JPS622774A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ＪＩＩＩ　　　要〕 本発明は、一次元撮像素子を取りつけたステージを移動
させることによって二次元映像を得る画像入力装置にお
いて、ステージの定速移動域においては前記一次元撮像
素子に対する映像信号入力のための同期信号を前記定速
移動域での移動速度に同期させ、前記定速移動域以外の
移動域（スローアップ、スローダウン期間）では前記同
期信号を強制的に前記定速移動域での移動速度に対応す
るように速める同期信号制御手段を有することにより、
各ステージ位置において均一の映像信号を得るようにし
たものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は一次元撮像素子を取りつけたテスージを移動さ
せることによって二次元映像を得る画像入力装置に係り
、特に各ステージ位置で常に均一の映像信号を得ること
のできる画像入力装置に関する。

〔従来の技術〕

ＣＣＤなどの一次元撮像素子を取りつけたステージを移
動させることによって二次元映像を得る画像入力装置は
、静止した被撮像物体の映像を高解像度、高分解能で入
力するような手段として有用である。

上記画像入力装置の原理を第６図に示す。

まず、第６図（ｄ）にＣＯＤの走査方向（Ｘ）とステー
ジの走査方向（Ｙ）を示す、ＣＯＤはＸ方向の１ライン
の映像信号を順次ステージによってＹ方向に移動されな
がら出力する。結果として被認識物体の２次元映像が得
られる。

第６図（ａ）にステージの移動速度の変化を示す。

ステージは高速走査のために、第６図（］）に示すよう
に、走査の初期と終わりにスローアップ、スローダウン
される。

第６図（ｂ）、　（Ｃ１に、この時のステージ送りパル
スを示す。ステージ送りパルスはステージがＹ軸方向に
１ステツプ移動したことを示す信号で、ＣＯＤはこのパ
ルスを用いて（トリガとして）そのＹ軸位置に対するＸ
方向１ライン分の映像信号を出力する。第６図（ｂ）は
同図（ａ）のスローアンプ、スローダウン期間（’（’
ｌ、Ｔ３）のステージ送りパルス、第６図（Ｃ，ｌは定
速域Ｔ２でのステージ送りパルスである。当然パルス周
期ｔｅ、　　ｔｓはｊ６＞　ｔｓの関係になる。

ここで、ＣＣＤの同期信号と転送り口・ツク及びビデオ
信号の関係を第７図（ａ）に示す。同期信号はＣＯＤの
１ラインの映像信号を送り出すタイミングをとる信号で
、ＣＣＤは同期信号入力の後、転送りロックに従って第
７図（ｂｌに示すような映像信号を順次送出する。

１つの同期信号とその次の同期信号との間は蓄積時間と
呼ばれ、ＣＯＤはこの間にＣＯＤに入射される光量を蓄
積する。第７図（ｅ）に、蓄積時間とビデオ出力の一例
を示す。蓄積時間が長くなれば。

ビデオ出力が太き（なることは一般に良く知られている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような原理の画像入力装置において、ＣＣＤを最
も効率良く用いるためには、第７図ｆｃ）で説明したよ
うに蓄積時間をできる限り長くとるために、前記第６図
（ｂ）、　（Ｃ）のステージ送りパルスをそのままＣＯ
Ｄの同期信号として用いるのが良い。

なぜなら、ＣＣＤの１ラインの映像の取り込みに許され
る最大の時間がステージ送りパルスの間隔になるからで
ある。

しかし、ＣＯＤを効率良く使用するために、同期方式を
用いると１例えば、対象に白紙を使用すると、第６図（
ｂ）に示したようにステージのスローアップ、およびス
ローダウン時に、ステージ送りパルスの間隔ｔｅが長く
なってしまい１Ｍ積時間が長くなってしまうために、第
８図（ａ）に示すように均一の白レベル信号が得られな
い。そのため。

対象物体を撮像した場合にも第８図ｆｂ）に示すように
、均一なビデオ信号が得られず、その後の画像処理が正
しく行えないという問題点を有していた。

この問題点を解決するために２画像入力をステージの定
速域のみで行なうことも考えられるが。

その場合には、ステージの有効領域が限定されてしまう
という問題点が出てくる。特に、第６図（ｅｌに示すよ
うにステージの定速域がないような構造においては上記
のような使用はできないという問題点を有していた。更
に第６図（ｆｌに示すような。

より複雑なステージ速度制御を行った場合には。

ステージの有効領域が、途切れてしまい完全な２次元画
像を得ることができないという問題点もあった。

また、上記のような問題点を解決する方式として、ＣＯ
Ｄの同期信号をステージ送りパルスと非同期にすること
も考えられる。しかし、この場合は、ステージ送りパル
ス入力後の最初のＣＯＤの同期信号を検出し２次のステ
ージ送りパルスが入力するまでにＣＣＤの１ライン分の
ビデオ信号を入力しなければならないため、第９図に示
すようにＣＯＤの同期信号の周期ｔｓｙｃは最高速時の
ステージ送りパルスの周期ｔｓ（第６図（１）の期間Ｔ
２に相当）の１／２以下を保証しなければならない。

ＣＣＤは第７図で説明したように同期信号の周期が長い
ほうがビデオ出力のＳ／Ｎが良く、また。

転送りロックの周期も長いほうがやはりＳ／Ｎが良いの
で、上記方式を用いるとＣＯＤの性能を落とすごとにな
り９画像入力の可能な対象が限定されてしまうという問
題点を有していた。

本発明は上記問題点を除くために、ステージの移動速度
が異なっても常に一定のビデオ出力が得られ、かつ、Ｃ
ＣＤなどの一次元撮像素子の効率をできる限り高めるこ
とのできる画像入力装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するために、光学系２と、一
次元撮像素子３と。

該一次元撮像素子３もしくは被撮像物体１を該一次元撮
像素子３の主走査方向に対して垂直方向に移動させ二次
元映像を得る一次元撮像素子移動手段４，５と。

該一次元撮像素子移動手段４．５によって前記一次元撮
像素子３を移動させる場合定速移動域においては、前記
一次元ｔｉ像素子３に対する映像信号読み出しのための
同期信号を前記定速移動域での移動速度に同期させ前記
定速移動域以外の移動域においては前記同期信号を前記
定速移動域での移動速度に対応するように同期させる同
期信号制御手段６０．６１とを有すること。

を特徴とする画像入力装置を提供するものである。

また、光学系２と、一次元撮像素子３と、該一次元撮像
素子３もしくは被撮像物体１を該一次元撮像素子３の主
走査方向に対して垂直に移動させ二次元映像を得る一次
元撮像素子移動手段４，５と、前記被撮像物体１を均一
白レベルを有する物体にし、前記一次元撮像素子移動手
段４．５によって前記一次元撮像素子３を移動させ撮像
を行なった場合の各移動位置毎の前記均一白レベルを有
する物体に対応する白レベル映像信号をあらかじめ記憶
する記憶手段６５と、その後、前記一次元撮像素子移動
手段４．５によって前記一次元撮像素子３を移動させ通
常の被撮像物体ｌに対する撮像を行なった場合、各移動
位置毎の映像信号と前記記憶手段６５に記憶されている
対応する移動位置の白レベル映像信号との差分を得て出
力映像信号とする演算手段６９とを有することを特徴と
する画像入力装置を提供するものである。

〔作　　用〕

上記手段において９一次元撮像素子移動手段４゜５によ
って一次元撮像素子３を移動させながら映像信号の入力
を行なう場合、同期信号制御手段６０．６１は定速移動
域においては一次元撮像素子３に対する映１象信号入力
のための同期信号を。

該定速移動域での移動速度に同期させ、それ以外の移動
域では前記同期信号を前記定速移動域での移動速度に対
応するように強制的に同期させる。

これにより、一次元撮像素子３の移動速度が異なっても
、常に同じレベルの映像信号を入力することが可能とな
る。

一方、特許請求の範囲第２項に記載された第２の方式と
して、まず、被撮像物体１を均一な白レベルを有する物
体とし、これを一次元撮像素子移動子段４，５によって
一次元撮像素子３を移動しながら撮像し、それによって
得られる各移動位置からの白レベル映像信号をあらかじ
め記憶手段６５に記憶しておく。そして、その後通常の
撮像を行なった場合に、各移動位置毎の映像信号から前
記記憶手段６５に記憶されている対応する移動位置の白
レベル映像信号を、演算手段６９によって減算して出力
映像信号とする。これにより、一次元撮像素子３の移動
速度が異なりその出力映像信号が異なっても、記憶手段
６５に記憶された補正用の白レベル映像信号を用いて演
算手段６９によって補正が行なわれるため、常々同レベ
ルの映像信号を入力することが可能となる。

〔実　施　例〕

以下１本発明の実施例につき詳細に説明を行なう。

（画像入力装置の構成（第１図、第２図））まず、第１
図は本発明による画像入力装置の全体的な構成図である
。被撮像物体１はカメラユニット２によって画像入力さ
れ、ＣＣＤ３に撮像される。ＣＣＤ３はステージ４によ
り走査され、２次元の映像信号を出力する。ステージ４
はステージコントローラ５によって駆動される。ＣＣＤ
３はＣＣＤドライバ６によって駆動され、ＣＣＤ３から
の映像信号はＣＣＤドライバ６を介してフレームメモリ
７に記憶される。

次に、第２図は第１図のＣＣＤドライバ６の回路構成図
である。転送りロック発生回路６２はＣＣＤ３　（第１
図参照）に対して転送りロック６３１を出力する。また
、ステージコントローラ５　（第１図参照）からのステ
ージ送りパルス５６０は、ＯＲゲート６１の第１の入力
を介してＣＣＤ３の同期信号６３０として出力される。

ＯＲゲート６１の第２の入力には、ステージ送りパルス
５６０の入力によってトリガされるワンショットマルチ
回路６０の出力が供給される。

（ＣＣＤドライバの動作（第１図、第２図、第３図）） 上記のような構成の画像入力装置におけるＣＣＤドライ
バ６の動作につき、第３図の動作タイミングチャー１−
を用いて説明を行なう。

・まず、ステージのスローアップ、スローダウン時のこ
の回路の動作を示す。ステージ送りパルスは、この期間
では第３図（ａｌに示すようにｔｅで示されるパルス間
隔である。これをこのままＣＣＤ３の同期信号とすると
、前記第８図に示したようなビデオ出力の不均一を生じ
させる。そこで、ここではワンショットマルチ６０を用
いステージ送りパルス５６０が入力後ｔｓ経過しても次
のステージパルスが入力されない場合は１強制的にＯＲ
ゲート６１を通して１次の同期信号６３０を出力する。

ｔ’ｓはステージ４の定速域でのパルス間隔であるから
、スローアップ、スローダウン時でも、一定速域と同等
のビデオ出力を得ることができる。

次に、ステージ４の定速域においてはパルス間隔ｔｓの
ステージ送りパルス５６０がそのままＯＲゲート６１を
介して同期信号６３０としてＣＣＤ３に供給される。

以上のような動作により、ＣＣＤ３からの映像入力にお
ける同期信号の間隔はステージ４の定速域におけるステ
ージ送りパルス５６０の間隔ｔｓに常に保たれ、第６図
（ａ）および（ｆ）に示したようなステージ速度の制御
下においても効率の良いビデオ出力を得ることができる
。

（ＣＣＤドライバの他の実施例の構成（第４図）〕次に
特許請求の範囲第２項に関連して第１図のＣＣＤドライ
バ６の他の実施例につき説明を行なう。第４図はＣＣＤ
ドライバ６の他の実施例の回路構成図である。転送りロ
ック発生回路６２（これは第２図と同じである。）は、
ＣＣＤ３　（第１図参照）に対して転送りロック６３１
を出力すると共に、該クロックをＸカウンタ６３．及び
分周回路６６に入力される。ステージコントローラ５（
第１図参照）からのステージ送りパルス５６０は、その
まま同期信号としてＣＣＤ３に転送されると共に、Ｙカ
ウンタ６４に入力する。一方、ＣＣＤ３からのビデオ信
号３６０はＡ／Ｄコンバータロ７によってディジタルデ
ータに変換された後。

白レベルメモリ６５に入力する。白レベルメモリ６５に
対する読み出し又は書き込みは分周回路６６の出力によ
り行なわれ、また、その時のアドレス指定はＸカウンタ
６３．及びＸカウンタ６４の出力により行なわれる。白
レベルメモリ６５の出力はＤ／Ａコンバータ６８によっ
てアナログ信号に変換され、差動アンプ６９の正相入力
に入力する。また、ビデオ信号３６０は差動アンプ６０
の逆相入力に入力する。差動アンプ６９の出力は補正ビ
デオ信号３６１としてフレームメモリ７（第１図参照）
に記憶される。

（ＣＯＤドライバの他の実施例の動作（第４図。

第５図）） 以上のようなＣＣＤドライバ６の動作につき説明を行な
う。まず、第１図の被撮像物体１を均一な白レベルを有
する物体（例えば、白ＩＥ）とする。

そして、ステージコントローラ５に゛よってステージ４
を移動させながらＣＣＤ３からの白レベルビデオ信号の
入力を行なう。このようにして入力されたビデオ信号３
６０は、第４図においてＡ／Ｄコンバータ６７によって
ディジタルデータに変換された後、白レベルメモリ６５
に記憶される。これにより白レベルメモリ６５には第８
図（ａｌに示したようなステージ４の移動速度変化によ
る不均一な白レベルが記憶される。この時、メモリ上の
アドレスは、転送りロック６３１によって増加するＸカ
ウンタと、ステージ送りパルスによって増加するＹカウ
ンタによって決定され、転送りロック６３１を分周回路
６６で分周したクロックによって対応するアドレスへの
書き込みが行なわれる。

一方、撮像時（被認識物体を撮像）には、格納された。

白レベルの値をステージ４の位置に応じて、読み出し、
　（この時もＸカウンタ６３．Ｘカウンタ６４．及び分
周回路６６による）Ｄ／Ａコンバータ６８を経てアナロ
グ信号に変換し、これとＣＣＤ３からのビデオ信号３６
０との差分としての補正ビデオ信号３６１を差動アンプ
６９によって得る。この差動アンプの出力は第５図に示
すように、ステージ速度の不均一から生じるビデオ信号
の不均一を取り除いたものとして以降の画像処理を正し
く行うことができる。

以上の補正は、ステージ速度の不均一の補正だけではな
く、照明、ＣＯＤの感度のむらなどの補正にも当然用い
ることが可能である。

以上本発明によれば、ＣＣＤなどの一次元撮像素子を有
効に利用でき、しかも、ステージの送り速度のむらなど
に影響されない９画像入力装置を千足（共することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ステージの移動速度が異なっても常に
一定のビデオ出力を得られ、かつ、ＣＯＤなどの一次元
撮像素子の効率をできる限り高めることのできる画像入
力装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像入力装置の全体的な構成図。 第２図は第１図のＣＣＤドライバ６の回路構成図。 第３図（ａｌ〜（Ｃ１は第２図のＣＣＤドライバ６の動
作タイミングチャート。 第４図は第１図のＣＣＤドライバ６の他の実施例の回路
構成図。 第５図は第４図のＣＣＤドライバ６の補正後のビデオ出
力波形図。 第６図（ａｌ〜（ｆ）は画像入力装置の動作説明図。 第７図（ａ）　（ｂ）はＣＣＤの同期信号と転送りロッ
ク。 及びビデオ信号の関係図。 第７図（Ｃ）は、ＣＯＤの蓄積時間とビデオ出力の関係
図。 第８図（ａｌ　（ｂ）はＣＯＤの同期信号とステージ送
りパルスを同期させた場合のステージ位置とビデオ出力
の関係図。 第９図はＣＣＤの同期信号とステージ送りパルスを同期
させない従来方式の説明図である。 １・・・被撮像物体。 ２・・・カメラユニット。 ３・・・ＣＣＤ。 ４・・・ステージ。 ５・・・ステージコントローラ。 ６・・・ＣＣ’Ｄドライバ。 ６０・・・ワンショットマルチ回路。 ６１　・　・　・ＯＲゲート。 ６２・・・転送りロック発生回路。 ６３・・・Ｘカウンタ。 ６４・・・Ｙカウンタ。 ６５・・・白レベルメモリ。 ６６・・・分周回路。 ６７・・・Ａ／Ｄコンバータ。 ６８・・・Ｄ／Ａコンバータ。 ６９・・・差動アンプ。 ５６０・・・ステージ送りパルス。 ６３０・・・ＣＣＤ同期信号。 ６３１・・・ＣＣＤ転送りロック。 ６３２・・・ＣＣＤ同期信号。 ３６０・・・ビデオ信号。 ３６１・・・補正ビデオ信号。 ｃｃｐドライバ６　（’１４７図）の回避６場１筬図第
２図 ＣＣＤ）”う４バ’６　（８２図）／ｌ動伶フイミング
′罎々−ト第３図 ズ千−ジ゛ｌ立置 ＣＣＤドライバ°６（第４図）め補父４先のピ゛デ才ぬ
ｑ液七図 第５図 ス番９立ｉＬ（峙Ｍ） ｔｔ　＞ｔｓ 画像入力−ＩＥの動作説講１図 第６図 ステージ４ｆＬＬ（碕閘） 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系（２）と、一次元撮像素子（３）と、該一
   次元撮像素子（３）もしくは被撮像物体（１）を該一次
   元撮像素子（３）の主走査方向に対して垂直方向に移動
   させ二次元映像を得る一次元撮像素子移動手段（４、５
   ）と、 該一次元撮像素子移動手段（４、５）によって前記一次
   元撮像素子（３）を移動させる場合定速移動域において
   は、前記一次元撮像素子（３）に対する映像信号読み出
   しのための同期信号を前記定速移動域での移動速度に同
   期させ前記定速移動域以外の移動域においては前記同期
   信号を前記定速移動域での移動速度に対応するように同
   期させる同期信号制御手段（６０、６１）とを有するこ
   と、 を特徴とする画像入力装置。
2. （２）光学系（２）と、一次元撮像素子（３）と、該一
   次元撮像素子（３）もしくは被撮像物体（１）を該一次
   元撮像素子（３）の主走査方向に対して垂直に移動させ
   二次元映像を得る一次元撮像素子移動手段（４、５）と
   、前記被撮像物体（１）を均一白レベルを有する物体に
   し、前記一次元撮像素子移動手段（４、５）によって前
   記一次元撮像素子（３）を移動させ撮像を行なった場合
   の各移動位置毎の前記均一白レベルを有する物体に対応
   する白レベル映像信号をあらかじめ記憶する記憶手段（
   ６５）と、その後、前記一次元撮像素子移動手段（４、
   ５）によって前記一次元撮像素子（３）を移動させ通常
   の被撮像物体（１）に対する撮像を行なった場合、各移
   動位置毎の映像信号と前記記憶手段（６５）に記憶され
   ている対応する移動位置の白レベル映像信号との差分を
   得て出力映像信号とする演算手段（６９）とを有するこ
   とを特徴とする画像入力装置。