JPS6276372A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPS6276372A JPS6276372A JP60215533A JP21553385A JPS6276372A JP S6276372 A JPS6276372 A JP S6276372A JP 60215533 A JP60215533 A JP 60215533A JP 21553385 A JP21553385 A JP 21553385A JP S6276372 A JPS6276372 A JP S6276372A
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- Japan
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- light
- image
- image pickup
- imaging
- ccd camera
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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。
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（（ｉ分野：
本発明は、物体の表面検査や位置、形状の認識等に好適
な固体１最（象デバイスによる画像入力装置に関する。
な固体１最（象デバイスによる画像入力装置に関する。
従来、固体撮像デバイス例えばｃｃｏ−ｃ’ｍ成した＠
＠装置（以下、ＣＣＤカメラと指称する）があるが、こ
のＣＣＤ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９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。
＠装置（以下、ＣＣＤカメラと指称する）があるが、こ
のＣＣＤ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９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画素に当るＣＯＤ素子が４
８０×３８０程度羅列して構成され、これによりＣＣＤ
カメラ２は、２／３インチ（８，８ｍｍ ｘ６．６ｍｍ
）の撮像面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２５ｍｍｘ ２５ｍ
ｍの視野４を踊１１Ｊｌすると、１画素あたり約０．０
５ｍｍの分解精度を１ｑることになる。また、５０ｍｍ
ｘ ５０ｎ＋ｍの視野を記倣すれば、１画素当り０．１
ｍｎ＋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内に起きる現象をマクロ的に解析す
る場合は問題が生じないが、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ないので次のよう
な方法により回置している。すなわち、レンズ１によっ
て撮像倍率を高くし、視野４を複数に区分してそれぞれ
の区分像に対してレンズ１の位置を変えながら撮像を行
なって画像データを得ている。しかし、この方法では複
数回に分はレンズ位置を変えてん像を行うので、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Ａ
′）高速位置決めを要求される自動化機械、芸器ではス
ピードダウンという坦大な問題が起きる。
８０×３８０程度羅列して構成され、これによりＣＣＤ
カメラ２は、２／３インチ（８，８ｍｍ ｘ６．６ｍｍ
）の撮像面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２５ｍｍｘ ２５ｍ
ｍの視野４を踊１１Ｊｌすると、１画素あたり約０．０
５ｍｍの分解精度を１ｑることになる。また、５０ｍｍ
ｘ ５０ｎ＋ｍの視野を記倣すれば、１画素当り０．１
ｍｎ＋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内に起きる現象をマクロ的に解析す
る場合は問題が生じないが、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ないので次のよう
な方法により回置している。すなわち、レンズ１によっ
て撮像倍率を高くし、視野４を複数に区分してそれぞれ
の区分像に対してレンズ１の位置を変えながら撮像を行
なって画像データを得ている。しかし、この方法では複
数回に分はレンズ位置を変えてん像を行うので、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Ａ
′）高速位置決めを要求される自動化機械、芸器ではス
ピードダウンという坦大な問題が起きる。
したがって、以上のような問題を解決するために次のよ
うなことが考えられている。
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ＣＯＤカメラを作成す
る。
、さらに倍の画素数で構成されたＣＯＤカメラを作成す
る。
■画素密度を変更せずに個々のＣＯＤ素子のサイズを大
きくして倍の画素数を持ったＣＯＤカメラを作成覆る。
きくして倍の画素数を持ったＣＯＤカメラを作成覆る。
等である。
しかしながら■では現在あるＣＯＤ素子の１／２サイズ
のＣＣＤ索了が必要となり、このようなＣＯＤ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ＣＯＤ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。
のＣＣＤ索了が必要となり、このようなＣＯＤ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ＣＯＤ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。
したがって、いずれの方法でもその実現が困難となって
いる。
いる。
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、広視野および高分解能の画像データが
高速で得られる画像入力装置を提供することにある。
とするところは、広視野および高分解能の画像データが
高速で得られる画像入力装置を提供することにある。
本発明は、集光レンズにより集光された′ｆｅＪ、写体
からの光線を光学分光手段により複数の１Ｉｉｌｆｉｌ
用光線に分光し、これら撮像用光線を受けて各撮像手段
が被写体の所定部分を画像して画像の広視野および高分
解能を得るようにした画像入力装置である。
からの光線を光学分光手段により複数の１Ｉｉｌｆｉｌ
用光線に分光し、これら撮像用光線を受けて各撮像手段
が被写体の所定部分を画像して画像の広視野および高分
解能を得るようにした画像入力装置である。
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。
る。
第１図は画像入力装置の構成図である。同図おいて１０
は被写体であり、この被写体１０の面に対して垂直方向
上部に集光レンズ１１が配置されている。この集光レン
ズ１１は被写体１０からの光＄５；ｌｃｏを集光するも
ので、被写体１０像の拡大および縮小作用を行う。そし
て、この集光レンズ１０の光軸方向には光学分光手段１
２が設けられている。この光学分光手段１２は光線ＣＯ
を複数、なおこの実施例では４つの医（象用光線Ｃ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に分光作用するものである。具体的な
構成は、集光レンズ１１の光軸方向に第１のハーフミラ
−１３および第２のハーフミラ−１４が配置され、さら
に第１のハーフミラ−１３の反）１光り方向に第３のハ
ーフミラ−１５が配置されている。さて、これらハーフ
ミラ−１３，１４，１５（Ｉ′：げた光線を透過光と反
射光とに同一光量で分光するものである。したがって、
第２のハーフミラ−１４の透過光が第１のｖａ象用光線
Ｃ１となり、第３のハーフミラ−１５の反射光が第２の
顕像用光１９ｃ２となり、さらに第２のハーフミラ−１
４の反射光が第３の撮像用光線Ｃ３、第３のハーフミラ
−１５の透過光が第４の撮像用光線Ｃ４となり、これら
光線０１〜Ｃ４の光量は同一となっている。そうして、
各撮像用光線Ｃ１〜Ｃ４の進行方向には、それぞれＣＣ
Ｄカメラ１６．１７．１８．１９が配置されている。
は被写体であり、この被写体１０の面に対して垂直方向
上部に集光レンズ１１が配置されている。この集光レン
ズ１１は被写体１０からの光＄５；ｌｃｏを集光するも
ので、被写体１０像の拡大および縮小作用を行う。そし
て、この集光レンズ１０の光軸方向には光学分光手段１
２が設けられている。この光学分光手段１２は光線ＣＯ
を複数、なおこの実施例では４つの医（象用光線Ｃ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に分光作用するものである。具体的な
構成は、集光レンズ１１の光軸方向に第１のハーフミラ
−１３および第２のハーフミラ−１４が配置され、さら
に第１のハーフミラ−１３の反）１光り方向に第３のハ
ーフミラ−１５が配置されている。さて、これらハーフ
ミラ−１３，１４，１５（Ｉ′：げた光線を透過光と反
射光とに同一光量で分光するものである。したがって、
第２のハーフミラ−１４の透過光が第１のｖａ象用光線
Ｃ１となり、第３のハーフミラ−１５の反射光が第２の
顕像用光１９ｃ２となり、さらに第２のハーフミラ−１
４の反射光が第３の撮像用光線Ｃ３、第３のハーフミラ
−１５の透過光が第４の撮像用光線Ｃ４となり、これら
光線０１〜Ｃ４の光量は同一となっている。そうして、
各撮像用光線Ｃ１〜Ｃ４の進行方向には、それぞれＣＣ
Ｄカメラ１６．１７．１８．１９が配置されている。
なお、これらＣＣＤカメラ１６〜１つは２／３インチサ
イズの撮像面積を有するものであって、第１のＣＣＤカ
メラ１６は集光レンズ１１による結像位置つまり倍率と
関連する焦点距離位置に配ＩＮされている。また、第３
および第４のＣＣＤカメラ１８．１９は、入射する第３
および第４の１ｌｉｌ用光線Ｃ３、Ｃ４による画像が左
右反転するので、さらにその像を反転するための手段が
喝えられている。すなわち、ＣＯＤカメラにおける各Ｃ
ＯＤ素子の走査方向は、通常第２図（ａ＞に模式する如
く矢印（イ）方向に従って順次矢印（ロ）方向に行うが
、第３および第４のＣＣＤカメラ１８．１つは第２図（
ｂ）に示づ−如く矢印（イ）方向に従って順次矢印（ハ
）方向に走査づるものとなっている。また、第３図に示
すような手段を用いても画像を反転できろ。−４なわら
、ＣＣＤカメラ１８、］９から出力される画像信号を△
、Ｄ変換し両（象データとして画像メモリ２０に配憶さ
せる。そして、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て一時保
持し、さらに反転部２２（こよりこれを反転させる構成
のものである。
イズの撮像面積を有するものであって、第１のＣＣＤカ
メラ１６は集光レンズ１１による結像位置つまり倍率と
関連する焦点距離位置に配ＩＮされている。また、第３
および第４のＣＣＤカメラ１８．１９は、入射する第３
および第４の１ｌｉｌ用光線Ｃ３、Ｃ４による画像が左
右反転するので、さらにその像を反転するための手段が
喝えられている。すなわち、ＣＯＤカメラにおける各Ｃ
ＯＤ素子の走査方向は、通常第２図（ａ＞に模式する如
く矢印（イ）方向に従って順次矢印（ロ）方向に行うが
、第３および第４のＣＣＤカメラ１８．１つは第２図（
ｂ）に示づ−如く矢印（イ）方向に従って順次矢印（ハ
）方向に走査づるものとなっている。また、第３図に示
すような手段を用いても画像を反転できろ。−４なわら
、ＣＣＤカメラ１８、］９から出力される画像信号を△
、Ｄ変換し両（象データとして画像メモリ２０に配憶さ
せる。そして、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て一時保
持し、さらに反転部２２（こよりこれを反転させる構成
のものである。
そして、各ＣＣＤカメラ１６〜１つの）ｉ３ｆ策により
１ｑられた各画像データは合わされて被写体１０の全体
画像データが作成される（合成となっている。
１ｑられた各画像データは合わされて被写体１０の全体
画像データが作成される（合成となっている。
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。ここで、被写体１０として第４図に示づような像を用
い、集光レンズ１１から見ると第４図の如くの配向であ
るとする。この被写体１０からの光ｐＪｃＯは集光レン
ズ１１により集光されて第１のハーフミラ−１３に送ら
れる。この第１のハーフミラ−１３では光線ｃＯが透過
および反射されてそれぞれ第２のハーフミラ−１４と第
３のハーフミラ−１５とに送られる。これにより第２の
ハーフミラ−１４の透過光か第１のｍｌ像用光線ｃ１と
して第１のＣＣＤカメラ１６に送られるとともにその反
射光が第３のｌｌｄ像用九Ｆ２Ｃ５として第３のＣＣＤ
カメラ１８に送られる。また、第（３のハーフミラ−１
５の反射光が第２の娼（象用光腺ｃ２として第２のＣＣ
Ｄカメラ１７に送られるとともに、その透過光が第３の
顕像用光線ｃ４として第・１のＣＣＤカメラ１９に送ら
れる。
。ここで、被写体１０として第４図に示づような像を用
い、集光レンズ１１から見ると第４図の如くの配向であ
るとする。この被写体１０からの光ｐＪｃＯは集光レン
ズ１１により集光されて第１のハーフミラ−１３に送ら
れる。この第１のハーフミラ−１３では光線ｃＯが透過
および反射されてそれぞれ第２のハーフミラ−１４と第
３のハーフミラ−１５とに送られる。これにより第２の
ハーフミラ−１４の透過光か第１のｍｌ像用光線ｃ１と
して第１のＣＣＤカメラ１６に送られるとともにその反
射光が第３のｌｌｄ像用九Ｆ２Ｃ５として第３のＣＣＤ
カメラ１８に送られる。また、第（３のハーフミラ−１
５の反射光が第２の娼（象用光腺ｃ２として第２のＣＣ
Ｄカメラ１７に送られるとともに、その透過光が第３の
顕像用光線ｃ４として第・１のＣＣＤカメラ１９に送ら
れる。
ここで、第１ Ｊ＞よび第２のＣＣＤカメラ１６．１７
に入用する被写体１００画像は第５図１１３よび！Ｔ６
図に示すように集光レンズ１１により反転された画＠Ｚ
１、Ｚ２となっている。また、第３のＣＣＤカメラ１８
に入射Ｊる画像は第７図に示すように集光レンズ１１に
より反転され、ざらに訂２のハーフミラ−１４により左
右反転された画像Ｚ３となり、さらに第４のＣＣＤカメ
ラ１つに大割する画像は第８図に示（ように集光レンズ
１１により反転され、さらに第１のハーフミラ−１３に
より左右反転された画１ｉＺ４となっている。
に入用する被写体１００画像は第５図１１３よび！Ｔ６
図に示すように集光レンズ１１により反転された画＠Ｚ
１、Ｚ２となっている。また、第３のＣＣＤカメラ１８
に入射Ｊる画像は第７図に示すように集光レンズ１１に
より反転され、ざらに訂２のハーフミラ−１４により左
右反転された画像Ｚ３となり、さらに第４のＣＣＤカメ
ラ１つに大割する画像は第８図に示（ように集光レンズ
１１により反転され、さらに第１のハーフミラ−１３に
より左右反転された画１ｉＺ４となっている。
この状態にあって各ＣＣＤカメラ１６〜１９の昭（豪位
置を調整して被写体１０の全体画像データを得る。すな
わら、第１のＣＣＤカメラ１６は画ｆ粂Ｚ１のうち所定
部分Ｚ１ａのみを’２１象して画像データＷ１を得る。
置を調整して被写体１０の全体画像データを得る。すな
わら、第１のＣＣＤカメラ１６は画ｆ粂Ｚ１のうち所定
部分Ｚ１ａのみを’２１象して画像データＷ１を得る。
また、第２のＣＣＤカメラ１７は画像Ｚ２のうち所定部
分Ｚ２ａのみをｍｌ倣して画像データ〜Ｉ２を＋ｉる。
分Ｚ２ａのみをｍｌ倣して画像データ〜Ｉ２を＋ｉる。
さらに、第３のＣＣＤカメラ１８は所定部分Ｚ３ａを、
また第４のＣＣＤカメラ１つは所定部分Ｚ４ａをｌｌ＋
２像してそれぞれ画像データＷ３．Ｗ４を得る。なお、
ＣＣＤカメラ１６〜１つのＡ］像に上り画像（ｊ反転さ
れろ。かくして、これら画（象データＷ １−一〜Ｖ
４が合わされて全体画像データが作成される。
また第４のＣＣＤカメラ１つは所定部分Ｚ４ａをｌｌ＋
２像してそれぞれ画像データＷ３．Ｗ４を得る。なお、
ＣＣＤカメラ１６〜１つのＡ］像に上り画像（ｊ反転さ
れろ。かくして、これら画（象データＷ １−一〜Ｖ
４が合わされて全体画像データが作成される。
このように上記−実随例にｄゴいて（Ｊ、集光レンズ１
１により集光された被写体１０からの光線ＣＯをハーフ
ミラ−１３〜１５がら構成されろ光学分光手段１２によ
り４つのｉＡ２像用光徨ｃ１〜Ｃ，Ｈこ分光し、これら
顕像用光線Ｃ１〜Ｃ４を受けて各ＣＣＤカメラ１６〜１
９が波写イ４ｉ１０の所定部分Ｚ１ａ、Ｚ ２ ａ 、
Ｚ ３ ａ 、 Ｚ ４ ａ ｉ−閉１ａして画（・
〃デークＷ１〜Ｗ４を得て全体画像データを作成する構
成としたので、被写体１０からの光線が１路、つまり集
光レンズ１１が１つでも被写体１０を高速でしかも高分
解能で撮像することができる。つまり、被写体の大きさ
が同一であれば高分解能で殿象でき、かつ分解能を一定
とすればより広視野を比］粂できる。また、その構成も
簡単で実現も容易であり、これにより高速化が要求され
る検査装置へ５位置決め装置【こ好適なものとなる。
１により集光された被写体１０からの光線ＣＯをハーフ
ミラ−１３〜１５がら構成されろ光学分光手段１２によ
り４つのｉＡ２像用光徨ｃ１〜Ｃ，Ｈこ分光し、これら
顕像用光線Ｃ１〜Ｃ４を受けて各ＣＣＤカメラ１６〜１
９が波写イ４ｉ１０の所定部分Ｚ１ａ、Ｚ ２ ａ 、
Ｚ ３ ａ 、 Ｚ ４ ａ ｉ−閉１ａして画（・
〃デークＷ１〜Ｗ４を得て全体画像データを作成する構
成としたので、被写体１０からの光線が１路、つまり集
光レンズ１１が１つでも被写体１０を高速でしかも高分
解能で撮像することができる。つまり、被写体の大きさ
が同一であれば高分解能で殿象でき、かつ分解能を一定
とすればより広視野を比］粂できる。また、その構成も
簡単で実現も容易であり、これにより高速化が要求され
る検査装置へ５位置決め装置【こ好適なものとなる。
なお、本発明は上記−実ｔｉｆＡ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ることがで
きる。例えば、！ｆｆｉ像手段としてはＣＣＤカメラば
かりでなり踊像管を用いたものにも適用できる。また、
光学分光手段は光学プリズムを組合せることによっても
光線を分光できろ。
はなく、その主旨を逸脱しない範囲で変形することがで
きる。例えば、！ｆｆｉ像手段としてはＣＣＤカメラば
かりでなり踊像管を用いたものにも適用できる。また、
光学分光手段は光学プリズムを組合せることによっても
光線を分光できろ。
以上詳記したように本発明によれは、広視野および高分
解能の画像データが高速で得られる画像入力装置を提供
できる。
解能の画像データが高速で得られる画像入力装置を提供
できる。
第１図Ｌｔ本発明に係わる画像入力装置の一実施例を示
４満成図、第２図（ａ＞（ｂ）は本弁明装置にお；Ｊろ
ＣＣＤカメラの走査方向を示す模式図、第３図は本弁明
装置における反転画像を得るための手段を示す構成図、
第４図は被写体を示す図、第５図ないし第８図は本弁明
装置での頭像作用を説明するための図、第９図は従来て
の撮像作用を説明Ｊろための図である。 １０・・・被写体、１１・・・集光レンズ、１２・・・
光学分光手段、１３，１４．１５・・・ハーフミラ−１
１６，１７，１８，１９・・・ＣＣＤカメラ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 つ （ａ） ハ （ｂ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
４満成図、第２図（ａ＞（ｂ）は本弁明装置にお；Ｊろ
ＣＣＤカメラの走査方向を示す模式図、第３図は本弁明
装置における反転画像を得るための手段を示す構成図、
第４図は被写体を示す図、第５図ないし第８図は本弁明
装置での頭像作用を説明するための図、第９図は従来て
の撮像作用を説明Ｊろための図である。 １０・・・被写体、１１・・・集光レンズ、１２・・・
光学分光手段、１３，１４．１５・・・ハーフミラ−１
１６，１７，１８，１９・・・ＣＣＤカメラ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 つ （ａ） ハ （ｂ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
Claims (2)
- （１）被写体からの光線を集光する集光レンズと、この
集光レンズからの光線を複数の撮像用光線に分光する光
学分光手段と、この光学分光手段からの各撮像用光線別
に配置されこの撮像用光線を受けて前記被写体のうち所
定部分を撮像する撮像手段とを備え、前記各撮像手段は
、前記各撮像手段により得られる画像が互いに隣接する
位置に配置されていることを特徴とする画像入力装置。 - （２）光学分光手段は、複数のハーフミラーによる光線
の透過および反射作用によつて光量の等しい複数の撮像
用光線を得る特許請求の範囲第（１）項記載の画像入力
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215533A JPS6276372A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215533A JPS6276372A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276372A true JPS6276372A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16674003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60215533A Pending JPS6276372A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276372A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04114574A (ja) * | 1990-09-04 | 1992-04-15 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| CN108828895A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种基于分光棱镜的光学成像系统及超高帧频成像方法 |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP60215533A patent/JPS6276372A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04114574A (ja) * | 1990-09-04 | 1992-04-15 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| CN108828895A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种基于分光棱镜的光学成像系统及超高帧频成像方法 |
| CN108828895B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-08-14 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种基于分光棱镜的光学成像系统及超高帧频成像方法 |
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