JP2524644Y2 - 画像処理用撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、画像処理のために、平面上の２点を１台の
撮像カメラで撮影する装置に関する。

〔従来の技術〕

平面上の２点を画像処理で認識する場合に、それらの
２点が同時に画面上に現れなければならない。

従来、２点が充分に離れているときには、各点毎にカ
メラを配置し、２台のカメラを用いてそれぞれの点の撮
影を行い、また２点が接近しているときには、１台のカ
メラで検査可能な倍率で撮影し、画像処理によって評価
している。

ところが、CCDカメラ等の工業用カメラで２点を同時
に撮影するとき、画素数に制限があるため、２点間の距
離に比較して各点が小さいと、それぞれの点が精密に評
価できなくなり、微細な対象物の認識が困難となる。

なお、２点の距離がカメラを２台使わなければならな
いほど離れていないときには、２面鏡または２枚鏡光学
系を使用できる。この２面鏡または２枚鏡光学系は、通
常、双眼鏡や視覚顕微鏡などで直角プリズムや平行な２
面鏡によって実用化されている。しかし、この２面鏡光
学系は、組み込み部分に光路を屈曲させるに充分な空間
を必要とするため、小さな対象物の観測や、狭い観測空
間に組み込めない。

〔考案の目的〕

したがって、本考案の目的は、１台のカメラで平面上
の２点間を１台のカメラで高倍率のもとに観測できるよ
うにすることである。

〔考案の解決手段〕

上記目的の下に、本考案は、平面上の撮像対象の２点
に向けて撮像カメラを配置し、この撮像カメラの対物レ
ンズの前に、両面平行で対物レンズの光軸側端面に三角
波状の反射面を有するプリズムを撮像対象の少なくとも
１点に対向させて介在させ、対物レンズの光軸に対して
プリズムの傾き角を撮像対象側で鈍角に設定することに
よって、プリズムにより２点の像を視野の中央の方向に
接近させるようにしている。

また、本考案は、全反射、複反射によるハレーション
を防止するために、プリズムの端面に三角波状の反射面
を形成している。

〔考案の作用〕

上記のように、両面平行なプリズムが平面上の２点を
対物レンズの光軸方向にそって幅寄せ方向に接近させる
ため、撮像カメラは、撮像対象の２点を充分に接近させ
た状態で、適切な倍率で撮影できることになる。したが
って、通常の方法で撮像対象の各点を評価するのに必要
な倍率にて、撮像対象の２点が平面上で１台のカメラの
視野以上に離れていても、適切な倍率で２点を同時に撮
影できることになる。このため、画像処理の分野でも、
２点の認識が画像処理に適切な倍率の下に、正確に行え
る。

プリズムの光軸側端面に三角波状の反射面が形成され
ているため、撮像過程で、その部分での全反射や複反射
によるハレーションがなくなり、鮮明な画像の撮像が可
能となる。

〔実施例１〕 第１図は、本考案の画像処理用撮像装置１の構成を示
している。

この画像処理用撮像装置１は、撮像対象１と撮像カメ
ラ３との間で両面平行なプリズム４を備えている。撮像
対象２は、例えば工業製品であり、平面上で検査対象の
２点P1、P2を所定の距離のもとに備えている。また、撮
像カメラ３は、例えばCCDカメラなどであり、上記２点P
1、P2に向けて対向している。

そして、プリズム４は、両面平行な透明体によって構
成されており、撮像カメラ３の前面にあって、撮像対象
２と撮像カメラ３の対物レンズ５との間に介在してい
る。このプリズム４は、対応の点P1を対物レンズ５の光
軸（一点鎖線）の方向に幅寄せするために、光軸に対し
対物レンズ側で鋭角の傾き角θを形成している。なお、
このプリズム４は、図示しない適当な支持手段によって
保持されており、傾き角θを調整できる状態で、また光
軸方向に移動できる状態となっている。

このプリズム４の光軸側端面は、全反射、複反射によ
るハレーションの防止のために、三角波状の反射面６と
して形成されている。

撮像時に、一方の点P1の光束は、プリズム４の入射面
で平行のまま屈曲し、また反射面で入射光と同じ角度で
屈曲しながら入射光となって、光軸方向に幅寄せされ、
撮像カメラ３の対物レンズ５に入射する。このように、
屈折過程で、点P1の光束は、平行光束のまま対物レンズ
５の光軸方向に幅寄せされ、撮像対物２の中間部分を抜
き取った状態で撮像カメラ３に入射する。また、他方の
点P2の光束は、そのまま撮像カメラ３の対物レンズ５に
入射していく。この場合に、光束の幅寄せ量は、プリズ
ム４の透明体の屈折率、その厚み、および傾きなどによ
って定まり、おおむね屈折率および厚さによって設定す
るが、傾き角θを変化させることによって、微調整が可
能となる。このようにして、平面上の２点P1、P2は、同
じ倍率で同一位置関係を保持しながら、中抜きの状態と
なっていて、撮像カメラ３によって撮影され、電気的な
画像信号に変換される。

撮像対象２の観測対象外からの光束の一部は、反射面
６によって反射し、撮像カメラ３の視野外に出る。この
ように、三角形状の反射面６は、撮像対象２の中央から
余分な光束をプリズム４の端面方向に逃がし、ハレーシ
ョンの発生を防止している。このような反射面６が存在
しない場合に、光路中央付近に遮光マスクを付ける必要
があり、プリズム４の傾き角度を調節するときや、複数
のプリズム４を組み込む場合に障害となるが、反射面６
があれば、このような不都合もなくなる。

〔実施例２〕 上記実施例１は、一方の点P1のみを光軸方向に幅寄せ
する例であるが、第２図の実施例２は、光軸を中心とし
て２つのプリズム４を線対称の状態で配置し、２点P1、
P2を同時に光軸の方向に幅寄せする例である。この例で
も、２つのプリズム４は、実施例１と同じものであっ
て、光軸に対して接離方向に移動可能な状態で、また傾
き角θも調整できるよう適当な手段で支持されている。

〔分解能の具体例〕

第３図に示すように、１辺５〔mm〕の正方形の撮像対
象２が1000分割して観測するとすると、そのときの分解
能は５〔μｍ〕である。ところが、両側部分の像を幅寄
せして結合し、正方形の部分を1000分割して観測する
と、そのときの分解能は1.5〔μｍ〕まで向上する。し
たがって、撮像カメラ３の分解能に影響されず、離れた
２点P1、P2間が高い分解能で観察できることになる。

〔考案の効果〕

本考案では、平面上の２点が両面平行なプリズムによ
って、幅寄せでき、１つのカメラで両２点がほぼ平行に
中央に寄せられるため、観測対象の部分のみを高倍率で
撮像し、画像処理に適切な倍率で撮像できる。

プリズムの光軸側端面に三角波状の反射面が形成され
ていて、余分な光がその反射面に入っても、全反射や複
反射がなく、その部分でのハレーションがなくなるた
め、余分な光が撮像カメラに入射せず、必要な観測対象
の２点のみが光学的に抽出でき、画像処理の過程でも、
観測対象の特定が容易となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の実施例１による画像処理用撮像装置の
平面図、第２図は実施例２による要部の平面図、第３図
は撮像対象と撮像画面との対比の説明図である。 １……画像処理用撮像装置、２……撮像対象、３……撮
像カメラ、４……プリズム、５……対物レンズ、６……
反射面。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平面上の撮像対象の２点に向けて撮像カメ
   ラを配置し、この撮像カメラの対物レンズの前に、両面
   平行で対物レンズの光軸側端面に三角波状の反射面を有
   するプリズムを撮像対象の少なくとも１点に対向させて
   介在させ、対物レンズの光軸に対してプリズムの傾き角
   を撮像対象側で鈍角に設定してなることを特徴とする画
   像処理用撮像装置。