JPH0438193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は被検査物体としての移動する被撮像
物体（以下対象物体という）の自動外観検査装置
等に用いられる、２次元固体撮像素子等の２次元
走査形イメージセンサを使用した画像入力装置に
関する。

〔従来技術とその問題点〕

以下各図の説明において同一の符号は同一又は
相当部分を示す。また論理“High”，“Low”及
び論理“１”，“０”は単に“Ｈ”，“Ｌ”及び
“１”，“０”と記すこととする。

この種の画像入力装置としては、従来一般には
TVカメラを標準方式としての非インタレース方
式で駆動し、像のボケをなくすためにストロボ光
又はシヤツタによりTVカメラの垂直帰線期間に
瞬間露光を行う方式のものが知られている。

第９図はこのような一般的な画像入力装置を用
いた自動外観検査装置の構成例である。、信号処
理装置２は、ベルトコンベア６上を移動する対象
物体７が画像入力装置（以下単にTVカメラとも
いう）３の視野内に入つたことを位置検出装置５
からの位置検出信号９によつて検出し、画像入力
装置３における位置検出信号９の直後の垂直帰線
期間にストロボ点弧装置１に対しストロボ点弧信
号１０を送出しストロボ光源４を点弧させる。こ
れによりストロボ光源４からの光によつて、対象
物体７の画像は画像入力装置３内の撮像面に瞬間
露光され、移動による画像ボケの少ない画像情報
（画像信号）が画像入力装置３により取込まれ、
信号処理装置２で処理される。

第１０図はこのような従来方式の画像入力装置
３の動作のタイミング図である。８はTVカメラ
３の垂直同期信号、９はベルトコンベア６上を移
動する対象物体７がTVカメラ３の視野に入つた
ことを示す位置検出信号、１０は前記ストロボ点
弧信号であり、位置検出信号９の直後の垂直帰線
期間８ａ内に行なわれるストロボ光源４による瞬
間露光のタイミングである。１１は画像読出し信
号で、露光後に行なわれるTVカメラ３からの画
像信号の読出期間を示す。

この場合位置検出信号９は画像入力装置３の画
像走査の周期とは通常無関係に発せられるもので
あるため、露光を位置検出信号９の立上りと一致
又は一定の遅延時間後に行なうと、垂直帰線期間
８ａ以外の時点で露光が行なわれる可能性が高
く、画像情報が２画面にわたつて分割されて読出
される。また露光後に読出が行なわれる部分の画
像信号が大きな信号となり、画面上で白い線とな
つて現れるため正確な画像信号が得られないなど
の問題が生じる。このため実際には第１０図に示
すタイミング（垂直帰線期間８ａ内）で露光が行
なわれている。

同図でわかる様に従来方式ではTVカメラ３の
走査に対し非同期で位置検出信号９が入力され
る。しかも次の垂直帰線期間８ａ内に瞬間露光が
行なわれるため、位置検出信号９の出力時点ｔ０
と露光タイミング（ストロボ点弧信号１０の出力
時点）との間に不定の遅れ時間τのずれが生じ
る。

この遅れ時間τは、一般に標準の非インタレー
ス走査を行なつた場合、垂直帰線信号すなわち垂
直同期信号８の周期16.7msecの範囲で不定とな
る。従つて、今ベルトコンベア６の移動速度をｖ
〔ｍ／sec〕とすると０〔ｍ〕〜1.67×10^-3ｖ〔ｍ〕
の範囲で、位置検出装置５の検出位置と実際の露
光時の対象物体７の位置にずれが生じる。その結
果以下の様な大きな問題点がある。

１ ０〜16.7×10^-3ｖ〔ｍ〕の間でランダムに露
光時の位置ずれが生じると、照明分布が場所に
よつて変化するため装置の検出精度が低下す
る。

２ ０〜16.7×10^-3ｖ〔ｍ〕の間でランダムに露
光時の位置ずれが生じるため、パターンマツチ
ング等による検査を行なう場合に、広範囲の位
置補正の演算を行なう必要があり、位置補正の
方法や手段が複雑になり、装置コストが上昇す
る。

３ ０〜16.7×10^-3ｖ〔ｍ〕のランダムの位置ず
れがあり、対象物体の移動速度ｖが大きい場合
には、ランダムな位置ずれ量だけでTVカメラ
の視野内を通過し、対象物体の画像をとらえる
ことができないという致命的欠点をもつ場合が
ある。

４ 移動速度ｖが大きい場合において、ランダム
な位置ずれを許容できる（視野内に対象物体の
画像をとらえ得る）大きな視野サイズとすると
TVカメラの分解能が悪くなり所要の検査精度
が得られない。

なお実際にはこの０〜16.7×10^-3ｖ〔ｍ〕の位
置ずれの他に、移動速度ｖの変動による位置ずれ
が加わりさらに悪条件となる。

また、この他に位置検出信号９からPLL回路
等によりTVカメラの同期信号を作る方式、TV
カメラの同期信号に同期してベルトコンベア等の
搬送系を駆動させる方式等が考えられている。し
かし、前者では位置検出信号が一定の周期で入力
される必要があり、対象物体による位置検出では
なく搬送系による位置検出が必要で、しかも対象
物が搬送系において正確に位置ぎめされている必
要がある。

また後者においても搬送系に対し対象物体が正
確に位置ぎめされている必要があり、特殊な場合
を除いて実用的でない。さらにいずれの場合にも
制御回路が複雑となり高コストとなる欠点があ
る。

〔発明の目的〕

この発明は前述の問題点を除去し、高速移動物
体の画像を取込む際、位置検出信号がTVカメラ
の同期信号に対して非同期で入力される場合にお
いても、移動物体を画面上に位置精度良くとらえ
ることが可能であり、しかも新たな露光に対応す
る画像信号の読出が１フレーム（１画面）にわた
り画面の開始点より順次行なうことが可能な画像
入力装置を低価格で提供することを目的とするも
のである。

なおこの種の技術の文献としては本出願人によ
る特公昭57−13905号がある。

〔発明の要点〕

この発明の要点は位置検出信号に対する瞬間露
光のタイミングの遅れ時間を一定にすると共に、
露光後の走査を１画面の開始点より順次行なうこ
とにより、高速移動物体の画像を画面上に位置精
度良くとらえると共に、２フレーム間にわたつて
画像信号が分割されることなく、正常な画像の読
出が可能とするものである。さらにこの遅れ時間
を短くすることにより移動物体の速度変動があつ
ても、移動物体の画像を画面上に位置精度良くと
らえることを可能とするものである。

換言すれば本発明の要点は移動する被撮像物体
（対象物体など）が所定の位置に到達したことを
検出する位置検出信号を入力し、被撮像物体に瞬
間露光を行う手段（ストロボ光源など）に露光信
号（ストロボ点弧信号など）を与えて前記の露光
を行ない、撮像手段（MOS形２次元固体撮像素
子など）を介し前記の露光によつて得られた被撮
像物体の画像を、走査手段（水平、垂直駆動パル
ス回路、水平、垂直シフトレジスタなど）を介し
画面走査の開始点（垂直及び水平走査の開始点）
からラスター走査することにより画像信号を得る
画像入力装置（TVカメラなど）において、 前記位置検出信号を入力して前記走査手段にお
ける現走査点の位置を与える記憶内容（水平、垂
直シフトレジスタの内容など）をクリヤーし、前
記の開始点の位置の記憶内容に更新する走査位置
記憶更新手段（初期化回路、水平（垂直）駆動パ
ルス回路など）と、前記記憶内容の更新ののち、
かつ前記位置検出信号の入力時点から所定時間
（遅れ時間）の経過後に前記露光信号を出力する
手段（垂直駆動パルス回路など）と、この露光信
号の出力後、前記走査手段の走査を開始させる手
段（初期化回路など）と、からなるようにした
点、又はさらに前記所定時間は１画面の走査を終
了する時間（垂直同期信号の周期など）より短い
ものであるようにした点にある。

〔発明の実施例〕

以下第１図〜第８図に基づいて本発明を説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例としての構成
を示すブロツク図、第２図は第１図の動作を説明
するタイムチヤート、第３図は第１図における初
期化の動作を説明する図、第４図は本発明の第２
の実施例としての構成を示すブロツク図、第５図
は第４図の初期化の動作を説明する図、第６図は
本発明の第３の実施例としての構成を示すブロツ
ク図、第７図は第６図の初期化の動作を説明する
図、第８図は本発明の画像入力装置３に用いられ
る撮像手段の１例としてのMOS形２次元固体撮
像素子（撮像素子ともいう）１２の概略構成図で
ある。

あらかじめ第８図により撮像素子１２の構成と
動作を説明する。２７，２７aa，２７ba，…，
２７ab，２７bb，…，〜はフオトダイオード、
３５，３５aa，３５ba，…，３５ab，３５bb，
…，〜は各フオトダイオードに対応して設けられ
た垂直MOSスイツチで対となるフオトダイオー
ド２７及びMOSスイツチ３５の各１個で１画素
を構成している。

２５，２５ａ，２５ｂ，…は垂直MOSスイツ
チ３５をスイツチングするための垂直シフトレジ
スタ４５の出力端子（垂直シフトレジスタ出力端
子という）で、一般には１水平走査ごとに２５
ａ，２５ｂ…と順に“１”（“Ｈ”レベル）となり
各端子２５に対応する（一行分の）MOSスイツ
チ３５をONさせ、垂直走査を行なう。

３３，３３ａ，３３ｂ，…は垂直の各１列の画
素に対応して設けられた水平MOSスイツチで、
水平シフトレジスタ４４の出力端子（水平シフト
レジスタ出力端子という）２６，２６ａ，２６
ｂ，…が１水平走査中２６ａ，２６ｂ，…と順に
“１”となり、各端子２６に対応するMOSスイツ
チ３３をONさせ水平走査を行う。このようにし
て各フオトダイオード２７はONとなつた各水
平、垂直MOSスイツチ３３，３５、従つて各水
平、垂直シフトレジスタ出力端子２６，２５の出
力によつて順次選択されて画像信号２４の出力ラ
イン（同符号）に接続され、この出力ライン２４
に接続された電源３７により逆バイアスされて、
その接合容量に充電される。この後フオトダイオ
ード２７と電源３７との接続が断たれた状態で光
がフオトダイオード２７に照射されると、前記の
充電された電荷は光の強度及び照射時間に応じた
放電速度で放電し、次回に再度そのフオトダイオ
ード２７が選択された時に放電した電荷が補充さ
れ、画像信号出力ライン２４に接続された負荷抵
抗３６を流れる電流として、順次各フオトダイオ
ード２７の照射光量が読み出され画像信号２４と
なる。

各MOSスイツチ３３，３５をON，OFFさせ
るための水平及び垂直シフトレジスタ４４及び４
５は、それぞれシリアル入力としての水平及び垂
直入力信号１９及び２２並びに各２相の水平及び
垂直シフトクロツク１７，１８及び２０，２１を
入力することにより動作させることができる。な
お以下説明の便宜上前記信号１９，２２及びシフ
トクロツク１７，１８，２０，２１を含めて駆動
パルスともいい、さらに信号１９とシフトクロツ
ク１７，１８とを合せ水平駆動パルス、信号２２
とシフトクロツク２０，２１とを合せ垂直駆動パ
ルスともいう。

ここで再びシフトレジスタ４４，４５の動作説
明に戻ると、まず垂直シフトレジスタ４５がシリ
アル入力としての垂直入力信号２２を“１”と
し、垂直シフトクロツク２０，２１を１クロツク
入力すると、垂直シフトレジスタ出力端子２５ａ
が“１”となり一行目の画素のMOSスイツチ３
５aa，３５ab，…がすべてONとなる。次に水平
シフトレジスタ４４のシリアル入力としての水平
入力信号１９を“１”とし水平シフトクロツク１
７，１８を１クロツク入力すると水平シフトレジ
スタ出力端子２６ａが“１”となり、１列目の
MOSスイツチ３３ａがONとなり、第１行第１
列のフオトダイオード２７aaが読み出される。
さらに水平シフトレジスタの水平入力信号１９を
“０”とし水平シフトクロツク１７，１８を１ク
ロツク入力すると、水平シフトレジスタ出力端子
２６ａは“０”従つて１列目のMOSスイツチ３
３ａはOFF、水平シフトレジスタ出力端子２６
ｂは“１”従つて２列目のMOSスイツチ３３ｂ
がONとなり、第１行第２列のフオトダイオード
２７abが読み出される。以下同様に水平入力信
号１９を“０”としたまま水平シフトクロツク１
７，１８を順次入力すると第１行目のフオトダイ
オード２７ac，２７ad，…が順次読み出される。
第１行のフオトダイオード２７aa，２７ab，…
をすべて読み出した時点で、垂直シフトレジスタ
４５の垂直入力信号２２を“０”とし、垂直シフ
トクロツク２０，２１を加えると、垂直シフトレ
ジスタ出力端子２５ａは“０”従つて第１行の垂
直MOSスイツチ３５aa，３５ab，…がOFF、垂
直シフトレジスタ出力端子２５ｂは“１”従つて
第２行の垂直MOSスイツチ３５ba，３５bb，…
がすべてONとなり、同様に第２行のフオトダイ
オード２７ba，２７bb，…の信号を順次読み出
すことができる。以下同様に１画面の全フオトダ
イオード２７を順次読み出すことにより、１フイ
ールド（１画面）分の画像が得られる。

実施例 (1) 次に本発明の実施例を順次説明する。第１図は
本発明の第１の実施例の構成を示すブロツク図
で、第９図の構成例と同様の自動外観検査装置に
使用される画像入力装置３内の要部である。本回
路は前記MOS形固体撮像素子１２と、その水平
及び垂直駆動パルス回路１３及び１４からなる通
常の非インタレース走査を行なう回路と、外部か
らの位置検出信号９によりパルス回路１３，１４
を初期化すると共に、ストロボ点弧信号１０を送
出するための初期化回路１５１とからなる。

位置検出信号９がない場合は初期化回路１５１
より、パルス回路１３，１４へのリセツトパルス
１６が送出されないので、パルス回路１３，１４
により通常のラスター走査が撮像素子１２に対し
実行される。すなわち水平駆動パルス回路１３か
らは第８図で述べたように撮像素子１２の水平シ
フトレジスタ４４のシリアル入力部を、１水平走
査の開始時に１クロツクの期間“１”にするため
の水平入力信号１９と水平シフトレジスタ４４を
シフトするための２相の水平シフトクロツク１
７，１８が出力される。さらに、垂直駆動パルス
回路１４からは、同様に、１垂直走査の開始時に
“１”の垂直入力信号２２が出力され、１水平
（１行分）走査終了ごとに、２相の垂直シフトク
ロツク２１，２２が出力される。この駆動クロツ
クによつて撮像素子１２のフオトダイオード２７
は順次読み出し状態となるが、露光が行なわれな
い場合は一般に暗電流成分のみが読み出され、画
像信号２４の“０”（“Ｌ”レベル）を示すことに
なる。

位置検出信号９が初期化回路１５１に入力され
ると、位置検出信号９のフロントエツジ直後にパ
ルス回路１３，１４に対してリセツト信号１６が
回路１５１により送出され、その時点の走査が途
中の段階であつても初期条件（１画面の開始点か
らの読み出し状態）にもどる。その後はパルス回
路１３，１４により後述の理由で通常の１画面の
予備走査が終了したのち、初期化回路１５１は垂
直駆動パルス回路１４からの１垂直走査終了信号
２３を検出し、その直後にストロボ点弧信号１０
を送出する。

この信号１０の出力のタイミングでストロボ光
による撮像素子１２の露光が行なわれ、パルス回
路１３，１４によつてひきつづき行なわれる通常
の１画面のラスター走査によつて、画像信号出力
ライン２４に露光された画像情報（画像信号２
４）が順次送出される。

第２図はこの様子を示したタイムチヤートであ
る。時点ｔ０に初期化回路１５１に位置検出信号
９が入力されるまでは通常のラスター走査が行な
われている。位置検出信号９が入力されると前記
リセツト信号１６によつてパルス回路１３，１４
がリセツトされ、１垂直走査が新たに開始され
る。すなわち期間８ａ０に図外の手段から垂直駆
動パルス回路１４などに垂直同期信号８が出力さ
れ、ひきつづき期間８ｂ０に１画面が走査され
る。この時点では露光が行なわれていないので映
像信号は一般に暗電流成分のみとなる。その後の
回路１４からの１垂直走査終了信号２３によつて
垂直帰線期間８ａ１に初期化回路１５１からスト
ロボ点弧信号１０が送出され、露光が行なわれ
る。つづいて次の期間８ｂ１における１画面の走
査によつて画像読出信号１１の出力期間に露光に
よつて蓄積された画像情報が画像信号２４となつ
て撮像素子１２から読出される。

従つて位置検出信号９の入力時点ｔ０から露光
までの遅れτ時間は16.7msecで一定となる。さ
らに、露光後の走査は１画面の開始点から行なわ
れるため画像情報は分割されずに、１フイールド
内で読み出すことができる。

次に前記の説明において、露光前に第２図期間
８ｂ０のように１画面分の予備走査を行う理由を
第３図により説明する。第３図において２５，２
６は第８図で述べた各垂直、水平シフトレジスタ
４５，４４の垂直、水平シフトレジスタ出力端子
２５，２５ａ，２５ｂ，…，２６，２６ａ，２６
ｂ，…の出力信号に対応し、２７aa，…は信号
“１”の各シフトレジスタ出力端子２５，２６に
よつて選択されるフオトダイオード２７を示す。

すなわち第２図のように位置検出信号９の入力
時点ｔ０に通常の走査が完了していない場合で
は、第３図のように撮像素子１２のシフトレジス
タ４４，４５内に“１”（“Ｈ”）になつている
（その時点ｔ０での走査位置を与える）部分がす
でにある。従つてこの状態で１画面の開始点から
走査を始めようとすると第１行、第１列のフオト
ダイオード２７aaの選択時には、例えば第３図
に示す様に複数のフオトダイオード２７aa，２
７af，２７da，２７dfが同時に読出され、正常な
出力が得られないからである。

この方式はMOS形２次元固体撮像素子１２、
CCD形２次元固体撮像素子等を使用したTVカメ
ラの他に、通常の撮像管形TVカメラにも使用で
きる。撮像管形TVカメラの場合暗電流、ストロ
ボ光以外の外来光、残像等の影響が無視できれば
露光前の１画面の予備走査は不要である。

本実施例では露光前の１画面の予備走査を通常
の速度で行なつているが、この期間のクロツク周
波数を上げ（撮像管の場合は偏向コイルの周波
数）第２図における一定の遅れ時間τを短縮する
ことができる。従つて本実施例によれば垂直同期
信号とは無関係に入力される位置検出信号に対
し、一定の遅れ時間τで露光が行なわれるため、
対象物体の移動速度が変動しない限り、対象物体
の画像は画面上で位置精度良くとらえることがで
きる。しかも露光後、画面を開始点から順次走査
するためTVカメラの１フイールドの画面が分割
されずに読出すことができ以後の処理を簡単にす
ることができる。

なお前記の遅れ時間τは垂直同期信号８の周波
数を商用周波数に等しい周波数、例えば60Hzとし
た場合τ＝16.7msecとなる。

実施例 (2) 第４図は本発明の要部の第２の実施例の構成を
示すブロツク図である。本回路はMOS形固体撮
像素子１２と、水平及び垂直駆動パルス回路１３
及び１４からなる通常の非インタレース走査を行
なう回路の他に、外部からの位置検出信号９によ
り撮像素子１２の初期化、ストロボ点弧信号１０
の送出、パルス回路１３及び１４の初期化を順次
行なう初期化回路１５２がそなえられている。さ
らにこの他にパルス回路１３及び１４の出力駆動
パルスとしての水平及び垂直シフトクロツク１
７，１８及び２０，２１並びに水平及び垂直入力
信号１９及び２２と、初期化回路１５２の初期化
出力駆動パルスとしてのそれぞれ前記出力１７〜
２２に対応するシフトクロツク１７ａ，１８ａ及
び２０ａ，２１ａ並びに入力信号１９ａ及び２２
ａとを撮像素子１２の初期化の期間だけ切換え、
この期間には前記の初期化の出力駆動パルス１７
ａ〜２２ａを撮像素子１２に与えるための、水平
及び垂直駆動パルス切換回路２９及び３０が設け
られている。

位置検出信号９が入力されない状態では、初期
化回路１５２よりパルス切換回路２９，３０へ駆
動パルス切換信号３１が送出されない。さらに初
期化回路１５２よりパルス回路１３，１４にリセ
ツト信号１６が送出されないので、パルス回路１
３，１４からは切換回路２９，３０を介して駆動
パルス１７〜２２が撮像素子１２に与えられ、通
常のラスター走査が、撮像素子１２に対して実行
される。

位置検出信号９が初期化回路１５２に入力され
ると回路１５２はパルス切換回路２９，３０に対
し駆動パルス切換信号３１を送出すると共に、回
路２９及び３０を介し撮像素子１２に初期化のた
めの前記駆動パルスすなわち初期化水平駆動パル
スとしての初期化水平シフトクロツク１７ａ，１
８ａ、初期化水平入力信号１９ａ及び初期化垂直
駆動パルスとしての初期化垂直シフトクロツク２
０ａ，２１ａ、初期化垂直入力信号２２ａを送出
する。このように一定時間の初期化水平及び垂直
駆動パルス１７ａ〜１９ａ及び２０ａ〜２２ａを
送出し撮像素子１２の初期化が完了した時点で、
初期化回路１５２は、ストロボ点弧信号１０を送
出すると共に、パルス回路１３，１４に対し、リ
セツト信号１６を送出する。さらに初期化回路１
５２はパルス切換回路２９，３０に対して送出し
ていた駆動パルス切換信号３１を消滅させ、撮像
素子１２に対しパルス回路１３，１４からの水平
及び垂直駆動パルス１７〜２２が加えられる様に
する。このパルス回路１３，１４から送出される
駆動パルス１７〜２２はパルス回路１３，１４が
初期化回路１５２によりリセツトされているた
め、１画面の開始点からの走査が行なわれ、スト
ロボ点弧信号１０による露光によつて撮像素子１
２に蓄積された画像情報は露光後の１フレームの
期間に前記のように２画面に分割されることなく
連続的に読み出すことができる。

次に初期化回路１５２の動作をもう少しくわし
く説明する。第５図は回路１５２による撮像素子
１２の初期化の動作を説明するための図である。
同図ａ〜ｚの構成は第３図と同様である。ただし
この図では各々“１”の垂直、水平シフトレジス
タ出力端子２５，２６によつて選択されるフオト
ダイオード２７を“１”とし、非選択のものを空
白のままとして示している。

位置検出信号９入力後、初期化回路１５２は駆
動パルス切換信号３１を送出することによつて、
回路１５２の各初期化駆動パルス１７ａ〜２２ａ
が撮像素子１２に加えられる様にする。１７ａ，
１８ａは初期化水平シフトクロツクで、水平シフ
トクロツク１７，１８と共通でも良い。１９ａは
初期化水平入力信号で、まず信号１９ａを“１”
に保つたまま初期化水平シフトクロツク１７ａ，
１８ａを続けて加える。したがつて水平シフトレ
ジスタ４４にはすべて“１”が入り、水平シフト
レジスタ出力端子２６はすべて“１”となる。次
に初期化垂直入力信号２２ａを１クロツク分の初
期化垂直シフトクロツク２０ａ，２１ａの間
“１”として加える。この状態が第５図ａで第１
行目のフオトダイオード２７がすべて読出し
（“１”）、すなわち充電状態となる。次に初期化垂
直入力信号２２ａを“０”とし初期化垂直シフト
クロツク２０ａ，２１ａを１クロツク加える。こ
の状態が第５図ｂで、第２行目のフオトダイオー
ド２７がすべて読出し（“１”）の状態となつてい
る。以下同様にｂ…ｙとすべてのフオトダイオー
ド２７を充電する。次に初期化水平入力信号１９
ａを“０”とし水平シフトレジスタ４４内の
“１”がすべて掃き出されるまで初期化水平シフ
トクロツク１７ａ，１８ａを加え、すべてのフオ
トダイオード２７を非読み出し状態とし、撮像素
子１２の初期化が完了する（図ｚ）。以下前に述
べた様に水平、垂直駆動パルス回路１３，１４の
初期化、露光を行ないその後、通常の走査によつ
て画像信号を読み出す。

この第２の実施例によれば、位置検出信号９の
入力時点から露光までの遅れ時間τ（図外）は水
平シフトレジスタ出力端子２６をすべて“１”に
する時間、垂直シフトレジスタ出力端子２５を順
次“１”にする時間、及び再度水平シフトレジス
タ出力端子２６をすべて“０”にする時間の合計
であり、一定となる。通常の走査では１水平走査
終了する（水平シフトレジスタ出力２６ａ，２６
ｂ…を順次“１”としてシフトを終る）毎に、垂
直シフトクロツク２０，２１によつて垂直シフト
レジスタ４５を１ステツプシフトさせるが、本実
施例では初期化垂直シフトクロツク２０ａ，２１
ａは連続的に出力することができるため、遅れ時
間τを短縮することが出来る。初期化水平シフト
クロツク１７ａ，１８ａを商用周波数とし、垂直
シフトレジスタ４５のシフトクロツク（初期化垂
直シフトクロツク２０ａ，２１ａを水平シフトク
ロツク１７ａ，１８ａと同じ周波数とすると、垂
直及び水平画素数がほぼ同じである場合遅れ時間
τは約３水平走査時間（200μsec）となり第１の
実施例の16.7msecに比較して大巾に短縮できる。

従つて、対象物体の移動速度の変動があつて
も、画面上の位置精度のより高い画像取込が可能
となる。なお水平及び垂直シフトクロツクの周波
数を同程度とした場合は、後述の第３の実施例の
ように水平、垂直シフトレジスタ出力端子２６，
２５を同時にすべて“１”とし、その後すべて
“０”としてシフトを行わない方式の方が、初期
化に必要な時間を約２水平走査時間程度とするこ
とができ、より遅れ時間τを小さくできる。

したがつて対象物体の移動速度が一定の場合は
もとより、移動速度が大きく変化した場合におい
ても、位置検出信号の入力時点から露光までの時
間が短いため、その間の物体の移動距離が小さく
位置すれが少ない。たとえば移動速度が０〜
2m／secとすると、200μsec間の移動距離は０〜
0.4mmとなり非常に小さい値となる。

本方式においても水平及び垂直シフトレジスタ
４４，４５に“１”を入れて全フオトダイオード
をあらかじめ充電する動作は必らずしも必要では
なく、ストロボ光以外の外来光、暗電流残像等の
影響による画像信号の質の低下が無視できる場合
には、前回の走査によるシフトレジスタ内の残留
の“１”を掃き出すのに最大必要なクロツク数の
シフトを行なうだけで同様の効果が得られる。

実施例 (3) 第６図は本発明の要部の第３の実施例の構成を
示すブロツク図で、第２の実施例に対し、初期化
回路１５３が異なり、撮像素子１２の初期化のた
めの各駆動パルスが異なつている。またこの初期
化駆動パルス（初期化水平・垂直シフトクロツク
１７ｂ，１８ｂ及び初期化水平・垂直入力信号１
９ｂ）は初期化水平駆動パルスとしても初期化垂
直駆動パルスとしても共通に使用している。

この第３の実施例では、第１、第２の実施例と
は異なり、位置検出信号９が入力されない状態で
つねに撮像素子１２の初期化を行なつている。す
なわち初期化回路１５３は水平、垂直駆動パルス
切換回路２９，３０に対しつねに駆動パルス切換
信号３１を送出し、初期化回路１５３からの初期
化駆動パルス１７ｂ〜１９ｂを撮像素子１２の水
平及び垂直シフトレジスタ４４，４５に加えてい
る。

初期化回路１５３は位置検出信号９が入力する
と、一定の期間、通常と異なつた初期化駆動パル
ス１７ｂ〜１９ｂを送出する。その後初期化回路
１５３はストロボ点弧信号１０を送出し、撮像素
子１２に対して露光を行なわせると共に、水平、
垂直駆動パルス回路１３，１４にリセツト信号１
６を送出する。

さらに初期化回路１５３は垂直駆動パルス回路
１４から、１垂直走査終了信号２３が送出される
まで、駆動パルス切換信号３１を消滅させること
により、撮像素子１２に対する通常のラスター走
査が１画面の開始点より実行される。１画面の走
査すなわち１画面の画像情報読出しが終了すると
初期化回路１５３から駆動パルス切換信号３１が
送出され、再度初期化回路１５３からの初期化駆
動パルス１７ｂ〜１９ｂが撮像素子１２に対し加
えられる。

第７図はこの初期回路１５３の動作を説明する
図で、第５図と同様のものである。本実施例では
位置検出信号９が入力しない状態では、水平、垂
直駆動パルス切換回路２９，３０を介し撮像素子
１２に対し常に、その水平及び垂直シフトレジス
タ４４，４５のシリアル入力信号すなわち第８図
水平、垂直入力信号１９，２２に相当する共通の
初期化水平・垂直シリアル入力信号１９ｂを
“１”にし、第８図水平、垂直シフトクロツク１
７，１８，２０，２１に相当する共通の初期化水
平・垂直シフトクロツク１７ｂ，１８ｂを各シフ
トレジスタ４４，４５に与え、水平、垂直シフト
レジスタ出力端子２６，２５の全てを“１”とす
ることにより、すべてのフオトダイオード２７を
充電状態にしておく（第７図ａ）。位置検出信号
９が入力されると、水平及び垂直シフトレジスタ
４４，４５への共通のシリアル入力信号（初期化
水平・垂直入力信号１９ｂ）を共に“０”にして
共通のシフトクロツク（初期化水平・垂直シフト
クロツク１７ｂ，１８ｂを入力し順次第７図ａ，
ｂ…ｍ…ｚのように、すべてのフオトダイオード
２７を非選択状態とする。

この後露光を行ない、以下標準の走査によつて
画像情報を読み出す。

本方式では常時画像信号が得られないため、ピ
ント合せ等は標準方式の走査に切り換えて行なう
必要があるが、位置検出信号９の入力時点から露
光までの遅れ時間τをさらに少なく、約１水平走
査の時間とすることができる。

さらにクロツク周波数を標準クロツク周波数よ
り高くすることにより、遅れ時間τを短縮できる
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、位置検出信号入力後、直ちにその時点のTV
カメラ内の走査位置を与える記憶データ等を初期
化し、一定の遅れ時間で瞬間露光を行なうため、
TVカメラの同期信号と非同期で入力される対象
物体の位置検出信号による画像取込においても、
対象物体の移動速度が一定である限り、対象物体
の画像を画面内に高い位置精度で取込むことがで
きる。

また位置検出信号の入力後瞬間露光を行うまで
の遅れ時間を少なくすることによつて、対象物体
の移動速度の変動に対しても位置精度良く画像を
とらえることが可能である。従つて位置誤差によ
る照明分布の変動がなく、装置の検出精度を最大
限に高めることができる。

このようにして対象物が視野からはみ出し画像
としてとらえることができないという致命的欠点
をとりのぞくことができると共に、対象物体を拡
大して撮像しても、視野からはみ出ることがない
ため、撮像素子等の解像度を有効に利用した高精
度の自動外観検査が可能となる。

さらに、自動外観検査装置等のパターン認識演
算部において位置ずれ補正の演算を大量に行なう
必要がなく、低コスト化できる。

といつた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例としての構成を
示すブロツク図、第２図は第１図の動作を説明す
るタイムチヤート、第３図は第１図における初期
化の動作を説明する図、第４図は本発明の第２の
実施例としての構成を示すブロツク図、第５図は
第４図の初期化の動作を説明する図、第６図は本
発明の第３の実施例としての構成を示すブロツク
図、第７図は第６図の初期化の動作を説明する
図、第８図は本発明におけるMOS形２次元固体
撮像素子の概略構成図、第９図は従来及び本発明
における一般的な自動外観検査装置の構成例を示
す図、第１０図は従来の画像入力装置の動作を説
明するタイムチヤートである。 １……ストロボ点弧装置、２……信号処理装
置、３……画像入力装置（TVカメラ）、４……
ストロボ光源、５……位置検出装置、６……ベル
トコンベア、７……対象物体、８……垂直同期信
号、８ａ１……垂直帰線期間、τ……遅れ時間、
９……位置検出信号、１０……ストロボ点弧信
号、１１……画像読出信号、１２……MOS形２
次元固体撮像素子（撮像素子）、１３……水平駆
動パルス回路、１４……垂直駆動パルス回路、１
５１，１５２，１５３……初期化回路、１６……
リセツト信号、１７，１８……水平シフトクロツ
ク、１７ａ，１８ａ……初期化水平シフトクロツ
ク、１７ｂ，１８ｂ……初期化水平・垂直シフト
クロツク、１９……水平入力信号、１９ａ……初
期化水平入力信号、１９ｂ……初期化水平・垂直
入力信号、２０，２１……垂直シフトクロツク、
２０ａ，２１ａ……初期化垂直シフトクロツク、
２２……垂直入力信号、２２ａ……初期化垂直入
力信号、２３……１垂直走査終了信号、２４……
画像信号、２５，２５ａ，２５ｂ……垂直シフト
レジスタ出力端子、２６，２６ａ，２６ｂ……水
平シフトレジスタ出力端子、２７，２７aa，２
７ba……，２７ab，２７bb……，……フオトダ
イオード、２９……水平駆動パルス切換回路、３
０……垂直駆動パルス切換回路、３１……駆動パ
ルス切換信号、４４……水平シフトレジスタ、４
５……垂直シフトレジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動する被撮像物体が所定の位置に到達した
   ことを検出する位置検出信号を入力し、被撮像物
   体に瞬間露光を行う手段に露光信号を与えて前記
   の露光を行ない、撮像手段を介し前記の露光によ
   つて得られた被撮像物体の画像を、走査手段を介
   し画面走査の開始点からラスター走査することに
   より画像信号を得る画像入力装置において、 前記位置検出信号を入力して前記走査手段にお
   ける現走査点の位置を与える記憶内容をクリヤー
   し、前記の開始点の位置の記憶内容に更新する走
   査位置記憶更新手段と、前記記憶内容の更新のの
   ち、かつ前記位置検出信号の入力時点から所定時
   間の経過後に前記露光信号を出力する手段と、こ
   の露光信号の出力後、前記走査手段の走査を開始
   させる手段と、からなることを特徴とする画像入
   力装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記所定時間は１画面の走査を終了する時間
   より短いものであることを特徴とする画像入力装
   置。