JPS62135066A

JPS62135066A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPS62135066A
Application number: JP60275483A
Authority: JP
Inventors: Riyuuhachirou Douro; 堂路　隆八郎; Mitsuji Inoue; 井上　三津二; Shinichi Uno; 宇野　伸一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-07
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1987-06-18

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】〔発明の技術分野〕本発明は、物体の表面検査や位置形状等に好適な固体撮
像デバイスを用いた画像入力装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、固体撮像デバイス例えばＣＯＤで構成した撮像装
置く以下、ＣＣＤカメラと指称する）があるが、このＣ
ＣＤカメラを使用した検査装置や位置決め装置等では１
つのレンズに対して１つのＣＣＤカメラを使ったものが
ほとんどである。第１１図はこの一例を示しており、レ
ンズ系１に対してＣＣＤカメラ２が設けられている。な
お、３がＣＯＤであり、１画素に当たるＣＯＤ素子が４
８０　Ｘ３８０程度羅列して構成され、これによりＣＣ
Ｄカメラ２は２／３インチ（８，８ａ＋ｍ　ｘ６．６ｎ
＋ｌ　）のｍｔａＷｉ積を有するものとなっている。こ
こで、このＣＣＤカメラ２を使用して例えば２５１１１
Ｘ　２５１１１１１１の視野４をｍ像すると、１画素当
り約０．０５＋ｕの分解精度を得ることになる。また、
５０１１Ｘ　５０１ｍの視野を１ｌｌＩ＆すれば、１画
素当り０．Ｉｍｓの分解精度を得ることになる。この程
度の分解精度であれば、視野４内に起こる現象をマクロ
的に解析する場合、問題は生じないが、より高分解能で
解析したい場合は１画素目体の分解能を高くできず次の
ような方法により撮像している。すなわち、レンズ１に
よってｗｉ像倍率を高くし、視野４を複数に区分してそ
れぞれの区画像に対してレンズ１の位置を変えながらｍ
像を行なって画像データを得ている。

しかし、この方法では複数回に別けてレンズ１の位置を
変えてＩｉｍを行なうので、画像データを入力するのに
かなりの時間がかかり、高速検査や高速位置決めを要求
される自動化機械、機器ではスピードダウンという重大
な問題が起きる。

したがって、以上のような問題解決するために次のよう
なことが考えられている。

０２７３インチサイズを変更せずに現在の画素数よりも
、さらに倍の画素数で構成されたＣＣＤカメラを作成す
る。

■画素密度を変更せずに饋々のＣＣＤ素子のサイズを大
きくして倍の画素数を持ったＣＣＤカメラを作成する。

等である。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら■では現在あるＣＣＤ素子の１／２サイズ
のＣＣＤ素子が必要となり、このようなＣＣＤ素子は未
だ実用化に至っておらず実現は困難である。また、■で
はＣＣＤカメラを作成する場合特注的な要因が多く実用
化の兆しはない。

従って、いずれの方法でもその実現が困難となっている
。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、広視野および島分解能の画像データを
ルンズのみで得られる画像入力装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、集光レンズにより集光された被写体からの測
定光を所望方向に反射させる反射鏡を備えてこれを反射
鏡回転手段により回転させ、このときの反射測定光を？
ｌＩ数の搬像装置で受けて前記被写体の全体を撮像しよ
うとする画像入力装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は画像入り装置の構成因であり、第２因は上部か
ら見た図である。同区において１０は集光レンズであっ
て、被写体１１からの測定光１２を集光するものである
。さて、１３は反射鏡であって、これは集光レンズ１０
により集光された測定光１２を所望方向に完全反射させ
るものである。

そして、この反１ｉ１１１３は反射ＩＩ＠転手段として
の回転モータ１４にシャフト１５を介して設けられてい
る。ところで、測定光１２は回転する反射１１１３によ
り各方向に反射されるが、この反射測定光１６の進行方
向の所定位置には第２因に示すようにそれぞれＣＣＤカ
メラ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが配置されている
。これらＣＣＤカメラ１７ａ〜１７ｄは、被写体１１を
４分割してそれぞれそ各区画部分を搬像して全撮像装置
１７ａ〜１７ｄで被写体１１の全体画像を得るものであ
る。具体的にＣＣＤカメラ１７ａは被写体１１の区画Ｇ
１　ｒ２Ｊ部分を撮像するように配置され、ＣＣＤカメ
ラ１７ｂは同じく区画Ｇ２　ｒ３Ｊ部分、ＣＣＤカメラ
１７ｃは区画Ｇ３　ｒ４Ｊ部分、ＣＣＤカメラ１７ｄは
区画Ｇ４ｒｌＪ部分を撮像するように配置されている。

回転制御部１８は第３図に示すような各ＣＣＤカメラ１
７ａ〜１７ｄの同期信＠Ｖを受けて回転制御信号ｎ’ｓ
を作成して回転モータ１４に送出するもので、これによ
り前記回転モータ１４は反射測定光１６が各ＣＣＤカメ
ラ１７ａ〜１７ｄの配置位置方向に進行した状態で所定
時間例えば６６０１１１　Ｓだけ停止するように動作す
るものとなっている。

次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。

集光レンズ１０により集光された測定光１２は反ＩＪ１
１１３に送られて反射される。ここで、反射鏡１３は回
転モータ１４によって矢印（イ）方向に回転しているが
、この回転が第３因に示すように時刻ｔ１において反射
ｔＪｔ１３の反射方向がＣＣＤカメラ１７ａの配置方向
に向けば、この時刻ｔ１から６６ｎ＋ｍ　ｓだけ回転が
停止する。これにより、反射測定光１６はＣＣＤカメラ
１７ａに送られる。ところで、ＣＣＤカメラ１７ａの配
置位置で反射工１走光１６を受けて被写体１０を見ると
第４図（ａ）示すように反転し、かつ左横方向に倒れた
状態の像となっている。このため、ＣＣＤカメラ１７ａ
は左横方向に回転させて区画Ｇ１　ｒ２Ｊ部分を撮像す
る。そうして、６６ｍｍ　ｓ時間経過して時刻ｔ２にな
ると同期信＠ＶによりＣＣＤカメラ１７ａの各ＣＣＤ素
子にチャージされた電荷が転送される。

これにより（ｑられた画像データが第４図（ｂ）に示し
である。そして、ＣＣＤカメラ１７ａでの電荷の転送が
行なわれた直後、回転モータ１４により反射鏡１３は回
転して今度はその反射方向がＣＣＤカメラ１７ｂの配置
方向に達した時刻【３において回転が停止する。

ここで、ＣＣＤカメラ１７ｂの配置位置で反射測定光１
６を受けて被写体１１を見ると第５図（ａ）示すように
反転しかつ上下が逆となった状態の像が得られる。この
ため、ＣＣＤカメラ１７ｂは上下を逆に設置して区画Ｇ
２　ｒ３Ｊ部分を撮像する。そうして、再び６６ｉｎ＋
ｓ　［！ｉ間経過すると同期信＠ＶによりＣＣＤ素子に
チャージされた電荷が転送される。これにより得られた
画像データが第５図（ｂ）に示しである。そして、ＣＣ
Ｄカメラ１７ｂでの電荷の転送が行なわれた直後、回転
モータ１４により反射鏡１３は回転して今度はその反射
方向がＣＣＤカメラ１７Ｃの配置方向に達したときに回
転が停止する。

このＣＣＤカメラ１７ｃの配置位置で反射鏡１３からの
反射測定光１６で被写体１１を見ると第６Ｓ（ａ）示す
ように反転し、かつ右横方向に倒れた状態の像となって
いる。このため、ＣＣＤカメラ１７ｃは右横方向に回転
させて区画Ｇ３「４」部分をｍ＠する。そうして、６６
ａｍｓＲｆｌｌ経過すると同期信＠ＶによりＣＣＤ素子
にチャージされた電荷が転送される。これにより得られ
た画１データが第６図（ｂ）に示しである。そして、Ｃ
ＣＤカメラ１７０での電荷の転送が行なわれた直後、回
転モータ１４により反射！１１１３は回転して今度はそ
の反射方向がＣＣＤカメラ１７ｄの配置方向に達したと
き回転が停止する。

ここで、ＣＣＤカメラ１７ｄの配置位置で反射１１３か
らの反射測定光１６で被写体１１を見ると第７図（ａ）
示すように反転した状態の像となっている。ここで、Ｃ
ＣＤカメラ１７ｄは区画Ｇ４ｒＩＪ部分をｍ会する。そ
うして、６６Ｃｍｓ時間経過すると同期信号ＶによりＣ
ＣＤ素子にチャージされた電荷が転送される。これによ
り得られた画像データが第６図（ｂ）に示しである。

以上のようにして被写体１１の各区画Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３
、Ｇ４がＩＩＩＩＩされてその画像データが作成される
。そして、これら画像データが反転処理されて後、合成
処理されて被写体１１全体の画像データとなる。

ところで、反転処理は次のようにして行なわれる。すな
わち、ＣＣＤカメラにおける各ＣＣＤ素子の走査方向は
、通常第８図（ａ）に模式するように矢印（ロ）方向に
従って順次矢印（ハ）方向に実行するが、各ＣＣＤカメ
ラ１７ａ〜１７ｄは矢印（ロ）方向に従って順次矢印（
ニ）方向に例えば１画素づつ飛越しながら走査するもの
となっている。

また、第９図に示すように各ＣＣＤカメラ１７ａ〜１７
ｄから出力される画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データ
として画像メモリ２０に記憶し、この画像データから水
平方向の１ラインづつ読み出してこれを１ラインホール
ド部２１で一時ホールドし、この侵反転部２２により１
ラインのデータを反転させる構成のものを使用してもよ
い。

このように上記−実施例においては、集光レンズ１０に
より集光された被写体１１からの測定光１２を所望方向
に反射させる反射１１３を備えてこれを回転モータ１４
により回転させ、このときの反射測定光１６を各ＣＣＤ
カメラ１７ａ〜１７ｄで受けて被写体１１の全体を撮像
するようにしたので、１つの集光レンズ１０を移動せず
に被写体１１をＩｌ像でき、しかも広視野および高分解
能で実現できる。つまり、被写体１１は４台のＣＣＤカ
メラ１７ａ〜１７ｄにより分割してｍ会することになり
単位面積当りの画素密度が高くなるからである。また、
その構成も簡単であり、反射鏡１３を回転するだけでよ
い。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形すことができる。例
えば、第１０図に示すように反射鏡１３の反射方向は測
定光１２の進行方向に対して直角方向に反射させるのみ
ならず所望方向に反射させても′よい。なお、この場合
、２３をＣＯＤの各素子とすれば光路ｈ１＋ｈ２と光路
ｋｌ＋に２とが同一距離となるようにする。また、ＣＣ
Ｄカメラは複数台配置することも可能で、この場合単位
面積当りの画素密度を高くできる。

〔発明の効束）以上詳記しように本発明によれば、広視野および高分解
能の画像データをルンズのみで得られる画１像入力装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる画像入力ｖ７を置の一実施例を
示す構成図、第２図は第１図を上部から見た構成図、第
３図は第１図に示す装置における回転モータの回転タイ
ミング図、第４図ないし第７図は第１図に示す装置の画
像入力作用を示す図、第８図および第９図は画像反転を
説明するための図、第１０図は本発明装置の変形例を示
す構成図、第１１図は従来装置の構成図である。１０・・・集光レンズ、１３・・・反射鏡、１４・・・
回転モータ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｃＪ−・・
ＣＣＤカメラ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第　１　図第２図（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第８図第９図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）集光レンズと、この集光レンズにより集光された
被写体からの測定光を所望方向に反射させる反射鏡と、
この反射鏡を回転移動させる反射鏡回転手段と、前記反
射鏡からの反射測定光を受けて前記被写体の互いに異な
る区画を撮像する複数の撮像装置とを具備したことを特
徴とする画像入力装置。
（２）反射鏡回転手段は、反射鏡の反射方向を各撮像装
置の設置位置方向に向けて所定時間づつ停止させる特許
請求の範囲第（１）項記載の画像入力装置。