WO2013118610A1 - 画像転送方法および画像転送装置 - Google Patents

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WO2013118610A1
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interest
image
output
expanded
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PCT/JP2013/051863
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篤規 平野
重元 廣田
泰弘 山下
伸夫 長坂
神藤　高広
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富士機械製造株式会社
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    • H04N2201/0077—Types of the still picture apparatus
    • H04N2201/0084—Digital still camera

Definitions

  • the present invention relates to an image transfer method and an image transfer apparatus for transferring image data from an image sensor, and more particularly to a method and an apparatus for transferring image data of a region of interest set in an imaging region.
  • a solder printing apparatus a component mounting apparatus, a reflow apparatus, a board inspection apparatus, and the like as a board production apparatus that produces a board on which a large number of electronic components are mounted.
  • a substrate production line is constructed by connecting them with a substrate transfer device.
  • Many board production apparatuses are equipped with a camera for recognizing various marks and codes assigned to the board and inspecting the state of the board and components.
  • a camera generally includes an image sensor that has two-dimensionally arranged image sensors (Pixel Array) and digitally converts and outputs pixel data of each image sensor, and transfers images at high speed.
  • the processing content to be applied to the substrate changes after judging the situation of the captured image, so high-speed image transfer is an important factor for improving the production efficiency.
  • the entire image data of the imaging area of the camera is not required, so the area of interest is set and only a part of the image data is transferred to reduce the amount of data to be transferred and to further increase the speed. There are also attempts.
  • Patent Document 1 One example of an imaging apparatus (camera) that outputs image data by setting this type of region of interest is disclosed in Patent Document 1.
  • the imaging apparatus of Patent Literature 1 includes a self-information storage unit that stores the number of set regions (regions of interest), a use region setting unit that stores region information for setting a region to be used, and a command from the outside And first and second response means for changing / modifying the area information and means for outputting the image data set in the area information based on the IEEE (American Institute of Electrical and Electronics Engineers) standard. ing.
  • the second and subsequent claims disclose various means using packet communication as specific means. Thus, it is described that the user-friendliness can be improved even though there are a plurality of areas for imaging the subject.
  • image data of a partial area within the imaging area can be output in units of packets, and cannot be output in units of packets. Accordingly, the area cannot be set in units of packets, and the operability when setting a desired arbitrary area of interest is lowered (not convenient). Further, it is necessary to store the image data output in units of packets once in the storage device and then to convert the image data into the image data of the region of interest. For this reason, in the board
  • Patent Document 1 does not disclose a specific output method when a plurality of regions of interest overlap.
  • a CMOS element, a CCD element, or the like is used as the image pickup element, and the pixel data disappears when output once. Therefore, if pixel data of two overlapping regions of interest are output separately, the overlapping pixel data in the region of interest to be output later has already disappeared, and a correct image cannot be obtained. Even if the image sensor can output two or more times, it is inefficient to output the overlapped portion twice, and the required output time is increased accordingly.
  • the present invention has been made in view of the above problems of the background art, and can be arbitrarily set a region of interest to be transferred within an imaging region of an image sensor, and is also suitable for a case where a plurality of regions of interest overlap. It is another object of the present invention to provide an image transfer method and an image transfer apparatus that can reduce the transfer time.
  • the invention of the image transfer method according to claim 1 for solving the above-described problem is to image an imaging region of a subject using a large number of image sensors, and collect a certain number of pixel data obtained by each of the image sensors into a data block, An image transfer method from an image sensor that outputs each data block, a transfer region setting step for setting a region of interest to be transferred in the imaging region using a unit less than the predetermined number, and the region of interest An expanded region of interest that is expanded and represented as a unit of the data block, and an area expansion step of obtaining an expanded range from the region of interest to the expanded region of interest; and imaging with the image sensor; and The pixel data is obtained by each of the imaging elements that have captured the image, and the pixel data included in the extended region of interest is collected into the data block An image step; an output step of outputting a data block included in the extended region of interest from the image sensor; and an extended range erasure for erasing pixel data of the extended range from the output data block to obtain an image of the
  • the invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein when a plurality of regions of interest are set in the transfer region setting step and a plurality of expanded regions of interest obtained in the region expansion step are overlapped, Subsequent to the region expanding step, the method further includes a region optimizing step of converting the plurality of expanded regions of interest into non-overlapping regions without overlapping, and in the outputting step, the expanded regions of interest are replaced with the non-overlapping regions. Output included data blocks.
  • the image sensor includes a plurality of the image pickup devices arranged in a straight line in the X-axis direction on an XY orthogonal coordinate axis and in a plurality of rows in the Y-axis direction.
  • a two-dimensional arrangement, a plurality of imaging elements arranged in a straight line in the X-axis direction is divided into a predetermined number of block elements, and pixel data of the block elements is defined as the data block.
  • the transfer region setting step a rectangular region of interest parallel to the X axis and the Y axis is set, and in the region expanding step, the rectangular region of interest is expanded in the X axis direction to obtain a rectangular expanded region of interest
  • the output step first, the Y-axis coordinate value of the image sensor to be output is fixed to the minimum value of the expanded region of interest, and the X-axis coordinate value is changed from one of the minimum value and the maximum value of the expanded region of interest to the other.
  • the data block of the first column is output, and then the Y-axis coordinate value of the image sensor to be output is increased by one image sensor and fixed, and the X-axis coordinate value is set to the minimum value and maximum value of the expanded region of interest.
  • the data block in the second column is output by changing one of the values from the other to the other, and the data block in each column is output until the Y-axis coordinate value of the imaging device to be output reaches the maximum value of the expanded region of interest. Is repeated to output all the data blocks included in the rectangular expanded region of interest.
  • a plurality of rectangular expanded regions of interest obtained by the region extending step are overlapped by setting a plurality of rectangular regions of interest in the transfer region setting step.
  • the method further includes a region optimization step for converting the plurality of rectangular expanded regions of interest into a rectangular non-overlapping region that does not overlap and does not continue in the X-axis direction, following the region expanding step.
  • the output step all data blocks included in the rectangular non-overlapping area are output instead of the rectangular extended region of interest.
  • the invention according to claim 5 is the imaging method according to claim 4, wherein the region optimization step uses all X-axis coordinate values and Y-axis coordinate values indicating boundaries of the plurality of rectangular extended regions of interest.
  • Area subdivision substep for subdividing the area into a plurality of grid-like subareas, and an area classification substep for classifying each subarea into a necessary small area within the expanded region of interest and an unnecessary small area outside the expanded region of interest
  • An X-axis direction connection sub-step for connecting a plurality of necessary small areas continuing in the X-axis direction and replacing them with new necessary small areas, and an X-axis coordinate value indicating the boundary continuing in the Y-axis direction.
  • Y-axis direction connection substep for connecting a plurality of necessary small areas that are the same and replacing them with new necessary small areas, and the necessary small areas after completion of the X-axis direction connection substep and the Y-axis direction connection substep
  • Non-overlapping area of the rectangle Has a region determined substep of, a.
  • the invention of the image transfer apparatus according to claim 6 for solving the above-described problem is to image an imaging region of a subject using a large number of image sensors, and collect a certain number of pixel data obtained by each of the image sensors into a data block, A region of interest to be transferred in the imaging region using an image sensor that outputs each data block and a large number of the pixel data obtained by a large number of imaging elements that capture the imaging region, using the unit less than the predetermined number.
  • Transfer area setting means for setting the area of interest, and an area expansion means for expanding the area of interest to obtain an expanded area of interest expressed as a unit of the data block and for obtaining an extended range from the area of interest to the expanded area of interest
  • Output means for outputting a data block included in the expanded region of interest from the image sensor; Clear the extended range of the pixel data having a extended range erasing means for obtaining an image of the region of interest.
  • a seventh aspect of the present invention when a plurality of regions of interest are set by the transfer region setting unit and a part of the plurality of expanded regions of interest obtained by the region expanding unit overlap. And an area optimizing unit that operates following the region expanding unit and converts the plurality of expanded regions of interest into non-overlapping regions without overlap, and the output unit replaces the expanded region of interest with the region of interest. Output data blocks contained in non-overlapping areas.
  • the image sensor is arranged in a plurality of lines in the X-axis direction on the XY orthogonal coordinate axis and arranged in a plurality of rows in the Y-axis direction to form a two-dimensional arrangement.
  • a plurality of image pickup devices a multiplexer unit that switches and selects a block element group obtained by dividing a plurality of image pickup devices arranged linearly in the X-axis direction into the predetermined number, and a block selected by the multiplexer unit
  • a predetermined number of AD converters for digitizing pixel data of each image element of the element group, and the transfer area setting means sets a rectangular region of interest parallel to the X axis and the Y axis
  • the area expanding unit expands the rectangular region of interest in the X-axis direction to obtain a rectangular expanded region of interest
  • the output unit first calculates the Y-axis coordinate value of the imaging device to be output as the expanded region of interest.
  • the pixel data of each image element of the block element group in the first column is digitized and output by the AD converter, and then the Y-axis coordinate value of the image sensor to be output is captured one time.
  • the pixel data of each image element in the block element group in the second column is digitized and output by the AD converter, and the Y-axis coordinate value of the imaging element to be output is By repeating the output of the pixel data of each image element in the block element group of each column until the maximum value of the expanded region of interest is reached, all data blocks included in the rectangular expanded region of interest are output.
  • the invention according to claim 9 is the method according to claim 8, wherein a plurality of rectangular regions of interest are set by the transfer region setting unit, and a part of the plurality of rectangular expanded regions of interest obtained by the region expanding unit is obtained.
  • a region optimizing unit that operates following the region expanding unit and converts the plurality of rectangular expanded regions of interest into rectangular non-overlapping regions that do not overlap and do not continue in the X-axis direction when overlapping.
  • the output means outputs all the data blocks included in the rectangular non-overlapping area instead of the rectangular expanded region of interest.
  • the extended range erasing means is configured using a field-programmable gate array.
  • the region of interest can be set using a unit less than a certain number, and at this time, the expanded region of interest is obtained and the data block included in the expanded region of interest is output from the image sensor and output.
  • An image of the region of interest can be obtained by erasing the extended range of pixel data from the data block. Therefore, the region of interest can be arbitrarily set without being aware of a certain number of data blocks. Further, since the output data block is the minimum necessary, the transfer time can be shortened compared to the case of transferring the pixel data of the entire imaging region.
  • a large number of image sensors are two-dimensionally arranged on the XY orthogonal coordinate axes, a rectangular region of interest is set, and an expanded region of interest expanded in the X-axis direction is obtained.
  • the region optimization step includes five sub-steps, and a plurality of overlapping rectangular extended regions of interest are not overlapped and do not overlap in the X-axis direction. Convert to area. Since the number of non-overlapping areas obtained by this is minimized and optimized, data blocks can be output without unnecessarily subdividing the areas, transfer control is simplified, and transfer time can be reduced.
  • the unit of interest is used by using a unit less than a certain number.
  • a region can be set.
  • an extended region of interest is obtained and a data block included in the expanded region of interest is output from the image sensor, and an image of the region of interest is obtained by erasing pixel data in the extended range from the output data block.
  • the region of interest can be arbitrarily set without being aware of a certain number of data blocks.
  • the output data block is the minimum necessary, the transfer time can be shortened compared to the case of transferring the pixel data of the entire imaging region.
  • the present invention can be implemented both as a method and an apparatus.
  • a large number of image sensors are two-dimensionally arranged on the XY orthogonal coordinate axes, a rectangular region of interest is set, and an expanded region of interest expanded in the X-axis direction is obtained.
  • the extended range erasing means is configured using a field programmable gate array.
  • the field programmable gate array passes through the data block that does not include the extended range, and erases only the pixel data in the extended range of the data block that includes the extended range.
  • software processing for erasing the pixel data in the extended range is performed. Therefore, according to this aspect, it is not necessary to spend extra time for software processing or the like to erase the pixel data in the extended range, and the transfer time can be shortened.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall functional configuration of an image transfer apparatus according to an embodiment. It is a figure explaining the setting method of a region of interest, and how to obtain an extended region of interest. It is a figure explaining the output order of the pixel data of an extended region of interest. It is a figure explaining the image transfer method of an embodiment. It is a figure explaining the setting of a several region of interest, and has shown the case where a some extended region of interest does not overlap. It is a figure explaining the setting of a some region of interest, and has shown the case where a some extended region of interest has overlapped.
  • FIG. 1 is a hardware configuration diagram of an image sensor 2 used in the image transfer apparatus 1 according to the embodiment.
  • the image sensor 2 includes a pixel array 21, an X-axis scanning circuit 22, a Y-axis scanning circuit 23, a preprocessing unit 24, an AD converter 25, a block output unit 26, and the like.
  • the pixel array 21 has a two-dimensional arrangement in which Nx image sensors 211 are linearly arranged in the X-axis direction on the XY orthogonal coordinate axes and Ny columns are arranged in the Y-axis direction.
  • FIG. 1 illustrates the image sensors 211 up to the third in the X-axis direction and up to the third column in the Y-axis direction, and actually there are a total of (Nx ⁇ Ny) image sensors 211.
  • the image sensor 211 for example, a CMOS element for detecting light and shade is used, and analog amount of pixel data can be obtained.
  • the imaging element 211 is. Other types of elements such as CCD elements may be used.
  • the X-axis scanning circuit 22 selects and controls the coordinate value in the X-axis direction (X-axis coordinate value) in the pixel array 21 and switches the transmission of pixel data from the image sensor 211.
  • the Y-axis scanning circuit 23 selectively controls coordinate values in the Y-axis direction (Y-axis coordinate values) in the pixel array 21 to switch the columns of the image sensor 211. Accordingly, pixel data is sent to the preprocessing unit 24 only from the specific image sensor 211.
  • the preprocessing unit 24 amplifies the pixel data and sends it to the AD converter 25. Further, the preprocessing unit 24 can perform gain adjustment and offset adjustment.
  • the AD converter 25 converts the analog amount of pixel data into, for example, a 10-bit digital signal and sends it to the block output unit 26. However, the AD converter 25 may have a resolution different from 10 bits.
  • the blocking output unit 26 collects a certain number of K digital signals into data blocks and outputs the data blocks for each data block. Therefore, the blocked output unit 26 cannot designate only a specific image sensor 211 and output only the pixel data, but in units of data blocks including a certain number K (K) of image sensors 221 as a group. Is output.
  • a control unit (not shown) is provided in the image sensor 2. .
  • the control unit controls to sequentially output pixel data in units of data blocks based on an external command.
  • the control unit first fixes the Y-axis coordinate value of the Y-axis scanning circuit 23 to the first column of the minimum value, sequentially increases the X-axis coordinate value from the first to the Kth, and sets the first column of the Y-axis coordinate value.
  • the pixel data of the first K image sensors 221 are sequentially sent to the preprocessing unit 24.
  • the preprocessing unit 24 and the AD converter 25 sequentially operate to send K digital signals to the block output unit 26.
  • the block output unit 26 operates to collect the first data blocks and output them as image data.
  • control unit sequentially increases the X-axis coordinate value from the (K + 1) th to the (2K) th, and sequentially sends pixel data of the K image sensors 221 in the second block to the preprocessing unit 24.
  • preprocessing unit 24 and the AD converter 25 operate to send K digital signals to the block output unit 26.
  • the blocking output unit 26 operates to collect the second data block and output it as image data.
  • the control unit When the output of all the Nx pixel data in the first column of the Y-axis coordinate values is completed by repeating this, the control unit next increases the Y-axis coordinate value by one image sensor to the second column. Fix it. Then, the control unit returns the X-axis coordinate value from the first to the Kth and outputs from the block output unit 26. Next, the control unit changes the X-axis coordinate value from the (K + 1) th to the (2K) th and performs output from the block output unit 26, and subsequently performs output by sequentially increasing the X-axis coordinate value. . Further, the image sensor 2 repeats the same operations as those in the first and second columns after the third column of Y-axis coordinate values, and thereby outputs up to the Ny-th column which is the maximum value of the Y-axis coordinate values. .
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall functional configuration of the image transfer apparatus 1 according to the embodiment.
  • the image transfer apparatus 1 includes an image sensor 2, a transfer area setting unit 3, an area expansion unit 4, an area storage setting unit 5, an extended range erasing unit (FPGA) 6, and an area optimization unit 7.
  • the image of the region of interest RI is transferred to a transfer destination such as an external storage device.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining a method of setting the region of interest RI and how to obtain the extended region of interest RE
  • FIG. 3B is a diagram for explaining the output order of the pixel data of the region of interest RE.
  • the transfer area setting means 3 is a means for setting a region of interest RI to be transferred in the imaging area using a unit of less than a certain number K for a large number of pixel data obtained by a large number of imaging elements 211 that have imaged the imaging area. It is.
  • the region of interest RI can be set for each image sensor 211.
  • the transfer area setting unit 3 indicates an arbitrary start point boundary value XS1 and end point boundary value XE1 (1 ⁇ XS1 ⁇ XE1 ⁇ Nx) indicated by coordinate values in the X axis direction, and coordinate values in the Y axis direction.
  • the transfer area setting unit 3 is, for example, a higher-level device that is separate from the image sensor 2.
  • the transfer area setting unit 3 commands the region of interest RI set in the area expansion unit 4.
  • the region expansion means 4 expands the rectangular region of interest RI in the X-axis direction to obtain a rectangular expanded region of interest RE.
  • the region expanding means 4 expands the region of interest RI to generate data when the start point boundary value XS1 and the end point boundary value XE1 in the X-axis direction of the region of interest RI do not coincide with the boundary of the data block.
  • the expanded region of interest RE matched with the block boundary is obtained, and its start point boundary value xs1 and end point boundary value xe1 are obtained. As a result, it is possible to eliminate an output of less than a data block unit from the image sensor 2.
  • the end point boundary value xe1 is a value that is a multiple of a certain number K, and is a value that is expanded to the side larger than the end point boundary value XE1 of the region of interest by the end point side extended range Exe.
  • the area expanding means 4 can be realized by software of a control unit (not shown) arranged integrally with the image sensor 2, for example.
  • the output is performed for each column in the Y-axis direction, it is not necessary to expand the region of interest RI, and the initial boundary value YS1 and the end point boundary value YE1 set initially are used in setting the expanded region of interest RE.
  • the area storage setting means 5 includes the above-described start point boundary value xs1 and end point boundary value xe1 in the X-axis direction, the start point side extension range Exs and the end point side extension range Exe, and the start point boundary value in the Y axis direction. YS1 and end point boundary value YE1 are stored. Further, the area storage setting unit 5 sets these values xs1, xe1, Exs, Exe, YS1, and YE1 in the image sensor 2 and the extended range erasing unit 6.
  • the area storage setting unit 5 can be realized by, for example, software of a control unit (not shown) and a memory unit which are arranged integrally with the image sensor 2.
  • the image sensor 2 After imaging, the image sensor 2 is included in the expanded region of interest RE based on the start point boundary value xs1, the end point boundary value xe1, the start point boundary value YS1, and the end point boundary value YE1 set from the region storage setting unit 5. Output data blocks in order. Specifically, as shown in FIG. 3B, the image sensor 2 first fixes the Y-axis coordinate value to the start point boundary value YS1, which is the minimum value of the expanded region of interest RE, and sets the X-axis coordinate value of the expanded region of interest.
  • the data is changed from the start point boundary value xs1 that is the minimum value to the end point boundary value xe1 that is the maximum value, and the four data blocks in the first column (DB1 to DB4 in the figure) are sequentially output.
  • the image sensor 2 fixes the Y-axis coordinate value to the coordinate value (YS1 + 1) increased by one image sensor, and sequentially outputs the four data blocks (DB5 to DB8 in the figure) in the second column. To do. Further, the image sensor 2 repeats the output of the data blocks in each column and outputs up to the last data block (DBlast in the figure) of the end point boundary value YE1 having the maximum Y-axis coordinate value. Therefore, the output means of the present invention is realized by the cooperation of the image sensor 2 and the area storage command means 5.
  • the extended range erasing means 6 erases the pixel data of the start point side extended range Exs and the end point side extended range Exe from the output data block to obtain an image of the region of interest RI.
  • the extended range erasing means 6 is configured using a field programmable gate array (FPGA).
  • a field programmable gate array is a type of programmable logic device.
  • the extended range erasing unit 6 operates based on the setting from the area storage setting unit 5.
  • the extension range erasing means 6 passes through the data block that does not include the start point side extension range Exs and the end point side extension range Exe during the data block transfer, and sets the start point side extension range Exs and the end point side extension range Exe.
  • the area optimization unit 7 is integrated into the area expansion unit 4.
  • the region optimizing unit 7 sets a plurality of regions of interest RI by the transfer region setting unit 3, and when a part of the plurality of expanded regions of interest RE obtained by the region expanding unit 4 overlaps, the region expanding unit 4 is followed.
  • the region optimizing unit 7 converts the plurality of expanded regions of interest RE into non-overlapping regions that do not overlap.
  • the region storage setting unit 5 stores and sets a non-overlapping region instead of the expanded region of interest RE.
  • the function of the area optimization unit 7 will be described in detail later in conjunction with the description of the image transfer operation.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an image transfer method according to the embodiment.
  • the transfer area setting means 3 sets a region of interest RI to be transferred in the imaging area using a unit less than a certain number K of the imaging element 211. Specifically, the start point boundary value XS1 and the end point boundary value XE1 in the X axis direction of the region of interest RI, and the start point boundary value YS1 and the end point boundary value YE1 in the Y axis direction are set.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an image transfer method according to the embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the setting of a plurality of regions of interest RI, and shows a case where a plurality of expanded regions of interest RE1 and RE2 do not overlap.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating the setting of a plurality of regions of interest RI, and shows a case where a plurality of expanded regions of interest RD1 and RD2 overlap.
  • FIG. 5C is a diagram for explaining setting of a plurality of regions of interest RI, and shows a case where the case of FIG. 5B is converted into non-overlapping regions RN1 to RN3 having no overlap.
  • four boundary values XS1, XE1, YS1, and YE1 are set for each region of interest RI.
  • the region expansion means 4 expands the region of interest RI to obtain an expanded region of interest RE expressed as a unit of a data block, and expands the region of interest from the region of interest RI to the expanded region of interest RE.
  • the start point boundary value xs1 and end point boundary value xe1 and the start point side extended range Exs and end point side extended range Exe of the expanded region of interest RE are obtained, and the region together with the start point boundary value YS1 and end point boundary value YE1 in the Y-axis direction.
  • the storage setting means 5 Store in the storage setting means 5.
  • step S3 it is determined whether or not there is an overlap of the expanded region of interest RE.
  • the region of interest RI illustrated in FIG. 3A is one, and when the plurality of expanded regions of interest RE1 and RE2 illustrated in FIG. 5A do not overlap, the next region optimization step S4 is unnecessary, and region setting is performed. Proceed to step S5.
  • the region storage setting means 5 sets the start point boundary value xs1 and end point boundary value xe1 in the X-axis direction of one extended region of interest RE or a plurality of non-overlapping extended regions of interest RE1, RE2, and the start point.
  • the side extension range Exs, the end point side extension range Exe, and the start point boundary value YS1 and end point boundary value YE1 in the Y-axis direction are set in the image sensor 2 and the extension range erasing means 6. This completes preparations for imaging and image data transfer.
  • the image sensor 2 performs imaging and obtains pixel data with each imaging element 221 that images the imaging region. Then, the blocked output unit 26 collects the pixel data included in the expanded regions of interest RE, RE1, and RE2 into data blocks. In the next output step S ⁇ b> 7, the image sensor 2 outputs the data blocks in order from the blocking output unit 26.
  • the operation of collecting the pixel data into the data blocks in the imaging step S6 and the operation of outputting the data blocks in the output step S7 are repeated a number of times corresponding to the number of data blocks in the extended region of interest RE, RE1, RE2.
  • the extended range erasing means 6 erases the pixel data of the start side extended range Exs and the end point side extended range Exe from the data block being transferred. Thereby, an image of the region of interest RI is obtained at the transfer destination.
  • the magnitude relationship between the boundary values in the X-axis direction is xs1 ⁇ xs2 ⁇ xe1 ⁇ xe2, and the magnitude relationship between the boundary values in the Y-axis direction is ys1 ⁇ ys2 ⁇ ye1 ⁇ ye2. That is, the two expanded regions of interest overlap in the range of xs2 to xe1 in the X-axis direction and the range of ys2 to ye1 in the Y-axis direction (shown with hatching in the figure).
  • the image sensor 2 outputs the pixel data of the first and second extended regions of interest RD1 and RD2 separately in this order. Then, in the second extended region of interest RD2 to be output later, the overlapping pixel data has already disappeared, so that a correct image cannot be obtained at the transfer destination. Accordingly, in the region optimization step S4, the region optimization unit 7 converts the first and second expanded regions of interest RD1, RD2 into three non-overlapping regions RN1, RN2, RN3 having no overlap shown in FIG. 5C. .
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining detailed substeps of the region optimization step S4.
  • FIG. 7 illustrates four expanded regions of interest Rd1 to Rd4 before starting the region optimization step S4, and
  • FIG. 8 illustrates the necessary small regions after performing the region subdivision substep Ss1 and the region classification substep Ss2. Is illustrated.
  • FIG. 9 exemplifies necessary small areas after performing the X-axis direction coupling sub-step Ss3
  • FIG. 10 exemplifies non-overlapping areas Rn1 to Rn6 after performing the area determination sub-step Ss5.
  • the imaging region Rtot is divided into a plurality of grid-like small areas using all the boundary values in the X-axis direction and the Y-axis direction of the first to fourth expanded regions of interest Rd1 to Rd4.
  • Subdivide into region rs There are eight boundary values in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and each can be easily subdivided into small regions rs by sorting in ascending order and arranging them in ascending order. The result of subdivision is as shown in FIG.
  • hatching is given to the three regions of the small region rs (1, 1), the small region rs (2, 6), and the small region rs (6, 3) for convenience.
  • each small region rs (x, y) is divided into necessary small regions inside the first to fourth expanded regions of interest Rd1 to Rd4 and the first to fourth expanded regions of interest Rd1 to Rd4. It is classified as an external unnecessary small area.
  • the small region rs (1, 1) and the small region rs (2, 1) are classified as necessary small regions in the first expanded region of interest Rd1, and the small region rs (3, 1) to the small region are classified.
  • the five areas in the X-axis direction up to rs (7, 1) are classified as unnecessary small areas.
  • the small region rs (2, 3) is a portion where the first and second expanded regions of interest Rd1 and Rd2 overlap and is classified as a necessary small region.
  • 27 necessary small areas are marked with a circle.
  • a plurality of necessary small areas continuing in the X-axis direction are connected and replaced with new necessary small areas.
  • the necessary small area rs (1,1) and the necessary small area rs (2,1) continuing in the X-axis direction are connected to form a necessary small area rs (n1,1).
  • the necessary small area rs (1,2) and the necessary small area rs (2,2) continuing in the X-axis direction are connected to form a necessary small area rs (n1,2).
  • the required small region rs (5, 2), the necessary small region rs (6, 2), and the necessary small region rs (7, 2) are connected to form a necessary small region rs (n5, 2).
  • the seven regions that continue in the X-axis direction from the necessary small region rs (1,3) to the necessary small region rs (7,3) are connected to form the necessary small region rs (n1,3).
  • the plurality of necessary small areas are replaced with new necessary small areas rs (n2, 4), necessary small areas rs (n2, 5), and necessary small areas rs (n4, 7).
  • the 27 required small areas rs marked with a circle in FIG. 8 are replaced with the seven new required small areas rs shown in FIG.
  • next Y-axis direction connecting sub-step Ss4 a plurality of necessary small areas that continue in the Y-axis direction and have the same X-axis coordinate value indicating the boundary are connected and replaced with new necessary small areas.
  • the two small regions are combined.
  • the new necessary small area rs (n1, n1) there is no necessary small area where the start point boundary value and the end point boundary value in the X-axis direction are the same.
  • the number of necessary small regions rs is six.
  • the six necessary small regions rs after the completion of the X-axis direction connection substep Ss3 and the Y-axis direction connection substep Ss4 are defined as rectangular non-overlapping regions Rn1 to Rn6.
  • the necessary small region rs (n1, n1) is set as the first non-overlapping region Rn1, and the other necessary small regions rs are similarly used in the second to sixth non-overlapping regions Rn2 to Change to Rn6.
  • the process proceeds to region setting step S5 in the flowchart of FIG. 4, and in output step S7, data blocks of non-overlapping regions Rn1 to Rn6 are output.
  • images of four regions of interest can be obtained at the transfer destination even if data blocks are output in each of the 27 necessary small regions rs without performing the X-axis direction connection sub-step Ss3 and subsequent steps.
  • 27 patterns of transfer control settings are required, and the transfer control becomes complicated and the required transfer time is extended.
  • the transfer control can be set in 6 patterns, so that the transfer control is simplified and the transfer time is shortened. .
  • the region of interest RI can be set in units of the image sensor 211.
  • the expanded regions of interest RE, RE1, and RE2 are obtained and the expanded region of interest RE is obtained from the image sensor.
  • RE1 and RE2 are output, and the pixel data of the extended ranges Exs and Exe are erased from the output data blocks to obtain an image of the region of interest RI. Therefore, the region of interest RI can be arbitrarily set without considering the number of pixel data K in the data block. Further, since the output data block is the minimum necessary, the transfer time can be shortened compared to the case where the pixel data of the entire imaging region Rtot is transferred.
  • the image transfer apparatus 1 converts the non-overlapping regions RN1 to RN3 and Rn1 to Rn6 that do not overlap when a part of the plurality of extended regions of interest RD1, RD2, and Rd1 to Rd4 overlaps, Data blocks included in the non-overlapping areas RN1 to RN3 and Rn1 to Rn6 are output. Therefore, data blocks without excess or deficiency can be output for the plurality of expanded regions of interest RD1, RD2, Rd1 to Rd4, and an accurate image of the plurality of regions of interest can be obtained, and the transfer time can be shortened. .
  • the image sensor 2 of the embodiment has a large practical effect because a large number of image sensors 221 are two-dimensionally arranged on the XY orthogonal coordinate axes.
  • the region optimization step S4 includes five sub-steps Ss1 to Ss5, and a plurality of overlapping rectangular extended regions of interest Rd1 to Rd4 are not overlapped and do not continue in the X-axis direction. Conversion to overlapping regions Rn1 to Rn6. Since the number of non-overlapping areas Rn1 to Rn6 thus obtained is optimized by minimizing, the image transfer apparatus 1 can output data blocks without unnecessarily subdividing the areas, and the transfer control is simplified. Transfer time can be shortened.
  • the extended range erasing means 6 since the extended range erasing means 6 is configured using a field programmable gate array, it does not require extra time such as software processing to erase the pixel data of the extended ranges Exs and Exe, and the transfer time is reduced. Can be shortened.
  • the transfer area setting means 3, the area expansion means 4, the area storage setting means 5, and the area optimization means 7 can be appropriately configured by software, and various setting methods and arithmetic processing methods can be applied. Is possible. Further, the extended range erasing means 6 is not limited to the field programmable gate array. In addition, the present invention can be variously applied and modified.
  • the image transfer method and the image transfer apparatus of the present invention can be suitably used for a substrate production apparatus or a substrate production line that performs a predetermined production process on a substrate based on image data obtained by imaging with a camera (image sensor).
  • an image transfer method and an image transfer apparatus according to the present invention include a process monitoring apparatus that monitors a production status by referring to a part of imaging data of an imaging area of an image sensor for a wide range of products other than substrates, and an image sensor.
  • the present invention can be widely used for an image inspection apparatus that determines the quality of a product based on some image data.

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Abstract

　本発明は、多数の撮像素子で得られる画素データを一定数ずつデータブロックにまとめて出力するイメージセンサからの画像転送方法であって、一定数未満の単位を用いて関心領域を設定する転送領域設定ステップと、関心領域を拡張してデータブロックを一単位として表される拡張関心領域を求めるとともに、関心領域から拡張関心領域への拡張範囲を求める領域拡張ステップと、イメージセンサで撮像を行う撮像ステップと、イメージセンサから拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力する出力ステップと、出力されたデータブロックから拡張範囲の画素データを消去して関心領域の画像を得る拡張範囲消去ステップと、を有する。これにより、イメージセンサの撮像領域内に転送対象となる関心領域を任意に設定でき、かつ複数の関心領域が重なる場合にも適合して、転送所要時間を短縮できる。

Description

画像転送方法および画像転送装置
　本発明は、イメージセンサから画像データを転送する画像転送方法および画像転送装置に関し、より詳細には、撮像領域内に設定された関心領域の画像データを転送する方法および装置に関する。
　多数の電子部品が実装された基板を生産する基板生産装置として、はんだ印刷装置、部品実装装置、リフロー装置、基板検査装置などがある。これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。基板生産装置の多くは、基板に付与された各種のマークやコードを認識したり、基板や部品の状態を検査したりするためにカメラを備えている。カメラは、二次元配置された撮像素子（Pixel　Array）を有して各撮像素子の画素データをディジタル変換して出力するイメージセンサを備え、高速で画像を転送するのが一般的である。特に、基板生産ラインでは、撮像した画像の状況を判定して次に基板に施す処理内容が変化するので、画像の高速転送は生産効率向上の重要なファクターとなっている。また、カメラの撮像領域の全体の画像データを必要としない場合が多いので、関心領域を設定して一部の画像データのみを転送して転送データ量を削減し、一層の高速化を図ることも試みられている。
　この種の関心領域を設定して画像データを出力する撮像装置（カメラ）の一技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１の撮像装置は、設定した領域（関心領域）の領域数を格納した自己情報格納部と、使用する領域を設定する領域情報を格納した使用領域設定部と、外部からの指令に応じて領域情報を変更・修正制御する第１および第２の応答手段と、領域情報で設定されている画像データをIEEE（米国電気電子技術者学会）の規格に基づいて出力する手段とを具備している。さらに、請求項２以降には、具体的な手段としてパケット通信を用いた各種手段が開示されている。これにより、被写体を撮像する領域を複数有するも、使い勝手を向上できる、と記載されている。
特開２００６－１０９００１号公報
　ところで、特許文献１の撮像装置によれば、撮像領域内の一部分の領域の画像データをパケット単位で出力でき、パケット単位未満の出力はできない。したがって、領域をパケット単位未満で設定できず、所望する任意の関心領域を設定するときの操作性が低下する（使い勝手がよくない）。また、パケット単位で出力された画像データを記憶装置に一度記憶させ、次いで関心領域の画像データに変換する必要が生じて手間取る。このため、特許文献１の撮像装置を用いた基板生産ラインでは、生産効率が向上しない。
　また、特許文献１には、複数の関心領域が重なっている場合の具体的な出力方法が開示されていない。通常、撮像素子にはＣＭＯＳ素子やＣＣＤ素子などが用いられており、画素データは１回出力すると消失する。したがって、重なっている２つの関心領域の画素データを別々に出力すると、後から出力する関心領域では重なっている部分の画素データが既に消失していて、正しい画像が得られない。また、仮に撮像素子で２回以上の出力が可能であったとしても、重なっている部分を２回出力することは非効率であり、その分だけ出力所要時間が延びる。
　本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、イメージセンサの撮像領域内に転送対象となる関心領域を任意に設定でき、かつ複数の関心領域が重なる場合にも適合して、転送所要時間を短縮できる画像転送方法および画像転送装置を提供することを解決すべき課題とする。
　上記課題を解決する請求項１に係る画像転送方法の発明は、多数の撮像素子を用いて被写体の撮像領域を撮像し、各前記撮像素子で得られる画素データを一定数ずつデータブロックにまとめ、データブロックごとに出力するイメージセンサからの画像転送方法であって、前記一定数未満の単位を用いて前記撮像領域内に転送対象となる関心領域を設定する転送領域設定ステップと、前記関心領域を拡張して前記データブロックを一単位として表される拡張関心領域を求めるとともに、前記関心領域から前記拡張関心領域への拡張範囲を求める領域拡張ステップと、前記イメージセンサで撮像を行い、前記撮像領域を撮像した各前記撮像素子で前記画素データを得て、前記拡張関心領域に含まれる画素データを前記データブロックにまとめる撮像ステップと、前記イメージセンサから前記拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力する出力ステップと、出力されたデータブロックから前記拡張範囲の画素データを消去して前記関心領域の画像を得る拡張範囲消去ステップと、を有する。
　請求項２に係る発明は、請求項１において、前記転送領域設定ステップで複数個の関心領域を設定して前記領域拡張ステップで求めた複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張ステップに続き、前記複数個の拡張関心領域を重なりの無い非重複領域に変換する領域最適化ステップをさらに有し、前記出力ステップで、前記拡張関心領域に代えて前記非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。
　請求項３に係る発明は、請求項１において、前記イメージセンサは、前記多数の撮像素子をＸ－Ｙ直交座標軸上のＸ軸方向に直線状に複数個配置するとともにＹ軸方向に複数列配置して二次元配置とし、Ｘ軸方向に直線状に配置された複数個の撮像素子を前記一定数ごとに区分してブロック素子群とし、前記ブロック素子群の画素データを前記データブロックとしており、前記転送領域設定ステップで、Ｘ軸およびＹ軸に平行な矩形の関心領域を設定し、前記領域拡張ステップで、前記矩形の関心領域をＸ軸方向に拡張して矩形の拡張関心領域を求め、前記出力ステップで、まず出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値に固定し、Ｘ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値および最大値の一方から他方まで変化させて第１列のデータブロックを出力し、次に前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させて固定し、Ｘ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値および最大値の一方から他方まで変化させて第２列のデータブロックを出力し、さらに前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値が前記拡張関心領域の最大値になるまで各列のデータブロックの出力を繰返すことにより、前記矩形の拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。
　請求項４に係る発明は、請求項３において、前記転送領域設定ステップで複数個の矩形の関心領域を設定して前記領域拡張ステップで求めた複数個の矩形の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張ステップに続き、前記複数個の矩形の拡張関心領域を、重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域に変換する領域最適化ステップをさらに有し、前記出力ステップで、前記矩形の拡張関心領域に代えて前記矩形の非重複領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。
　請求項５に係る発明は、請求項４において、前記領域最適化ステップは、前記複数個の矩形の拡張関心領域の境界を示す全てのＸ軸座標値およびＹ軸座標値を用いて、前記撮像領域を格子状の複数の小領域に細分する領域細分サブステップと、各小領域を前記拡張関心領域内の必要小領域と、前記拡張関心領域外の不要小領域とに分類する領域分類サブステップと、Ｘ軸方向に続いている複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換するＸ軸方向連結サブステップと、Ｙ軸方向に続いておりかつ境界を示すＸ軸座標値が同じである複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換するＹ軸方向連結サブステップと、Ｘ軸方向連結サブステップおよびＹ軸方向連結サブステップが終了した後の必要小領域を前記矩形の非重複領域とする領域確定サブステップと、を有する。
　上記課題を解決する請求項６に係る画像転送装置の発明は、多数の撮像素子を用いて被写体の撮像領域を撮像し、各前記撮像素子で得られる画素データを一定数ずつデータブロックにまとめ、データブロックごとに出力するイメージセンサと、前記撮像領域を撮像した多数の撮像素子で得られる多数の前記画素データについて、前記一定数未満の単位を用いて前記撮像領域内に転送対象となる関心領域を設定する転送領域設定手段と、前記関心領域を拡張して前記データブロックを一単位として表される拡張関心領域を求めるとともに、前記関心領域から前記拡張関心領域への拡張範囲を求める領域拡張手段と、前記イメージセンサから前記拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力する出力手段と、出力されたデータブロックから前記拡張範囲の画素データを消去して前記関心領域の画像を得る拡張範囲消去手段と、を有する。
　請求項７に係る発明は、請求項６において、前記転送領域設定手段で複数個の関心領域を設定して、前記領域拡張手段で求めた複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張手段に続いて動作し、前記複数個の拡張関心領域を重なりの無い非重複領域に変換する領域最適化手段をさらに有し、前記出力手段は、前記拡張関心領域に代えて前記非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。
　請求項８に係る発明は、請求項６において、前記イメージセンサは、Ｘ－Ｙ直交座標軸上のＸ軸方向に直線状に複数個配置されるとともにＹ軸方向に複数列配置されて二次元配置とされた多数の撮像素子と、Ｘ軸方向に直線状に配置された複数個の撮像素子を前記一定数ごとに区分したブロック素子群を切り替えて選択するマルチプレクサ部と、マルチプレクサ部で選択したブロック素子群の各画像素子の画素データをそれぞれディジタル化する一定数に等しい個数のＡＤ変換器とを備え、前記転送領域設定手段は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な矩形の関心領域を設定し、前記領域拡張手段は、前記矩形の関心領域をＸ軸方向に拡張して矩形の拡張関心領域を求め、前記出力手段は、まず出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値に固定し、第１列のブロック素子群の各画像素子の画素データを前記ＡＤ変換器でディジタル化して出力し、次に前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させて固定し、第２列のブロック素子群の各画像素子の画素データを前記ＡＤ変換器でディジタル化して出力し、さらに前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値が前記拡張関心領域の最大値になるまで各列のブロック素子群の各画像素子の画素データの出力を繰返すことにより、前記矩形の拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。
　請求項９に係る発明は、請求項８において、前記転送領域設定手段で複数個の矩形の関心領域を設定して、前記領域拡張手段で求めた複数個の矩形の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張手段に続いて動作し、前記複数個の矩形の拡張関心領域を、重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域に変換する領域最適化手段をさらに有し、前記出力手段は、前記矩形の拡張関心領域に代えて前記矩形の非重複領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。
　請求項１０に係る発明は、請求項６～９のいずれか一項において、前記拡張範囲消去手段がフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable　Gate　Array）を用いて構成されている。
　請求項１に係る画像転送方法の発明では、一定数未満の単位を用いて関心領域を設定でき、このとき拡張関心領域を求めてイメージセンサから拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力し、出力されたデータブロックから拡張範囲の画素データを消去して関心領域の画像を得ることができる。したがって、データブロックの一定数を意識せずに関心領域を任意に設定できる。また、出力されるデータブロックは必要最小限とされるので、撮像領域全体の画素データを転送する場合よりも転送所要時間を短縮できる。
　請求項２に係る発明では、複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、重なりの無い非重複領域に変換し、非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。したがって、複数個の拡張関心領域に対して過不足のないデータブロックを出力し、複数個の関心領域の正確な画像を得ることができるとともに、転送所要時間を短縮できる。
　請求項３に係る発明では、イメージセンサは、多数の撮像素子をＸ－Ｙ直交座標軸上に二次元配置しており、矩形の関心領域を設定して、Ｘ軸方向に拡張した拡張関心領域を求め、拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。したがって、実用的な直交二次元の撮像領域内に矩形の関心領域を任意に設定でき、また、必要最小限のデータブロックの画素データを転送するので転送所要時間を短縮でき、実用的効果が大きい。
　請求項４に係る発明では、実用的な直交二次元の撮像領域内で複数個の矩形の関心領域が重なった場合に、重なりの無い矩形の非重複領域に変換し、非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。したがって、過不足のないデータブロックを出力し、複数個の関心領域の正確な画像を得ることができるとともに、転送所要時間を短縮でき、実用的効果が大きい。
　請求項５に係る発明では、領域最適化ステップは、５つのサブステップを有して、重なりの有る複数個の矩形の拡張関心領域を重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域に変換する。これにより得られる非重複領域の領域数は最小となって最適化されるので、不必要に領域を細分することなくデータブロックを出力でき、転送制御が簡潔となって転送所要時間を短縮できる。
　請求項６に係る画像転送装置の発明では、イメージセンサ、転送領域設定手段、領域拡張手段、出力手段、および拡張範囲消去手段で画像転送装置を構成するので、一定数未満の単位を用いて関心領域を設定でき、このとき拡張関心領域を求めてイメージセンサから拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力し、出力されたデータブロックから拡張範囲の画素データを消去して関心領域の画像を得ることができる。したがって、データブロックの一定数を意識せずに関心領域を任意に設定できる。また、出力されるデータブロックは必要最小限とされるので、撮像領域全体の画素データを転送する場合よりも転送所要時間を短縮できる。本発明は、方法としても装置としても実施することができる。
　請求項７に係る発明では、複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、重なりの無い非重複領域に変換し、非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。したがって、複数個の拡張関心領域に対して過不足のないデータブロックを出力し、複数個の関心領域の正確な画像を得ることができるとともに、転送所要時間を短縮できる。
　請求項８に係る発明では、イメージセンサは、多数の撮像素子をＸ－Ｙ直交座標軸上に二次元配置しており、矩形の関心領域を設定して、Ｘ軸方向に拡張した拡張関心領域を求め、拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する。したがって、実用的な直交二次元の撮像領域内に矩形の関心領域を任意に設定でき、また、必要最小限のデータブロックの画素データを転送するので転送所要時間を短縮でき、実用的効果が大きい。
　請求項９に係る発明では、実用的な直交二次元の撮像領域内で複数個の矩形の関心領域が重なった場合に、重なりの無い矩形の非重複領域に変換し、非重複領域に含まれるデータブロックを出力する。したがって、過不足のないデータブロックを出力し、複数個の関心領域の正確な画像を得ることができるとともに、転送所要時間を短縮でき、実用的効果が大きい。
　請求項１０に係る発明では、拡張範囲消去手段がフィールドプログラマブルゲートアレイを用いて構成されている。フィールドプログラマブルゲートアレイは、転送途中において、拡張範囲を含まないデータブロックをスルーし、拡張範囲を含むデータブロックの拡張範囲の画素データのみを消去する。これに対して従来技術では、データブロックの全画素データをメモリ装置に転送した後に、拡張範囲の画素データを消去するソフトウェア処理を実施していた。したがって、本態様によれば、拡張範囲の画素データを消去するためにソフトウェア処理などの余分な時間を要せず、転送所要時間を短縮できる。
実施形態の画像転送装置に用いるイメージセンサのハードウェア構成図である。 実施形態の画像転送装置の全体機能構成を示すブロック図である。 関心領域の設定方法および拡張関心領域の求め方を説明する図である。 拡張関心領域の画素データの出力順序を説明する図である。 実施形態の画像転送方法を説明するフローチャートの図である。 複数の関心領域の設定を説明する図であり、複数の拡張関心領域が重ならない場合を示している。 複数の関心領域の設定を説明する図であり、複数の拡張関心領域が重なっている場合を示している。 複数の関心領域の設定を説明する図であり、図５Ｂの場合を重なりの無い非重複領域に変換した場合を示している。 領域最適化ステップの詳細なサブステップを説明するフローチャートの図である。 領域最適化ステップを開始する以前の４つの拡張関心領域を例示した図である。 領域細分化サブステップおよび領域分類サブステップを実施した後の必要小領域を例示した図である。 Ｘ軸方向連結サブステップを実施した後の必要小領域を例示した図である。 領域確定サブステップを実施した後の非重複領域を例示した図である。
　本発明の実施形態の画像転送装置１および画像転送方法について、図１～図１０を参考にして説明する。図１は、実施形態の画像転送装置１に用いるイメージセンサ２のハードウェア構成図である。イメージセンサ２は、ピクセルアレイ２１、Ｘ軸走査回路２２、Ｙ軸走査回路２３、前処理部２４、ＡＤ変換器２５、およびブロック化出力部２６などで構成されている。
　ピクセルアレイ２１は、撮像素子２１１がＸ－Ｙ直交座標軸上のＸ軸方向に直線状にＮｘ個配置されるとともにＹ軸方向にＮｙ列配置された二次元配置とされている。図１には、Ｘ軸方向の３個目まで、Ｙ軸方向の第３列までの撮像素子２１１が例示されており、実際には撮像素子２１１は全部で（Ｎｘ・Ｎｙ）個ある。撮像素子２１１には、例えば濃淡検出用のＣＭＯＳ素子を用い、アナログ量の画素データを得ることができる。なお、撮像素子２１１は。ＣＣＤ素子など他の方式の素子を用いてもよい。
　Ｘ軸走査回路２２は、ピクセルアレイ２１中のＸ軸方向の座標値（Ｘ軸座標値）を選択制御して、撮像素子２１１からの画素データの送出を切り替える。Ｙ軸走査回路２３は、ピクセルアレイ２１中のＹ軸方向の座標値（Ｙ軸座標値）を選択制御して、撮像素子２１１の列を切り替える。これにより、特定の撮像素子２１１のみから画素データが前処理部２４に送出される。前処理部２４は、画素データを増幅してＡＤ変換器２５に送出する。また、前処理部２４では、ゲイン調整およびオフセット調整が行えるようになっている。
　ＡＤ変換器２５は、アナログ量の画素データを例えば１０ビットのディジタル信号に変換してブロック化出力部２６に送出する。これに限定されず、ＡＤ変換器２５は１０ビットと異なる分解能を有していてもよい。ブロック化出力部２６は、ディジタル信号を一定数のＫ個ずつデータブロックにまとめ、データブロックごとに出力する。したがって、ブロック化出力部２６は、特定の撮像素子２１１だけを指定してその画素データのみを出力することはできず、一定数Ｋ（Ｋ個）の撮像素子２２１をまとまりとしたデータブロック単位での出力を行う。
　イメージセンサ２のＸ軸走査回路２２、Ｙ軸走査回路２３、ＡＤ変換器２５、およびブロック化出力部２６の動作を制御するために、イメージセンサ２内に図略の制御部が設けられている。制御部は、外部からの指令に基づいて、データブロック単位で画素データを順次出力するように制御する。
　例えば、外部からの指令で撮像領域全体すなわち全ての撮像素子２１１が出力対象とされた場合について説明する。制御部は、まずＹ軸走査回路２３のＹ軸座標値を最小値の第１列に固定し、Ｘ軸座標値を１番目からＫ番目まで順次増加させ、Ｙ軸座標値の第１列の最初のＫ個の撮像素子２２１の画素データを順次前処理部２４に送出する。これにより、前処理部２４およびＡＤ変換器２５が順次動作してＫ個のディジタル信号をブロック化出力部２６に送出する。次いで、ブロック化出力部２６が動作し、最初のデータブロックをまとめ、画像データとして出力する。次に、制御部は、Ｘ軸座標値を（Ｋ＋１）番目から（２Ｋ）番目まで順次増加させ、２ブロックめのＫ個の撮像素子２２１の画素データを順次前処理部２４に送出する。これにより、前処理部２４およびＡＤ変換器２５が動作してＫ個のディジタル信号をブロック化出力部２６に送出する。次いで、ブロック化出力部２６が動作し、２ブロックめのデータブロックをまとめ、画像データとして出力する。
　これを繰返して、Ｙ軸座標値の第１列のＮｘ個の全ての画素データの出力が終了すると、制御部は、次にＹ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させて第２列に固定する。そして、制御部は、Ｘ軸座標値を１番目からＫ番目までに戻してブロック化出力部２６からの出力を行う。次いで、制御部は、Ｘ軸座標値を（Ｋ＋１）番目から（２Ｋ）番目までに変更してブロック化出力部２６からの出力を行い、以下は順次Ｘ軸座標値を増加させて出力を行う。さらに、イメージセンサ２は、Ｙ軸座標値の第３列以降も、第１および第２列と同様の動作を繰り返すことにより、Ｙ軸座標値の最大値である第Ｎｙ列までの出力を行う。
　実施形態の画像転送装置１および画像転送方法においては、イメージセンサ２の撮像領域全体の画像データを必要としない場合に、関心領域ＲＩを設定して画像データの一部のみを転送する。図２は、実施形態の画像転送装置１の全体機能構成を示すブロック図である。図２に示されるように、画像転送装置１は、イメージセンサ２、転送領域設定手段３、領域拡張手段４、領域記憶設定手段５、拡張範囲消去手段（ＦＰＧＡ）６、および領域最適化手段７などで構成されており、外部記憶装置などの転送先に関心領域ＲＩの画像を転送する。図３Ａは関心領域ＲＩの設定方法および拡張関心領域ＲＥの求め方を説明する図であり、図３Ｂは拡張関心領域ＲＥの画素データの出力順序を説明する図である。
　転送領域設定手段３は、撮像領域を撮像した多数の撮像素子２１１で得られる多数の画素データについて、一定数Ｋ未満の単位を用いて撮像領域内に転送対象となる関心領域ＲＩを設定する手段である。関心領域ＲＩは、撮像素子２１１の１個単位で設定できる。具体的に、転送領域設定手段３は、Ｘ軸方向の座標値で示される任意の始点境界値ＸＳ１および終点境界値ＸＥ１（１≦ＸＳ１≦ＸＥ１≦Ｎｘ）、ならびにＹ軸方向の座標値で示される任意の始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１（１≦ＹＳ１≦ＹＥ１≦Ｎｙ）を設定する。したがって、関心領域ＲＩは、Ｘ軸およびＹ軸に平行し、かつ境界を含んだ矩形になる。転送領域設定手段３は、例えば、イメージセンサ２とは別体の上位装置がその役割を担う。転送領域設定手段３は、領域拡張手段４に設定した関心領域ＲＩを指令する。
　領域拡張手段４は、矩形の関心領域ＲＩをＸ軸方向に拡張して矩形の拡張関心領域ＲＥを求める。図３Ａに示されるように、領域拡張手段４は、関心領域ＲＩのＸ軸方向の始点境界値ＸＳ１および終点境界値ＸＥ１がデータブロックの境界と一致しないときに、関心領域ＲＩを拡張してデータブロックの境界に一致させた拡張関心領域ＲＥとし、その始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１を求める。これにより、イメージセンサ２からデータブロック単位未満の出力を無くすことができる。
　ここで、
　　　始点境界値ｘｓ１＝Ｋ・ｋｓ＋１＝ＸＳ１－Ｅｘｓ
　　　終点境界値ｘｅ１＝Ｋ・ｋｅ　　＝ＸＥ１＋Ｅｘｅ
　　　　　　　　（ただし、ｋｓとｋｅは整数、Ｅｘｓ＜Ｋ、Ｅｘｅ＜Ｋ）
つまり、始点境界値ｘｓ１は、一定数Ｋの倍数に１を加算した値であって、かつ関心領域の始点境界値ＸＳ１よりも始点側拡張範囲Ｅｘｓ分だけ小さい側に拡げた値となる。また、終点境界値ｘｅ１は、一定数Ｋの倍数の値であって、かつ関心領域の終点境界値ＸＥ１よりも終点側拡張範囲Ｅｘｅ分だけ大きい側に拡げた値となる。領域拡張手段４は、例えば、イメージセンサ２と一体的に配置される図略の制御部のソフトウェアによって実現することができる。なお、Ｙ軸方向に関しては１列ごとの出力となるため、関心領域ＲＩを拡げる必要はなく、拡張関心領域ＲＥの設定では当初に設定された始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１を用いる。
　領域記憶設定手段５は、前述した拡張関心領域ＲＥのＸ軸方向の始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１、ならびに始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅ、さらにはＹ軸方向の始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１を記憶する。さらに、領域記憶設定手段５は、これらの値ｘｓ１、ｘｅ１、Ｅｘｓ、Ｅｘｅ、ＹＳ１、ＹＥ１をイメージセンサ２および拡張範囲消去手段６に設定する。領域記憶設定手段５は、例えば、イメージセンサ２と一体的に配置される図略の制御部のソフトウェアおよびメモリ部によって実現することができる。
　イメージセンサ２は、撮像を行った後に、領域記憶設定手段５から設定された始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１と始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１とに基づいて、拡張関心領域ＲＥに含まれるデータブロックを順番に出力する。具体的には、図３Ｂに示されるように、イメージセンサ２は、まずＹ軸座標値を拡張関心領域ＲＥの最小値である始点境界値ＹＳ１に固定し、Ｘ軸座標値を拡張関心領域の最小値である始点境界値ｘｓ１から最大値である終点境界値ｘｅ１まで変化させ、第１列の４つのデータブロック（図中のＤＢ１～ＤＢ４）を順番に出力する。次に、イメージセンサ２は、Ｙ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させた座標値（ＹＳ１＋１）に固定し、第２列の４つのデータブロック（図中のＤＢ５～ＤＢ８）を順番に出力する。さらに、イメージセンサ２は、各列のデータブロックの出力を繰返し、Ｙ軸座標値が最大値である終点境界値ＹＥ１の最後のデータブロック（図中のＤＢｌａｓｔ）までを出力する。したがって、イメージセンサ２および領域記憶指令手段５の協働により、本発明の出力手段が実現されている。
　拡張範囲消去手段６は、出力されたデータブロックから始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅの画素データを消去して関心領域ＲＩの画像を得る。拡張範囲消去手段６は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を用いて構成されている。フィールドプログラマブルゲートアレイは、プログラマブルロジックデバイスの一種である。拡張範囲消去手段６は、領域記憶設定手段５からの設定に基づいて動作する。拡張範囲消去手段６は、データブロックの転送途中において、始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅを含まないデータブロックをそのままスルー（通過）させ、始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅを含むデータブロックの拡張範囲Ｅｘｓ、Ｅｘｅの画素データのみを消去する。これにより、転送先に転送される画像データは関心領域ＲＩに限定され、設定された関心領域ＲＩに対して過不足のない画像が得られる。
　領域最適化手段７は、領域拡張手段４に一体的に組み込まれている。領域最適化手段７は、転送領域設定手段３で複数個の関心領域ＲＩを設定して、領域拡張手段４で求めた複数個の拡張関心領域ＲＥの一部が重なった場合に、領域拡張手段４に続いて動作する。領域最適化手段７は、複数個の拡張関心領域ＲＥを重なりの無い非重複領域に変換する。この場合、領域記憶設定手段５は、拡張関心領域ＲＥに代えて非重複領域を記憶および設定する。領域最適化手段７の機能に関しては、後で画像転送動作の説明に合わせて詳述する。
　次に、実施形態の画像転送装置１による画像転送動作、すなわち実施形態の画像転送方法について説明する。図４は、実施形態の画像転送方法を説明するフローチャートの図である。図４の転送領域設定ステップＳ１で、転送領域設定手段３は、撮像素子２１１の一定数Ｋ未満の単位を用いて撮像領域内に転送対象となる関心領域ＲＩを設定する。具体的には、関心領域ＲＩのＸ軸方向の始点境界値ＸＳ１および終点境界値ＸＥ１、ならびＹ軸方向の始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１を設定する。図５Ａは、複数の関心領域ＲＩの設定を説明する図であり、複数の拡張関心領域ＲＥ１、ＲＥ２が重ならない場合を示している。図５Ｂは、複数の関心領域ＲＩの設定を説明する図であり、複数の拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２が重なっている場合を示している。図５Ｃは、複数の関心領域ＲＩの設定を説明する図であり、図５Ｂの場合を重なりの無い非重複領域ＲＮ１～ＲＮ３に変換した場合を示している。複数の関心領域ＲＩを設定する場合は、それぞれの関心領域ＲＩについて４つの境界値ＸＳ１、ＸＥ１、ＹＳ１、ＹＥ１を設定する。
　次の領域拡張ステップＳ２で、領域拡張手段４は、関心領域ＲＩを拡張してデータブロックを一単位として表される拡張関心領域ＲＥを求めるとともに、関心領域ＲＩから拡張関心領域ＲＥへの拡張範囲を求める。具体的には、拡張関心領域ＲＥの始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１、ならびに始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅを求め、Ｙ軸方向の始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１とともに領域記憶設定手段５に記憶する。
　次にステップＳ３で、拡張関心領域ＲＥの重なりが有るか否かを判定する。図３Ａに例示される関心領域ＲＩが１つの場合、および図５Ａに例示される複数の拡張関心領域ＲＥ１、ＲＥ２が重ならない場合には、次の領域最適化ステップＳ４は不要であり、領域設定ステップＳ５に進む。
　次の領域設定ステップＳ５で、領域記憶設定手段５は、１つの拡張関心領域ＲＥまたは重なっていない複数の拡張関心領域ＲＥ１、ＲＥ２のＸ軸方向の始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１、ならびに始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅ、さらにはＹ軸方向の始点境界値ＹＳ１および終点境界値ＹＥ１をイメージセンサ２および拡張範囲消去手段６に設定する。これで、撮像および画像データ転送を行うための準備が整う。
　次の撮像ステップＳ６で、イメージセンサ２は撮像を行い、撮像領域を撮像した各撮像素子２２１で画素データを得る。そして、ブロック化出力部２６で、拡張関心領域ＲＥ、ＲＥ１、ＲＥ２に含まれる画素データをデータブロックにまとめる。次の出力ステップＳ７で、イメージセンサ２は、ブロック化出力部２６から順番にデータブロックを出力する。撮像ステップＳ６で画素データをデータブロックにまとめる動作、ならびに出力ステップＳ７でデータブロックを出力する動作は、拡張関心領域ＲＥ、ＲＥ１、ＲＥ２のデータブロックのブロック数に相当する回数だけ繰返される。
　次の拡張範囲消去ステップＳ８で、拡張範囲消去手段６は、転送途中のデータブロックから始点側拡張範囲Ｅｘｓおよび終点側拡張範囲Ｅｘｅの画素データを消去する。これにより、転送先では関心領域ＲＩの画像が得られる。次に、ステップＳ９で関心領域ＲＩが変更されたか否かを判定し、変更された場合は転送領域設定ステップＳ１に戻る。また、変更されていない場合は撮像ステップＳ６に戻り、連続的に次の撮像を行うことができる。
　次に、２つ拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２が重なっている場合の実施形態の画像転送装置１による画像転送動作、すなわち実施形態の画像転送方法について説明する。２つ拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２が重なっている場合にも、図４のフローチャートにしたがって動作し、領域最適化ステップＳ４を行う点が異なる。図５Ｂに例示されるように、転送領域設定ステップＳ１で設定された２つの関心領域を領域拡張ステップＳ２で拡張し、第１拡張関心領域ＲＤ１の境界値ｘｓ１、ｘｅ１、ｙｓ１、ｙｅ１、および第２拡張関心領域ＲＤ２の境界値ｘｓ２、ｘｅ２、ｙｓ２、ｙｅ２が得られた場合を想定する。このとき、Ｘ軸方向の境界値の大小関係は、ｘｓ１＜ｘｓ２＜ｘｅ１＜ｘｅ２であり、Ｙ軸方向の境界値の大小関係は、ｙｓ１＜ｙｓ２＜ｙｅ１＜ｙｅ２となっている。つまり、Ｘ軸方向のｘｓ２～ｘｅ１の範囲、およびＹ軸方向のｙｓ２～ｙｅ１の範囲で２つの拡張関心領域が重なっている（図中にハッチングを付して表示）。
　ここで、イメージセンサ２が第１および第２拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２の画素データをこの順番で別々に出力した場合を仮定する。すると、後から出力する第２拡張関心領域ＲＤ２では重なっている部分の画素データが既に消失しているため、転送先では正しい画像が得られない。したがって、領域最適化ステップＳ４で、領域最適化手段７は、第１および第２拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２を、図５Ｃに示される重なりの無い３つの非重複領域ＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３に変換する。この例では、第１非重複領域ＲＮ１の境界値ｘｓ１、ｘｅ１、ｙｓ１、ｙｓ２、第２非重複領域ＲＮ２の境界値ｘｓ１、ｘｅ２、ｙｓ２、ｙｅ１、第３非重複領域ＲＮ３の境界値ｘｓ２、ｘｅ２、ｙｅ１、ｙｅ２となる。
　上述の場合は比較的容易に非重複領域ＲＮ１～ＲＮ３を求められるが、基になる関心領域ＲＩの領域数が増加した場合にも適合する領域最適化ステップＳ４（領域最適化手段７）の一般的方法について以下に説明する。図６は、領域最適化ステップＳ４の詳細なサブステップを説明するフローチャートの図である。また、図７は領域最適化ステップＳ４を開始する以前の４つの拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４を例示し、図８は領域細分化サブステップＳｓ１および領域分類サブステップＳｓ２を実施した後の必要小領域を例示している。さらに、図９はＸ軸方向連結サブステップＳｓ３を実施した後の必要小領域を例示し、図１０は領域確定サブステップＳｓ５を実施した後の非重複領域Ｒｎ１～Ｒｎ６を例示している。
　まず、４つの関心領域ＲＩが設定されて、４つの拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４に拡げられ、それぞれの境界値が図７に例示されるように下記の値であった場合を想定する。
　　　　　第１拡張関心領域Ｒｄ１の境界値ｘｓ１、ｘｅ１、ｙｓ１、ｙｅ１
　　　　　第２拡張関心領域Ｒｄ２の境界値ｘｓ２、ｘｅ２、ｙｓ２、ｙｅ２
　　　　　第３拡張関心領域Ｒｄ３の境界値ｘｓ３、ｘｅ３、ｙｓ３、ｙｅ３
　　　　　第４拡張関心領域Ｒｄ４の境界値ｘｓ４、ｘｅ４、ｙｓ４、ｙｅ４
　　　ただし、
　　　　　ｘｓ１＜ｘｓ２＜ｘｅ１＜ｘｓ４＜ｘｓ３＜ｘｅ２＜ｘｅ４＜ｘｅ３
　　　　　ｙｓ１＜ｙｓ３＜ｙｓ２＜ｙｅ１＜ｙｅ３＜ｙｅ２＜ｙｓ４＜ｙｅ４
　すると、図６の領域細分サブステップＳｓ１では、第１～第４拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４の全てのＸ軸方向およびＹ軸方向の境界値を用いて、撮像領域Ｒｔｏｔを格子状の複数の小領域ｒｓに細分する。Ｘ軸方向およびＹ軸方向の境界値は各８個あり、それぞれ昇順でソートして小さい順番に並べることで、容易に小領域ｒｓに細分することができる。細分した結果は図８に示されるとおりであり、小領域ｒｓの領域数は４９個（＝７×７）となり、小領域ｒｓ（ｘ，ｙ）と記す（ただし、ｘ＝１～７、ｙ＝１～７）。図８には、小領域ｒｓ（１，１）、小領域ｒｓ（２，６）、および小領域ｒｓ（６，３）の３領域にハッチングを便宜的に付して例示した。
　次の領域分類サブステップＳｓ２では、各小領域ｒｓ（ｘ，ｙ）を第１～第４拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４の内部の必要小領域と、第１～第４拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４の外部の不要小領域とに分類する。図８では、例えば、小領域ｒｓ（１，１）および小領域ｒｓ（２，１）は第１拡張関心領域Ｒｄ１内の必要小領域に分類され、小領域ｒｓ（３，１）から小領域ｒｓ（７，１）までのＸ軸方向に続く５領域は不要小領域に分類される。また例えば、小領域ｒｓ（２，３）は、第１および第２拡張関心領域Ｒｄ１、Ｒｄ２が重なっている部分であり、必要小領域に分類される。図８では、分類した結果として、２７個の必要小領域に○印を付して示した。
　次のＸ軸方向連結サブステップＳｓ３では、Ｘ軸方向に続いている複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換する。具体的に、Ｘ軸方向に続いている必要小領域ｒｓ（１，１）および必要小領域ｒｓ（２，１）を連結して必要小領域ｒｓ（ｎ１，１）とする。同様に、Ｘ軸方向に続いている必要小領域ｒｓ（１，２）および必要小領域ｒｓ（２，２）を連結して必要小領域ｒｓ（ｎ１，２）とする。また、必要小領域ｒｓ（５，２）、必要小領域ｒｓ（６，２）、および必要小領域ｒｓ（７，２）の３領域を連結して必要小領域ｒｓ（ｎ５，２）とする。また、必要小領域ｒｓ（１，３）から必要小領域ｒｓ（７，３）までのＸ軸方向に続く７領域を連結して必要小領域ｒｓ（ｎ１，３）とする。以下同様にして、複数の必要小領域を新たな必要小領域ｒｓ（ｎ２，４）、必要小領域ｒｓ（ｎ２，５）、および必要小領域ｒｓ（ｎ４，７）に置換する。これにより、図８で○印を付した２７個の必要小領域ｒｓは、図９に示される７つの新たな必要小領域ｒｓに置換される。
　次のＹ軸方向連結サブステップＳｓ４では、Ｙ軸方向に続いておりかつ境界を示すＸ軸座標値が同じである複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換する。図９の例では、必要小領域ｒｓ（ｎ１，１）および必要小領域ｒｓ（ｎ１，２）に関して、始点境界値ｘｓ１および終点境界値ｘｅ１が同じであるので、この２つの小領域を結合して新たな必要小領域ｒｓ（ｎ１，ｎ１）に置換する。他に、Ｘ軸方向の始点境界値および終点境界値が同じになる必要小領域は無い。これで、必要小領域ｒｓの領域数は６個になる。
　次の領域確定サブステップＳｓ５では、Ｘ軸方向連結サブステップＳｓ３およびＹ軸方向連結サブステップＳｓ４が終了した後の６個の必要小領域ｒｓを矩形の非重複領域Ｒｎ１～Ｒｎ６とする。例えば、図１０に示されるように、必要小領域ｒｓ（ｎ１，ｎ１）を第１の非重複領域Ｒｎ１とし、同様に他の必要小領域ｒｓについても第２～第６の非重複領域Ｒｎ２～Ｒｎ６に変更する。この後、図４のフローチャートの領域設定ステップＳ５に進み、出力ステップＳ７では、非重複領域Ｒｎ１～Ｒｎ６のデータブロックを出力する。
　なお、Ｘ軸方向連結サブステップＳｓ３以降を実施せずに、２７個の必要小領域ｒｓそれぞれでデータブロックを出力しても、転送先で４個の関心領域の画像を得ることはできる。ただし、このときは転送制御の設定が２７パターン必要となり、転送制御が繁雑になって転送所要時間が延びる。これに対し、撮像ステップＳ５を開始する以前に領域確定サブステップＳｓ５までを実施しておけば、転送制御の設定は６パターンで済むので、転送制御が簡潔になって転送所要時間が短縮される。
　実施形態の画像転送装置１および画像転送方法によれば、撮像素子２１１の１個単位で関心領域ＲＩを設定でき、このとき拡張関心領域ＲＥ、ＲＥ１、ＲＥ２を求めてイメージセンサから拡張関心領域ＲＥ、ＲＥ１、ＲＥ２に含まれるデータブロックを出力し、出力されたデータブロックから拡張範囲Ｅｘｓ、Ｅｘｅの画素データを消去して関心領域ＲＩの画像を得ることができる。したがって、データブロックの画素データ数Ｋ個を意識せずに関心領域ＲＩを任意に設定できる。また、出力されるデータブロックは必要最小限とされるので、撮像領域Ｒｔｏｔ全体の画素データを転送する場合よりも転送所要時間を短縮できる。
　また、実施形態の画像転送装置１は、複数個の拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２、Ｒｄ１～Ｒｄ４の一部が重なった場合に、重なりの無い非重複領域ＲＮ１～ＲＮ３、Ｒｎ１～Ｒｎ６に変換し、非重複領域ＲＮ１～ＲＮ３、Ｒｎ１～Ｒｎ６に含まれるデータブロックを出力する。したがって、複数個の拡張関心領域ＲＤ１、ＲＤ２、Ｒｄ１～Ｒｄ４に対して過不足のないデータブロックを出力し、複数個の関心領域の正確な画像を得ることができるとともに、転送所要時間を短縮できる。
　さらに、実施形態のイメージセンサ２は、多数の撮像素子２２１をＸ－Ｙ直交座標軸上に二次元配置しており、実用的効果が大きい。
　また、領域最適化ステップＳ４は、５つのサブステップＳｓ１～Ｓｓ５を有して、重なりの有る複数個の矩形の拡張関心領域Ｒｄ１～Ｒｄ４を重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域Ｒｎ１～Ｒｎ６に変換する。これにより得られる非重複領域Ｒｎ１～Ｒｎ６の領域数は最小となって最適化されるので、画像転送装置１は不必要に領域を細分することなくデータブロックを出力でき、転送制御が簡潔となって転送所要時間を短縮できる。
　また、拡張範囲消去手段６がフィールドプログラマブルゲートアレイを用いて構成されているので、拡張範囲Ｅｘｓ、Ｅｘｅの画素データを消去するためにソフトウェア処理などの余分な時間を要せず、転送所要時間を短縮できる。
　なお、実施形態で説明したイメージセンサ２は一例であって、他の方式のイメージセンサを用いることもできる。また、転送領域設定手段３、領域拡張手段４、領域記憶設定手段５、および領域最適化手段７の各手段は、適宜ソフトウェアによって構成することができ、様々な設定方法や演算処理方法の応用が可能である。さらに、拡張範囲消去手段６についても、フィールドプログラマブルゲートアレイに限定されない。その他、本発明はさまざまな応用や変形が可能である。
　本発明の画像転送方法および画像転送装置は、カメラ（イメージセンサ）の撮像で得られた画像データに基づいて基板に所定の生産工程を施す基板生産装置や基板生産ラインに好適に利用できる。さらに、本発明の画像転送方法および画像転送装置は、基板以外の幅広い製品を対象としてイメージセンサの撮像領域の一部の撮像データを参照して生産状況を監視する工程監視装置や、イメージセンサの一部の撮像データに基づいて製品の良否を判定する画像検査装置などに広く利用できる。
　　１：画像転送装置
　　２：イメージセンサ
　　　　　２１：ピクセルアレイ　　２２：Ｘ軸走査回路　　２３：Ｙ軸走査回路
　　　　　２４：前処理部　　２５：ＡＤ変換器　　２６：ブロック化出力部
　　３：転送領域設定手段
　　４：領域拡張手段
　　５：領域記憶設定手段
　　６：拡張範囲消去手段（ＦＰＧＡ＝フィールドプログラマブルゲートアレイ）
　　７：領域最適化手段
　　Ｋ：一定数　　ＲＩ：関心領域
　　ＲＥ、ＲＥ１、ＲＥ２：拡張関心領域（重なっていない）
　　ＲＤ１、ＲＤ２、Ｒｄ１～Ｒｄ４：重なっている拡張関心領域
　　ＲＮ１～ＲＮ３、Ｒｎ１～Ｒｎ６：非重複領域
　　ｒｓ、ｒｓ（ｘ，ｙ）：小領域、必要小領域

Claims (10)

  1. 　多数の撮像素子を用いて被写体の撮像領域を撮像し、各前記撮像素子で得られる画素データを一定数ずつデータブロックにまとめ、データブロックごとに出力するイメージセンサからの画像転送方法であって、
    　前記一定数未満の単位を用いて前記撮像領域内に転送対象となる関心領域を設定する転送領域設定ステップと、
    　前記関心領域を拡張して前記データブロックを一単位として表される拡張関心領域を求めるとともに、前記関心領域から前記拡張関心領域への拡張範囲を求める領域拡張ステップと、
    　前記イメージセンサで撮像を行い、前記撮像領域を撮像した各前記撮像素子で前記画素データを得て、前記拡張関心領域に含まれる画素データを前記データブロックにまとめる撮像ステップと、
    　前記イメージセンサから前記拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力する出力ステップと、
    　出力されたデータブロックから前記拡張範囲の画素データを消去して前記関心領域の画像を得る拡張範囲消去ステップと、
    　を有する画像転送方法。
  2. 　請求項１において、
    　前記転送領域設定ステップで複数個の関心領域を設定して前記領域拡張ステップで求めた複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張ステップに続き、前記複数個の拡張関心領域を重なりの無い非重複領域に変換する領域最適化ステップをさらに有し、
    　前記出力ステップで、前記拡張関心領域に代えて前記非重複領域に含まれるデータブロックを出力する画像転送方法。
  3. 　請求項１において、
    　前記イメージセンサは、前記多数の撮像素子をＸ－Ｙ直交座標軸上のＸ軸方向に直線状に複数個配置するとともにＹ軸方向に複数列配置して二次元配置とし、Ｘ軸方向に直線状に配置された複数個の撮像素子を前記一定数ごとに区分してブロック素子群とし、前記ブロック素子群の画素データを前記データブロックとしており、
    　前記転送領域設定ステップで、Ｘ軸およびＹ軸に平行な矩形の関心領域を設定し、
    　前記領域拡張ステップで、前記矩形の関心領域をＸ軸方向に拡張して矩形の拡張関心領域を求め、
    　前記出力ステップで、まず出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値に固定し、Ｘ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値および最大値の一方から他方まで変化させて第１列のデータブロックを出力し、次に前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させて固定し、Ｘ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値および最大値の一方から他方まで変化させて第２列のデータブロックを出力し、さらに前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値が前記拡張関心領域の最大値になるまで各列のデータブロックの出力を繰返すことにより、前記矩形の拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する画像転送方法。
  4. 　請求項３において、
    　前記転送領域設定ステップで複数個の矩形の関心領域を設定して前記領域拡張ステップで求めた複数個の矩形の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張ステップに続き、前記複数個の矩形の拡張関心領域を、重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域に変換する領域最適化ステップをさらに有し、
    　前記出力ステップで、前記矩形の拡張関心領域に代えて前記矩形の非重複領域に含まれる全てのデータブロックを出力する画像転送方法。
  5. 　請求項４において、前記領域最適化ステップは、
    　前記複数個の矩形の拡張関心領域の境界を示す全てのＸ軸座標値およびＹ軸座標値を用いて、前記撮像領域を格子状の複数の小領域に細分する領域細分サブステップと、
    　各小領域を前記拡張関心領域内の必要小領域と、前記拡張関心領域外の不要小領域とに分類する領域分類サブステップと、
    　Ｘ軸方向に続いている複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換するＸ軸方向連結サブステップと、
    　Ｙ軸方向に続いておりかつ境界を示すＸ軸座標値が同じである複数の必要小領域を連結して新たな必要小領域に置換するＹ軸方向連結サブステップと、
    　Ｘ軸方向連結サブステップおよびＹ軸方向連結サブステップが終了した後の必要小領域を前記矩形の非重複領域とする領域確定サブステップと、
    　を有する画像転送方法。
  6. 　多数の撮像素子を用いて被写体の撮像領域を撮像し、各前記撮像素子で得られる画素データを一定数ずつデータブロックにまとめ、データブロックごとに出力するイメージセンサと、
    　前記撮像領域を撮像した多数の撮像素子で得られる多数の前記画素データについて、前記一定数未満の単位を用いて前記撮像領域内に転送対象となる関心領域を設定する転送領域設定手段と、
    　前記関心領域を拡張して前記データブロックを一単位として表される拡張関心領域を求めるとともに、前記関心領域から前記拡張関心領域への拡張範囲を求める領域拡張手段と、
    　前記イメージセンサから前記拡張関心領域に含まれるデータブロックを出力する出力手段と、
    　出力されたデータブロックから前記拡張範囲の画素データを消去して前記関心領域の画像を得る拡張範囲消去手段と、
    　を有する画像転送装置。
  7. 　請求項６において、
    　前記転送領域設定手段で複数個の関心領域を設定して、前記領域拡張手段で求めた複数個の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張手段に続いて動作し、前記複数個の拡張関心領域を重なりの無い非重複領域に変換する領域最適化手段をさらに有し、
    　前記出力手段は、前記拡張関心領域に代えて前記非重複領域に含まれるデータブロックを出力する画像転送装置。
  8. 　請求項６において、
    　前記イメージセンサは、Ｘ－Ｙ直交座標軸上のＸ軸方向に直線状に複数個配置されるとともにＹ軸方向に複数列配置されて二次元配置とされた多数の撮像素子と、Ｘ軸方向に直線状に配置された複数個の撮像素子を前記一定数ごとに区分したブロック素子群を切り替えて選択するマルチプレクサ部と、マルチプレクサ部で選択したブロック素子群の各画像素子の画素データをそれぞれディジタル化する一定数に等しい個数のＡＤ変換器とを備え、
    　前記転送領域設定手段は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な矩形の関心領域を設定し、
    　前記領域拡張手段は、前記矩形の関心領域をＸ軸方向に拡張して矩形の拡張関心領域を求め、
    　前記出力手段は、まず出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を前記拡張関心領域の最小値に固定し、第１列のブロック素子群の各画像素子の画素データを前記ＡＤ変換器でディジタル化して出力し、次に前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値を１撮像素子分だけ増加させて固定し、第２列のブロック素子群の各画像素子の画素データを前記ＡＤ変換器でディジタル化して出力し、さらに前記出力対象となる撮像素子のＹ軸座標値が前記拡張関心領域の最大値になるまで各列のブロック素子群の各画像素子の画素データの出力を繰返すことにより、前記矩形の拡張関心領域に含まれる全てのデータブロックを出力する画像転送装置。
  9. 　請求項８において、
    　前記転送領域設定手段で複数個の矩形の関心領域を設定して、前記領域拡張手段で求めた複数個の矩形の拡張関心領域の一部が重なった場合に、前記領域拡張手段に続いて動作し、前記複数個の矩形の拡張関心領域を、重なりが無くかつＸ軸方向に続いていない矩形の非重複領域に変換する領域最適化手段をさらに有し、
    　前記出力手段は、前記矩形の拡張関心領域に代えて前記矩形の非重複領域に含まれる全てのデータブロックを出力する画像転送装置。
  10. 　請求項６～９のいずれか一項において、前記拡張範囲消去手段がフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable　Gate　Array）を用いて構成されている画像転送装置。
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