JPH06225225A - 画像の解像力を向上させる方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、視野を狭めることなく、且
つ高解像力カメラ程の費用をかけずに、普通の単一カメ
ラシステムの解像力の２倍（もしくはそれ以上）の解像
力を得る方法及び装置を提供することである。 【構成】 元の画像は画像増倍器によって２つの完全画
像に分割される。第１のカメラ内の第１のＣＣＤアレイ
は第１の画像を受け、第２のカメラ内の第２のＣＣＤア
レイは第２の画像を受ける。これらのＣＣＤアレイはそ
れぞれ、第１のＣＣＤアレイ上で受ける第１の画像が第
２のＣＣＤアレイ上の第２の画像の位置に対してｘ軸方
向及びｙ軸方向に半画素分ずれるように画像増倍器と光
学的に整列されている。第１のカメラは第１のデータ集
合を生成し、第２のカメラは第２のデータ集合を生成す
る。第１及び第２のデータ集合はＣＰＵにおいて網目に
され、システム全体としては実効的に４倍の画素数を創
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像の解像力を向上させ
ることに関する。具体的には、本発明は２またはそれ以
上の低解像力画素アレイを使用してより高価な高解像力
画素アレイの解像力及び精度を達成する光・電子システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像の解像力は多くの応用において駆動
パラメタである。例えば、表面取付け型素子上のリード
を検査するためには解像力及び精度を改善することが極
めて重要である。縁の位置または配置を測定するために
はＣＣＤ（電荷結合素子）カメラを前方または後方照明
で使用する。所望精度及び縁の鋭さに依存して縁を識別
することができ、ある特定の画素、画素の集合、または
グレイレベル解析を使用することができる。価格を制御
するために、512 × 512画素アレイ（または種々の画素
アレイ密度）カメラを使用することができる。この型の
カメラが所要の精度を提供しない場合に問題が発生す
る。精度を改善する最も明白な方策の一つは被検査物体
のインチ当たりの画素の数を改善することである。これ
は多くの異なる方策で達成することができる。これらに
は、被検査物体を拡大すること、複数のカメラを使用し
て視野を維持すること、画像を走査して複数の部分に分
割すること、または高解像力カメラを使用することが含
まれる。これらの各方法は欠点を有している。

【０００３】所望精度はＣＣＤ上の倍率を増加させるこ
とによって達成することができる。これは最も費用がか
からない方法の一つであるが、視野を維持しなければな
らない場合に問題が発生する。倍率を２倍（２×）にす
ると視野はかなり狭められるようになる。倍率と視野の
両方を増す一つの方策は、必要な視野を見るための多重
カメラを使用することである。これは、過大な費用がか
かる単一の高解像力カメラを使用するよりも魅力的であ
り得る。多重カメラをこのようにして使用する場合の問
題は、今度は画像が２またはそれ以上の画像に分割さ
れ、画像処理中に数学的に再結合しなければならないこ
とである。このため画像の共通部分において許容差の積
重ねがもたらされる。

【０００４】画像を拡大し視野を維持する別の方策は物
体を走査することである。これは、もし結像及び処理時
間にかなりな増加を許容できるならば受け入れ可能な解
決法である。しかしながらこの方策には幾つかの問題が
ある。この方策は、結像される物体またはカメラの何れ
かを運動させるために高精密な運動部分が必要である。
重大な欠陥は物体を走査し、多重ピクチャを撮り、そし
て複数の画像を数学的に単一の画像に戻すための処理に
必要な付加的な時間である。これは単一のピクチャを撮
るために必要な時間の何倍にもなり得る。

【０００５】画像を拡大し所望の視野を得る他の一つの
方策は、ある応用にのみに適用できるものである。典型
的なＣＣＤは一般に方形である。もし結像される物体が
より矩形であればその画像を分割し、同一ＣＣＤ上に物
体の２またはそれ以上の部分的画像として投影すること
が可能である。しかしこの方策による精度の改善は、予
測されるような２×またはそれ以上にはならない。画像
処理において２つの半分を一緒にしようとすると、多重
カメラにおいて説明したものと同じ型の誤差が発生す
る。その結果画像の２つの半分を継ぎ合わせる箇所で許
容差の積重ねを生じる。

【０００６】単一の画像で精度を維持し、視野を維持す
る最も簡単な方策は高解像力カメラを使用することであ
る。もしこれで必要精度が得られ、しかも価格を問題に
しないのであれば、これは最良の方策である。問題は価
格である。単一の 512× 512ＣＣＤカメラの価格は 120
0 ドル程度である。単一の 1024 × 1024 ＣＣＤカメラ
の価格は約 10,000 ドル程度であり、 512× 512カメラ
の８倍である。2048×2048ＣＣＤカメラの価格は 30,00
0 ドル程度である。従って解像力が高いカメラは多くの
応用にとって極めて高い費用を課することになる。

【０００７】本明細書においては以下の合衆国特許出願
を参照している。 1991年 5月20日付 一連番号 703,225号、代理人 Docke
t No. TI-15429

【０００８】

【発明の概要】以上に概要を記した諸問題の大部分は本
発明による方法及び装置によって解消される。換言すれ
ば、本発明は視野を狭めることなく、且つ高解像力カメ
ラ程の費用をかけずに、普通の単一カメラシステムの解
像力の２倍（もしくはそれ以上）の解像力を得る方法及
び装置を提供する。

【０００９】本発明は前方照明、後方照明、または自然
光照明の何れかを使用するが、どれを使用しても所与の
応用において物体を見るためにカメラが必要とする適切
な照明が得られる。物体の画像は２またはそれ以上の完
全画像に分割される。各画像はそれ自身の検出器、例え
ばＣＣＤカメラによって受けられる。準備段階において
各検出器は、一方の検出器の画素上の第１の画像の位置
が、他方の検出器の画素上の第２の画像の位置から１画
素のある小数分だけずれる（オフセットする）ように位
置決めされる。例えば、もし２台の 512× 512カメラを
使用するものとすれば、それらは画像に対してｘ及びｙ
の両軸方向に１画素のある小数分（例えば半分）だけず
らすことができる。もし３台のカメラを使用するのであ
れば、各カメラは最後のカメラからｘ及びｙの両軸方向
に１画素のある小数分（例えば1/3 ）だけずらすことが
できる。もし４台のカメラを使用するのであれば、各カ
メラは最後のカメラから 1/4画素だけずらすことができ
る、等々である。

【００１０】この技術を使用する 512× 512カメラは 1
024 × 1024 カメラとほぼ等価であるが、価格は大幅に
低下する（即ち、約 2,400ドル対約 10,000 ドル）。よ
り高い解像力のカメラを使用して更に高い解像力のカメ
ラを模倣（エミュレート）することができる（例えば、
２台の 1024 × 1024 カメラを使用して 2048 × 2048
カメラを模倣することができる、等である）。

【００１１】もし特定の画素に鋭い縁が検出されれば、
精度は画素数／単位距離に正比例する。２カメラシステ
ムでは、各カメラによって決定される縁の位置は平均さ
れて単一カメラシステムの精度の殆ど２倍の精度が得ら
れる。もし縁の検出にグレイレベル解析を使用すれば、
各画素及び各カメラ毎の光強度点を１つの単一グレイレ
ベル解析に関して組合せることができる。各カメラ毎の
点は、カメラ間のバイアスを除去するために調整するこ
とができる。もし２台のカメラをグレイレベル解析を用
いるこの構成で使用すれば、単一カメラ画像を使用する
よりも 50 ％以上の精度の改善が達成される。

【００１２】本発明は解像力を向上させるための方法を
提供するものであり、本方法は、物体の少なくとも第１
の画像及び第２の画像を生成する段階と、第１及び第２
の画像を検出する段階と、検出した第１及び第２の画像
をそれぞれ第１及び第２のデータ集合として表す段階
と、第１及び第２のデータ集合を網目にする段階とを具
備する。

【００１３】

【実施例】添付図面、特に図１に解像力を向上させる光
・電子装置１０を被検査物体１２と共に示す。システム
１０は、レンズ組立体または画像増倍器（イメージマル
チプライヤ；例えば普通のビームスプリッタ）１４と、
第１のカメラ１６と、第１の主レンズ１７と、第２のカ
メラ１８と、第２の主レンズ１９と、ベースまたは卓組
立体２０とを有している。

【００１４】画像増倍器１４は物体１２の元の画像２２
を受け、それから２つの全体画像、即ち第１の画像２４
と第２の画像２６とを生成する。装置１０の好ましい実
施例は、物体１２のような表面取付け型素子と共に使用
するように設計されている。具体的に言えば、表面取付
け型素子のリードが対象構造である。前述した1991年 5
月20日付合衆国特許出願 703,225号にはこのような素子
がより詳細に記載されている。しかし装置１０が表面取
付け型素子以外の他の型の物体の検査または観察にも容
易に適用可能であることを理解されたい。装置１０は、
例えば物体認識または高速縁線検査に使用することがで
きる。

【００１５】好ましい実施例の第１のカメラ１６は、第
１の画像検出器即ち 512× 512ＣＣＤ画素アレイ３２を
含むＣＣＤカメラである。第１のカメラ１６は、第１の
ＣＣＤアレイ３２が画像２４を光学的に検出するよう
に、画像増倍器１４及び第１の主レンズ１７と光学的に
整列されている。ＣＣＤアレイ以外の種々の画素密度の
他の検出器またはセンサを使用することができ、例えば
ＣＩＤ（電荷誘導素子）アレイ、または焦平面（フォー
カルプレーン）アレイを使用することができる。実際
に、この応用に適するどのような電子カメラを使用して
も差し支えない。

【００１６】更に図１を参照する。好ましい実施例の第
２のカメラ１８は、第２の画像検出器即ち 512× 512Ｃ
ＣＤ画素アレイ３４を含むＣＣＤカメラである。第２の
カメラ１８は、第２のＣＣＤアレイ３４が画像２６を光
学的に検出するように、画像増倍器１４及び第１の主レ
ンズ１９と光学的に整列されている。上述したように他
の光検出器または画素密度を使用することができる。

【００１７】第１のカメラ１６及び第２のカメラ１８
は、画像処理を通してそれぞれの画素データを網目にす
るように電子的に結合されている。画像処理を遂行する
ためにソフトウエア、ハードウエア、またはそれらの如
何なる組合せも使用できることは明白である。テーブル
組立体２０は座３１と、画像増倍器卓３６と、第１のカ
メラ卓３８と、第２のカメラ卓４０とを含み、これらは
全て機械的に精密に結合されていて後述するように光学
的整列及び結合（物体１２、画像増倍器１４、第１のカ
メラ１６、第１の主レンズ１７、第２のカメラ１８、及
び第２の主レンズ１９の間）を達成している。

【００１８】図６を参照する。カメラ１６はＣＣＤアレ
イ３２の画素３３（図１０参照）の光強度のデータ表現
（ディジタルまたはアナログの何れか）である第１のデ
ータ集合２３２を生成する。第１のデータ集合２３２は
画素表現２３３からなり、各画素２３３はＣＣＤアレイ
３２内の画素３３に対応する。カメラ１８はＣＣＤアレ
イ３４の画素３５（図１１参照）の光強度のデータ表現
（ディジタルまたはアナログの何れか）である第２のデ
ータ集合２３４を生成する。第２のデータ集合２３４は
画素表現２３５からなり、各画素２３５はＣＣＤアレイ
３４内の画素３５に対応する。

【００１９】実際には第１のデータ集合２３２及び第２
のデータ集合２３４は光強度情報として実現されるので
あるが、図６は、あたかも視覚画像として再処理されて
いるかのように第１のデータ集合２３２及び第２のデー
タ集合２３４を図形的に示している。図１０及び１１は
図示を容易にする目的だけのために、それぞれ画素３３
及び３５の 10 × 10 アレイを描いてある。実際には、
ＣＣＤアレイ３２及び３４はそれぞれ画素３３及び３５
の 512× 512アレイである。

【００２０】図６は、図形的に網目にされた第１のデー
タ集合２３２を第２のデータ集合２３４と共に示す。第
１のデータ集合２３２及び第２のデータ集合２３４を網
目にする実際のプロセスはＣＰＵ６０において数学的に
行われることは容易に理解されよう。換言すれば、第１
のデータ集合２３２はカメラ１６において生成された後
にＣＰＵ６０へ伝送され、同様に、第２のデータ集合２
３４はカメラ１８において生成された後にＣＰＵ６０へ
伝送され、そして第１のデータ集合２３２及び第２のデ
ータ集合２３４は網目にされるのである。

【００２１】更に図６を参照する。第１の画像２４及び
第２の画像２６は互いに重畳して示されている。図示を
容易にするために、第１の画像２４及び第２の画像２６
は物体１２の実際の画像ではなく、重畳された円として
示してある。画像２４、２６は実質的に完全に整列して
いるが、第１のデータ集合２３２は第２のデータ集合２
３４に対してｘ軸方向に実質的に画像表現２３３の半分
だけずらされており、ｙ軸方向に実質的に画像表現２３
３の半分だけずらされていることが理解されるであろ
う。ｘ及びｙ軸は左側に示してある。これは、画像増倍
器１４とＣＣＤアレイ３４との間の光結合に対する、画
像増倍器１４とＣＣＤアレイ３２との間の光結合の本発
明による僅かなずらし（即ち実質的には、各方向に半画
素分）の表現である。

【００２２】図１を参照する。各カメラは準備段階にお
いて、第１のカメラ１６のＣＣＤアレイ３２上の画像２
４の位置が、第２のカメラ１８のＣＣＤアレイ３４上の
画像２６の位置に対して実質的に半画素分だけずれるよ
うに位置決めされる。このようにすると、第１のデータ
集合２３２からの画素表現２３３と第２のデータ集合２
３４からの画素表現２３５とを本発明に従って網目にし
た時に、解像力に寄与する実効的な画素表現の数が４倍
になる。

【００２３】画素表現２３３の（画素表現２３５に対し
て一方の軸方向にずらされた）小数分は図６においては
半分であるが、必ずしもそのようにする必要はない。事
実、画素表現のどのような小数分だけずらしてもよく、
実際に全くずらすことなく２つのＣＣＤアレイ３２、３
４によって受けられる画像２４、２６がデータ集合２３
２、２３４上の同一相対位置を占めるようにしてもよ
い。しかしながら好ましい実施例ではあるずれを用いて
おり、具体的には２つのＣＣＤアレイを使用して各軸方
向に半画素分のずれを与えている。これは２カメラシス
テムに最良の解像力を与える。同様にして、もし画像増
倍器１４を４つのＣＣＤアレイに対して４つの完全画像
を生成するように使用するのであれば、各ＣＣＤアレイ
は各先行ＣＣＤアレイに対して 1/4画素分ずらすことが
できる。若干の応用においては、特に物体の主縁がアレ
イのｘまたはｙの何れかの軸に対して直角である場合に
は画素アレイをそれぞれｘ方向だけ、またはｙ方向だけ
にずらすと有益であろう。

【００２４】図１０は第１のＣＣＤアレイ３２を示し、
円で表された第１の画像２４がアレイ上に重畳されてい
る。図１１は第２のＣＣＤアレイ３４を示し、円で表さ
れた第２の画像２６がアレイ上に重畳されている。ＣＣ
Ｄアレイ３２上の画像２４の位置が、本発明に従ってＣ
ＣＤアレイ３４上の画像２６の位置に対して半画素分
（ｘ及びｙ方向に）ずれていることに注目されたい。

【００２５】図５を参照する。ＣＣＤアレイ３２及び３
４の単一軸（この例ではｘ軸）データ表現がそれぞれ、
画像２４及び２６の検出された縁に対して示されてい
る。データは、列に沿う実効画素数が２倍になるように
網目にされている。参照番号４２は２値縁線検出解析を
用いた第１のカメラ１６による縁線検出を示している。
参照番号４４は２値縁線検出解析を用いた第２のカメラ
１８による縁線検出を示している。同様に参照番号４６
は、ＣＣＤアレイ３２及びＣＣＤアレイ３４からのデー
タの（平均による）網目による縁線検出を示す。このよ
うに、システム１０の解像力が増加した結果として精度
の向上が達成されるのである。

【００２６】図７に一次元“グレイエッジ”解析を示
す。具体的に言えば、第１のカメラ１６の画素光強度が
菱形４８によって示され、第２のカメラ１８の画素光強
度が方形５０によって示されており、真の縁は参照番号
５２で示す線によって検出されたように示されている。
従来技術の単一ＣＣＤアレイシステムでは、ハードウエ
アの質及びグレイレベル解析アルゴリズムに依存して、
画素の約 1/10 の亜画素解像力を得ることができる。

【００２７】図７は好ましい実施例の動作の理論を簡易
化して示すものである。これは画素の列に直角な単一の
縁を探知するために１列の画素を使用する例である。単
一カメラシステムの場合グレイレベル縁線検出解析によ
って生成される曲線は、縁の鋭さに依存して、例えば 1
5 点（即ち、菱形４８）で描くことができる。縁を探知
する精度は、これらの 15 の点に適合される曲線までし
か良好ではない。第２のＣＣＤアレイを加えることによ
って更に 15 の点が加わり、曲線が適合される点は合計
30 になる。もしこれらの追加された 15 点が最初の 1
5 点の各対間の中心にあれば、曲線の実際の形状がより
良く限定されるのでより良い精度が得られる。これは画
素の 1/20 乃至 1/15 に等しい向上された解像力を提供
することになる。予め較正を行えば、縁を曲線上により
正確に位置定めすることが可能であることは明白であ
る。

【００２８】好ましい実施例では、第２のデータ集合２
３２がｘ及びｙの両軸方向にずれているために、縁線検
出解析は２つの次元において同時に遂行される。たとえ
第２のデータ集合２３２がずれていなくとも、一方のデ
ータ集合の１つの画素表現によって生じた誤差は他方の
データ集合の対応画素表現で平均され、従って誤差が平
均によって低下するから、精度の改善がもたらされる。

【００２９】図２に、１つのカメラ１１６を使用して解
像力を改善する代替光・電子装置１１０を示す。画像増
倍器１１４はカメラ１１６上に集束する２つの画像２
４、２６を生成する。カメラ１１６は第１のＣＣＤアレ
イ３２と第２のＣＣＤアレイ３４とを有し、これらのア
レイは画像増倍器１１４と主レンズ１１７とに光学的に
結合されている。装置１１０は、装置１０の卓組立体２
０に類似の卓組立体１２０を含む。

【００３０】図３に画像増倍器１１４の関連部分の詳細
を示す。具体的に言えば、画像増倍器１１４は第１のレ
ンズ部分２８と第２のレンズ部分３０とを有する二重結
像レンズ２７を含んでいる。画像増倍器１１４が画像２
４及び２６を生成する方法のより詳細な説明に関して
は、前記 1991 年 5月20日付合衆国特許出願 703,225号
を参照されたい。特に、上記出願の図３Ａ−３Ｃと図４
との比較、及びその関連説明に注目されたい。

【００３１】画像増倍器１１４は元の画像２２を受け、
部分２８が第１の画像２４を生成し、部分３０が第２の
画像２６を生成する。画像増倍器１１４は卓組立体１２
０の座３１（図１参照）と物体１２とに光学的に整列し
ており、元の画像２２を効果的に２つの完全画像２４、
２６に増倍する。部分２８及び３０は画像２４、２６を
投射するように、要望に応じて注文設計される。

【００３２】図４は元の画像から４つの完全画像を生成
するのに適した画像増倍器２１４の関連部分を示す。詳
述すれば画像増倍器２１４は、第１のレンズ部分１２８
と、第２のレンズ部分１３０と、第３のレンズ部分１３
２と、第４のレンズ部分１３４を有する四重結像レンズ
１２７を含む。４つの完全画像は、それぞれ部分１２
８、１３０、１３２、１３４によって生成される。図４
の画像増倍器２１４は、本発明を適用する場合、生成し
た各画像毎に対応する検出器を用いればどのような合理
的な画像の数も生成できることを説明しているのであ
る。

【００３３】装置１１０の卓組立体１２０は、座３１
と、画像増倍器卓１３６と、カメラ卓１３８とを含む。
この場合も光結合のために機械的精密さは要求される
が、装置１１０には１台のカメラ１１６しか存在しない
から、機械的パラメタは明らかに少ない。装置１１０の
長所は、上述のように機械的パラメタが少ないことであ
る。欠陥はこのようなカメラ１１６が市販されていない
ことである。即ち、カメラ１１６は注文設計して製作し
なければならないが、これとは対照的にカメラ１６及び
１８は容易に入手可能である。

【００３４】図８の装置１０には、図１に示すよりも多
くの要素をブロックで示してある。即ち、光源５４は物
体１２の後方に示されており、フレームグラバ５６、５
８、ＣＰＵ６０、表示モニタ６２も示されている。更
に、較正標準６４が較正のために、また一連の物体１２
の処理のための処理システム６６も設けられている。図
９の装置１１０は、図２に対して詳細に示されている。
この場合も、光源５４、フレームグラバ１５６、ＣＰＵ
６０、モニタ６２、較正標準６４、及び処理システム６
６が付加されている。フレームグラバ１５６はアレイ３
２、３４（図示してない）からデータを受けるように特
注カメラ１１６に結合されているが、カメラ１１６内に
２以上のアレイが配置されている場合には、フレームグ
ラバ１５６は特定数のアレイからの入力を受けるように
設計されていることは容易に理解されよう。

【００３５】以下に装置１０の動作の概要を説明する。
当業者ならば、以下の説明が装置１１０に対しても適用
されることが理解されよう。装置１０は、単に説明を容
易にするために選択された装置に過ぎないのである。装
置１０を使用するには、先ず較正ブロックのような較正
標準６４を用いて較正を遂行する。較正は較正ブロック
または寸法が精密に知れている光学的標的の何れかを用
いて行うことができる。較正標準６４は、応用に依存し
て、被検査物体１２に類似していてもよいし、していな
くてもよい。較正中、種々のＣＣＤアレイの画素間のバ
イアスは、光学系のひずみと共に調整される。

【００３６】光源５４（図８）は、要望に応じて前方か
ら、または後方から適用する。装置１０を較正した後、
一連の物体１２を順次に検査する。画像増倍器１４は元
の画像をそれぞれＣＣＤアレイ３２及び３４によって検
出される２つの完全画像２４、２６に分割する。ＣＣＤ
アレイ３２、３４からはそれぞれデータ集合２３２、２
３４が生成される。データ集合２３２、２３４はＣＰＵ
６０において網目にされる。次に物体１２の関連する
縁、または他の関連画像特性を決定するために、必要な
らば、解析を遂行する。任意選択ではあるが、検査装置
は生データだけを収集し、データ処理を別のＣＰＵにお
いて遂行することができる。代替として、データを収集
し、処理し、そして解析するように装置を設計すること
ができる。検査装置１０は操作員が操作することも、ま
たはパス／フェイル基準を他の場所（例えば処理システ
ム６６）に電子的に送ることもできる。生の、または処
理済のデータはモニタ、プリンタ、記録媒体へエクスポ
ートしたり、または他のＣＰＵへ書込んでそこでデータ
の累積及びさらなる処理の両方または何れか一方を遂行
させてもよい。

【００３７】データ表現は、可視表示の目的で（例えば
操作員は装置１０を使用する際にモニタ６２の可視表示
を観測するかも知れない）、可視表現に処理することも
できる。次にデータ表現または可視表示に基づいて適切
な動作が遂行される。例えば、物体１２は操作員によ
る、または装置１０に結合された自動化機器による検査
に合格するか、または拒絶される。このように、より多
数の画素を有する遥かに高額の高解像力カメラを使用す
ることなく、より少数の画素を有する２つの（またはそ
れ以上の）ＣＣＤアレイ（または他の検出器）を効果的
に組合せた装置１０の向上した解像力を用いて物体１２
の検査（または他の観測）が遂行されるのである。

【００３８】以上に本発明をその好ましい実施例及び若
干の代替に関して詳細に説明したがこの説明は単なる例
示に過ぎず、本発明を限定するものではないことを理解
されたい。また更に、当業者ならば以上の説明から本発
明の上記実施例の細部に種々の変更を考案したり、また
は追加の実施例を工夫することが可能であろう。これら
の変更及び追加実施例は全て本発明の思想及び真の範囲
内にあることを理解されたい。

【００３９】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 １． 画像の解像力を向上させる方法であって、（ａ）
物体の少なくとも第１の画像及び第２の画像を生成する
段階と、（ｂ）第１及び第２の画像を検出する段階と、
（ｃ）検出した第１及び第２の画像をそれぞれ第１及び
第２のデータ集合として表す段階と、（ｄ）第１及び第
２のデータ集合を網目にする段階と、を具備することを
特徴とする方法。

【００４０】２． 段階（ｃ）において、第１及び第２
の検出器を使用し、第１及び第２の検出器がそれぞれ第
１及び第２の二次元格子を形成している請求項１に記載
の方法。 ３． 第１及び第２の検出器がそれぞれ画素のアレイを
含み、各検出器の少なくとも若干の画素が実質的に隣接
する画素から所定の固定された長さに配列されている請
求項２に記載の方法。

【００４１】４． 画素の第１及び第２のアレイが固定
された長さのある小数分だけずれるように、第１の画像
が第２の画像に対して検出される請求項３に記載の方
法。 ５． 固定された長さの小数が約半分である請求項４に
記載の方法。 ６． 第１及び第２のデータ集合がそれぞれ第１及び第
２の検出器の画素に対応する光強度を有する画素表現の
アレイを含み、網目にされた第１及び第２のデータ集合
の各画素の光強度を２値縁線検出解析を使用して解析
し、物体の縁を決定するように物体が縁を呈示する請求
項１に記載の方法。

【００４２】７． 網目にされた第１及び第２のデータ
集合の各画素表現の光強度をグレイレベル解析を使用し
て解析し、物体の縁を決定する請求項６に記載の方法。 ８． 網目にされた第１及び第２のデータ集合から再処
理された画像が生成される請求項１に記載の方法。 ９． 提供される物体が既知の寸法または形状の較正標
準である請求項１に記載の方法。

【００４３】１０． 画像を呈示するのに適する物体を
検出し、解像力を向上させる装置であって、レンズ組立
体と、第１及び第２の画素のアレイを呈示するように各
々構成されている第１の画像検出器及び第２の画像検出
器と、第１及び第２の画素のアレイに各々対応する第１
及び第２のデータ集合を生成し、且つ第１及び第２のデ
ータ集合を網目にする構造と、を具備することを特徴と
する装置。

【００４４】１１． 第１及び第２の検出器がそれぞれ
第１のＣＣＤアレイ及び第２のＣＣＤアレイを含む請求
項１０に記載の装置。 １２． 装置がカメラを含み、このカメラが第１及び第
２のＣＣＤアレイを含む請求項１０に記載の装置。 １３． レンズ組立体が、物体の２つの完全画像を生成
する光画像増倍器を含む請求項１０に記載の装置。

【００４５】１４． 装置が第１のカメラ及び第２のカ
メラを含み、第１のカメラは第１のＣＣＤアレイを含
み、第２のカメラは第２のＣＣＤアレイを含む請求項１
１に記載の装置。 １５． 第１及び第２の両ＣＣＤアレイが 512× 512画
素アレイを含む請求項１４に記載の装置。

【００４６】１６． 物体のための座、及び画像増倍器
に動作的に組合されている座をも含む請求項１３に記載
の装置。 １７． 各アレイ内の少なくとも若干の画素が実質的に
隣接する画素から所定の固定された長さに配置され、画
像増倍器は、物体の画像を第１の完全画像と第２の完全
画像とに変換した時に第１及び第２の画素のアレイが固
定された長さの小数分ずれるように第１の画像が第２の
画像に対して検出されるように第１及び第２の検出器に
動作的に組合されている請求項１６に記載の装置。

【００４７】１８． 固定された長さの小数が約半分で
ある請求項１７に記載の装置。 １９． 処理済の画像を生成するために第１及び第２の
データ集合に動作的に組合されている構造をも含む請求
項１０に記載の装置。 ２０． 処理済画像の可視表示を生成するために第１及
び第２のデータ集合に動作的に組合されている構造をも
含む請求項１９に記載の装置。

【００４８】２１． カメラレンズと、カメラレンズに
光学的に組合されている第１の画像検出器と、カメラレ
ンズと第１の画像検出器とに光学的に組合されている第
２の画像検出器と、を具備し、第１及び第２の検出器が
それぞれ第１及び第２の画素のアレイを呈示するように
構成されていることを特徴とする電子カメラ。

【００４９】２２． 第１及び第２の検出器がそれぞれ
第１のＣＣＤアレイ及び第２のＣＣＤアレイを含む請求
項２１に記載の電子カメラ。 ２３． 装置（１０）は、解像力を向上させるために２
つのＣＣＤアレイ（３２、３４）を効果的に組合せる光
・電子装置である。元の画像（２２）が物体（１２）か
ら生成され、次いで画像増倍器（１４）によって２つの
完全画像（２４）及び（２６）に分割される。第１のカ
メラ（１６）内の第１のＣＣＤアレイ（３２）は画像
（２４）を受け、第２のカメラ（１８）内の第２のＣＣ
Ｄアレイ（３４）は画像（２６）を受ける。ＣＣＤアレ
イ（３２）及び（３４）はそれぞれ、ＣＣＤアレイ（３
２）上で受ける画像（２４）がＣＣＤアレイ（３４）上
の画像（２６）の位置に対してｘ軸方向及びｙ軸方向に
半画素分ずれるように画像増倍器（１４）と光学的に整
列されている。カメラ（１６）は第１のデータ集合を生
成し、カメラ（１８）は第２のデータ集合を生成する。
第１及び第２のデータ集合はＣＰＵにおいて網目にさ
れ、システム全体としては実効的に４倍の画素数を創造
する。代替実施例では、２つのＣＣＤアレイ（３２、３
４）は１つのカメラ内に収納され、同一効果を達成する
ために光学的にずらされている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって解像力を向上せしめる光・電子
装置の概要図。

【図２】本発明によって解像力を向上せしめる光・電子
装置の代替実施例の概要図。

【図３】図２の代替実施例の画像増倍器を示す図。

【図４】図２の代替実施例の画像増倍器を示す図。

【図５】本発明によるて１つの次元における２値データ
解析を示す図。

【図６】画素アレイのずれを示すために２つのデータ集
合の網目を示す図。

【図７】本発明による１つの次元におけるグレイレベル
解析技術を示す図。

【図８】図１の装置をより詳細に示すブロック線図。

【図９】図２の装置をより詳細に示すブロック線図。

【図１０】第１の画像をその上に有する第１のＣＣＤア
レイを示す図。

【図１１】第２の画像をその上に有する第２のＣＣＤア
レイを示す図。

【符号の説明】 １０ 光・電子装置 １２ 被検査物体 １４ 画像増倍器（レンズ組立体） １６ 第１のカメラ １７ 第１の主レンズ １８ 第２のカメラ １９ 第２の主レンズ ２０ 卓（ベース）組立体 ２２ 元の画像 ２４ 第１の画像 ２６ 第２の画像 ２７ 二重結像レンズ ２８ 第１のレンズ部分 ３０ 第２のレンズ部分 ３１ 座 ３２ ＣＣＤ画素アレイ ３３ 画素 ３４ ＣＣＤ画素アレイ ３５ 画素 ３６ 画像増倍器卓 ３８ 第１のカメラ卓 ４０ 第２のカメラ卓 ５４ 光源 ５６、５８ フレームグラバ ６０ ＣＰＵ ６２ 表示モニタ ６４ 較正標準 ６６ 処理システム １１０ 光・電子装置 １１４ 画像増倍器 １１６ カメラ １１７ 主レンズ １２０ 卓組立体 １２７ 四重結像レンズ １２８ 第１のレンズ部分 １３０ 第２のレンズ部分 １３２ 第３のレンズ部分 １３４ 第４のレンズ部分 １３６ 画像増倍器卓 １３８ カメラ卓 １５６ フレームグラバ ２１４ 画像増倍器 ２３２ 第１のデータ集合 ２３３ 画素表現 ２３４ 第２のデータ集合 ２３５ 画素表現

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像の解像力を向上させる方法であっ
   て、 （ａ）物体の少なくとも第１の画像及び第２の画像を生
   成する段階と、 （ｂ）第１及び第２の画像を検出する段階と、 （ｃ）検出した第１及び第２の画像をそれぞれ第１及び
   第２のデータ集合として表す段階と、 （ｄ）第１及び第２のデータ集合を網目にする段階と、 を具備することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 画像を呈示するのに適する物体を検出
   し、解像力を向上させる装置であって、 レンズ組立体と、 第１及び第２の画素のアレイを呈示するように各々構成
   されている第１の画像検出器及び第２の画像検出器と、 第１及び第２の画素のアレイに各々対応する第１及び第
   ２のデータ集合を生成し、且つ第１及び第２のデータ集
   合を網目にする構造と、 を具備することを特徴とする装置。