JPH02100580A - 光学的撮影装置 - Google Patents
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- JPH02100580A JPH02100580A JP1202741A JP20274189A JPH02100580A JP H02100580 A JPH02100580 A JP H02100580A JP 1202741 A JP1202741 A JP 1202741A JP 20274189 A JP20274189 A JP 20274189A JP H02100580 A JPH02100580 A JP H02100580A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、像処理システム用の光学的ｌｉ影装置であ
って、 撮影すべき対象物の光学的像を発生するための対物レン
ズと、 対物レンズから発生された光学的像を電気的信号の時間
的連鎖に変換する像−信号−変換器と、撮影すべき対象
物を明視野で照明するための照明装置とを有する光学的
撮影装置に関するものである。
って、 撮影すべき対象物の光学的像を発生するための対物レン
ズと、 対物レンズから発生された光学的像を電気的信号の時間
的連鎖に変換する像−信号−変換器と、撮影すべき対象
物を明視野で照明するための照明装置とを有する光学的
撮影装置に関するものである。
しばしば短縮してＢＶＳとも呼ばれる像処理システムは
、特定の情景または対象物を撮影し、また像内容を後に
対応付けられている計算装置に爾後の評価のために与え
る課題を有する。従って、像処理システムは、先ず重要
な、すなわちそのつどの課題に対して有効な情報を現存
の像から抽出しなければならない。その際に処理速度を
畜め、かつ同時に費用を低減するために、探索される情
報に関して最適にデータの流れのなかの可能な最も早い
個所においてデータ量を圧縮することは存利である（雑
誌「インダストリー−エレクトリック＋エレクトロニ７
り（ｉｎｄｕｓｔｒｔ−ｅｌｅｋｔｒｉｋ＋ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ） Ｊ 、第２９巻、１９８４年、第９号、
第６０〜６２頁参照）。このデータ圧縮を既に前段階で
、すなわち像の撮影の際に達成するため、雑誌「エレク
トロニク（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ） Ｊ、４／１９゜２
．１９８８、第１２１〜１２６頁から、測定すベき対象
物の上に配置されている能動的赤外線光源を使用するこ
とは知られている。背景放射と赤外線源との間の十分に
高いＳＮ比を達成するため、パルス動作の電流源により
駆動され赤外線波長範囲で放射するダイオードが使用さ
れる。
、特定の情景または対象物を撮影し、また像内容を後に
対応付けられている計算装置に爾後の評価のために与え
る課題を有する。従って、像処理システムは、先ず重要
な、すなわちそのつどの課題に対して有効な情報を現存
の像から抽出しなければならない。その際に処理速度を
畜め、かつ同時に費用を低減するために、探索される情
報に関して最適にデータの流れのなかの可能な最も早い
個所においてデータ量を圧縮することは存利である（雑
誌「インダストリー−エレクトリック＋エレクトロニ７
り（ｉｎｄｕｓｔｒｔ−ｅｌｅｋｔｒｉｋ＋ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ） Ｊ 、第２９巻、１９８４年、第９号、
第６０〜６２頁参照）。このデータ圧縮を既に前段階で
、すなわち像の撮影の際に達成するため、雑誌「エレク
トロニク（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ） Ｊ、４／１９゜２
．１９８８、第１２１〜１２６頁から、測定すベき対象
物の上に配置されている能動的赤外線光源を使用するこ
とは知られている。背景放射と赤外線源との間の十分に
高いＳＮ比を達成するため、パルス動作の電流源により
駆動され赤外線波長範囲で放射するダイオードが使用さ
れる。
像処理システムは部品の認識および測定のためにまずま
ず多く使用され、その際にそのつどの課題設定への対象
物照明の最適な適合が非常に重要である。その際に特に
反射と、種々の照明強度により面上に惹起される不十分
な対象物照明と、照明装置の頑丈さおよび重量とが困難
を生ずる。
ず多く使用され、その際にそのつどの課題設定への対象
物照明の最適な適合が非常に重要である。その際に特に
反射と、種々の照明強度により面上に惹起される不十分
な対象物照明と、照明装置の頑丈さおよび重量とが困難
を生ずる。
像処理システム用の公知の光学的撮影装置では、対象物
の照明のために通常の白熱ランプまたはハロゲンランプ
および蛍光体ランプが使用される。
の照明のために通常の白熱ランプまたはハロゲンランプ
および蛍光体ランプが使用される。
これらの光源の光は直接にそのつどの対象物を照射し、
または鏡またはビームスプリッタ−を介して対象物に向
けられる。拡散光による対象物の間接的な照明は同じく
知られている。これらの公知の照明装置の欠点は特にそ
れらの敏感さが大きいこと、また交流による作動の際に
像−信号−変換器またはカメラのビデオ信号との同期が
必要なことである。公知の光学的撮影装置で照明装置の
明るさ調節が行われる場合には、この調節は絞り制御に
より行われる。
または鏡またはビームスプリッタ−を介して対象物に向
けられる。拡散光による対象物の間接的な照明は同じく
知られている。これらの公知の照明装置の欠点は特にそ
れらの敏感さが大きいこと、また交流による作動の際に
像−信号−変換器またはカメラのビデオ信号との同期が
必要なことである。公知の光学的撮影装置で照明装置の
明るさ調節が行われる場合には、この調節は絞り制御に
より行われる。
本発明の課題は、冒頭に記載した種類の光学的撮影装置
において、撮影面内の光分布が像処理システムのそのつ
どの課題に最適に適合され得る頑丈かつ高性能の照明装
置を提供することである。
において、撮影面内の光分布が像処理システムのそのつ
どの課題に最適に適合され得る頑丈かつ高性能の照明装
置を提供することである。
この課題は、本発明によれば、
半導体カメラとして構成された像−信号−変換器と、
対物レンズの光軸に対して同軸の少なくとも１つの円上
に均等に分布して配置されており、近赤外線範囲で放射
する複数のダイオードを有する照明装置と、 対物レンズの光軸に対して同軸に配置されており、ダイ
オードから放射された光を全面で斜めに撮影すべき対象
物上に集中する環状の偏向装置とを有することを特徴と
する光学的撮影装置により解決される。
に均等に分布して配置されており、近赤外線範囲で放射
する複数のダイオードを有する照明装置と、 対物レンズの光軸に対して同軸に配置されており、ダイ
オードから放射された光を全面で斜めに撮影すべき対象
物上に集中する環状の偏向装置とを有することを特徴と
する光学的撮影装置により解決される。
すなわち、本発明による光学的ｔｉ＞影装置では近赤外
線範囲で、すなわち７５０ｎｍと１１０００ｎとの間の
波長範囲で放射するダイオードが使用される。このよう
なダイオードは、その波長範囲が半導体カメラとして構
成された像−信号−変換器、特に、ＣＣＤカメラの最も
高感度のスペクトル範囲内にあるので、特に有効である
。これらのダイオードの他の利点は、その寿命が非常に
長く、またその放射強度が通過電流に関係することであ
る。後者の特性により、必要な場合には、照明の強さが
簡単な仕方で電流を介して１１節され得る。
線範囲で、すなわち７５０ｎｍと１１０００ｎとの間の
波長範囲で放射するダイオードが使用される。このよう
なダイオードは、その波長範囲が半導体カメラとして構
成された像−信号−変換器、特に、ＣＣＤカメラの最も
高感度のスペクトル範囲内にあるので、特に有効である
。これらのダイオードの他の利点は、その寿命が非常に
長く、またその放射強度が通過電流に関係することであ
る。後者の特性により、必要な場合には、照明の強さが
簡単な仕方で電流を介して１１節され得る。
対物レンズの光軸に対して同軸の少なくとも１つの円上
に周縁方向に均等に分布されたダイオードの配置により
、対象物表面の少なくともほぼ均等な照明が保証され、
均等性は個々のダイオードの放射特性の巧みな重なりに
よりさらに高められ得る。２つまたはそれ以上の同心の
円上により多くのダイオードを使用する際には特に高い
強度および非常に大きい面の照明が実現され得る。対物
レンズの光軸に対して同軸に配置されており、同じ（１
つの環またはそれ以上の環から成っていてよい偏向装置
はそのつどの課題への撮影面内の光分布の最適な適合を
可能にする。この最適化はそのつどの対象物の所与の条
件への光線入射角のフレキシブルな適合および対象物の
面の均等な照明を含んでいる。本発明による光学的撮影
装置の別の利点として、照明装置の敏感さが特に小さい
こと、また像−信号−変換器のビデオ信号との同期を必
要とせず作動が簡単であることがあげられる。
に周縁方向に均等に分布されたダイオードの配置により
、対象物表面の少なくともほぼ均等な照明が保証され、
均等性は個々のダイオードの放射特性の巧みな重なりに
よりさらに高められ得る。２つまたはそれ以上の同心の
円上により多くのダイオードを使用する際には特に高い
強度および非常に大きい面の照明が実現され得る。対物
レンズの光軸に対して同軸に配置されており、同じ（１
つの環またはそれ以上の環から成っていてよい偏向装置
はそのつどの課題への撮影面内の光分布の最適な適合を
可能にする。この最適化はそのつどの対象物の所与の条
件への光線入射角のフレキシブルな適合および対象物の
面の均等な照明を含んでいる。本発明による光学的撮影
装置の別の利点として、照明装置の敏感さが特に小さい
こと、また像−信号−変換器のビデオ信号との同期を必
要とせず作動が簡単であることがあげられる。
本発明の１つの好ましい実施例によれば、ダイオードの
放射強度が通過電流を介して調節可能であり、その際に
特に簡単な仕方で像−信号−変換器から発生される電気
的信号がダイオードの放射強度の調節のための調節量と
して利用され得る。
放射強度が通過電流を介して調節可能であり、その際に
特に簡単な仕方で像−信号−変換器から発生される電気
的信号がダイオードの放射強度の調節のための調節量と
して利用され得る。
このような簡単な照明調節により、劣化または温度の影
響により惹起されるダイオードの発光特性の変化、周囲
光の変動、対象物の種々の反射特性、対象物表面と対物
レンズとの間の間隔の変動により惹起されるコントラス
トおよび明るさの変化のような擾乱量が顧慮され得る。
響により惹起されるダイオードの発光特性の変化、周囲
光の変動、対象物の種々の反射特性、対象物表面と対物
レンズとの間の間隔の変動により惹起されるコントラス
トおよび明るさの変化のような擾乱量が顧慮され得る。
たとえば対象物の傾斜の影響をも補償し得るようにする
ためには、より複雑な照明調節を必要とするが、このよ
うな照明ｆｌｊｌ ｉｆｆは、ダイオードの放射強度が
ダイオードの複数のグループに対して別々に調節可能で
あることにより実現され得る。このことは特に、ダイオ
ードが象限ごとに別々に調節可能なグループにまとめら
れているときにを利である。像面の４つの互いにつなが
った象限のこのような別々の調節により、傾斜により惹
起されるそれ自体では強い光変動が補償され得る。特に
簡単かつ有効な照明強度の負帰還は、この場合、ダイオ
ードの１つのグループから放射され、また撮影すべき対
象物の表面で反射された光が対応付けられている明るさ
センサにより検出され、またダイオードのそのつどのグ
ループの放射強度の調節のための調節量として利用され
ることにより達成され得る。
ためには、より複雑な照明調節を必要とするが、このよ
うな照明ｆｌｊｌ ｉｆｆは、ダイオードの放射強度が
ダイオードの複数のグループに対して別々に調節可能で
あることにより実現され得る。このことは特に、ダイオ
ードが象限ごとに別々に調節可能なグループにまとめら
れているときにを利である。像面の４つの互いにつなが
った象限のこのような別々の調節により、傾斜により惹
起されるそれ自体では強い光変動が補償され得る。特に
簡単かつ有効な照明強度の負帰還は、この場合、ダイオ
ードの１つのグループから放射され、また撮影すべき対
象物の表面で反射された光が対応付けられている明るさ
センサにより検出され、またダイオードのそのつどのグ
ループの放射強度の調節のための調節量として利用され
ることにより達成され得る。
構造を一層簡単化するため、ダイオードは円環として構
成された１つのダイオード保持体の上に取付けられてい
る。場合によっては複数個のこのようなダイオード保持
体が同心配置で使用され得る。
成された１つのダイオード保持体の上に取付けられてい
る。場合によっては複数個のこのようなダイオード保持
体が同心配置で使用され得る。
本発明の第１の好ましい実施例によれば、偏向装置が１
つの環状レンズにより形成されている。
つの環状レンズにより形成されている。
このような環状レンズは特に簡単な仕方でそのつど解決
すべき課題への光線入射角のフレキシブルな適合を可能
にする。
すべき課題への光線入射角のフレキシブルな適合を可能
にする。
しかし、前記の利点は、偏向装置が本発明の第２の実施
例により１つの環状鏡により形成されていることによっ
ても達成され得る。この場合、環状鏡が外側ケースの１
つの円錐状ケース部分により形成されていることは好ま
しく、それによりわずかな構造的費用で特にコンパクト
な構造が実現され得る。対物レンズのケースの外面が鏡
面を有するならば、それに向かって放射された光が環状
鏡へ偏向され得る。すなわち、放射された光パワーのよ
り大きい部分が対象物の照明のために利用され得る。
例により１つの環状鏡により形成されていることによっ
ても達成され得る。この場合、環状鏡が外側ケースの１
つの円錐状ケース部分により形成されていることは好ま
しく、それによりわずかな構造的費用で特にコンパクト
な構造が実現され得る。対物レンズのケースの外面が鏡
面を有するならば、それに向かって放射された光が環状
鏡へ偏向され得る。すなわち、放射された光パワーのよ
り大きい部分が対象物の照明のために利用され得る。
本発明の１つの別の有利な実施例によれば、撮影すべき
対象物を暗視野で照明するための照明装置が設けられて
いる。暗視野照明は明視野照明にくらべて特に、もし対
象物の面傾斜が生じた場合に、はるかに大きいＳＮ比が
得られるという利点を有する。
対象物を暗視野で照明するための照明装置が設けられて
いる。暗視野照明は明視野照明にくらべて特に、もし対
象物の面傾斜が生じた場合に、はるかに大きいＳＮ比が
得られるという利点を有する。
本発明の１つの別のを利な実施例によれば、照明装置が
対物レンズを包囲しており、それにより特に占有空間が
減ぜられる。同じ理由から、偏向装置を少なくとも近似
的に対物レンズの高さに配置することは有利である。こ
れにより対物レンズ、照明装置および偏向装置の一体化
された構造も可能にされ、このことは光学的撮影装置全
体を非常にコンパクトで、しかも取扱いの容易な構造と
することを可能にする。
対物レンズを包囲しており、それにより特に占有空間が
減ぜられる。同じ理由から、偏向装置を少なくとも近似
的に対物レンズの高さに配置することは有利である。こ
れにより対物レンズ、照明装置および偏向装置の一体化
された構造も可能にされ、このことは光学的撮影装置全
体を非常にコンパクトで、しかも取扱いの容易な構造と
することを可能にする。
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図には、像処理システム用の光学的撮影装置が非常
に簡単化して示されている。対物レンズ１１の後にＣＣ
Ｄカメラとして構成された像−信号一変喚器１０が接続
されており、像−信号−変換器１０および対物レンズ１
１の共通の光軸は参照符号Ａを付されている。対物レン
ズ１１は１つの対象物１２を像−信号−変換器１０のＣ
ＣＤセンサ上に結像し、像−信号−変換器１０はこの光
学的像を電気的信号の時間的連鎖またはビデオ信号■Ｓ
に変換する。ビデオ信号ｖＳはそのつどの課題設定に相
応して爾後の評価のためにＢＶＳと呼ばれる像処理シス
テムに供給される。
に簡単化して示されている。対物レンズ１１の後にＣＣ
Ｄカメラとして構成された像−信号一変喚器１０が接続
されており、像−信号−変換器１０および対物レンズ１
１の共通の光軸は参照符号Ａを付されている。対物レン
ズ１１は１つの対象物１２を像−信号−変換器１０のＣ
ＣＤセンサ上に結像し、像−信号−変換器１０はこの光
学的像を電気的信号の時間的連鎖またはビデオ信号■Ｓ
に変換する。ビデオ信号ｖＳはそのつどの課題設定に相
応して爾後の評価のためにＢＶＳと呼ばれる像処理シス
テムに供給される。
明視野で対象物１２の表面を照明するため、赤外線波長
範囲で放射する複数のダイオード１３１および１３２を
含んでいる照明装置１３が用いられている。特に第２図
かられかるように、全体で１２個のダイオード１３１が
光軸Ａに対して同軸の内側の１つの円上に均等に分布し
て配置されており、また全体で２４個のダイオード１３
２が光軸Ａに対して同軸の外側の１つの円上に均等に分
布して配置されている。その際に内側の同軸円も外側の
同軸円も対物レンズ１１の窩さに位置している。すなわ
ち照明装置１３は対物レンズ１１を包囲している。ダイ
オード１３１から放射された光りは光軸Ａに対して同軸
に配置されている環状の内側の偏向装ｆｉ１４１を介し
て全面で斜めに対象物１２の上に集中される。相応の仕
方で、ダイオード１３２から放射された光りは同じく光
軸Ａに対して同軸に配置されている環状の外側の偏向装
置１４２を介して全面で斜めに対象物１２の上に集中さ
れる。内側の偏向装置１４１も外側の偏向装ｆ１４２も
対物レンズ１１の高さに位置している。すなわちそれら
は照明装置１３の下側で対物レンズ１１を包囲している
。
範囲で放射する複数のダイオード１３１および１３２を
含んでいる照明装置１３が用いられている。特に第２図
かられかるように、全体で１２個のダイオード１３１が
光軸Ａに対して同軸の内側の１つの円上に均等に分布し
て配置されており、また全体で２４個のダイオード１３
２が光軸Ａに対して同軸の外側の１つの円上に均等に分
布して配置されている。その際に内側の同軸円も外側の
同軸円も対物レンズ１１の窩さに位置している。すなわ
ち照明装置１３は対物レンズ１１を包囲している。ダイ
オード１３１から放射された光りは光軸Ａに対して同軸
に配置されている環状の内側の偏向装ｆｉ１４１を介し
て全面で斜めに対象物１２の上に集中される。相応の仕
方で、ダイオード１３２から放射された光りは同じく光
軸Ａに対して同軸に配置されている環状の外側の偏向装
置１４２を介して全面で斜めに対象物１２の上に集中さ
れる。内側の偏向装置１４１も外側の偏向装ｆ１４２も
対物レンズ１１の高さに位置している。すなわちそれら
は照明装置１３の下側で対物レンズ１１を包囲している
。
偏向装置１４１および１４２は暗視野で対象物１２の表
面を照明するために設けられており、その際に種々の光
線入射角も可能である。あらゆる場合に光線入射角は対
象物表面の特殊性およびそのつと解決すべき課題にフレ
キシブルに適合され、その際に特に対象物表面の均等な
照明が保証されていなければならない。
面を照明するために設けられており、その際に種々の光
線入射角も可能である。あらゆる場合に光線入射角は対
象物表面の特殊性およびそのつと解決すべき課題にフレ
キシブルに適合され、その際に特に対象物表面の均等な
照明が保証されていなければならない。
赤外線波長範囲で放射するダイオード１３１および１３
２では放射強度が通過電流に関係して調節可能である。
２では放射強度が通過電流に関係して調節可能である。
すなわち放射強度が簡単な仕方で電流を介して調節され
得る。その際に、この１ｌｌｆｉｆｌは内側および外側
の円に対して、かつ（または）象限ごとに別々に行われ
得る。第２図には、ダイオード１３１および１３２が別
々に調節可能な象限ＱｌないしＱ４にまとめられている
ことが示されており、その際にこれらの象限の各々に１
つの明るさセンサ１３３が対応付けられている。これら
の明るさセンサ１３３は、ダイオード１３１および１３
２から放射されて対象物１２の表面で反射された光りを
同じく近似的に象限ごとに検出し、検出結果は後でまた
説明する調節回路により、対応付けられている象限のな
かのダイオード１３１および１３２の放射強度の調節の
ために利用され得る。
得る。その際に、この１ｌｌｆｉｆｌは内側および外側
の円に対して、かつ（または）象限ごとに別々に行われ
得る。第２図には、ダイオード１３１および１３２が別
々に調節可能な象限ＱｌないしＱ４にまとめられている
ことが示されており、その際にこれらの象限の各々に１
つの明るさセンサ１３３が対応付けられている。これら
の明るさセンサ１３３は、ダイオード１３１および１３
２から放射されて対象物１２の表面で反射された光りを
同じく近似的に象限ごとに検出し、検出結果は後でまた
説明する調節回路により、対応付けられている象限のな
かのダイオード１３１および１３２の放射強度の調節の
ために利用され得る。
第３図には、一体化された照明装置を有する対物レンズ
の第１の実施例が縦断面図で示されている。光軸に同じ
く参照符号Ａを付されている対物レンズ３１のうち、対
物レンズケース３１０、締付けＭ３１１、アクリラート
３１２および絞り３１３が非常に簡単化して示されてい
る。対物レンズケース３１０の下側部分を、光軸Ａに対
して同軸に固定配置されている環状のダイオード保持体
３３４が包囲しており、その上に周縁にわたり均等に分
布してたとえば１６個の赤外線波長範囲で放射するダイ
オード３３１が配置されている。その際にダイオード３
３１およびダイオード保持体３３４は１つの照明装置３
３を形成している。この照明装置３３のすぐ下側に、環
状レンズとして構成された偏向装置３４が対物レンズケ
ース３１０の上にはめられている。すなわち偏向装置３
４は同じく光軸Ａに対して同軸である。この偏向装置３
４により、ダイオード３３１から放射された光が全面で
斜めに、第３図中には示されていない対象物の上に集中
される。偏向装置３４の偏向角度またはそれに関係する
光線入射角は、撮影面内に最適な光分布が生ずるように
対象物に合わされている。照明装置３３および偏向装置
３４を保護するため、対物レンズケース３１０の環状の
突起およびダイオード保持体３３４の上にはめられた１
つの保護キャップ３５が用いられている。
の第１の実施例が縦断面図で示されている。光軸に同じ
く参照符号Ａを付されている対物レンズ３１のうち、対
物レンズケース３１０、締付けＭ３１１、アクリラート
３１２および絞り３１３が非常に簡単化して示されてい
る。対物レンズケース３１０の下側部分を、光軸Ａに対
して同軸に固定配置されている環状のダイオード保持体
３３４が包囲しており、その上に周縁にわたり均等に分
布してたとえば１６個の赤外線波長範囲で放射するダイ
オード３３１が配置されている。その際にダイオード３
３１およびダイオード保持体３３４は１つの照明装置３
３を形成している。この照明装置３３のすぐ下側に、環
状レンズとして構成された偏向装置３４が対物レンズケ
ース３１０の上にはめられている。すなわち偏向装置３
４は同じく光軸Ａに対して同軸である。この偏向装置３
４により、ダイオード３３１から放射された光が全面で
斜めに、第３図中には示されていない対象物の上に集中
される。偏向装置３４の偏向角度またはそれに関係する
光線入射角は、撮影面内に最適な光分布が生ずるように
対象物に合わされている。照明装置３３および偏向装置
３４を保護するため、対物レンズケース３１０の環状の
突起およびダイオード保持体３３４の上にはめられた１
つの保護キャップ３５が用いられている。
第４図には、一体化された照明装置を有する対物レンズ
の第２の実施例が縦断面図で示されている。光軸に同じ
く参照符号Ａを付されている対物レンズ４１のうち、対
物レンズケース４１０および１つのレンズ４１１が非常
に簡単化して示されている。対物レンズケース４１０の
下側部分を、光軸Ａに対して同軸に固定配置されている
環状のダイオード保持体４３４が包囲しており、その上
に周縁にわたり均等に分布してたとえば１２個の赤外線
波長範囲で放射するダイオード４３１が配置されている
。その際にダイオード４３１およびダイオード保持体４
３４は１つの照明装置４３を形成している。この照明装
置４３の下側に、環状レンズとして構成された偏向装置
４４が同じく光軸Ａに対して同軸に配置されている。こ
の偏向装置４４により、ダイオード４３１から放射され
た光が全面で斜めに、対物レンズ４１の下側に配置され
ている対象物４２の表面の上に集中される。
の第２の実施例が縦断面図で示されている。光軸に同じ
く参照符号Ａを付されている対物レンズ４１のうち、対
物レンズケース４１０および１つのレンズ４１１が非常
に簡単化して示されている。対物レンズケース４１０の
下側部分を、光軸Ａに対して同軸に固定配置されている
環状のダイオード保持体４３４が包囲しており、その上
に周縁にわたり均等に分布してたとえば１２個の赤外線
波長範囲で放射するダイオード４３１が配置されている
。その際にダイオード４３１およびダイオード保持体４
３４は１つの照明装置４３を形成している。この照明装
置４３の下側に、環状レンズとして構成された偏向装置
４４が同じく光軸Ａに対して同軸に配置されている。こ
の偏向装置４４により、ダイオード４３１から放射され
た光が全面で斜めに、対物レンズ４１の下側に配置され
ている対象物４２の表面の上に集中される。
偏向装置４４の偏向角度またはそれに関係する光線入射
角は、撮影面内に最適な光分布が生ずるように対象物４
２に合わされている。図示されている対象物４２は、そ
のコア孔をＢＶＳ （第１図参照）により認識されなけ
ればならない１つのコイルである。この課題に対しては
５０°と６０＠との間の入射角範囲が有利であることが
判明している。
角は、撮影面内に最適な光分布が生ずるように対象物４
２に合わされている。図示されている対象物４２は、そ
のコア孔をＢＶＳ （第１図参照）により認識されなけ
ればならない１つのコイルである。この課題に対しては
５０°と６０＠との間の入射角範囲が有利であることが
判明している。
前記の偏向装置４４は、対物レンズケース４１０の環状
の突起の上にはめられており、その下側の円錐状範囲に
環状レンズを形成するため内側鏡面を有する１つの外側
保護キャップ４４０の構成部分である。この内側鏡面の
範囲内に、向かい合う対物レンズケース４１０の外面も
一層良好な光収率を得るため１つの鏡面４３５を有する
。
の突起の上にはめられており、その下側の円錐状範囲に
環状レンズを形成するため内側鏡面を有する１つの外側
保護キャップ４４０の構成部分である。この内側鏡面の
範囲内に、向かい合う対物レンズケース４１０の外面も
一層良好な光収率を得るため１つの鏡面４３５を有する
。
対物レンズ４１の下側の内側範囲にはほぼ偏向装置４４
の高さに明るさセンサ４３３が配置されており、これら
の明るさセンサはダイオード４３１から放射されて対象
物４２の表面で反射された光りを検出し、それによって
ダイオード４３１の放射強度の調節を可能にする。
の高さに明るさセンサ４３３が配置されており、これら
の明るさセンサはダイオード４３１から放射されて対象
物４２の表面で反射された光りを検出し、それによって
ダイオード４３１の放射強度の調節を可能にする。
第５図には、第３図による実施例に適した照明調節の調
節回路のブロック回路図が示されている。
節回路のブロック回路図が示されている。
この調節回路には順に比例・積分動作の調節器Ｐ■、照
明装置３３（第３図も参照）および像−信号−変換器１
０（第１図も参照）が配置されており、矢印Ｂはそのつ
どの対象物の像を示している。
明装置３３（第３図も参照）および像−信号−変換器１
０（第１図も参照）が配置されており、矢印Ｂはそのつ
どの対象物の像を示している。
像−信号−変換器１０から発生されたビデオ信号ＶＳは
ビデオ信号変換器ＶＵに供給され、その出力信号が＃Ａ
節景Ｘとして調節器ＰＩの入力端において制御偏差Ｒａ
の形成のために照明強度の目標値Ｗと比較される。制御
偏差が存在する際には調節器ＰＩの出力Ｍｙが変化する
ので、照明装置３３の照明強度は通過電流を介して所望
の値に調節され得る。その際に目標（ｉ ｗ、すなわち
所望の明るさの設定は対象物に関係して行われる。
ビデオ信号変換器ＶＵに供給され、その出力信号が＃Ａ
節景Ｘとして調節器ＰＩの入力端において制御偏差Ｒａ
の形成のために照明強度の目標値Ｗと比較される。制御
偏差が存在する際には調節器ＰＩの出力Ｍｙが変化する
ので、照明装置３３の照明強度は通過電流を介して所望
の値に調節され得る。その際に目標（ｉ ｗ、すなわち
所望の明るさの設定は対象物に関係して行われる。
第６図には、第４図による実施例に適した照明調節の調
節回路のブロック回路図が示されている。
節回路のブロック回路図が示されている。
この変形例では照明装置４３と像−信号−変換器１０と
の間に、像Ｂに作用する擾乱量Ｚの影響が示されている
。ここでは照明強度の象限ごとの調節が行われるので、
ビデオ信号■Ｓは照明負帰還のために適していない。こ
こでは、擾乱１ｚの影響により変化させられた信号Ｂが
信号Ｂ１として明るさセンサ４３３（第４図参照）に供
給され、その出力量が調節量Ｘとして用いられる。ここ
ではそのつどの象限に対して設定される目標値Ｗと調節
ｌｘとの比較による制御偏差Ｒａの形成は第５図による
実施例の場合と同じである。全体で４つの第６図に示さ
れている象限調節により、対象物４２（第４図参照）の
傾斜により生ずる相異なる面照明が補正され得る。。
の間に、像Ｂに作用する擾乱量Ｚの影響が示されている
。ここでは照明強度の象限ごとの調節が行われるので、
ビデオ信号■Ｓは照明負帰還のために適していない。こ
こでは、擾乱１ｚの影響により変化させられた信号Ｂが
信号Ｂ１として明るさセンサ４３３（第４図参照）に供
給され、その出力量が調節量Ｘとして用いられる。ここ
ではそのつどの象限に対して設定される目標値Ｗと調節
ｌｘとの比較による制御偏差Ｒａの形成は第５図による
実施例の場合と同じである。全体で４つの第６図に示さ
れている象限調節により、対象物４２（第４図参照）の
傾斜により生ずる相異なる面照明が補正され得る。。
前記の実施例であげられたダイオード１３１．１３２．
３３１および４３１は、近赤外のスペクトル範囲（ＩＲ
ＥＤ）で放射するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ベースまた
はヒ化ガリウムアルミニウム（ＧａＡＩＡｓ）ベースの
発光ダイオードである。ＣＣＤカメラのような半導体カ
メラ、特にＳｉ半導体カメラがその感度の点でこれらの
ＩＲＥＤダイオードの放射スペクトルに特によく適して
いる。ＧａＡｓ −ＩＲＥＤでは放射光の波長は約９０
０ｎｍである。たとえばシーメンス社の形式３式％ Ｄでは放射光の波長は約８８０ないし８８６ ｎｍであ
る。
３３１および４３１は、近赤外のスペクトル範囲（ＩＲ
ＥＤ）で放射するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ベースまた
はヒ化ガリウムアルミニウム（ＧａＡＩＡｓ）ベースの
発光ダイオードである。ＣＣＤカメラのような半導体カ
メラ、特にＳｉ半導体カメラがその感度の点でこれらの
ＩＲＥＤダイオードの放射スペクトルに特によく適して
いる。ＧａＡｓ −ＩＲＥＤでは放射光の波長は約９０
０ｎｍである。たとえばシーメンス社の形式３式％ Ｄでは放射光の波長は約８８０ないし８８６ ｎｍであ
る。
第１図は像処理システム用の光学的撮影装置を非常に簡
単化して示す図、第２図は第１図による撮影装置におけ
るダイオードおよび明るさセンサの配置を示す図、第３
図は一体化された１、（明装置を有する対物レンズの第
１の実施例を示す図、第４図は一体化された照明装置を
有する対物レンズの第２の実施例を示す図、第５図は照
明調節のための第１の実施例の調節回路のブロック回路
図、第６図は照明調節のための第２の実施例の調節回路
のブロック回路図である。 １０・・・像−信号一変喚器 １１．３１．４Ｉ・・・対物レンズ １２．４２・・・対象物 １３．３３．４３・・・照明装置 ３４．４４．１４１．１４２・・・偏向装置１３１．１
３２．３３１．４３１・・・ダイオード３３４．４３４
・・・ダイオード保持体Ａ・・・光軸 Ｌ・・・光 ＶＳ・・・ビデオ信号 ＩＧ Ｉ０６
単化して示す図、第２図は第１図による撮影装置におけ
るダイオードおよび明るさセンサの配置を示す図、第３
図は一体化された１、（明装置を有する対物レンズの第
１の実施例を示す図、第４図は一体化された照明装置を
有する対物レンズの第２の実施例を示す図、第５図は照
明調節のための第１の実施例の調節回路のブロック回路
図、第６図は照明調節のための第２の実施例の調節回路
のブロック回路図である。 １０・・・像−信号一変喚器 １１．３１．４Ｉ・・・対物レンズ １２．４２・・・対象物 １３．３３．４３・・・照明装置 ３４．４４．１４１．１４２・・・偏向装置１３１．１
３２．３３１．４３１・・・ダイオード３３４．４３４
・・・ダイオード保持体Ａ・・・光軸 Ｌ・・・光 ＶＳ・・・ビデオ信号 ＩＧ Ｉ０６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）像処理システム（ＢＶＳ）用の光学的撮影装置であ
って、 撮影すべき対象物（１２；４２）の光学的像を発生する
ための対物レンズ（１１；３１；４１）と、 対物レンズ（１１；３１；４１）から発生された光学的
像を電気的信号（ＶＳ）の時間的連鎖に変換する像−信
号−変換器（１０）と、 撮影すべき対象物（１２；４２）を明視野で照明するた
めの照明装置（１３；３３；４３）とを有する光学的撮
影装置において、 半導体カメラとして構成された像−信号−変換器（１０
）と、 対物レンズ（１１；３１；４１）の光軸（Ａ）に対して
同軸の少なくとも１つの円上に均等に分布して配置され
ており、近赤外線範囲で放射する複数のダイオード（１
３１、１３２；３３１；４３１）を有する照明装置（１
３；３３；４３）と、 対物レンズ（１１；３１；４１）の光軸（Ａ）に対して
同軸に配置されており、ダイオード（１３１、１３２；
３３１；４３１）から放射された光（Ｌ）を全面で斜め
に撮影すべき対象物（１２；４２）上に集中する環状の
偏向装置（１４１、１４２；３４；４４）とを有するこ
とを特徴とする光学的撮影装置。 ２）ダイオード（１３１、１３２；３３１；４３１）の
放射強度が通過電流を介して調節可能であることを特徴
とする請求項１記載の光学的撮影装置。 ３）像−信号−変換器（１０）から発生される電気的信
号（ＶＳ）がダイオード（１３１、１３２；３３１）の
放射強度の調節のための調節量として利用されているこ
とを特徴とする請求項２記載の光学的撮影装置。 ４）ダイオード（１３１、１３２；４３１）の放射強度
がダイオード（１３１、１３２；４３１）の複数のグル
ープに対して別々に調節可能であることを特徴とする請
求項２記載の光学的撮影装置、 ５）ダイオード（１３１、１３２；４３１）が象限ごと
に別々に調節可能なグループにまとめられていることを
特徴とする請求項４記載の光学、的撮影装置。 ６）ダイオード（１３１、１３２；４３１）の１つのグ
ループから放射され、また撮影すべき対象物（１２；４
２）の表面で反射された光（Ｌ）が対応付けられている
明るさセンサ（１３３；４３３）により検出され、また
ダイオード（１３１、１３２；４３１）のそのつどのグ
ループの放射強度の調節のための調節量として利用され
ていることを特徴とする請求項４または５記載の光学的
撮影装置。 ７）ダイオード（３３１；４３１）が円環として構成さ
れたダイオード保持体（３３４；４３４）の上に取付け
られていることを特徴とする請求項１ないし６の１つに
記載の光学的撮影装置。 ８）偏向装置（３４）が環状レンズにより形成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の光
学的撮影装置。 ９）偏向装置（４４）が環状鏡により形成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の光学的
撮影装置。 １０）環状鏡が外側ケースの円錐状ケース部分により形
成されていることを特徴とする請求項９記載の光学的撮
影装置。 １１）対物レンズ（４１）のケースの外面が鏡面（４３
５）を有することを特徴とする請求項１０記載の光学的
撮影装置。 １２）撮影すべき対象物（１２；４２）を暗視野で照明
するための照明装置（１３；３３；４３）を有すること
を特徴とする請求項１ないし１１の１つに記載の光学的
撮影装置。１３）照明装置（１３；３３；４３）が対物
レンズ（１１；３１；４１）を包囲していることを特徴
とする請求項１ないし１２の１つに記載の光学的撮影装
置。 １４）偏向装置（１４１、１４２；３４；４４）が少な
くとも近似的に対物レンズ（１１；３１；４１）の高さ
に配置されていることを特徴とする請求項１ないし１３
の１つに記載の光学的撮影装置。 １５）対物レンズ（３１；４１）、照明装置（３３；４
３）および偏向装置（３４；４４）が一体化されている
ことを特徴とする請求項１３または１４記載の光学的撮
影装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3827302 | 1988-08-11 | ||
| DE3827302.0 | 1988-08-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100580A true JPH02100580A (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=6360660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202741A Pending JPH02100580A (ja) | 1988-08-11 | 1989-08-04 | 光学的撮影装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4969037A (ja) |
| EP (1) | EP0356680A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02100580A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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