JPH0210974A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は撮像装置に関し、特にテレビジョンカメラの充
電変換手段から得られるビデオ信号として標準の被写体
映像に対して、これを裏返し反転したと同様の被写体映
像をもつビデオ信号を得ることができるようにしたもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は、テレビジョンカメラを用いた撮像装置におい
て、光電変換手段の回路配置構成を裏返し反転構造にす
ることにより、光電変換手段に反転被写体像を導き入れ
標準の被写体映像をもつビデオ信号を形成することがで
きる。

〔従来の技術〕

従来の標準方式のテレビジョンカメラ１は、第１４図に
示すように、被写体２の標準被写体像ＳＵＢ、を撮影光
学系３によって例えばＣＣＤ素子４でなる光電変換手段
上に結像し、その画素情報Ｓ１をビデオ信号形成回路５
によって第１５図に示すような標準走査方式で走査する
ことによって、ビデオ信号Ｓ２を得て標準被写体映像を
モニタ６上に映出させるようになされた構成のものが用
いられている。

ここで標準走査方式は、ＣＣＤ素子４上に水平及び垂直
方向にマトリクス状に配列された各光電変換セルの画素
情報を左側から右側の方向へ走査する標準走査線ＳＣＮ
□に沿って左上隅の光電変換セルから右下隅の光電変換
セルに至るまで走査するようになされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがＣＣＤ素子４上に結像された被写体像を単純に
標準走査方式で走査すると、ビデオ信号Ｓ２として直接
被写体２を目視したときの被写体像と比較して、これを
裏返し反転したと同様の被写体映像をもつビデオ信号Ｓ
２が送出される場合があり、この場合にも裏返し反転し
ない映像（すなわち標準被写体映像）のビデオ信号Ｓ２
を得たい要求がある。

例えば撮影光学系３を通ってＣＣＤ素子４上に結像され
た被写体像が、第１６図に示すように、左右反転したよ
うな裏返し反転被写体像であった場合に、これを第１５
図のような標準走査線５ＣＮＮＩＩで走査すれば、ビデ
オ信号Ｓ２として裏返し反転被写体映像をもつ映像信号
しか得ることができない。

このような場合に、第１５図について上述したと同様の
裏返し反転しない標準被写体映像をもつビデオ信号Ｓ２
を得るためには、　例えば第１６図において反転走査′
ＩＩＩＡＳ　ＣＮ　ＴＭで示すように、ＣＯＤ素子４を
構成する光電変換セルを右側の画素から左側の画素の方
向に走査する反転走査線５ＣＮＴＨに沿って右下隅の画
素から左下隅の画素に向かって走査をすれば良いと考え
られる。

ところがこのようにすると、ＣＯＤ素子４の各画素から
画素情報を読み出すための方式が標準方式と一致しない
ために、ビデオ信号Ｓ２を形成するためのビデオ信号形
成回路５として、一般に市販されている標準仕様のもの
を適用できない問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ＣＣＤ素
子上に裏返し反転被写体像が結像された場合に、これを
標準仕様の読出回路によって読み出すことができるよう
にした撮像装置を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため本発明においては、被撮像
対象２４の像を撮影光学系３２を通して光電変換手段２
２に導き入れることにより当該光電変換手段２２の光電
変換出力ＳＬＥに基づいてビデオ信号ＳＶＤを得るよう
になされた損傷装置において、光電変換手段２２は、受
光面２２Ａの回路配置として、標準の光電変換手段２２
Ｘの回路配置を裏返し反転させたと同様の回路配置構成
を具えるようにする。

〔作用〕

光電変換手段２２の受光面２２Ａに、撮影光学系３２に
よって裏返し反転された被写体像を受光したとき、光電
変換手段２２は裏返し反転回路配置構成を利用して、裏
返し反転していない標準被写体映像をもつビデオ信号５
Ｖ１１を直接形成することができる。

〔実施例〕

以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

〔１〕第１の実施例 第り図において、２１はテレビジョンカメラで、光電変
換手段としてのＣＣＤ素子２２を存するカメラ本体２３
と、当該ＣＣＤ素子２２に被撮像対象２４の像を結像さ
せる撮影レンズ部２５とを有する。

過影レンズ部２５はカメラ本体２３と一体に取り付けら
れた筒体２６を有し、その先端部に結合部２７を介して
視野設定用アダプタ２８が撮影レンズ部２５の光軸り、
□を中心として回動自在に装着されている。

視野設定用アダプタ２８は、第２図に示すように、光軸
Ｌ　ＣＴＩ＋と同軸上に延長する方形状の鏡筒２９を有
し、光軸Ｌｃｍに対して反射面が角度α＝４５°で斜交
する角形の反射ミラー３０が固定されている。

鏡筒２９の反射ミラー３０の反射面と対向する側壁位置
には窓３１が設けられ、この窓３１を通って被撮像対象
２４から到来する光が反射ミラー３０の反射面によって
光軸ＬｃＴ、ｌに沿う方向に折り曲げられた後撮影レン
ズ部２５を通ってＣＣＤ素子２２上に結像される。

かくして視野設定用アダプタ２８、結合部２７、撮影レ
ンズ部２５によって、被撮像対象２４の像を光電変換手
段としてのＣＣＤ素子２２に導き入れるＩ最影光学系３
２が形成され、ＣＣＤ素子２２は当該被撮像対象２４の
像を光電変換出力Ｓ、に変換してビデオ信号形成回路３
３に供給する。

ビデオ信号形成回路３３は、光電変換出力ＳＬ！に基づ
いて形成したビデオ信号５ＶＩＩを監視制御装置３４に
供給し、当該ビデオ信号ＳＶａによって表される画像の
異常の発生を自動監視させると共に、モニタ３５上に被
撮像対象２４の映像を表示させることにより、オペレー
タが被撮像対象２４に異常が発生したか否かを目視確認
できるようになされている。

この実施例の場合撮像装置は第３図及び第４図に示すよ
うに、射出成形機の監視装置に適用され、テレビジョン
カメラ２１のカメラ本体２３を固定側型４のダイプレー
ト５上に、その撮影レンズ部２５の光軸り、アえがグイ
プレート７に取りつけられた可動側型８の進退移動方向
ａと直行する向きに向くように取り付けられている。

ここで視野設定用アダプタ２８は、その入射窓３１を通
して形成される視野ＦＬＤＩがグイプレート５上から型
開位置にあるダイプレート７上の可動側型８をほぼ中央
位置において見下ろすような向きに設定されている。

かくして型開状態にある可動側型８を含んで視野ＦＬＤ
Ｉ内にある像が、視野設定用アダプタ２８の窓３１を通
って反射ミラー３０によってＣＣＤ素子２２の方向に折
り曲げられ、撮影レンズ部２５を通ってＣＣＤ素子２２
上に結像される。

ところでこのようにしてＣＣＤ素子２２上に結像される
被写体像は、反射ミラー３０において１度反射されてい
ることにより、第１５図及び第１６図について上述した
ように、裏返し反転被写体像になる。

この実施例の場合ビデオ信号形成回路３３は、被撮像対
象２４の像を反射ミラー３０によって反射させずに直接
撮影レンズ部２５を通してＣＣＤ素子２２に入射したと
き結像される標準被写体像ＳＵＢ□（第１５図）が形成
されたとき、ビデオ信号形成回路３３が標準走査ｖＡＳ
ＣＮＮ、ｌによってＣＣＤ素子２２を標準走査方式で走
査することにより、モニタ３５上に標準モニタ映像ＭＯ
Ｎ１．．ｌを表示させるようなビデオ信号ＳＶＤを発生
するようになされている。

ところが実際には被撮像対象２４の像は反射ミラー３０
において１回反射されてＣＣＤ素子２２に入射されるこ
とにより、当該ＣＯＤ素子２２上には、第１６図につい
て上述したと同様にして左右反転裏返し画像でなる反転
被写体像５ＵＢＴＮが結像されることになる。

ここでＣＣＤ素子２２は、各画素を構成する光電変換セ
ルの回路配置として、標準の回路配置に対して、左右反
転裏返し回路配置構成を有する。

すなわち第５図に示すように、ＣＣＤ素子２２の受光部
２２Ａには、各画素を構成するＣＯＤセルＣＩ　１　”
’　ＣＫＪがマトリクス状に配列されている。

ここでＣＯＤセルの配置は、水平方向に３個のＣＯＤセ
ルを配列することにより一列分の走査線に対応する画素
列を形成し、当該画素列が垂直方向にに列だけ配列され
、かくして受光部２２Ａ上に第１、第２・・・・・・第
に系列の画素列（Ｃ＋いＣ１２−・”ＣｚＪ−ｕ、ＣＩ
Ｊ）、（ＣｚいＣ２ｔ−−Ｃ！　（Ｊ−１１、Ｃ２，）
・・・・・・（Ｃ（Ｋ−１１１、Ｃ（Ｋ−１１２・・・
・・・Ｃ（に−１１（Ｊ−１１％　Ｃ（に−目Ｊ）　、
　　（Ｃｘｔ−ＣＫｚ−−Ｃ□、−１１、ＣＫＪ）が受
光部２２Ａの右上隅から左下隅の方向に並ぶような回路
配置構成をもっている。

かくして受光部２２Ａには、垂直方向に延長する第１、
第２・・・・・・（Ｊ−１３、第５番目のＣＣＤセル列
（Ｃ，いＣ１＋・・・・・・Ｃ，、−、、いＣＫ　ｌ　
）、（Ｃ５２、Ｃ０％　＋・＋＋　Ｃ（＋＋−１１２％
　Ｃｒｔ）、（Ｃ＋（Ｊ−１１、Ｃ２，Ｊ−、い・・・
・・・Ｃｆｆ−１璽Ｊ−１＋、Ｃに（ｊ−口）・　（Ｃ
ＩＪ、　ＣｚＪ−−Ｃ（に−１１Ｊ％　ＣＫＪ）が順次
右側から左側の方向に順次配列するように形成され、各
垂直方向のＣＣＤセル列に沿うように垂直シフトレジス
タＲＧｖ＋−、ＲＧｖ□・・・・・・ＲＧＶ（Ｊ−１１
、ＲＧｖＪが設けられ、各垂直方向ＣＣＤセル列に含ま
れているＣＣＤセルの画素データがそれぞれ垂直シフト
レジスタＲＧｖ１、ＲＧＶア・・・・・・ＲＧｖｕ−＋
いＲＧＶＪによって矢印ｄで示すように垂直方向シフト
パルスによって下方にシフトさせることにより、水平シ
フトレジスタＲＧ、に時間直列的に読み出すようになさ
れている。

かくして水平シフトレジスタＲＧ、に読み出された各垂
直列の画素データは、水平シフトレジスタＲＧ、によっ
て矢印ｆで示す方向に水平シフトパルスによってシフト
されて行き、これによりＪ×に個の画素の画素情報が時
間直列的に出力部２２Ｂに出力される。

第５図の構成のＣＣＤ素子２２のＣＣＤセルの回路配置
構成は、第６図に示す標準ＣＯＤ素子２２Ｘの回路配置
構成を、左右裏返し反転したと同様の回路配置をもたせ
るようにしたのに対して、その画素情報の続出回路の構
成は、標準ＣＣＤ素子２２Ｘと同じ読出方式によって読
み出すようになされている。

因にＣＣＤ素子２２（第５図）において水平方向第一列
のＣＣＤセル（Ｃ１いＣ１□、・・・・・・ＣＩ　（Ｊ
−１１、ＣＩＪ）の配列は、右側から左側に配列されて
いるのに対して、標準ＣＣＤ素子２２Ｘにおいては、左
側から右側の方向に順次配列されている。

また水平方向第２列のＣＣＤセル（Ｃｔ　＋、Ｃ２□、
・・・・・・Ｃｆ（Ｊ−１１、Ｃｚ、＋）の配列は、Ｃ
ＣＤ素子２２の場合右側から左側の方向に順次配列され
ているのに対して標準ＣＣＤ素子２２Ｘの場合には、左
側から右側の方向に順次配列されている。

以下同様にして全ての水平方向のＣＣＤセルの配列は、
ＣＣＤ素子２２の場合、標準ＣＣＤ素子２２Ｘの場合と
逆方向になるような回路配置になるように構成されてい
る。

かくしてＣＣＤ素子２２は、標準ＣＣＤ素子２２Ｘに対
して左右を裏返し反転したと同様の回路配置構成をもっ
ている。

これに対して垂直シフトレジスタＲＧｖ、、ＲＧ　ｖ　
ｔ、−−ＲＧｖｕ−＋イＲＧＶＪにおける画素情報のシ
フト方向は、ＣＣＤ素子２２の場合標準ＣＣＤ素子２２
Ｘと同じように上方から下方に向かう方向（矢印ｄの方
向）に選定され、かつ水平シフトレジスタＰＣＨのシフ
ト方向は、ＣＣＤ素子２２の場合も標準ＣＣＤ素子２２
Ｘの場合と同様にして垂直シフトレジスタＲＧＶＪ、Ｒ
ＧＶ（Ｊ−１１、・・・・・・ＲＧｖ□、ＲＧｖ、の方
向に選定されている。

以上の構成において、第７図（Ａ）に示すように、ＣＣ
Ｄ素子２２上に左右反転した反転被写体像５ＵＢｔ、４
が結像したとき、ＣＣＤ素子２２の回路配置構成が標準
ＣＣＤ素子２２Ｘに対して左右反転裏返し構造になって
いると共に、続出回路の続出手法が標準ＣＣＤ素子２２
Ｘと同一になされていることにより、ビデオ信号形成回
路３３から送出されるビデオ信号ＳＶＤは、第７図（Ｂ
）に示すように、モニタ３５上に左右反転していない標
準モニタ映像Ｍ　ＯＮ　Ｉ　Ｎｌ＋を生じさせるような
信号を得ることができる。

このモニタ映像ＭＯＮ　Ｉは、被逼像対象２４を反射ミ
ラー３０において反射させずにＣＣＤ素子２２に入射す
ると共に、ＣＣＤ素子２２として標準ＣＣＤ素子２２Ｘ
（第６図）を用いた場合に得られるモニタ映像と同一に
なる。

すなわちこのようにした場合には、第８図（Ａ）に示す
ように、標準ＣＣＤ素子２２Ｘには反転がない標準被写
体像ＳＵ’ＢＮ１１が結像するので、モニタ３５　（第
８図（Ｂ））上には標準モニタ映像ＭＯＮＩＮ、ｌが得
られる。

この状態において撮影光学系３２に反射ミラー３０を介
挿すると、当該反射ミラー３０において光学的に左右反
転現象が生ずることにより、標準ＣＣＤ素子２２Ｘ上に
は、第９図（Ａ）に示すように、反転被写体像５ＵＢＴ
Ｎが結像し、その結果モニタ３５上には標準モニタ映像
Ｍ　ＯＮ　Ｉ　ＮＲを左右反転してなる反転モニタ映像
Ｍ　ＯＮ　Ｔ　ＴＮ　　が生することを避は得ない。

そこで上述の実施例のように、ＣＣＤ素子２２として標
準ＣＣＤ素子２２Ｘに対して左右反転裏返し回路配置構
成のものを用いれば、第７図（Ｂ）について上述したよ
うに、標準モニタ映像ＭＯＮ　Ｉ　ＩＪつと同じ映像（
すなわち左右反転していない映像）を得ることができる
。

かくするにつき、ＣＣＤ素子２２から光電変換出力を読
み出す際の続出回路の構成及び続出手法として、標準Ｃ
ＣＤ素子２２Ｘを用いる場合と同じものを採用し得、か
くして第１図〜第４図の監視装置の場合のように、過影
レンズ部２５の光軸Ｌｃｒえに対して横方向から被損傷
対象２４の像を取り込むようにした撮像装置において、
簡易な構成によって反転しないモニタ映像をモニタ３５
上に写し出すことができるような監視装置を容易に実現
し得る。

そこで第３図及び第４図について上述したように、射出
成形機においてテレビジョンカメラ２１をグイプレート
５上に横向きに置くことができることにより、当８亥テ
レビジョンカメラ２１が固定側型４又は可動側型８を交
換作業する際の作業の邪魔になるおそれを有効に回避し
得る。

因に第１０図に示すように、視野設定用アダプタ２８を
もたないテレビジョンカメラ２１を用いて可動側型８を
監視しようとする場合には、ダイプレート５上に設けた
取付台４１上にカメラ本体２３を据えつける際に、措影
レンズ部２５の光軸Ｌ　ＣＴＫを直接可動側型８の方向
に向けるように設定しなければならないために、テレビ
ジョンカメラ２１が固定側型４及び可動側型８上に突出
することにより、交換作業の邪魔になるおそれがあるが
、第２図のような構成の視野設定用アダプタ２８を用い
ればこの問題を有効に解決し得る。

なお左右反転裏返し回路配置構成のＣＣＤ素子２２（第
５図）を製造するには、実際上標準のＣＣＤ素子２２Ｘ
（第６図）を製造する際に使用するパターンを全体とし
て裏返すような製造工程を実施すればよく、従って製造
時に使用するマスク等のパターンを制作する際の作業量
を格段的に簡易化し得る。

例えば製造工程においてパターンを裏返すためには、例
えば磁気テープ等のデータ源を用いてレチクルを作成す
る際に、当該データ源に保存されているパターン情報を
反転することにより、標準ｃｃＤｚ子２２Ｘを製造する
際に使用するレチクルに対して裏返し反転した配置構成
を有するレチクルを制作し得る。

また第２にレチクルをリピータにかける際に反転するこ
ともできる。

また第３にレチクルの像をシリコンウェハに転写する際
に当該転写像を裏返し反転するようにしても良い。

〔２〕他の実施例 （１）　　第５図の実施例においては、ＣＣＤ素子２２
における裏返し回路配置構成として左右を反転させるよ
うにした構成を述べたが、これに代え、第５図のＣＣＤ
素子２２を１８０°時計方向に回転させたと同様の回路
配置構成を用いるようにすれば、標準ＣＣＤ素子２２Ｘ
（第６図）の場合と比較して、上下を反転させたような
上下反転裏返し回路配置構成のＣＣＤ素子２２を実現し
得る。

（２）また第２図の実施例においては、視野設定用アダ
プタ２８として光軸り。ＴＲとの交差角度αがα−４５
゛になるように反射ミラー３０を設けた場合について述
べたが、これに代え、第１１図に示すように、交差角度
αとしてｄ〈４５°に選定したものや、第１２図に示す
ように１．α〉４５°に選定したものや、第１３図に示
すように、中心軸５４を中心として反射ミラー３０を矢
印Ｃに示すように回動し得るように構成することにより
、交差角度αを任意の値に設定できるようにしたもの等
を適用しても上述の場合と同様の効果を得ることができ
、このようにすれば視野ＦＬＤ２、ＦＬＤ３、ＦＬＤ４
を光軸ＬｃＴ、Ｉに対して種々の方向に傾けることがで
きる。

（３）上述の実施例においては、光電変換素子としてＣ
ＯＤ素子を用いた実施例について述べたが、本発明はこ
れに限らず、ＭＯ５形撮像装置など種々の構成の固体逼
像装置を用いた場合にも広（適用し得る。

（４）上述の実施例においては、各ＣＣＤセルから画素
情報を読み出すにつき、垂直シフトレジスタＲＧｖｌ−
ＲＧｖＪ及び水平シフトレジスタＲＧ、を用いるように
構成した場合について述べたが、ＣＣＤセルの画素情報
を読み出すための構成はこれに限らず種々のものを適用
しても良く、要はこれらの続出手段を含めてＣＣＤ素子
２２を裏返し反転回路配置構成にすれば良い。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、光電変換素子の受光部の
回路配置構成を標準のものに対して裏返し反転させるよ
うにしたことにより、被写体像を反射ミラーにおいて反
射させて光電変換素子に導き入れるような構成の撮像装
置において、光電変換素子周辺の構成を標準の場合と比
較して複雑にすることなく、反転しないような映像をも
つビデオ信号を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像装置の一実施例を用いた監視
装置の全体構成を示す路線的系統図、第２図はその視野
設定用アダプタの構成を示す斜視図、第３図及び第４図
はテレビジョンカメラを射出成形機に設置した場合の状
態を示す平面図及び側面図、第５図は本発明による撮像
装置に使用するＣＣＤ素子を示す路線的平面図、第６図
は標準ＣＣＤ素子を示す路線的平面図、第７図、第８図
、第９図は撮像素子上に結像される被写体像とモニタに
表示されるモニタ映像との関係を示す路線図、第１０図
は従来の射出成形機を示す側面図、第１１図、第１２図
、第１３図は視野設定用アダプタの他の実施例を示す路
線的断面図、第１４図は標準のテレビジョンカメラを示
す路線図、第１５図、第１６図はそのＣＣＤ素子の説明
に供する路線図である。 ２１・・・・・・テレビジョンカメラ、２２・・・・・
・ＣＣＤ素子、２２Ｘ・・・・・・標準ＣＣＤ素子、２
３・・・・・・カメラ本体、２４・・・・・・被撮像対
象、２５・旧・・撮影レンズ部、２７・・・・・・結合
部、２８・・・・・・視野設定用アダプタ、３２・・・
・・・盪影光学系、３３・・・・・・ビデオ信号形成回
路、３５・・・・・・モニタ、ＣＩｌ〜ＣＫＪ・・・・
・・ＣＣＤセル、ＲＧｖｌ−ＲＧｖＪ・・・・・・垂直
シフトレジスタ、ＲＧ、・・・・・・水平シフトレジス
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被撮像対象の像を撮像光学系を通して光電変換手段に導
   き入れることにより当該光電変換手段の光電変換出力に
   基づいてビデオ信号を得るようになされた撮像装置にお
   いて、 上記光電変換手段は、受光面の回路配置として、標準の
   光電変換手段の回路配置を裏返し反転させたと同様の回
   路配置構成を具える ことを特徴とする撮像装置。