(57)【要約】【課題】エリアセンサを採用した撮像システムにおいて、エリアセンサが有する画素数以上の撮像検出値を得ることを実現しつつ、映像のズレ抑制および撮像時間短縮を図る。【解決手段】表面１２ａと裏面１２ｂが平行に拡がる透光性の平行平板１２を、対象物２からエリアセンサ１５までの光路を横切るように配置し、かつ、平行平板１２に入射する光の光軸Ｋ０に垂直な面に対して表面１２ａがあおり角度θだけ傾くように配置する。そして、光軸Ｋ０を回転中心として平行平板１２を回転させ、第１回転位置および第２回転位置の少なくとも２箇所でエリアセンサ１５により撮像する。これによれば、ＣＣＤ１５ａの数（画素数）以上の撮像検出値を得ることを実現するにあたり、複数エリアの撮像映像を繋ぎ合わせることを不要にできるので映像のズレを抑制でき、さらに、エリアセンサ１５自体の移動を不要にできるので撮像時間を短縮できる。【選択図】        図１
2005109841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子（１５ａ）を二次元に整列配置して構成されたエリアセンサ（１５）により対象物（２）を撮像する撮像システムであって、
表面（１２ａ）と裏面（１２ｂ）が平行に拡がる透光性の平行平板（１２）を、前記対象物（２）から前記エリアセンサ（１５）までの光路を横切るように配置し、かつ、前記平行平板（１２）に入射する光の光軸に垂直な面に対して前記表面（１２ａ）が所定角度傾くように配置し、
前記光軸を回転中心として前記平行平板（１２）を回転させ、第１回転位置および第２回転位置の少なくとも２箇所で前記エリアセンサ（１５）により撮像することを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記平行平板（１２）を１回転以上回転させながら前記エリアセンサ（１５）により連続的に撮像することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記平行平板（１２）を動かして前記所定角度を調節する、所定角度調節手段（１３）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記所定角度調節手段（１３）にピエゾ素子を採用したことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記光軸を回転中心として前記平行平板（１２）を回転させる回転用アクチュエータ（１４）に中空モータを採用し、
前記中空モータ（１４）のロータ（１４ａ）に前記平行平板（１２）を固定し、
前記平行平板（１２）を透過した光が前記中空モータ（１４）の中空部（１４ｃ）を通って前記エリアセンサ（１５）に入射するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の撮像システム。
【請求項６】
前記平行平板（１２）に、赤外線光を遮断する光学フィルターを採用したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の撮像システム。
【請求項７】
前記平行平板（１２）の前記光軸を回転中心とした回転位置を検出する、回転位置検出手段（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ）を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリアセンサにより対象物を撮像する撮像システムに関するものであり、特に、対象物の形状、色、模様等が異常であるか否かを検査する検査用の撮像システムに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の撮像素子を二次元に整列配置して構成されたエリアセンサにより対象物を撮像する撮像システムが、特許文献１等にて知られている。特許文献１に記載の撮像システムは、液晶表示装置（ＬＣＤ）の画素を撮像の対象物としており、格子状に多数配列された画素一つ一つの形状に不良がないかを検査する検査装置として利用されたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、撮像素子の画素数の高いエリアセンサを採用すれば、検査可能な撮像の解像度を確保しつつ広い面積の撮像が可能となる。しかしながら、表示装置の画素が小さく、高解像の撮像が求められる場合や、表示装置の表示面が広く、広い面積の撮像が求められる場合等には、画素数の高いエリアセンサを採用して対応するのに限界がある。特に、近年の表示装置は画素の微細化および表示面の大型化が進んでいるため、上記問題がより顕著になってきている。また、画素数の高いエリアセンサは撮像システムの大幅なコストアップを招いてしまう。
【０００５】
このような問題に対し従来では、エリアセンサ自体を移動させて検査物を複数のエリアに分けて撮像し、複数エリアの撮像映像を繋ぎ合わせることで、エリアセンサが有する画素数以上の撮像映像（撮像検出値）を得るようにしていた。
【０００６】
しかし、このような撮像システムでは、得られた撮像映像のうち繋ぎ合わせる境界部分に映像のズレが生じるため検査不良が生じやすくなってしまう。また、エリアセンサの移動に時間がかかるため、撮像時間（検査時間）が長くなってしまう。
【０００７】
因みに、複数の撮像素子を一次元に整列配置して構成されたラインセンサを採用し、ラインセンサを移動させて走査スキャンする撮像システムが従来より知られているが、該撮像システムでは、エリアセンサにて生じる境界部分の検査不良は回避できるものの、走査スキャンするためのラインセンサの移動に極めて長い時間を必要とするため、撮像時間（検査時間）がエリアセンサに比べて長くなってしまう。
【０００８】
なお、上述のような問題は、撮像システムを検査装置として利用した場合のみならず、あらゆる対象物を撮像するにあたって生じる問題である。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、エリアセンサを採用した撮像システムにおいて、エリアセンサが有する画素数以上の撮像検出値を得ることを実現しつつ、映像のズレ抑制および撮像時間短縮を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
複数の撮像素子（１５ａ）を二次元に整列配置して構成されたエリアセンサ（１５）により対象物（２）を撮像する撮像システムであって、
表面（１２ａ）と裏面（１２ｂ）が平行に拡がる透光性の平行平板（１２）を、前記対象物（２）から前記エリアセンサ（１５）までの光路を横切るように配置し、かつ、前記平行平板（１２）に入射する光の光軸に垂直な面に対して前記表面（１２ａ）が所定角度傾くように配置し、
前記光軸を回転中心として前記平行平板（１２）を回転させ、第１回転位置および第２回転位置の少なくとも２箇所で前記エリアセンサ（１５）により撮像することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記平行平板（１２）を１回転以上回転させながら前記エリアセンサ（１５）により連続的に撮像することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記平行平板（１２）を動かして前記所定角度を調節する、所定角度調節手段（１３）を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記所定角度調節手段（１３）にピエゾ素子を採用したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、前記光軸を回転中心として前記平行平板（１２）を回転させる回転用アクチュエータ（１４）に中空モータを採用し、
前記中空モータ（１４）のロータ（１４ａ）に前記平行平板（１２）を固定し、
前記平行平板（１２）を透過した光が前記中空モータ（１４）の中空部（１４ｃ）を通って前記エリアセンサ（１５）に入射するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、前記平行平板（１２）に、赤外線光を遮断する光学フィルターを採用したことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、前記平行平板（１２）の前記光軸を回転中心とした回転位置を検出する、回転位置検出手段（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ）を設けたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、平行平板（１２）が所定角度だけ傾いているので、平行平板（１２）に入射した対象物（２）からの入射光Ｋ１は、図４（ａ）に例示されるように表面（１２ａ）および裏面（１２ｂ）にて屈折し、裏面（１２ｂ）から出射する出射光Ｋ２は、入射光Ｋ１に対して微少量Δｘだけシフトされ、かつ、入射光Ｋ１に対して平行に進むこととなる。そして、所定角度だけ傾いた状態の平行平板（１２）を光軸を回転中心として回転させるので、シフトする向きが変位することとなる。例えば、図４（ａ）の場合には上側にシフトし、図４（ｂ）の場合には下側にシフトしている。
【００１９】
よって、所定角度を０度として平行平板（１２）の配置を本発明の対象外となる配置にした場合には、図５に例示されるように対象物（２）のうち撮像素子（１５ａ）に対応する点（図５の符号Ｐに示す点）のみが撮像され得る部分となるのに対し、本発明によれば、平行平板（１２）を１回転させる毎に、対象物（２）のうち点Ｐを中心とした円形線Ｓに対応する部分が撮像され得る部分となる。
【００２０】
従って、第１回転位置および第２回転位置の少なくとも２箇所でエリアセンサ（１５）により撮像すれば、円形線Ｓ上の少なくとも２点を撮像することとなるので、エリアセンサ（１５）が有する撮像素子（１５ａ）の数（画素数）以上の撮像検出値を得ることができる。
【００２１】
しかも、請求項１に記載の発明によれば、従来の撮像システムで必要となっていた複数エリアの撮像映像を繋ぎ合わせるといったことを不要にできるので、従来問題となっていた繋ぎ合わせる境界部分にて生じる映像のズレを抑制できる。
【００２２】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、従来の撮像システムで必要となっていたエリアセンサ（１５）自体の移動を不要にできるので、従来問題となっていたエリアセンサ（１５）の移動時間を無くすことができ、撮像時間を短縮できる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、平行平板（１２）を１回転以上回転させながらエリアセンサ（１５）により連続的に撮像するので、エリアセンサ（１５）によって得られる撮像検出値をより一層多くすることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、平行平板（１２）を動かして所定角度を調節する、所定角度調節手段（１３）を備えることを特徴とするので、所定角度を調節することができる。換言すれば、図５に例示される円形線Ｓの半径を調節することができる。これによれば、円形線Ｓの半径を、隣り合う円形線Ｓが互いにオーバーラップしないような大きさに容易に設定できる。すなわち、円形線Ｓの半径が前述の大きさとなるように所定角度を調節して、撮像可能な部分を最大にすることを容易にできる。
【００２５】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、上述のように円形線Ｓの半径を容易に設定できるので、対象物（２）のうち一本の円形線Ｓに対応する部分のみならず、半径を異にする複数本の円形線Ｓに対応する部分を撮像され得る部分にできる。よって、エリアセンサ（１５）によって得られる撮像検出値をより一層多くすることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、所定角度調節手段（１３）にピエゾ素子を採用すれば、所定角度の微調整を正確に行うことができ、所定角度を調節する作業性を良好にできる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、平行平板（１２）を透過した光が中空部（１４ｃ）を通ってエリアセンサ（１５）に入射するように構成することで、ロータ（１４ａ）に平行平板（１２）を固定することを実現できる。よって、ロータ（１４ａ）から平行平板（１２）に動力を伝達する歯車等の動力伝達機構を不要にできるので、部品点数の削減を図ることができ、しかも、バックラッシュ等による平行平板（１２）の回転位置誤差を低減できる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、平行平板（１２）に赤外線光を遮断する光学フィルターを採用したことを特徴としているので、撮像検出値のノイズとなる赤外線を遮断でき、検査の精度を向上できる。しかも、平行平板（１２）とは別体の光学フィルターを備える場合に比べて部品点数を低減できる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、得られた撮像検出値が、対象物（２）の円形線Ｓに対応する部分のうちいずれの位置で撮像された値であるのかを把握できるので、好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る撮像システム１で対象物２の形状が異常であるか否かを検査している状態を示す模式図であり、撮像システム１は、結像レンズ１１、平行平板１２、あおり角度調節用アクチュエータ（所定角度調節手段）１３、回転用アクチュエータ１４、エリアセンサ１５を有するカメラユニット１５Ｕおよび画像処理コンピュータ１６から構成されている。
【００３２】
本実施形態では、対象物として液晶表示装置（ＬＣＤ）２を適用しており、ＬＣＤ２の画素２ａ（図５および図６参照）の形状が適正な形状であるか否かを検査するのに撮像システム１を用いている。因みに、ＬＣＤ２の画素２ａは、液晶を挟み込むように配置されたマイナス電極およびプラス電極の交差する部分から構成され、矩形（正方形）が適正な形状である。そして、このような形状の複数の画素２ａを二次元格子状に整列配置することでＬＣＤ２の表示面２ｂは構成されている。
【００３３】
図２は図１の光学系を模式的に示す斜視図であり、該図２に示すように、カメラユニット１５Ｕに内蔵されたエリアセンサ１５はＬＣＤ２の表示面２ｂを撮像するものであり、複数の撮像素子１５ａを二次元格子状に整列配置して構成されている。撮像素子１５ａにはＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）が採用されており、このように整列配置された一つ一つのＣＣＤ１５ａがエリアセンサ１５の画素となる。そして、各ＣＣＤ１５ａに光が当ることで各ＣＣＤ１５ａに電荷が生じ、該電荷の大きさを電気信号として取り出すことで各画素の光の強さを示す輝度値（濃度値または階調値ともいう）データを得ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では２０００×２０００画素のエリアセンサ１５を採用している。また、ＣＣＤ１５ａはカラーＣＣＤでも白黒ＣＣＤでもよく、カラーＣＣＤの場合には、各ＣＣＤ１５ａの画素の上に赤・緑・青の色素の薄膜（フィルター）を被せたものや、各ＣＣＤ１５ａに入射した光を三色分解プリズム（ダイクロミラー）により赤色光、緑色光、青色光に分光する構成の周知の３ＣＣＤが挙げられる。該３ＣＣＤ１５ａによれば、分光された各色の光の表示面２ｂに対する出射位置が、３色とも光学的に同一であるため、画像処理コンピュータ１６での画像処理を簡素にできる。よって、本発明においては３ＣＣＤ１５ａを採用することが望ましい。
【００３５】
そして、カメラユニット１５Ｕによりシャッターが切られる毎に各ＣＣＤ１５ａに電荷が蓄えられ、このようにエリアセンサ１５にて得られた輝度値データは画像処理コンピュータ１６に出力され、該輝度値データに基づいて画像処理コンピュータ１６が所望の画像処理を実行する。画像処理の概要は後に詳述する。なお、カメラユニット１５Ｕによるシャッターのタイミングは画像処理コンピュータ１６により制御される。カメラユニット１５Ｕのシャッターには、電子シャッターを採用して高速連写（連続的に撮像）することを容易に実現させることが望ましい。本実施形態では、シャッタースピードが１万分の１秒〜１０万分の１秒のカメラユニット１５Ｕを採用している。
【００３６】
図１に示すように、結像レンズ１１は、ＬＣＤ２からエリアセンサ１５までの光路を横切るように配置され、ＬＣＤ２からエリアセンサ１５に向けて進む光をＣＣＤ１５ａに結像させるためのものであり、本実施形態の結像レンズ１１には両面が凸の凸レンズが採用されている。なお、本発明の実施にあたり、ローパスフィルタをレンズ中に備えさせて高周波成分をカットすることにより、本来その画像には存在しない色や模様が生じるといった問題（エイリアシング）を抑制するようにしてもよい。
【００３７】
平行平板１２は、自身の表面１２ａと裏面１２ｂが平行に拡がる円形の板形状であり、アクリルその他の合成樹脂やガラス等の透光性の部材により形成されている。平行平板１２の板厚は、厚ければ厚いほど、あおり角度θの変化量に対するシフト微少量Δｘが大きくなる。換言すれば、あおり角度θを僅かに変化させただけで、微少量Δｘが大きく変化してしまうため、微少量Δｘの微調整が困難となる。一方、板厚が薄過ぎると強度不足により平行平板１２の破損の恐れが高くなる。これらの点に鑑み、平行平板１２の板厚は、０.３ｍｍ〜２.０ｍｍであることが望ましく、本実施形態では約０.４ｍｍの板厚を採用している。また、平行平板１２に、赤外線光を遮断する光学フィルターを採用することにより、エリアセンサ１５にて得られる輝度値（撮像検出値）のノイズとなる赤外線を遮断して検査の精度向上を図るとともに、平行平板１２とは別体の光学フィルターを備える場合に比べて部品点数低減を図っている。
【００３８】
そして、平行平板１２は、結像レンズ１１からエリアセンサ１５までの光路を横切るように配置され、かつ、平行平板１２に入射する光の光軸Ｋ０に垂直な面に対して、表面１２ａが所定角度（以下、あおり角度と呼ぶ）だけ傾くように配置されている。図１中の符号θはあおり角度を示しており、本実施形態ではあおり角度θを約１度に設定している。
【００３９】
回転用アクチュエータ１４は、ロータ１４ａおよびステータ１４ｂ等から構成される電動の中空モータであり、ロータ１４ａの回転中心が結像レンズ１１の光軸Ｋ０と一致するように配置されている。そして、ロータ１４ａには平行平板１２があおり角度θだけ傾いた状態で取り付けられており、中空モータ１４を回転駆動させると、平行平板１２はあおり角度θを維持したまま光軸Ｋ０を回転中心として回転するようになっている。図２中の矢印Ｒ１は前記回転の方向を示している。
【００４０】
また、中空モータ１４には、ロータリーエンコーダ１４ｄおよび非接触式スイッチ１４ｅ、１４ｆが設けられており、この非接触式スイッチは、ロータ１４ａに固定されたマグネット（磁界発生手段）１４ｅと、ロータ１４ａとともに回転するマグネット１４ｅによって生じる磁界の変化を検出するコイル（磁界変化検出手段）１４ｆとから構成されている。これにより、ロータ１４ａの回転位置、すなわち平行平板１２の回転位置が検出される。なお、これらのロータリーエンコーダ１４ｄおよび非接触式スイッチ１４ｅ、１４ｆは、特許請求の範囲に記載の回転位置検出手段に相当する。因みに、本発明の回転位置検出手段１４ｄは上記ロータリーエンコーダ１４ｄに限られるものではなく、他の例としては、差動トランス、ポテンショメータ、レゾルバ等が挙げられる。
【００４１】
ロータリーエンコーダ１４ｄおよび非接触式スイッチ１４ｅ、１４ｆにて得られた検出信号は、カメラユニット１５Ｕを介して画像処理コンピュータ１６に入力される。これにより、カメラユニット１５Ｕから画像処理コンピュータ１６に入力された輝度値データのうち一つのＣＣＤ１５ａによる複数の輝度値が、表示面２ｂの円形線Ｓに示す部分のいずれの位置に対応する輝度値であるかを、画像処理コンピュータ１６が認識できる。
【００４２】
また、図１のＡ矢視図である図３に示すように、平行平板１２、中空モータ１４およびエリアセンサ１５は、平行平板１２を透過した光が中空モータ１４の中空部１４ｃを通ってエリアセンサ１５に入射するような位置関係に配置されている。また、本実施形態では平行平板１２の回転速度を約２００ｒｐｍに設定している。
【００４３】
あおり角調節用アクチュエータ１３は、平行平板１２を動かしてあおり角度θを調節するための電動アクチュエータであり、ロータ１４ａに固定支持されている。図２中の矢印Ｒ２はあおり角度θを調整するにあたり平行平板１２が動く方向を示している。本実施形態のあおり角調節用アクチュエータ１３にはピエゾ素子が採用されており、ピエゾ素子１３への印加電圧を調節してピエゾ素子１３を所定の変位量となるように変位させることで、あおり角度θを調節するように構成されている。このような構成により、あおり角度θの微調整を正確に行うことができ、あおり角度θを調節する作業性を良好にできる。
【００４４】
次に、撮像システム１の光学系を説明すると、図４は平行平板１２の側面図（図１の拡大図）であり、図４（ｂ）に示す平行平板１２は図４（ａ）に示す平行平板１２を１８０度回転させた状態のものである。そして、該図４に示すように、結像レンズ１１を透過して平行平板１２に入射する入射光Ｋ１は、平行平板１２があおり角度θだけ傾いているため、平行平板１２の表面１２ａおよび裏面１２ｂにて屈折する。そして、裏面１２ｂから出射する出射光Ｋ２は、入射光Ｋ１に対して微少量Δｘだけシフトされ、かつ、入射光Ｋ１および光軸Ｋ０に対して平行に進むこととなる。
【００４５】
そして、このように傾いた平行平板１２を、光軸Ｋ０を回転中心として回転させると、シフトする向きが変位することとなる。例えば、図４（ａ）の場合には上側にシフトし、図４（ｂ）の場合には下側にシフトする。
【００４６】
図５はＬＣＤ２の表示面２ｂを示す拡大図であり、あおり角度θを０度として平行平板１２の配置を本発明の対象外となる配置にした場合には、ＬＣＤ２の表示面２ｂのうち各ＣＣＤ１５ａに入射してエリアセンサ１５にて撮像され得る部分は、図５中の符号Ｐに示す点の集まりとなる。一方、あおり角度θを０度より大きい角度として平行平板１２の配置を本発明の対象となる配置にした場合には、ＬＣＤ２の表示面２ｂのうち各ＣＣＤ１５ａに入射してエリアセンサ１５にて撮像され得る部分は、点Ｐを中心とした円形線Ｓの集まりとなる。
【００４７】
なお、あおり角度θが大きいほど、撮像され得る部分としての円形線Ｓの半径が大きくなる。そして、円形線Ｓの半径は、隣り合う円形線Ｓが互いにオーバーラップしないような大きさに設定することが望ましい。すなわち、円形線Ｓの半径が前述の大きさとなるようにあおり角度θを調節して、撮像可能な部分を最大にすることが望ましい。
【００４８】
次に、上記構成による撮像システム１の作動を説明すると、はじめに、平行平板１２が所望のあおり角度θで傾くように、ピエゾ素子１３に所定の電圧を印加して調節する。その後、あおり角度θを維持しつつ、中空モータ１４の駆動により平行平板１２を１回転以上回転させながら、カメラユニット１５Ｕのシャッターを連続的に切ることにより、ＬＣＤ２をエリアセンサ１５により連続的に撮像する。すると、平行平板１２が一回転する毎に、ＬＣＤ２の表示面２ｂのうち円形線Ｓに示す部分がエリアセンサ１５により撮像される。そして、円形線Ｓに示す部分の輝度値データがエリアセンサ１５から画像処理コンピュータ１６に出力され、該輝度値データに基づいて画像処理コンピュータ１６が所望の画像処理を実行する。
【００４９】
なお、カメラユニット１５Ｕのシャッターを切るタイミングは、回転位置検出手段によって検出されるロータ１４ａの回転位置に応じて制御される。これにより、表示面２ｂの円形線Ｓに示す部分のうち所望の位置にて撮像することが可能となる。例えば、カメラユニット１５Ｕのシャッターを切るタイミングを、コイル１４ｆから出力される検出信号の出力タイミングに同期させるように制御する。例えば、円形線Ｓに示す部分を複数に分割し、前記検出信号をトリガーとして分割数に応じた間隔で連写するように制御すればよい。
【００５０】
画像処理の一例を説明すると、図６に示すＬＣＤ２の画素２ａの形状を画像処理にて検査するにあたり、図６中の点線は画素２ａの正常な形状（矩形）を示しており、図６中の実線は画素２ａに欠けが生じている状態の形状を示している。そして、図７は、図６中の円形線Ｓ部分を撮像したＣＣＤ１５ａにより検出された輝度値の、時間変化を示すグラフである。換言すれば、前記輝度値と円形線Ｓ上における撮像位置との関係を示すグラフである。
【００５１】
そして、図６の点線に示すようにＬＣＤ２の画素２ａが正常な形状である場合には、図７中の点線に示される輝度値の変化となるのに対し、図６の実線に示すように画素２ａに欠けが生じている場合には、図７中の実線に示される輝度値の変化となる。このように、正常な形状である場合の輝度値の変化と撮像により検出された輝度値の変化とを比較することで、画素２ａの形状が正常であるか否かを検査することができる。
【００５２】
なお、正常な輝度値の変化を画像処理コンピュータ１６に予め記憶させておき、検出された輝度値変化と正常な輝度値変化との偏差が所定量異常である場合に画素２ａの形状が異常であると判定してもよいし、あるＣＣＤ１５ａにて検出された輝度値変化が、他のＣＣＤ１５ａにて検出された輝度値変化に比べて大きく異なる場合に、前記あるＣＣＤ１５ａに対応する画素２ａの形状が異常であると判定してもよい。
【００５３】
以上により、本実施形態によれば、平行平板１２を、ＬＣＤ２からエリアセンサ１５までの光路を横切るように、かつ、あおり角度θだけ傾くように配置しているので、平行平板１２に入射する入射光Ｋ１は、表面１２ａおよび裏面１２ｂにて屈折し、裏面１２ｂから出射する出射光Ｋ２は、入射光Ｋ１に対して微少量Δｘだけシフトされ、かつ、入射光Ｋ１に対して平行に進むこととなる。そして、あおり角度θだけ傾いた状態の平行平板１２を回転させるので、シフトする向きが変位し、ＬＣＤ２の表示面２ｂのうち各ＣＣＤ１５ａに入射してエリアセンサ１５にて撮像され得る部分は円形線Ｓの集まりとなる。
【００５４】
そして、平行平板１２を１回転以上回転させながらＬＣＤ２をエリアセンサ１５により連続的に撮像するので、点Ｐのみを撮像する場合に比べて高解像の輝度値データを得ることができる。換言すれば、エリアセンサ１５が有するＣＣＤ１５ａの数（画素数）以上の輝度値データを得ることができる。
【００５５】
しかも、このような構成による本実施形態によれば、従来の撮像検出装置で必要となっていた複数エリアの撮像映像を繋ぎ合わせるといったことを不要にできるので、従来問題となっていた、繋ぎ合わせる境界部分にて生じる検査不良を低減できる。
【００５６】
さらに、本実施形態によれば、従来の撮像検出装置で必要となっていたエリアセンサ１５自体の移動を不要にできるので、従来問題となっていたエリアセンサ１５の移動時間を無くすことができ、検査時間を短縮できる。また、エリアセンサ１５自体を移動させようとすると、移動手段として大型のアクチュエータが必要となり、撮像検出装置の大型化およびコストアップを招いてしまうのに対し、本実施形態によればエリアセンサ１５自体の移動を不要にできるので、撮像検出装置１の小型化およびコストダウンを図ることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、回転用アクチュエータ１４に中空モータ１４を採用しているので、平行平板１２を透過した光が中空モータ１４の中空部１４ｃを通ってエリアセンサ１５に入射するように構成でき、中空モータ１４のロータ１４ａに平行平板１２を直接固定することを実現できる。よって、ロータ１４ａから平行平板１２に動力を伝達する歯車等の動力伝達機構を不要にでき、部品点数の削減を図ることができる。
【００５８】
（他の実施形態）
上記実施形態では、本発明の撮像システム１を、ＬＣＤ２の画素２ａの形状を検査する場合に適用しているが、本発明の撮像システム１はＬＣＤ２の画素２ａ形状検査への適用に限られるものではなく、冷陰極管表示装置（ＣＲＴ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）やエレクトロルミネッセンス(ＥＬ)その他の各種表示装置の画素形状検査にも適用できる。
【００５９】
さらに、上記画素形状検査に限らず、同一形状の物が複数規則的に配列されたものを検査の対象物２として好適であり、例えば、複数本の微細径ファイバーを束ねた束状物体の断面を検査対象とすることが挙げられる。また、対象物２の形のみならず、色、模様およびこれらの組み合わせについて検査するようにしてもよい。例えば、複数の細胞からなる組織を検査の対象物２とし、複数の細胞により規則性のある模様が形成されている状態を正常模様とし、正常模様となっていない異常な細胞部分があるか否かを検査することに用いても好適である。
【００６０】
さらにまた、本発明の撮像システム１によれば、１つの撮像素子（ＣＣＤ）１５ａにより撮像され得る部分は点Ｐではなく円形線Ｓとなるので、円形線Ｓ上の複数箇所を１つの撮像素子１５ａで撮像できる。つまり、複数の空間的にずれた位置での検出値を１つの撮像素子１５ａにより得ることができるので、前記複数の検出値を近傍演算処理することによる画像処理を行うのに好適である。従って、本発明の撮像システム１は対象物２を検査する用途に限られるものではなく、画像処理に必要な撮像データを得る用途等、あらゆる用途に適用可能である。
【００６１】
上記近傍演算処理による画像処理の一例を説明すると、例えば、図５に例示される複数の円形線Ｓのうち、ある円形線Ｓでは第１回転位置におけるデータを採用し、隣り合う他の円形線Ｓでは第２回転位置におけるデータを採用し、これらの採用されたデータを組み合わせて映像を構築するようにすれば、モアレが抑制された映像を得ることができる。さらに他の例として、前述した複数の空間的にずれた位置での検出値に基づいて、空間二次微分等の周知の局所処理を行うことにより、画像の鮮明化等の画像処理を施すことが挙げられる。
【００６２】
また、上記実施形態では、所定角度調節手段１３にピエゾ素子等のアクチュエータを採用しているが、本発明の実施にあたり、手動であおり角度θを調節するように構成してもよい。さらには、対象物２およびあおり角度θが予め決まっているような場合には、所定角度調節手段１３を廃止して、あおり角度θが固定された撮像システム１としてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、平行平板１２を１回転以上回転させながら、ＬＣＤ２をエリアセンサ１５により連続的に撮像しているが、本発明の実施にあたり、平行平板１２の第１回転位置および第２回転位置の少なくとも２箇所で撮像すれば、表示面２ｂの円形線Ｓに示す部分の少なくとも２箇所で撮像することとなり、エリアセンサ１５が有するＣＣＤ１５ａの数（画素数）以上の輝度値データを得るといった効果を発揮できる。
【００６４】
また、上記実施形態では、平行平板１２の回転中心となる光軸Ｋ０を、焦点レンズ１１の光軸Ｋ０と一致させているが、平行平板１２の回転中心は平行平板１２に入射する光の光軸Ｋ１と一致していればよい。すなわち、平行平板１２の回転中心は、焦点レンズ１１の光軸Ｋ０と平行であればよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、対象物２からエリアセンサ１５までの光路が一直線となるように、結像レンズ１１、平行平板１２およびエリアセンサ１５を配置しているが、本発明の実施にあたり、前記光路中に反射板を配置して、光路が折れ曲がるようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像システム１で対象物２を検査している状態を示す模式図である。
【図２】図１の光学系を模式的に示す斜視図である。
【図３】図１のＡ矢視図である。
【図４】（ａ）は、図１の平行平板１２単体を示す拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す平行平板１２を１８０度回転させた状態の拡大図である
【図５】図１に示すＬＣＤ２の表示面２ｂを示す拡大図である。
【図６】図５に示す画素２ａに欠けが生じている状態を示す図である。
【図７】図６に示す画素２ａを撮像した場合において、輝度値と円形線Ｓ上における撮像位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…撮像システム  ２…液晶表示装置ＬＣＤ（対象物）
１２…平行平板  １２ａ…平行平板の表面  １２ｂ…平行平板の裏面
１３…ピエゾ素子（所定角度調節用アクチュエータ）
１４中空モータ（回転用アクチュエータ）
１５…エリアセンサ  １５ａ…ＣＣＤ（撮像素子）
【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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