JP2019153848A - Imaging apparatus and imaging system - Google Patents

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Abstract

To provide an imaging apparatus having an imaging unit including a TDI type sensor that accommodates a vibration.SOLUTION: The imaging apparatus provided on a moving body that moves relative to a subject is provided. The imaging apparatus includes: a light source that irradiates a subject with irradiation light; an imaging unit including a TDI sensor that accumulates charges corresponding to reflected light from the subject and transfers the charges according to an amount of movement of the moving body; a vibration detection unit that detects vibration of the imaging unit due to vibration of the moving body in a charge transfer direction; and a control unit that controls a timing of transferring charges on the basis of a detection result of the vibration in the charge transfer direction detected by the vibration detection unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像装置および撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging system.

従来、TDI方式のカメラを移動体上に設置し、道路、トンネル、ダム等の構造物を撮像する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2017―3404号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that installs a TDI camera on a moving body and images structures such as roads, tunnels, and dams is known (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-3404

しかしながら、従来のTDI方式のカメラを備える撮像装置においては、TDIセンサが振動し、振動の影響から撮像される画像にぶれを生じるおそれがあった。   However, in an imaging apparatus including a conventional TDI camera, the TDI sensor vibrates, and there is a possibility that an image captured due to the influence of the vibration is blurred.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、被写体と相対的に移動する移動体上に設けられる撮像装置を提供する。撮像装置は、被写体に照射光を照射する光源と、被写体からの反射光に応じた電荷を蓄積し、移動体の移動量に応じて電荷を転送するTDI方式のセンサを含む撮像部と、電荷の転送方向において、移動体の振動による撮像部の振動を検出する振動検出部と、振動検出部が検出した電荷の転送方向の振動の検出結果に基づいて、電荷を転送するタイミングを制御する制御部とを備える。   In order to solve the above-described problem, according to a first aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus provided on a moving body that moves relative to a subject. An imaging apparatus includes a light source that irradiates a subject with irradiation light, an imaging unit that includes a TDI sensor that accumulates charges according to reflected light from the subject and transfers charges according to the amount of movement of the moving body, In the transfer direction, the vibration detection unit that detects the vibration of the imaging unit due to the vibration of the moving body, and the control that controls the timing for transferring the charge based on the detection result of the vibration in the transfer direction of the charge detected by the vibration detection unit A part.

振動検出部は、移動体の回転成分を検出するジャイロセンサを備えてよい。   The vibration detection unit may include a gyro sensor that detects a rotational component of the moving body.

振動検出部は、移動体の速度変化に応じた撮像部の速度変化を検出してよい。制御部は、振動検出部が検出した、撮像部の振動および撮像部の速度変化に基づいて、電荷を転送するタイミングを制御してよい。   The vibration detection unit may detect a speed change of the imaging unit according to a speed change of the moving body. The control unit may control the timing of transferring the charge based on the vibration of the imaging unit and the change in speed of the imaging unit detected by the vibration detection unit.

撮像装置は、撮像部の振動を抑制する振動抑制部をさらに備えてよい。振動抑制部は、電荷の転送方向に対して垂直な方向の撮像部の撮像面の振動を抑制してよい。   The imaging device may further include a vibration suppressing unit that suppresses vibration of the imaging unit. The vibration suppression unit may suppress vibration of the imaging surface of the imaging unit in a direction perpendicular to the charge transfer direction.

振動抑制部は、電荷の転送方向の、鉛直方向に対する傾斜の変動を抑制しなくてよい。   The vibration suppressing unit does not have to suppress the fluctuation of the inclination of the charge transfer direction with respect to the vertical direction.

振動抑制部は、撮像面の奥行き方向の振動を抑制しなくてよい。   The vibration suppression unit does not have to suppress vibration in the depth direction of the imaging surface.

撮像装置は、被写体と撮像装置との距離を測定する測距部をさらに備えてよい。制御部は、測距部の測定結果を更に用いて、電荷を転送するタイミングの制御を行ってよい。   The imaging device may further include a distance measuring unit that measures the distance between the subject and the imaging device. The control unit may further control the timing for transferring the charge using the measurement result of the distance measuring unit.

測距部は、被写体の上下方向における2以上の場所の距離を測定してよい。
制御部は、測距部の測定結果に応じて、被写体に対する撮像部のレンズの傾きを制御してよい。
The distance measuring unit may measure the distance between two or more places in the vertical direction of the subject.
The control unit may control the inclination of the lens of the imaging unit with respect to the subject according to the measurement result of the distance measuring unit.

測距部は、被写体の上下方向における2以上の場所の距離を測定してよい。制御部は、測距部の測定結果に応じて、被写体に対する撮像部のレンズの高さ位置を制御してよい。   The distance measuring unit may measure the distance between two or more places in the vertical direction of the subject. The control unit may control the height position of the lens of the imaging unit with respect to the subject according to the measurement result of the distance measuring unit.

測距部は、被写体上の各点の3次元情報を測定してよい。制御部は、測距部が測定した被写体の3次元情報に応じて、各点に照射する照射光の波長を制御してよい。   The distance measuring unit may measure three-dimensional information of each point on the subject. The control unit may control the wavelength of the irradiation light irradiated to each point according to the three-dimensional information of the subject measured by the distance measuring unit.

本発明の第2の態様においては、被写体に対して相対的に移動する移動体と、第1の態様に記載された撮像装置とを備える、システムを提供する。   In a second aspect of the present invention, a system is provided that includes a moving body that moves relative to a subject and the imaging device described in the first aspect.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

撮像システム230の概要の一例を示す。An example of the outline of the imaging system 230 is shown. 撮像システム230のより具体的な構成例を示す。本例の移動体200は、トラックである。A more specific configuration example of the imaging system 230 is shown. The moving body 200 in this example is a track. 撮像装置100のより具体的な構成の一例を示す。An example of a more specific configuration of the imaging apparatus 100 is shown. TDIセンサの動作を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed operation | movement of the TDI sensor. 移動体200と被写体101との間の距離Dと、グリッド510との関係を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a relationship between a distance D between a moving body 200 and a subject 101 and a grid 510. FIG. 斜面を移動体600が進行する場合において、被写体101を撮影したときに記録される撮像面610、612、および614を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing imaging surfaces 610, 612, and 614 recorded when a subject 101 is photographed when a moving body 600 travels on a slope. 移動体200に与えられる振動成分および回転成分を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a vibration component and a rotation component given to a moving body. 撮像装置100の構成の一例を示す。2 shows an exemplary configuration of an imaging apparatus 100. レンズ812のシフトを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shift of the lens 812. FIG. レンズ812のシフトを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shift of the lens 812. FIG. レンズ812のシフトを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shift of the lens 812. FIG. レンズ930により結像面910に対象920を写す形態を図示した概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a form in which an object 920 is projected onto an imaging plane 910 by a lens 930. ティルトさせたレンズ932により結像面910に対象920を写す形態を示した概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing a form in which an object 920 is projected on an image plane 910 by a tilted lens 932. 逆ティルトさせたレンズ934により結像面910に対象920を写す形態を図示した概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a form in which an object 920 is projected on an image plane 910 by a reverse tilted lens 934. レンズの色収差について説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the chromatic aberration of a lens. 被写体101からの反射光に対して、センサが有する波長に応じた異なるセンサ感度を図示するグラフである。5 is a graph illustrating different sensor sensitivities for reflected light from a subject 101 depending on the wavelength of the sensor.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、撮像システム230の概要の一例を示す。撮像システム230は、撮像装置100および移動体200を備える。一例において、撮像システム230は、被写体101を撮像することにより被写体101の欠陥を検査する。例えば、被写体101は、トンネルの内壁、道路およびダム等の構造物である。   FIG. 1 shows an example of an overview of the imaging system 230. The imaging system 230 includes the imaging device 100 and the moving body 200. In one example, the imaging system 230 inspects the subject 101 for defects by imaging the subject 101. For example, the subject 101 is a structure such as an inner wall of a tunnel, a road, and a dam.

移動体200は、被写体101に対し相対的に移動する。一例において、移動体200は、トラック等の車両や、鉄道、ドローン等の飛翔体である。   The moving body 200 moves relative to the subject 101. In one example, the moving body 200 is a vehicle such as a truck, or a flying body such as a railway or a drone.

本明細書においては、移動体200の移動方向をx軸方向とする。y軸は、水平面においてx軸と垂直な方向である。z軸は、x軸およびy軸のそれぞれに垂直な軸であり、x軸、y軸、およびz軸が右手系をなす。なお、本例では、移動体200のみが移動する場合について説明するが、移動体200および被写体101の双方が移動してもよい。   In this specification, the moving direction of the moving body 200 is the x-axis direction. The y axis is a direction perpendicular to the x axis in the horizontal plane. The z axis is an axis perpendicular to each of the x axis and the y axis, and the x axis, the y axis, and the z axis form a right-handed system. In this example, the case where only the moving body 200 moves will be described, but both the moving body 200 and the subject 101 may move.

撮像装置100は、移動体200に設けられ、移動体200と同様に被写体101と相対的に移動する。撮像装置100は、被写体101と相対的に移動しながら被写体101を連続的に撮像する。これにより、撮像装置100は、被写体101の表面上の欠陥を検出することができる。撮像装置100は、光源110と、撮像部120と、速度検出部130と、振動検出部140と、振動抑制部141と、動作制御部150と、測距部160と、記録部170とを備える。   The imaging apparatus 100 is provided on the moving body 200 and moves relative to the subject 101 in the same manner as the moving body 200. The imaging apparatus 100 continuously images the subject 101 while moving relative to the subject 101. Thereby, the imaging apparatus 100 can detect a defect on the surface of the subject 101. The imaging device 100 includes a light source 110, an imaging unit 120, a speed detection unit 130, a vibration detection unit 140, a vibration suppression unit 141, an operation control unit 150, a distance measurement unit 160, and a recording unit 170. .

光源110は、被写体101に照射光を照射する。一例において、光源110は、白熱電球、蛍光管、LED照明、レーザーを有する。限定するものではないが、光源110は、十分な光量の照射光を照射するために、レーザーを有することが好ましい。   The light source 110 irradiates the subject 101 with irradiation light. In one example, the light source 110 includes an incandescent bulb, a fluorescent tube, LED lighting, and a laser. Although it does not limit, it is preferable that the light source 110 has a laser in order to irradiate irradiation light of sufficient light quantity.

撮像部120は、照射光が照射された被写体101からの反射光を撮像する。撮像部120は、レンズ122と、調整部124と、TDIセンサ126とを有する。   The imaging unit 120 images reflected light from the subject 101 irradiated with the irradiation light. The imaging unit 120 includes a lens 122, an adjustment unit 124, and a TDI sensor 126.

レンズ122は、被写体101からの反射光をTDIセンサ126の撮像面に結像する。調整部124は、レンズ122が受光した反射光がTDIセンサ126において鮮明に結像されるように、レンズ122のフォーカス位置を調整する。   The lens 122 forms an image of the reflected light from the subject 101 on the imaging surface of the TDI sensor 126. The adjustment unit 124 adjusts the focus position of the lens 122 so that the reflected light received by the lens 122 is clearly imaged by the TDI sensor 126.

TDIセンサ126は、時間遅延積分(TDI)方式の撮像素子である。TDIセンサ126は、被写体101と相対的に移動しながら被写体101を撮像する。TDIセンサ126は、被写体101の相対速度に応じて電荷を転送することにより、画素毎に被写体101に対応した電荷を蓄積する。このように、TDIセンサ126は、被写体101の画像を積分していくことにより、被写体101を高解像度且つ高感度で撮像することができる。   The TDI sensor 126 is a time delay integration (TDI) type imaging device. The TDI sensor 126 images the subject 101 while moving relative to the subject 101. The TDI sensor 126 accumulates charges corresponding to the subject 101 for each pixel by transferring charges according to the relative speed of the subject 101. Thus, the TDI sensor 126 can image the subject 101 with high resolution and high sensitivity by integrating the image of the subject 101.

速度検出部130は、被写体101に対する撮像装置100の相対的な移動速度を検出する。一例において、速度検出部130は、移動体200が車両である場合、タイヤの回転数から移動体200の移動速度を検出することができる。但し、速度検出部130は、GPS等の他の方法を用いて移動体200の移動速度を検出してよい。   The speed detection unit 130 detects a relative movement speed of the imaging device 100 with respect to the subject 101. In one example, when the moving body 200 is a vehicle, the speed detection unit 130 can detect the moving speed of the moving body 200 from the number of rotations of the tire. However, the speed detection unit 130 may detect the moving speed of the moving body 200 using another method such as GPS.

振動検出部140は、撮像部120の振動に応じた信号を検出する。また、振動検出部140は、移動体200の速度変化を検出してもよい。本例の振動検出部140は、六軸センサとして作動する慣性計測ユニット(IMU)を有する。一例において、振動検出部140は、移動体200の三軸(x軸、y軸、およびz軸)周りの回転成分を検出するジャイロセンサを有する。また、振動検出部140は、移動体200の三軸(x軸、y軸、およびz軸)方向の速度変化および並進振動を検出する加速度検出部を備えてよい。振動検出部140は、六軸方向の累積的な測定結果を検出する。振動検出部140は、検出した信号を動作制御部150に出力する。   The vibration detection unit 140 detects a signal corresponding to the vibration of the imaging unit 120. Further, the vibration detection unit 140 may detect a speed change of the moving body 200. The vibration detection unit 140 of this example includes an inertial measurement unit (IMU) that operates as a six-axis sensor. In one example, the vibration detection unit 140 includes a gyro sensor that detects rotational components around three axes (x axis, y axis, and z axis) of the moving body 200. Further, the vibration detection unit 140 may include an acceleration detection unit that detects a speed change and translational vibration of the moving body 200 in the three axes (x-axis, y-axis, and z-axis) directions. The vibration detection unit 140 detects a cumulative measurement result in six axis directions. The vibration detection unit 140 outputs the detected signal to the operation control unit 150.

振動抑制部141は、振動検出部140が検出した信号に基づいて、機械的に撮像部120の振動を抑制する。本例の振動抑制部141は、スタビライザ142およびダンパ144を有する。   The vibration suppression unit 141 mechanically suppresses the vibration of the imaging unit 120 based on the signal detected by the vibration detection unit 140. The vibration suppression unit 141 of this example includes a stabilizer 142 and a damper 144.

スタビライザ142は、撮像部120のx軸周りの回転成分を抑制する。ダンパ144は、撮像部120のz軸方向の並進振動を抑制する。   The stabilizer 142 suppresses the rotational component around the x axis of the imaging unit 120. The damper 144 suppresses translational vibration of the imaging unit 120 in the z-axis direction.

動作制御部150は、光源110の動作を制御する。一例において、動作制御部150は、光源110の照射タイミングおよび照射光の波長の少なくとも1つを制御する。動作制御部150は、光源110がレーザー光源である場合、パルス照射および連続照射のいずれかで光源110の照射を制御する。例えば、動作制御部150は、光源110のパルス照射のタイミングを、撮像部120の露光タイミングに合わせる。これにより、撮像部120は、被写体101を撮像するための光量を確保しやすくなる。   The operation control unit 150 controls the operation of the light source 110. In one example, the operation control unit 150 controls at least one of the irradiation timing of the light source 110 and the wavelength of the irradiation light. When the light source 110 is a laser light source, the operation control unit 150 controls irradiation of the light source 110 by either pulse irradiation or continuous irradiation. For example, the operation control unit 150 matches the pulse irradiation timing of the light source 110 with the exposure timing of the imaging unit 120. Thereby, the imaging unit 120 can easily secure a light amount for imaging the subject 101.

また、制御部150は、撮像部120の動作を制御する。一例において、動作制御部150は、振動検出部140が検出した信号に基づいて、撮像部120の振動を電子的に抑制する。本例の動作制御部150は、TDIセンサ126の露光タイミングおよび電荷転送のタイミングを制御することにより、撮像部120の振動を電子的に抑制する。   In addition, the control unit 150 controls the operation of the imaging unit 120. In one example, the operation control unit 150 electronically suppresses vibration of the imaging unit 120 based on the signal detected by the vibration detection unit 140. The operation control unit 150 of this example electronically suppresses vibration of the imaging unit 120 by controlling the exposure timing and charge transfer timing of the TDI sensor 126.

測距部160は、撮像装置100と被写体101との距離Dを測定する。撮像装置100と被写体101との距離Dは、撮像部120の動作を制御するために用いられてよい。例えば、測距部160は、被写体101の3次元情報を取得するための3Dレーザープロファイラである。測距部160が取得する3次元情報には、被写体101の傾斜や凹凸等の撮像装置100からみた奥行方向の情報が含まれてよい。   The distance measuring unit 160 measures the distance D between the imaging device 100 and the subject 101. The distance D between the imaging device 100 and the subject 101 may be used to control the operation of the imaging unit 120. For example, the distance measuring unit 160 is a 3D laser profiler for acquiring three-dimensional information of the subject 101. The three-dimensional information acquired by the distance measuring unit 160 may include information on the depth direction as viewed from the imaging apparatus 100, such as the inclination and unevenness of the subject 101.

記録部170は、振動検出部140が検出した電気信号を記録する。記録部170は、動作制御部150に記録したデータを送信してよい。これにより、動作制御部150は、振動検出部140が検出したデータに基づいて、光源110および撮像部120の動作を制御する。   The recording unit 170 records the electrical signal detected by the vibration detection unit 140. The recording unit 170 may transmit the data recorded in the operation control unit 150. Thereby, the operation control unit 150 controls the operations of the light source 110 and the imaging unit 120 based on the data detected by the vibration detection unit 140.

ここで、撮像装置100は、予め定められた撮像環境において被写体101を撮像するために十分に高い解像度と、十分に広いダイナミックレンジを有することが好ましい。また、撮像装置100の撮像条件を満たすためには、十分な光量を確保することが好ましい。   Here, the imaging apparatus 100 preferably has a sufficiently high resolution and a sufficiently wide dynamic range for imaging the subject 101 in a predetermined imaging environment. In order to satisfy the imaging condition of the imaging apparatus 100, it is preferable to secure a sufficient amount of light.

本例の撮像装置100は、TDIセンサ126を有するので、被写体101からの反射光の光量が小さい場合であっても、被写体101の画像を積算することにより、十分な感度を確保することができる。そのため、被写体101がトンネルの内壁である場合であっても、光量を確保しやすくなる。   Since the imaging apparatus 100 of this example includes the TDI sensor 126, sufficient sensitivity can be ensured by integrating the images of the subject 101 even when the amount of reflected light from the subject 101 is small. . Therefore, even when the subject 101 is the inner wall of the tunnel, it is easy to secure the light amount.

十分な光量を確保することは、TDIセンサ126の分解能を向上する上でも有用である。例えば、TDIセンサ126の分解能を2倍にするために、TDIセンサ126の一画素当たりのピクセル幅pを半分にした場合、TDIセンサ126の撮像面上の一画素当たりの面積(即ち、p)は、元の面積の1/4となる。そのため、TDIセンサ126の一画素に入射する反射光の光量も1/4となる。 Ensuring a sufficient amount of light is also useful for improving the resolution of the TDI sensor 126. For example, when the pixel width p per pixel of the TDI sensor 126 is halved in order to double the resolution of the TDI sensor 126, the area per pixel on the imaging surface of the TDI sensor 126 (ie, p 2 ) Is 1/4 of the original area. Therefore, the amount of reflected light incident on one pixel of the TDI sensor 126 is also ¼.

また、撮像装置100は、被写体101の凹凸等に対応できる程度に、十分な被写界深度を有することが好ましい。被写体101は、必ずしも撮像装置100に正対しているとは限らず、その表面形状も凹凸などの変化を有する場合がある。そのため、レンズ122は、被写体101の表面形状の影響を吸収するだけの被写界深度を有することが好ましい。例えば、被写体101の欠陥検査の場合には、10cm以上の被写界深度を有することが好ましい。このように、レンズ122の焦点深度を拡張し、一定以上の被写界深度を確保しつつ、高い分解能を実現することが好ましい。   In addition, it is preferable that the imaging apparatus 100 has a sufficient depth of field that can cope with the unevenness of the subject 101. The subject 101 is not necessarily directly facing the imaging apparatus 100, and the surface shape thereof may have changes such as unevenness. Therefore, it is preferable that the lens 122 has a depth of field sufficient to absorb the influence of the surface shape of the subject 101. For example, in the case of defect inspection of the subject 101, it is preferable to have a depth of field of 10 cm or more. In this way, it is preferable to realize a high resolution while expanding the depth of focus of the lens 122 and securing a depth of field of a certain level or more.

本例の撮像装置100は、機械的な制御および電子的な制御の両方を組み合わせることにより、移動体200の移動により生じた振動を抑制する。撮像装置100は、移動体200の移動方向の振動を電子的に制御し、それ以外の方向の振動を機械的に制御する。これにより、移動体200の移動方向の振動を高い反応速度で抑制することができる。また、移動体200の移動方向において、機械的な振動の制御を不要にすることにより、撮像装置100の高剛性および低コストが実現される。したがって、本例の撮像装置100は、移動体200が高速に移動する場合であっても、感度良く被写体101を撮像することができる。   The imaging apparatus 100 of this example suppresses vibrations generated by the movement of the moving body 200 by combining both mechanical control and electronic control. The imaging apparatus 100 electronically controls vibrations in the moving direction of the moving body 200 and mechanically controls vibrations in other directions. Thereby, the vibration of the moving direction of the mobile body 200 can be suppressed at a high reaction speed. Further, by eliminating the need for mechanical vibration control in the moving direction of the moving body 200, high rigidity and low cost of the imaging device 100 are realized. Therefore, the imaging apparatus 100 of this example can capture the subject 101 with high sensitivity even when the moving body 200 moves at high speed.

図2は、撮像システム230のより具体的な構成例を示す。本例の移動体200は、トラックである。撮像装置100は、移動体200の荷台に載置されている。   FIG. 2 shows a more specific configuration example of the imaging system 230. The moving body 200 in this example is a track. The imaging device 100 is placed on the loading platform of the moving body 200.

移動体200は、被写体101であるトンネルの内壁に沿って移動する。本例の撮像装置100は、TDI方式の撮像部120を三台備える。これにより、被写体101において、撮像範囲210を大きくすることができる。   The moving body 200 moves along the inner wall of the tunnel that is the subject 101. The imaging apparatus 100 of this example includes three TDI imaging units 120. Thereby, the imaging range 210 can be enlarged in the subject 101.

撮像範囲211a、211b、211cは三台の撮像部120の撮像範囲をそれぞれ示している。撮像部120は、所望の撮像範囲210に応じた台数だけ用意すれば良い。撮像部120の台数はこれに限定されない。撮像範囲210は、移動体200の移動とともに被写体101上を移動する。   Imaging ranges 211a, 211b, and 211c indicate the imaging ranges of the three imaging units 120, respectively. It is only necessary to prepare as many imaging units 120 as the number corresponding to the desired imaging range 210. The number of imaging units 120 is not limited to this. The imaging range 210 moves on the subject 101 as the moving body 200 moves.

図3は、撮像装置100のより具体的な構成の一例を示す。本例の撮像装置100は、被写体101としてトンネルの内壁を撮像する。本例の撮像装置100は、マウント350上に配置され、照射範囲310に照射光を照射する2台の光源110を有する。撮像範囲312は、3台の撮像部120の内、中央の撮像部120による被写体101の撮像範囲である。   FIG. 3 shows an example of a more specific configuration of the imaging apparatus 100. The imaging apparatus 100 of this example images the inner wall of the tunnel as the subject 101. The imaging apparatus 100 of this example includes two light sources 110 that are disposed on a mount 350 and irradiate irradiation range 310 with irradiation light. The imaging range 312 is an imaging range of the subject 101 by the central imaging unit 120 among the three imaging units 120.

撮像部120は、撮像範囲312上に微細なピクセルを割り当てて撮像する。調整部124により調整されたレンズ122を通してTDIセンサ126により撮像された画像は、記録部170へと送られて、記録される。   The imaging unit 120 performs imaging by assigning fine pixels on the imaging range 312. An image captured by the TDI sensor 126 through the lens 122 adjusted by the adjusting unit 124 is sent to the recording unit 170 and recorded.

動作制御部150は、撮像制御部341と、光源制御部342と、CPU343と、クロック344とを有する。撮像制御部341は、撮像部120の調整部124を制御する。撮像制御部341は、被写体101の傾斜に対応するレンズ122のシフトおよびティルトを制御してもよい。さらに、撮像制御部341は、TDIセンサ126の露光タイミングおよび電荷転送のタイミングを制御してもよい。   The operation control unit 150 includes an imaging control unit 341, a light source control unit 342, a CPU 343, and a clock 344. The imaging control unit 341 controls the adjustment unit 124 of the imaging unit 120. The imaging control unit 341 may control the shift and tilt of the lens 122 corresponding to the tilt of the subject 101. Further, the imaging control unit 341 may control the exposure timing and charge transfer timing of the TDI sensor 126.

光源制御部342は、光源110の照射光の照射タイミングを制御する。例えば、光源制御部342は、クロック344が計測した時間に応じて、撮像部120の動作のタイミングに対する光源110の動作のタイミングを制御する。また、光源制御部342は、光源110の照射波長等を制御してよい。   The light source control unit 342 controls the irradiation timing of the irradiation light of the light source 110. For example, the light source control unit 342 controls the operation timing of the light source 110 with respect to the operation timing of the imaging unit 120 according to the time measured by the clock 344. The light source control unit 342 may control the irradiation wavelength of the light source 110 and the like.

CPU343は、速度検出部130および測距部160の測定結果、並びに記録部170に記録されたデータおよびクロック344の計時結果を用いて、計算を行う。CPU343は、制御情報に関わる計算結果を、撮像制御部341および光源制御部342に送信する。CPU343は、クロック344が測定した時間に基づいて、光源110の照射タイミングおよびTDIセンサ126の動作タイミングを計算する。   The CPU 343 performs calculation using the measurement results of the speed detection unit 130 and the distance measurement unit 160, the data recorded in the recording unit 170, and the time measurement result of the clock 344. The CPU 343 transmits the calculation result related to the control information to the imaging control unit 341 and the light source control unit 342. The CPU 343 calculates the irradiation timing of the light source 110 and the operation timing of the TDI sensor 126 based on the time measured by the clock 344.

測距部160は、撮像部120より移動体200の移動方向に対して前方方向にオフセットして配置される。本例の測距部160は、撮像部120から距離d0だけ、移動体200の移動方向にオフセットして配置される。本例の測距部160は、移動体200の移動方向に対して撮像部120より前方にオフセットして配置されることにより、撮像部120が撮像する被写体101までの距離を撮像部120が撮像する前に事前に計測することができる。動作制御部150は、測距部160により事前に計測されたデータに基づいて、光源110および撮像部120の動作を制御することができる。   The distance measuring unit 160 is disposed offset from the imaging unit 120 in the forward direction with respect to the moving direction of the moving body 200. The distance measuring unit 160 of this example is arranged offset from the image capturing unit 120 by the distance d0 in the moving direction of the moving body 200. In this example, the distance measuring unit 160 is arranged to be offset from the imaging unit 120 in the moving direction of the moving body 200, so that the imaging unit 120 captures the distance to the subject 101 captured by the imaging unit 120. It can be measured in advance before doing. The operation control unit 150 can control the operations of the light source 110 and the imaging unit 120 based on data measured in advance by the distance measuring unit 160.

一例において、測距部160のオフセット距離d0は、動作制御部150が撮像部120の機械的制御に要する時間に基づく。例えば、機械的制御に要する時間とは、撮像部120のレンズ122の調整にかかる時間である。機械的制御に要する時間は、TDIセンサ126の電子的な制御に要する時間に比べてより長い時間を要する。このように、測距部160のオフセット距離d0は、次式を満たすことが好ましい。
[数1]
(オフセット距離d0)≧(機械的制御の反応時間)×(移動体200の移動速度)
In one example, the offset distance d0 of the distance measuring unit 160 is based on the time required for the operation control unit 150 to perform mechanical control of the imaging unit 120. For example, the time required for mechanical control is the time required for adjusting the lens 122 of the imaging unit 120. The time required for the mechanical control is longer than the time required for electronic control of the TDI sensor 126. Thus, the offset distance d0 of the distance measuring unit 160 preferably satisfies the following equation.
[Equation 1]
(Offset distance d0) ≧ (Reaction time of mechanical control) × (Movement speed of moving body 200)

但し、測距部160のオフセット距離d0を大きくすると、移動体200が蛇行移動する場合、測距部160が計測した距離Dと、撮像部120が被写体101を撮像する際の被写体101と撮像部120との間の実際の距離Dとの間に誤差が生じやすくなる。そのため、測距部160のオフセット距離d0は、機械的制御に要する時間と移動体200の移動速度から得られるオフセット距離d0の範囲で小さく設定されることが好ましい。例えば、オフセット距離d0は、10cm以上、1m以下である。   However, when the offset distance d0 of the distance measuring unit 160 is increased, when the moving body 200 meanders, the distance D measured by the distance measuring unit 160 and the subject 101 and the image capturing unit when the image capturing unit 120 captures the subject 101 are captured. An error is likely to occur between the actual distance D and 120. Therefore, it is preferable that the offset distance d0 of the distance measuring unit 160 is set to be small within the range of the offset distance d0 obtained from the time required for mechanical control and the moving speed of the moving body 200. For example, the offset distance d0 is 10 cm or more and 1 m or less.

図4は、TDIセンサ126の動作を示した概念図である。本例のTDIセンサ126は、時刻t〜tにおいて、露光と読み出しを繰り返している。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing the operation of the TDI sensor 126. The TDI sensor 126 of this example repeats exposure and readout at times t 1 to t 4 .

時刻tは、露光タイミングに対応する時刻の一例である。時刻tにおいて、照射面420の欠陥422を有する被写体101からの反射光でTDIセンサ126上の撮像面430を露光する。露光の際、TDIセンサ126は、撮像面430上に欠陥422からのシグナル432を含む反射光を受光し、シグナル432に対応する電荷440がTDIセンサ126に蓄積される。本例のTDIセンサ126は、x軸方向およびz軸方向にそれぞれ予め定められた段数を有する。TDIセンサ126の段数とは、x軸方向又はz軸方向におけるピクセル数を指す。 Time t 1 is an example of a time corresponding to the exposure timing. At time t 1 , the imaging surface 430 on the TDI sensor 126 is exposed with reflected light from the subject 101 having the defect 422 on the irradiation surface 420. At the time of exposure, the TDI sensor 126 receives reflected light including the signal 432 from the defect 422 on the imaging surface 430, and the charge 440 corresponding to the signal 432 is accumulated in the TDI sensor 126. The TDI sensor 126 of this example has a predetermined number of stages in each of the x-axis direction and the z-axis direction. The number of stages of the TDI sensor 126 refers to the number of pixels in the x-axis direction or the z-axis direction.

x軸方向において、本例のTDIセンサ126では、4段のみ図示されているものの、これに限られない。例えば、TDIセンサ126の段数は、128段であっても、256段であってもよい。   In the x-axis direction, in the TDI sensor 126 of this example, only four stages are illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, the number of stages of the TDI sensor 126 may be 128 stages or 256 stages.

z軸方向において、本例のTDIセンサ126では、8段のみ図示されているものの、これに限られない。撮像面430のz軸方向のピクセル数は、解像度に影響する。例えば、z軸方向に数千個から数万個のピクセル数を有するTDIセンサ126が利用出来るが、ピクセル数はこれらの値に限定されない。   In the z-axis direction, in the TDI sensor 126 of this example, although only eight stages are illustrated, the present invention is not limited to this. The number of pixels in the z-axis direction of the imaging surface 430 affects the resolution. For example, although the TDI sensor 126 having thousands to tens of thousands of pixels in the z-axis direction can be used, the number of pixels is not limited to these values.

時刻tは、読み出しタイミングに対応する時刻の一例である。時刻tにおいて電荷の転送431aが行われる。電荷の転送431aにより電荷440は、TDIセンサ126の撮像面430において、−x軸方向に1ピクセルだけ移動する。そして、撮像面430上の左端のシグナル433aに対応する電荷が電荷440から読み出される。 Time t 2 is an example of a time corresponding to the read timing. Charge transfer 431a is performed at time t 2. Due to the charge transfer 431a, the charge 440 moves by one pixel in the −x axis direction on the imaging surface 430 of the TDI sensor 126. Then, the charge corresponding to the signal 433a at the left end on the imaging surface 430 is read from the charge 440.

時刻tは、露光タイミングに対応する時刻の一例である。時刻tにおいて再度被写体101に照射光が照射され、再びTDIセンサ126上の撮像面430がシグナル432を含む反射光で露光される。シグナルに対応する電荷440がTDIセンサ126に設けられた容量性要素上に蓄積される。 Time t 3 is an example of a time corresponding to the exposure timing. At time t 3 , the subject 101 is irradiated with irradiation light again, and the imaging surface 430 on the TDI sensor 126 is exposed again with reflected light including the signal 432. A charge 440 corresponding to the signal is accumulated on the capacitive element provided in the TDI sensor 126.

時刻tは、読出しタイミングに対応する時刻の一例である。時刻tにおいて再度電荷の転送431bが行われ、電荷の転送431bにより電荷440は、TDIセンサ126の撮像面430において、−x軸方向に1ピクセルだけ移動する。そして、撮像面430上の左端のシグナル433bに対応する電荷が電荷440から読み出される。 Time t 4 is an example of a time corresponding to the read timing. Again the charge transfer 431b at time t 4 is performed, the charge 440 by the transfer 431b of the charge, in the image pickup surface 430 of the TDI sensor 126, moved by one pixel in the -x axis direction. Then, a charge corresponding to the signal 433b at the left end on the imaging surface 430 is read from the charge 440.

以上に記載したように、シグナル432に対して、t、t、…の奇数添え字のタイミングでの露光とt、t4、…の偶数添え字のタイミングでの電荷の転送が繰り返され、電荷の転送と共に左端のシグナルの読み出しが行われる。したがって、撮像面430上の各ピクセルに対してTDIセンサ126の段数の回数の多段露光が行われ、多段露光により各ピクセルに十分な光量および分解能が確保される。 As described above, with respect to signal 432, t 1, t 3, ... odd exposure at the timing of the index and t 2, t 4, ... even-numbered subscripts repeated charge transfer at the timing of the character of the As a result, the leftmost signal is read out together with the transfer of charges. Therefore, multistage exposure is performed for each pixel on the imaging surface 430 as many times as the number of stages of the TDI sensor 126, and sufficient light quantity and resolution are ensured for each pixel by the multistage exposure.

動作制御部150は、TDIセンサ126の露光タイミングを制御する。露光タイミングtおよびt間において、移動体200は、(移動体200の移動速度)×(t−t)の距離だけ移動する。動作制御部150は、t−tの期間にシグナル432が撮像面430上で一段電荷の転送431aおよび432bの方向に移動した状態で露光されるように、露光タイミングtを調整する。 The operation control unit 150 controls the exposure timing of the TDI sensor 126. Between the exposure timings t 1 and t 3 , the moving body 200 moves by a distance of (moving speed of the moving body 200) × (t 3 −t 1 ). Operation control unit 150, as the signal 432 in the period of t 3 -t 1 is exposed in a state of being moved in the direction of transfer 431a and 432b of the first stage charge on the imaging surface 430, to adjust the exposure timing t 3.

即ち、動作制御部150は、移動体200の移動速度、速度変化および振動に応じて、時刻tとtおよびt以降の各露光の間の時間間隔を移動体200の移動速度、速度変化および振動に応じて調整する。したがって、移動体200のx軸方向の振動の影響は、x軸方向の振動を抑制する機構を設けることなくTDIセンサ126の露光タイミングの制御で取り除くことができる。 That is, the operation control unit 150 sets the time interval between each exposure after time t 1 , t 3, and t 3 according to the moving speed, speed change, and vibration of the moving body 200. Adjust according to change and vibration. Therefore, the influence of the vibration of the moving body 200 in the x-axis direction can be removed by controlling the exposure timing of the TDI sensor 126 without providing a mechanism for suppressing the vibration in the x-axis direction.

動作制御部150が行うTDIセンサ126の露光のタイミングの電子的な調整のために、TDIセンサ126に特殊な半導体設計技術を用いた新たな設計を施す必要はない。露光タイミングの調整は、制御方式の変更のみで実現可能である。   In order to electronically adjust the exposure timing of the TDI sensor 126 performed by the operation control unit 150, it is not necessary to apply a new design to the TDI sensor 126 using a special semiconductor design technique. Adjustment of the exposure timing can be realized only by changing the control method.

露光タイミングの制御は、機械的な制御でなく電子的な制御であるため、機械的な制御より速い反応速度を実現する。振動への対応を電子的な制御で行うことは撮像装置100全体から機械的な作動部分を減らすことにつながり、撮像装置100のマウント機構を高剛性かつ低コストにすることも実現する。   Since the exposure timing is controlled electronically rather than mechanically, a faster reaction speed is realized than mechanical control. Performing the response to the vibration by electronic control leads to a reduction in mechanical operation parts from the entire imaging apparatus 100, and also realizes a mounting mechanism of the imaging apparatus 100 with high rigidity and low cost.

図5は、移動体200と被写体101との間の距離Dと、グリッド510との関係を説明するための図である。グリッド510は、撮像部120で撮像される撮像面430に対応する被写体101の領域を指す。   FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the distance D between the moving body 200 and the subject 101 and the grid 510. A grid 510 indicates an area of the subject 101 corresponding to the imaging surface 430 captured by the imaging unit 120.

グリッド510は、移動体200と被写体101との間の距離Dが距離Dから距離Dに変化した場合、グリッド510aからグリッド510bに変化する。例えば、距離Dから距離Dに距離Dが長くなった場合、グリッド510aからグリッド510bにグリッド510の大きさが大きくなる。そのため、被写体101の各点に対応するピクセルが、距離Dの変化によってずれる場合がある。 Grid 510, if the distance D between the moving object 200 and the object 101 is changed from the distance D 1 to the distance D 2, changes from the grid 510a to the grid 510b. For example, if the distance from the distance D 1 to the distance D 2 D becomes longer, the size of the grid 510 from the grid 510a to the grid 510b is increased. Therefore, the pixels corresponding to each point of the subject 101 may be shifted due to the change in the distance D.

動作制御部150は、被写体101の各点に対応するピクセルが、移動体200の移動によってずれないように、光源110および撮像部120の動作を制御する。例えば、動作制御部150は、距離Dから距離Dに距離Dが長くなった場合であっても、被写体101の各点が対応する撮像面430のピクセルに露光されるように、光源110および撮像部120を制御する。これにより、撮像装置100は、距離Dが変化した場合であっても、被写体101の各点に対応する電荷を積算することができる。 The operation control unit 150 controls the operations of the light source 110 and the imaging unit 120 so that the pixels corresponding to the respective points of the subject 101 are not shifted by the movement of the moving body 200. For example, even when the distance D increases from the distance D 1 to the distance D 2 , the operation control unit 150 causes the light source 110 so that each point of the subject 101 is exposed to the pixel on the corresponding imaging surface 430. And controls the imaging unit 120. Thereby, the imaging apparatus 100 can integrate the charges corresponding to each point of the subject 101 even when the distance D changes.

また、動作制御部150は、距離D、移動体200の移動速度V、移動体200の速度変化ΔVおよび撮像部120の振動成分とに基づいて、撮像部120に送信する駆動パルスの間隔ΔTを制御してよい。撮像装置100の振動の影響がない場合、駆動パルスの間隔ΔTは、次式で示される。
[数2]
ΔT=(p×D/f)/V
Further, the operation control unit 150 sets the interval ΔT of the drive pulse transmitted to the imaging unit 120 based on the distance D, the moving speed V of the moving body 200, the speed change ΔV of the moving body 200, and the vibration component of the imaging unit 120. You may control. When there is no influence of vibration of the imaging device 100, the drive pulse interval ΔT is expressed by the following equation.
[Equation 2]
ΔT = (p × D / f) / V

ここで、pはセンサの撮像面430上のピクセルのピクセル幅、fはレンズ122の焦点距離、Dは撮像部120と被写体101との距離、Vは移動体200の移動速度である。なお、動作制御部150は、(数2)式に移動体200の速度変化ΔVおよび撮像部120の振動の影響をさらに考慮に入れてもよい。   Here, p is the pixel width of the pixel on the imaging surface 430 of the sensor, f is the focal length of the lens 122, D is the distance between the imaging unit 120 and the subject 101, and V is the moving speed of the moving body 200. Note that the operation control unit 150 may further take into consideration the influence of the speed change ΔV of the moving body 200 and the vibration of the imaging unit 120 in Equation (2).

図6は、斜面を移動体200が移動する場合において、被写体101を撮影したときに記録される撮像面610、612、および614を示す図である。図6では、移動体200としてトラックを用いる場合に、トラックに撮像部120および測距部160が備えられている図を示している。被写体101を撮影したときの撮像面610がピクセルとともに示されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating imaging surfaces 610, 612, and 614 recorded when the subject 101 is photographed when the moving body 200 moves on the slope. In FIG. 6, when a track is used as the moving body 200, a diagram in which the imaging unit 120 and the distance measuring unit 160 are provided in the track is illustrated. An imaging surface 610 when the subject 101 is photographed is shown together with pixels.

移動体200は、移動方向630に進行する。移動体200が斜面を登り降りするとき、撮像面610を傾ける方向640に撮像面610が回転し、撮像面610の傾斜が変動する。   The moving body 200 proceeds in the moving direction 630. When the moving body 200 moves up and down the slope, the imaging surface 610 rotates in a direction 640 in which the imaging surface 610 is tilted, and the inclination of the imaging surface 610 changes.

移動体200が水平な面を移動する場合、撮像面610における移動方向630の振動の影響は電子的に抑制される。一方、移動体200が斜面を登る場合、振動抑制部141は、方向640の回転は抑制せず、撮像面の傾斜の変動は抑制しない。したがって、斜面を登る移動体200の撮像面は撮像面612に示されるようになる。   When the moving body 200 moves on a horizontal surface, the influence of vibration in the moving direction 630 on the imaging surface 610 is electronically suppressed. On the other hand, when the moving body 200 climbs the slope, the vibration suppressing unit 141 does not suppress the rotation in the direction 640 and does not suppress the change in the inclination of the imaging surface. Accordingly, the imaging surface of the moving body 200 that climbs the slope is indicated by the imaging surface 612.

振動抑制部141は、方向640の傾斜の変動を抑制しない。仮に、振動抑制部141が方向640に対しても撮像面を安定化する場合、その撮像面は撮像面614のようになる。振動抑制部141が撮像面614のように撮像面を安定化すると、水平面走行時から斜面を登る間に時間的に連続的に撮像される画像はかえって電荷の転送方向に対し、垂直な方向にぶれを生じた画像となる。振動抑制部141は、方向640の傾斜の変動を抑制しないので、被写体101を安定して撮像することができる。   The vibration suppressing unit 141 does not suppress the fluctuation of the inclination in the direction 640. If the vibration suppression unit 141 stabilizes the imaging surface even in the direction 640, the imaging surface becomes like the imaging surface 614. When the vibration suppression unit 141 stabilizes the image pickup surface like the image pickup surface 614, an image continuously picked up temporally while climbing the slope from the time of running on a horizontal plane is rather perpendicular to the charge transfer direction. The image is blurred. Since the vibration suppressing unit 141 does not suppress a change in the inclination in the direction 640, the subject 101 can be imaged stably.

図7Aは、移動体200に与えられる振動成分および回転成分を説明するための図である。移動体200には、x軸周りの回転成分711と、y軸周りの回転成分712と、z軸周りの回転成分713と、x軸振動成分721と、y軸振動成分722と、z軸振動成分723との6つの成分が与えられる。x軸周りの回転成分711は、ロールと呼ばれる。y軸周りの回転成分712はピッチと呼ばれる。z軸周りの回転成分713はヨーと呼ばれる。   FIG. 7A is a diagram for explaining a vibration component and a rotation component given to the moving body 200. The moving body 200 includes a rotation component 711 around the x axis, a rotation component 712 around the y axis, a rotation component 713 around the z axis, an x axis vibration component 721, a y axis vibration component 722, and a z axis vibration. Six components with component 723 are given. The rotation component 711 around the x axis is called a roll. The rotation component 712 around the y axis is called a pitch. The rotation component 713 around the z-axis is called yaw.

x軸振動成分721は、TDIセンサ126の露光タイミングの制御により抑制される。y軸振動成分722は、被写界深度に吸収される。但し、y軸振動成分722は、振動抑制部141には抑制されない。被写体101の表面形状には、元来凹凸があり得るので、表面の凹凸形状の影響と共に、y軸振動成分722の影響は、被写界深度で対応することが好適である。z軸振動成分723は、振動抑制部141により、機械的に抑制される。   The x-axis vibration component 721 is suppressed by controlling the exposure timing of the TDI sensor 126. The y-axis vibration component 722 is absorbed by the depth of field. However, the y-axis vibration component 722 is not suppressed by the vibration suppression unit 141. Since the surface shape of the subject 101 may originally have unevenness, it is preferable that the influence of the y-axis vibration component 722 corresponds to the depth of field together with the influence of the surface unevenness shape. The z-axis vibration component 723 is mechanically suppressed by the vibration suppression unit 141.

x軸周りの回転成分711は、z軸方向の並進運動と共に、振動抑制部141により機械的に抑制される。x軸周りの回転成分711およびz軸振動成分723は、撮像する画像のぶれにつながるので、適切に振動抑制部141により抑制することが好適である。   The rotation component 711 around the x axis is mechanically suppressed by the vibration suppressing unit 141 along with the translational motion in the z axis direction. Since the rotation component 711 and the z-axis vibration component 723 around the x-axis lead to blurring of the image to be captured, it is preferable to appropriately suppress the vibration suppression unit 141.

z軸周りの回転成分713は、微小振動である場合、x軸振動成分721と同視できる。したがって、x軸振動成分721と同様に、この影響は、TDIセンサ126のタイミング制御により電子的に除去される。   When the rotation component 713 around the z-axis is minute vibration, it can be equated with the x-axis vibration component 721. Therefore, similar to the x-axis vibration component 721, this influence is electronically removed by the timing control of the TDI sensor 126.

y軸周りの回転成分712は、センサの撮像面430の傾斜に影響する。センサの撮像面430の傾斜に関しては、機械的なスタビライザは設けない。水平面を移動する移動体200においては、このような振動は1%以下でしか生じない。図6のように斜面を移動する場合には、移動体200全体の傾斜に応じて撮像部120も傾斜し、撮像される画像の連続性も保たれる。   The rotation component 712 around the y-axis affects the tilt of the imaging surface 430 of the sensor. No mechanical stabilizer is provided for the inclination of the imaging surface 430 of the sensor. In the moving body 200 that moves on a horizontal plane, such vibration occurs only at 1% or less. When moving on a slope as shown in FIG. 6, the imaging unit 120 is tilted according to the tilt of the entire moving body 200, and the continuity of captured images is maintained.

y軸周りの回転成分712およびz軸周りの回転成分713は、撮像部120を設ける場所によって、撮像部120に与える影響が異なり、撮像部120がy軸方向又はz軸方向以外の方向に向けられる場合には、互いの影響は混合する。TDIセンサ126のタイミングの制御においては、y軸周りの回転成分712およびz軸周りの回転成分713の影響に対して撮像部120を設けた場所それぞれで適切にタイミング制御が行われる。   The rotational component 712 around the y-axis and the rotational component 713 around the z-axis have different effects on the imaging unit 120 depending on where the imaging unit 120 is provided, and the imaging unit 120 is directed in a direction other than the y-axis direction or the z-axis direction. When done, their influences mix. In the control of the timing of the TDI sensor 126, timing control is appropriately performed at each location where the imaging unit 120 is provided with respect to the influence of the rotation component 712 around the y axis and the rotation component 713 around the z axis.

図7Bは、撮像装置100の構成の一例を示す。撮像装置100は、スタビライザ142上に六軸センサ752を備える。また、撮像装置100は、動作制御部150上に設けられた六軸センサ754を備える。   FIG. 7B shows an example of the configuration of the imaging apparatus 100. The imaging apparatus 100 includes a six-axis sensor 752 on the stabilizer 142. In addition, the imaging apparatus 100 includes a six-axis sensor 754 provided on the operation control unit 150.

六軸センサ752および六軸センサ754は、x軸周りの回転成分711と、y軸周りの回転成分712と、z軸周りの回転成分713と、x軸振動成分721と、y軸振動成分722と、z軸振動成分723との6つの成分を検出する。例えば、x軸振動成分721と、y軸振動成分722と、z軸振動成分723とが、加速度検出部で検出される。x軸周りの回転成分711と、y軸周りの回転成分712と、z軸周りの回転成分713とがジャイロセンサで検出される。   The six-axis sensor 752 and the six-axis sensor 754 include a rotation component 711 around the x axis, a rotation component 712 around the y axis, a rotation component 713 around the z axis, an x axis vibration component 721, and a y axis vibration component 722. And six components of z-axis vibration component 723 are detected. For example, an x-axis vibration component 721, a y-axis vibration component 722, and a z-axis vibration component 723 are detected by the acceleration detection unit. A gyro sensor detects a rotation component 711 around the x axis, a rotation component 712 around the y axis, and a rotation component 713 around the z axis.

六軸センサ752および六軸センサ754は、スタビライザ142およびマウント350のいずれに設けられていてもよい。本例の六軸センサ752および六軸センサ754は、スタビライザ142およびマウント350の両方に設けられている。ジャイロセンサは動きに応じて反応するため、スタビライザ142およびマウント350の両方に設けることで、振動をより精密かつ高速に検出することができる。   The six-axis sensor 752 and the six-axis sensor 754 may be provided on either the stabilizer 142 or the mount 350. The six-axis sensor 752 and the six-axis sensor 754 of this example are provided on both the stabilizer 142 and the mount 350. Since the gyro sensor reacts according to the movement, vibrations can be detected more precisely and at high speed by providing both the stabilizer 142 and the mount 350.

スタビライザ142として、パッシブスタビライザおよびアクティブスタビライザのいずれを使用してもよい。パッシブスタビライザは、フリー回転のみにより回転成分を機械的に除去する。パッシブスタビライザは、スタビライザ142の回転軸が重力方向に垂直に設置され、剛体の重心を貫く。パッシブスタビライザは、回転軸の摩擦が無視出来る場合には、等速的な回転以外の回転運動を伝達しない性質がある。   As the stabilizer 142, either a passive stabilizer or an active stabilizer may be used. The passive stabilizer mechanically removes the rotational component only by free rotation. In the passive stabilizer, the rotational axis of the stabilizer 142 is installed perpendicular to the direction of gravity and penetrates the center of gravity of the rigid body. Passive stabilizers have the property of not transmitting rotational motion other than constant speed rotation when the friction of the rotating shaft can be ignored.

一方、アクティブスタビライザは、モータによる駆動力での制御を含む。アクティブスタビライザは、パッシブスタビライザと同様に重力による自発的な制御を含んでよい。アクティブスタビライザは、パッシブスタビライザの回転軸の摩擦、回転軸の重心からのずれ、等速回転運動などにより生じるパッシブ的な制御のみで取り除けない振動もより精密に取り除くことが可能である。   On the other hand, the active stabilizer includes control with a driving force by a motor. Active stabilizers may include spontaneous control by gravity, similar to passive stabilizers. The active stabilizer can more accurately remove vibrations that cannot be removed only by passive control caused by friction of the rotating shaft of the passive stabilizer, deviation from the center of gravity of the rotating shaft, constant-speed rotational motion, and the like.

図8Aは、レンズ812のシフトを説明するための図である。同図は、レンズ812を使用して被写体101を撮影する場合に結像面814に画像を結像する形態を図示する。   FIG. 8A is a diagram for explaining the shift of the lens 812. This figure illustrates a form in which an image is formed on the imaging plane 814 when the subject 101 is photographed using the lens 812.

被写体101の画像をレンズ812を通して結像面814上に結像させる。この場合、レンズ812の中心点を通る光軸に対し、伸びる結像面814に対応する被写体101は、レンズ812に対し上下に対称に伸びる。   The image of the subject 101 is imaged on the imaging surface 814 through the lens 812. In this case, the subject 101 corresponding to the image plane 814 extending with respect to the optical axis passing through the center point of the lens 812 extends symmetrically with respect to the lens 812.

図8Bは、レンズ812のシフトを説明するための図である。本例のレンズ822は、被写体101に対して傾けて配置されている。レンズ822の光軸に対し被写体101よりさらに遠位に延伸する被写体101を撮影する場合に結像面824に画像を結像する形態である。   FIG. 8B is a diagram for explaining the shift of the lens 812. In this example, the lens 822 is inclined with respect to the subject 101. In this mode, an image is formed on the imaging plane 824 when the subject 101 extending farther than the subject 101 is photographed with respect to the optical axis of the lens 822.

レンズ822の光軸に対し被写体101よりさらに遠位に延伸する被写体101の画像を結像面824上に結像させた場合、被写体101全体をレンズ822の視野に収めるためには図8Bのように仰角をつけた撮影が行われる。このとき結像面824は、図8Bに示したように斜めに結像することになり、被写体101の上端に向かうにつれ、幅が先細りする画像826を結像させることとなる。   When an image of the subject 101 extending further distal to the subject 101 with respect to the optical axis of the lens 822 is formed on the imaging plane 824, in order to fit the entire subject 101 in the field of view of the lens 822, as shown in FIG. Shooting with an angle of elevation. At this time, the imaging surface 824 forms an image obliquely as shown in FIG. 8B, and an image 826 whose width is tapered toward the upper end of the subject 101 is formed.

図8Cは、レンズ812のシフトを説明するための図である。レンズ833に対してシフトさせたレンズ832を用いて、レンズ833の光軸に対し、被写体101より遠位に延伸する被写体101を撮影する場合に結像面834に画像を結像させる形態である。   FIG. 8C is a diagram for explaining the shift of the lens 812. In this mode, an image is formed on the imaging plane 834 when the subject 101 extending farther than the subject 101 is photographed with respect to the optical axis of the lens 833 using the lens 832 shifted with respect to the lens 833. .

シフトさせたレンズ832は、レンズ833に対して光軸を図面上の上方向にシフトしている。このようなレンズにおいては、被写体面において光軸から図面上の上方向にシフトした被写体101と、図面上の下方向にシフトした結像面834が対応し、仰角をつけて被写体101を仰ぎ見ることなく、結像面834上に画像を結像させている。また、シフトさせたレンズ832は、被写体101全体を画像を歪ませることなく等幅の画像836として結像面834上に結像させる。   The shifted lens 832 has the optical axis shifted upward in the drawing relative to the lens 833. In such a lens, the subject 101 shifted upward in the drawing from the optical axis on the subject surface corresponds to the imaging surface 834 shifted in the downward direction on the drawing, and the subject 101 is looked up at an elevation angle. The image is formed on the image plane 834 without any problem. Further, the shifted lens 832 forms an image of the entire subject 101 on the imaging surface 834 as an equal width image 836 without distorting the image.

このように、レンズ122は、シフト可能なレンズであってよい。一例において、動作制御部150は、撮像部120と被写体101との距離Dに応じて、レンズ122のシフト量を調整する。   Thus, the lens 122 may be a shiftable lens. In one example, the operation control unit 150 adjusts the shift amount of the lens 122 according to the distance D between the imaging unit 120 and the subject 101.

撮像部120を被写体101に正対して設置した状態のままで撮像範囲をシフトすることで、被写体101上の広い領域の撮影が可能となる。これにより、レンズの視野全体にわたり、1ピクセルに相当する壁面上の水平距離が一定であることが保証される。TDIセンサ126の撮像面430上の1ピクセルのピクセル幅pに対する被写体上のx軸方向距離が、z軸方向にわたって均一となる点好適である。   A wide area on the subject 101 can be shot by shifting the imaging range while the imaging unit 120 is placed facing the subject 101. This ensures that the horizontal distance on the wall corresponding to one pixel is constant over the entire field of view of the lens. It is preferable that the x-axis direction distance on the subject with respect to the pixel width p of one pixel on the imaging surface 430 of the TDI sensor 126 is uniform over the z-axis direction.

図9Aは、レンズ930により結像面910に被写体101を写す形態を図示した概念図である。レンズ930の被写界深度が、被写界深度940である。   FIG. 9A is a conceptual diagram illustrating a form in which the subject 101 is photographed on the imaging plane 910 by the lens 930. The depth of field of the lens 930 is the depth of field 940.

結像面910上で、被写体101の像は、被写界深度940と被写体101とが交わる領域にフォーカスが合う。本例では、被写体101のうち、距離d1部分にのみフォーカスが合っている。   On the image plane 910, the image of the subject 101 is focused on the area where the depth of field 940 and the subject 101 intersect. In this example, only the distance d1 portion of the subject 101 is in focus.

図9Bは、ティルトさせたレンズ932により結像面910に被写体101を写す形態を示した概念図である。ティルトさせたレンズ932の被写界深度は、被写界深度942である。   FIG. 9B is a conceptual diagram showing a form in which the subject 101 is photographed on the imaging plane 910 by the tilted lens 932. The tilted lens 932 has a depth of field of 942.

結像面910上で、被写体101が結像する画像は、被写界深度942と対象920とが交わる領域にフォーカスが合わされた画像となる。本例では、被写体101のうち、距離d2の領域にまでフォーカスが合っている。   An image formed by the subject 101 on the imaging plane 910 is an image focused on a region where the depth of field 942 and the target 920 intersect. In this example, the subject 101 is focused on the area of the distance d2.

図9Cにおいては、逆ティルトさせたレンズ934により結像面910に被写体101を写す形態を図示した概念図である。逆ティルトさせたレンズ934の被写界深度が被写界深度944である。   FIG. 9C is a conceptual diagram illustrating a form in which the subject 101 is captured on the image plane 910 by the reversely tilted lens 934. The depth of field of the reverse tilted lens 934 is the depth of field 944.

結像面910上で、被写体101の像は、被写界深度944と被写体101とが交わる領域にフォーカスが合うこととなる。したがって、被写体101のうち、距離d3の領域にまでフォーカスが合うこととなる。   On the image plane 910, the image of the subject 101 is focused on the area where the depth of field 944 and the subject 101 intersect. Accordingly, the subject 101 is focused on the area of the distance d3.

撮像装置100は、レンズ122としてティルト又は逆ティルト可能なレンズを採用することができる。測距部160は、動作制御部150に撮像部120と被写体101との距離Dを測定する。動作制御部150は、測距部160が測定した距離Dに応じて、レンズ122をティルト又は逆ティルトさせるように制御する。これにより、撮像装置100は、被写体101がz軸方向から大きく傾斜し、レンズのシフト動作では対応出来ない傾斜に対しても広い範囲にフォーカスを合わせることが可能となる。   The imaging apparatus 100 can employ a tiltable or reverse tiltable lens as the lens 122. The distance measuring unit 160 measures the distance D between the imaging unit 120 and the subject 101 with the operation control unit 150. The operation control unit 150 controls the lens 122 to tilt or reverse tilt according to the distance D measured by the distance measuring unit 160. As a result, the imaging apparatus 100 can focus on a wide range even when the subject 101 is greatly inclined from the z-axis direction and the inclination cannot be accommodated by the lens shift operation.

図10は、レンズの色収差について説明する概念図である。被写体101のうちの対象点1011から反射光が照射される。図面上、レンズ1020にレンズの中心点1022を通る光軸が示されている。反射光は、レンズ1020内をレンズの表面での屈折を伴いながら透過する。焦点距離は、光軸と交わる点上に波長毎に異なる。   FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the chromatic aberration of the lens. Reflected light is emitted from a target point 1011 of the subject 101. In the drawing, the optical axis passing through the lens center point 1022 is shown in the lens 1020. The reflected light is transmitted through the lens 1020 with refraction at the lens surface. The focal length differs for each wavelength on the point where it intersects the optical axis.

波長λを有する赤色光1012は、光軸上のレンズの中心点1022から遠位に焦点を有する。波長λを有する青色光1014は、光軸上のレンズの中心点1022から近位に焦点を有する。そのように波長による屈折率の差により、反射光の波長毎の焦点距離の差が生じる。したがって、対象点1011から照射された白色光の焦点距離には差が生じ、この現象は軸上色収差と呼ばれる。逆に、所望の焦点距離を得るためには、照射光の光を波長λにすることができる。波長λの反射光1016の光路が図10に示されている。 Red light 1012 having wavelength λ R has a focal point distal from the center point 1022 of the lens on the optical axis. Blue light 1014 having wavelength λ B has a focal point proximal from the center point 1022 of the lens on the optical axis. As such, the difference in the refractive index depending on the wavelength causes a difference in focal length for each wavelength of the reflected light. Therefore, a difference occurs in the focal length of the white light emitted from the target point 1011. This phenomenon is called axial chromatic aberration. Conversely, in order to obtain a desired focal length can be a light of the irradiated light on the wavelength lambda D. The optical path of the reflected light 1016 of a wavelength lambda D is shown in Figure 10.

被写体101からの反射光が単色光である場合、凹凸を有する被写体101を撮影すると、凹凸に応じて、受光側で光軸上の異なる位置に結像位置を生じる。光源110が、レーザやプロジェクタ等の複数波長又は可変波長の光源である場合に、測距部160は、撮像装置100と被写体101との距離を信号として送り、当該信号に応じて、動作制御部150は、色収差を利用し、受光側の結像位置が光軸上で等距離になるように光源110の照射光の波長を制御する。   When the reflected light from the subject 101 is monochromatic light, if the subject 101 having an unevenness is photographed, an imaging position is generated at a different position on the optical axis on the light receiving side according to the unevenness. When the light source 110 is a multi-wavelength or variable wavelength light source such as a laser or a projector, the distance measuring unit 160 sends a distance between the imaging device 100 and the subject 101 as a signal, and an operation control unit according to the signal 150 uses chromatic aberration to control the wavelength of the light emitted from the light source 110 so that the imaging positions on the light receiving side are equidistant on the optical axis.

上述の照射光の波長の制御により、壁面が平面ではなく複雑な凹凸を持つ場合にも対応した視野全体でのフォーカス位置を調整することができる。また、移動体200が高速に移動する移動体200である場合、移動体200の移動面上に段差があり、段差通過時に撮像装置100と被写体101との距離が変動し、機械的なフォーカス位置調整では間に合わない場合にも、被写体101に正確にフォーカスを合わせることができる。   By controlling the wavelength of the irradiation light described above, it is possible to adjust the focus position in the entire visual field corresponding to the case where the wall surface is not a flat surface but has complicated irregularities. Further, when the moving body 200 is a moving body 200 that moves at a high speed, there is a step on the moving surface of the moving body 200, and the distance between the imaging device 100 and the subject 101 fluctuates when passing through the step, and the mechanical focus position. Even when the adjustment is not in time, the subject 101 can be accurately focused.

被写体101がトンネル内壁であるとき、トンネルの内壁は一般に撮像部120と向いている方向に対し平坦でなく、凹凸を有し精密な測定では撮像部120の視野内でフォーカスが合わない箇所を有する場合がある。測距部160は、視野内の中心付近の距離の測定から定めた代表値、又は、視野内の複数個所の測定からの平均値のいずれかの一自由度の値にフォーカス位置を定めるのではなく、視野全体をカバーするように被写体の上下方向に2以上の場所の距離を測定する。   When the subject 101 is the inner wall of the tunnel, the inner wall of the tunnel is generally not flat in the direction facing the imaging unit 120, and has a portion that is uneven and has a focus that is out of focus in the field of view of the imaging unit 120 in precise measurement. There is a case. The distance measuring unit 160 does not determine the focus position to a value of one degree of freedom, either a representative value determined from the measurement of the distance near the center in the field of view, or an average value from measurements at a plurality of locations in the field of view. Instead, the distance between two or more places is measured in the vertical direction of the subject so as to cover the entire field of view.

測距部160は、被写体101の3次元情報を取得する。測距部160は、取得した3次元情報を記録部170に保存してもよい。   The distance measuring unit 160 acquires three-dimensional information of the subject 101. The distance measuring unit 160 may store the acquired three-dimensional information in the recording unit 170.

動作制御部150は、測距部160が取得した被写体101の3次元情報に応じて、光源110および調整部124を制御する。一例において、動作制御部150は、被写体101の各点に照射する照射光の波長を制御する。例えば、動作制御部150は、複数の波長または可変波長を有する光源110に対し、適切な波長の照射光を被写体101の各領域に分けて照射させる。また、動作制御部150は、レンズ122の高さ位置(シフト量)、およびレンズ122の傾き(ティルト量)を調整することにより、調整部124を制御してよい。   The operation control unit 150 controls the light source 110 and the adjustment unit 124 according to the three-dimensional information of the subject 101 acquired by the distance measuring unit 160. In one example, the operation control unit 150 controls the wavelength of irradiation light that irradiates each point of the subject 101. For example, the operation control unit 150 irradiates the light source 110 having a plurality of wavelengths or variable wavelengths with irradiation light having an appropriate wavelength in each region of the subject 101. The operation control unit 150 may control the adjustment unit 124 by adjusting the height position (shift amount) of the lens 122 and the tilt (tilt amount) of the lens 122.

図11は、被写体101からの反射光に対して、センサが有する波長に応じた異なるセンサ感度を図示するグラフである。TDIセンサ126は、モノクロセンサであってよい。モノクロセンサは、波長λに対して感度f(λ)、波長λに対して感度f(λ)を有する。 FIG. 11 is a graph illustrating different sensor sensitivities depending on the wavelength of the sensor with respect to the reflected light from the subject 101. The TDI sensor 126 may be a monochrome sensor. Monochrome sensor has a sensitivity f (λ 2) with respect to sensitivity f (lambda 1), the wavelength lambda 2 with respect to the wavelength lambda 1.

このような場合に、f(λ)に応じて波長λの照射光の強度を調整することにより、f(λ)×(強度)を一定にすることができる。TDIセンサ126の感度における波長特性に応じて、光源110の照射光の各波長に対する強度を調整することにより、波長特性の影響を補償することができる。例えば、光源110は、TDIセンサ126の感度が低い波長λにおいて、TDIセンサ126の感度が高い波長λよりも、照射光の強度を強くする。   In such a case, f (λ) × (intensity) can be made constant by adjusting the intensity of the irradiation light having the wavelength λ according to f (λ). The influence of the wavelength characteristic can be compensated for by adjusting the intensity of the light emitted from the light source 110 with respect to each wavelength in accordance with the wavelength characteristic in the sensitivity of the TDI sensor 126. For example, the light source 110 increases the intensity of irradiation light at the wavelength λ where the sensitivity of the TDI sensor 126 is low, compared to the wavelength λ where the sensitivity of the TDI sensor 126 is high.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100・・・撮像装置、101・・・被写体、110・・・光源、120・・・撮像部、122・・・レンズ、124・・・調整部、126・・・TDIセンサ、130・・・速度検出部、140・・・振動検出部、141・・・振動抑制部、142・・・スタビライザ、144・・・ダンパ、150・・・動作制御部、160・・・測距部、170・・・記録部、200・・・移動体、210・・・撮像範囲、211a、211b、211c・・・撮像範囲、230・・・システム、310・・・照射範囲、312・・・撮像範囲、341・・・撮像制御部、342・・・光源制御部、343・・・CPU、344・・・クロック、350・・・マウント、420・・・照射面、422・・・欠陥、430・・・撮像面、431a、431b・・・電荷の転送、432・・・シグナル、433a・・・左端のシグナル、433b・・・左端のシグナル、440・・・電荷、510a、510b・・・グリッド、610、612、614・・・撮像面、630・・・移動方向、640・・・方向、711・・・x軸周りの回転成分、712・・・y軸周りの回転成分、713・・・z軸周りの回転成分、721・・・x軸振動成分、722・・・y軸振動成分、723・・・z軸振動成分、752・・・六軸センサ、754・・・六軸センサ、812・・・レンズ、814・・・結像面、822・・・レンズ、824・・・結像面、826・・・先細りする画像、832・・・シフトさせたレンズ、833・・・レンズ、834・・・結像面、836・・・等幅の画像、910・・・結像面、920・・・対象、930・・・レンズ、932・・・ティルトさせたレンズ、934・・・逆ティルトさせたレンズ、940・・・被写界深度、942・・・被写界深度、944・・・被写界深度、1011・・・対象点、1012・・・赤色光、1014・・・青色光、1016・・・波長λの反射光、1020・・・レンズ、1022・・・レンズの中心点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Imaging device, 101 ... Subject, 110 ... Light source, 120 ... Imaging part, 122 ... Lens, 124 ... Adjustment part, 126 ... TDI sensor, 130 ... Speed detection unit 140 ... vibration detection unit 141 ... vibration suppression unit 142 ... stabilizer 144 ... damper 150 ... operation control unit 160 ... ranging unit 170 ..Recording unit, 200 ... moving body, 210 ... imaging range, 211a, 211b, 211c ... imaging range, 230 ... system, 310 ... irradiation range, 312 ... imaging range, 341: Imaging control unit, 342 ... Light source control unit, 343 ... CPU, 344 ... Clock, 350 ... Mount, 420 ... Irradiation surface, 422 ... Defect, 430 ... -Imaging surface, 431a, 431 ... Charge transfer, 432 ... Signal, 433a ... Left edge signal, 433b ... Left edge signal, 440 ... Charge, 510a, 510b ... Grid, 610, 612, 614 ... Imaging surface, 630... Moving direction, 640... Direction, 711... Rotation component around the x axis, 712... Rotation component around the y axis, 713. 721 ... x-axis vibration component, 722 ... y-axis vibration component, 723 ... z-axis vibration component, 752 ... six-axis sensor, 754 ... six-axis sensor, 812 ... lens, 814 ... imaging plane, 822 ... lens, 824 ... imaging plane, 826 ... tapered image, 832 ... shifted lens, 833 ... lens, 834 ... imaging Surface, 836 ... Equal width image, 910 ... Image plane, 920 ... object, 930 ... lens, 932 ... tilted lens, 934 ... reverse tilted lens, 940 ... depth of field, 942 ... subject Depth of field, 944 ... Depth of field, 1011 ... Target point, 1012 ... Red light, 1014 ... Blue light, 1016 ... Reflected light of wavelength [lambda] D , 1020 ... Lens, 1022... Center point of the lens

Claims (11)

被写体と相対的に移動する移動体上に設けられる撮像装置であって、
前記被写体に照射光を照射する光源と、
前記被写体からの反射光に応じた電荷を蓄積し、前記移動体の移動量に応じて前記電荷を転送するTDI方式のセンサを含む撮像部と、
前記電荷の転送方向において、前記移動体の振動による前記撮像部の振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部が検出した前記電荷の転送方向の振動の検出結果に基づいて、前記電荷を転送するタイミングを制御する制御部と
を備える、撮像装置。
An imaging device provided on a moving body that moves relative to a subject,
A light source for irradiating the subject with irradiation light;
An imaging unit including a TDI type sensor that accumulates electric charge according to reflected light from the subject and transfers the electric charge according to a moving amount of the moving body;
A vibration detection unit that detects vibration of the imaging unit due to vibration of the moving body in the charge transfer direction;
An imaging apparatus comprising: a control unit that controls timing of transferring the charge based on a detection result of vibration in the transfer direction of the charge detected by the vibration detection unit.
前記振動検出部は、前記移動体の回転成分を検出するジャイロセンサを備える、請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the vibration detection unit includes a gyro sensor that detects a rotational component of the moving body. 前記振動検出部は、前記移動体の速度変化に応じた前記撮像部の速度変化を検出し、
前記制御部は、前記振動検出部が検出した、前記撮像部の前記振動および前記撮像部の前記速度変化に基づいて、前記電荷を転送するタイミングを制御する、
請求項1又は2に記載の撮像装置。
The vibration detection unit detects a speed change of the imaging unit according to a speed change of the moving body,
The control unit controls the timing of transferring the charge based on the vibration of the imaging unit and the speed change of the imaging unit detected by the vibration detection unit.
The imaging device according to claim 1 or 2.
前記撮像部の振動を抑制する振動抑制部をさらに備え、
前記振動抑制部は、前記電荷の転送方向に対して垂直な方向の前記撮像部の撮像面の振動を抑制する、請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置。
A vibration suppression unit for suppressing vibration of the imaging unit;
4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the vibration suppression unit suppresses vibration of an imaging surface of the imaging unit in a direction perpendicular to the charge transfer direction. 5.
前記振動抑制部は、前記電荷の転送方向の、鉛直方向に対する傾斜の変動を抑制しない、請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the vibration suppressing unit does not suppress a change in inclination of the charge transfer direction with respect to a vertical direction. 前記振動抑制部は、前記撮像面の奥行き方向の振動を抑制しない、請求項4または5に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the vibration suppressing unit does not suppress vibration in the depth direction of the imaging surface. 前記被写体と前記撮像装置との距離を測定する測距部をさらに備え、
前記制御部は、前記測距部の測定結果を更に用いて、前記電荷を転送するタイミングの制御を行う、請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置。
A distance measuring unit for measuring a distance between the subject and the imaging device;
The imaging device according to claim 1, wherein the control unit further controls a timing of transferring the charge by further using a measurement result of the distance measuring unit.
前記測距部は、前記被写体の上下方向における2以上の場所の距離を測定し、
前記制御部は、前記測距部の測定結果に応じて、前記被写体に対する前記撮像部のレンズの傾きを制御する、請求項7に記載の撮像装置。
The distance measuring unit measures the distance between two or more places in the vertical direction of the subject,
The imaging device according to claim 7, wherein the control unit controls an inclination of a lens of the imaging unit with respect to the subject according to a measurement result of the distance measuring unit.
前記測距部は、前記被写体の上下方向における2以上の場所の距離を測定し、
前記制御部は、前記測距部の測定結果に応じて、前記被写体に対する前記撮像部のレンズの高さ位置を制御する、請求項7または8に記載の撮像装置。
The distance measuring unit measures the distance between two or more places in the vertical direction of the subject,
The imaging device according to claim 7 or 8, wherein the control unit controls a height position of a lens of the imaging unit with respect to the subject according to a measurement result of the distance measuring unit.
前記測距部は、前記被写体上の各点の3次元情報を測定し、
前記制御部は、前記測距部が測定した前記被写体の3次元情報に応じて、前記各点に照射する前記照射光の波長を制御する、請求項7から9のいずれか一項に記載の撮像装置。
The distance measuring unit measures three-dimensional information of each point on the subject,
The said control part controls the wavelength of the said irradiation light irradiated to each said point according to the three-dimensional information of the said object which the said ranging part measured, The any one of Claim 7 to 9 Imaging device.
被写体に対して相対的に移動する移動体と、
請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像装置と
を備える、撮像システム。
A moving body that moves relative to the subject;
An imaging system comprising: the imaging device according to any one of claims 1 to 10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210070702A (en) * 2019-12-05 2021-06-15 광주과학기술원 Image processing apparatus and image processing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016125949A (en) * 2015-01-07 2016-07-11 株式会社日立製作所 Surface inspection device of structure and surface inspection method thereof
JP2017003404A (en) * 2015-06-10 2017-01-05 株式会社日立製作所 Defect inspection method and device
JP2017126498A (en) * 2016-01-14 2017-07-20 株式会社荏原製作所 Inspection device and inspection method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016125949A (en) * 2015-01-07 2016-07-11 株式会社日立製作所 Surface inspection device of structure and surface inspection method thereof
JP2017003404A (en) * 2015-06-10 2017-01-05 株式会社日立製作所 Defect inspection method and device
JP2017126498A (en) * 2016-01-14 2017-07-20 株式会社荏原製作所 Inspection device and inspection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210070702A (en) * 2019-12-05 2021-06-15 광주과학기술원 Image processing apparatus and image processing method
KR102276863B1 (en) * 2019-12-05 2021-07-14 광주과학기술원 Image processing apparatus and image processing method

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