(57)【要約】  画像が抜け落ちることなく検査時間を短縮し、スループットを向上させることができる撮像装置を提供する。  撮像素子１が、画像を撮影して高速の撮像フレームレートで出力し、メモリ部３が、画像データを格納し、映像信号処理部４が、撮像フレームレートよりも低速の伝送フレームレートでメモリ部３から画像データを読み出して信号処理を行い、出力インタフェース部５が、伝送フレームレートで画像データを外部に出力し、制御部６が、外部から撮像開始信号が入力されると、撮像素子１に所定フレーム数の撮像とメモリ部３への画像データの書き込みを指示する露光期間信号を出力すると共に、映像信号処理部４に、メモリ部３から伝送フレームレートで映像データを出力する指示を出力し、外部装置に所定フレーム数の撮像を行う撮影期間を示す撮影期間信号を出力して、外部装置に撮影期間の終了を報知する撮像装置としている。
2017199687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影する撮像装置であって、
被写体を撮影して映像データを出力する撮像部と、
前記撮像部からの映像データを特定数のフレーム分格納するメモリ部と、
前記メモリ部に映像データを書き込むフレームレートより低速のフレームレートで前記メモリ部から映像データを読み出し、信号処理を行う映像信号処理部と、
前記映像信号処理部からの前記低速のフレームレートでの映像データを外部装置に出力する出力インタフェース部と、
外部装置からの撮影開始の信号が入力されると、前記撮像部に、前記特定数のフレーム分の撮影を行って、前記メモリ部に映像データを書き込む指示を露光期間信号として出力すると共に、前記映像信号処理部に、前記メモリ部から映像データを前記低速のフレームレートで出力するよう指示し、外部装置に、前記特定数のフレーム分の撮影を行う撮影期間を示す撮影期間信号を出力する制御部とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮影期間信号は、露光期間信号に同期してオン状態とオフ状態とを繰り返す断続的なパルス信号であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
撮影期間信号は、露光期間信号において断続的なパルス信号が特定数分出力される期間全体に亘ってオン状態が連続するパルス信号であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用途等に使用される撮像装置に係り、特に、画像が抜け落ちることなく検査時間を短縮し、スループットを向上させることができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
製品検査用の撮像装置として、高画素、高フレームレートの撮像素子を用いたものがある。
一方、ＦＡ（Factory Automation）用途の撮像装置の出力インタフェースは、ＵＳＢ３．０、ギガビットイーサネット（「イーサネット」は登録商標）、カメラリンク等多様であるが、帯域制限のため単位時間当たりに伝送できるデータ量には限界があり、撮像素子の出力データ量に比べて伝送データ量は少なくなる。【０００３】
撮像素子からのフレームを間引くことで、撮像素子の高いフレームレート（撮像フレームレート）から出力インタフェースの低いフレームレート（伝送フレームレート）に変換することは可能であるが、間引いたフレームが伝送されないため、製品検査用としては不向きである。【０００４】
また、検査に必要な所定数のフレームを高速な撮像フレームレートでメモリに書き込み、低速な伝送フレームレートで読み出すようにすれば、画像が抜け落ちること（コマ落ち）なく伝送することは可能であるが、従来の撮像装置では、設定された枚数の画像を読み出すまでは、次の製品の検査に移行することができないものとなっている。【０００５】
［従来の撮像装置：図６］
従来の撮像装置の構成について図６を用いて説明する。図６は、従来の撮像装置の構成ブロック図である。
図６に示すように、従来の撮像装置は、撮像素子１１と、シリパラ変換部１２と、メモリ部１３と、映像信号処理部１４と、ＩＦ出力処理部１５と、制御部１６とを備えている。【０００６】
撮像素子１１は、入射光に応じて発生した電荷をデジタルデータに変換し、高い撮像フレームレートで出力する。
シリパラ変換部１２は、撮像素子１１から入力されるシリアルデータをパラレルデータに変換してメモリ部１３に書き込む。
メモリ部１３は、書き込まれた画像データを所定の枚数（フレーム）分記憶する。
映像信号処理部１４は、伝送に必要な信号処理を行う。
ＩＦ出力処理部１５は、所定の伝送フレームレートで画像データを出力する。【０００７】
制御部１６は、外部からの設定に基づいて撮像装置の各部を制御し、各部にタイミング信号を出力して、被写体の撮像や映像の出力を行わせる。
尚、撮像装置は、撮影された画像に基づいて検査を行う検査装置や、被写体となる製品（基板等）を移動する被写体移動装置に接続されており、制御部１６は、外部の被写体移動装置からの撮像開始信号が入力されると、撮像素子１１に当該被写体の撮像開始を指示する。
そして、撮像装置で撮像された画像データは、ＩＦ出力処理部１５から、例えば検査装置に送出されて製品の良／不良が判定されるようになっている。【０００８】
［従来の撮像装置の制御タイミング：図７］
次に、従来の撮像装置の制御タイミングについて図７を用いて説明する。図７は、従来の撮像装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
まず、図７（ａ）に示すように、外部（被写体移動装置）から撮像開始信号が入力されると、制御部１６は、（ｂ）に示すように露光期間信号を撮像素子１１に出力する。ここでは、１つの被写体につき５０フレームの撮像を行うものとする。【０００９】
露光期間信号は、撮像素子１１に対して、露光開始及び終了、データの出力開始のタイミングを与えるものである。
つまり、撮像素子１１は、露光期間信号がハイレベルになると露光を開始し、ローレベルになると、１フレーム分の露光を終了すると共にシリアルデータをシリパラ変換部１２に高速で出力する。【００１０】
そして、図７（ｃ）に示すように、撮像素子１１から出力されたデータは、シリパラ変換部１２を介して高速でメモリ部１３に書き込まれる。
一方、図７（ｄ）に示すように、メモリ部１３に書き込まれたデータは、順次ＩＦ出力処理部１５から検査装置に出力されるが、伝送フレームレートは遅いため、読み出しは書き込みに比べて時間を要する。【００１１】
被写体移動装置では、検査装置が５０フレーム分の画像を取得したことを確認すると、当該被写体の撮像が完了したと判断して、被写体移動期間の動作に移行し、被写体の移動を開始する。
撮像装置では、被写体移動装置から次の撮像開始信号が入力されるまでは撮像を行わないため、被写体が移動している間は、撮像を行うことはない。
そして、被写体の移動が完了すると、（ａ）に示すように、被写体移動装置から次の撮像開始信号が入力されて、同様にして次の被写体についての撮像が行われる。【００１２】
このように、従来の撮像装置では、撮像素子１１の撮像フレームレートに比べてＩＦ出力処理部１５の伝送フレームレートが遅く、被写体移動装置が設定枚数の画像データの読み出しを完了するまで被写体の移動を開始できないため、検査全体として時間がかかり、高いスループットが得られないものとなっていた。【００１３】
［関連技術］
尚、ＦＡ用途向けの撮像装置に関する従来技術としては、特開２００５−０６３５８６号公報「撮像タイミング自動検知機能を備えた検査・選別機用撮像装置」（株式会社ジェイエイアイコーポレーション、特許文献１）、特許第０５１６７６７６号公報「撮像装置及び撮像方法」（ソニー株式会社、特許文献２）、特許第０４６０５２１６号公報「撮像装置および撮像方法」（ソニー株式会社、特許文献３）、特許第０５２０１２５７号公報「画像再生装置、画像再生方法および撮像装置」（ソニー株式会社、特許文献４）、特許第０５０３７４２５号公報「高速度撮影装置」（東芝ＩＴコントロールシステム株式会社、特許文献５）、特開２０１０−０７４２２１号公報「データ収集装置」（シナノケンシ株式会社、特許文献６）、特開２０１２−０９９９７７号公報「動画像撮像装置、動画像観察方法、動画像観察プログラム及びコンピュータで読取可能な記録媒体」（株式会社キーエンス、特許文献７）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−０６３５８６号公報
【特許文献２】特許第０５１６７６７６号公報
【特許文献３】特許第０４６０５２１６号公報
【特許文献４】特許第０５２０１２５７号公報
【特許文献５】特許第０５０３７４２５号公報
【特許文献６】特開２０１０−０７４２２１号公報
【特許文献７】特開２０１２−０９９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来の撮像装置では、被写体移動装置が設定枚数の画像データの読み出しを完了するまで被写体の移動を開始できないため、次の被写体の撮像を開始するまでの待機時間が長くなって、検査のスループットが向上しないという問題点があった。【００１６】
尚、特許文献１〜７には、外部装置に対して、撮影期間の完了を報知する信号を出力して、被写体の移動を開始させることは記載されていない。【００１７】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、外部に撮影の完了を報知して、画像データの読み出しを行っている間に被写体の移動を可能とし、画像が抜け落ちることなく検査のスループットを向上させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、被写体を撮影する撮像装置であって、被写体を撮影して映像データを出力する撮像部と、撮像部からの映像データを特定数のフレーム分格納するメモリ部と、メモリ部に映像データを書き込むフレームレートより低速のフレームレートでメモリ部から映像データを読み出し、信号処理を行う映像信号処理部と、映像信号処理部からの低速のフレームレートでの映像データを外部装置に出力する出力インタフェース部と、外部装置からの撮影開始の信号が入力されると、撮像部に、特定数のフレーム分の撮影を行って、メモリ部に映像データを書き込む指示を露光期間信号として出力すると共に、映像信号処理部に、メモリ部から映像データを低速のフレームレートで出力するよう指示し、外部装置に、特定数のフレーム分の撮影を行う撮影期間を示す撮影期間信号を出力する制御部とを有することを特徴としている。【００１９】
また、本発明は、上記撮像装置において、撮影期間信号は、露光期間信号に同期してオン状態とオフ状態とを繰り返す断続的なパルス信号であることを特徴としている。【００２０】
また、本発明は、上記撮像装置において、撮影期間信号は、露光期間信号において断続的なパルス信号が特定数分出力される期間全体に亘ってオン状態が連続するパルス信号であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被写体を撮影する撮像装置であって、被写体を撮影して映像データを出力する撮像部と、撮像部からの映像データを特定数のフレーム分格納するメモリ部と、メモリ部に映像データを書き込むフレームレートより低速のフレームレートでメモリ部から映像データを読み出し、信号処理を行う映像信号処理部と、映像信号処理部からの低速のフレームレートでの映像データを外部装置に出力する出力インタフェース部と、外部装置からの撮影開始の信号が入力されると、撮像部に、特定数のフレーム分の撮影を行って、メモリ部に映像データを書き込む指示を露光期間信号として出力すると共に、映像信号処理部に、メモリ部から映像データを低速のフレームレートで出力するよう指示し、外部装置に、特定数のフレーム分の撮影を行う撮影期間を示す撮影期間信号を出力する制御部とを有する撮像装置としているので、外部装置は、撮影期間信号に基づいて撮影期間の終了を把握して、被写体の移動を開始することができ、出力インタフェース部が低速のフレームレートで映像データを出力している期間を被写体の移動に活用して、撮影の待機時間を短縮し、画像が抜け落ちることなく検査のスループットを向上させることができる効果がある。【００２２】
また、本発明によれば、撮影期間信号は、露光期間信号に同期してオン状態とオフ状態とを繰り返す断続的なパルス信号である上記撮像装置としているので、撮影期間信号として露光期間信号を用いることで、特別な信号を生成することなく簡易に構成することができる効果がある。【００２３】
また、本発明によれば、撮影期間信号は、露光期間信号において断続的なパルス信号が特定数分出力される期間全体に亘ってオン状態が連続するパルス信号である上記撮像装置としているので、撮影期間信号が、当該被写体について特定数のフレーム分の撮影が開始されたときにオン状態となり、完了したときにオフ状態となるため、外部装置においてパルス信号の立ち下がりを容易に検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成ブロック図である。
【図２】被写体移動装置の構成ブロック図である。
【図３】第１の装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
【図４】第２の装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
【図５】被写体移動装置２０における制御タイミングの例を示すタイミング図である。
【図６】従来の撮像装置の構成ブロック図である。
【図７】従来の撮像装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る撮像装置は、撮像素子が、画像を撮影して高速の撮像フレームレートで出力し、メモリ部が、撮像素子で撮像された画像データ（映像データ）を格納し、映像信号処理部が、撮像フレームレートよりも低速の伝送フレームレートでメモリ部から画像データを読み出して信号処理を行い、出力インタフェース部が、伝送フレームレートで画像データを外部に出力し、制御部が、撮像素子に所定フレーム数の撮像を指示する露光期間信号を出力すると共に、外部の被写体移動装置に、当該露光期間信号を、撮影期間を示す撮影期間信号として出力するようにしており、被写体移動装置に当該被写体の撮影が完了したことを報知して、被写体の移動を開始させ、低速の伝送フレームレートで画像データを出力している時間を被写体の移動に活用することができ、コマ落ちなく画像データを伝送すると共に、検査のスループットを向上させることができるものである。
【００２６】
［実施の形態に係る撮像装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成ブロック図である。尚、図１の構成は、後述する本発明の実施の形態に係る第１，第２の装置に共通するものである。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る撮像装置（本撮像装置）は、従来と同様に、撮像素子１と、シリパラ変換部２と、メモリ部３と、映像信号処理部４と、ＩＦ出力処理部５と、制御部６とを備えている。
【００２７】
撮像素子１は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）素子で構成され、入射光に応じて発生した電荷をデジタルデータに変換して、シリアルデータを出力する。
シリパラ変換部２は、撮像素子１から入力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して、メモリ部３からの読み出しよりも高い撮像フレームレートでメモリ部３に書き込む。
【００２８】
メモリ部３は、ＤＤＲ（Double-Data-Rate）メモリ等で構成されるフレームメモリであり、シリパラ変換部２からのパラレルデータを、例えば５０〜１００枚（フレーム）分記憶する。
そして、メモリ部３は、シリパラ変換部２から高速の撮像フレームレートで画像データの書き込みが続いている状態で、映像信号処理部４によって低速の伝送フレームレートで読み出しが行われる。
【００２９】
映像信号処理部４は、制御部６からの読み出し開始の指示に基づいて、メモリ部３から映像データを低速の伝送フレームレートで読み出して、出力インタフェースに応じた信号処理や、圧縮、読み出し順の制御等を行う。
ＩＦ出力処理部５は、映像信号処理部４からの画像データ（映像データ）を、低速の伝送フレームレートで外部の検査装置に出力する出力インタフェース部である。
【００３０】
制御部６は、本装置の特徴部分であり、外部からの設定に基づいて本装置の各部を制御して撮像や画像データの出力を行わせる。
具体的には、外部からの撮像開始信号の入力をトリガとして、撮像素子１に露光期間信号を出力して撮像動作を開始すると共に、本装置の特徴として、当該被写体の撮影期間を示す撮影期間信号を外部の被写体移動装置に出力する。
制御部６は、少なくとも処理手段と記憶手段とを備えた処理装置であり、処理手段が、記憶手段に記憶されたプログラムを実行することで各部の制御の動作を実現する。
【００３１】
ここでは、撮像開始信号は、被写体移動装置から入力されるようにしているが、被写体の移動を検出するセンサ等から入力されるようにしてもよい。
撮影期間信号の信号形態や、それに伴う被写体移動装置の動作には複数の態様があり、第１，第２の撮像装置として後述する。
【００３２】
［被写体移動装置：図２］
撮影期間信号とそれに伴う動作について説明する前に、本装置に接続される被写体移動装置について図２を用いて説明する。図２は、被写体移動装置の構成ブロック図である。
被写体移動装置２０は、図２に示すように、撮像装置（本装置）と検査装置とに接続され、制御部２１と、移動手段２２とを備え、被検査対象となる製品（被写体）を移動する装置である。被写体移動装置２０は検査装置と一体に設けられることもある。
【００３３】
移動手段２２は、制御部２１からの指示に従って、被写体を順次所定の位置に移動させる。
制御部２１は、少なくとも処理手段と記憶手段とを備えた処理装置であり、本装置に対して撮像開始信号を出力すると共に、本装置から撮影期間信号を入力する。
更に、制御部２１は、検査装置から、設定枚数（特定数のフレーム）の画像を取得したことを示す画像取得完了信号を受信する。
【００３４】
そして、制御部２１は、撮影期間信号に基づいて、撮影の完了を検出すると、移動手段２２に移動開始の指示を出力し、センサ等で移動完了を検出すると、移動手段２２に移動停止の指示を出力する。
それと共に、制御部２１は、検査装置からの画像取得完了信号を受信したかどうかをチェックする。
【００３５】
そして、被写体の移動と画像取得の両方が完了したことを認識すると、制御部２１は、本装置に対して次の被写体の撮像開始を指示する撮像開始信号を出力するようになっている。
これらの動作は、制御部２１の処理手段が、記憶手段に記憶されたプログラムを実行することにより実現されるものである。
尚、被写体移動装置では、後述するように、予め検査内容に応じて撮影期間を設定しておいて、被写体の移動完了後、当該撮影期間を利用して撮像開始信号の出力を行うことも可能である。
【００３６】
［第１の撮像装置における制御タイミング：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る第１の撮像装置（第１の装置）における制御タイミングについて図３を用いて説明する。図３は、第１の装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
ここでは、撮像フレームレートが１００fps（frame per second）で、伝送フレームレートが伝送帯域によって５０fpsに制限されている場合を例として説明する。
【００３７】
一つの被検査物（被写体）に対して、５０フレームの画像が必要であるとすると、この場合、撮像フレームレートでメモリ部３に書き込む時間（撮像時間）は０．５秒となる。
一方、５０フレームの画像をメモリ部３から読み出して伝送するには、１秒の時間（伝送時間）が必要である。
所定数のフレームの撮像が終了した後は、被写体を移動しても構わないため、第１の装置を含め、本装置では、この撮像時間と伝送時間との差となる時間を被写体の移動のために利用するようにしている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、まず、時刻ｔ0において、外部の被写体移動装置２０から撮像開始信号が入力されると、制御部６は、撮像素子１に対して露光期間信号の出力を開始する（ｂ）。
露光期間信号は、従来と同様に、撮像素子１に対して、露光の開始、終了、データの読み出し開始を指示する信号であり、ハイレベル（オン状態）とローレベル（オフ状態）を短い間隔で交互に繰り返す断続的なパルス信号である。ハイレベルとなる時間は、１フレーム当たりの露光時間である。
【００３９】
そして、第１の装置の特徴として、（ｃ）に示すように、制御部６は、露光期間信号に同期する撮影期間信号を外部の被写体移動装置２０に出力する。
第１の装置では、撮影期間信号を露光期間信号そのものとしている。つまり、所定数（５０個）の断続的なパルスで、１つの被写体の撮影期間を表している。
これにより、第１の装置では、別の信号を生成することなく、外部に当該被写体の撮影期間を報知することができるものである。
【００４０】
撮像素子１では、露光期間信号に基づいて露光（撮像、撮影）を行う。
具体的には、撮像素子１は、従来と同様に、露光期間信号がハイレベルになると露光を開始し、ローレベルになると露光を停止して１フレームの撮像を完了し、高速の撮像フレームレートで画像データの出力を開始し、次のハイレベルで２フレーム目の撮像を行ってローレベルで画像データを出力し、同様にして５０フレーム分の撮像を行う。
実際の検査では、フレーム毎に露光時間や照明を変えて撮像が行われる。
撮像素子１から出力されたシリアルデータは、シリパラ変換部２でパラレルデータに変換されて、高速の撮像フレームレートでメモリ部３に書き込まれる（ｄ）。
【００４１】
また、（ｅ）に示すように、メモリ部３からは、書き込みと同時に低速の伝送フレームレートでの読み出しが開始される。
そして、（ｂ）（ｃ）に示すように、５０回目の露光に対応する露光期間信号及び撮影期間信号が立ち下がると、当該被写体についての撮影は終了する。
【００４２】
被写体移動装置２０の制御部２１は、（ａ）の時刻ｔ0で撮像開始信号を出力した後、本装置から入力される撮影期間信号の受信を監視し、予め設定されている所定数（ここでは５０個）のパルスを受信するまでは、被写体の移動は行わない。
そして、制御部２１は、（ｃ）に示すように、５０個目のパルスの立ち下がりを検出すると、所定数のフレームの撮影完了を認識して、移動手段２２に被写体の移動を指示する。
【００４３】
あるいは、被写体移動装置２０の制御部２１は、撮影期間信号のパルスを連続して受信している間は、撮影中であると認識し、撮影期間信号のパルスを受信してから予め設定された特定時間が経過しても次のパルス信号を受信しなかった場合に撮影完了を認識するようにしてもよい。
【００４４】
このとき、図３（ｅ）に示すように、まだメモリ部３からの画像データの読み出しは終わっていない。
すなわち、ＩＦ出力処理部５から画像データの読み出しを行っている間に、被写体移動装置２０は、被写体を移動するものである。
これにより、本装置を用いれば、低速なフレームレートでの画像読み出しが設定枚数（５０枚）分完了するのを待たずに被写体の移動を行うことができ、次の被写体の撮影までの間隔を短くして、全体としてスループットを向上させることができるものである。
尚、被写体が移動している間は、撮像素子１における撮像、及びメモリ部３への書き込みは行わない。
【００４５】
そして、被写体移動装置２０の制御部２１は、被写体の移動が完了したかどうか、また、検査装置から画像取得完了信号が入力されたかどうかをチェックして、被写体の移動が完了し、且つ画像取得完了信号が入力された場合に、次の撮像開始信号を出力する。
図３の例では、画像取得完了時（（ｅ）における５０フレーム目の画像読み出し完了時）から、次の撮像開始信号が出力される時刻ｔ1まで、若干余裕を持たせている。これは、メモリ部３におけるオーバーラップを確実に防ぐためである。
このようにして、第１の装置におけるタイミング制御が行われる。
【００４６】
第１の装置では、高速の撮像フレームレートと、低速の伝送フレームレートとの差を利用して被写体を移動させるために、露光期間信号と同等の撮影期間信号を、撮影期間を報知する信号として被写体移動装置２０に出力しているので、被写体移動装置２０が被写体の移動が可能となるタイミングを認識して、画像データの読み出し中に移動を行うことができ、図７に示した従来の撮像装置に比べて撮像開始信号の間隔が大幅に短くなり、撮像間隔が短縮されて、帯域制限のある既存の出力インタフェースを用いてもスループットを向上させることができるものである。
【００４７】
また、第１の装置に接続される被写体移動装置２０を、検査装置から画像取得完了信号を受信してから撮像開始信号を出力するように構成することにより、設定枚数の画像データをコマ落ちすることなく確実に取得することができる効果がある。
【００４８】
［第２の撮像装置における制御タイミング：図４］
次に、本発明の実施の形態に係る第２の撮像装置（第２の装置）における制御タイミングについて図４を用いて説明する。図４は、第２の装置における制御タイミングを示すタイミング図である。
第２の装置は、撮影期間信号の形態が第１の装置と異なっているものであり、第２の装置の撮影期間信号（第２の撮影期間信号）は、図４（ｃ）に示すように、（ｂ）の露光期間信号に比べて周期の長いパルス信号となっている。
【００４９】
具体的には、第２の撮影期間信号（ｃ）は、（ｂ）の露光期間信号に同期した幅の広いパルスであり、所定数のフレーム（ここでは５０フレーム）を撮像する期間全体に対応してハイレベルとなり、撮像が完了するとローレベルとなる連続的なパルス信号である。
つまり、第２の撮影期間信号では、ハイレベルの期間が１つの被写体の撮影期間を表している。
第２の装置では、撮影期間信号を周期の長いパルス信号としているので、外部の被写体移動装置における撮影期間信号の立下りの検出、つまり撮影完了の検出を容易とするものである。
【００５０】
そして、第２の装置においても、当該被写体の撮影完了を被写体移動装置２０に報知して、第１の装置と同じタイミングで被写体の移動を開始させることができ、コマ落ちすることなく検査のスループットを向上させることができるものである。
【００５１】
［被写体移動装置における制御タイミングの例：図５］
次に、本装置に接続される被写体移動装置２０におけるタイミング制御の例について図５を用いて説明する。図５は、被写体移動装置２０における制御タイミングの例を示すタイミング図である。
図３、図４に示した被写体移動装置２０では、メモリ部１３におけるオーバーラップを確実に防ぐために、読み出し完了時から少し遅れて撮像開始信号を出力していたが、移動時間が短い場合など、更にスループットの向上を図るものである。
尚、図５では、撮像装置として、上述した第２の装置のタイミングを示している。
【００５２】
図５に示すように、（ａ）の時刻ｔ0で撮像開始信号が入力されてから、（ｄ）でメモリ部３に書き込みが開始されるまでにはΔｔdの時間差がある。
被写体移動装置２０では、この時間差Δｔdを考慮した制御を行って、より効率よく撮像を行えるようにしている。
【００５３】
図５（ａ）及び（ｅ）に示すように、被写体移動装置２０では、予め、撮像開始信号の出力（（ａ）と同じとする）から、撮像装置で撮影を行い、所定数のフレームの画像データを読み出して、次の画像データの書き込みが開始可能となるまでの時間Ｔwを記憶している。
【００５４】
そして、被写体移動装置２０では、時刻ｔ0に撮像開始信号を出力すると、計時を開始し、被写体の移動完了を検出した場合に、時刻ｔ0から（Ｔw−Δｔd）の時間が経過しているかどうかを判断する。
（Ｔw−Δｔd）が経過していない場合には計時を継続し、（Ｔw−Δｔd）が経過している場合には、（ａ）に示すように、次の撮像開始信号を出力する（時刻ｔ1′）。
【００５５】
これにより、被写体移動装置２０に接続される本装置では、図３、図４に示した時刻ｔ１より前の時刻ｔ1′に次の撮像開始信号が入力されて被写体の撮像を開始し、メモリ部３から、前の被写体の５０番目のフレームの画像データが読み出されると、直ちに当該被写体の１番目のフレームの画像データの書き込み及び読み出しを開始できるものである。
被写体移動装置２０が図５のように動作することにより、撮像素子１の待機時間を更に短縮して、一層効率よく検査を行うことができるものである。
【００５６】
［映像信号処理部における処理］
次に、本装置の映像信号処理部４における信号処理の例について説明する。
［圧縮処理］
検査用途の場合、静止被写体について、露出や照明等の条件を変えて複数の画像を撮像する。このような画像データは、容易に圧縮して伝送することができるため、本装置の映像信号処理部４では、圧縮処理を行うようにしている。
つまり、映像信号処理部４は、メモリ部３から伝送フレームレートで画像データを読み出して、圧縮処理を行って伝送フレームレートでＩＦ出力処理部５に出力する。
【００５７】
映像信号処理部４では、ＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding）で採用された重み付き画素値予測（Weighted Prediction）を用いて、時刻ｔにおけるフレームの画素Ｐ（t）を、その直前のフレームから予測する（式（１））。
Ｐ（ｔ）＝Ｗ×Ｐ（ｔ−１）＋Ｏ    式（１）
【００５８】
ここでは、動き予測を用いずに、式（１）により予測した画素値と、実際の画像データから得られる画素値との差分のみを伝送することで、１つの画素値を表現するのに必要なビット数を削減することができる。
【００５９】
尚、係数Ｗは、両フレーム間での露出の比に一致するので、映像信号から算出する必要はなく、定数Ｏは、Ｗ×Ｐ（ｔ−１）のみで予測したときの差分の平均として容易に算出可能である。
また、係数Ｗや定数Ｏは、フレーム毎若しくはフレームを分割した領域毎に一度、伝送すればよい。
映像に動きがある場合は、処理が軽量なことで知られるMezzanine（メザニン）圧縮等が利用できる。
【００６０】
［伝送順の制御］
本装置では、高速の撮像フレームレートで撮影された画像データを撮影順に伝送するだけでなく、撮影順とは異なる順で伝送することも可能としている。
その際には、映像信号処理部４が、後段の処理において最も重要性の高い画像、あるいは、処理の初期に必要となる画像又は画素から先にＩＦ出力処理部５に出力して伝送する。
【００６１】
例えば、マイクロスコープで被写体との距離を変化させながら撮像した時系列画像データの場合、最も処理に適した画像は、時間軸上で中央付近にあると期待される。
その場合には、中央の画像をまず送信し、その後、中央画像に近接する未送信画像を順次送信すればよい。
【００６２】
その場合、予めフレームの優先順に基づいて、メモリ部３からの読み出し順を決めておき、読み出し順（優先順位）が１位のフレームが書き込まれたら、直ちに映像信号処理部５が読み出しを開始し、以下、順次読み出し順に従ってメモリ部３から読み出しを行う。
【００６３】
これにより、例えば、検査装置において、画像データに基づいて被写体の良／不良を判断する場合、最も判断に適した画像を先に伝送することにより、当該被写体が不良であった場合に、それを早く判断でき、検査装置における処理を軽減できるものである。
【００６４】
このように、映像信号処理部４において、圧縮や伝送順の制御を行う場合には、画像データを受信する検査装置においてもそれに対応した伸張処理や伝送順の復元処理を行うものとする。
【００６５】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る第１の撮像装置によれば、撮像素子１が、画像を撮影して高速の撮像フレームレートで出力し、メモリ部３が、撮像素子１で撮像された画像データを格納し、映像信号処理部４が、撮像フレームレートよりも低速の伝送フレームレートでメモリ部３から画像データを読み出して信号処理を行い、ＩＦ出力処理部５が、伝送フレームレートで画像データを被写体移動装置に出力し、制御部６が、撮像素子１に所定フレーム数の撮像を指示する露光期間信号を出力すると共に、外部に当該露光期間信号を撮影期間を示す撮影期間信号として出力するようにしているので、被写体移動装置２０が撮影期間信号に基づいて撮影の完了を認識して、被写体の移動を開始することができ、画像データの読み出し中に被写体を移動させて撮像間隔を短縮し、コマ落ちすることなく、帯域制限のある既存の出力インタフェースを用いても検査のスループットを向上させることができる効果がある。
【００６６】
また、本発明の実施の形態に係る第２の装置によれば、撮影期間信号を、撮像素子１において、当該被写体の撮像が開始されるタイミングに同期してハイレベルとなり、当該被写体について所定フレーム数の撮像が終了するタイミングでローベルとなるパルス信号としているので、被写体移動装置２０で撮影期間信号の立ち下がりを容易に検出できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、画像が抜け落ちることなく検査時間を短縮し、スループットを向上させることができる撮像装置に適している。
【符号の説明】
【００６８】
１，１１...撮像素子、  ２，１２...シリパラ変換部、  ３，１３...メモリ部、  ４，１４...映像信号処理部、  ５，１５...ＩＦ出力処理部、  ６，１６...制御部、  ２０...被写体移動装置、  ２１...制御部、  ２２...移動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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