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公開番号2025107852
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-22
出願番号2024001349
出願日2024-01-09
発明の名称2次元画像取得装置および2次元画像取得方法
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/46 20230101AFI20250714BHJP(電気通信技術)
要約【課題】2次元射影データ取得用センサを用いて2次元画像を取得することができる装置および方法を提供する。
【解決手段】2次元画像取得装置1は、2次元射影データ取得用センサ11を備える他、ステージ12、光学系13および画像再構成部14を備える。2次元射影データ取得用センサ11は、受光部における2次元光強度プロファイルをX方向に積分した1次元光強度プロファイル(X方向射影データ)x₁～x_Nを出力し、受光部における2次元光強度プロファイルをY方向に積分した1次元光強度プロファイル(Y方向射影データ)y₁～y_Mを出力する。画像再構成部14は、複数の方位それぞれについて取得されたX方向射影データx₁～x_NおよびY方向射影データy₁～y_Mに基づいて画像再構成を行って、2次元射影データ取得用センサ11の受光部における2次元光強度プロファイルを求める。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受光部における２次元光強度プロファイルをｘ方向およびｙ方向それぞれに積分した１次元光強度プロファイルを取得する２次元射影データ取得用センサと、
前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの相対的な方位を変更する方位変更部と、
前記方位変更部により前記受光部において前記２次元光強度プロファイルが複数の方位それぞれに設定されたときに前記２次元射影データ取得用センサにより取得された前記１次元光強度プロファイルのデータに基づいて画像再構成を行って、前記受光部における前記２次元光強度プロファイルを求める画像再構成部と、
を備える２次元画像取得装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記方位変更部は、前記２次元射影データ取得用センサの前記受光部に垂直な直線の周りに前記２次元射影データ取得用センサを回転させるステージを含む、
請求項１に記載の２次元画像取得装置。
【請求項３】
前記方位変更部は、２次元射影データ取得用センサ前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの方位を回転させる光学系を含む、
請求項１に記載の２次元画像取得装置。
【請求項４】
２次元射影データ取得用センサを用いて受光部における２次元光強度プロファイルをｘ方向およびｙ方向それぞれに積分した１次元光強度プロファイルを取得する２次元射影データ取得ステップと、
前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの相対的な方位を変更する方位変更ステップと、
前記方位変更ステップにより前記受光部において前記２次元光強度プロファイルが複数の方位それぞれに設定されたときに前記２次元射影データ取得用センサにより取得された前記１次元光強度プロファイルのデータに基づいて画像再構成を行って、前記受光部における前記２次元光強度プロファイルを求める画像再構成ステップと、
を備える２次元画像取得方法。
【請求項５】
前記方位変更ステップにおいて、前記２次元射影データ取得用センサの前記受光部に垂直な直線の周りに前記２次元射影データ取得用センサを回転させるステージを用いて、前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの相対的な方位を変更する、
請求項４に記載の２次元画像取得方法。
【請求項６】
前記方位変更ステップにおいて、２次元射影データ取得用センサ前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの方位を回転させる光学系を用いて、前記受光部における前記２次元光強度プロファイルの相対的な方位を変更する、
請求項４に記載の２次元画像取得方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元画像を取得する装置および方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１，２に記載されている２次元射影データ取得用センサは、射影データの取得に特化したエリアセンサであり、プロファイルセンサとも呼ばれる。２次元射影データ取得用センサは、受光部における２次元光強度プロファイルをＸ方向およびＹ方向それぞれに積分した１次元光強度プロファイルを取得することができる。
【０００３】
図１は、２次元射影データ取得用センサの受光部の構成等を示す図である。２次元射影データ取得用センサの受光部には、各々二つのフォトダイオードを含む複数の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列されている。第ｍ行第ｎ列の画素に含まれる二つのフォトダイオードをＰＤ１
ｍ,ｎ
，ＰＤ２
ｍ,ｎ
とする。ここで、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の任意の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数である。
【０００４】
第ｎ列にあるＭ個のフォトダイオードＰＤ１
１,ｎ
～ＰＤ１
Ｍ,ｎ
それぞれの出力端が共通の配線により接続され、これらのＭ個のフォトダイオードの全体が実質的な１画素（Ｈ）とされて、これらのフォトダイオードの受光量の総和に応じた信号値ｘ
ｎ
が共通の配線を経て出力される。これにより、２次元射影データ取得用センサは、受光部における２次元光強度プロファイルをＸ方向に積分した１次元光強度プロファイル（Ｘ方向射影データ）ｘ
１
～ｘ
Ｎ
を出力することができる。
【０００５】
第ｍ行にあるＮ個のフォトダイオードＰＤ２
ｍ,１
～ＰＤ２
ｍ,Ｎ
それぞれの出力端が共通の配線により接続され、これらのＮ個のフォトダイオードの全体が実質的な１画素（Ｖ）とされて、これらのフォトダイオードの受光量の総和に応じた信号値ｙ
ｍ
が共通の配線を経て出力される。これにより、２次元射影データ取得用センサは、受光部における２次元光強度プロファイルをＹ方向に積分した１次元光強度プロファイル（Ｙ方向射影データ）ｙ
１
～ｙ
Ｍ
を出力することができる。
【０００６】
２次元射影データ取得用センサから出力されるＸ方向射影データｘ
１
～ｘ
Ｎ
およびＹ方向射影データｙ
１
～ｙ
Ｍ
のデータ量（Ｎ＋Ｎ）は、受光部における２次元光強度プロファイル（２次元画像）を取得する通常のエリアセンサから出力されるデータの量（ＭＮ）と比べて少ない。したがって、２次元射影データ取得用センサは、通常のエリアセンサと比べると、受光部に入射したスポット光の位置や動体を高速に検出することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
浜松ホトニクス株式会社、プロファイルセンサＳ９１３２、データシート、２０２２年１２月
浜松ホトニクス株式会社、プロファイルセンサＳ１５３６６シリーズ、データシート、２０２３年４月
工藤博幸、「新方式コンピュータトモグラフィーと圧縮センシング」、精密工学会誌、Vol.82, No.6, pp.506-512 (2016).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
２次元射影データ取得用センサは、受光部におけるスポット光の位置や動体を高速に検出することができるものの、受光部における２次元光強度プロファイル（２次元画像）を取得することができない。
【０００９】
例えば、２次元射影データ取得用センサは、受光部におけるスポット光の位置や動体の検出結果に基づいて何らかの現象や状況を監視することに利用される。この監視の際に異常であることが検知されたときに、その異常状態を詳細に調査するため、受光部における２次元光強度プロファイルを測定することが求められる場合がある。このような場合、２次元射影データ取得用センサに替えて通常のエリアセンサを配置したり、光の進行方向を可動ミラーにより切り替えて２次元射影データ取得用センサおよび通常のエリアセンサの何れか一方に選択的に光を入射させたり、或いは、光をビームスプリッタにより２分岐して２次元射影データ取得用センサおよび通常のエリアセンサの双方に同時に光を入射させたりすることが考えられる。しかし、何れの方法も光学系の調整は容易でない。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、２次元射影データ取得用センサを用いて２次元画像を取得することができる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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