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JP2000092350A - Method and apparatus for imaging an object having a periodic light and dark pattern and inspection method and apparatus using the same - Google Patents

Method and apparatus for imaging an object having a periodic light and dark pattern and inspection method and apparatus using the same

Info

Publication number
JP2000092350A
JP2000092350A JP10257084A JP25708498A JP2000092350A JP 2000092350 A JP2000092350 A JP 2000092350A JP 10257084 A JP10257084 A JP 10257084A JP 25708498 A JP25708498 A JP 25708498A JP 2000092350 A JP2000092350 A JP 2000092350A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
pixel
video signal
image
dark pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10257084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Mochizuki
望月  淳
Mineo Nomoto
峰生 野本
Hiroshi Kawaguchi
広志 川口
Nobuyuki Koganezawa
信之 小金沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10257084A priority Critical patent/JP2000092350A/en
Publication of JP2000092350A publication Critical patent/JP2000092350A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像対象の周期性明暗パターンと固体撮像素
子の撮像画素との相対的位置関係によって生ずる撮像モ
アレを除去する。 【解決手段】 撮像系Aの固体撮像素子2と撮像系Bの
固体撮像素子6とが、ハーフミラー10を介し、周期性
明暗パターンを有する撮像対象16の撮像視野CEを撮
像する。演算処理部15は撮像対象16の明暗パターン
に応じた画素ずらし量を算出し、z,y方向移動信号S
z,Syを生成して撮像系Bをz,y方向に位置をずら
し、撮像系Aの映像信号VAに対して画素ずらしされた
映像信号VBが得られるようにする。この映像信号VB
が画素単位ずれ補正処理部13で処理され、映像信号V
Aに対して撮像画素サイズ以下の画素ずらし量の映像信
号VB’が生成される。これら映像信号VA,VB’は
演算処理部15で画素毎に階調値が算術的加算処理さ
れ、撮像モアレが除去された映像信号Vが得られる。
(57) Abstract: An imaging moire generated by a relative positional relationship between a periodic light / dark pattern of an imaging target and imaging pixels of a solid-state imaging device is removed. SOLUTION: A solid-state imaging device 2 of an imaging system A and a solid-state imaging device 6 of an imaging system B image an imaging field of view 16 of an imaging object 16 having a periodic light and dark pattern via a half mirror 10. The arithmetic processing unit 15 calculates a pixel shift amount according to the light and dark pattern of the imaging target 16 and calculates the z, y direction movement signal S
The position of the imaging system B is shifted in the z and y directions by generating z and Sy so that a video signal VB that is pixel-shifted with respect to the video signal VA of the imaging system A is obtained. This video signal VB
Are processed by the pixel unit shift correction processing unit 13 and the video signal V
A video signal VB ′ having a pixel shift amount equal to or smaller than the imaging pixel size for A is generated. These video signals VA and VB ′ are subjected to arithmetic addition processing of gradation values for each pixel in the arithmetic processing unit 15 to obtain a video signal V from which imaging moire has been removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周期的な明暗パタ
ーンを有する対象の固体撮像素子による画像撮像方法及
びそれを用いた装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image pickup method using a solid-state image pickup device for an object having a periodic light and dark pattern and an apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、周期的な明暗パターンを有する対
象の固体撮像素子による画像撮像において、対象の明暗
パターンと固体撮像素子の撮像面での画素(以下、撮像
画素という)との相対的な位置関係によって生じる撮像
モアレを解消する方法としては、撮像画素の分解能と対
象パターンの周期が作る分解能とを一桁以上離すことが
有効であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, when an image is picked up by a solid-state image sensor of a target having a periodic light-dark pattern, the relative brightness of the target light-dark pattern and a pixel on an image-capturing surface of the solid-state image sensor (hereinafter, referred to as an image pickup pixel). As a method for eliminating the imaging moiré caused by the positional relationship, it has been effective to separate the resolution of the imaging pixels from the resolution created by the cycle of the target pattern by one or more digits.

【0003】しかしながら、検出すべき情報が微弱・微
小になるにつれて、かかる分解能を撮像側で実現できな
い場合が頻繁に発生するため、撮像系の結像特性を劣化
させてデフォーカス状態とすることも常套的に行なわれ
ている。しかし、結像をデフォーカス状態にした場合、
撮像モアレ以外の本来検出すべき微弱・微小情報(以
下、本来情報という)もデフォーカスされるため、より
微弱・微小な情報となって検出できなくなるという問題
があった。
However, as the information to be detected becomes weak or minute, the resolution often cannot be realized on the imaging side, so that the imaging characteristic of the imaging system may be degraded and the imaging system may be defocused. It is done routinely. However, when the image is defocused,
Since weak and minute information that should be originally detected other than the imaging moiré (hereinafter, referred to as original information) is also defocused, there is a problem that the information becomes weaker and minute information and cannot be detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる問題を回避する
ために、撮像モアレの中から微弱・微小な本来情報を検
出する試みがなされているが、この場合でも、撮像モア
レによる明暗値の低い部分(撮像モアレによって画面の
明暗が繰り返すが、その暗い部分)にあるその明るさと
同程度かそれ以下の明暗値を有する本来情報を安定に検
出することは不可能であった。
In order to avoid such a problem, attempts have been made to detect weak and minute original information from imaging moiré. Originally, it is impossible to stably detect information having a brightness value equal to or less than the brightness of the screen (light and dark of the screen are repeated due to the imaging moire).

【0005】本発明は、かかる問題を解消し、対象の明
暗パターンと固体撮像素子の撮像画素との相対的な位置
関係によって生じる撮像モアレを除去し、本来情報を容
易に検出することができるようにした画像撮像方法及び
それを用いた装置を提供することにある。
The present invention solves such a problem, and removes image moiré caused by the relative positional relationship between a light / dark pattern of an object and image pixels of a solid-state image sensor, so that information can be easily detected originally. And a device using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、撮像モアレが持つ空間周波数スペクトル
の実数値と虚数値とで形成される偏角を180度変化さ
せるための固体撮像素子の撮像面内における撮像位置ず
らし量を算出し、該撮像位置ずらし量を付与した画像と
該撮像位置ずらし量を付与しない画像とを、撮像画素単
位の階調値毎に、算術的に合成する。これにより、該撮
像位置ずらし量を付与しない画像と同じ分解能と画素数
の撮像モアレが抑制された撮像画像が得られる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a solid-state imaging device for changing a declination formed by real and imaginary values of a spatial frequency spectrum of an imaging moire by 180 degrees. The imaging position shift amount in the imaging plane of the element is calculated, and an image to which the imaging position shift amount is added and an image to which the imaging position shift amount is not added are arithmetically combined for each gradation value in imaging pixel units. I do. As a result, a captured image having the same resolution and the same number of pixels as the image to which the imaging position shift amount is not applied can be obtained.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明による画像撮像方法及びそれ
を用いた装置の第1の実施形態を示す構成図であって、
1は画素ずらしユニット、2は固体撮像素子、3は光学
系、4は結像レンズ、5は開口数調節機構、6は固体撮
像素子、7は光学系、8は結像レンズ、9は開口数調節
機構、10はハーフミラー、11はz方向移動機構、1
2はy方向移動機構、13は画素単位ずれ補正処理部、
14は撮像モアレ低減処理部、15は演算処理部、16
は撮像対象、A,Bは撮像系、CEは撮像視野である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image pickup method and an apparatus using the same according to the present invention.
1 is a pixel shift unit, 2 is a solid-state imaging device, 3 is an optical system, 4 is an imaging lens, 5 is a numerical aperture adjustment mechanism, 6 is a solid-state imaging device, 7 is an optical system, 8 is an imaging lens, and 9 is an aperture. Number adjusting mechanism, 10 is a half mirror, 11 is a z-direction moving mechanism, 1
2 is a y-direction moving mechanism, 13 is a pixel unit shift correction processing unit,
14 is an imaging moiré reduction processing unit, 15 is an arithmetic processing unit, 16
Is an imaging target, A and B are imaging systems, and CE is an imaging field of view.

【0009】同図において、画素ずらしユニット1は、
2つの撮像系A,Bと画素単位ずれ補正処理部13と撮
像モアレ低減処理部14とから構成されており、周期的
な明暗パターンを有する撮像対象16の撮像視野CEを
夫々の撮像系A,Bで撮像し、これら撮像系A,Bの出
力映像信号VA,VBを処理して撮像モアレ低減後映像
信号Vを生成出力する。
In FIG. 1, a pixel shift unit 1 comprises:
The imaging system 16 includes two imaging systems A and B, a pixel unit shift correction processing unit 13 and an imaging moiré reduction processing unit 14. B, and the output video signals VA and VB of the imaging systems A and B are processed to generate and output a video signal V after the reduction of image moire.

【0010】撮像系Aは固体撮像素子2や結像レンズ4
を内蔵した光学系3,開口数調節機構(例えば、絞り機
構)5から構成され、撮像系Bは固体撮像素子6や結像
レンズ8を内蔵した光学系7,開口数調節機構(例え
ば、絞り機構)9から構成されている。周期性明暗パタ
ーンを有する撮像対象16の撮像視野CEからの光はハ
ーフミラー10で2分され、撮像系Aでは、ハーフミラ
ー10を透過した光を開口数調節機構5及び光学系3の
結像レンズ4を介して固体撮像素子2の撮像面で受光す
ることにより、この固体撮像素子2から映像信号VAが
出力され、撮像系Bでは、ハーフミラー10で反射した
光を開口数調節機構9及び光学系7の結像レンズ8を介
して固体撮像素子6の撮像面で受光することにより、こ
の固体撮像素子6から映像信号VBが出力される。即
ち、これら撮像系A,Bでは夫々、ハーフミラー10を
介し、同一の撮像倍率で撮像対象16の同一撮像視野C
Eを撮像することになる。
An imaging system A includes a solid-state imaging device 2 and an imaging lens 4.
The imaging system B includes a solid-state imaging device 6 and an optical system 7 having a built-in imaging lens 8, and a numerical aperture adjusting mechanism (for example, a diaphragm). Mechanism 9). Light from the imaging field of view CE of the imaging target 16 having the periodic light-dark pattern is split into two by the half mirror 10, and in the imaging system A, the light transmitted through the half mirror 10 is imaged by the numerical aperture adjusting mechanism 5 and the optical system 3. By receiving light on the imaging surface of the solid-state imaging device 2 via the lens 4, a video signal VA is output from the solid-state imaging device 2. In the imaging system B, the light reflected by the half mirror 10 is reflected by the numerical aperture adjustment mechanism 9 and By receiving light on the imaging surface of the solid-state imaging device 6 via the imaging lens 8 of the optical system 7, the solid-state imaging device 6 outputs a video signal VB. In other words, in each of the imaging systems A and B, the same imaging field of view C of the imaging target 16 is provided at the same imaging magnification via the half mirror 10.
E will be imaged.

【0011】また、撮像系Bには、z方向移動機構11
とy方向移動機構12とが設けられており、これらによ
り、撮像系Bがz方向(撮像対象16のパターン形成面
に垂直な方向),y方向(撮像対象16のパターン形成
面に平行な方向)に移動可能となっている。これらz方
向移動機構11とy方向移動機構12によって撮像系B
をz,y方向に移動させると、撮像系Bがハーフミラー
10の反射光を受光していることから、この撮像系Bに
対する撮像対象16での撮像視野CEが、撮像系Aでの
撮像視野CEに対し、その面に平行なx,y方向にずら
されることになる。z方向移動機構11による移動量,
移動の向きやy方向移動機構12による移動量,移動の
向きは夫々、演算処理部15から供給されるz方向駆動
信号Sz,y方向駆動信号Syによって制御されるが、
かかる移動量は固体撮像素子6での1画素(以下、固体
撮像素子の画素を撮像画素という)未満の精度で設定さ
れる。また、このように撮像系Bをz,y方向に変位さ
せて撮像視野CEをずらすことを、以下、「画素ずら
し」という。
An imaging system B includes a z-direction moving mechanism 11.
And a y-direction moving mechanism 12, which are used to move the imaging system B in the z direction (the direction perpendicular to the pattern formation surface of the imaging target 16) and the y direction (the direction parallel to the pattern formation surface of the imaging target 16). ). The imaging system B is formed by the z-direction moving mechanism 11 and the y-direction moving mechanism 12.
Is moved in the z and y directions, since the imaging system B receives the reflected light of the half mirror 10, the imaging visual field CE of the imaging system 16 with respect to the imaging system B is changed to the imaging visual field CE of the imaging system A. It will be shifted in the x and y directions parallel to the plane with respect to CE. the moving amount by the z-direction moving mechanism 11,
The direction of movement, the amount of movement by the y-direction moving mechanism 12, and the direction of movement are controlled by the z-direction drive signal Sz and the y-direction drive signal Sy supplied from the arithmetic processing unit 15, respectively.
The moving amount is set with an accuracy of less than one pixel in the solid-state imaging device 6 (hereinafter, a pixel of the solid-state imaging device is referred to as an imaging pixel). Further, shifting the imaging field of view CE by displacing the imaging system B in the z and y directions in this manner is hereinafter referred to as “pixel shifting”.

【0012】撮像系Aの出力映像信号VAは直接撮像モ
アレ低減処理部14に供給され、撮像系Bの出力映像信
号Vbは、画素単位ずれ補正処理部13で処理された
後、撮像モアレ低減処理部14に供給される。画素単位
ずれ補正処理部13は、撮像素子Bの出力映像信号VB
を処理することにより、撮像系Aの撮像視野CEに対し
てx,y方向に1撮像画素未満の画素ずらしをした撮像
視野CEに対する映像信号VB’に変換して出力する。
例えば、z方向移動機構11とy方向移動機構12によ
り、撮像系Bの撮像視野CEの撮像系Aの撮像視野CE
に対する画素ずらし量をz,y方向とも3.5撮像画素
とした場合、画素単位ずれ補正処理部13により、その
うちの3撮像画素という整数撮像画素分が補正されて、
画素ずらし量がz,y方向とも0.5撮像画素だけ画素
ずらしされたときの映像信号VB’に変換されるものと
する。画素単位ずれ補正処理部13としては、シフトレ
ジスタの組み合わせによる回路で実現することもできる
し、デジタイズして格納した画像データに対するソフト
処理で実現することもできる。
The output video signal VA of the imaging system A is directly supplied to the imaging moiré reduction processing unit 14, and the output video signal Vb of the imaging system B is processed by the pixel unit shift correction processing unit 13 and then subjected to the imaging moiré reduction processing. It is supplied to the unit 14. The pixel unit shift correction processing unit 13 outputs the output video signal VB of the image sensor B.
Is converted into a video signal VB ′ for the imaging visual field CE obtained by shifting the imaging visual field CE of the imaging system A by less than one imaging pixel in the x and y directions.
For example, the imaging direction CE of the imaging system A of the imaging system A of the imaging system B is controlled by the z-direction moving mechanism 11 and the y-direction moving mechanism 12.
In the case where the pixel shift amount with respect to is 3.5 image pixels in both the z and y directions, the pixel unit shift correction processing unit 13 corrects an integer image pixel of 3 image pixels among them,
It is assumed that the pixel signal is converted into a video signal VB 'when the pixel shift amount is shifted by 0.5 image pickup pixel in both the z and y directions. The pixel unit shift correction processing unit 13 can be realized by a circuit based on a combination of shift registers, or can be realized by software processing on digitized and stored image data.

【0013】画素単位ずれ補正処理部13から出力され
る映像信号VB’は、撮像系Aから出力される映像信号
VAに対し、撮像視野CEが1撮像画素未満だけ画素ず
らしされているときの映像信号である。そして、かかる
映像信号VA,VB’には、同じ周期,振幅の撮像モア
レ成分が含まれているが、上記の画素ずらし量は、これ
ら映像信号VA,VB’での映像モアレ成分の位相差が
ほぼ180゜となるように、設定されるものである。
The video signal VB ′ output from the pixel unit shift correction processing unit 13 is an image signal when the imaging visual field CE is shifted by less than one imaging pixel with respect to the video signal VA output from the imaging system A. Signal. The video signals VA and VB ′ contain imaging moire components having the same period and amplitude. The pixel shift amount is determined by the phase difference between the video moire components in the video signals VA and VB ′. The angle is set to be approximately 180 °.

【0014】撮像モアレ低減処理部14は、これら映像
信号VA,VB’を処理することにより、映像信号V
A,VBと同じ分解能,画素数の撮像モアレが除去され
た映像信号Vが得られる。この撮像モアレ低減処理部1
4の処理は、これら映像信号VA,VB’を画素単位で
算術的合成するものであり、この算術的合成処理は、画
素単位の階調値の重み付き平均処理,画素単位の階調値
の単純平均処理,画素単位の階調値の最大値選択処理及
び画素単位の階調値の最小値選択処理のいずれかであ
る。
The imaging moiré reduction processing unit 14 processes these video signals VA and VB ', thereby
A video signal V having the same resolution and the same number of pixels as the pixels A and VB and from which image moire has been removed is obtained. This imaging moiré reduction processing unit 1
The processing of No. 4 is for arithmetically synthesizing these video signals VA and VB ′ in pixel units. The arithmetic synthesis processing is a weighted average processing of the gradation values in pixel units, and the arithmetic processing of the gradation values in pixel units. One of a simple averaging process, a process of selecting the maximum value of tone values in pixel units, and a process of selecting the minimum value of tone values in pixel units.

【0015】いま、映像信号VAの画面でのi行,j列
の画素の階調値をf(i,j)、この画素に対応する映像
信号VB’の画素の階調値をg(i,j)とし、また、撮
像モアレが低減された映像信号Vの同じく画素の階調を
h(i,j)とすると、上記の算術的合成処理は夫々次の
ように表わされる。即ち、 重み付き平均処理:h(i,j)={α・f(i,j)+β
・g(i,j)}/2 (但し、0≦α,βであって、α+β=2) 単純平均処理: h(i,j)={f(i,j)+g(i,
j)}/2 また、MAX(x,y)をx,yのうち大きい方の値、
MIN(x,y)をx,yのうち小さい方の値として、 最大値選択処理: h(i,j)=MAX{f(i,j),
g(i,j)} 最小値選択処理: h(i,j)=MIN{f(i,j),
g(i,j)}。
Now, the gradation value of the pixel at the i-th row and j-th column on the screen of the video signal VA is f (i, j), and the gradation value of the pixel of the video signal VB 'corresponding to this pixel is g (i , j), and assuming that the gray level of the same pixel of the video signal V in which the imaging moire has been reduced is h (i, j), the above-described arithmetic synthesis processing is expressed as follows, respectively. That is, weighted averaging processing: h (i, j) = {α · f (i, j) + β
G (i, j)} / 2 (where 0 ≦ α, β and α + β = 2) Simple averaging processing: h (i, j) = {f (i, j) + g (i,
j)} / 2 MAX (x, y) is the larger of x and y,
MIN (x, y) is set to the smaller value of x and y, and the maximum value selection processing is performed: h (i, j) = MAX {f (i, j),
g (i, j)} Minimum value selection processing: h (i, j) = MIN {f (i, j),
g (i, j)}.

【0016】演算処理部15は、上記の演算処理によっ
て映像信号VA,VB’から撮像モアレが低減された映
像信号Vが得られるような上記の画素ずらし量を算出
し、この算出した画素ずらし量に応じたz方向駆動信号
Szとy方向駆動信号Syとを生成して撮像系Bのz方
向移動機構11とy方向移動機構12とに供給する。
The arithmetic processing unit 15 calculates the above-mentioned pixel shift amount such that the image signal VA and VB 'can be obtained from the video signals VA and VB' by the above-described arithmetic processing so that the image signal V with reduced imaging moire is obtained. Is generated and supplied to the z-direction moving mechanism 11 and the y-direction moving mechanism 12 of the imaging system B.

【0017】ここで、撮像モアレの発生原理とこの実施
形態の動作原理について、一次元的な周期性パターンを
例にして、図2により説明する。
Here, the principle of occurrence of image pickup moire and the principle of operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 2 using a one-dimensional periodic pattern as an example.

【0018】図2(b)は一次元的な周期性パターンの空
間周波数の正弦波状の高周波成分を示すものであって、
この周期性パターンの空間的な周期をLとすると、フー
リエ変換により、この空間周波数はN/L(但し、Nは
整数)に比例する。N=1はこの周期性パターンの基本
空間周波数に比例する。
FIG. 2B shows a sinusoidal high-frequency component of the spatial frequency of a one-dimensional periodic pattern.
Assuming that the spatial period of the periodic pattern is L, the spatial frequency is proportional to N / L (where N is an integer) by Fourier transform. N = 1 is proportional to the fundamental spatial frequency of this periodic pattern.

【0019】いま、かかる周期性パターンを分解能(画
素サイズ)pの固体撮像素子で撮像したとすると、図2
(b)の白丸で示す周期pのタイミングでこの高周波成
分がサンプリングされ、p≠(高周波成分の1/2周
期)×(整数)であるとき、図2(a)に白丸のサンプ
リング値f(1),f(2),f(3),……を結ぶ曲線
で表わされる振幅変化の信号S1 が得られる。これが周
期性パターンの空間周波数による撮像モアレである。
Assuming that such a periodic pattern is imaged by a solid-state image sensor having a resolution (pixel size) p, FIG.
This high frequency component is sampled at the timing of the period p indicated by the white circle in (b), and when p ≠ (1 period of the high frequency component) × (integer), the sampling value f ( 1), f (2), f (3), signals S 1 of amplitude change represented by the curve connecting the ...... is obtained. This is the imaging moire based on the spatial frequency of the periodic pattern.

【0020】なお、このように、高周波成分がサンプリ
ングによってこの高周波成分とはことなる空間周波数の
成分が生ずることを「空間周波数の折返し」といい、こ
の場合、この高周波の空間周波数を「折返し元空間周波
数」、折返しによって生ずる空間周波数を「折返し先空
間周波数」という。従って、図2(b)の空間周波数が
折返し元周波数であり、図2(a)で示す信号S1の周
波数が折返し先周波数である。
The occurrence of a spatial frequency component different from the high-frequency component due to sampling of the high-frequency component is called "spatial frequency folding". In this case, the spatial frequency of the high-frequency component is referred to as a "folding source". The spatial frequency and the spatial frequency generated by the return are referred to as the "return spatial frequency". Therefore, a spatial frequency aliasing original frequency in FIG. 2 (b), the frequency of the signals S 1 shown in FIG. 2 (a) is folded away frequency.

【0021】一方、図2(b)に示す高周波成分を、白
丸のサンプリング点よりもγp(但し、0<γ<1)だ
けずれた黒丸で示すタイミングでサンプリングすると
(このことは、白丸をサンプリング点とする撮像に対
し、黒丸をサンプリング点とする撮像は、画素ずらし量
をγpとする画素ずらしを行なっていることになる)、
図2(a)に黒丸のサンプリング値g(1),g(2),
g(3),……を結ぶ曲線で表わされる振幅変化の信号
2が得られる。ここで、信号S1のi番目のサンプリン
グ点と信号S2のi番目のサンプリング点とがγpだけ
ずれているが、これら対応するサンプリング点(矢印で
対応付けている)のサンプリング値f(i),g(i)に
ついて、常に、 f(i)+g(i)=ほぼ一定 であれば、上記の単純平均処理によって撮像モアレが低
減できることになる。この単純平均処理ができるように
これらサンプリング値f(i),g(i)のタイミングを
一致させるために、画素単位ずれ量補正処理部13が映
像信号VBの位相調整をするものである。なお、図2
(a)の場合、信号S2が信号S1よりも遅れているの
で、画素単位ずれ量補正処理部13が映像信号VBの位
相を進めるのであるが、このことは、逆に、画素単位ず
れ量補正処理部13により、撮像系Aからの映像信号V
Aの位相を遅らせるものとなる。
On the other hand, when the high frequency component shown in FIG. 2B is sampled at the timing indicated by a black circle shifted by γp (where 0 <γ <1) from the sampling point of the white circle (this means that the white circle is sampled). In contrast to the imaging with a point, the imaging with a black circle as a sampling point is a pixel shift with a pixel shift amount of γp.)
FIG. 2A shows the sampling values g (1), g (2),
g (3), the signal S 2 of the amplitude change represented by the curve connecting the ...... is obtained. Here, although the i-th sampling point of the i-th sampling point and the signal S 2 of the signals S 1 are shifted by .gamma.p, sampled values f (i thereof corresponding sampling points (and associated with an arrow) ) And g (i), if f (i) + g (i) = substantially constant, then the above-described simple averaging processing can reduce the imaging moire. In order to match the timings of the sampling values f (i) and g (i) so that this simple averaging process can be performed, the pixel unit shift amount correction processing unit 13 adjusts the phase of the video signal VB. Note that FIG.
In the case of (a), the signal S 2 lags the signal S 1, although pixel shift amount correcting unit 13 is forwarding the phase of the video signal VB, this is, on the contrary, pixel shift The image signal V from the imaging system A is output by the amount correction processing unit 13.
This delays the phase of A.

【0022】図1において、撮像モアレ低減処理部14
で単純平均処理によって撮像モアレを低減する場合に
は、上記の単純平均処理が可能なように、処理演算部1
5が上記の画素ずらし量γpを設定するものである。こ
の場合、周期性パターンの配置関係や固体撮像素子の分
解能などが既知であり、これらから上記の画素ずらし量
γpを算出することができる。また、画素単位ずれ補正
処理部13が上記のサンプリング値f(i),g(i)の
タイミングずれを補正するものである。
In FIG. 1, the imaging moiré reduction processing unit 14
When the imaging moiré is reduced by the simple averaging process, the processing operation unit 1 performs the simple averaging process.
5 sets the above-mentioned pixel shift amount γp. In this case, the arrangement relationship of the periodic pattern, the resolution of the solid-state imaging device, and the like are known, and the pixel shift amount γp can be calculated from these. Further, the pixel unit shift correction processing unit 13 corrects the timing shift of the sampling values f (i) and g (i).

【0023】撮像モアレ低減処理部14で上記の算術的
合成処理のうちの単純平均処理以外の処理を用いる場合
も同様であるが、その処理毎に画素ずらし量γpが異な
ることはいうまでもない。
The same applies to the case where the imaging moiré reduction processing unit 14 uses processing other than the simple averaging processing in the above-described arithmetic synthesis processing, but it goes without saying that the pixel shift amount γp differs for each processing. .

【0024】なお、画素ずらし量γpが分解能pの整数
倍であると、図2から明らかなように、白丸のサンプリ
ング点と黒丸のサンプリング点とが一致し、図2(a)
に示す信号S1,S2は一致して撮像モアレの低減処理を
行なうことができない。しかし、必要な画素ずらし量を
γpであるとき、実際の画素ずらし量を、mを整数とし
て、mp±γpとしても、白丸のサンプリング点のサン
プリング値に対して(mp±γp)だけずれた黒丸のサ
ンプリング点でのサンプリング値を対応させることによ
り、撮像モアレの低減処理を行なうことができる。
When the pixel shift amount γp is an integral multiple of the resolution p, as is apparent from FIG. 2, the sampling points of the white circle and the black circle coincide with each other, and FIG.
The signals S 1 and S 2 shown in ( 1) and ( 2) cannot be matched to perform the imaging moiré reduction processing. However, when the required pixel shift amount is γp, the actual pixel shift amount is mp ± γp, where m is an integer, and a black circle shifted by (mp ± γp) from the sampling value of the white circle sampling point. The sampling moiré reduction processing can be performed by associating the sampling values at the sampling points of.

【0025】そこで、図1に示す第1の実施形態におい
て、上記のように、撮像系Bの撮像視野CEの撮像系A
の撮像視野CEに対する画素ずらし量をz,y方向とも
3.5撮像画素(=3.5p)とした場合でも、画素単位
ずれ補正処理部13により、そのうちの3撮像画素(=
3p)という整数撮像画素分が補正されて、画素ずらし
量がz,y方向とも0.5撮像画素(=0.5p)だけ画
素ずらしされたときの映像信号VB’に変換されるよう
にすればよい。この場合、撮像系Aの出力映像信号VA
のサンプリング値(即ち、画素の階調値)が図2(a)
での白丸とすると、映像信号VB’の画素の階調値は図
2(a)の黒丸となり、これらの対応する画素値f
(i),g(i)のタイミングが一致するように、画素単
位ずれ補正処理部13の処理が行なわれるのである。
Therefore, in the first embodiment shown in FIG. 1, as described above, the imaging system A of the imaging visual field CE of the imaging system B
Even if the pixel shift amount with respect to the imaging field of view CE is 3.5 imaging pixels (= 3.5p) in both the z and y directions, the pixel unit shift correction processing unit 13 uses the three imaging pixels (=
3p) is corrected so that the pixel shift amount is converted into a video signal VB 'when the pixel shift amount is shifted by 0.5 image pickup pixel (= 0.5p) in both the z and y directions. I just need. In this case, the output video signal VA of the imaging system A
2A (that is, the gradation value of the pixel)
, The gradation value of the pixel of the video signal VB ′ becomes a black circle in FIG. 2A, and the corresponding pixel value f
The processing of the pixel unit shift correction processing unit 13 is performed so that the timings of (i) and g (i) match.

【0026】図2(c)は(3p+γp)の画素ずらし
による信号S1,S2を別々に示したものであって、これ
ら信号S1,S2の矢印で結んで示すような対応するサン
プリング点f(i),g(i)のタイミングが一致するよ
うに、画素単位ずれ補正処理部13が画素ずらし量(3
p+γp)の補正をする。
FIG. 2 (c) shows the signals S 1 and S 2 by (3p + γp) pixel shift separately, and the corresponding sampling as shown by connecting the signals S 1 and S 2 by arrows. The pixel unit shift correction processing unit 13 sets the pixel shift amount (3) so that the timings of the points f (i) and g (i) match.
(p + γp).

【0027】なお、撮像対象16として異なる周期性パ
ターンを持つものを使用する場合には、周期性パターン
が代わる毎に演算処理部20がかかる周期性パターンに
対応した画素ずらし量を算出し、この算出結果に応じて
撮像系Bのz,y方向の移動量を設定するものである
が、このように周期性パターンが異なると、画素ずらし
量γpも異なるものであるから、画素単位ずれ補正処理
部13での補正量も異ならせなければならない。このた
めに、図示しないが、この画素単位ずれ補正処理部13
での処理も、演算処理部15からのz方向移動信号S
z,y方向移動信号Syに応じて制御される。
When an object having a different periodic pattern is used as the imaging target 16, the arithmetic processing unit 20 calculates a pixel shift amount corresponding to the periodic pattern every time the periodic pattern is changed. The amount of movement of the imaging system B in the z and y directions is set in accordance with the calculation result. If the periodic pattern is different in this way, the pixel shift amount γp is also different. The correction amount in the unit 13 must also be different. For this reason, although not shown, this pixel unit shift correction processing unit 13
In the z-direction movement signal S from the arithmetic processing unit 15.
It is controlled according to the z, y direction movement signal Sy.

【0028】図3は図1における撮像対象16の具体例
を示す図であって、ここでは、カラー陰極線管(カラー
CRT)の蛍光面,液晶ディスプレイパネルやプラズマ
ディスプレイパネルの発光面を例としている。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the imaging target 16 in FIG. 1. Here, the fluorescent surface of a color cathode ray tube (color CRT) and the light emitting surface of a liquid crystal display panel or a plasma display panel are exemplified. .

【0029】図3(a),(b)は画素が六方格子状に
配列されたカラーCRTの蛍光面を示すものであって、
画素の形状は楕円状または円状をなしている。図3
(a)はR(赤),G(緑),B(青)の3色の蛍光体
の画素のうち、例えば、R画素による単色の発光状態に
ある撮像対象16を示すものであって、これを撮像対象
16ー1(楕円/円開口,六方格子配列,単色)とい
う。また、図3(b)はR,G,B画素による3色(即
ち、白色)の発光状態にある撮像対象16を示すもので
あって、これを撮像対象16ー2(楕円/円開口,六方
格子配列,3色)という。この場合、R,G,B画素の
発光強度は必ずしも等しくならない。なお、水平方向の
同じ色の蛍光体の画素ピッチを水平方向のピッチとい
い、垂直方向の同じ色の蛍光体の画素ピッチを垂直方向
のピッチという。
FIGS. 3A and 3B show a phosphor screen of a color CRT in which pixels are arranged in a hexagonal lattice pattern.
The shape of the pixel is elliptical or circular. FIG.
(A) shows an imaging target 16 in a single-color light emission state by, for example, R pixels among the three color phosphor pixels of R (red), G (green), and B (blue). This is referred to as an imaging target 16-1 (elliptical / circular aperture, hexagonal lattice arrangement, single color). FIG. 3B shows the imaging target 16 in a light emitting state of three colors (that is, white) by the R, G, and B pixels. Hexagonal lattice arrangement, three colors). In this case, the light emission intensities of the R, G, and B pixels are not always equal. The pixel pitch of phosphors of the same color in the horizontal direction is referred to as a horizontal pitch, and the pixel pitch of phosphors of the same color in the vertical direction is referred to as a vertical pitch.

【0030】図3(c),(d)はセル(画素)が正方
格子状に配列された液晶ディスプレイパネルやプラズマ
ディスプレイパネルの発光面を示すものであって、画素
の形状は矩形状をなしている。図3(c)はR(赤),
G(緑),B(青)の3色の画素のうち、例えば、R画
素による単色の発光状態の撮像対象16を示すものであ
って、これを撮像対象16ー3(矩形開口,正方格子配
列,単色)という。また、図3(b)はR,G,B画素
による3色(即ち、白色)の発光状態の撮像対象16を
示すものであって、これを撮像対象16ー4(矩形開
口、正方格子配列,3色)という。この場合も、R,
G,B画素の発光強度は必ずしも等しくならない。な
お、水平方向の同じ色の蛍光体の画素ピッチを水平方向
のピッチといい、垂直方向の同じ色の蛍光体の画素ピッ
チを垂直方向のピッチという。
FIGS. 3C and 3D show the light emitting surface of a liquid crystal display panel or a plasma display panel in which cells (pixels) are arranged in a square lattice, and the shape of the pixel is rectangular. ing. FIG. 3C shows R (red),
Among the three color pixels of G (green) and B (blue), for example, the pixel 16 indicates the imaging target 16 in a single-color light emission state by the R pixel, which is referred to as an imaging target 16-3 (rectangular aperture, square lattice (Array, single color). FIG. 3B shows the imaging target 16 in a light emitting state of three colors (that is, white) by the R, G, and B pixels, and the imaging target 16-4 (rectangular aperture, square lattice array) is shown. , Three colors). Again, R,
The emission intensities of the G and B pixels are not always equal. The pixel pitch of phosphors of the same color in the horizontal direction is referred to as a horizontal pitch, and the pixel pitch of phosphors of the same color in the vertical direction is referred to as a vertical pitch.

【0031】図4(a)は図3(a)で示した撮像対象
16ー1を固体撮像素子2で撮像したときの撮像モアレ
を示すものであって、この場合、この固体撮像素子2の
撮像面での撮像画素サイズpは、この撮像対象16ー1
のこの撮像面での蛍光体の配列ピッチHp,Vpに近い
ものとしている。図4(b)は、撮像画素サイズpを若
干変えた条件で、図3(b)に示した撮像対象16ー2
を固体撮像素子2で撮像したときの撮像モアレを示すも
のである。このような撮像モアレが生ずると、撮像対象
16ー1,16ー2に生ずる表示のむらや画素欠陥など
を検出することが困難になる。
FIG. 4A shows an image pickup moire when the image pickup object 16-1 shown in FIG. 3A is picked up by the solid-state image pickup device 2. In this case, the solid-state image pickup device 2 The imaging pixel size p on the imaging surface is determined by the imaging target 16-1.
Are close to the arrangement pitches Hp and Vp of the phosphors on this imaging surface. FIG. 4B shows the condition of the imaging target 16-2 shown in FIG. 3B under the condition that the imaging pixel size p is slightly changed.
2 shows an image pickup moire when the image is picked up by the solid-state image pickup device 2. When such imaging moire occurs, it becomes difficult to detect display unevenness, pixel defects, and the like occurring in the imaging targets 16-1 and 16-2.

【0032】図5は蛍光体の配列が六方格子状である撮
像対象16−1(図3(a))あるいは撮像対象16−
2(図3(b))を撮像画素分解能p[mm/画素]の固
体撮像素子2で撮像した場合の空間周波数スペクトルの
分布を示す図である。
FIG. 5 shows an imaging target 16-1 (FIG. 3A) or an imaging target 16-in which the arrangement of the phosphors is a hexagonal lattice.
FIG. 3 is a diagram showing a distribution of a spatial frequency spectrum when the solid-state imaging device 2 having an imaging pixel resolution of p [mm / pixel] is imaged at 2 (FIG. 3B).

【0033】同図において、空間周波数スペクトルは実
数値と虚数値を持つ。H(水平)方向の空間周波数を
u、V(垂直)方向の空間周波数をvと夫々定義し、空
間周波数の座標系をu−v座標系の平面で表わす。これ
らu,v座標軸は単位長さ当りの画素数で定義され、そ
の単位は[mm-1]である。
In the figure, the spatial frequency spectrum has a real value and an imaginary value. The spatial frequency in the H (horizontal) direction is defined as u, and the spatial frequency in the V (vertical) direction is defined as v, and the coordinate system of the spatial frequency is represented by a plane of a uv coordinate system. These u and v coordinate axes are defined by the number of pixels per unit length, and the unit is [mm -1 ].

【0034】かかるuv平面において、撮像対象16−
1,16−2での蛍光体の配列のパワーが集中するスペ
クトル(以下、蛍光体配列空間周波数スペクトルとい
う)も、・(黒丸印)で示すように、uv平面内で六方格
子状に分布する。ここで、Hp,Vpは図3(a),
(b)で示した蛍光体の配列の水平方向,垂直方向のピ
ッチ(mm)である。また、各蛍光体配列空間周波数スペ
クトルは、uv平面での原点0での蛍光体配列空間周波
数スペクトルを[0,0]として、蛍光体配列空間周波
数スペクトル[i,j]と表わしている。蛍光体配列空
間周波数スペクトル[0,0]はDC(直流)成分であ
り、これ以外の蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,
j]がその変動成分ということになる。
In the uv plane, the object 16-
The spectrum in which the power of the phosphor array at 1, 16-2 is concentrated (hereinafter referred to as the phosphor array spatial frequency spectrum) is also distributed in a hexagonal lattice shape in the uv plane as indicated by a black circle. . Here, Hp and Vp are shown in FIG.
The horizontal and vertical pitches (mm) of the arrangement of the phosphors shown in (b). Further, each phosphor array spatial frequency spectrum is expressed as a phosphor array spatial frequency spectrum [i, j], with the phosphor array spatial frequency spectrum at the origin 0 on the uv plane being [0, 0]. The phosphor array spatial frequency spectrum [0, 0] is a DC (direct current) component, and other phosphor array spatial frequency spectra [i, 0] are used.
j] is the variable component.

【0035】また、このuv平面では、固体撮像素子2
の撮像画素分解能(画素サイズ)pによって一辺が1/
pの正方形の枠で囲まれる領域(以下、正方形領域とい
う)が規定される。uv平面の原点0を中心とする正方
形領域を正方形領域(0,0)とし、それ以外の正方形
領域を正方形領域(m,n)と表わす。この正方形領域
(0,0)のu≧0,v≧0の領域、即ち、ハッチング
した右上1/4の領域が画面上で見ることができる空間
周波数領域(可視空間周波数領域A)である。いま、固
体撮像素子2の撮像面での画素数を、水平,垂直方向で
夫々、例えば、500とすると、その水平,垂直方向の
1/pは250画素である。従って、この可視空間周波
数領域Aのu,v軸方向の一辺は250である。
In the uv plane, the solid-state image sensor 2
Is 1 / side depending on the imaging pixel resolution (pixel size) p of
An area surrounded by a square frame of p (hereinafter, referred to as a square area) is defined. A square area centered on the origin 0 of the uv plane is defined as a square area (0, 0), and the other square areas are expressed as square areas (m, n). The area where u ≧ 0, v ≧ 0 of the square area (0, 0), that is, the hatched upper right quarter area is the spatial frequency area (visible spatial frequency area A) that can be seen on the screen. Now, assuming that the number of pixels on the imaging surface of the solid-state imaging device 2 is, for example, 500 in the horizontal and vertical directions, 1 / p in the horizontal and vertical directions is 250 pixels. Therefore, one side of the visible space frequency region A in the u and v axis directions is 250.

【0036】この正方形領域(0,0)での他の領域は、
u,vの少なくともいずれか一方の値が負になり、数学
上表われる領域であって、目で見ることができない。ま
た、正方形領域(0,0)以外の正方形領域(m,n)
は、正方形領域(0,0)を基本空間周波数領域に対す
る高調波領域である。
The other area in this square area (0,0) is
At least one of the values of u and v becomes negative, and is an area that appears mathematically and cannot be seen with the eyes. Also, a square area (m, n) other than the square area (0, 0)
Is a harmonic region of the square region (0,0) with respect to the basic spatial frequency region.

【0037】撮像モアレは、原理的には、図2で説明し
たようにして発生するものであるが、これを図5に適用
すると、高調波領域である正方形領域(m,n)での蛍
光体配列空間周波数スペクトル[i,j]が正方形領域
(0,0)での可視空間周波数領域Aに折り返すことに
よって生ずるものである。この折返し(エリアジング)
とは、いま、正方形領域(0,0)と正方形領域(m,
n)とに注目し、これら正方形領域の配置関係を保ちな
がら、正方形領域(0,0)をuv平面の原点0を中心
に正方形領域(m,n)とは原点対称な位置に移したと
きに、これとともに移動する正方形領域(m,n)での
蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]が位置する
uv平面上の空間周波数スペクトルになることをいう。
ここで、元の位置での正方形領域(m,n)での蛍光体
配列空間周波数スペクトル[i,j]の空間周波数を折
返し元空間周波数、移動した後の正方形領域(m,n)
での同じ蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]の
空間周波数を折返し先空間周波数といい、この折返し先
空間周波数が正方形領域(0,0)の可視空間周波数領
域Aに入り込むと、その蛍光体配列空間周波数スペクト
ルが撮像モアレとして現われることになる。
The imaging moire is generated in principle as described with reference to FIG. 2, but when this is applied to FIG. 5, the fluorescence in the square region (m, n) which is a harmonic region is obtained. This is caused by folding the body arrangement spatial frequency spectrum [i, j] into the visible spatial frequency area A in the square area (0, 0). This return (aliasing)
Are the square area (0,0) and the square area (m,
n) and when the square area (0,0) is moved to a position symmetrical to the square area (m, n) with respect to the square area (m, n) while maintaining the arrangement relationship of these square areas. Means that the spatial frequency spectrum [i, j] of the phosphor array in the square area (m, n) that moves with this becomes the spatial frequency spectrum on the uv plane where the phosphor array is located.
Here, the spatial frequency of the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] in the square area (m, n) at the original position is folded back to the original spatial frequency, and the shifted square area (m, n)
The spatial frequency of the same phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] at is referred to as the return spatial frequency. When the return spatial frequency enters the visible spatial frequency region A of the square area (0,0), the fluorescence becomes The body arrangement spatial frequency spectrum will appear as imaging moire.

【0038】そこで、図5において、正方形領域(1,
−2)についてみると、これと正方形領域(0,0)と
の配置関係を保ちながら、この正方形領域(0,0)を
uv平面の原点0に対して正方形領域(1,−2)とは
原点対称に移動させると、この正方形領域(0,0)は
正方形領域(−1,2)と一致するが、これとともに、
正方形領域(1,−2)は正方形領域(0,0)の位置
と一致し、この正方形領域(1,−2)の右上1/4の
領域にある蛍光体配列空間周波数スペクトル[3,−
3]は元の位置の正方形領域(0,0)での可視空間周
波数領域A内に折り返されたことになる。従って、この
蛍光体配列空間周波数スペクトル[3,−3]は、撮像
画素分解能pで折り返されることにより、撮像モアレを
生じさせることになる。
Therefore, in FIG. 5, the square area (1,
Regarding -2), while maintaining the arrangement relationship between the square area (0,0) and the square area (0,0), the square area (0,0) is defined as a square area (1, -2) with respect to the origin 0 of the uv plane. Is moved symmetrically with respect to the origin, this square area (0,0) coincides with the square area (−1,2).
The square area (1, -2) coincides with the position of the square area (0, 0), and the phosphor array spatial frequency spectrum [3, -2] in the upper right quarter of the square area (1, -2).
3] is folded back into the visible spatial frequency region A in the square region (0, 0) at the original position. Accordingly, the phosphor array spatial frequency spectrum [3, -3] is folded at the imaging pixel resolution p, thereby causing imaging moire.

【0039】正方形領域(−1,1)の右上1/4の領
域にある蛍光体配列空間周波数スペクトル[−2,2]
も同様であり、撮像画素分解能pの折返しによって可視
空間周波数領域Aに入り込み、撮像モアレを発生させる
ことになる。一般に、ハッチングして示すように、各正
方形領域(m,n)での右上の領域(即ち、一辺が1/
(2p)の正方形の領域)内に存在する蛍光体配列空間周
波数スペクトルは、撮像画素分解能pの折返しによって
撮像モアレを発生することになる。
The phosphor array spatial frequency spectrum [-2, 2] in the upper right quarter of the square area (-1, 1)
The same applies to the case in which the imaging pixel resolution p is turned back to enter the visible spatial frequency region A, thereby causing imaging moire. In general, as shown by hatching, the upper right area (that is, one side of each square area (m, n)) is 1 /
The phosphor array spatial frequency spectrum existing within the (2p) square area generates imaging moire due to the folding of the imaging pixel resolution p.

【0040】ここで、正方形領域(m,n)内の蛍光体
配列空間周波数スペクトル[i,j]の折返しによって
撮像モアレが発生する場合、δ=MAX(m,n)として
(これは絶対値が大きい方を選択することを表わす)、
この折返しを±δ/p折返しという。従って、図5にお
いて、正方形領域(1,−2)からの折返しは±2/p折
返しであり、正方形領域(−1,1)からの折返しは±
1/p折返しである。
Here, when imaging moire occurs due to folding of the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] in the square area (m, n), δ = MAX (m, n) (this is an absolute value). Indicates that the larger is selected),
This turn is referred to as ± δ / p turn. Therefore, in FIG. 5, the return from the square area (1, -2) is ± 2 / p, and the return from the square area (-1, 1) is ± 2.
1 / p folding.

【0041】撮像モアレの原因となる蛍光体配列空間周
波数スペクトルの折返し範囲は±∞/pであるため、無限
の個数の折返し先(モアレ)空間周波数スペクトルを合
計したものが撮像モアレスペクトルとなるが、対象とす
るモアレスペクトルは、各正方形領域(m,n)内のハ
ッチングして示す0〜+1/(2p) の範囲にある。
Since the return range of the phosphor array spatial frequency spectrum that causes imaging moire is ± ∞ / p, the sum of the infinite number of return destination (moire) spatial frequency spectra is the imaging moire spectrum. The moiré spectrum of interest is in the range of 0 to + 1 / (2p) indicated by hatching in each square area (m, n).

【0042】図6は蛍光体の配列が正方格子状である撮
像対象16−3(図3(c))あるいは撮像対象16−
4(図3(d))を撮像画素分解能p[mm/画素]の固
体撮像素子2で撮像した場合の空間周波数スペクトルの
分布を示す図である。
FIG. 6 shows the imaging target 16-3 (FIG. 3C) or the imaging target 16-in which the arrangement of the phosphors is a square lattice.
4 is a diagram showing a distribution of a spatial frequency spectrum when the solid-state imaging device 2 having an imaging pixel resolution of p [mm / pixel] is imaged at 4 (FIG. 3D).

【0043】同図において、空間周波数スペクトルは実
数値と虚数値を持つ。図5と同様に、H(水平)方向の
空間周波数をu、V(垂直)方向の空間周波数をvと夫
々定義して、空間周波数の座標系をu−v座標系の平面
で表わし、これらu,v座標軸は単位長さ当りの画素数
で定義され、その単位は[mm-1]である。
In the figure, the spatial frequency spectrum has a real value and an imaginary value. Similarly to FIG. 5, the spatial frequency in the H (horizontal) direction is defined as u, and the spatial frequency in the V (vertical) direction is defined as v, and the coordinate system of the spatial frequency is represented by a plane of a uv coordinate system. The u and v coordinate axes are defined by the number of pixels per unit length, and the unit is [mm -1 ].

【0044】かかるuv平面において、撮像対象16−
3,16−4での蛍光体の配列のパワーが集中する蛍光
体配列空間周波数スペクトルも、・(黒丸印)で示すよう
に、uv平面内で正方格子状に分布する。ここで、H
p,Vpは図3(c),(d)で示した蛍光体の配列の水
平方向,垂直方向のピッチ(mm)である。また、各蛍光
体配列空間周波数スペクトルは、uv平面での原点0で
の蛍光体配列空間周波数スペクトルを[0,0]とし
て、蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]と表わ
している。蛍光体配列空間周波数スペクトル[0,0]
はDC成分であり、これ以外の蛍光体配列空間周波数ス
ペクトル[i,j]がその変動成分ということになる。
In the uv plane, the object 16-
The phosphor array spatial frequency spectrum in which the power of the phosphor array at 3, 16-4 is concentrated is also distributed in a square lattice shape in the uv plane, as indicated by (black circles). Where H
p and Vp are the horizontal and vertical pitches (mm) of the arrangement of the phosphors shown in FIGS. 3 (c) and 3 (d). Further, each phosphor array spatial frequency spectrum is expressed as a phosphor array spatial frequency spectrum [i, j], with the phosphor array spatial frequency spectrum at the origin 0 on the uv plane being [0, 0]. Phosphor array spatial frequency spectrum [0,0]
Is a DC component, and the other phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] is a variable component.

【0045】なお、この場合の蛍光体配列空間周波数ス
ペクトル[i,j]の分布は、図5に示した蛍光体配列
空間周波数スペクトル[i,j]の分布が六方格子状を
なすのに対し、i+j≡1(mod2)、即ち、i+j
=奇数となる蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,
j]が付加されたものである。換言すると、図6に示す
分布のうち、i+j≡0(mod2)、即ち、i+j=
偶数を満たす蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,
j]を除いたものが図5に示す分布ということになる。
In this case, the distribution of the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] is different from the distribution of the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] shown in FIG. , I + j≡1 (mod2), that is, i + j
= Odd-numbered phosphor array spatial frequency spectrum [i,
j] is added. In other words, in the distribution shown in FIG. 6, i + j≡0 (mod2), that is, i + j =
The phosphor array spatial frequency spectrum [i,
j] is the distribution shown in FIG.

【0046】また、この場合も、このuv平面では、固
体撮像素子2の撮像画素分解能pによって一辺が1/p
の正方形領域が規定されており、uv平面の原点0を中
心とする正方形領域を正方形領域(0,0)とし、それ
以外の正方形領域を正方形領域(m,n)と表わしてい
る。この正方形領域(0,0)のu≧0,v≧0の領
域、即ち、ハッチングした右上1/4の領域が可視空間
周波数領域Aであり、固体撮像素子2の撮像面での画素
数を、水平,垂直方向で夫々、例えば、500とする
と、その水平,垂直方向の1/pは250画素である。
従って、この可視空間周波数領域Aのu,v軸方向の一
辺は250である。
Also, in this case, on this uv plane, one side is 1 / p due to the imaging pixel resolution p of the solid-state imaging device 2.
Are defined, a square area centered on the origin 0 of the uv plane is defined as a square area (0, 0), and the other square areas are defined as square areas (m, n). The region where u ≧ 0, v ≧ 0 of this square region (0, 0), that is, the hatched upper right quarter region is the visible spatial frequency region A, and the number of pixels on the imaging surface of the solid-state imaging device 2 is , 500 in the horizontal and vertical directions, respectively, the 1 / p in the horizontal and vertical directions is 250 pixels.
Therefore, one side of the visible space frequency region A in the u and v axis directions is 250.

【0047】この正方形領域(0,0)での他の領域は、
u,vの少なくともいずれか一方の値が負になり、数学
上表われる領域であって、目で見ることができない。ま
た、正方形領域(0,0)以外の正方形領域(m,n)
は、正方形領域(0,0)を基本空間周波数領域に対す
る高調波領域である。
Other areas in this square area (0,0) are:
At least one of the values of u and v becomes negative, and is an area that appears mathematically and cannot be seen with the eyes. Also, a square area (m, n) other than the square area (0, 0)
Is a harmonic region of the square region (0,0) with respect to the basic spatial frequency region.

【0048】正方形領域(m,n)中の蛍光体配列空間
スペクトル[i,j]が正方形領域(0,0)での可視
空間周波数領域Aに折り返すことにより、撮像モアレが
発生するが、この場合も、図5の場合と同様に、各正方
形領域(m,n)でのハッチングして示す右上1/4の領
域(0〜+1/(2p)の範囲)内にある蛍光体配列空間
スペクトル[i,j]が折返しによって撮像モアレを発
生させるものである。例えば、図示するように、正方形
領域(1,−2)のハッチング領域内に存在する蛍光体配
列空間周波数スペクトル[3,−3]が正方形領域
(0,0)の可視空間周波数領域A内に折り返されて撮像
モアレが発生する。この場合の折返しは±2/p折返し
である。また、正方形領域(−1,1)のハッチング領域
にある蛍光体配列空間周波数スペクトル[−2,2]も
同様であり、±1/p折返しによって可視空間周波数領
域Aに入り込み、撮像モアレを発生させることになる。
When the phosphor array spatial spectrum [i, j] in the square area (m, n) is folded back to the visible spatial frequency area A in the square area (0, 0), imaging moire occurs. In this case, similarly to the case of FIG. 5, the phosphor array spatial spectrum in the upper right quarter area (range of 0 to + 1 / (2p)) indicated by hatching in each square area (m, n). [I, j] is an image that causes imaging moire due to folding. For example, as shown in the figure, the phosphor array spatial frequency spectrum [3, -3] existing in the hatched area of the square area (1, -2) is square area.
It is folded back into the visible spatial frequency region A of (0,0) and imaging moire occurs. The turn in this case is ± 2 / p turn. The same applies to the phosphor array spatial frequency spectrum [−2, 2] in the hatched area of the square area (−1, 1), which enters the visible spatial frequency area A by ± 1 / p folding to generate imaging moire. Will be.

【0049】図5の場合と同様に、撮像モアレの原因と
なる蛍光体配列空間周波数スペクトルの折返し範囲は±
∞/pであるため、無限の個数の折返し先(モアレ)空
間周波数スペクトルが可視空間周波数領域A内に生ずる
から、これらを足し合わせたものが撮像モアレスペクト
ルとなる。
As in the case of FIG. 5, the return range of the spatial frequency spectrum of the phosphor array which causes imaging moire is ±
Since ∞ / p, an infinite number of return-destination (moire) spatial frequency spectra are generated in the visible spatial frequency region A, and the sum of these becomes the imaging moire spectrum.

【0050】以上のようにして、蛍光体配列空間周波数
スペクトルの折返しによって撮像モアレが生ずるのであ
るが、次に、図1における演算処理部15での画素ずら
し量γpの算出方法について説明する。
As described above, the reflection of the phosphor array spatial frequency spectrum causes imaging moire. Next, a method of calculating the pixel shift amount γp in the arithmetic processing unit 15 in FIG. 1 will be described.

【0051】図7はこの演算処理部15での撮像モアレ
スペクトルの絶対値(モアレパワースペクトル)の算出
方法を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a method of calculating the absolute value (moiré power spectrum) of the imaging moiré spectrum in the arithmetic processing unit 15.

【0052】この方法は、図5あるいは図6での正方形
領域(m,n)毎に蛍光体配列空間周波数スペクトル
[i,j]の空間周波数(即ち、折返し元空間周波数)
とこれが可視空間周波数領域A(図5,図6)に折り返
されたときの撮像モアレの周波数(折返し先空間周波
数)とを求め、これに基づいてモアレパワースペクトル
を求めるものである。従って、蛍光体配列空間周波数ス
ペクトル[i,j]毎にモアレパワースペクトルが求め
られる。なお、モアレパワースペクトルは、撮像モアレ
スペクトルの実数値の自乗と虚数値の自乗との和あるい
は和の平方根で表わされる。
In this method, the spatial frequency of the spatial frequency spectrum [i, j] of the phosphor array (i, j) for each square area (m, n) in FIG. 5 or FIG.
And the frequency of the imaging moiré when this is folded back into the visible spatial frequency region A (FIGS. 5 and 6) (the return spatial frequency), and the moiré power spectrum is found based on this. Therefore, a moiré power spectrum is obtained for each phosphor array spatial frequency spectrum [i, j]. The moiré power spectrum is represented by the sum of the square of the real value and the square of the imaginary value of the imaging moiré spectrum or the square root of the sum.

【0053】同図において、図5,図6で示すuv平面
での対象範囲(折返し範囲)を限定する。これは、上記
のように、撮像モアレを発生させる蛍光体配列空間スペ
クトル[i,j]はuv平面での折返し範囲が±∞/p
まで含むものであるが、通常、uv平面での原点0から
遠い蛍光体配列空間スペクトル[i,j]程その折返し
によるモアレパワースペクトルが小さくなり、撮像モア
レが目立たなくなるから、この折返し範囲を限定して
も、各別問題とはならないからである。そこで、まず、
この折返し範囲を±k/p(但し、k≧1)として、k
を所定の値に設定する。通常、kは10以下とする(ス
テップ100)。図5,図6に図示する範囲を対象とす
る場合には、k=2である。
In the figure, the target range (turning range) on the uv plane shown in FIGS. 5 and 6 is limited. This is because, as described above, the phosphor array spatial spectrum [i, j] that causes imaging moire has a folding range of ± ∞ / p on the uv plane.
In general, as the phosphor array spatial spectrum [i, j] farther from the origin 0 on the uv plane becomes smaller, the moire power spectrum due to the return becomes smaller and the imaging moire becomes less conspicuous. This is not a separate problem. So, first,
When this return range is ± k / p (where k ≧ 1), k
Is set to a predetermined value. Usually, k is set to 10 or less (step 100). When the range illustrated in FIGS. 5 and 6 is targeted, k = 2.

【0054】そして、まず、n=−kとし(ステップ1
01)、m=−kとする(ステップ102)。これは、
まず、図5,図6での正方形領域(m,n)として、u
v平面の原点0から−方向に最遠の正方形領域(−k,
−k)を指定したものである。
Then, first, n = -k is set (step 1).
01), and m = −k (step 102). this is,
First, as a square area (m, n) in FIGS.
Square area farthest in the − direction from the origin 0 of the v plane (−k,
−k).

【0055】次に、imin=m×Hp/p以上の整数値,
max=(m+0.5)×Hp/p以下の整数値,jmin=n
×Vp/p以上の整数値,jmax=(n+0.5)×Vp/p
以下の整数値を算出する(ステップ103)。ここで、
図5,図6に示すように、蛍光体配列空間周波数スペク
トル[i,j]は、u軸方向に1/Hpの間隔で、v軸方
向に1/Vpの間隔で夫々分布しており、また、正方形
領域(m,n)は、u,v軸方向に1/pの間隔で配列
されている。この正方形領域(m,n)での図5,図6
でハッチング領域のu,v軸方向の範囲は夫々 m/p≦u≦(m/p+1/(2p)),n/p≦v≦(n
/p+1/(2p)) であり、この範囲に蛍光体配列空間周波数スペクトル
[i,j]が存在するためには、 m/p≦i/Hp≦(m/p+1/(2p)) n/p≦j/Vp≦(n/p+1/(2p)) を満たさなければならない。そして、これらの式を変形
すると、 m×Hp/p≦i≦(m+0.5)×Hp/p n×Vp/p≦j≦(n+0.5)×Vp/p となる(ここで、i,jは整数である)。従って、ステ
ップ103は、対象となる正方形領域(m,n)のハッ
チング領域内に存在する蛍光体配列空間周波数スペクト
ル[i,j]を探索していることになる。
Next, an integer value of i min = m × Hp / p or more,
i max = (m + 0.5) × Hp / p or an integer, j min = n
Integer value equal to or more than × Vp / p, j max = (n + 0.5) × Vp / p
The following integer value is calculated (step 103). here,
As shown in FIGS. 5 and 6, the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] is distributed at an interval of 1 / Hp in the u-axis direction and at an interval of 1 / Vp in the v-axis direction. The square areas (m, n) are arranged at 1 / p intervals in the u and v axis directions. 5 and 6 in this square area (m, n).
And the ranges of the hatched areas in the u and v axis directions are m / p ≦ u ≦ (m / p + 1 / (2p)) and n / p ≦ v ≦ (n
/ p + 1 / (2p)), and the phosphor array spatial frequency spectrum falls within this range.
In order for [i, j] to exist, m / p ≦ i / Hp ≦ (m / p + 1 / (2p)) n / p ≦ j / Vp ≦ (n / p + 1 / (2p)) No. Then, when these expressions are modified, m × Hp / p ≦ i ≦ (m + 0.5) × Hp / pn × Vp / p ≦ j ≦ (n + 0.5) × Vp / p (where i , J are integers). Therefore, in step 103, the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] existing in the hatched area of the target square area (m, n) is searched.

【0056】ステップ103でimin,jminが求まる
と、j=jmin(ステップ104)、i=imin(ステッ
プ105)とし、正方形領域(m,n)のハッチング領
域内に存在する蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,
j]の探索結果とする。なお、ステップ103でimin
≦imax,jmin≦jmaxであるが、これを満足する整数
値imin,imax,jmin,jmaxが存在しないときには、
図示しないが、ステップ113に進む。
When i min and j min are determined in step 103, j = j min (step 104) and i = i min (step 105), and the phosphor existing in the hatched area of the square area (m, n) is set. Array spatial frequency spectrum [i,
j]. In step 103, i min
≤ i max , j min ≤ j max , but when there are no integer values i min , i max , j min , j max that satisfy this,
Although not shown, the process proceeds to step 113.

【0057】上記の条件を満たす蛍光体配列空間周波数
スペクトル[i,j]が求まると、このスペクトルが図
6に示す正方格子状に分布するものである場合には、ス
テップ108に進んでこの蛍光体配列空間周波数スペク
トル[i,j]の折返しによるモアレパワースペクトル
が求められ、図5に示す六方格子状に分布するものであ
るときには、i+j≡0(mod2)、即ち、i+j=
偶数となる蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]
のみがステップ108でモアレパワースペクトルの算出
の対象となる(ステップ107)。i+j≡1(mod
2)となる蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]
である場合には、これは対象外のものとして、ステップ
109に進む。
When the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] satisfying the above conditions is obtained, if the spectrum is distributed in a square lattice shown in FIG. A moire power spectrum obtained by folding the body arrangement spatial frequency spectrum [i, j] is obtained. When the spectrum is distributed in a hexagonal lattice shape shown in FIG. 5, i + j≡0 (mod2), that is, i + j =
Even-numbered phosphor array spatial frequency spectrum [i, j]
Only the moire power spectrum is calculated in step 108 (step 107). i + j≡1 (mod
2) Phosphor array spatial frequency spectrum [i, j]
If this is the case, it is determined that this is not the object and the process proceeds to step 109.

【0058】正方形領域(m,n)での1つの蛍光体配
列空間周波数スペクトル[i,j]のステップ108で
の処理が終わってモアレパワースペクトルが求まると、
次に、i=i+1とする(ステップ109)。この場
合、同じ正方形領域(m,n)のハッチング領域に他の
蛍光体配列空間周波数スペクトル[i+1,j]が存在
する場合には、i+1≦imaxであるから(ステップ1
10)、この蛍光体配列空間周波数スペクトル[i+
1,j]について、ステップ106からの処理を行な
う。これは、図6において、例えば、正方形領域(0,
1)のように、ハッチング領域内のu軸方向に2以上の
蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]が存在する
場合である。なお、図5に示す分布の場合には、この蛍
光体配列空間周波数スペクトル[i+1,j]は(i+
1)+j≡1(mod2)であるから、ステップ107
で対象外となり、直ちにステップ109に進む。
When the processing in step 108 for one phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] in the square area (m, n) is completed and the moiré power spectrum is obtained,
Next, i = i + 1 is set (step 109). In this case, if another phosphor array spatial frequency spectrum [i + 1, j] exists in the hatched area of the same square area (m, n), i + 1 ≦ imax is satisfied (step 1).
10), this phosphor array spatial frequency spectrum [i +
[J], the processing from step 106 is performed. This corresponds to, for example, the square area (0,
As in 1), there is a case where two or more phosphor array spatial frequency spectra [i, j] exist in the u-axis direction in the hatched area. In the case of the distribution shown in FIG. 5, this phosphor array spatial frequency spectrum [i + 1, j] is (i +
1) Since + j≡1 (mod 2), step 107
And the process immediately goes to step 109.

【0059】また、i+1>imaxの場合には(ステッ
プ110)、同じ正方形領域(m,n)のハッチング領
域内のu軸方向にほかに蛍光体配列空間周波数スペクト
ル[i,j]がないとこになり、次に、j=j+1とす
る(ステップ111)。そして、このj+1≦jmax
ある場合には(ステップ112)、この同じハッチング
領域内のv軸方向に他の蛍光体配列空間周波数スペクト
ル[i,j+1]が存在することになり、i=imin
して(ステップ105)、この蛍光体配列空間周波数ス
ペクトル[i,j+1]についてステップ106からの
処理を行なう。
If i + 1> imax (step 110), there is no other phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] in the u-axis direction in the hatched area of the same square area (m, n). Then, j = j + 1 is set (step 111). If j + 1 ≦ jmax (step 112), another phosphor array spatial frequency spectrum [i, j + 1] exists in the v-axis direction in the same hatched area, and i = i. As min (step 105), the processing from step 106 is performed on the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j + 1].

【0060】このようにして、同じ正方形領域(m,
n)のハッチング領域内の全ての蛍光体配列空間スペク
トル[i,j]のステップ108によるモアレパワース
ペクトルが求まると、i>imax(ステップ110),
j>jmax(ステップ112)として、1つの正方形領
域(m,n)(この場合、正方形領域(−k,−k))
の処理が終了する。
In this way, the same square area (m,
When the moiré power spectra of all the phosphor array spatial spectra [i, j] in the hatched area n) are obtained in step 108, i> i max (step 110),
As j> j max (step 112), one square area (m, n) (in this case, square area (-k, -k))
Is completed.

【0061】そこで、m=m+1として(ステップ11
3)、このm+1がm+1≦+kのとき(ステップ11
4)、uv平面上u軸方向に1つ隣りの正方形領域(m
+1,n)を処理対象とし、ステップ103からの処理
を行なう。このようにして、m>kとなり、u軸方向1
列の正方形領域(−k,−k)〜(+k,−k)の同様
の処理が終了すると、次に、n=n+1とし(ステップ
115)、n≦+kのとき(ステップ116)、ステッ
プ102に戻って上記の処理動作を繰り返す。これは、
uv平面上v軸方向に1つ隣りの正方形領域の列、即
ち、正方形領域(−k,−k+1)〜(+k,−k+
1)を処理対象とするものである。
Therefore, m = m + 1 (step 11
3) When this m + 1 satisfies m + 1 ≦ + k (step 11)
4), a square area (m
(+1, n), and the processing from step 103 is performed. Thus, m> k, and u-axis direction 1
When the similar processing for the square areas (−k, −k) to (+ k, −k) in the column is completed, then n = n + 1 (step 115), and when n ≦ + k (step 116), step 102 And the above processing operation is repeated. this is,
A row of square areas one adjacent to each other in the v-axis direction on the uv plane, that is, square areas (-k, -k + 1) to (+ k, -k +
1) is to be processed.

【0062】このようにして、m>+k(ステップ11
3),n>+k(ステップ116)となると、対象とす
る全ての蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]に
ついて、モアレパワースペクトルが得られたことにな
る。
In this way, m> + k (step 11)
3), when n> + k (step 116), it means that a moiré power spectrum has been obtained for all the target phosphor array spatial frequency spectra [i, j].

【0063】図8は図7におけるステップ108の一具
体例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of step 108 in FIG.

【0064】同図において、図7のステップ103〜ス
テップ107で処理対象として求められた正方形領域
(m,n)での蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]
について、まず、そのu,v軸方向の空間周波数である
折返し元空間周波数Um ,Vn〔単位はmm-1〕と、その
折返しによる撮像モアレの空間周波数である折返し先周
波数um ,vn〔単位はmm-1〕とを求める(ステップ
200)。ここで、 Um=i/Hp Vn=j/Vp um=i/Hp−m/p vn=j/Vp−n/p である。
In the figure, the square area obtained as a processing target in steps 103 to 107 of FIG.
Phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] at (m, n)
For, first, the u, v is the axial direction of the spatial frequency aliasing original spatial frequency U m, V n [units mm -1] and, folded destination frequency u m is the spatial frequency of the imaging moire due to the folding, v n [unit is mm -1 ] (step 200). Here, a U m = i / Hp V n = j / Vp u m = i / Hp-m / p v n = j / Vp-n / p.

【0065】ここで、撮像対象16の周期性パターン
は、図3に示したカラーCRTや液晶ディスプレイ,プ
ラズマディスプレイの場合、R,G,Bの各画素は、1
つの点ではなく、形状,寸法(即ち、開口)を有してい
る。このために、各蛍光体配列空間周波数スペクトル
[i,j]も、パワーの広がりを持ったものであり、そ
の広がり方も画素の形状,寸法によって異なる。このた
め、モアレパワースペクトルを求めるに際し、かかるパ
ワーの広がりを折返しスペクトルS2,4(um ,vn)とし
て求める必要がある。
Here, in the case of the color CRT, the liquid crystal display, and the plasma display shown in FIG. 3, the periodic pattern of the object 16 is one pixel of R, G, and B.
It has not two points but a shape and dimensions (ie, openings). For this reason, each phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] also has a spread of power, and the spread method also differs depending on the shape and size of the pixel. Accordingly, upon obtaining the moire power spectrum, it is necessary to determine the spectrum S 2, 4 folding the spread of such power (u m, v n).

【0066】そこで、撮像対象16のパターンの開口
(セル)が、図3(c),(d)に示すように、矩形状
である場合には(ステップ201)、折返しスペクトル
2,4(um,vn)を次の数1によって求める(ステップ
202)。
Therefore, if the aperture (cell) of the pattern of the object 16 is rectangular as shown in FIGS. 3C and 3D (step 201), the folded spectrum S 2,4 ( u m , v n ) is determined by the following equation 1 (step 202).

【0067】[0067]

【数1】 (Equation 1)

【0068】上記数1において、右辺第1項目のsinc
(dh・Um ,dv・Vn)は、セルが矩形状であるときの
蛍光体の開口形状スペクトルを表わすものであって、一
次函数sinc(x)についてみると、図9(a)に示す波
形となる。また、右辺第2項目は撮像画素の開口形状ス
ペクトルを示すものであって、これら第1項目と第2項
目との乗算は、蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,
j]の折返しスペクトルのパワーを表わしている。
In the above equation 1, the sinc of the first item on the right side is
(dh · U m , dv · V n ) represents the aperture shape spectrum of the phosphor when the cell is rectangular. As for the primary function sinc (x), FIG. The waveform is as shown. The second item on the right side indicates the aperture shape spectrum of the imaging pixel. The multiplication of the first item and the second item is a phosphor array spatial frequency spectrum [i,
j] represents the power of the folded spectrum.

【0069】撮像対象16のパターンの開口(画素)
が、図3(a),(b)に示すように、楕円形状である場
合には(ステップ201)、折返しスペクトルS2,4(um
,vn)を次の数2によって求める(ステップ20
3)。
The opening (pixel) of the pattern of the object 16 to be imaged
But, as shown in FIG. 3 (a), (b), in the case of the elliptical shape (step 201), the folded spectrum S 2, 4 (u m
, v n ) by the following equation (step 20):
3).

【0070】[0070]

【数2】 (Equation 2)

【0071】上記数2において、右辺の第1項目は画素
が楕円形状であるときの蛍光体の開口形状スペクトルを
表わすものであって、一次函数besinc(x)は図
9(b)に示す波形となる。この場合も、右辺第2項目
は撮像画素の開口形状スペクトルを示すものである。
In the above equation (2), the first item on the right-hand side represents the aperture shape spectrum of the phosphor when the pixel is elliptical, and the primary function besinc (x) is the waveform shown in FIG. Becomes Also in this case, the second item on the right side indicates the aperture shape spectrum of the imaging pixel.

【0072】以上のようにして、画素が有限の開口を有
するときの折返しスペクトルが求められるが、図3
(a),(c)に示すように、1種類の画素のみが発光
した単色発光の場合には(ステップ204)、S(um ,
n)=S2,4(um ,vn)として(ステップ206)、モ
アレパワースペクトルを求める(ステップ207)。し
かし、3種類の画素が発光する3色発光の場合には(ス
テップ204)、 S(um ,vn)=S2,4(um ,vn)×f(i,g,b,r) なる演算を行ない、このS(um ,vn)を用いてモアレパ
ワースペクトルを求める(ステップ207)。なお、f
(i,g,b,r)は、g,b,rを3色の発光強度比とし
て、蛍光体配列空間周波数スペクトル[i,j]に対
し、 f(i,g,b,r)=g+b+r i≡0(mod3) =g−(b+r)/2 i≡1,2(mod3) である。g=b=rの場合には、i≡0(mod3)、
即ち、iが3の倍数(i=0も含む)である蛍光体配列
空間周波数スペクトル[i,j]のみがf(i,g,b,
r)≠0となり、それ以外の蛍光体配列空間周波数スペ
クトル[i,j]では、f(i,g,b,r)=g−(b+
r)/2=0であるので、蛍光体配列空間周波数スペク
トル[i,j]の分布は単色の場合の1/3となる。
As described above, the return spectrum when the pixel has a finite aperture is obtained.
(A), (c), the if only one type of pixel monochromatic luminescence emitted (step 204), S (u m,
v n) = S 2,4 (u m, as v n) (step 206), obtaining the moire power spectrum (step 207). However, in the case of 3-color light emitting three types of pixels emit light (step 204), S (u m, v n) = S 2,4 (u m, v n) × f (i, g, b, r) becomes performs calculation to obtain the moiré power spectrum by using the S (u m, v n) ( step 207). Note that f
(i, g, b, r) is expressed by f (i, g, b, r) = g + b + ri≡0 (mod3) = g- (b + r) / 2i≡1,2 (mod3). When g = b = r, i≡0 (mod 3),
That is, only the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] where i is a multiple of 3 (including i = 0) is f (i, g, b,
r) ≠ 0, and in the other phosphor array spatial frequency spectrum [i, j], f (i, g, b, r) = g− (b +
Since r) / 2 = 0, the distribution of the phosphor array spatial frequency spectrum [i, j] is 1/3 that of a single color.

【0073】ステップ207では、モアレパワースペク
トルPm(um ,vn)が、
[0073] At step 207, the moiré power spectrum P m (u m, v n ) is,

【0074】[0074]

【数3】 (Equation 3)

【0075】として求められる。Is obtained.

【0076】図10は以上のようにして得られたモアレ
パワースペクトルPm(um ,vn)から画素ずらし量を求
める算出方法を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a method for calculating the pixel shift amount from the moiré power spectrum P m (u m , v n ) obtained as described above.

【0077】同図において、まず、画素ずらし自由度N
(≧1)を設定する(ステップ300)。これは、除こう
とするモアレスペクトルの個数の1/2に設定する。次
に、上記の求めたモアレパワースペクトルPm(um ,
n)のうちのm=n=0のモアレパワースペクトルP0
(u0 ,v0)を除く(ステップ301)。これは、折返し
しない蛍光体配列空間周波数スペクトル[0,0]に対す
るものであり、この蛍光体配列空間周波数スペクトル
[0,0]は基本の正方形領域(0,0)での可視空間周波
数領域A内に発生するものであって、撮像モアレとなる
ものではない。
In the figure, first, a pixel shift degree of freedom N
(≧ 1) is set (step 300). This is set to の of the number of moire spectra to be removed. Next, the moiré power spectrum P m (u m ,
v n ), the moire power spectrum P 0 of m = n = 0
(u 0 , v 0 ) is excluded (step 301). This is for the non-folded phosphor array spatial frequency spectrum [0,0], and this phosphor array spatial frequency spectrum
[0,0] is generated in the visible spatial frequency area A in the basic square area (0,0), and does not cause imaging moire.

【0078】そして、残ったモアレパワースペクトルP
m(um ,vn)を大きい順に並べ(ステップ302)、i
=1としてi番目に大きいモアレパワースペクトルをP
mi(um ,vn)とし(ステップ303)、i番目に大きい
モアレパワースペクトルPmi(um ,vn)に対する折返
し元空間周波数Umi,Vniと次の(i+1)番目に大き
いモアレパワースペクトルPm(i+1)(um ,vn)に対す
る折返し元空間周波数Um(i+1),Vn(i+1)とを選択し
(ステップ304。なお、モアレパワースペクトルに対
する折返し元空間周波数は、図8に示す処理で得られて
いる)、ステッフ305により、これら折返し元空間周
波数を用いて、これらモアレパワースペクトルPmi(um
,vn),Pm(i+1)(um ,vn)を低減するために必要な
画素ずらし量を算出する。
Then, the remaining moire power spectrum P
m (u m, v n) arranged in descending order (step 302), i
= 1 and the i-th largest moiré power spectrum is P
mi (u m , v n ) (step 303), the original spatial frequencies U mi , V ni for the i-th largest moiré power spectrum P mi (u m , v n ) and the next (i + 1) -th largest moiré The return source spatial frequencies U m (i + 1) and V n (i + 1) for the power spectrum P m (i + 1) (u m , v n ) are selected (step 304. Note that, for the moire power spectrum, folding original spatial frequency has been obtained in the processing shown in FIG. 8), the stiff 305, using these folded original spatial frequencies, these moiré power spectrum P mi (u m
, v n ) and P m (i + 1) (u m , v n ) are calculated.

【0079】撮像モアレの空間周波数スペクトルは実数
値と虚数値とを有しており、これらのなす角、即ち、偏
角(位相ともいう)に対して180゜偏角が異なる撮像
モアレの空間周波数スペクトルを発生させることによ
り、これでもって元の撮像モアレの空間周波数スペクト
ルを相殺して除くようにすることができる。元の撮像モ
アレ空間周波数スペクトルに対して偏角が180゜の撮
像モアレ空間周波数スペクトルを得るためには、元の撮
像モアレ空間周波数スペクトルに−1=exp(jn
π)(ただし、jは虚数、nは奇数)を乗ずればよい
が、これは、固体撮像素子による撮像範囲を画素サイズ
より小さい分だけずらすことによって実現する。
The spatial frequency spectrum of the imaging moiré has a real value and an imaginary value, and the spatial frequency of the imaging moiré whose angle differs by 180 ° with respect to the angle between them, that is, the argument (also called phase). By generating the spectrum, the spatial frequency spectrum of the original imaging moiré can be canceled out by this. In order to obtain an imaging moiré spatial frequency spectrum having a declination of 180 ° with respect to the original imaging moiré spatial frequency spectrum, -1 = exp (jn
π) (where j is an imaginary number and n is an odd number), but this is realized by shifting the imaging range of the solid-state imaging device by an amount smaller than the pixel size.

【0080】そこで、いま、固体撮像素子の撮像範囲を
図3に示す状態から、水平方向にα画素だけ、垂直方向
にβ画素だけ夫々ずらしたとすると(但し、画素ずらし
量α,β<p)、同じ空間周波数の蛍光体配列空間集周
波数スペクトルが折り返されて生ずる撮像モアレ空間周
波数スペクトルは、かかるずらしがない場合に生ずる元
の撮像モアレ空間周波数スペクトルにexp{j2πp
(αUm+βVn)}を乗じたものである。これが元の撮
像モアレ空間周波数スペクトルに対して180゜の偏角
を有するためには、n=1として、
Now, if the imaging range of the solid-state imaging device is shifted from the state shown in FIG. 3 by α pixels in the horizontal direction and β pixels in the vertical direction (however, pixel shift amounts α, β <p) The imaging moiré spatial frequency spectrum generated when the phosphor array spatial converging frequency spectrum of the same spatial frequency is folded is expressed as exp {j2πp in the original imaging moiré spatial frequency spectrum generated when there is no such shift.
(ΑU m + βV n )}. In order for this to have a declination of 180 ° with respect to the original imaging moiré spatial frequency spectrum, n = 1,

【0081】[0081]

【数4】 (Equation 4)

【0082】でなければならず、従って、画素ずらし量
α,βは
Therefore, the pixel shift amounts α and β are

【0083】[0083]

【数5】 (Equation 5)

【0084】を満たすものとなる。This satisfies the following.

【0085】図10におけるステップ305はこの演算
をするものであり、大きいもの順に2つのモアレパワー
スペクトルPmi(um ,vn),Pm(i+1)(um ,vn)に対
する折返し元空間周波数Umi,Vni,Um(i+1),V
n(i+1)を用い、これらに対する画素ずらし量をαi/2
βi/2として、
[0085] Step 305 in FIG. 10 is intended to make this calculation, two moiré power spectrum P mi sequentially larger (u m, v n), P m (i + 1) (u m, v n) for Return source spatial frequencies Umi , Vni , Um (i + 1) , V
Using n (i + 1) , the pixel shift amounts for these are α i / 2 ,
As β i / 2 ,

【0086】[0086]

【数6】 (Equation 6)

【0087】の連立方程式を満足するものとするもので
ある。
The simultaneous equations should be satisfied.

【0088】次に、i=i+2として(ステップ30
6)、以下、大きい順に2つずつのモアレパワースペク
トルについて順次ステップ304,305の処理を行な
い、夫々毎に画素ずらし量をαi/2,βi/2を求め、これ
をi≧2Nになるまで繰り返す(ステップ307)。
Next, assuming that i = i + 2 (step 30)
6) Thereafter, the processing of steps 304 and 305 is sequentially performed on two moiré power spectra in descending order, and the pixel shift amounts α i / 2 and β i / 2 are obtained for each, and these are set to i ≧ 2N. This is repeated until it becomes (step 307).

【0089】図1における演算処理部15は、以上の演
算処理を行なうことによって画素ずらし量αi/2,βi/2
を算出し、これらに応じたz方向移動信号Sz,y方向
移動信号Syを生成するのであるが、以下、画素ずらし
による効果について実験例をもとに説明する。
The arithmetic processing unit 15 shown in FIG. 1 performs the above arithmetic processing to obtain the pixel shift amounts α i / 2 and β i / 2
Is calculated, and the z-direction movement signal Sz and the y-direction movement signal Sy are generated in accordance with the above. The effect of the pixel shift will be described below based on an experimental example.

【0090】ここでは、撮像対象16として、図3
(a),(b)に示した撮像対象16−1,16−2を
用い、図11(a)に示すように、その撮像視野CEに
欠陥画素PEが存在するものとしており、かかる撮像視
野CEに対して画素ずらし量を異ならせて撮像モアレの
低減効果をみるものである。なお、かかる撮像対象16
では、Hp=0.221mm,Vp=0.292mm,
画素の短径=0.1mm,画素の長径=0.12mmと
する。
Here, as the imaging target 16, FIG.
Using the imaging targets 16-1 and 16-2 shown in (a) and (b), as shown in FIG. 11A, it is assumed that a defective pixel PE exists in the imaging visual field CE. The effect of reducing imaging moiré is examined by making the pixel shift amount different from CE. In addition, such an imaging target 16
Then, Hp = 0.221 mm, Vp = 0.292 mm,
It is assumed that the minor axis of the pixel is 0.1 mm and the major axis of the pixel is 0.12 mm.

【0091】また、撮像画素サイズは水平,垂直方向と
もに0.15mmとし、その中に等間隔(水平,垂直方
向に夫々1/4画素間隔)の16個の基準点0,1,
2,3,……,15を設定する。かかる基準点は、撮像
画面の左上隅にある最初の撮像画素VEを撮像視野CE
の左上隅の点Bに対してどのように位置付けるかを決め
るものであって、その位置付け方が16通りあることに
なる。
The size of the image pickup pixel is 0.15 mm in both the horizontal and vertical directions, and 16 reference points 0, 1, and 1 at regular intervals (1/4 pixel intervals in the horizontal and vertical directions) are included therein.
2, 3, ..., 15 are set. Such a reference point is determined by setting the first imaging pixel VE in the upper left corner of the imaging screen to the imaging visual field CE.
Is determined with respect to the point B at the upper left corner of the table, and there are 16 ways of positioning.

【0092】即ち、図11(a)における撮像画素VE
はその基準点0を撮像視野CEの左上隅の点Bに一致さ
せた場合を示すものであり、撮像視野CEに対し、この
撮像画素VEを基準として他の撮像画素が配列されてい
ることになる。図12はそのときの撮像視野CEに対す
る撮像画素VEの配列関係を模式的に示したものであっ
て、破線枠で囲んだものが1つの撮像画素VEである。
また、図11(a)において、基準点1を撮像視野CE
の左上隅の点Bに一致させた場合には、撮像画素は図示
する撮像画素VEよりも左方に1/4画素分ずらされて
いることになり、この場合の各撮像画素は、図12で示
す撮像画素よりも水平方向に−1/4画素分,垂直方向
に0画素分ずれている。同様にして、図11(a)にお
いて、基準点4を撮像視野CEの左上隅の点Bに一致さ
せた場合には、撮像画素は図示する撮像画素VEよりも
上方に1/4画素分ずらされていることになり、この場
合の各撮像画素は、図12で示す撮像画素よりも水平方
向に0画素分,垂直方向に+1/4画素分ずれているこ
とになる。従って、図11(a)において、基準点15
を撮像視野CEの左上隅の点Bに一致させた場合には、
撮像画素は図示する撮像画素VEよりも左方に3/4画
素分,上方に3/4画素分ずらされていることになり、
この場合の各撮像画素は、図12で示す撮像画素よりも
水平方向に−3/4画素分,垂直方向に+3/4画素分
ずれていることになる。
That is, the image pickup pixel VE in FIG.
Indicates a case where the reference point 0 is coincident with the point B at the upper left corner of the imaging visual field CE. In the imaging visual field CE, it is assumed that other imaging pixels are arrayed based on the imaging pixel VE. Become. FIG. 12 schematically shows an arrangement relationship of the imaging pixels VE with respect to the imaging visual field CE at that time, and one surrounded by a broken line frame is one imaging pixel VE.
In FIG. 11A, the reference point 1 is set to the imaging visual field CE.
12 is shifted to the left from the illustrated imaging pixel VE by 1/4 pixel, and the imaging pixels in this case are the same as those in FIG. Are shifted by −1 pixel in the horizontal direction and by 0 pixel in the vertical direction from the imaging pixel indicated by. Similarly, in FIG. 11A, when the reference point 4 is coincident with the point B at the upper left corner of the imaging visual field CE, the imaging pixel is shifted by 1 / pixel above the illustrated imaging pixel VE. In this case, the respective imaging pixels are shifted from the imaging pixels shown in FIG. 12 by 0 pixels in the horizontal direction and by +1 pixel in the vertical direction. Therefore, in FIG.
Is matched with the point B in the upper left corner of the imaging visual field CE,
The imaging pixel is shifted by 3/4 pixel to the left and 3/4 pixel upward from the illustrated imaging pixel VE,
In this case, each imaging pixel is shifted from the imaging pixel shown in FIG. 12 by -3/4 pixel in the horizontal direction and by +3/4 pixel in the vertical direction.

【0093】図13(a)は図11(a)に示す撮像視
野CEに対して撮像画素VEを上記のように16通りず
らして撮像した場合の撮像モアレの明るさと画素欠陥P
Eの明るさとの関係を示す図であり、撮像画像の最も明
るい部分の明るさを最明値を100%として、撮像モア
レの明るさはその最も暗い部分の明るさの最明値に対す
る割合をモアレ最暗値〔%〕とし、また、画素欠陥PE
の明るさも最も暗い部分の明るさ最明値に対する割合を
欠陥最暗値〔%〕として、撮像視野CEに一致させる撮
像画素の基準点0,1,2,3,……,15毎にプロッ
トしている。
FIG. 13A shows the brightness of the image pickup moire and the pixel defect P when the image pickup pixel VE is shifted 16 times as described above with respect to the image pickup visual field CE shown in FIG. 11A.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the brightness of E and the brightness of the brightest part of the captured image, where the brightest value is 100%, and the brightness of the captured moiré is the ratio of the brightness of the darkest part to the brightest value. Moiré darkest value [%] and pixel defect PE
Is plotted for each of the reference points 0, 1, 2, 3,..., 15 of the imaging pixels that match the imaging field of view CE, with the ratio of the darkest portion to the brightness maximum value being the darkest value [%]. are doing.

【0094】図13(a)において、撮像視野CEに対
して撮像画素の配列がどのようになっても、モアレ最暗
値は50%とほぼ一定である。これに対し、欠陥最暗値
は、撮像視野CEの左隅の点Bに一致させる撮像画素の
基準点を異ならせて撮像視野CEに対する撮像画素の配
列関係を変化させると、画素欠陥PEに対する撮像画素
の位置関係が変化するから、異なった値を持つことにな
る。
In FIG. 13A, the moire darkest value is almost constant at 50% regardless of the arrangement of the image pickup pixels with respect to the image pickup visual field CE. On the other hand, the darkest value of the defect is determined by changing the arrangement relationship of the imaging pixels with respect to the imaging visual field CE by changing the reference point of the imaging pixels to be coincident with the point B at the left corner of the imaging visual field CE. Has a different value because the positional relationship changes.

【0095】図13(a)によると、撮像視野CEの左
隅の点Bに一致させる撮像画素の基準点を図11(b)
における基準点15とすると、欠陥最暗値はほぼ50%
とモアレ最暗値とほとんど一致することになる。これ
は、このように撮像視野に対する撮像画素の配置関係を
設定すると、撮像モアレによって欠陥画素PEを識別す
るのが非常に困難であることを示している。即ち、図1
に示した実施形態のような撮像モアレの低減処理を行な
わない場合には、撮像視野CEと撮像画素との位置関係
によっては、画素欠陥が検出できない場合もあることに
なる。
According to FIG. 13A, the reference point of the image pickup pixel to be coincident with the point B at the left corner of the image pickup visual field CE is shown in FIG.
, The darkest value of the defect is approximately 50%
And almost match the Moire darkest value. This indicates that, when the arrangement relationship of the imaging pixels with respect to the imaging visual field is set in this way, it is very difficult to identify the defective pixel PE by the imaging moiré. That is, FIG.
In the case where the imaging moiré reduction processing as in the embodiment shown in FIG. 1 is not performed, a pixel defect may not be detected depending on the positional relationship between the imaging field of view CE and the imaging pixels.

【0096】これに対し、図13(b)は、図13
(a)の場合と同様に、撮像視野CEに対して撮像画素
VEを上記のように16通りずらして撮像するのである
が、図1に示した実施形態を使用するものであって、こ
れら各撮像毎に、演算部15による画素ずらしの撮像も
行ない、画素ずらしを行なわない場合の映像信号と画素
ずらしを行なった場合の映像信号とを撮像モアレ低減処
理部14で処理して撮像モアレの低減を行なったもので
ある。この場合の画素ずらし量を、水平方向に+0.7
4画素,垂直方向に−49画素としている。それ以外は
図13(a)の場合と同様である。
On the other hand, FIG.
As in the case of (a), imaging is performed by shifting the imaging pixel VE in 16 ways with respect to the imaging visual field CE as described above. However, the embodiment shown in FIG. 1 is used. For each image pickup, the calculation unit 15 also performs image pickup of pixel shift, and the image signal when pixel shift is not performed and the image signal when pixel shift is performed are processed by the image pickup moiré reduction processing unit 14 to reduce image pickup moiré. Was performed. In this case, the pixel shift amount is set to +0.7 in the horizontal direction.
Four pixels and -49 pixels in the vertical direction. Otherwise, it is the same as the case of FIG.

【0097】図13(b)によると、モアレ最暗値はほ
ぼ70%に上昇して撮像モアレ低減効果が現われてお
り、撮像視野CEの左上隅の点Bに撮像画素の基準点6
を一致させたとき、欠陥最暗値がモアレ最暗値に近くな
るが、それでも10%以上の差があり、図13(a)の
場合に比べて画素欠陥PEの検出が容易になる。
According to FIG. 13 (b), the darkest value of moire rises to almost 70%, and the effect of reducing image moiré appears, and the reference point 6 of the image pixel is located at point B at the upper left corner of the image field CE.
Are matched, the darkest value of the defect becomes close to the darkest value of the moire, but there is still a difference of 10% or more, and the detection of the pixel defect PE becomes easier than in the case of FIG.

【0098】このようにして、図1に示した実施形態に
よる撮像モアレの低減処理を施すことにより、撮像視野
CEと撮像画素との位置関係にかかわらず、撮像視野C
Eでの画素欠陥PEを確実に検出することができるよう
になる。
As described above, by performing the imaging moiré reduction processing according to the embodiment shown in FIG. 1, the imaging visual field C is obtained regardless of the positional relationship between the imaging visual field CE and the imaging pixels.
The pixel defect PE at E can be reliably detected.

【0099】この例では、モアレパワースペクトルが大
きい方から2つについて画素ずらしをしたものとしてい
るが、より多くのモアレパワースペクトルを画素ずらし
の対象とすることにより、より大きな効果が得られるこ
とになる。
In this example, it is assumed that the two moire power spectra are shifted from the largest one, and that the greater the moire power spectrum is subjected to pixel shift, a greater effect can be obtained. Become.

【0100】なお、この実施形態では、画素欠陥の検出
に撮像モアレの低減を図るものとしたが、これに限ら
ず、色ずれ,色純度,解像度,鮮鋭度,画像歪み,画像
傾きなどの画質検査に際しても、撮像モアレの低減手段
として有効であることはいうまでもない。
In this embodiment, the image pickup moiré is reduced to detect a pixel defect. However, the present invention is not limited to this, and image quality such as color shift, color purity, resolution, sharpness, image distortion, image inclination, etc. Needless to say, the inspection is effective as a means for reducing image moire.

【0101】このようにして、この実施形態では、周期
性明暗パターンを持つ撮像対象から撮像モアレが効果的
に低減された映像信号が得られるものであるから、欠陥
などの周期的パターン以外の明暗変動に対する撮像モア
レの影響が大幅に抑制され、かかる明暗変動を容易にか
つ正確に検出することができるようになる。このため
に、撮像対象の優劣を定量化して検査する方法、例え
ば、画素などの周期的な明暗パターンを有する撮像対象
の1つであるディスプレイ装置の表示画面を撮像対象と
した場合の、この表示画面の画質項目の中でとりわけ重
要な色むらや輝度むら,粒子状むら,画素欠陥,色ず
れ,色純度,解像度,鮮鋭度,画像歪み,画像傾きなど
のうちの少なくとも1つに関する定量的な検査方法で
は、この実施形態による撮像モアレ解消撮像方法は非常
に有効なものであり、製品品質検査装置の実現並びにこ
の装置による製品品質の高度な水準での安定実現に不可
避な手段となるものである。
As described above, in this embodiment, a video signal with effectively reduced imaging moire can be obtained from an imaging target having a periodic light / dark pattern. The influence of the imaging moiré on the fluctuation is greatly suppressed, and such a light-dark fluctuation can be easily and accurately detected. For this purpose, a method of quantifying and inspecting the superiority and inferiority of the imaging target, for example, when the display screen of a display device which is one of the imaging targets having a periodic light and dark pattern such as pixels is set as the imaging target, this display is performed. Quantitative analysis of at least one of color unevenness, luminance unevenness, particle unevenness, pixel defect, color shift, color purity, resolution, sharpness, image distortion, image inclination, etc., which are particularly important among screen image quality items In the inspection method, the imaging method for eliminating moiré imaging according to this embodiment is very effective, and is an inevitable means for realizing a product quality inspection device and achieving stable product quality at a high level with this device. is there.

【0102】図14は本発明による周期的な明暗パター
ンを有する対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の
第2の実施形態における撮像系Bを示す図であって、1
7はガラス板ユニットであり、図1に対応する部分には
同一符号を付けている。
FIG. 14 is a diagram showing an image pickup system B according to a second embodiment of the method for picking up an image of an object having a periodic light and dark pattern according to the present invention and an apparatus using the method.
Reference numeral 7 denotes a glass plate unit, and parts corresponding to those in FIG.

【0103】この第2の実施形態は、全体構成が図1に
示した実施形態と同様であるが、図14に示すように、
撮像系Bにおいて、固体撮像素子6と光学系7との間に
ガラス板ユニット17が設けられている。また、光学系
7に内蔵される結像レンズ8は像側テレセントリック系
のレンズとし、像側で結像に寄与する光線を光軸に平行
にする。ガラス板ユニット17は、この結像レンズ8か
らの平行光の光路を演算処理部15(図1)からの回転
駆動信号Sθ1,Sθ2とに応じて変更させるものであ
って、これにより、図1における撮像系Bがz,y方向
に変位されたのと同等となり、図1に示した実施形態と
同様の効果が得られることになる。
The second embodiment has the same overall configuration as the embodiment shown in FIG. 1, but as shown in FIG.
In the imaging system B, a glass plate unit 17 is provided between the solid-state imaging device 6 and the optical system 7. The imaging lens 8 incorporated in the optical system 7 is an image-side telecentric lens, and makes light rays contributing to imaging on the image side parallel to the optical axis. The glass plate unit 17 changes the optical path of the parallel light from the imaging lens 8 according to the rotation drive signals Sθ1 and Sθ2 from the processing unit 15 (FIG. 1). Is equivalent to the displacement of the imaging system B in the z and y directions, and the same effect as in the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

【0104】図15は図14におけるガラス板ユニット
17の具体例を示す図であって、18,19はガラス板
であり、図14に対応する部分には同一符号を付けてい
る。
FIG. 15 is a view showing a specific example of the glass plate unit 17 in FIG. 14. Numerals 18 and 19 are glass plates, and portions corresponding to those in FIG.

【0105】図15(a)において、ガラス板ユニット
17は2枚のガラス板18,19から構成されている。
これらガラス板18,19は結像レンズ8からの平行光
Lの光路中に前後して設けられており、ガラス板18は
平行光Lの光軸(結像レンズ8の光軸)に垂直な回動軸
RP1を中心に回動可能であり、ガラス板19はこの平
行光Lの光軸とガラス板18の回動軸RP1とに垂直な
回動軸RP2を中心に回動可能に夫々設けられている。
ガラス板18が回動すると、その回動量に応じた分だけ
平行光Lの光路がz方向に変位し、ガラス板19が回動
すると、平行光Lの光路がy方向に変位する。従って、
例えば、ガラス板18を演算処理部15(図14)から
の回転駆動信号Sθ1に応じて回転させ、ガラス板19
を演算処理部15からの回転駆動信号Sθ2(図14)
に応じて回動させることにより、図1に示した第1の実
施形態のような撮像系Bをz,y方向に変位させたのと
同様の効果が得られることになる。
In FIG. 15A, a glass plate unit 17 is composed of two glass plates 18 and 19.
These glass plates 18 and 19 are provided before and after in the optical path of the parallel light L from the imaging lens 8, and the glass plate 18 is perpendicular to the optical axis of the parallel light L (the optical axis of the imaging lens 8). The glass plate 19 is rotatable about a rotation axis RP1, and the glass plate 19 is provided so as to be rotatable about a rotation axis RP2 perpendicular to the optical axis of the parallel light L and the rotation axis RP1 of the glass plate 18. Have been.
When the glass plate 18 rotates, the optical path of the parallel light L is displaced in the z direction by an amount corresponding to the amount of rotation, and when the glass plate 19 rotates, the optical path of the parallel light L is displaced in the y direction. Therefore,
For example, the glass plate 18 is rotated according to the rotation drive signal Sθ1 from the arithmetic processing unit 15 (FIG. 14),
Is the rotational drive signal Sθ2 from the arithmetic processing unit 15 (FIG. 14)
By rotating the imaging system B in accordance with, the same effect as when the imaging system B is displaced in the z and y directions as in the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

【0106】なお、図15(b)に示すように、ガラス
板18,19の配列順序を前後入れ替えるようにしても
よく、これによっても同様の効果が得られることはいう
までもない。
As shown in FIG. 15B, the arrangement order of the glass plates 18 and 19 may be reversed, and it goes without saying that the same effect can be obtained.

【0107】図16は本発明による周期的な明暗パター
ンを有する対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の
第3の実施形態を示すブロック図であって、20はx方
向移動機構、21はy方向移動機構であり、図1に対応
する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略す
る。この第3の実施形態は、1つの撮像系を用い、上記
のような画素ずらしをしない映像信号と画素ずらしをし
た映像信号を得ることができるようにしたものである。
FIG. 16 is a block diagram showing a third embodiment of the method for picking up an image of an object having a periodic light-dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention. This is a y-direction moving mechanism, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the third embodiment, a single imaging system can be used to obtain a video signal without pixel shift and a video signal with pixel shift as described above.

【0108】同図において、撮像系には、x方向移動機
構20とy方向移動機構21とが設けられており、演算
処理部15からのx方向移動信号Sx,y方向移動信号
Syに応じて、撮像対象16の面に平行な面内でx,y
方向に移動可能に構成されている。
In the figure, the imaging system is provided with an x-direction movement mechanism 20 and a y-direction movement mechanism 21, and responds to the x-direction movement signal Sx and the y-direction movement signal Sy from the arithmetic processing unit 15. X, y in a plane parallel to the plane of the imaging target 16
It is configured to be movable in the direction.

【0109】かかる構成において、演算処理部15から
x方向移動信号Sxやy方向移動信号Syが供給されな
い状態で、固体撮像素子2が光学系3を通して撮像対象
16の撮像視野CEを撮像する。そのときの固体撮像素
子2の出力映像信号は、演算処理部14と画素単位ずれ
補正処理部13とに供給されるが、画素ずらしのない映
像信号VAとして撮像モアレ低減処理部14に取り込ま
れて保持される。
In such a configuration, the solid-state imaging device 2 captures an image of the field of view CE of the imaging target 16 through the optical system 3 in a state where the x-direction movement signal Sx and the y-direction movement signal Sy are not supplied from the arithmetic processing unit 15. The output video signal of the solid-state imaging device 2 at that time is supplied to the arithmetic processing unit 14 and the pixel unit shift correction processing unit 13, but is captured by the imaging moiré reduction processing unit 14 as a video signal VA without pixel shift. Will be retained.

【0110】次に、演算処理部15から、そこで算出さ
れた画素ずらし量に応じたx方向移動信号Sx,y方向
移動信号Syが供給され、これに応じてx方向移動機構
20,y方向移動機構21が作動し、撮像系がx,y方
向に変位される。このときの固体撮像素子2の出力映像
信号は、直接撮像モアレ低減処理部14と画素単位ずれ
補正処理部13とに供給されるが、撮像モアレ低減処理
部14はこの画素単位ずれ補正処理部13で補正処理さ
れた映像信号VB’を取り込む。
Next, an x-direction movement signal Sx and a y-direction movement signal Sy corresponding to the pixel shift amount calculated therefrom are supplied from the arithmetic processing unit 15, and accordingly, the x-direction movement mechanism 20, the y-direction movement signal The mechanism 21 operates and the imaging system is displaced in the x and y directions. At this time, the output video signal of the solid-state imaging device 2 is directly supplied to the imaging moiré reduction processing unit 14 and the pixel unit deviation correction processing unit 13. Captures the video signal VB 'corrected.

【0111】ここで、撮像モアレ低減処理部14では、
上記の映像信号VA,VB’を夫々取り込んで一旦内蔵
のメモリに格納し、しかる後、これら映像信号をメモリ
から読み出して上記の算術的合成処理を行ない、撮像モ
アレが低減された映像信号Vを生成するものであるが、
画素単位ずれ補正処理部13で画素ずらしされた映像信
号VBの画素ずらし量を上記のように補正することによ
り、撮像モアレ低減処理部14では、取り込む映像信号
VB’を、画素ずらし量に関係なく、メモリに機械的に
書き込むだけでよい。もし、画素単位ずれ補正処理部1
3での処理がなければ、画素ずらしされた映像信号VB
のメモリでの書込み開始位置(アドレス)、あるいは映
像信号VB’のメモリでの読出し開始位置や読出し開始
タイミングを、画素ずらし量に応じて異ならせなければ
ならない。
Here, the imaging moiré reduction processing unit 14
The video signals VA and VB 'are fetched, respectively, and temporarily stored in a built-in memory. Thereafter, these video signals are read out from the memory and subjected to the above-described arithmetic synthesis processing to obtain a video signal V with reduced imaging moire. To generate,
By correcting the pixel shift amount of the video signal VB shifted by the pixel in the pixel unit shift correction processing unit 13 as described above, the imaging moiré reduction processing unit 14 converts the captured video signal VB ′ regardless of the pixel shift amount. Need only be written mechanically to the memory. If the pixel unit shift correction processing unit 1
3, the video signal VB shifted in pixels
The write start position (address) in the memory, or the read start position and read start timing of the video signal VB 'in the memory must be changed according to the pixel shift amount.

【0112】なお、この第3の実施形態では、演算処理
部15からのx方向移動信号Sx,y方向移動信号Sy
に応じて撮像系をx,y方向に移動させるものであった
が、撮像系を固定状態とし、撮像対象16を、同様に、
x方向移動信号Sx,y方向移動信号Syに応じてx,
y方向に移動させるようにしてもよい。
In the third embodiment, the x direction movement signal Sx and the y direction movement signal Sy
Although the imaging system is moved in the x and y directions according to the above, the imaging system is fixed and the imaging target 16 is similarly moved.
According to the x direction movement signal Sx and the y direction movement signal Sy, x,
It may be moved in the y direction.

【0113】図17は本発明による周期的な明暗パター
ンを有する対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の
第4の実施形態を示すブロック図であって、22は光学
的ローパスフィルタであり、図1に対応する部分には同
一符号を付けて重複する説明を省略する。この第4の実
施形態も、1つの撮像系を用いるのであるが、撮像系を
固定した状態とし、固体撮像素子の撮像面での撮像対象
の撮像視野の撮像画像を光学的に移動させるようにした
ものである。
FIG. 17 is a block diagram showing a fourth embodiment of the method for picking up an image of an object having a periodic light and dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention, wherein reference numeral 22 denotes an optical low-pass filter; Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. This fourth embodiment also uses one imaging system. However, the imaging system is fixed, and the captured image of the imaging field of the imaging target on the imaging surface of the solid-state imaging device is optically moved. It was done.

【0114】同図において、撮像系では、光学的ローパ
スフィルタ22が設けられており、この光学的ローパス
フィルタ22を介して撮像対象16の撮像視野CEの画
像が固体撮像素子2で撮像される。この光学ローパスフ
ィルタ22は、演算処理部15からの回転駆動信号Sθ
に応じて、図17での分断線C−C’に沿う断面を示す
図18に示すように、その中心軸を中心に回転可能であ
る。
In the figure, the image pickup system is provided with an optical low-pass filter 22, and an image of the field of view CE of the object 16 is picked up by the solid-state image sensor 2 via the optical low-pass filter 22. The optical low-pass filter 22 receives the rotation drive signal Sθ from the arithmetic processing unit 15.
18, as shown in FIG. 18, which shows a cross section along the dividing line CC ′ in FIG.

【0115】この光学的ローパスフィルタ22は、水晶
板のような複屈折特性を持つ複屈折板であって、図19
に示すように、結像レンズ4からの入射光線Lを2つの
光線L1,L2に分割する。ここで、一方の光線L2は
入射光線Lの一部がそのまま光学的ローパスフィルタ2
2を通過したものであるが、他方の光線L2は入射光線
Lの残りが光学的ローパスフィルタ22内での一定ずら
し方向θ(図18)に光学的ローパスフィルタ22の厚
さで決まる一定量Δだけ光線L1からずれたものとな
る。
The optical low-pass filter 22 is a birefringent plate having a birefringent characteristic such as a quartz plate.
As shown in (1), the incident light beam L from the imaging lens 4 is split into two light beams L1 and L2. Here, one of the light beams L2 is a part of the incident light beam L as it is as the optical low-pass filter 2.
2, the other light beam L2 has a constant amount Δ determined by the thickness of the optical low-pass filter 22 in the constant shift direction θ (FIG. 18) in which the rest of the incident light beam L is shifted in the optical low-pass filter 22. Only the light beam L1.

【0116】この場合、2つの光線L1,L2の分割光
量比は必ずしも1:1にはならないが、この光学的ロー
パスフィルタ22に近接した固体撮像素子2では、画素
ずらし量を付与しない画像と付与した画像を画素単位で
階調値の重み付き平均処理を施したことと等価になる。
In this case, the divided light amount ratio of the two light beams L1 and L2 is not always 1: 1. However, in the solid-state imaging device 2 close to the optical low-pass filter 22, an image having no pixel shift amount is provided. This is equivalent to performing weighted averaging of gradation values on a pixel-by-pixel basis.

【0117】そこで、図17において、撮像対象16で
の周期性明暗パターンに応じて撮像モアレを低減可能な
画素ずらし量が決まるから、光学的ローパスフィルタ2
2として、この画素ずらし量に等しい光線L1,L2の
ずれ量Δ(図19)を生ずるものを用い、演算処理部15
で画素単位で階調値の重み付き平均処理で撮像モアレを
低減可能な画素位置ずらし方向θを算出して回転駆動信
号Sθを発生し、この回転駆動信号Sθによって光学的
ローパスフィルタ22の回転量を制御することにより、
固体撮像素子2からは撮像モアレが低減された映像信号
Vが得られることになる。この画素ずらし方向θは、図
10のステップ305で得られたαi/2,βi/2から求ま
Therefore, in FIG. 17, the amount of pixel shift that can reduce the image moiré is determined according to the periodic light / dark pattern of the object 16 to be imaged.
2 is used, which generates a shift amount Δ (FIG. 19) between the light beams L1 and L2 equal to the pixel shift amount.
Calculates a pixel position shift direction θ capable of reducing imaging moiré by weighted averaging of gradation values in pixel units to generate a rotation drive signal Sθ, and the rotation drive signal Sθ generates a rotation amount of the optical low-pass filter 22 according to the rotation drive signal Sθ. By controlling the
From the solid-state imaging device 2, a video signal V with reduced imaging moire is obtained. The pixel shift direction θ is obtained from α i / 2 and β i / 2 obtained in step 305 in FIG.

【0118】[0118]

【数7】 (Equation 7)

【0119】なる角度θである。Is the angle θ.

【0120】なお、光学的ローパスフィルタ22の上記
のずれ量Δはその板厚に比例するから、異なる周期性明
暗パターンの撮像対象16を撮像する場合には、その周
期性明暗パターンによって決まる画素ずらし量に応じた
上記ずれ量Δを生ずる板厚の光学的ローパスフィルタ2
2を用いるようにすればよい。従って、種々の板厚の光
学的ローパスフィルタ22を交換可能とすることによ
り、上記各実施形態と同様、種々の異なる周期性明暗パ
ターンの撮像対象16を撮像しても、撮像モアレが効果
的に低減された映像信号を得ることができる。
Since the displacement Δ of the optical low-pass filter 22 is proportional to the thickness of the optical low-pass filter 22, when the imaging target 16 having a different periodic light-dark pattern is imaged, the pixel shift determined by the periodic light-dark pattern is performed. Optical low-pass filter 2 having a plate thickness that produces the above-mentioned shift amount Δ according to the amount
2 may be used. Accordingly, by making the optical low-pass filters 22 of various thicknesses replaceable, even when the imaging target 16 of various different periodic light and dark patterns is imaged, the imaging moire is effectively performed as in the above embodiments. A reduced video signal can be obtained.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
周期的な明暗パターンを有する撮像対象を撮像して、撮
像モアレが効果的に低減された映像信号を得ることがで
き、かかる明暗パターンの検査などの精度を大幅に高め
ることになる。
As described above, according to the present invention,
By capturing an image of an imaging target having a periodic light-dark pattern, it is possible to obtain a video signal in which imaging moire is effectively reduced, and the accuracy of such a light-dark pattern inspection is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による周期的な明暗パターンを有する対
象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の第1の実施形
態を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a method for capturing an image of an object having a periodic light-dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention.

【図2】撮像モアレの発生原因と本発明の原理とを示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cause of occurrence of imaging moiré and a principle of the present invention.

【図3】図1に示した第1の実施形態での撮像対象の具
体例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of an imaging target according to the first embodiment shown in FIG. 1;

【図4】図3に示した撮像対象を撮像したときに得られ
る撮像モアレの例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of imaging moiré obtained when imaging the imaging target illustrated in FIG. 3;

【図5】図3(a),(b)で示した撮像対象を撮像し
たときの撮像モアレの発生過程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a process of generating image moiré when an image of the image capturing target shown in FIGS. 3A and 3B is captured.

【図6】図3(c),(d)で示した撮像対象を撮像し
たときの撮像モアレの発生過程を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a generation process of an imaging moiré when the imaging target illustrated in FIGS. 3C and 3D is imaged.

【図7】図1における演算処理部でのモアレパワースペ
クトルの算出処理の一具体例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a specific example of a process of calculating a moiré power spectrum in the arithmetic processing unit in FIG. 1;

【図8】図7におけるステップ108の具体的処理を示
すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a specific process of step 108 in FIG. 7;

【図9】図8のステップ202,203で用いる関数の
波形を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing waveforms of functions used in steps 202 and 203 in FIG. 8;

【図10】図1における演算処理部での図7で得られた
モアレパワースペクトルを基にした画素ずらし量の算出
処理の一具体例を示すフローチャートである。
10 is a flowchart showing a specific example of a calculation process of a pixel shift amount based on the moiré power spectrum obtained in FIG. 7 in the arithmetic processing unit in FIG. 1;

【図11】画素欠陥がある撮像対象と撮像画素とを示す
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an imaging target having a pixel defect and imaging pixels.

【図12】画素欠陥がある撮像対象に対する撮像画素の
配列関係の一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an arrangement relationship of imaging pixels with respect to an imaging target having a pixel defect.

【図13】図12に示した撮像対象を従来の方法で撮像
したときと図1で示した第1の実施形態とでの撮像モア
レと画素欠陥との関係を比較して示す図である。
13 is a diagram showing a comparison between the relationship between the imaging moiré and the pixel defect when the imaging target shown in FIG. 12 is imaged by a conventional method and in the first embodiment shown in FIG. 1;

【図14】本発明による周期的な明暗パターンを有する
対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の第2の実施
形態での一方の撮像系を示す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing one image pickup system in a second embodiment of an image pickup method of an object having a periodic light and dark pattern according to the present invention and an apparatus using the method.

【図15】本発明による周期的な明暗パターンを有する
対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の第2の実施
形態を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a second embodiment of a method for capturing an image of an object having a periodic light-dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention.

【図16】本発明による周期的な明暗パターンを有する
対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の第3の実施
形態を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a third embodiment of a method for capturing an image of an object having a periodic light-dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention.

【図17】本発明による周期的な明暗パターンを有する
対象の画像撮像方法及びそれを用いた装置の第4の実施
形態を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a method for capturing an image of an object having a periodic light-dark pattern and an apparatus using the same according to the present invention.

【図18】図17の分断線C−C’に沿う断面図であ
る。
FIG. 18 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 17;

【図19】ず17,図18での光学的ローパスフィルタ
の作用を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing the operation of the optical low-pass filter in FIGS. 17 and 18.

【符号の説明】 1 画素ずらし補正ユニット 2 固体撮像素子 3 光学系 4 結像レンズ 5 開口数調節機構 6 固体撮像素子 7 光学系 8 結像レンズ 9 開口数調節機構 10 ハーフミラー 11 z方向移動機構 12 y方向移動機構 13 画素単位ずれ補正処理部 14 撮像モアレ低減処理部 15 演算処理部 16,16−1〜16−4 撮像対象 17 ガラス板ユニット 18,19 ガラス板 20 x方向移動機構 21 y方向移動機構 22 光学的ローパスフィルタ A,B 撮像系 CE 撮像視野[Description of Signs] 1 Pixel shift correction unit 2 Solid-state imaging device 3 Optical system 4 Imaging lens 5 Numerical aperture adjustment mechanism 6 Solid-state imaging element 7 Optical system 8 Imaging lens 9 Numerical aperture adjustment mechanism 10 Half mirror 11 Z-direction moving mechanism 12 y-direction moving mechanism 13 pixel unit shift correction processing unit 14 imaging moiré reduction processing unit 15 arithmetic processing unit 16, 16-1 to 16-4 imaging target 17 glass plate unit 18, 19 glass plate 20 x-direction moving mechanism 21 y direction Moving mechanism 22 Optical low-pass filter A, B Imaging system CE Imaging field of view

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 広志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 小金沢 信之 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Fターム(参考) 5C021 PA66 YA01 5C024 AA01 CA00 CA02 FA01 FA14 HA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kawaguchi 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. F-term in the Electronic Device Division of Manufacturing (reference) 5C021 PA66 YA01 5C024 AA01 CA00 CA02 FA01 FA14 HA17

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期的な明暗パターンを有する対象の画
像を撮像する方法において、 該明暗パターンに応じた画素ずらし量を求め、 該明暗パターンを撮像して画素ずらしのない第1の映像
信号と該画素ずらし量だけずれた該明暗パターンを撮像
して画素ずらしのある第2の映像信号とを得、 該第1,第2の映像信号を画素単位毎に階調値の算術的
合成処理し、該第1の映像信号と同じ分解能,画素数の
撮像モアレが低減された第3の映像信号を得ることを特
徴とする周期的な明暗パターンを有する対象の画像撮像
方法。
1. A method for capturing an image of an object having a periodic light-dark pattern, comprising: obtaining a pixel shift amount corresponding to the light-dark pattern; An image of the light and dark pattern shifted by the pixel shift amount is obtained to obtain a second video signal having a pixel shift, and the first and second video signals are subjected to arithmetic synthesis processing of a gradation value for each pixel. And obtaining a third video signal having the same resolution and the same number of pixels as the first video signal and having a reduced number of image capturing moire.
【請求項2】 請求項1において、 前記第1の映像信号に含まれる撮像モアレ成分に対し、
該撮像モアレ成分が持つ空間周波数スペクトルの実数値
と虚数値とによる偏角とは180゜異なる偏角の空間周
波数スペクトルを持つ撮像モアレ成分を前記第2の映像
信号が含むように、前記画素ずらし量を設定することを
特徴とする周期的な明暗パターンを有する対象の画像撮
像方法。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the imaging moire component included in the first video signal is
The pixel shift is performed so that the imaging moire component having a spatial frequency spectrum having a declination angle 180 ° different from the declination of the real frequency and the imaginary value of the spatial frequency spectrum of the imaging moiré component is included in the second video signal. A method for imaging an object having a periodic light and dark pattern, characterized by setting an amount.
【請求項3】 請求項2において、 前記第1,第2の映像信号に含まれる前記撮像モアレ成
分は、空間周波数領域でのスペクトルの絶対値が最も大
きい順から1以上の撮像モアレ成分であることを特徴と
する周期的な明暗パターンを有する対象の画像撮像方
法。
3. The imaging moiré component according to claim 2, wherein the imaging moiré components included in the first and second video signals are one or more imaging moiré components in order from the largest absolute value of the spectrum in the spatial frequency domain. An image capturing method for an object having a periodic light and dark pattern.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1つの周期的な
明暗パターンを有する対象の画像撮像方法を用いた前記
対象の検査方法であって、 前記対象をディスプレイ装置での表示画面とし、前記撮
像手段によって該表示画面を撮像して撮像モアレが抑圧
された映像信号を得ることにより、該表示画面の画質項
目のうちの色むら,輝度むら,粒子状むら,画素欠陥,
色ずれ,色純度,解像度,鮮鋭度,画像歪み,画像傾き
の少なくとも1つを定量的に検査することを特徴とする
検査方法。
4. A method for inspecting an object using an image capturing method for an object having a periodic light and dark pattern according to claim 1, wherein the object is a display screen on a display device, By capturing the display screen by the imaging means and obtaining a video signal in which imaging moire is suppressed, color unevenness, luminance unevenness, particle unevenness, pixel defect, pixel defect among image quality items of the display screen are obtained.
An inspection method characterized by quantitatively inspecting at least one of color shift, color purity, resolution, sharpness, image distortion, and image inclination.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1つの周期的な
明暗パターンを有する対象の画像撮像方法を用い、前記
撮像手段によって該表示画面を撮像して撮像モアレが抑
圧された映像信号を得ることにより、前記対象での前記
周期的な明暗パターン以外の明暗変動を検出し、前記対
象の良否を定量的に検査することを特徴とする検査方
法。
5. A video signal in which moiré is suppressed by using the image capturing method of any one of claims 1 to 3 to capture an image of the display screen by the image capturing means. An inspection method comprising: detecting light / dark variations other than the periodic light / dark pattern in the object; and quantitatively inspecting the quality of the object.
【請求項6】 周期的な明暗パターンを有する対象の画
像を撮像する装置において、 該明暗パターンに応じた画素ずらし量を求める演算処理
手段と、 該明暗パターンを撮像して画素ずらしのない第1の映像
信号と該画素ずらし量だけずれた該明暗パターンを撮像
して画素ずらしのある第2の映像信号とを出力する撮像
手段と、 該第1,第2の映像信号を画素単位毎に階調値の算術的
合成処理する撮像モアレ低減処理手段とを備え、該撮像
モアレ低減処理手段から該第1の映像信号と同じ分解
能,画素数の撮像モアレが抑圧された映像信号が得られ
るように構成したことを特徴とする周期的な明暗パター
ンを有する対象の画像撮像装置。
6. An apparatus for picking up an image of an object having a periodic light-dark pattern, comprising: an arithmetic processing means for obtaining a pixel shift amount corresponding to the light-dark pattern; Imaging means for imaging the video signal and the light and dark pattern shifted by the pixel shift amount and outputting a second video signal with pixel shift, and converting the first and second video signals into pixel units. Imaging moiré reduction processing means for arithmetically synthesizing the tone value, wherein the imaging moiré reduction processing means obtains a video signal having the same resolution and the same number of pixels as the first video signal and having image moire suppressed. An image pickup device for a target having a periodic light and dark pattern, characterized in that it is configured.
【請求項7】 請求項6において、 前記演算処理手段は、前記第1の映像信号に含まれる撮
像モアレ成分に対し、該モアレ成分が持つ空間周波数ス
ペクトルの実数値と虚数値とによる偏角とは180゜異
なる偏角の空間周波数スペクトルを持つモアレ成分を前
記第2の映像信号が含むように、前記画素ずらし量を設
定することを特徴とする周期的な明暗パターンを有する
対象の画像撮像装置。
7. The arithmetic processing unit according to claim 6, wherein the image processing moiré component included in the first video signal has an argument based on a real value and an imaginary value of a spatial frequency spectrum of the moiré component. Wherein the pixel shift amount is set so that the second video signal includes a moiré component having a spatial frequency spectrum having a declination angle different by 180 °. .
【請求項8】 請求項6において、 前記演算処理手段は、 空間周波数の有限の領域での空間周波数スペクトルの折
返しによって生ずる撮像モアレのパワーであるモアレパ
ワースペクトルを算出し、 該モアレパワースペクトルの大きい順に1以上の該撮像
モアレの折返し前の空間周波数を求め、 求めた該空間周波数から前記画素ずらし量を算出するこ
とを特徴とする周期的な明暗パターンを有する対象の画
像撮像装置。
8. The moire power spectrum according to claim 6, wherein the arithmetic processing means calculates a moire power spectrum which is the power of the imaging moire generated by the return of the spatial frequency spectrum in a finite region of the spatial frequency. An image pickup apparatus for a target having a periodic light and dark pattern, wherein a spatial frequency before turning back of one or more imaging moire is obtained in order, and the pixel shift amount is calculated from the obtained spatial frequency.
【請求項9】 請求項8において、 モアレパワースペクトルが大きい順にi番目の前記撮像
モアレを生ずる空間周波数領域内のスペクトルの折返し
元空間周波数をUmi,Vniとし、(i+1)番目の前記
撮像モアレを生ずる空間周波数領域内のスペクトルの折
返し元空間周波数をUm(i+1),Vn(i+1)として、 αi×Umi+βi×Vni=1/(2p) αi×Um(i+1)+βi×Vn(i+1)=1/(2p) (但し、p=撮像手段の分解能)を満たすαi,βiを前
記画素ずらし量とすることを特徴とする周期的な明暗パ
ターンを有する対象の画像撮像装置。
9. The (i + 1) -th imaging method according to claim 8, wherein the return frequency of the spectrum in the spatial frequency domain in which the i-th imaging moiré is generated in the descending order of the moiré power spectrum is U mi and V ni. Assuming that the return spatial frequencies of the spectrum in the spatial frequency domain where moiré occurs are U m (i + 1) and V n (i + 1) , α i × U mi + β i × V ni = 1 / (2p) α i × U m (i + 1) + β i × V n (i + 1) = 1 / (2p) where α i and β i satisfying p = resolution of the image pickup means are the pixel shift amounts. An image pickup apparatus for an object having a characteristic periodic light and dark pattern.
【請求項10】 請求項6〜9のいずれか1つにおい
て、 撮像モアレ低減処理手段による画素単位毎の階調値の算
術的合成処理は、画素単位毎の階調値の重み付き,画素
単位毎の階調値の単純平均処理,画素単位毎の階調値の
最大値選択処理,画素単位毎の階調値の最小値選択処理
のいずれかであることを特徴とする周期的な明暗パター
ンを有する対象の画像撮像装置。
10. The arithmetic synthesis of tone values for each pixel by the imaging moiré reduction processing means according to any one of claims 6 to 9, wherein weighting of tone values for each pixel unit, Periodic light / dark pattern characterized by one of simple average processing of gradation values for each pixel, maximum gradation value selection processing for each pixel unit, and minimum gradation value selection processing for each pixel unit An image pickup apparatus for a target having:
【請求項11】 請求項6〜10のいずれか1つにおい
て、 前記撮像手段は、同じ前記対象の周期性の明暗パターン
を撮像する第1,第2の固体撮像素子を有し、 該第2の固体撮像素子が、該第1の固体撮像素子による
該対象の視野範囲よりも前記画素ずらし量に応じた量だ
けずれた視野範囲を撮像することを特徴とする周期的な
明暗パターンを有する対象の画像撮像装置。
11. The imaging device according to claim 6, wherein the imaging unit includes first and second solid-state imaging devices for imaging a periodic light-dark pattern of the same object. An object having a periodic light and dark pattern, characterized in that the solid-state imaging device captures a visual field range shifted by an amount corresponding to the pixel shift amount from the visual field range of the target by the first solid-state imaging device. Image pickup device.
【請求項12】 請求項11において、 前記第2の固体撮像素子に光学的な光路変更手段を設
け、 該光路変更手段により、前記第2の固体撮像素子の前記
対象の視野範囲を、前記第1の固体撮像素子の前記対象
の視野範囲から前記画素ずらし量に応じた量だけずらす
ことを特徴とする周期的な明暗パターンを有する対象の
画像撮像装置。
12. The optical sensor according to claim 11, wherein an optical path changing unit is provided in the second solid-state imaging device, and the visual field range of the target of the second solid-state imaging device is changed by the optical path changing unit. An object image pickup apparatus having a periodic light and dark pattern, wherein the object is shifted from the object view range of the one solid-state image sensor by an amount corresponding to the pixel shift amount.
【請求項13】 請求項6〜10のいずれか1つにおい
て、 前記撮像手段は、前記対象の面に平行に移動可能とする
移動手段を備えた1つの固体撮像素子を有し、 該移動手段を作動させないときの該固体撮像素子の出力
映像信号を前記第1の映像信号とし、前記演算処理手段
で得られる前記画素ずらし量に応じて該移動手段を作動
させたときの該撮像素子の出力映像信号を前記第2の映
像信号とすることを特徴とする周期的な明暗パターンを
有する対象の画像撮像装置。
13. The imaging device according to claim 6, wherein the imaging device has one solid-state imaging device including a moving device that can move in parallel with the surface of the object. The output video signal of the solid-state image sensor when not operating is set as the first video signal, and the output of the image sensor when the moving unit is operated according to the pixel shift amount obtained by the arithmetic processing unit. An image pickup apparatus for a target having a periodic light and dark pattern, wherein a video signal is the second video signal.
【請求項14】 請求項6〜10のいずれか1つにおい
て、 前記演算処理手段で得られた前記画素ずらし量に応じて
前記対象を移動させる手段を設け、 前記対象を移動させないときの前記撮像手段の出力映像
信号を前記第1の映像信号とし、前記対象を該手段によ
って移動させたときの前記撮像手段の出力映像信号を前
記第2の映像信号とすることを特徴とする周期的な明暗
パターンを有する対象の画像撮像装置。
14. The apparatus according to claim 6, further comprising: means for moving the object in accordance with the pixel shift amount obtained by the arithmetic processing means, wherein the imaging is performed when the object is not moved. A periodic video signal, wherein an output video signal of the means is the first video signal, and an output video signal of the imaging means when the object is moved by the means is the second video signal. An image pickup device of a target having a pattern.
【請求項15】 周期的な明暗パターンを有する対象の
画像を1つの固体撮像素子で撮像する装置において、 該固体撮像素子に、該対象からの画像光の一部の光路を
該明暗パターンで決まる画素ずらし量に応じた分だけ光
学的に変更させる光学手段を設けるとともに、 該明暗パターンに応じた画素ずらし方向を算出し、該光
学手段による該画像光の一部の光路の方向を算出した該
画素ずらし方向に合わせるように該光学手段を制御する
演算処理手段とを備えて、該固体撮像素子から撮像モア
レが抑圧された映像信号が得られるように構成したこと
を特徴とする周期的な明暗パターンを有する対象の画像
撮像装置。
15. An apparatus for picking up an image of a target having a periodic light-dark pattern with one solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device determines an optical path of a part of image light from the target by the light-dark pattern. Optical means for optically changing the amount by the pixel shift amount is provided, and a pixel shift direction according to the light / dark pattern is calculated, and a direction of an optical path of a part of the image light by the optical means is calculated. Arithmetic processing means for controlling the optical means so as to match the direction of pixel shift, so as to obtain a video signal in which imaging moire is suppressed from the solid-state imaging device. An image pickup device of a target having a pattern.
【請求項16】 請求項6〜15のいずれか1つの周期
的な明暗パターンを有する対象の画像撮像装置を用いた
前記対象の検査装置であって、 前記対象をディスプレイ装置での表示画面とし、前記撮
像手段によって該表示画面を撮像して撮像モアレが抑圧
された映像信号を得ることにより、該表示画面の画質項
目のうちの色むら,輝度むら,粒子状むら,画素欠陥,
色ずれ,色純度,解像度,鮮鋭度,画像歪み,画像傾き
の少なくとも1つを定量的に検査することを特徴とする
検査装置。
16. An inspection apparatus for an object using an image capturing apparatus for an object having a periodic light and dark pattern according to any one of claims 6 to 15, wherein the object is a display screen on a display device, By capturing the display screen by the imaging means and obtaining a video signal in which imaging moire is suppressed, color unevenness, luminance unevenness, particle unevenness, pixel defect, pixel defect among image quality items of the display screen are obtained.
An inspection apparatus characterized by quantitatively inspecting at least one of color shift, color purity, resolution, sharpness, image distortion, and image inclination.
【請求項17】 請求項6〜15のいずれか1つの周期
的な明暗パターンを有する対象の画像撮像装置を用い、
前記撮像手段によって該表示画面を撮像して撮像モアレ
が抑圧された映像信号を得ることにより、前記対象での
前記周期的な明暗パターン以外の明暗変動を検出し、前
記対象の良否を定量的に検査することを特徴とする検査
方法装置。
17. An object imaging apparatus having a periodic light and dark pattern according to any one of claims 6 to 15, wherein
By capturing the display screen by the imaging unit and obtaining a video signal in which imaging moire is suppressed, a light-dark variation other than the periodic light-dark pattern in the object is detected, and the quality of the object is quantitatively determined. An inspection method apparatus characterized by performing an inspection.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004201284A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Samsung Electronics Co Ltd Video processing system and video processing method
JP2009532672A (en) * 2006-03-31 2009-09-10 サイマー インコーポレイテッド Bandwidth measurement device for high pulse repetition rate pulse laser
JP2016114507A (en) * 2014-12-16 2016-06-23 株式会社リコー Image inspection device, image forming apparatus, and imaging control method
WO2016121928A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 リコーイメージング株式会社 Image detection device, image detection method and image capture device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004201284A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Samsung Electronics Co Ltd Video processing system and video processing method
JP2009532672A (en) * 2006-03-31 2009-09-10 サイマー インコーポレイテッド Bandwidth measurement device for high pulse repetition rate pulse laser
KR101416111B1 (en) 2006-03-31 2014-07-08 사이머 엘엘씨 Bandwidth measuring device for high pulse repetition rate pulsed laser
JP2016114507A (en) * 2014-12-16 2016-06-23 株式会社リコー Image inspection device, image forming apparatus, and imaging control method
WO2016121928A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 リコーイメージング株式会社 Image detection device, image detection method and image capture device
JP2016143938A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 リコーイメージング株式会社 Image detecting apparatus, image detecting method, and photographing apparatus

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