KR100257740B1 - Aspect ratio auto-setting apparatus and method for linear camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리니어 고체 촬상 소자 카메라(이하, 리니어 카메라)에 관한 것으로, 특히 해상도가 정해진 리니어 카메라를 사용한 화상 처리 시스템에서 리니어스케일(Linear Scale)을 이용하여 자동으로 영상의 종횡비를 결정하도록 한 리니어 카메라의 종횡비 자동 결정장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
주지된 바와 같이 리니어 카메라는 고체 촬상 소자를 일렬로 배열한 구조로서 짧은 노출 시간을 가진 후에 각 소자에 촬상된 정보를 한꺼번에 처리회로로 전송하는 구조(이하, 라인 전송 구조라함)로 되어 있으며 리니어 카메라의 수평 해상도는 카메라에 부착된 렌즈에 의해 결정되어 진다.As is well known, a linear camera has a structure in which solid-state image pickup devices are arranged in a row, and has a structure in which information captured by each device is transferred to a processing circuit at a time after a short exposure time (hereinafter referred to as a line transmission structure). The horizontal resolution of is determined by the lens attached to the camera.
그러나 수직 방향 해상도는 카메라와 피사체간의 상대 운동에 의해 결정되는 구조이므로 렌즈에 의해 결정되는 것이 아니라 라인 전송 구조에서 라인 전송 신호의 발생 시점과 그 시점 사이에 이동한 피사체의 거리에 따라 결정된다.However, since the vertical resolution is a structure determined by the relative movement between the camera and the subject, it is not determined by the lens but is determined by the occurrence time of the line transmission signal in the line transmission structure and the distance of the subject moved between the time points.
즉, 피사체의 운동은 거의 등속도 운동으로 가정하여, 계산되어진 일정한 시간 간격을 두고 외부 발생장치나 카메라 내부의 발생 회로에 의해 라인 전송 신호를 발생시켜 사용하였다.That is, the motion of the subject is assumed to be almost constant velocity motion, and the line transmission signal is generated by an external generator or a generation circuit inside the camera at a predetermined time interval calculated.
그러나 피사체와 카메라의 상대 운동을 일으키는 이송체는 기어의 백레쉬등 기계적인 결함에 의해 완전한 등속도 운동이라 할 수 없으며, 마이크로 미터 단위의 초정밀 이송 장치와 함께 사용되어진 리니어 카메라 운용 장치에서는 피사체의 일정 시점마다 라인 전송 신호를 발생시킬 수 없었다.However, the conveying body causing the relative movement between the subject and the camera is not a complete constant velocity motion due to mechanical defects such as the backlash of the gear. It was not possible to generate a line transfer signal at each time point.
그러므로 가변적으로 촬상되는 피사체의 부분 화상들을 모으게 되면 실체 피사체의 길이와 촬상된 피사체의 길이가 달라지게 된다.Therefore, when the partial images of the subject to be variably photographed are collected, the length of the actual subject and the length of the photographed subject are different.
이를 수정하기 위해 이송기구인 모터의 끝단에 로터리 엔코더를 장착하여 일정한 간격으로 이송이 일어날 때마다 신호를 발생시키도록 하였다.In order to correct this problem, a rotary encoder is mounted at the end of the motor, which is a transfer mechanism, to generate a signal whenever a transfer occurs at regular intervals.
이 방식은 볼 스크류, 감속기 등을 통해 부분적으로 바뀌어진 피사체의 운동을 직접적으로 센싱할 수 없으므로 문제를 해결하는데 한계가 있다.This method has a limitation in solving the problem because it cannot directly sense the motion of a partially changed subject through a ball screw or a reducer.
상기의 문제점을 제1도에 도시된 개략도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The above problem will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
참조번호 1은 리니어 카메라이고, 참조번호 2는 피사체의 측면도이고, 참조번호 7은 피사체의 평면도이다.
그리고 A, B, C는 상대 속도가 기준 속도 Vr에 대해 각각 Vr > Va, Vr = Vb, Vr < Vc인 경우에 리니어 카메라 1회 촬상시의 이송거리를 나타낸 것이다.A, B, and C represent the feeding distances at the time of imaging the linear camera once when the relative speeds are Vr> Va, Vr = Vb, and Vr <Vc with respect to the reference speed Vr, respectively.
먼저, 동기신호가 일정하고 피사체의 리니어 카메라에 대한 상대 속도가 2배가 높은 경우는 한 번의 촬상되는 피사체의 길이는 C로 표시된 길이로서 촬상된 전체 피사체 길이는 1/2로 줄어들게 되며 1/2로 낮아지는 경우에는 배가 늘어나게 된다.First, if the synchronization signal is constant and the subject's relative speed with respect to the linear camera is twice as high, the length of one shot subject is indicated by C, and the total shot length of the captured subject is reduced to 1/2 and then to 1/2. If it is lowered, the ship will increase.
이때 기어 등의 기계적인 오차가 시스템에 삽입되면 등간격으로 촬상될 수 없어 리니어 카메라에 촬상되는 피사체의 길이는 추정할 수 없게 된다.In this case, when a mechanical error such as a gear is inserted into the system, the image cannot be captured at equal intervals, and thus the length of the subject photographed by the linear camera cannot be estimated.
이렇게 될 경우에 피사체의 화상 정보는 왜곡되어 나타나게 되고 마이크로 미터 단위의 정밀한 검사에서는 쓰일 수 없게 된다.In this case, the image information of the subject appears distorted and cannot be used for the microscopic inspection.
그러므로 고정된 수평방향 해상도에 대해 일정한 수직 방향 해상도를 가지지 못하므로 리니어 카메라로 입사되는 피사체의 영상은 실제의 종횡비를 갖지 못하고 왜곡된 종횡비를 가지게 되는 문제점이 있었다.Therefore, since the fixed horizontal resolution does not have a constant vertical resolution, the image of the subject incident to the linear camera has a problem of not having an actual aspect ratio but a distorted aspect ratio.
따라서 본 발명은 해상도가 정해진 리니어 카메라를 사용한 화상 처리 시스 템에서 리니어 스케일(Linear Scale)을 이용하여 자동으로 영상의 종횡비를 결정하도록 한 리니어 카메라의 종횡비 자동 결정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for automatically determining an aspect ratio of a linear camera in which an aspect ratio of an image is automatically determined by using a linear scale in an image processing system using a linear camera having a predetermined resolution. .
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 피사체를 고정함과 아울러 이송수단의 움직임을 피사체에 전하게 되는 피사체 고정 지그와, 상기 피사체 고정 지그에 연동되어 상기 피사체를 좌/우로 이동시키는 이송수단과, 상기 이 송수단을 구동시키는 모터와, 상기 이송수단에 연동되어 상기 피사체의 이동 방향을 감지하여 펄스 신호를 발생하는 리니어 스케일과. 상기 리니어 스케일에서 발생되는 펄스 신호를 카운팅하여 일정 펄스마다 라인 카메라에 쓰이는 라인 전송 신호를 발생하는 동기 신호 발생수단과 상기 동기 신호 발생수단에서 발생되는 라인전송 신호에 따라 리니어 카메라의 수직 방향 해상도를 조정하여 피사체 화상의 종횡비를 자동 조절하는 컴퓨터로 이루어 진다.Technical means of the present invention for achieving this object, the subject fixing jig to fix the subject and convey the movement of the conveying means to the subject, and the transfer means for moving the subject to the left / right in conjunction with the subject fixing jig And a linear scale configured to generate a pulse signal by detecting a moving direction of the subject linked to the transfer means, the motor driving the transfer means, and the transfer means. The vertical resolution of the linear camera is adjusted according to the synchronization signal generating means for counting the pulse signal generated in the linear scale and generating a line transmission signal used for the line camera at a predetermined pulse and the line transmission signal generated by the synchronization signal generating means. It consists of a computer that automatically adjusts the aspect ratio of the subject image.
제1도는 기술에 의한 일정한 동기 신호에 대해 피사체와 리니어 카메라의 상태 속도의 변화에 따른 피사체의 길이 변화에 관한 개략도.1 is a schematic diagram of a change in the length of a subject according to a change in the state speed of the subject and the linear camera with respect to a constant synchronization signal by the technique.
제2도는 본 발명에 의한 리니어 카메라의 종횡비 자동 결정장치의 구성도.2 is a configuration diagram of an aspect ratio automatic determination device for a linear camera according to the present invention.
제3도는 제2도의 적용되는 라인 전송 신호의 발생에 관한 구성도.3 is a configuration diagram relating to the generation of the line transmission signal applied in FIG.
제4도는 제2도를 설명하기 위한 동작 흐름도.4 is an operation flowchart for explaining FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
101 : 피사체 102 : 피사체 고정 지그101: subject 102: subject fixing jig
103 : 이송부 104 : 모터103: transfer unit 104: motor
105 : 리니어 스케일 106 : 동기 신호 발생부105: linear scale 106: synchronization signal generator
107 : 컴퓨터 108 : 리니어 카메라107: computer 108: linear camera
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
도 는 본 발명에 의한 리니어 카메라의 종횡비 자동 결정장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 피사체(101)를 고정함과 아울러 이송부(103)의 움직임을 피사체(101)에 전하게 되는 피사체 고정 지그(102)와, 상기 피사체 고정 지그(102)에 연동되어 상기 피사체(101)를 좌/우로 이동시키는 이송부(103)와, 상기 이송부(103)를 구동시키는 모터(104)와, 상기 이송부(103)에 연동되어 상기 피사체(101)의 이동 방향을 감지하여 펄스 신호를 발생하는 리니어 스케일(105)과, 상기 리니어 스케일(105)에서 발생되는 펄스 신호를 카운팅하여 일정 펄스마디 라인 카메라(108)에 쓰이는 라인 전송 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(106)와, 상기 동기 신호발생부(106)에서 발생되는 라인 전송 신호에 따라 리니어 카메라(108)의 수직 방향 해상도를 조정하여 피사체 화상의 종횡비를 자동 조절하는 컴퓨터(107)로 구성되어져 있다.FIG. 3 shows the configuration of the automatic aspect ratio determining apparatus of the linear camera according to the present invention. The
상기에서 리니어 스케일(105)은 상기 이송부(103)에 연동되어 소정 간격으로 눈금이 그어진 유리막대(105a)와, 상기 피사체 고정 지그(102)에 연동되어 상기 유리막대(105a) 위를 슬라이딩하면서 상대적으로 피사체(101)의 움직인 거리에 따라 펄스 신호를 발생하는 헤드(105b)로 구성되어져 있다.In this case, the
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 제2도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 2 to 4 attached to the operation and effect of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 제2도에서 라인 스케일(105)의 헤드(105b)는 피사체(101)의 일정한 지점을 통과할 때마다 정해진 펄스 신호를 발생시킨다.First, in FIG. 2, the
이것은 라인 카메라(105)가 가지는 해상도 보다 높은 해상도를 가진다.This has a higher resolution than the
한편, 리니어 카메라(108)의 렌즈에 의해 정해진 수평 방향 해상도가 만약‘A ㎜/단위 화소’라면 수직 방향 해상도를 같은 ‘A ㎜/단위 화소’로 하기 위해 라인 스케일(105)로부터 몇 개의 펄스가 발생할 때 피사체(101)가 A ㎜를 갈 수 있는지를 계산할 수 있고 이 계산값을 가지고 동기 신호 발생부(106)가 카운팅하여 정해진 매 몇 회의 펄스마다 리니어 카메라(108)에 쓰이는 라인 전송 신호를 만들어 낸다.On the other hand, if the horizontal resolution determined by the lens of the
즉, 제3도에 도시된 바와 같이 리니어 스케일(105)에서 발생만 펄스 신호를 동기 신호 발샐부(106)에서 카운팅하여 일정 펄스마다 라인 카메라(108)에 쓰이는 라인 전송 신호를 발생하게 된다.That is, as shown in FIG. 3, the pulse signal is counted by the
그러므로 고정된 수평 방향 해상도에 따른 수직 방향 해상도를 결정함으로서 리니어 카메라(108)의 종횡비를 자동으로 조정할 수가 있는 것이다.Therefore, by determining the vertical resolution according to the fixed horizontal resolution, the aspect ratio of the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 리니어 카메라를 사용한 시스템에서 렌즈예 의해 고정된 수평 방향 해상도에 따라 리니어 카메라와 피사체간의 상대 운동을 리니어 스케일을 통해 직접적으로 계측하여 수직 방향 해상도를 조정하므로서 리니어 카메라에 입사된 피사체의 화상이 지니는 종횡비를 자동으로 조절하는 효과가 있다.As described above, the present invention enters the linear camera by directly measuring the relative motion between the linear camera and the subject through the linear scale according to the horizontal resolution fixed by the lens in the system using the linear camera and adjusting the vertical resolution. There is an effect of automatically adjusting the aspect ratio of the image of the subject.
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