において、前記画素選択条件は、予め定められた反射光量の画素から、予め定められた位置離れた画素を選択する条件であることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the image input device according to any one of the first to third aspects, the pixel selection condition is a predetermined position away from a pixel having a predetermined amount of reflected light. It is a condition for selecting the selected pixel.

また、請求項8にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置において、前記画素選択条件は、反射光の変化率が予め定められた値である画素を選択する条件であることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the image input apparatus according to any one of the first to third aspects, the pixel selection condition is to select a pixel whose reflected light change rate is a predetermined value. It is the conditions to do.

また、請求項9にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置において、前記被測定物の移動速度は、前記被測定物の移動速度に基づいて算出する画素数が1となる移動速度であることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the image input device according to any one of the first to third aspects, the moving speed of the measured object is a pixel that is calculated based on the moving speed of the measured object. The moving speed is such that the number is 1.

また、請求項10にかかる発明は、請求項2または3に記載の画像入力装置において、第2のライン画像算出手段は、前記部分画像に含まれる複数の画素の平均値または積算値を算出し、算出した平均値または積算値を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the image input device according to the second or third aspect, the second line image calculation means calculates an average value or an integrated value of a plurality of pixels included in the partial image. The calculated average value or integrated value is shifted by the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured, and the second line image is calculated.

また、請求項11にかかる発明は、請求項2または3に記載の画像入力装置において、第2のライン画像算出手段は、前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算した値の平均値または積算値を算出し、第2のライン画像を算出することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the image input device according to the second or third aspect, the second line image calculation means calculates the number of pixels obtained by calculating the partial image based on the moving speed of the object to be measured. The second line image is calculated by calculating an average value or an integrated value of the values shifted and added.

また、請求項12にかかる発明は、画像入力方法において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、ライン画像を算出するライン画像算出ステップと、前記ライン画像算出ステップが算出したライン画像を主走査画像として副走査し被測定物の二次元画像を取得する画像取得ステップと、を備えたことを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the image input method, an imaging means for detecting a reflected light reflected by the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions and photographing a two-dimensional image of the object to be measured. Based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image taken by the camera, a partial image acquisition step for acquiring a partial image satisfying a predetermined pixel selection condition from the two-dimensional image, and the partial image acquisition step continuously. A line image calculation step for calculating the line image by adding the plurality of acquired partial images by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured, and the line image calculated by the line image calculation step And an image acquisition step of acquiring a two-dimensional image of the object to be measured by sub-scanning as a main scanning image.

また、請求項13にかかる発明は、画像入力方法において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出ステップと、前記第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出ステップと、前記第1のライン画像算出ステップが算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得ステップと、前記第2のライン画像算出ステップが算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得ステップと、を備えたことを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image input method, an imaging means for detecting a reflected light reflected by the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions and photographing a two-dimensional image of the object to be measured. First line image calculation that calculates a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by A partial image acquisition step of acquiring from the two-dimensional image a partial image existing at a predetermined offset position from the first line image, and a plurality of the continuous images acquired by the partial image acquisition step A second line image calculation step of calculating the second line image by adding the partial images by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured; A first image acquisition step of sub-scanning the first line image calculated in the first line image calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured; and the second line image And a second image acquisition step of sub-scanning the second line image calculated in the calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured.

また、請求項14にかかる発明は、画像入力方法において、被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出ステップと、前記二次元画像において予め定められた位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出ステップと、前記第1のライン画像算出ステップが算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得ステップと、前記第2のライン画像算出ステップが算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得ステップと、を備えたことを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image input method, imaging means for detecting a reflected light reflected by the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions and photographing a two-dimensional image of the object to be measured. First line image calculation that calculates a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by A partial image acquisition step of acquiring a partial image existing at a predetermined position in the two-dimensional image from the two-dimensional image, and a plurality of partial images acquired successively by the partial image acquisition step. A second line image calculation step of calculating a second line image by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured and adding the first line image; A first image acquisition step in which the first line image calculated in the in-image calculation step is sub-scanned as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured, and the second line image calculation step is calculated. And a second image acquisition step of sub-scanning the second line image as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured.

請求項1にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を、被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行ってライン画像を算出し、当該ライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出を行いながらも、反射光量の低い表面濃度変動も良好に検出できるという効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, by introducing a TDI-like method, the pixel selected according to a predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is shifted by the moving speed of the object to be measured. However, it is possible to obtain a two-dimensional image by calculating a line image by performing time delay integration, performing sub-scanning using the line image as a main scanning image. For this reason, there is an effect that the surface density fluctuation with a low reflected light amount can be detected well while the detection of the light amount is large and the unevenness is highly sensitive.

また、請求項2にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、当該第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出と、反射光量の低い表面濃度変動の検出がより良好に実行できるという効果を奏する。   According to the invention of claim 2, by introducing a TDI-like method, the pixel selected according to a predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is set as the first line image. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing at a predetermined offset position from the first line image according to the moving speed of the object to be measured. A two-dimensional image can be obtained by performing sub-scanning with the line image as a main-scanning image. For this reason, there is an effect that detection with a large amount of light and high sensitivity to unevenness and detection of surface density fluctuation with a low amount of reflected light can be performed better.

また、請求項3にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、二次元画像の予め定められた固定領域に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出と、反射光量の低い表面濃度変動の検出がより良好に実行でき、濃度変化の検出対象が凹凸に比べて大きなことに着目することで、構成を簡略化することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 3, by introducing the TDI method, the pixel selected according to the predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is set as the first line image. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing in a predetermined fixed area of the two-dimensional image according to the moving speed of the object to be measured, and the first and second line images Can be sub-scanned using a main scanning image to obtain a two-dimensional image. For this reason, it is possible to perform the detection of the surface density fluctuation with a large amount of light and high sensitivity to the unevenness and the detection of the surface density fluctuation with a low amount of reflected light better, and the configuration object by focusing on the fact that the detection target of the density change is larger than the unevenness There is an effect that can be simplified.

また、請求項4にかかる発明によれば、凹凸に感度の高い検出と、反射光量の低い表面濃度変動の検出が同じ場所に対して同じタイミングとなるようにすることができ、異なる撮像条件の複数枚の画像の対応位置検出が簡単に行えるようになるという効果を奏する。   According to the fourth aspect of the present invention, detection with high sensitivity to unevenness and detection of surface density fluctuation with low reflected light amount can be made at the same timing with respect to the same place, and different imaging conditions can be obtained. There is an effect that the corresponding positions of a plurality of images can be easily detected.

また、請求項5にかかる発明によれば、正反射光成分により最も明るくなる輝線から規定のオフセット位置に存在する画素を選択するため、光学的な測定条件を輝線に対して一定にすることができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 5, since the pixel existing at the specified offset position is selected from the bright line that becomes brightest by the specular reflection light component, the optical measurement condition can be made constant with respect to the bright line. There is an effect that can be done.

また、請求項6にかかる発明によれば、予め定められた反射光量の画素を選択するため、光学的な測定条件を特定輝度に対して一定にすることができるという効果を奏する。   In addition, according to the invention of claim 6, since a pixel having a predetermined amount of reflected light is selected, the optical measurement condition can be made constant with respect to the specific luminance.

また、請求項7にかかる発明によれば、予め定められた反射光量である画素から、規定のオフセット位置に存在する画素を選択するため、光学的な測定条件を特定輝度に対して一定にすることができるという効果を奏する。   According to the seventh aspect of the present invention, the optical measurement condition is made constant with respect to the specific luminance in order to select the pixel existing at the specified offset position from the pixels having the predetermined reflected light amount. There is an effect that can be.

また、請求項8にかかる発明によれば、移動方向にほぼ平行方向の反射光の変化率が予め定められた位置に存在する画素を選択するため、光学的な測定条件を反射光量分布の変化率に対して一定にすることができるという効果を奏する。   According to the eighth aspect of the invention, in order to select a pixel in which the rate of change in reflected light in a direction substantially parallel to the moving direction is present at a predetermined position, the optical measurement condition is changed according to the change in the reflected light amount distribution. There is an effect that the rate can be kept constant.

また、請求項9にかかる発明によれば、時間遅延の基本シフト量が1となるように被検査物の移動速度を設定することができるため、低コスト化、装置の簡略化ができるという効果を奏する。   Further, according to the invention of claim 9, since the moving speed of the object to be inspected can be set so that the basic shift amount of the time delay becomes 1, the cost can be reduced and the apparatus can be simplified. Play.

また、請求項10にかかる発明によれば、積算を隣接複数画素の平均値もしくは積算値にすることができるため、回路規模を小さくすることによる低コスト化、装置の簡略化、およびS/N向上ができるという効果を奏する。   Further, according to the invention of claim 10, since the integration can be an average value or an integration value of a plurality of adjacent pixels, the cost can be reduced by reducing the circuit scale, the apparatus can be simplified, and the S / N ratio can be reduced. There is an effect that it can be improved.

また、請求項11にかかる発明によれば、積算を隣接複数画素の平均値もしくは積算値にすることができるため、回路規模を小さくすることによる低コスト化、装置の簡略化、およびS/N向上ができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 11, since the integration can be an average value or an integration value of a plurality of adjacent pixels, cost reduction by reducing the circuit scale, simplification of the apparatus, and S / N There is an effect that it can be improved.

また、請求項12にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を、被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行ってライン画像を算出し、当該ライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出を行いながらも、反射光量の低い表面濃度変動も良好に検出できるという効果を奏する。   According to the twelfth aspect of the present invention, by introducing a TDI method, a pixel selected according to a predetermined condition from a two-dimensional image acquired by a two-dimensional optical element is selected according to the moving speed of the object to be measured. A line image is calculated by performing time delay integration while shifting, and a two-dimensional image can be obtained by performing sub-scanning using the line image as a main-scanning image. For this reason, there is an effect that the surface density fluctuation with a low reflected light amount can be detected well while the detection of the light amount is large and the unevenness is highly sensitive.

また、請求項13にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、当該第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出と、反射光量の低い表面濃度変動の検出がより良好に実行できるという効果を奏する。   According to the invention of claim 13, by introducing the TDI method, the pixel selected according to a predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is set as the first line image. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing at a predetermined offset position from the first line image according to the moving speed of the object to be measured. A two-dimensional image can be obtained by performing sub-scanning with the line image as a main-scanning image. For this reason, there is an effect that detection with a large amount of light and high sensitivity to unevenness and detection of surface density fluctuation with a low amount of reflected light can be performed better.

また、請求項14にかかる発明によれば、TDI的手法を導入することにより、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、二次元画像の予め定められた固定領域に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出と、反射光量の低い表面濃度変動の検出がより良好に実行でき、濃度変化の検出対象が凹凸に比べて大きなことに着目することで、構成を簡略化することができるという効果を奏する。   According to the fourteenth aspect of the present invention, by introducing a TDI-like method, the pixel selected according to a predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is set as the first line image. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing in a predetermined fixed area of the two-dimensional image according to the moving speed of the object to be measured, and the first and second line images Can be sub-scanned using a main scanning image to obtain a two-dimensional image. For this reason, it is possible to perform the detection of the surface density fluctuation with a large amount of light and high sensitivity to the unevenness and the detection of the surface density fluctuation with a low amount of reflected light better, and the configuration object by focusing on the fact that the detection target of the density change is larger than the unevenness. There is an effect that can be simplified.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像入力装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an image input apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態にかかる画像入力装置は、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を、被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行ってライン画像を算出し、当該ライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得するものである。
(First embodiment)
The image input apparatus according to the first embodiment performs time delay integration while shifting pixels selected according to a predetermined condition from a two-dimensional image acquired by a two-dimensional optical element according to the moving speed of the object to be measured. Thus, a line image is calculated, sub-scanning is performed using the line image as a main scanning image, and a two-dimensional image is obtained.

図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる画像入力装置100の構成を示す説明図である。同図に示すように、画像入力装置100は、撮像部101と、部分画像取得部102と、ライン画像算出部103と、画像取得部104とを備えている。   FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image input apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the image input apparatus 100 includes an imaging unit 101, a partial image acquisition unit 102, a line image calculation unit 103, and an image acquisition unit 104.

撮像部101は、照明手段により照射された照明光が被測定物で反射された反射光を、エリアセンサなどの二次元に配列された光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮像するものであり、撮影した二次元画像から部分画像を読み出すことができるものである。   The imaging unit 101 detects reflected light obtained by reflecting the illumination light emitted from the illumination unit by the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions such as an area sensor, and captures a two-dimensional image of the object to be measured. The partial image can be read from the photographed two-dimensional image.

部分画像取得部102は、撮像部101が撮影した二次元画像の反射光の分布から、検出感度を一定に保つための予め定められた画素選択条件に従って、部分画像を取得するものである。部分画像取得部102が取得する画像は、ライン状の一定の幅を有する画像であるが、この画像を複数取得して時間遅延積算を行うことにより後述するライン画像算出部103が算出するライン画像と区別するため、部分画像と呼ぶことにする。   The partial image acquisition unit 102 acquires a partial image from the distribution of reflected light of the two-dimensional image captured by the imaging unit 101 according to a predetermined pixel selection condition for keeping detection sensitivity constant. The image acquired by the partial image acquisition unit 102 is a line-shaped image having a certain width. A line image calculated by the line image calculation unit 103 described later by acquiring a plurality of these images and performing time delay integration. In order to distinguish them from each other, they are called partial images.

ライン画像算出部103は、部分画像取得部102が連続して取得した複数の部分画像を、被測定物の移動速度から算出した画素数分ずらして加算することにより、ライン画像を算出するものである。このように、従来から用いられているTDI型のラインセンサと同様の手法を適用することにより、反射光の検出感度を上げることが可能となる。   The line image calculation unit 103 calculates a line image by adding a plurality of partial images successively acquired by the partial image acquisition unit 102 by shifting the number of pixels calculated from the moving speed of the object to be measured. is there. As described above, by applying a method similar to that of a conventionally used TDI type line sensor, the detection sensitivity of reflected light can be increased.

画像取得部104は、ライン画像算出部103が算出したライン画像を主走査画像とし、被測定物の移動方向に副走査することにより被測定物の二次元画像を取得するものである。   The image acquisition unit 104 acquires a two-dimensional image of the object to be measured by sub-scanning the line image calculated by the line image calculation unit 103 as a main scanning image in the moving direction of the object to be measured.

次に、第1の実施の形態における画像入力処理の詳細について説明する。図2から図4は、平面状の被測定物体に対して、ライン光源から照射した光をカメラで撮像する時の状態の一例を示した説明図である。   Next, details of the image input processing in the first embodiment will be described. FIG. 2 to FIG. 4 are explanatory diagrams showing an example of a state when a camera shoots light emitted from a line light source with respect to a planar object to be measured.

図2(a)、図3(a)、図4(a)のような撮像条件で光源211から被測定物表面210に照射光を照射し、カメラ部に二次元のカメラ212を使用したときに得られる画像をそれぞれ図2(b)、図3(b)、図4(b)に示す。図2(a)は被測定物の傾きや突起が存在しない条件、図3(a)は被測定物が光学系に対して傾いている条件、図4(a)は被測定物上に突起が存在する条件を表している。   When the irradiation surface is irradiated from the light source 211 to the object surface 210 under the imaging conditions as shown in FIGS. 2A, 3A, and 4A, and the two-dimensional camera 212 is used for the camera unit. The obtained images are shown in FIGS. 2B, 3B, and 4B, respectively. 2A is a condition in which there is no inclination or protrusion of the object to be measured, FIG. 3A is a condition in which the object to be measured is inclined with respect to the optical system, and FIG. 4A is a protrusion on the object to be measured. Represents a condition that exists.

通常表面に突起等の異常部が存在する場合は、散乱方向が一定ではなくなるため、反射光分布はより広い範囲にわたるか、正反射光の生ずる角度が変化する。また、光学系および撮像系と、被検査物表面の相対位置および角度の変動によっても、反射光分布は変わる。図5、図6は、反射光分布を重ね合わせて示した説明図である。ただし、図5より図6の方が微小な凹凸であり、形状変化が小さいため分布の差も小さい。両図から次の事項がわかる。   Usually, when an abnormal part such as a protrusion is present on the surface, the scattering direction is not constant, so that the reflected light distribution covers a wider range or the angle at which the specularly reflected light is generated changes. The reflected light distribution also changes depending on the relative position and angle of the optical system and the imaging system and the surface of the object to be inspected. 5 and 6 are explanatory diagrams showing the reflected light distributions superimposed. However, FIG. 6 has smaller unevenness than FIG. 5, and the difference in distribution is smaller because the shape change is small. The following matters can be seen from both figures.

1.A点にラインセンサを置いた場合には、正常時は突起との光量差が出るため検出できるが、相対位置変動時は突起との光量差がなく突起を画像にて検出することができない。   1. When the line sensor is placed at point A, it can be detected because there is a light amount difference from the protrusion in the normal state, but there is no light amount difference from the protrusion when the relative position is changed, and the protrusion cannot be detected from the image.

2.B点にラインセンサを置いた場合は、図5では正常時、相対位置変動時とも欠陥が検出できるが、図6では光量差があまりなく検出ができない。   2. When a line sensor is placed at point B, a defect can be detected in both normal and relative position fluctuations in FIG. 5, but in FIG.

3.A点とB点では、正常時の反射光分布と、突起が存在するときの反射光分布では、A点の方が、光量差が大きい。   3. At points A and B, the difference in the amount of light is greater at point A in the reflected light distribution at normal time and the reflected light distribution when there is a protrusion.

従来は、相対位置変動時が起きても凹凸が検出できるように、B点にて表面画像を取得していたため、図6のような微小な凹凸に関しては検出することができなかった。本発明においては、特許文献1と同様に、二次元に配列された光学素子からなるカメラを用いた以下のような手法により、この問題を解決している。   Conventionally, since the surface image was acquired at point B so that the unevenness can be detected even when the relative position fluctuates, the minute unevenness as shown in FIG. 6 could not be detected. In the present invention, as in Patent Document 1, this problem is solved by the following method using a camera composed of optical elements arranged two-dimensionally.

図2から図4に示すように、散乱光の反射光量分布は、副走査方向に分布がシフトしていることがわかる。このシフト量を二次元画像から演算し、一定な反射光分布になるように予め定められた画素選択条件によって画像を順次取得することによって、光学系の相対位置変動を補正することができる。   As shown in FIGS. 2 to 4, it can be seen that the reflected light amount distribution of the scattered light is shifted in the sub-scanning direction. By calculating the shift amount from the two-dimensional image and sequentially acquiring the images under predetermined pixel selection conditions so as to obtain a constant reflected light distribution, the relative position variation of the optical system can be corrected.

この際、各画素データにランダムアクセスし部分読み出し可能なエリアセンサを用いて、ライン画像を求めることができる。図7は、エリアセンサから反射光分布を求めるときの、エリアセンサアクセス方法の一例を示す説明図である。   At this time, a line image can be obtained using an area sensor that can randomly access each pixel data and partially read out. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an area sensor access method when the reflected light distribution is obtained from the area sensor.

図7に符号Yで示す画素のように、過去の輝線G位置からその近傍のみ読み出して反射光量分布を求める方法(図7(a))、副走査方向に数ライン毎に読み出す方法(図7(b))、間引き読み出しする方法(図7(c))などの手法を用いて読み出すデータ量を削減した上で、反射光分布を検出することによって、実時間でライン画像Sを求めることが可能となる。   As in the pixel indicated by symbol Y in FIG. 7, a method of obtaining the reflected light amount distribution by reading only the vicinity from the past bright line G position (FIG. 7A), and a method of reading out every several lines in the sub-scanning direction (FIG. 7). (B)) The line image S can be obtained in real time by detecting the reflected light distribution after reducing the amount of data to be read using a method such as thinning-out reading (FIG. 7C). It becomes possible.

特許文献1の方法においては、輝線部Gと出力するラインデータSの距離関係および反射光分布の状態によっては、光量の比が10倍以上になることがあり、このような場合、ラインデータSのS/Nが非常に悪くなるという課題が生じる。また、凹凸を検出するために輝線部に近い値のみを検出することは表面の凹凸による散乱光の変化を顕著にとることになり、相対的に表面の濃度変化(色むら)等の検出が難しいという課題も生ずる。   In the method of Patent Document 1, depending on the distance relationship between the bright line portion G and the output line data S and the state of the reflected light distribution, the light quantity ratio may be 10 times or more. In such a case, the line data S There arises a problem that the S / N ratio becomes very poor. In addition, detecting only the value close to the bright line portion in order to detect unevenness significantly changes the scattered light due to unevenness on the surface, and relatively detects changes in surface density (color unevenness) and the like. The problem that it is difficult arises.

これは、1枚の画像中から1ラインの画像のみを求めていることによる弊害と考えられる。本発明では、従来から用いられている時間遅延積算の手法を取り入れ、より広い検出範囲で表面の濃度分布を検出できるようにすることにより、上記課題の解決を図っている。   This is considered to be an adverse effect of obtaining only one line image from one image. In the present invention, the above-described problem is solved by adopting a conventionally used method of time delay integration so that the concentration distribution on the surface can be detected in a wider detection range.

図8は、第1の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。図8の上部は、図7(a)に対応する積算領域を示している。これはある1瞬間において撮影された画像データである。図8の下部は、時間方向の積算に関する説明図であり、輝線の変動の無いときの積算モデルを表している。ここで、tは撮像サイクルを示す。また基本シフト量は積算による被測定物の移動量相当となる。なお、この積算領域は部分画像取得部102にて取得された部分画像に相当する。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of an image integration region according to the first embodiment. The upper part of FIG. 8 shows an integration area corresponding to FIG. This is image data taken at a certain moment. The lower part of FIG. 8 is an explanatory diagram relating to integration in the time direction, and represents an integration model when there is no fluctuation of the bright line. Here, t indicates an imaging cycle. The basic shift amount corresponds to the movement amount of the object to be measured by integration. This integrated area corresponds to the partial image acquired by the partial image acquisition unit 102.

また、図9は、シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。図8および図9に示す積算領域の画像データが、規定回数を積算した後、ライン画像として出力される。なお、図8の下部および図9は、図8の画像全体から説明のため画像の一部を切り出した模式図であり、実際には撮像領域全体において同様の処理を行う。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an integration model in which the shift amount changes due to bright line fluctuations. The image data in the integration area shown in FIGS. 8 and 9 is output as a line image after integrating the specified number of times. The lower part of FIG. 8 and FIG. 9 are schematic diagrams in which a part of the image is cut out from the entire image of FIG. 8 for the sake of explanation, and actually the same processing is performed on the entire imaging region.

このように、第1の実施の形態においては、積算する場所を基本シフト量+画素選択条件の変動量として変化させることができ、これにより、反射光の少ない拡散光の分布すなわち表面の濃度分布を、従来の散乱光成分に加えて検出でき、さらに光量をさげることが可能となる。   As described above, in the first embodiment, the location to be integrated can be changed as the basic shift amount + the variation amount of the pixel selection condition, and thereby, the distribution of diffuse light with little reflected light, that is, the concentration distribution on the surface. Can be detected in addition to the conventional scattered light component, and the amount of light can be further reduced.

画素選択を行うための演算領域としては、図7(a)のほか、図7(b)、図7(c)もあるが、時間遅延積算するということに関して同等なので、対応図は省略する。また、積算する回数に関しても図中は三回であるが、実際はより多くの回数を設定してもよいし、さらに対象によって変動させるような構成とすることも可能である。   As the calculation area for performing pixel selection, there are FIG. 7 (b) and FIG. 7 (c) in addition to FIG. 7 (a). Also, the number of times of integration is three in the figure, but in actuality, a larger number of times may be set, and it may be configured to vary depending on the target.

なお、積算領域の画素は、特許文献1と同様に、以下のような条件により選択するように構成する。まず、オフセット量の大きさは、結像される像に対する副走査方向の画素の大きさで決まるため、その反射光分布の変化の度合いと、画素の大きさから最適値を求めるように構成することができる。   Note that the pixels in the integration region are configured to be selected under the following conditions, as in Patent Document 1. First, since the magnitude of the offset amount is determined by the size of the pixel in the sub-scanning direction with respect to the image to be formed, the optimum value is determined from the degree of change in the reflected light distribution and the size of the pixel. be able to.

また、予め定められた反射光量となる反射光分布の位置を画素選択位置としてもよい。図10は、このときの画素選択位置を示した模式図である。この際、副走査方向の分布に対して、反射光量近傍を直線近似するか、ローパスフィルタを掛けることにより、微小な変化に対して追従しすぎないように設定する。   Further, the position of the reflected light distribution having a predetermined amount of reflected light may be set as the pixel selection position. FIG. 10 is a schematic diagram showing the pixel selection position at this time. At this time, the distribution in the sub-scanning direction is set so as not to follow too much a minute change by linearly approximating the vicinity of the reflected light amount or applying a low-pass filter.

また、予め定められた反射光量となる反射光分布の位置から、さらに所定のオフセット量dはなれた画素のデータを選択するように構成してもよい。図11は、このときの画素選択位置を示した模式図である。上述の通り、表面凹凸により反射光の分布が異なるため、副走査方向の変化率が変わる。このため規定反射光量から離れることによって、その変化率の違いが画像として捉えられる。   Further, it may be configured to select pixel data that is further away from the predetermined offset amount d from the position of the reflected light distribution having a predetermined amount of reflected light. FIG. 11 is a schematic diagram showing the pixel selection position at this time. As described above, since the distribution of reflected light differs depending on the surface irregularities, the change rate in the sub-scanning direction changes. For this reason, the difference in change rate is captured as an image by moving away from the prescribed reflected light amount.

また、反射光量の副走査方向の変化率から画素選択位置を決定するように構成してもよい。図12は、このときの画素選択位置を示した模式図である。変化率として、反射光分布の微分値の分布を利用している。図12の(a)においては、その変化率が最大な点を利用し、(b)においては、規定値により選択する時の概念を示す。   Further, the pixel selection position may be determined from the rate of change of the reflected light amount in the sub-scanning direction. FIG. 12 is a schematic diagram showing the pixel selection position at this time. As the rate of change, a differential value distribution of the reflected light distribution is used. In FIG. 12 (a), the point at which the rate of change is maximum is used, and in FIG. 12 (b), the concept of selection based on a specified value is shown.

このように、第1の実施の形態にかかる画像入力装置においては、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を、被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行ってライン画像を算出し、当該ライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。このため、光量が大きく、凹凸に感度の高い検出を行いながらも、反射光量の低い表面濃度変動も良好に検出することができる。   As described above, in the image input device according to the first embodiment, the pixel selected according to the predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is shifted by the moving speed of the object to be measured. It is possible to obtain a two-dimensional image by calculating a line image by performing time delay integration and performing sub-scanning using the line image as a main scanning image. For this reason, it is possible to detect the fluctuation of the surface density with a small amount of reflected light satisfactorily while performing detection with a large amount of light and high sensitivity to unevenness.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態にかかる画像入力装置は、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、当該第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得するものである。
(Second Embodiment)
The image input apparatus according to the second embodiment uses a pixel selected according to a predetermined condition from a two-dimensional image acquired by a two-dimensional optical element as a first line image, and from the first line image. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing at the predetermined offset position according to the moving speed of the object to be measured, and the first and second line images are used as the main scanning image. Sub-scanning is performed to obtain a two-dimensional image.

図13は、本発明の第2の実施の形態にかかる画像入力装置1300の構成を示す説明図である。同図に示すように、画像入力装置1300は、撮像部101と、部分画像取得部1302と、第2のライン画像算出部1303と、第2の画像取得部1304と、第1のライン画像算出部1305と、第1の画像取得部1306とを備えている。   FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image input apparatus 1300 according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the image input device 1300 includes an imaging unit 101, a partial image acquisition unit 1302, a second line image calculation unit 1303, a second image acquisition unit 1304, and a first line image calculation. A unit 1305 and a first image acquisition unit 1306.

第2の実施の形態における画像入力装置1300は、第2のライン画像算出部1303と、第2の画像取得部1304と、第1のライン画像算出部1305と、第1の画像取得部1306とを追加したこと、および、部分画像取得部1302の機能が第1の実施の形態における画像入力装置100と異なっている。その他の構成および機能は、第1の実施の形態にかかる構成を表すブロック図である図1と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。   The image input device 1300 according to the second embodiment includes a second line image calculation unit 1303, a second image acquisition unit 1304, a first line image calculation unit 1305, and a first image acquisition unit 1306. And the function of the partial image acquisition unit 1302 are different from those of the image input device 100 according to the first embodiment. Other configurations and functions are the same as those in FIG. 1, which is a block diagram showing the configuration according to the first embodiment, and thus are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted here.

第1のライン画像算出部1305は、撮像部101が撮影した二次元画像の反射光の分布から、検出感度を一定に保つための予め定められた画素選択条件に従って、少なくとも1画素の幅を有する第1のライン画像を取得するものである。   The first line image calculation unit 1305 has a width of at least one pixel according to a predetermined pixel selection condition for keeping detection sensitivity constant from the distribution of reflected light of the two-dimensional image captured by the imaging unit 101. The first line image is acquired.

第1の画像取得部1306は、第1のライン画像算出部1305が算出したライン画像を主走査画像とし、被測定物の移動方向に副走査することにより被測定物の二次元画像を取得するものである。   The first image acquisition unit 1306 uses the line image calculated by the first line image calculation unit 1305 as a main scanning image, and acquires a two-dimensional image of the measurement object by performing sub-scanning in the movement direction of the measurement object. Is.

部分画像取得部1302は、第1のライン画像算出部1305が算出した第1のライン画像から、予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を取得するものである。   The partial image acquisition unit 1302 acquires a partial image existing at a predetermined offset position from the first line image calculated by the first line image calculation unit 1305.

第2のライン画像算出部1303は、部分画像取得部102が連続して取得した複数の部分画像を、被測定物の移動速度から算出した画素数分ずらして加算することにより、ライン画像を算出するものである。   The second line image calculation unit 1303 calculates a line image by adding a plurality of partial images successively acquired by the partial image acquisition unit 102 by shifting the number of pixels calculated from the moving speed of the object to be measured. To do.

第2の画像取得部1304は、第2のライン画像算出部1303が算出したライン画像を主走査画像とし、被測定物の移動方向に副走査することにより被測定物の二次元画像を取得するものである。   The second image acquisition unit 1304 uses the line image calculated by the second line image calculation unit 1303 as a main scanning image, and acquires a two-dimensional image of the measurement object by performing sub-scanning in the movement direction of the measurement object. Is.

次に、第2の実施の形態における画像入力処理の詳細について説明する。図14は、第2の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。   Next, details of the image input processing in the second embodiment will be described. FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating an example of an image integration area according to the second embodiment.

図14の上部は、図7(a)に対応する積算領域を示している。これはある1瞬間において撮影された画像データである。図14の下部は、時間方向の積算に関する説明図であり、輝線の変動の無いときの積算モデルを表している。ここで、tは撮像サイクルを示す。また基本シフト量は積算による被測定物の移動量相当となる。出力するラインデータ2が積算される対象である。   The upper part of FIG. 14 shows the integration area corresponding to FIG. This is image data taken at a certain moment. The lower part of FIG. 14 is an explanatory diagram relating to integration in the time direction, and represents an integration model when there is no fluctuation of the bright line. Here, t indicates an imaging cycle. The basic shift amount corresponds to the movement amount of the object to be measured by integration. The output line data 2 is an object to be integrated.

また、図15は、シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。図14および図15に示す積算領域の画像データが、規定回数を積算した後、ライン画像として出力される。なお、図14の下部および図15は、図14の画像全体から説明のため画像の一部を切り出した模式図であり、実際には撮像領域全体において同様の処理を行う。   FIG. 15 is an explanatory diagram showing an integration model in which the shift amount changes due to bright line fluctuations. The image data of the integration area shown in FIGS. 14 and 15 is output as a line image after integrating the specified number of times. The lower part of FIG. 14 and FIG. 15 are schematic diagrams in which a part of the image is cut out from the entire image of FIG. 14 for the sake of explanation, and the same processing is actually performed on the entire imaging region.

このように、第2の実施の形態においては、より輝線部Gに近いラインデータ1により表面の凹凸に対して感度の良い検出を行うと同時に、輝線部Gから離れたラインデータ2により濃度変化に対して感度のよい検出を行うことが可能となる。なお、ラインデータ1においてもラインデータ2と同様の積算機能を実行するように構成してもよい。   As described above, in the second embodiment, the line data 1 closer to the bright line portion G is used to detect the surface irregularities with good sensitivity, and at the same time, the line data 2 away from the bright line portion G changes the density. It is possible to detect with high sensitivity. The line data 1 may be configured to execute the same integration function as the line data 2.

このように、第2の実施の形態にかかる画像入力装置においては、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、当該第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。   As described above, in the image input device according to the second embodiment, the pixel selected according to the predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element is set as the first line image, and the first A second line image is calculated by performing time delay integration while shifting a partial image existing at a predetermined offset position from one line image according to the moving speed of the object to be measured, and the first and second line images. Can be sub-scanned using a main scanning image to obtain a two-dimensional image.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態にかかる画像入力装置は、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、二次元画像の予め定められた固定領域に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得するものである。
(Third embodiment)
In the image input device according to the third embodiment, a pixel selected according to a predetermined condition from a two-dimensional image acquired by a two-dimensional optical element is used as a first line image, and a predetermined two-dimensional image is determined. The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting the partial image existing in the fixed area according to the moving speed of the object to be measured, and sub-scanning is performed using the first and second line images as the main scanning image. To obtain a two-dimensional image.

図16は、本発明の第3の実施の形態にかかる画像入力装置1600の構成を示す説明図である。同図に示すように、画像入力装置1600は、撮像部101と、部分画像取得部1602と、第2のライン画像算出部1303と、第2の画像取得部1304と、第1のライン画像算出部1305と、第1の画像取得部1306とを備えている。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of an image input device 1600 according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the image input device 1600 includes an imaging unit 101, a partial image acquisition unit 1602, a second line image calculation unit 1303, a second image acquisition unit 1304, and a first line image calculation. A unit 1305 and a first image acquisition unit 1306.

第3の実施の形態における画像入力装置1600は、部分画像取得部1602の機能が、第2の実施の形態における画像入力装置1300と異なっている。その他の構成および機能は、第2の実施の形態にかかる構成を表すブロック図である図13と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。   The image input device 1600 in the third embodiment is different from the image input device 1300 in the second embodiment in the function of the partial image acquisition unit 1602. Other configurations and functions are the same as those in FIG. 13, which is a block diagram showing the configuration according to the second embodiment, and thus are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted here.

部分画像取得部1602は、撮像部101が撮影した二次元画像から、予め定められた位置に存在する部分画像を取得するものである。   The partial image acquisition unit 1602 acquires a partial image existing at a predetermined position from the two-dimensional image captured by the imaging unit 101.

次に、第3の実施の形態における画像入力処理の詳細について説明する。図17は、第3の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。   Next, details of the image input processing in the third embodiment will be described. FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of an image integration region according to the third embodiment.

一般に凹凸欠陥は、他の部品との接触等の問題があり、小さな像を検出する必要があるのに対して、濃度欠陥として広い分布を検出する場合においては、第2の実施の形態におけるラインデータ2の積算位置を固定しても大きな問題とならない場合もある。   In general, the uneven defect has a problem such as contact with other parts, and it is necessary to detect a small image. On the other hand, when detecting a wide distribution as a density defect, the line in the second embodiment is used. Even if the integrated position of the data 2 is fixed, there is a case where there is no big problem.

図17の上部は、図7(a)に対応する積算領域を示している。これはある1瞬間において撮影された画像データである。図17の下部は、時間方向の積算に関する説明図であり、輝線の変動の無いときの積算モデルを表している。ここで、tは撮像サイクルを示す。また基本シフト量は積算による被測定物の移動量相当となる。   The upper part of FIG. 17 shows an integration area corresponding to FIG. This is image data taken at a certain moment. The lower part of FIG. 17 is an explanatory diagram relating to integration in the time direction, and represents an integration model when there is no fluctuation of the bright line. Here, t indicates an imaging cycle. The basic shift amount corresponds to the movement amount of the object to be measured by integration.

また、図18は、シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。図17および図18に示す積算領域の画像データが、規定回数を積算した後、ライン画像として出力される。出力するラインデータ2が積算される対象である。ラインデータ1が輝線変動により読み出し画素が変化するのに対して、ラインデータ2の積算位置は変化しない。なお、図17の下部および図18は、図17の画像全体から説明のため画像の一部を切り出した模式図であり、実際には撮像領域全体において同様の処理を行う。   FIG. 18 is an explanatory diagram showing an integration model in which the shift amount changes due to bright line fluctuations. The image data in the integration region shown in FIGS. 17 and 18 is output as a line image after integrating the specified number of times. The output line data 2 is an object to be integrated. While the readout pixel changes due to the bright line fluctuation in the line data 1, the integrated position of the line data 2 does not change. Note that the lower part of FIG. 17 and FIG. 18 are schematic diagrams in which a part of the image is cut out from the entire image of FIG. 17 for the sake of explanation.

このように、第3の実施の形態においては、ラインデータ2の積算場所を固定化することにより、処理量を減らすことができ、ハードウエアにおいては回路規模を削減できるため、コストダウンが可能となる。その他、対象とする被検査物の径が小さい場合なども反射光は凸レンズ効果により実際の被測定物の移動量よりも輝線位置の変化が大きくなる場合もあり、このような場合にも第3の実施の形態を適用することができる。なお、ラインデータ1においてもラインデータ2と同様の積算機能を実行するように構成してもよい。   As described above, in the third embodiment, by fixing the integration place of the line data 2, the processing amount can be reduced, and the circuit scale can be reduced in hardware, so that the cost can be reduced. Become. In addition, even when the diameter of the object to be inspected is small, the reflected light may have a change in the bright line position larger than the actual amount of movement of the object to be measured due to the convex lens effect. The embodiment can be applied. The line data 1 may be configured to execute the same integration function as the line data 2.

以上のように、第3の実施の形態にかかる画像入力装置においては、二次元光学素子により取得した二次元画像から予め定められた条件に従い選択した画素を第1のライン画像とするとともに、二次元画像の予め定められた固定領域に存在する部分画像を被測定物の移動速度によりシフトしながら時間遅延積算を行って第2のライン画像を算出し、第1および第2のライン画像を主走査画像として副走査を行い、二次元画像を取得することができる。   As described above, in the image input device according to the third embodiment, the pixels selected according to the predetermined condition from the two-dimensional image acquired by the two-dimensional optical element are set as the first line image, and the two The second line image is calculated by performing time delay integration while shifting a partial image existing in a predetermined fixed region of the dimensional image according to the moving speed of the object to be measured, and the first and second line images are converted into the main image. Sub-scanning can be performed as a scanned image to obtain a two-dimensional image.

(変形例)
なお、本発明は、上述した第1〜第3の実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the first to third embodiments described above, and various modifications as exemplified below are possible.

実施例2、3においては、ラインデータ2の検出とラインデータ1の検出の間に、被測定物の移動が伴うため、同一箇所を異なるフレームの出力とする課題がある。例えば、ある欠陥がラインデータ1で検出でき、ラインデータ2で検出できない像が存在する場合は、該当部が凹凸欠陥であるというように、異なる検出系の結果の相違により、欠陥の種類を分別できると考えられる。この場合、前記のようにフレームの違いが生ずると、位置誤差となるため、後段の画像処理部においてずれ量を補正する必要がある等、余計な作業が発生する。   In the second and third embodiments, since the object to be measured is moved between the detection of the line data 2 and the detection of the line data 1, there is a problem that the same portion is output as a different frame. For example, if there is an image that can be detected by line data 1 but cannot be detected by line data 2, the type of defect is classified based on the difference in the results of different detection systems, such as the corresponding part being an uneven defect. It is considered possible. In this case, if a frame difference occurs as described above, a position error occurs, and therefore, an extra work occurs, such as the need to correct the shift amount in the subsequent image processing unit.

さらに、各出力段のずれ量が設定で変更できる場合等、処理の都度、意識しなければならないという問題も生ずる。この問題を解決するため、先に撮像を行うラインの出力を一時的にバッファして、二系統のライン出力が同じ場所に対して同じタイミングとなるように出力するように構成してもよい。   Furthermore, there arises a problem that the user must be aware of each time the process is performed, for example, when the deviation amount of each output stage can be changed by setting. In order to solve this problem, the output of the line to be imaged first may be temporarily buffered so that the two line outputs are output at the same timing with respect to the same place.

さらに、上記時間遅延の基本シフト量が1となるように被検査物の移動速度を設定することにより、構成を単純化することができる。   Furthermore, the configuration can be simplified by setting the moving speed of the inspection object so that the basic shift amount of the time delay becomes 1.

また、上述したように、濃度変化の検出は凹凸変化に対して、広範囲でよい場合があり、このような場合に、請求項2、3のラインデータ2の積算を隣接複数画素の平均値もしくは積算値にすることによって、回路規模を小さくできコストダウンがはかれる。図19は、平均化方法の一例を示した説明図である。平均化の方法としては、同図の(a)に示すように、積算してから最後に平均化し、積算出力の縦横をさらに平均化する方法や、同図の(b)に示すように、最初に平均化してから積算する方法や、同図の(c)に示すように、最初に輝線と平行方向のみ平均化し、最後に輝線と垂直方向に平均化する方法などを適用できる。また、平均化することにより、S/Nも向上する。   In addition, as described above, the detection of the density change may be performed over a wide range with respect to the unevenness change, and in such a case, the integration of the line data 2 of claims 2 and 3 is calculated using an average value of adjacent pixels or By using the integrated value, the circuit scale can be reduced and the cost can be reduced. FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of the averaging method. As an averaging method, as shown in (a) of the figure, after integration, the final averaging is performed, and the vertical and horizontal of the integrated output are further averaged, as shown in (b) of the figure, A method of averaging after first averaging, or a method of averaging only in the direction parallel to the bright line first and then averaging in the direction perpendicular to the bright line as shown in FIG. Further, S / N is also improved by averaging.

また、その他の例として、輝線部の回転成分を補正した画像を積算することによって、傾き方向の変動に関しても補正して積算し、検出精度を高めるように構成してもよい。図20は、回転を補正して積算するときの画像の積算領域の一例を示した説明図である。   Further, as another example, it may be configured such that an image obtained by correcting the rotation component of the bright line portion is integrated to correct and integrate the variation in the inclination direction, thereby increasing the detection accuracy. FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of an image integration area when the rotation is corrected and integrated.

また、二次元光学素子を対数変換型とすることによって、光量の小さな積算部の分解能を高めるように構成してもよい。これは、対数変換型の出力を積算回路前でリニアに変換して積算することにより実現することができる。   Moreover, you may comprise so that the resolution | decomposability of the integrating | accumulating part with a small light quantity may be improved by making a two-dimensional optical element into a logarithmic conversion type. This can be realized by converting the logarithmic conversion type output linearly before the integration circuit and integrating the output.

以上のように、本発明にかかる画像入力装置、画像入力方法は、被検物の微小な凹凸、突起等の表面欠陥検出、さらに合わせて表面の濃度変化を伴う欠陥の検出・検査を行う表面欠陥検出装置に適している。   As described above, the image input device and the image input method according to the present invention detect the surface defects such as minute irregularities and protrusions of the test object, and also detect and inspect the defects accompanying the change in the surface density. Suitable for defect detection equipment.

第1の実施の形態にかかる画像入力装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the image input device concerning 1st Embodiment. 平面状の被測定物体に対して、ライン光源から照射した光をカメラで撮像する時の状態の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the state at the time of imaging with the camera the light irradiated from the line light source with respect to a planar to-be-measured object. 平面状の被測定物体に対して、ライン光源から照射した光をカメラで撮像する時の状態の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the state at the time of imaging with the camera the light irradiated from the line light source with respect to a planar to-be-measured object. 平面状の被測定物体に対して、ライン光源から照射した光をカメラで撮像する時の状態の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the state at the time of imaging with the camera the light irradiated from the line light source with respect to a planar to-be-measured object. 反射光分布を重ね合わせて示した説明図である。It is explanatory drawing which overlapped and showed the reflected light distribution. 反射光分布を重ね合わせて示した説明図である。It is explanatory drawing which overlapped and showed the reflected light distribution. エリアセンサから反射光分布を求めるときの、エリアセンサアクセス方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the area sensor access method when calculating | requiring reflected light distribution from an area sensor. 第1の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the integration | accumulation area | region of the image in 1st Embodiment. シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the integrating | accumulating model from which a shift amount changes with a bright line fluctuation | variation. 画素選択位置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the pixel selection position. 画素選択位置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the pixel selection position. 画素選択位置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the pixel selection position. 第2の実施の形態にかかる画像入力装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the image input device concerning 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the integration | accumulation area | region of the image in 2nd Embodiment. シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the integrating | accumulating model from which a shift amount changes with a bright line fluctuation | variation. 第3の実施の形態にかかる画像入力装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the image input device concerning 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における画像の積算領域の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the integration | accumulation area | region of the image in 3rd Embodiment. シフト量が輝線変動により変化する積算モデルを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the integrating | accumulating model from which a shift amount changes with a bright line fluctuation | variation. 平均化方法の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the averaging method. 回転を補正して積算するときの画像の積算領域の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the integration area | region of an image when correct | amending rotation and integrating | accumulating.

符号の説明Explanation of symbols

100 画像入力装置
101 撮像部
102 部分画像取得部
103 ライン画像算出部
104 画像取得部
210 被測定物表面
211 光源
212 カメラ
1300 画像入力装置
1302 部分画像取得部
1303 ライン画像算出部
1304 画像取得部
1305 ライン画像算出部
1306 画像取得部
1600 画像入力装置
1602 部分画像取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image input device 101 Image pick-up part 102 Partial image acquisition part 103 Line image calculation part 104 Image acquisition part 210 Measurement object surface 211 Light source 212 Camera 1300 Image input device 1302 Partial image acquisition part 1303 Line image calculation part 1304 Image acquisition part 1305 Line Image calculation unit 1306 Image acquisition unit 1600 Image input device 1602 Partial image acquisition unit

Claims (14)

被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、
前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、ライン画像を算出するライン画像算出手段と、
前記ライン画像算出手段が算出したライン画像を主走査画像として副走査し被測定物の二次元画像を取得する画像取得手段と、
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
An imaging means for detecting reflected light reflected from the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions, and photographing a two-dimensional image of the object to be measured;
A partial image acquisition means for acquiring a partial image satisfying a predetermined pixel selection condition from the two-dimensional image based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging means;
A plurality of the partial images continuously acquired by the partial image acquisition means, adding a shifted number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured, and a line image calculation means for calculating a line image;
Image acquisition means for sub-scanning the line image calculated by the line image calculation means as a main scanning image and acquiring a two-dimensional image of the object to be measured;
An image input device comprising:
被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出手段と、
前記第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、
前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出手段と、
前記第1のライン画像算出手段が算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得手段と、
前記第2のライン画像算出手段が算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得手段と、
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
An imaging means for detecting reflected light reflected from the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions, and photographing a two-dimensional image of the object to be measured;
A first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition is calculated based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging unit. A line image calculating means;
Partial image acquisition means for acquiring a partial image existing at a predetermined offset position from the first line image from the two-dimensional image;
A second line for calculating a second line image by adding a plurality of the partial images successively acquired by the partial image acquisition means while shifting by the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured. Image calculating means;
First image acquisition means for sub-scanning the first line image calculated by the first line image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
Second image acquisition means for sub-scanning the second line image calculated by the second line image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
An image input device comprising:
被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出手段と、
前記二次元画像において予め定められた位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得手段と、
前記部分画像取得手段により連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出手段と、
前記第1のライン画像算出手段が算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得手段と、
前記第2のライン画像算出手段が算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得手段と、
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
An imaging means for detecting reflected light reflected from the surface of the object to be measured by an optical element arranged in two dimensions, and photographing a two-dimensional image of the object to be measured;
A first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition is calculated based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging unit. A line image calculating means;
Partial image acquisition means for acquiring a partial image existing at a predetermined position in the two-dimensional image from the two-dimensional image;
A second line for calculating a second line image by adding a plurality of the partial images successively acquired by the partial image acquisition means while shifting by the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured. Image calculating means;
First image acquisition means for sub-scanning the first line image calculated by the first line image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
Second image acquisition means for sub-scanning the second line image calculated by the second line image calculation means as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
An image input device comprising:
前記第1のライン画像算出手段は、前記第2のライン画像と被測定物の同一部分から算出した前記第1のライン画像を、前記第2のライン画像と同期して出力することを特徴とする請求項2または3に記載の画像入力装置。   The first line image calculation means outputs the first line image calculated from the same part of the object to be measured as the second line image in synchronization with the second line image. The image input device according to claim 2 or 3. 前記画素選択条件は、反射光の最も明るい部分である輝線から予め定められた位置離れた画素を選択する条件であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置。   The image input according to any one of claims 1 to 3, wherein the pixel selection condition is a condition for selecting a pixel that is a predetermined position away from a bright line that is the brightest part of reflected light. apparatus. 前記画素選択条件は、予め定められた反射光量の画素を選択する条件であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つ記載の画像入力装置。   The image input apparatus according to claim 1, wherein the pixel selection condition is a condition for selecting a pixel having a predetermined amount of reflected light. 前記画素選択条件は、予め定められた反射光量の画素から、予め定められた位置離れた画素を選択する条件であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像入力装置。   The image input according to any one of claims 1 to 3, wherein the pixel selection condition is a condition for selecting a pixel at a predetermined position away from a pixel having a predetermined amount of reflected light. apparatus. 前記画素選択条件は、反射光の変化率が予め定められた値である画素を選択する条件であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つ記載の画像入力装置。   The image input apparatus according to claim 1, wherein the pixel selection condition is a condition for selecting a pixel whose reflected light change rate is a predetermined value. 前記被測定物の移動速度は、前記被測定物の移動速度に基づいて算出する画素数が1となる移動速度であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つ記載の画像入力装置。   The image input according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving speed of the object to be measured is a moving speed at which the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured is 1. apparatus. 第2のライン画像算出手段は、前記部分画像に含まれる複数の画素の平均値または積算値を算出し、算出した平均値または積算値を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出することを特徴とする請求項2または3に記載の画像入力装置。   The second line image calculation means calculates an average value or integrated value of a plurality of pixels included in the partial image, and calculates the calculated average value or integrated value based on the moving speed of the object to be measured. The image input device according to claim 2, wherein the second line image is calculated by adding the components while being shifted. 第2のライン画像算出手段は、前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算した値の平均値または積算値を算出し、第2のライン画像を算出することを特徴とする請求項2または3に記載の画像入力装置。   The second line image calculation means calculates an average value or an integrated value of values obtained by shifting the partial image by the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured, and calculates a second line image. The image input device according to claim 2, wherein the image input device is an image input device. 被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、
前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、ライン画像を算出するライン画像算出ステップと、
前記ライン画像算出ステップが算出したライン画像を主走査画像として副走査し被測定物の二次元画像を取得する画像取得ステップと、
を備えたことを特徴とする画像入力方法。
Based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging means that captures the two-dimensional image of the object to be measured by detecting the reflected light reflected on the surface of the object to be measured with a two-dimensionally arranged optical element. A partial image acquisition step of acquiring a partial image satisfying a predetermined pixel selection condition from the two-dimensional image;
A line image calculation step of calculating a line image by adding a plurality of the partial images continuously acquired by the partial image acquisition step by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured;
An image acquisition step of sub-scanning the line image calculated in the line image calculation step as a main scanning image and acquiring a two-dimensional image of the object to be measured;
An image input method comprising:
被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出ステップと、
前記第1のライン画像から予め定められたオフセット位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、
前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出ステップと、
前記第1のライン画像算出ステップが算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得ステップと、
前記第2のライン画像算出ステップが算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得ステップと、
を備えたことを特徴とする画像入力方法。
Based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging means that captures the two-dimensional image of the object to be measured by detecting the reflected light reflected on the surface of the object to be measured with a two-dimensionally arranged optical element. A first line image calculation step of calculating a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition;
A partial image acquisition step of acquiring from the two-dimensional image a partial image existing at a predetermined offset position from the first line image;
A second line for calculating a second line image by adding a plurality of the partial images successively acquired by the partial image acquisition step by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured. An image calculation step;
A first image acquisition step of sub-scanning the first line image calculated in the first line image calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
A second image acquisition step of sub-scanning the second line image calculated by the second line image calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
An image input method comprising:
被測定物の表面で反射された反射光を二次元に配列した光学素子により検出し、被測定物の二次元画像を撮影する撮像手段が撮影した前記二次元画像における前記反射光の分布に基づき、予め定められた画素選択条件を満たす少なくとも1画素の幅を有するライン画像である第1のライン画像を算出する第1のライン画像算出ステップと、
前記二次元画像において予め定められた位置に存在する部分画像を前記二次元画像から取得する部分画像取得ステップと、
前記部分画像取得ステップにより連続して取得された複数の前記部分画像を、被測定物の移動速度に基づいて算出した画素数分ずらして加算し、第2のライン画像を算出する第2のライン画像算出ステップと、
前記第1のライン画像算出ステップが算出した前記第1のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第1の画像取得ステップと、
前記第2のライン画像算出ステップが算出した前記第2のライン画像を主走査画像として副走査し被測定物表面の二次元画像を取得する第2の画像取得ステップと、
を備えたことを特徴とする画像入力方法。
Based on the distribution of the reflected light in the two-dimensional image captured by the imaging means that captures the two-dimensional image of the object to be measured by detecting the reflected light reflected on the surface of the object to be measured with a two-dimensionally arranged optical element. A first line image calculation step of calculating a first line image that is a line image having a width of at least one pixel that satisfies a predetermined pixel selection condition;
A partial image acquisition step of acquiring a partial image existing at a predetermined position in the two-dimensional image from the two-dimensional image;
A second line for calculating a second line image by adding a plurality of the partial images successively acquired by the partial image acquisition step by shifting the number of pixels calculated based on the moving speed of the object to be measured. An image calculation step;
A first image acquisition step of sub-scanning the first line image calculated in the first line image calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
A second image acquisition step of sub-scanning the second line image calculated by the second line image calculation step as a main scanning image to acquire a two-dimensional image of the surface of the object to be measured;
An image input method comprising:
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