JP5126640B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係り、特に、ラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等の複数の光電変換素子を用いて広範囲な撮像領域を撮像する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ等の電子素子を積載するための回路基板等には、各電子素子の端子間や他の機器とを電気的に接続するためにパターンが形成されている。このようなパターンを有する回路基板等は同一のものを多数作製するが、製造条件や環境条件によって同一のものが作製されないことがある。例えば、所定幅でかつ所定長さのパターンを作製した場合に、パターンの一部が欠けたりパターンの一部が膨らんだりした欠陥を有するパターンが作製されることがある。
【０００３】
このような回路基板のパターンの欠陥等の状態を効率よく検査するために、従来は、長尺状のフィルムの幅方向及び長さ方向の各々に複数の回路基板をマトリックス状に並べ、上記フィルムの幅方向に並べられた複数の回路基板の表面に対して光を照射した際の反射光を複数のハーフミラーによって所定領域毎に複数に分割し、分割された複数の反射光の各々をラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等の複数の光電変換素子によって撮像し、該撮像によって得られた画像データに基づいてパターンの欠陥等の状態を検査していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、ハーフミラーを用いていたので、反射光がハーフミラーの表面及び裏面の双方の面により反射されてハーフミラーの厚さによって生ずる２重の像が形成されてしまい、この結果として光電変換素子によって得られる画像データの画像品質が悪くなる、という問題点があった。
【０００５】
また、上記従来の技術で用いられるハーフミラーは、表面及び裏面の双方の面を反射面として用いるため該双方の面の平面性を上げる必要があるので製造コストが高く、装置全体の製造コストが高くなる、という問題点があった。
【０００６】
また、ハーフミラーを通過した光は光量が減少するので、分割領域毎に通過するハーフミラーの数が異なった場合には、最も光量の低い光を基準として画像データのレベルを上げる必要があり、好ましくない。この問題を解決するためには、撮像対象に照射される光の光量分布を各分割領域の撮像位置において均一となるように調整するためのマスクを設ける方法が考えられる。
【０００７】
図４には、撮像領域の中央部からの反射光がハーフミラーを通過せず、その両端部からの各々の光が１枚のハーフミラーを通過する場合に対応したマスクの一例が示されている。この場合はマスクに設けられた開口部が中央部を通過する光の光量を減少させる形状とされている。しかしながら、このようなマスクを設ける方法では、マスクや、該マスクを設置するための部品等を必要とするため、製造コストが高くなる、という問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、画像品質が高くかつ低コストな撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、直線上に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた複数の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、前記撮像領域からの光を、境界線が前記複数の分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった撮像領域からの光を結像する第１の結像レンズと、前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、を備えている。
【００１０】
請求項１に記載の撮像装置によれば、直線上に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた複数の分割領域からなる撮像領域に光源から光が照射される。
【００１１】
また、第１の全反射ミラーによって、撮像領域からの光が、境界線が上記複数の分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割されて一方の領域の光のみが全反射される。
【００１２】
その後、第１の全反射ミラーによって全反射されなかった撮像領域からの光が第１の結像レンズにより結像され、第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子によって撮像される。
【００１３】
一方、第１の全反射ミラーによって全反射された光は、当該第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に第２の全反射ミラーによって全反射され、第２の全反射ミラーによって全反射された光は、上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に第２の結像レンズによって結像され、第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子によって撮像される。
【００１４】
このように、請求項１に記載の撮像装置によれば、光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、を更に備えたものである。
【００１６】
請求項２に記載の撮像装置によれば、第１の全反射ミラーによって全反射された光が、上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に第３の結像レンズによって結像され、前記第３の結像レンズからの出射光が上記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に第３の全反射ミラーによって全反射され、第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子によって撮像される。
【００１７】
このように、請求項２に記載の撮像装置によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項１記載の発明における第１の全反射ミラーによって反射された光が第２及び第３の光電変換素子の２つによって撮像されるので、該２つの光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する一方側の分割領域と他方側の分割領域とすることによって、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の撮像装置は、直線上に順に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた第１、第２、第３の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、前記撮像領域からの光を、境界線が前記３つの分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光を結像する第１の結像レンズと、前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第１の分割領域からの光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第３の分割領域からの光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、を備えている。
【００１９】
請求項３に記載の撮像装置によれば、直線上に順に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた第１、第２、第３の分割領域からなる撮像領域に光源から光が照射される。
【００２０】
また、第１の全反射ミラーによって、撮像領域からの光が、境界線が上記３つの分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割されて一方の領域の光のみが全反射される。
【００２１】
その後、第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光が第１の結像レンズにより結像され、第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子によって撮像される。
【００２２】
一方、第１の全反射ミラーによって全反射された第１の分割領域からの光は、第２の全反射ミラーにより上記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射され、第２の全反射ミラーによって全反射された光が、第２の結像レンズによって上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像され、第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子によって撮像される。
【００２３】
また、第１の全反射ミラーによって全反射された第３の分割領域からの光は、第３の結像レンズによって上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像され、第３の全反射ミラーにより上記第３の結像レンズからの出射光が第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射され、第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子によって撮像される。
【００２４】
このように、請求項３に記載の撮像装置によれば、３つの光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができ、かつ第２及び第３の光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する第１の分割領域及び第３の分割領域としているので、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明に係る撮像装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、図１は本実施形態に係る撮像装置１０の斜視図を、図２は図１の矢印Ａ方向から見た場合の撮像装置１０の側面図を、図３は図１の矢印Ｂ方向から見た場合の撮像装置１０の底面図を、各々示している。
【００２６】
本実施形態に係る撮像装置１０には、長尺状のフィルム５０の幅方向（図１矢印Ｈ方向、以下同様）及び長さ方向（図１矢印Ｎ方向、以下同様）の各々に複数取り付けられた撮像対象としての回路基板５２の表面に光を照射する照明系１２が備えられている（図２参照、図１及び図３では図示省略）。この照明系１２は、光を出射する光源１４、及び光源１４が一端部側に取り付けられた反射板１６を含んで構成されている。
【００２７】
光源１４から出射される光は、複数の回路基板５２が取り付けられたフィルム５０の幅方向の全ての領域に照射されてフィルム５０又は回路基板５２の表面で反射される。なお、この反射された光を、以下の説明では第１の反射光という。
【００２８】
また、反射板１６の光源１４が取り付けられていない側の端部には傾斜部１７及び孔１８が形成されており、反射板１６は光源１４から出射された光が傾斜部１７によって反射されることによりフィルム５０又は回路基板５２の表面に略垂直に照射され、かつ上記第１の反射光が孔１８を通過するように配置されている。
【００２９】
一方、第１の反射光の進行方向下流側には第１の全反射ミラー２０Ａが配置されている。本実施形態における第１の全反射ミラー２０Ａは図１及び図３に示すように矩形状とされており、図１に示すように撮像領域をフィルム５０の幅方向に３つに分割した分割領域５４Ａ、５４Ｂ、及び５４Ｃが並んだ方向を基準として２つの領域に略均等に分割して一方の領域の第１の反射光のみを全反射し、他方の領域の第１の反射光は反射しないように配置されている。なお、３つの分割領域５４Ａ、５４Ｂ、及び５４Ｃは、互いに一部が重なる領域とされている。
【００３０】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった第１の反射光の中央部の進行方向下流側には、第１の結像レンズ２２Ａ及び第１のラインＣＣＤ２４Ａが順に配置されている。なお、第１の結像レンズ２２Ａ及び第１のラインＣＣＤ２４Ａからなる撮像系を以下の説明では第１の撮像系という。
【００３１】
一方、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射された上記第１の反射光の一端部の進行方向下流側には第２の全反射ミラー２０Ｂが配置されており、第２の全反射ミラー２０Ｂの反射方向には第２の結像レンズ２２Ｂ及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂが順に配置されている。なお、第２の全反射ミラー２０Ｂ、第２の結像レンズ２２Ｂ、及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂからなる撮像系を以下の説明では第２の撮像系という。
【００３２】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａにより全反射された上記第１の反射光の他端部の進行方向下流側には第３の結像レンズ２２Ｃ及び第３の全反射ミラー２０Ｃが順に配置されており、第３の全反射ミラー２０Ｃの反射方向には第３のラインＣＣＤ２４Ｃが配置されている。なお、第３の結像レンズ２２Ｃ、第３の全反射ミラー２０Ｃ、及び第３のラインＣＣＤ２４Ｃからなる撮像系を以下の説明では第３の撮像系という。
【００３３】
ここで、第１の撮像系は分割領域５４Ｂを撮像し、第２の撮像系は分割領域５４Ｃを撮像し、第３の撮像系は分割領域５４Ａを撮像するように構成されている。また、各撮像系は、各々の光路長が略等しくなるように各構成部が配置されている。さらに、全反射ミラー２０Ｂ及び全反射ミラー２０Ｃは、各々の反射面に入射された光の光路が第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった光の光路と略同一方向とする角度とするように配置されている。
【００３４】
以上のように構成された撮像装置１０では、光源１４から出射された光が反射板１６の傾斜部１７によってフィルム５０の方向に反射されて、フィルム５０に取り付けられた複数の回路基板５２の表面に照射され、かつ反射（第１の反射光）される。また、第１の反射光は、反射板１６に設けられた孔１８を通過して第１の全反射ミラー２０Ａによって略半分の領域が全反射される。
【００３５】
ここで、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった略半分の光の分割領域５４Ｂに対応する領域は第１の結像レンズ２２Ａを通過することによって第１のラインＣＣＤ２４Ａの受光部に結像される。従って、第１のラインＣＣＤ２４Ａによって、分割領域５４Ｂに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３６】
一方、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射された略半分の光の分割領域５４Ｃに対応する領域は第２の全反射ミラー２０Ｂによって全反射された後に第２の結像レンズ２２Ｂを通過することによって第２のラインＣＣＤ２４Ｂの受光部に結像される。従って、第２のラインＣＣＤ２４Ｂによって、分割領域５４Ｃに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３７】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａによって反射された略半分の光の分割領域５４Ａに対応する領域は第３の結像レンズ２２Ｃを通過し、かつ第３の全反射ミラー２０Ｃにより反射されることによって第３のラインＣＣＤ２４Ｃの受光部に結像される。従って、第３のラインＣＣＤ２４Ｃによって、分割領域５４Ａに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３８】
すなわち、フィルム５０上の撮像領域の全ての画像データを３つのラインＣＣＤ２４によって得ることができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る撮像装置１０では、ラインＣＣＤ２４の受光部に向けて撮像対象からの反射光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置１０全体の製造コストを低減することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、撮像領域を３つの分割領域に分けて、各々の分割領域の画像を別個のラインＣＣＤ２４により撮像する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記撮像領域を２つ又は４つ以上の複数の分割領域に分けて、該複数の分割領域の数と同数のラインＣＣＤ２４によって画像を撮像する形態としてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、３つのラインＣＣＤ２４の各々の受光部に光を導くためにラインＣＣＤ２４の各々に１つずつ全反射ミラー２０を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第２の全反射ミラー２０Ｂ及び第３の全反射ミラー２０Ｃの少なくとも一方を設けない形態としてもよい。第２の全反射ミラー２０Ｂを設けない場合は第２の結像レンズ２２Ｂ及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂを第１の全反射ミラー２０Ａの反射方向に、第３の全反射ミラー２０Ｃを設けない場合は第３のラインＣＣＤ２４Ｃを第３の結像レンズ２２Ｃの光の出射方向に配置する必要があるが、この場合、第２の全反射ミラー２０Ｂ及び第３の全反射ミラー２０Ｃの少なくとも一方の製造コスト、及び設置のための作業工数を削減することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、光電変換素子としてラインＣＣＤを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラインＣＣＤに代えて例えばエリアＣＣＤを適用する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００４３】
さらに、本実施形態では、本発明を撮像対象からの反射光を撮像する場合に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像対象からの透過光を撮像する場合に適用してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の撮像装置によれば、光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができる、という効果が得られる。
【００４５】
また、請求項２記載の撮像装置によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項１記載の発明における第１の全反射ミラーによって反射された光が第２及び第３の光電変換素子の２つによって撮像されるので、該２つの光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する一方側の分割領域と他方側の分割領域とすることによって、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる、という効果が得られる。
【００４６】
さらに、請求項３記載の撮像装置によれば、３つの光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができ、かつ第２及び第３の光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する第１の分割領域及び第３の分割領域としているので、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る撮像装置の斜視図である。
【図２】実施の形態に係る撮像装置を図１矢印Ａ方向から見た場合の概略側面図である。
【図３】実施の形態に係る撮像装置を図１矢印Ｂ方向から見た場合の概略底面図である。
【図４】マスクの構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 撮像装置
１２ 照明系
１４ 光源
１６ 反射板
１７ 傾斜部
１８ 孔
２０Ａ 第１の全反射ミラー
２０Ｂ 第２の全反射ミラー
２０Ｃ 第３の全反射ミラー
２２Ａ 第１の結像レンズ
２２Ｂ 第２の結像レンズ
２２Ｃ 第３の結像レンズ
２４Ａ 第１のラインＣＣＤ
２４Ｂ 第２のラインＣＣＤ
２４Ｃ 第３のラインＣＣＤ
５０ フィルム
５２ 回路基板（撮像対象）
５４Ａ 分割領域（第１の分割領域）
５４Ｂ 分割領域（第２の分割領域）
５４Ｃ 分割領域（第３の分割領域）
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係り、特に、ラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等の複数の光電変換素子を用いて広範囲な撮像領域を撮像する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ等の電子素子を積載するための回路基板等には、各電子素子の端子間や他の機器とを電気的に接続するためにパターンが形成されている。このようなパターンを有する回路基板等は同一のものを多数作製するが、製造条件や環境条件によって同一のものが作製されないことがある。例えば、所定幅でかつ所定長さのパターンを作製した場合に、パターンの一部が欠けたりパターンの一部が膨らんだりした欠陥を有するパターンが作製されることがある。
【０００３】
このような回路基板のパターンの欠陥等の状態を効率よく検査するために、従来は、長尺状のフィルムの幅方向及び長さ方向の各々に複数の回路基板をマトリックス状に並べ、上記フィルムの幅方向に並べられた複数の回路基板の表面に対して光を照射した際の反射光を複数のハーフミラーによって所定領域毎に複数に分割し、分割された複数の反射光の各々をラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等の複数の光電変換素子によって撮像し、該撮像によって得られた画像データに基づいてパターンの欠陥等の状態を検査していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、ハーフミラーを用いていたので、反射光がハーフミラーの表面及び裏面の双方の面により反射されてハーフミラーの厚さによって生ずる２重の像が形成されてしまい、この結果として光電変換素子によって得られる画像データの画像品質が悪くなる、という問題点があった。
【０００５】
また、上記従来の技術で用いられるハーフミラーは、表面及び裏面の双方の面を反射面として用いるため該双方の面の平面性を上げる必要があるので製造コストが高く、装置全体の製造コストが高くなる、という問題点があった。
【０００６】
また、ハーフミラーを通過した光は光量が減少するので、分割領域毎に通過するハーフミラーの数が異なった場合には、最も光量の低い光を基準として画像データのレベルを上げる必要があり、好ましくない。この問題を解決するためには、撮像対象に照射される光の光量分布を各分割領域の撮像位置において均一となるように調整するためのマスクを設ける方法が考えられる。
【０００７】
図４には、撮像領域の中央部からの反射光がハーフミラーを通過せず、その両端部からの各々の光が１枚のハーフミラーを通過する場合に対応したマスクの一例が示されている。この場合はマスクに設けられた開口部が中央部を通過する光の光量を減少させる形状とされている。しかしながら、このようなマスクを設ける方法では、マスクや、該マスクを設置するための部品等を必要とするため、製造コストが高くなる、という問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、画像品質が高くかつ低コストな撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、直線上に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた複数の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、前記撮像領域からの光を、境界線が前記複数の分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった撮像領域からの光を結像する第１の結像レンズと、前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、を備えている。
【００１０】
請求項１に記載の撮像装置によれば、直線上に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた複数の分割領域からなる撮像領域に光源から光が照射される。
【００１１】
また、第１の全反射ミラーによって、撮像領域からの光が、境界線が上記複数の分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割されて一方の領域の光のみが全反射される。
【００１２】
その後、第１の全反射ミラーによって全反射されなかった撮像領域からの光が第１の結像レンズにより結像され、第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子によって撮像される。
【００１３】
一方、第１の全反射ミラーによって全反射された光は、当該第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に第２の全反射ミラーによって全反射され、第２の全反射ミラーによって全反射された光は、上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に第２の結像レンズによって結像され、第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子によって撮像される。
【００１４】
このように、請求項１に記載の撮像装置によれば、光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、を更に備えたものである。
【００１６】
請求項２に記載の撮像装置によれば、第１の全反射ミラーによって全反射された光が、上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に第３の結像レンズによって結像され、前記第３の結像レンズからの出射光が上記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に第３の全反射ミラーによって全反射され、第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子によって撮像される。
【００１７】
このように、請求項２に記載の撮像装置によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項１記載の発明における第１の全反射ミラーによって反射された光が第２及び第３の光電変換素子の２つによって撮像されるので、該２つの光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する一方側の分割領域と他方側の分割領域とすることによって、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の撮像装置は、直線上に順に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた第１、第２、第３の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、前記撮像領域からの光を、境界線が前記３つの分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光を結像する第１の結像レンズと、前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第１の分割領域からの光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第３の分割領域からの光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、を備えている。
【００１９】
請求項３に記載の撮像装置によれば、直線上に順に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた第１、第２、第３の分割領域からなる撮像領域に光源から光が照射される。
【００２０】
また、第１の全反射ミラーによって、撮像領域からの光が、境界線が上記３つの分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割されて一方の領域の光のみが全反射される。
【００２１】
その後、第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光が第１の結像レンズにより結像され、第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子によって撮像される。
【００２２】
一方、第１の全反射ミラーによって全反射された第１の分割領域からの光は、第２の全反射ミラーにより上記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射され、第２の全反射ミラーによって全反射された光が、第２の結像レンズによって上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像され、第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子によって撮像される。
【００２３】
また、第１の全反射ミラーによって全反射された第３の分割領域からの光は、第３の結像レンズによって上記撮像領域から上記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像され、第３の全反射ミラーにより上記第３の結像レンズからの出射光が第１の全反射ミラーによって全反射されなかった第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射され、第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子によって撮像される。
【００２４】
このように、請求項３に記載の撮像装置によれば、３つの光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができ、かつ第２及び第３の光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する第１の分割領域及び第３の分割領域としているので、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明に係る撮像装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、図１は本実施形態に係る撮像装置１０の斜視図を、図２は図１の矢印Ａ方向から見た場合の撮像装置１０の側面図を、図３は図１の矢印Ｂ方向から見た場合の撮像装置１０の底面図を、各々示している。
【００２６】
本実施形態に係る撮像装置１０には、長尺状のフィルム５０の幅方向（図１矢印Ｈ方向、以下同様）及び長さ方向（図１矢印Ｎ方向、以下同様）の各々に複数取り付けられた撮像対象としての回路基板５２の表面に光を照射する照明系１２が備えられている（図２参照、図１及び図３では図示省略）。この照明系１２は、光を出射する光源１４、及び光源１４が一端部側に取り付けられた反射板１６を含んで構成されている。
【００２７】
光源１４から出射される光は、複数の回路基板５２が取り付けられたフィルム５０の幅方向の全ての領域に照射されてフィルム５０又は回路基板５２の表面で反射される。なお、この反射された光を、以下の説明では第１の反射光という。
【００２８】
また、反射板１６の光源１４が取り付けられていない側の端部には傾斜部１７及び孔１８が形成されており、反射板１６は光源１４から出射された光が傾斜部１７によって反射されることによりフィルム５０又は回路基板５２の表面に略垂直に照射され、かつ上記第１の反射光が孔１８を通過するように配置されている。
【００２９】
一方、第１の反射光の進行方向下流側には第１の全反射ミラー２０Ａが配置されている。本実施形態における第１の全反射ミラー２０Ａは図１及び図３に示すように矩形状とされており、図１に示すように撮像領域をフィルム５０の幅方向に３つに分割した分割領域５４Ａ、５４Ｂ、及び５４Ｃが並んだ方向を基準として２つの領域に略均等に分割して一方の領域の第１の反射光のみを全反射し、他方の領域の第１の反射光は反射しないように配置されている。なお、３つの分割領域５４Ａ、５４Ｂ、及び５４Ｃは、互いに一部が重なる領域とされている。
【００３０】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった第１の反射光の中央部の進行方向下流側には、第１の結像レンズ２２Ａ及び第１のラインＣＣＤ２４Ａが順に配置されている。なお、第１の結像レンズ２２Ａ及び第１のラインＣＣＤ２４Ａからなる撮像系を以下の説明では第１の撮像系という。
【００３１】
一方、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射された上記第１の反射光の一端部の進行方向下流側には第２の全反射ミラー２０Ｂが配置されており、第２の全反射ミラー２０Ｂの反射方向には第２の結像レンズ２２Ｂ及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂが順に配置されている。なお、第２の全反射ミラー２０Ｂ、第２の結像レンズ２２Ｂ、及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂからなる撮像系を以下の説明では第２の撮像系という。
【００３２】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａにより全反射された上記第１の反射光の他端部の進行方向下流側には第３の結像レンズ２２Ｃ及び第３の全反射ミラー２０Ｃが順に配置されており、第３の全反射ミラー２０Ｃの反射方向には第３のラインＣＣＤ２４Ｃが配置されている。なお、第３の結像レンズ２２Ｃ、第３の全反射ミラー２０Ｃ、及び第３のラインＣＣＤ２４Ｃからなる撮像系を以下の説明では第３の撮像系という。
【００３３】
ここで、第１の撮像系は分割領域５４Ｂを撮像し、第２の撮像系は分割領域５４Ｃを撮像し、第３の撮像系は分割領域５４Ａを撮像するように構成されている。また、各撮像系は、各々の光路長が略等しくなるように各構成部が配置されている。さらに、全反射ミラー２０Ｂ及び全反射ミラー２０Ｃは、各々の反射面に入射された光の光路が第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった光の光路と略同一方向とする角度とするように配置されている。
【００３４】
以上のように構成された撮像装置１０では、光源１４から出射された光が反射板１６の傾斜部１７によってフィルム５０の方向に反射されて、フィルム５０に取り付けられた複数の回路基板５２の表面に照射され、かつ反射（第１の反射光）される。また、第１の反射光は、反射板１６に設けられた孔１８を通過して第１の全反射ミラー２０Ａによって略半分の領域が全反射される。
【００３５】
ここで、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射されなかった略半分の光の分割領域５４Ｂに対応する領域は第１の結像レンズ２２Ａを通過することによって第１のラインＣＣＤ２４Ａの受光部に結像される。従って、第１のラインＣＣＤ２４Ａによって、分割領域５４Ｂに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３６】
一方、第１の全反射ミラー２０Ａによって全反射された略半分の光の分割領域５４Ｃに対応する領域は第２の全反射ミラー２０Ｂによって全反射された後に第２の結像レンズ２２Ｂを通過することによって第２のラインＣＣＤ２４Ｂの受光部に結像される。従って、第２のラインＣＣＤ２４Ｂによって、分割領域５４Ｃに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３７】
さらに、第１の全反射ミラー２０Ａによって反射された略半分の光の分割領域５４Ａに対応する領域は第３の結像レンズ２２Ｃを通過し、かつ第３の全反射ミラー２０Ｃにより反射されることによって第３のラインＣＣＤ２４Ｃの受光部に結像される。従って、第３のラインＣＣＤ２４Ｃによって、分割領域５４Ａに対応する領域の画像データを得ることができる。
【００３８】
すなわち、フィルム５０上の撮像領域の全ての画像データを３つのラインＣＣＤ２４によって得ることができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る撮像装置１０では、ラインＣＣＤ２４の受光部に向けて撮像対象からの反射光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置１０全体の製造コストを低減することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、撮像領域を３つの分割領域に分けて、各々の分割領域の画像を別個のラインＣＣＤ２４により撮像する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記撮像領域を２つ又は４つ以上の複数の分割領域に分けて、該複数の分割領域の数と同数のラインＣＣＤ２４によって画像を撮像する形態としてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、３つのラインＣＣＤ２４の各々の受光部に光を導くためにラインＣＣＤ２４の各々に１つずつ全反射ミラー２０を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第２の全反射ミラー２０Ｂ及び第３の全反射ミラー２０Ｃの少なくとも一方を設けない形態としてもよい。第２の全反射ミラー２０Ｂを設けない場合は第２の結像レンズ２２Ｂ及び第２のラインＣＣＤ２４Ｂを第１の全反射ミラー２０Ａの反射方向に、第３の全反射ミラー２０Ｃを設けない場合は第３のラインＣＣＤ２４Ｃを第３の結像レンズ２２Ｃの光の出射方向に配置する必要があるが、この場合、第２の全反射ミラー２０Ｂ及び第３の全反射ミラー２０Ｃの少なくとも一方の製造コスト、及び設置のための作業工数を削減することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、光電変換素子としてラインＣＣＤを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラインＣＣＤに代えて例えばエリアＣＣＤを適用する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００４３】
さらに、本実施形態では、本発明を撮像対象からの反射光を撮像する場合に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像対象からの透過光を撮像する場合に適用してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の撮像装置によれば、光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができる、という効果が得られる。
【００４５】
また、請求項２記載の撮像装置によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、請求項１記載の発明における第１の全反射ミラーによって反射された光が第２及び第３の光電変換素子の２つによって撮像されるので、該２つの光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する一方側の分割領域と他方側の分割領域とすることによって、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる、という効果が得られる。
【００４６】
さらに、請求項３記載の撮像装置によれば、３つの光電変換素子の受光部に向けて撮像対象からの光の向きを変える際に用いるミラーを全反射ミラーとしているので、該ミラーをハーフミラーとした場合に発生する２重の像が発生することがなく、品質の高い画像データを得ることができると共に、片面のみの平面性を考慮すればよい低コストな全反射ミラーを用いることにより、ハーフミラーを用いる場合やハーフミラーとマスクを併用する場合に比較して、撮像装置全体の製造コストを低減することができ、かつ第２及び第３の光電変換素子の撮像領域を第１の光電変換素子の撮像領域に隣接する第１の分割領域及び第３の分割領域としているので、結像レンズ及び光電変換素子からなる３つの撮像系を配置するためのスペースを容易に確保することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る撮像装置の斜視図である。
【図２】実施の形態に係る撮像装置を図１矢印Ａ方向から見た場合の概略側面図である。
【図３】実施の形態に係る撮像装置を図１矢印Ｂ方向から見た場合の概略底面図である。
【図４】マスクの構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 撮像装置
１２ 照明系
１４ 光源
１６ 反射板
１７ 傾斜部
１８ 孔
２０Ａ 第１の全反射ミラー
２０Ｂ 第２の全反射ミラー
２０Ｃ 第３の全反射ミラー
２２Ａ 第１の結像レンズ
２２Ｂ 第２の結像レンズ
２２Ｃ 第３の結像レンズ
２４Ａ 第１のラインＣＣＤ
２４Ｂ 第２のラインＣＣＤ
２４Ｃ 第３のラインＣＣＤ
５０ フィルム
５２ 回路基板（撮像対象）
５４Ａ 分割領域（第１の分割領域）
５４Ｂ 分割領域（第２の分割領域）
５４Ｃ 分割領域（第３の分割領域）
Claims (3)
- 直線上に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた複数の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、
前記撮像領域からの光を、境界線が前記複数の分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、
前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった撮像領域からの光を結像する第１の結像レンズと、
前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、
前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、
前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、
前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、
を備えた撮像装置。 - 前記第１の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、
前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、
前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、
を更に備えた請求項１記載の撮像装置。 - 直線上に順に隣接して並び、かつ互いに一部が重なる領域とされた第１、第２、第３の分割領域からなる撮像領域に光を照射する光源と、
前記撮像領域からの光を、境界線が前記３つの分割領域にわたる方向となるように２つの領域に分割して一方の領域の光のみを全反射させる第１の全反射ミラーと、
前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光を結像する第１の結像レンズと、
前記第１の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第１の光電変換素子と、
前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第１の分割領域からの光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第２の全反射ミラーと、
前記第２の全反射ミラーによって全反射された光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第２の結像レンズと、
前記第２の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第２の光電変換素子と、
前記第１の全反射ミラーによって全反射された前記第３の分割領域からの光を、前記撮像領域から前記第１の光電変換素子までの光路長と略同一の光路長の位置に結像する第３の結像レンズと、
前記第３の結像レンズからの出射光を前記第１の全反射ミラーによって全反射されなかった前記第２の分割領域からの光の光路と略平行で、かつ略同一の方向に全反射する第３の全反射ミラーと、
前記第３の結像レンズの結像位置に受光部が位置するように配置された第３の光電変換素子と、
を備えた撮像装置。
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