JP4873231B2 - 偏光選択型撮像装置 - Google Patents
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Description
(1)偏光方向が異なる複数の直線偏光のうち2波を1組とした狭角が同一で偏光方向が異なる組み合わせの複数組を生成する直線偏光生成手段よりなる直線偏光照明手段と、レンズを介して入射した前記直線偏光の被写体への照射による反射光を2方向へ分光する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタで2方向に分光されたそれぞれの光学像を光電変換して映像信号を生成する撮像素子及びその駆動手段と、該撮像素子から生成された映像信号を比較処理する映像信号処理手段と、前記レンズと前記偏光ビームスプリッタ間に配設され、前記反射光の2波で1組とした複数組の直線偏光を一定時間周期で選択し、かつ前記複数組の直線偏光を同相となるように制御する液晶素子で構成された偏光スイッチと、前記直線偏光生成手段と該偏光スイッチを制御する偏光制御手段と、を備え、前記偏光制御手段が、前記撮像素子の駆動手段に同期して1フレームごとに前記直線偏光生成手段と偏光スイッチを制御するものであることを特徴とする偏光選択型撮像装置。
1.本願発明の請求項1の発明によれば、
被写体を照射する直線偏光生成手段により、ゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した偏光方向2波で1組とした狭角が同一で偏光方向が異なる組み合わせの複数組を被写体に照射できるので、熟練した作業者が被写体に対する照射の角度を変化させたり、照明手段を特殊な照射角度に設定したりすることなく、また、被写体を傾けたりして光の当たり具合を微妙に変化させて検体のゴミ、キズ、ムラ等を発見する面倒な作業を行う必要がなくなり、被写体の撮像に最も適した照明位置と撮像装置の位置を選択でき、容易に、かつ確実に被写体である検体のゴミ、キズ、ムラ等の検査を行うことができる。
前記請求項1の効果に加えて、ゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した互いに偏光方向の方位が直交する偏光方向2波で1組とした複数組の直線偏光で被写体に照射すれば、それぞれの偏光方向の光学像を撮像素子で光電変換して映像信号を生成し、ゴミ、キズ、ムラ等の検出に最も適した映像信号として出力できるので、1台の偏光選択型撮像装置で、効率よく、かつ確実な自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項1及び2の効果に加えて、前記直線偏光生成手段が、光源と、前記偏光制御手段で偏光方向の方位を制御できる複数の液晶素子とを備えているので、
ゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した複数の直線偏光を選択制御し被写体に照射できるように任意に設定したり、又はゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した互いに偏光方向の方位が直交する偏光方向2波で1組とした複数組の直線偏光を任意に設定でき、その直線偏光で被写体に照射すれば、それぞれの偏光方向の光学像を撮像素子で光電変換して映像信号を生成し、ゴミ、キズ、ムラ等の検出に最も適した映像信号として出力できるので、1台の偏光選択型撮像装置で、ゴミ、キズ、ムラ等の検出精度が高く、高品質で、かつあらゆる被写体に即対応できる自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項1〜3の効果に加えて、前記直線偏光生成手段が、前記偏光制御手段で制御できる複数の光源と、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタとを備えているので、ゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した複数の直線偏光を選択制御し被写体に照射できるように偏光フィルタを装着した光源を選択したり、又はゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した互いに偏光方向の方位が直交する偏光方向2波で1組とした複数組の直線偏光が得られるように偏光フィルタを装着した光源を選択し、その直線偏光で被写体に照射すれば、それぞれの偏光方向の光学像を撮像素子で光電変換して映像信号を生成し、ゴミ、キズ、ムラ等の検出に最も適した映像信号として出力できるので、1台の偏光選択型撮像装置で、ゴミ、キズ、ムラ等の検出精度が高く、高品質で、かつ低コストの自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項1〜4の効果に加えて、前記偏光制御手段が、前記2波で1組の直線偏光をそれぞれ前記偏光ビームスプリッタ入射面に水平な振動面をもつ直線偏光と、前記偏光ビームスプリッタ入射面に垂直な振動面をもつ直線偏光となるように前記偏光スイッチを制御しているので、前記偏光ビームスプリッタでP偏光及びS偏光を効率よく分光でき、それぞれの偏光方向の光学像を撮像素子で光電変換して映像信号を生成し、ゴミ、キズ、ムラ等の検出に最も適した映像信号として出力できるので、1台の偏光選択型撮像装置で、効率よく、かつ検出精度が高い自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項1〜5の効果に加えて、ゴミ、キズ、ムラ等の検査に最も適した複数の直線偏光を選択制御し被写体に照射し、その反射光を光電変換して映像信号を生成し、予め設定した閾値を超えた映像信号を検出し比較処理する映像信号処理手段を有しているので、ゴミ、キズ、ムラ等の検査を目視で行う必要が無く自動化でき、かつ検出精度が高く、高品質な自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項1〜5の効果に加えて、前記映像信号処理手段が、反射光の偏光が照射光と比較し変化が生じにくい参照被写体からの反射光による前記撮像素子で生成された映像信号と、前記撮像素子で生成された複数の偏光方向による映像信号とのレベルを比較し、予め設定した閾値を超えた映像信号を検出できるので、参照被写体からの反射光は偏光を生じにくいため、常に安定した基準となる映像信号が得られ、この基準映像信号とレベル比較することで、ゴミ、キズ、ムラ等の検査を目視で行う必要が無く自動化でき、さらに検出精度が向上し、高品質な自動疵検査装置、自動疵選別装置等を構築することができる。
前記請求項6及び7の効果に加えて、前記映像信号処理手段が、前記予め設定した閾値を超えた映像信号を検出したとき、アラーム信号を出力できるので、例えば、検査作業者への警告信号にしたり、アラーム信号をゴミ、キズ、ムラ等のある検体の自動排出用信号として利用できる。
図1は同発明実施例の2波で1組とした複数組の直線偏光を選択制御し被写体に照射する直線偏光生成手段を使用した偏光選択型撮像装置の説明図、図2は同発明実施例の2波で1組とした2組の直線偏光生成手段で照射された被写体からの反射光と偏光スイッチの第1フレームの動作説明図、図3は同発明実施例の2波で1組とした2組の直線偏光生成手段で照射された被写体からの反射光と偏光スイッチの第2フレームの動作説明図である。
2:直線偏光生成手段
2a、2b、2c、2d:偏光フィルタ
2’、2”:光源
3:レンズ
4:偏光スイッチ
4a:液晶層
4b、4c:透明基板
5:偏光ビームスプリッタ
5’反射面
6:映像信号処理手段
7:映像信号出力端子
8:アラーム信号出力端子
9:モニタ映像信号出力端子
10:CCD駆動手段
11:偏光制御手段
12:被写体
CCD1、CCD2:撮像素子
A、B、C、D、E:直線偏光
Claims (8)
- 偏光方向が異なる複数の直線偏光のうち2波を1組とした狭角が同一で偏光方向が異なる組み合わせの複数組を生成する直線偏光生成手段よりなる直線偏光照明手段と、レンズを介して入射した前記直線偏光の被写体への照射による反射光を2方向へ分光する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタで2方向に分光されたそれぞれの光学像を光電変換して映像信号を生成する撮像素子及びその駆動手段と、該撮像素子から生成された映像信号を比較処理する映像信号処理手段と、前記レンズと前記偏光ビームスプリッタ間に配設され、前記反射光の2波で1組とした複数組の直線偏光を一定時間周期で選択し、かつ前記複数組の直線偏光を同相となるように制御する液晶素子で構成された偏光スイッチと、前記直線偏光生成手段と該偏光スイッチを制御する偏光制御手段と、を備え、
前記偏光制御手段が、前記撮像素子の駆動手段に同期して1フレームごとに前記直線偏光生成手段と偏光スイッチを制御するものであることを特徴とする偏光選択型撮像装置。 - 前記直線偏光生成手段が、前記2波で1組の直線偏光を互いに偏光方向の方位が直交する直線偏光とし、かつ偏光方向の方位が異なる複数組の直線偏光で被写体を照射するものであることを特徴とする請求項1に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記直線偏光生成手段が、光源と、前記偏光制御手段で偏光方向の方位を制御できる複数の液晶素子とを備えてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記直線偏光生成手段が、前記偏光制御手段で選択制御できる複数の光源と、偏光方向が互いに異なる複数の偏光フィルタとを備えてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記偏光制御手段が、前記2波で1組の直線偏光をそれぞれ前記偏光ビームスプリッタ入射面に水平な振動面をもつ直線偏光と、前記偏光ビームスプリッタ入射面に垂直な振動面をもつ直線偏光となるように前記偏光スイッチを制御してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記映像信号処理手段が、前記撮像素子で生成された複数の偏光方向による映像信号レベルを比較し、予め設定した閾値を超えた映像信号を検出できることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記映像信号処理手段が、反射光の偏光が照射光と比較し変化が生じにくい参照被写体からの反射光による前記撮像素子で生成された映像信号と、前記撮像素子で生成された複数の偏光方向による映像信号とのレベルを比較し、予め設定した閾値を超えた映像信号を検出できることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光選択型撮像装置。
- 前記映像信号処理手段が、前記予め設定した閾値を超えた映像信号を検出したとき、アラーム信号を出力できることを特徴とする請求項6又は7に記載の偏光選択型撮像装置。
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