JPH0244188B2 - - Google Patents
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- JPH0244188B2 JPH0244188B2 JP56160171A JP16017181A JPH0244188B2 JP H0244188 B2 JPH0244188 B2 JP H0244188B2 JP 56160171 A JP56160171 A JP 56160171A JP 16017181 A JP16017181 A JP 16017181A JP H0244188 B2 JPH0244188 B2 JP H0244188B2
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- JP
- Japan
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- pixel
- image sensor
- video signal
- pixels
- pattern
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- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イメージセンサにおける隣合う画素
間における細分化された位置とこれに対する映像
信号を、上記画素の位置とそれが持つ映像信号か
ら求め、イメージセンサが撮像するパターンの位
置を検出するようにしたパターン位置検出方式に
関するものである。
間における細分化された位置とこれに対する映像
信号を、上記画素の位置とそれが持つ映像信号か
ら求め、イメージセンサが撮像するパターンの位
置を検出するようにしたパターン位置検出方式に
関するものである。
イメージセンサは、微小面積のフオトエレメン
ト（画素）を一定のピツチで配置し、各画素が検
出する光量を電気量に変換して、各画素毎にデー
タを直列に送出する素子である。イメージセンサ
にはライン型とエリア型があり、前者は画素を直
鎖状に並べたもので光を一次元的に検出し、後者
は画素を碁盤目状に並べたもので光を平面的（二
次元的）に検出する。
ト（画素）を一定のピツチで配置し、各画素が検
出する光量を電気量に変換して、各画素毎にデー
タを直列に送出する素子である。イメージセンサ
にはライン型とエリア型があり、前者は画素を直
鎖状に並べたもので光を一次元的に検出し、後者
は画素を碁盤目状に並べたもので光を平面的（二
次元的）に検出する。
今、第１図のようにイメージセンサ１の画素ｎ
−３，ｎ−２，…の走査方向ｆに沿つて、破線ａ
に示すような照合分布の光を入射すると、各画素
ｎ−３，ｎ−２…はその受光面での平均的な照度
を検出するので、イメージセンサ１は階段状の映
像信号ｂを出力する。このような出力を使つてパ
ターンの位置を求めようとするものである。しか
し、この方法には認識の精度上、次のような問題
点がある。どの画素の出力にも一致しないレベル
（閾値）ｃを設定し、このレベルｃを与える画素
を見いだそうとした場合、従来は、レベルｃに対
し大小の関係が逆となる映像信号出力ｄ，ｃを持
つ互いに隣り合う画素ｎ，ｎ＋１のうち一方の画
素を、求める画素としていた。しかし、この方法
は、光ａ情報よつて画素１のピツチに相当する寸
法しかパターンの位置を分解することができない
ので、より高精度の位置決めが必要な装置のパタ
ーン位置認識手段として応用するのは、検出精度
上問題がある。このような不都合を解決する方法
として、より画素ピツチの小さいイメージセンサ
を選ぶ方法、あるいはイメージセンサに像を結線
させる光学系の倍率を大きくする方法が考えられ
るが、イメージセンサの製造上の制限、検出範囲
の制約により解決は困難であつた。
−３，ｎ−２，…の走査方向ｆに沿つて、破線ａ
に示すような照合分布の光を入射すると、各画素
ｎ−３，ｎ−２…はその受光面での平均的な照度
を検出するので、イメージセンサ１は階段状の映
像信号ｂを出力する。このような出力を使つてパ
ターンの位置を求めようとするものである。しか
し、この方法には認識の精度上、次のような問題
点がある。どの画素の出力にも一致しないレベル
（閾値）ｃを設定し、このレベルｃを与える画素
を見いだそうとした場合、従来は、レベルｃに対
し大小の関係が逆となる映像信号出力ｄ，ｃを持
つ互いに隣り合う画素ｎ，ｎ＋１のうち一方の画
素を、求める画素としていた。しかし、この方法
は、光ａ情報よつて画素１のピツチに相当する寸
法しかパターンの位置を分解することができない
ので、より高精度の位置決めが必要な装置のパタ
ーン位置認識手段として応用するのは、検出精度
上問題がある。このような不都合を解決する方法
として、より画素ピツチの小さいイメージセンサ
を選ぶ方法、あるいはイメージセンサに像を結線
させる光学系の倍率を大きくする方法が考えられ
るが、イメージセンサの製造上の制限、検出範囲
の制約により解決は困難であつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、パターンを光学系を介して撮像するイメー
ジセンサにおいて照度の検出分解能を高め、位置
検出の高精度を図るようにしたパターン位置検出
方式を提供するにある。
くし、パターンを光学系を介して撮像するイメー
ジセンサにおいて照度の検出分解能を高め、位置
検出の高精度を図るようにしたパターン位置検出
方式を提供するにある。
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、
パターンをイメージセンサで撮像し、該イメージ
センサで撮像する画素ｎの位置を算出すると共に
上記イメージセンサから画素ｎ毎に得れる映像信
号をアナログ／デジタル変換器で画素ｎ毎のデジ
タル映像信号Ｖ（ｎ）に変換し、この画素ｎ毎の
デジタル映像信号Ｖ（ｎ）を記憶回路に記憶し、
その後演算回路において上記記憶回路から隣り合
う画素ｎ，ｎ＋１のデジタル映像信号Ｖ（ｎ），Ｖ
（ｎ＋１）をレジスタに読出して、 Ｖ（ｎ＋ｋ／ｄ）＝Ｖ（ｎ）＋ｋ（Ｖ（ｎ＋１） −Ｖ（ｎ））／ｄ 但し、ｋ＝０，１，２，３……，ｄ−１で、ｄ
は上記画素間距離の分離数である。
パターンをイメージセンサで撮像し、該イメージ
センサで撮像する画素ｎの位置を算出すると共に
上記イメージセンサから画素ｎ毎に得れる映像信
号をアナログ／デジタル変換器で画素ｎ毎のデジ
タル映像信号Ｖ（ｎ）に変換し、この画素ｎ毎の
デジタル映像信号Ｖ（ｎ）を記憶回路に記憶し、
その後演算回路において上記記憶回路から隣り合
う画素ｎ，ｎ＋１のデジタル映像信号Ｖ（ｎ），Ｖ
（ｎ＋１）をレジスタに読出して、 Ｖ（ｎ＋ｋ／ｄ）＝Ｖ（ｎ）＋ｋ（Ｖ（ｎ＋１） −Ｖ（ｎ））／ｄ 但し、ｋ＝０，１，２，３……，ｄ−１で、ｄ
は上記画素間距離の分離数である。
なる演算をし、上記算出された画素ｎの位置から
画素間の位置ｎ＋ｋ／ｄを算出し、該画素間の位
置ｎ＋ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ（ｎ＋
ｋ／ｄ）を求め、求められた細分化された画素間
の位置ｎ＋ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ
（ｎ＋ｋ／ｄ）の関係から上記パターンの位置を
検出することを特徴とするパターン位置検出方式
である。
画素間の位置ｎ＋ｋ／ｄを算出し、該画素間の位
置ｎ＋ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ（ｎ＋
ｋ／ｄ）を求め、求められた細分化された画素間
の位置ｎ＋ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ
（ｎ＋ｋ／ｄ）の関係から上記パターンの位置を
検出することを特徴とするパターン位置検出方式
である。
以下、本発明を第２図、第３図により説明す
る。第２図は本発明の一実施例のブロツク図、第
３図は第２図の要部の出力波形図である。
る。第２図は本発明の一実施例のブロツク図、第
３図は第２図の要部の出力波形図である。
第２図において、１はイメージセンサ、２はク
ロツク発生器、３はＡ／Ｄ変換器、５，１１はそ
れぞれ第１及び第２の記憶回路、４はアドレスカ
ウンタ、６はタイミング回路、７，８はそれぞれ
第１及び第２のレジスタ、９は演算回路、１０は
設定データ入力端子である。
ロツク発生器、３はＡ／Ｄ変換器、５，１１はそ
れぞれ第１及び第２の記憶回路、４はアドレスカ
ウンタ、６はタイミング回路、７，８はそれぞれ
第１及び第２のレジスタ、９は演算回路、１０は
設定データ入力端子である。
次に第２図、第３図に従つて本発明の動作を詳
細に説明する。イメージセンサ１は光ａを検出
し、各画素が検出する光ａの照度の情報を、クロ
ツク発生器２からのクロツクｇに同期して直列に
映像信号出力ｂを出力する。イメージセンサ１が
ライン型であれば、第１画素からライン方向に順
次情報が転送されてゆき、エリア型であればテレ
ビの走査線のごとく上のラインから画素毎に順次
情報が転送される。今、連続する画素に沿つた光
ａが曲線ａのような照度分布を呈しているものと
すると、その部分を走査して得られる映像信号は
各画素が平均的照度を検出するものであるから、
ｂのような階段波となる。このようにして画素毎
に直列にイメージセンサ１から繰り出される映像
信号出力ｂを、Ａ／Ｄ変換器３により画素毎にデ
ジタル信号Ｖ（ｎ−３），Ｖ（ｎ−２）…に変換し、
第１の記憶回路５に記憶する。イメージセンサ１
は、クロツク発生器２から得られるクロツクｇ毎
に画素の情報を送り出すものであるから、このク
ロツクｇを利用しＡ／Ｄ変換器３に変換開始の指
令を与え、アドレスカウンタ４を更新して記憶回
路５にアドレス情報を与えれば、デジタル信号Ｖ
（ｎ−３），Ｖ（ｎ−２）…は記憶回路５に書き込
まれることになる。ここでｎは画素の番号を示す
数であり、１からＮ（全画素数）の連続した整数
値をとる。
細に説明する。イメージセンサ１は光ａを検出
し、各画素が検出する光ａの照度の情報を、クロ
ツク発生器２からのクロツクｇに同期して直列に
映像信号出力ｂを出力する。イメージセンサ１が
ライン型であれば、第１画素からライン方向に順
次情報が転送されてゆき、エリア型であればテレ
ビの走査線のごとく上のラインから画素毎に順次
情報が転送される。今、連続する画素に沿つた光
ａが曲線ａのような照度分布を呈しているものと
すると、その部分を走査して得られる映像信号は
各画素が平均的照度を検出するものであるから、
ｂのような階段波となる。このようにして画素毎
に直列にイメージセンサ１から繰り出される映像
信号出力ｂを、Ａ／Ｄ変換器３により画素毎にデ
ジタル信号Ｖ（ｎ−３），Ｖ（ｎ−２）…に変換し、
第１の記憶回路５に記憶する。イメージセンサ１
は、クロツク発生器２から得られるクロツクｇ毎
に画素の情報を送り出すものであるから、このク
ロツクｇを利用しＡ／Ｄ変換器３に変換開始の指
令を与え、アドレスカウンタ４を更新して記憶回
路５にアドレス情報を与えれば、デジタル信号Ｖ
（ｎ−３），Ｖ（ｎ−２）…は記憶回路５に書き込
まれることになる。ここでｎは画素の番号を示す
数であり、１からＮ（全画素数）の連続した整数
値をとる。
一方、タイミング回路６はクロツクｇを監視
し、映像信号出力ｂの一走査（全画素の出力）を
検出して以下に示す動作をタイミング化する。
し、映像信号出力ｂの一走査（全画素の出力）を
検出して以下に示す動作をタイミング化する。
以下、その動作を詳述する。タイミング回路６
は、記憶回路５にデジタル信号Ｖ（ｎ−３），Ｖ
（ｎ−２）…を記憶するときと同じ順序でアドレ
スカウンタ４を更新し、記憶回路５からデジタル
信号を読み出しこれを第１のレジスタ７に保持
し、既に第１のレジスタに保持されていたデジタ
ル信号を第２のレジスタ８にシフトする。こうす
ると第１のレジスタ７と第２のレジスタ８にはそ
れぞれＶ（ｎ＋１），Ｖ（ｎ）の常に隣り合う画素
のデジタル信号が得られることになる。タイミン
グ回路６は上記動作とほぼ同じタイミングで演算
回路９に指令を与える。演算回路９は、この指令
により分割数ｄを示す設定データ入力端子１０か
ら設定データをパラメータとして、次の直線補間
演算を実行する。
は、記憶回路５にデジタル信号Ｖ（ｎ−３），Ｖ
（ｎ−２）…を記憶するときと同じ順序でアドレ
スカウンタ４を更新し、記憶回路５からデジタル
信号を読み出しこれを第１のレジスタ７に保持
し、既に第１のレジスタに保持されていたデジタ
ル信号を第２のレジスタ８にシフトする。こうす
ると第１のレジスタ７と第２のレジスタ８にはそ
れぞれＶ（ｎ＋１），Ｖ（ｎ）の常に隣り合う画素
のデジタル信号が得られることになる。タイミン
グ回路６は上記動作とほぼ同じタイミングで演算
回路９に指令を与える。演算回路９は、この指令
により分割数ｄを示す設定データ入力端子１０か
ら設定データをパラメータとして、次の直線補間
演算を実行する。
Ｄ（ｎ）＝Ｖ（ｎ＋１）−Ｖ（ｎ）／ｄ ……(1)
υ（nk）＝Ｖ（ｎ）＋kD（ｎ）（ｋ＝０，１，…，
ｄ−１） …(2) (1)式は隣り合う画素のデータをｄ分割したとき
の分割値を示し、(2)式は分割により得られた区間
に割り当てられる（比例配分される）補間値を示
す。演算回路９は(2)式示す補間値υ（nk）を得る
毎に順次第２の記憶回路１１に記憶してゆき、ｄ
個のデータの記憶が完了するとタイミング回路６
に指令を与える。以下、全画素についてアドレス
カウンタ４の更新、レジスタ７からレジスタ８へ
のデジタル信号Ｖ（ｎ）のシフト、記憶回路５か
らレジスタ７へのデジタル信号Ｖ（ｎ＋１）の保
持、演算回路９による直線補間演算（(1)，(2)式）、
補間値υ（nk）の記憶回路１１への書込動作を繰
返すことにより、隣り合う画素全区間について走
査方向の直線補間が終了する。
ｄ−１） …(2) (1)式は隣り合う画素のデータをｄ分割したとき
の分割値を示し、(2)式は分割により得られた区間
に割り当てられる（比例配分される）補間値を示
す。演算回路９は(2)式示す補間値υ（nk）を得る
毎に順次第２の記憶回路１１に記憶してゆき、ｄ
個のデータの記憶が完了するとタイミング回路６
に指令を与える。以下、全画素についてアドレス
カウンタ４の更新、レジスタ７からレジスタ８へ
のデジタル信号Ｖ（ｎ）のシフト、記憶回路５か
らレジスタ７へのデジタル信号Ｖ（ｎ＋１）の保
持、演算回路９による直線補間演算（(1)，(2)式）、
補間値υ（nk）の記憶回路１１への書込動作を繰
返すことにより、隣り合う画素全区間について走
査方向の直線補間が終了する。
上記動作は走査方向の補間なので、ライン型イ
メージセンサについては上記動作のみで補間は終
了する。しかしエリア型のイメージセンサについ
ては、走査方向に対し垂直方向に位置する画素間
の補間も必要となる。これに必要な動作を次に述
べる。タイミング回路６は走査方向の補間を検知
し、アドレスカウンタ４よるアドレスの指示を今
までの記憶回路５から記憶回路１１に切り換え
て、記憶回路１１から順次垂直方向に位置する画
素のデータを読み出すようアドレスカウンタ４の
アドレスを更新していく。以下、前記した動作に
準じ、記憶回路１１からデジタル信号を読み出す
毎レジスタ７，８と演算回路９により、垂直方向
に位置する隣り合う画素の間を補間して、新たに
記憶回路１１にこの補間値を記憶する。必要によ
つては画素間の分割数を示す設定データを走査方
向の補間のときと異なる値とすることもタイミン
グ回路６により可能である。
メージセンサについては上記動作のみで補間は終
了する。しかしエリア型のイメージセンサについ
ては、走査方向に対し垂直方向に位置する画素間
の補間も必要となる。これに必要な動作を次に述
べる。タイミング回路６は走査方向の補間を検知
し、アドレスカウンタ４よるアドレスの指示を今
までの記憶回路５から記憶回路１１に切り換え
て、記憶回路１１から順次垂直方向に位置する画
素のデータを読み出すようアドレスカウンタ４の
アドレスを更新していく。以下、前記した動作に
準じ、記憶回路１１からデジタル信号を読み出す
毎レジスタ７，８と演算回路９により、垂直方向
に位置する隣り合う画素の間を補間して、新たに
記憶回路１１にこの補間値を記憶する。必要によ
つては画素間の分割数を示す設定データを走査方
向の補間のときと異なる値とすることもタイミン
グ回路６により可能である。
以上の動作により直線補間による画素と画素の
間への映像情報の割付けが完了し、最終的に記憶
回路１１に各々の情報が記憶される。
間への映像情報の割付けが完了し、最終的に記憶
回路１１に各々の情報が記憶される。
第３図において、ｉは記憶回路１１に得られる
補間値υ（nk）を示すもので、ｈは例えば記憶回
路１１の次段に接続されるＤ／Ａ変換器（図示せ
ず）により上記デジタル信号υ（nk）をアナログ
量に変換したものである。第３図において各信号
波形は実際には時間軸を異にしているが、信号を
対比させるため第３図では同時間軸上とした。第
３図は画素間を５分割（ｄ＝５）した例である
が、画素のピツチは微小であることから画素を擬
似的に増すことにより、補間データｋは実際の光
ａの照度分布に近似することがよくわかる。
補間値υ（nk）を示すもので、ｈは例えば記憶回
路１１の次段に接続されるＤ／Ａ変換器（図示せ
ず）により上記デジタル信号υ（nk）をアナログ
量に変換したものである。第３図において各信号
波形は実際には時間軸を異にしているが、信号を
対比させるため第３図では同時間軸上とした。第
３図は画素間を５分割（ｄ＝５）した例である
が、画素のピツチは微小であることから画素を擬
似的に増すことにより、補間データｋは実際の光
ａの照度分布に近似することがよくわかる。
以上は本発明をハードウエアで構成した一実施
例であるが、記憶回路５，１１，レジスタ７，
８，演算回路９をコンピユータに置き換え、上に
示した処理をソフトウエアで実行してもよいこと
は勿論である。
例であるが、記憶回路５，１１，レジスタ７，
８，演算回路９をコンピユータに置き換え、上に
示した処理をソフトウエアで実行してもよいこと
は勿論である。
以上説明したように、本発明によれば、パター
ンをイメージセンサで撮像する光学系の倍率を増
大することなく、イメージセンサが検出する画素
ピツチより細分化した高精度の位置でもつて上記
イメージセンサが擦像するパターンの位置を検出
することができ、パターンの位置を高精度に検出
することが必要となる各種測定装置にとつて特に
有効となる等の効果を奏する。
ンをイメージセンサで撮像する光学系の倍率を増
大することなく、イメージセンサが検出する画素
ピツチより細分化した高精度の位置でもつて上記
イメージセンサが擦像するパターンの位置を検出
することができ、パターンの位置を高精度に検出
することが必要となる各種測定装置にとつて特に
有効となる等の効果を奏する。
第１図はイメージセンサの一般的な出力波形
図、第２図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第３図は第２図における要部の出力波形図で
ある。 １……イメージセンサ、２……クロツク発生
器、３……Ａ／Ｄ変換器、４……アドレスカウン
タ、５，１１……記憶回路、６……タイミング回
路、７，８……レジスタ、９……演算回路、１０
……設定データ入力端子。
図、第２図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第３図は第２図における要部の出力波形図で
ある。 １……イメージセンサ、２……クロツク発生
器、３……Ａ／Ｄ変換器、４……アドレスカウン
タ、５，１１……記憶回路、６……タイミング回
路、７，８……レジスタ、９……演算回路、１０
……設定データ入力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ パターンをイメージセンサで撮像し、該イメ
ージセンサで撮像する画素ｎの位置を算出すると
共に上記イメージセンサから画素ｎ毎に得られる
映像信号をアナログ／デジタル変換器で画素ｎ毎
のデジタル映像信号Ｖ（ｎ）に変換し、この画素
ｎ毎のデジタル映像信号Ｖ（ｎ）を記憶回路に記
憶し、その後演算回路において上記記憶回路から
隣合う画素ｎ，ｎ＋１のデジタル映像信号Ｖ
（ｎ），Ｖ（ｎ＋１）をレジスタに読出して、 Ｖ（ｎ＋ｋ／ｄ）＝Ｖ（ｎ）＋ｋ（Ｖ（ｎ＋１） −Ｖ（ｎ））／ｄ 但し、ｋ＝０，１，２，３……，ｄ−１で、ｄ
は上記画素間距離の分散数である。 なる演算をし、上記算出された画素ｎの位置から
画素間の位置ｎ＋ｋ／ｄを算出し、該画素間の位
置ｎ＋ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ（ｎ＋
ｋ／ｄ）を求め、求められた画素間の位置ｎ＋
ｋ／ｄに対するデジタル映像信号Ｖ（ｎ＋ｋ／ｄ）
の関係から上記パターンの位置を検出することを
特徴とするパターン位置検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160171A JPS5862976A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | パターン位置検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56160171A JPS5862976A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | パターン位置検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5862976A JPS5862976A (ja) | 1983-04-14 |
| JPH0244188B2 true JPH0244188B2 (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=15709381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56160171A Granted JPS5862976A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | パターン位置検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5862976A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5418230A (en) * | 1977-07-06 | 1979-02-10 | Eastman Kodak Co | Separate sampling color video signal processor |
| JPS5675786A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital convergence device |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP56160171A patent/JPS5862976A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5418230A (en) * | 1977-07-06 | 1979-02-10 | Eastman Kodak Co | Separate sampling color video signal processor |
| JPS5675786A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital convergence device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5862976A (ja) | 1983-04-14 |
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