(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を含み、撮像装置と連動して動作する照明装置を制御するための照明制御装置であって、
前記照明装置は、各々が所定数の発光素子の群である点灯ブロックを複数含み、
前記撮像装置に設定されている露光期間および露光開始タイミングを受信するインターフェイス手段と、
前記露光開始タイミングに応じて、前記照明装置の点灯ブロック別に、発光素子の点灯タイミングおよび点灯期間を決定する第１の決定手段と、
前記発光素子の発光させるべき強度に応じた波高値を決定する第２の決定手段と、
前記発光素子を駆動するためのパルス信号を生成する生成手段とを備え、
前記第１の決定手段は、前記露光期間を超えない範囲で前記点灯期間を決定し、
前記第２の決定手段は、前記露光期間が短いほどより高い値となるように前記波高値を決定し、
前記生成手段は、前記第２の決定手段によって決定された波高値を共通に用いて、前記第１の決定手段によって前記点灯ブロックの別に決定される、点灯タイミングおよび点灯期間から、前記点灯ブロックの別に前記パルス信号を生成する、照明制御装置。
【請求項２】
前記第１の決定手段は、前記露光期間に対して、点灯ブロックの別に指示される点灯比率を乗じた期間を、当該点灯ブロックの前記点灯期間として決定する、請求項１に記載の照明制御装置。
【請求項３】
前記照明装置の点灯ブロックの配列を表示するとともに、露光期間を基準とした点灯比率の設定を点灯ブロック毎に受付けるユーザインターフェイスをさらに備え、
前記第１の決定手段は、設定されている点灯比率を維持しつつ、前記照明装置の点灯ブロック別の点灯タイミングおよび点灯期間を決定する、請求項１または２に記載の照明制御装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記第２の決定手段と各点灯ブロックとの間に配置されたスイッチング手段を含み、
前記スイッチング手段は、前記第２の決定手段によって決定された波高値を有する電圧信号を、前記第１の決定手段によって決定された前記発光素子の点灯期間にわたって、対応する点灯ブロックへ伝達する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明制御装置。
【請求項５】
前記照明装置に対して、前記パルス信号とは独立して、前記発光素子を駆動するための定電圧の電源を供給する電源供給手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明制御装置。
【請求項６】
撮像装置と連動して動作する照明装置であって、
各々が所定数の発光素子の群である複数の点灯ブロックと、
前記撮像装置に設定されている露光期間および露光開始タイミングを受信するインターフェイス手段と、
前記露光開始タイミングに応じて、点灯ブロック別に、前記発光素子の点灯タイミングおよび点灯期間を決定する第１の決定手段と、
前記発光素子の発光させるべき強度に応じた波高値を決定する第２の決定手段と、
前記発光素子を駆動するためのパルス信号を生成する生成手段とを備え、
前記第１の決定手段は、前記露光期間を超えない範囲で前記点灯期間を決定し、
前記第２の決定手段は、前記露光期間が短いほどより高い値となるように前記波高値を決定し、
前記生成手段は、前記第２の決定手段によって決定された波高値を共通に用いて、前記第１の決定手段によって前記点灯ブロックの別に決定される、点灯タイミングおよび点灯期間から、前記点灯ブロックの別に前記パルス信号を生成する、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた照明装置を制御するための照明制御装置およびそれを含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、各種の画像処理技術が利用されている。典型的には、検査対象物を撮像して得られた画像データに基づいて、検査対象物に印字されている文字を認識したり、検査対象物の表面におけるキズの有無などを検査したりする画像処理技術が広く実用化されている。
【０００３】
このような画像処理技術を用いて検査対象物に対する各種計測処理を行う場合には、検査対象物を表す画像を適切に取得する必要がある。そのため、撮像時に適切な照度を確保するために、検査対象物を照らすための照明装置が設けられることが多い。このような照明装置としては、低消費電力でかつ長寿命な発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたものが実用化されている。
【０００４】
このような発光素子を用いた照明装置に関する技術として、たとえば、特開２００６−０１９９０１号公報（特許文献１）には、照明レベルを制御し、画面全体の明るさを調整するのではなく、画面内での照明均一性を確保することが可能な照明制御機能を備えた視覚センサが開示されている。より具体的には、特許文献１には、照明強度を低下させるために、露光期間を固定したまま発光期間だけを短くし、これに対して、照明強度を強めるために、露光期間を固定したまま発光期間を長くすることで、個々の照明器の照明強度をグループ単位で増減することにより、正方形視野内における上下左右方向の濃度均一性を細かく調整する方法が開示されている。
【０００５】
また、特開２００３−２４３７１３号公報（特許文献２）には、ＬＥＤが早期に熱劣化することを防止できるＬＥＤ照明用電源が開示されている。より具体的には、特許文献２には、ＬＥＤを点灯させるためのパルス制御回路にデューティ比を制限する回路を設けることにより、作動時に、ＬＥＤが熱劣化しない程度の光量までしか点灯できないようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０１９９０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実際の生産ラインにおいては、画像内での被写体のぶれを抑えるために、検査対象物の移動速度が速いほど撮像装置のシャッタースピードを速くする必要がある。シャッタースピードが速くなるほど、撮像装置の露光期間が短くなるので、１回の撮像において取込まれる光量が少なくなる。すなわち、撮像装置が検査対象物を撮像することで取得される画像内の輝度レベルが小さくなる。そのため、シャッタースピードが速くなるほど、照明装置からの光量を増加させる必要がある。
【０００８】
このように、撮像装置の露光期間の長さが変更された場合には、当該撮像装置の視野を照明するための照明装置の光量についても最適化する必要がある。しかしながら、上述の特許文献１および２においては、撮像装置の露光期間の長さと連動して光量を変更するという技術思想は示されていない。そのため、撮像装置の露光期間の長さを変更した場合には、照明装置からの光量についてもユーザが調整する必要があった。
【０００９】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮像装置の露光期間の長さを変更した場合であっても、撮像装置によって取得される画像内の輝度レベルを安定化することのできる照明制御装置およびそれを含む照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある局面によれば、発光素子を含み、撮像装置と連動して動作する照明装置を制御するための照明制御装置を提供する。本照明制御装置は、撮像装置に設定されている露光期間および露光開始タイミングを受信するインターフェイス手段と、露光開始タイミングに応じて、照明装置の発光素子の点灯タイミングおよび点灯期間を決定する第１の決定手段と、発光素子の発光させるべき強度に応じた波高値を決定する第２の決定手段と、決定された点灯期間に応じた時間波形をもち、かつ、決定された波高値を有する、発光素子を駆動するためのパルス信号を生成する生成手段とを含む。第１の決定手段は、露光期間を超えない範囲で点灯期間を決定し、第２の決定手段は、露光期間が短いほどより高い値となるように波高値を決定する。
【００１１】
好ましくは、照明装置は、各々が所定数の発光素子の群である点灯ブロックを複数含み、第１の決定手段は、点灯ブロックの別に、点灯タイミングおよび点灯期間を決定し、生成手段は、第２の決定手段によって決定された波高値を共通に用いて、第１の決定手段によって点灯ブロックの別に決定される、点灯タイミングおよび点灯期間から、点灯ブロックの別にパルス信号を生成する。
【００１２】
さらに好ましくは、第１の決定手段は、露光期間に対して、点灯ブロックの別に指示される点灯比率を乗じた期間を、当該点灯ブロックの点灯期間として決定する。
【００１３】
あるいは好ましくは、生成手段は、第２の決定手段と各点灯ブロックとの間に配置されたスイッチング手段を含み、スイッチング手段は、第２の決定手段によって決定された波高値を有する電圧信号を、第１の決定手段によって決定された発光素子の点灯期間にわたって、対応する点灯ブロックへ伝達する。
【００１４】
好ましくは、本照明制御装置は、照明装置に対して、パルス信号とは独立して、発光素子を駆動するための定電圧の電源を供給する電源供給手段をさらに含む。
【００１５】
この発明の別の局面に従えば、撮像装置と連動して動作する照明装置を提供する。本照明装置は、照明光を生成するための発光素子と、撮像装置に設定されている露光期間および露光開始タイミングを受信するインターフェイス手段と、露光開始タイミングに応じて、発光素子の点灯タイミングおよび点灯期間を決定する第１の決定手段と、発光素子の発光させるべき強度に応じた波高値を決定する第２の決定手段と、決定された点灯期間に応じた時間波形をもち、かつ、決定された波高値を有する、発光素子を駆動するためのパルス信号を生成する生成手段とを含む。第１の決定手段は、露光期間を超えない範囲で点灯期間を決定し、第２の決定手段は、露光期間が短いほどより高い値となるように波高値を決定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、撮像装置の露光期間の長さを変更した場合であっても、撮像装置によって取得される画像内の輝度レベルを安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る視覚センサシステムの外観を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る視覚センサシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るストロボコントローラを中心とした機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るストロボコントローラおよび照明装置の回路構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る照明装置の点灯制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るカメラの露光期間と照明装置の特性との関係を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るストロボコントローラを用いて実際に撮像を行った場合に得られた撮像例（その１）を示す。
【図８】本実施の形態に係るストロボコントローラを用いて実際に撮像を行った場合に得られた撮像例（その２）を示す。
【図９】本発明の実施の形態に係る照明装置の一例を示す外観図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る照明装置の別の一例を示す外観図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る照明装置のさらに別の一例を示す外観図である。
【図１２】図１１に示す照明装置の断面構造を示す図である。
【図１３】本実施の形態に係るストロボコントローラに対して点灯ブロック毎に点灯タイミングを設定するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係るストロボコントローラを用いて点灯タイミング調整の一例を示すタイムチャートである。
【図１５】本実施の形態に係るストロボコントローラを用いて画像内の輝度分布を調整した結果を示す図である。
【図１６】本実施の形態に係るストロボコントローラにおいて実行される処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
＜Ａ．全体構成＞
本実施の形態に係る視覚センサシステム１は、生産ラインなどに組込まれて検査対象物（以下、「ワーク」とも称す。）を撮像して得られる画像に基づいて、文字認識やキズ検査といった処理（以下、「計測処理」とも称す。）を実行する。すなわち、本実施の形態に係る視覚センサシステム１は、生産ライン上を搬送されるワーク（移動体）を適切なタイミングで撮像して得られる画像に対して、計測処理を実行する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る視覚センサシステム１の外観を示す模式図である。図２は、本発明の実施の形態に係る視覚センサシステム１の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１を参照して、視覚センサシステム１は、照明制御装置の典型例であるストロボコントローラ１０と、撮像装置の典型例であるカメラ２０と、照明装置４０−１，４０−２（以下、「照明装置４０」とも総称する。）とを含む。
【００２２】
カメラ２０は、典型的には、その視野がワークの搬送経路上となるように配置される。カメラ２０は、レンズなどの光学系に加えて、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった撮像素子を含んで構成される。なお、搬送速度が相対的に高いワークに対しても計測処理を行えるように、カメラ２０は、電子式のシャッタ機構を備えるものを採用することが好ましい。一例として、本実施の形態に従うカメラ２０のシャッタースピードは、最速で１／５００００［ｓｅｃ］であるとする。
【００２３】
このカメラ２０は、生産ライン上に設けられたワーク検出センサによってワークがカメラ２０の視野内に入ったことが検出されると撮像を行う。あるいは、カメラ２０を用いて連続的に視野を撮像しておき、撮像される画像内にワークに相当する被写体が含まれる画像のみを選択的に抽出するようにしてもよい。
【００２４】
照明装置４０は、ワーク（カメラ２０の視野範囲）に対して照明光を供給する照明光源である。この照明装置４０は、ストロボコントローラ１０からの制御に従って、撮像装置と連動して動作する。なお、図１には、一対の照明装置４０−１および４０−２を示すが、１つのカメラ２０に対応付けて配置される照明装置４０の数については、特に制限されず、適用先の生産ラインの状況などに応じて適切に設定される。
【００２５】
本実施の形態に係る照明装置４０は、発光体として、複数の発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を有する。図１に示す例では、複数のＬＥＤが発光面に対して整列配置される形態を示す。さらに、照明装置４０は、それを構成するＬＥＤが複数の部分（点灯ブロック）に区分されており、各区分された点灯ブロック毎に点灯タイミングおよび発光強度を制御することが可能となっている。すなわち、点灯ブロックは、所定数の発光素子の群である。この点については、後に詳述する。
【００２６】
ストロボコントローラ１０は、カメラ２０による撮像と同期して照明装置４０を駆動する装置であり、少なくとも、照明装置４０への電源供給機能、タイミング制御機能、および光量制御機能（調光機能）を有する。上述したように、基本的には、カメラ２０は、所定のタイミングでワークを撮像するので、この撮像期間において、照明装置４０からワーク（すなわち、カメラ２０の視野範囲）に対して照明光を供給すればよい。そのため、ストロボコントローラ１０は、照明装置４０をパルス的に駆動する。これは、照明装置４０を構成する発光体の寿命が有限であることに対しても有効である。
【００２７】
図２を参照して、視覚センサシステム１は、カメラ２０の撮像により取得された画像に対して計測処理を実行するための画像処理装置３０をさらに含む。この画像処理装置３０は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部である揮発性メモリやハードディスク、および、カメラインターフェイスなどを有するコンピュータである。なお、このような画像処理装置３０のハードウェア構成や画像処理装置３０により提供される各種計測処理については、公知であるので、ここでは詳細な説明は行わない。
【００２８】
図２に示すように、視覚センサシステム１では、画像処理装置３０およびカメラ２０が接続されるとともに、カメラ２０およびストロボコントローラ１０が接続される。すなわち、ストロボコントローラ１０は、カメラ２０を介して、画像処理装置３０と間接的に接続される。なお、ストロボコントローラ１０と画像処理装置３０とを直接的に接続してもよい。
【００２９】
カメラ２０からストロボコントローラ１０に対して、照明装置４０を駆動するための電源が供給されるとともに、カメラ２０の露光期間（露光開始タイミングおよびシャッタースピード）ならびに照明装置４０の点灯ブロック毎の発光強度が伝送される。この点灯ブロック毎の発光強度は、基本的には、同一の照明装置４０において点灯ブロック間の相対的な発光強度を調整するための設定値である。後述するように、ワークに対して均一の照度が得られるように、点灯ブロック間の相対的な光量が調整される。
【００３０】
ストロボコントローラ１０は、照明装置４０の各々に対して、照明駆動用電源および点灯制御信号を供給する。この照明駆動用電源は、照明装置４０を構成する各ＬＥＤを駆動するための電源である。点灯制御信号は、各照明装置４０を構成する点灯ブロック毎に与えられ、各点灯ブロックに含まれるＬＥＤの発光強度を調整するために用いられる。
【００３１】
図２には、各々がＮ個の点灯ブロックからなる照明装置４０−１および４０−２を図示する。この点灯ブロックの各々に含まれるＬＥＤは、対応する点灯制御信号の大きさに応じた強度で発光することになる。
【００３２】
また、点灯制御信号は、各点灯ブロックに含まれるＬＥＤの点灯タイミングを制御するためにも用いられる。基本的には、各点灯ブロックは、カメラ２０の露光期間と同期して、その露光期間の間、発光し続けるように制御される。但し、当該露光期間の長さを基準として、各点灯ブロックの点灯比率を変更することで、同一の照明装置４０における点灯ブロック間の相対的な光量（カメラ２０による１回の撮像期間において照射される照明光の総量）が調整可能となっている。
【００３３】
すなわち、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０は、それに接続されている照明装置４０を構成する各ＬＥＤの発光強度（単位時間あたりの光量）を、カメラ２０の露光期間の長さに応じて共通的に（一括して）調整する一方で、各点灯ブロックにおける点灯期間を調整することで、各点灯ブロックから照射される光量が最適化される。
【００３４】
したがって、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０によれば、照明装置４０を構成する任意の点灯ブロックを任意の光量（明るさ）で発光させることができる。そのため、適用先の生産ラインなどに応じて、撮像の自由度を高めることができる。
【００３５】
なお、図２には、１つのストロボコントローラ１０が２つの照明装置４０を駆動および制御する構成を例示するが、より多くの照明装置４０を駆動および制御するようにしてもよい。
【００３６】
＜Ｂ．照明制御装置および照明装置の構成＞
図３は、本発明の実施の形態に係るストロボコントローラ１０を中心とした機能ブロック図である。図４は、本発明の実施の形態に係るストロボコントローラ１０および照明装置４０の回路構成の一例を示す図である。
【００３７】
図３を参照して、ストロボコントローラ１０は、カメラ２０と、照明装置４０−１，４０−２との間に配置され、照明装置４０−１，４０−２に対して、カメラ２０での露光開始タイミングおよびシャッタースピードに応じた点灯制御信号を与える。
【００３８】
具体的には、ストロボコントローラ１０は、ＣＰＵ１００と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ：Digital Analog Convert）１０２と、アナログスケール変換器１０４と、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）１０６と、パルス変調スイッチング回路１１０−１，１１０−２（以下、「パルス変調スイッチング回路１１０」とも総称する。）と、照明用電源部１１４と、内部回路駆動用電源部１１６とを含む。
【００３９】
ＣＰＵ１００は、予め格納されたプログラムに従って、ストロボコントローラ１０の全体制御を司る演算処理部である。ＣＰＵ１００は、インターフェイス部１０６を介して、カメラ２０から、カメラ２０に設定されているシャッタースピード（露光期間）、点灯ブロック毎の発光強度、露光開始タイミングなどの情報を受取る。なお、カメラ２０のシャッタースピードおよび点灯ブロック毎の発光強度については、その伝送速度の遅れがあってもそれほど影響がないので、汎用的なシリアルまたはパラレル通信が用いられてもよい。これに対して、露光開始タイミングについては、カメラ２０の露光タイミングと照明装置４０の点灯タイミングとを一致させる必要があるので、パルス信号（電圧信号）を用いて伝送される。
【００４０】
ＣＰＵ１００は、カメラ２０からの情報に基づいて、パルス変調スイッチング回路１１０−１，１１０−２に対して、点灯タイミング信号を与える。この点灯タイミング信号は、パルス変調スイッチング回路１１０を構成する点灯ブロックの別に生成される（この例では、各照明装置についてＮ個）。また、ＣＰＵ１００は、照明装置４０を構成するＬＥＤの発光強度を調整するための発光強度信号をＤＡＣ１０２へ与える。
【００４１】
すなわち、ＣＰＵ１００は、カメラ２０の露光開始タイミングに応じて、照明装置４０のＬＥＤの点灯タイミングおよび点灯期間を決定し、それを示すパルス信号として、点灯タイミング信号を生成する。また、ＣＰＵ１００は、照明装置４０のＬＥＤの発光させるべき強度に応じた波高値を決定し、それを示す発光強度信号を生成する。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ１００は、照明用電源部１１４に対して、制御信号を与える。
ＤＡＣ１０２は、ＣＰＵ１００から受けた発光強度信号（デジタル信号）を電圧信号（アナログ信号）に変換して、アナログスケール変換器１０４へ出力する。アナログスケール変換器１０４は、ＤＡＣ１０２から受けた電圧信号を適切なレベルに変換した上で、パルス変調スイッチング回路１１０−１，１１０−２へ与える。
【００４３】
パルス変調スイッチング回路１１０−１は、ＣＰＵ１００から受けた点灯タイミング信号と、アナログスケール変換器１０４から受けた発光強度信号（スケール変換後の電圧信号）とに応じて、照明装置４０−１を構成するそれぞれの点灯ブロックの別に点灯制御信号（典型的には、パルス信号）を出力する。同様に、パルス変調スイッチング回路１１０−２は、ＣＰＵ１００から受けた点灯タイミング信号と、アナログスケール変換器１０４から受けた発光強度信号とに応じて、照明装置４０−２を構成するそれぞれの点灯ブロックの別に点灯制御信号を出力する。
【００４４】
すなわち、点灯タイミング信号は、点灯ブロック毎のＬＥＤの点灯期間を定めるとともに、発光強度信号は、照明装置４０を構成するＬＥＤの発光強度（ＬＥＤへ供給される駆動電流の大きさ）を定める。
【００４５】
照明用電源部１１４は、カメラ２０から供給される電源を受けて、ＣＰＵ１００からの制御信号に従って、照明装置４０のＬＥＤを駆動するための照明駆動用電源を生成する。一例として、照明用電源部１１４は、ＤＣ４８Ｖの電源を供給する。すなわち、照明用電源部１１４は、照明装置４０に対して、点灯制御信号とは独立して、ＬＥＤを駆動するための定電圧の電源を供給する電源供給手段として機能する。
【００４６】
内部回路駆動用電源部１１６は、後述する電気回路を駆動するための駆動用電源（後述する内部駆動電圧Ｖｃｃ）を供給する。
【００４７】
次に、図４を参照して、より詳細な回路構成について説明する。
図４を参照して、照明装置４０は、複数の点灯ブロックを有しており、各点灯ブロックは、直列接続された複数のＬＥＤを含む。なお、それぞれの点灯ブロックに対して、ストロボコントローラ１０から供給される照明駆動電圧Ｖｄｄが共通的に供給される。
【００４８】
より具体的には、点灯ブロック１は、照明駆動電圧Ｖｄｄとグランドとの間に直列接続された、逆流防止用のダイオード４０７と、トランジスタ４０１と、制限抵抗４０４とを含む。さらに、点灯ブロック１は、ダイオード４０７のカソード側のノード４０８とグランドとの間に直列接続された、複数のＬＥＤ４０６と、トランジスタ４０２と、制限抵抗４０５とを含む。
【００４９】
トランジスタ４０１とトランジスタ４０２とは、いわゆるダーリントン接続されており、トランジスタ４０１のベースに供給される点灯制御信号（パルス信号）に応じた電流値をもつ投光電流をＬＥＤ４０６に供給する。より具体的な回路動作としては、トランジスタ４０１のベースにパルス信号が与えられると、トランジスタ４０１が活性化して導通状態となる。すると、照明駆動電圧Ｖｄｄからグランドに向けて、ダイオード４０７、トランジスタ４０１、制限抵抗４０４の順に電流が流れる。すると、ノード４０３では、この電流によって制限抵抗４０４に生じる電圧降下分だけ、グランドに対する電位が上昇する。このノード４０３の電位上昇に伴って、トランジスタ４０２が活性化して導通状態となる。すると、ノード４０８からグランドに向けて、ＬＥＤ４０６、トランジスタ４０２、制限抵抗４０５の順に投光電流が流れる。
【００５０】
このとき、トランジスタ４０１のベースに供給されるパルス信号の波高値（電圧値）に応じて、エミッタ−コレクタ間に流れる電流の大きさが調整される。この電流の調整によって、トランジスタ４０２のベースに供給される電圧値が間接的に調整される。このトランジスタ４０２のベースに供給される電圧値に応じて、最終的に投光電流が調整される。
【００５１】
このように、ストロボコントローラ１０から照明装置４０へ供給される点灯制御信号（パルス信号）の波高値を変更することで、ＬＥＤに供給される投光電流（すなわち、発光強度）を調整することができる。
【００５２】
また、点灯ブロック２は、点灯ブロック１と同様に、照明駆動電圧Ｖｄｄとグランドとの間に直列接続された、逆流防止用のダイオード４１７と、トランジスタ４１１と、制限抵抗４１４とを含む。また、点灯ブロック２は、ダイオード４１７のカソード側のノード４１８とグランドとの間に直列接続された、複数のＬＥＤ４１６と、トランジスタ４１２と、制限抵抗４１５とを含む。
【００５３】
点灯ブロック２の回路動作については、点灯ブロック１と同様である。さらに、照明装置４０を構成する他の点灯ブロックの回路構成および回路動作についても、基本的には、点灯ブロック１および２と同様である。
【００５４】
なお、図４に示すような、ダーリントン接続を採用することで、ストロボコントローラ１０からの点灯制御信号に対する入力インピーダンスを大きくすることができる。しかしながら、上述のようなダーリントン接続に限られず、ストロボコントローラ１０からの点灯制御信号（パルス信号）の波高値に応じて、投光電流を調整できれば、公知の任意の回路構成を採用することができる。
【００５５】
このように、本実施の形態に従う照明装置４０は、投光電流を直接的に調整できるので、駆動電圧を調整する必要がなく、より簡単な回路構成で、ＬＥＤの発光強度を制御することができる。
【００５６】
パルス変調スイッチング回路１１０の各々は、接続される照明装置４０の点灯ブロックの別にスイッチング回路を含む。すなわち、図４に示すパルス変調スイッチング回路１１０は、照明装置４０−１の点灯ブロック１に対応付けて、トランジスタ１１１１およびトランジスタ１１１２とからなるスイッチング回路を有する。このスイッチング回路は、アナログスケール変換器１０４から出力される発光強度信号（ＣＰＵ１００が決定したＬＥＤの発光強度に応じた波高値を有する電圧信号）を、対応する点灯タイミング信号１がＨＩレベル（ＯＮ）である期間（ＣＰＵ１００が決定したＬＥＤの点灯期間）の間、照明装置４０−１の点灯ブロック１へ伝達する。
【００５７】
より具体的には、トランジスタ１１１１は、アナログスケール変換器１０４の出力端と、照明装置４０−１の点灯ブロック１を構成するトランジスタ４０１のゲートとの間に直列接続される。また、トランジスタ１１１１のゲートは、トランジスタ１１１２を介してグランドに接続される。さらに、トランジスタ１１１２のゲートには、ＣＰＵ１００からの点灯タイミング信号１が入力される。
【００５８】
ＣＰＵ１００からの点灯タイミング信号１がＨＩレベルに駆動されると、トランジスタ１１１２が活性化して導通状態となる。トランジスタ１１１１は、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、トランジスタ１１１２が非活性状態では、そのゲートの電位は浮動電位であるが、トランジスタ１１１２が活性状態になるとそのゲートはグランドと電気的に接続される。すると、トランジスタ１１１１は、活性化して導通状態となる。そのため、トランジスタ１１１１のソースとドレインとの間が電気的に接続されて、アナログスケール変換器１０４からの出力信号がトランジスタ４０１のゲートへ伝達される。
【００５９】
同様に、パルス変調スイッチング回路１１０−２は、照明装置４０−１の点灯ブロック２に対応付けて、トランジスタ１１１３およびトランジスタ１１１４とからなるスイッチング回路を有する。このスイッチング回路についても、上述と同様の回路動作を行って、アナログスケール変換器１０４から出力される発光強度信号を、対応する点灯タイミング信号２がＨＩレベル（ＯＮ）である期間の間、照明装置４０−１の点灯ブロック２へ供給する。
【００６０】
このように、パルス変調スイッチング回路１１０は、ＣＰＵ１００から出力される点灯ブロック毎の点灯タイミング信号と、ＣＰＵ１００から出力される発光強度信号（パルス波高値）とから、照明装置４０の各点灯ブロックに含まれるＬＥＤを駆動するための信号を生成する。すなわち、パルス変調スイッチング回路１１０は、ＣＰＵ１００が決定した点灯期間に応じた時間波形をもち、かつ、ＣＰＵ１００が決定した波高値を有する、ＬＥＤを駆動するためのパルス信号を生成する。
【００６１】
言い換えれば、パルス変調スイッチング回路１１０は、ＣＰＵ１００が決定する発光強度信号を共通に用いて、ＣＰＵ１００が点灯ブロックの別に決定する、点灯タイミングおよび点灯期間を示す点灯タイミング信号から、点灯ブロックの別に点灯制御信号（パルス信号）を生成する。
【００６２】
ＣＰＵ１００は、カメラ２０の露光期間に応じて、出力する発光強度信号のレベルを変更する。すなわち、ＣＰＵ１００は、カメラ２０の露光期間が短くなるほど、より発光強度信号のレベルを高くし、一方、カメラ２０の露光期間が長くなるほど、より発光強度信号のレベルを低くする。すなわち、露光期間が短くなった場合であっても、カメラ２０による１回の撮像において、その露光期間内に照明装置４０から照射される照明光の光量（積算量）が維持されるように制御される。
【００６３】
なお、本実施の形態に従うストロボコントローラ１０においては、後述するように、露光期間のしきい値を設定しておき、カメラ２０の露光期間がこのしきい値より短くなった場合に限って、より多くの投光電流をＬＥＤに供給して、その発光強度をより高めるように波高値を決定する。この制御動作については、後述する。
【００６４】
ＣＰＵ１００から出力される発光強度信号（デジタル信号）は、ＤＡＣ１０２によってアナログ信号（電圧パルス信号）に変換され、アナログスケール変換器１０４へ伝達される。
【００６５】
アナログスケール変換器１０４は、ＤＡＣ１０２から入力される電圧パルス信号の波高値を照明装置４０のトランジスタで許容されるベース電圧の範囲に適合するための回路である。より具体的には、アナログスケール変換器１０４は、オペアンプ１０４１と、トランジスタ１０４３と、抵抗１０４４，１０４５，１０４６，１０４７とを含む。
【００６６】
オペアンプ１０４１の正相入力側にはＤＡＣ１０２の出力電圧（発光強度信号）が入力され、オペアンプ１０４１の逆相入力側は抵抗１０４４を介してグランドに接続される。このオペアンプ１０４１の逆相入力側と抵抗１０４４との間のノード１０４２には、抵抗１０４５の一端が接続される。すなわち、オペアンプの出力側は、抵抗１０４６および抵抗１０４５を介して、逆相入力側に帰還される。そのため、オペアンプ１０４１と、抵抗１０４４，１０４５，１０４６とは、ＤＡＣ１０２からの入力信号に対して、いわゆる係数回路として機能し、抵抗１０４４と抵抗１０４５との直列抵抗値と、抵抗１０４４の抵抗値との比率に応じた係数を乗じた波高値をもつ電圧信号を出力する。
【００６７】
トランジスタ１０４３は、そのコレクタ側が内部駆動電圧Ｖｃｃに接続されるとともに、そのエミッタ側が抵抗１０４７を介してグランドに接続される。そして、トランジスタ１０４３のゲートには、オペアンプ１０４１からの出力信号が供給される。したがって、トランジスタ１０４３は、一種の電流源として機能し、オペアンプ１０４１からの出力信号に応じた電流値を、内部駆動電圧Ｖｃｃからグランドに向けて流す。すると、この電流によって、抵抗１０４７には、流れる電流に比例して電圧降下が生じ、ノード１０４９にはこの電圧降下に相当する電位が現れる。この電位が、点灯制御信号（パルス信号）として照明装置４０へ与えられる。
【００６８】
＜Ｃ．露光期間に応じた点灯制御動作＞
次に、カメラ２０の露光期間の長さに応じた、照明装置４０の点灯制御動作について説明する。
【００６９】
図５は、本発明の実施の形態に係る照明装置４０の点灯制御動作を説明するためのタイムチャートである。図６は、本発明の実施の形態に係るカメラ２０の露光期間と照明装置４０の特性との関係を示す図である。
【００７０】
まず、図５（ａ）には、カメラ２０の露光期間が相対的に長い場合の照明装置４０の点灯状態を示す図である。本実施の形態に係るストロボコントローラ１０は、原則として、カメラ２０の露光期間と同じ期間にわたって、照明装置４０を点灯させる。すなわち、カメラ２０の露光期間と照明装置４０の点灯期間とは原則として一致するように制御される。但し、後述するように、原則としての点灯期間（カメラ２０の露光期間）に対して、点灯ブロック毎に点灯する期間をより短くすることが可能である。そのため、ＬＥＤの点灯期間は、カメラ２０の露光期間を超えない範囲で設定される。
【００７１】
次に、図５（ａ）に示す露光期間より短い露光期間がカメラ２０に設定された場合を考える。すなわち、撮像対象のワークの移動速度が速く、その移動速度に対応するために、カメラ２０のシャッタースピードをより高めた場合を考える。
【００７２】
図５（ｂ）には、カメラ２０の露光期間をより短く設定した場合に、照明装置４０の発光強度を調整しなかった場合の例を示す。この場合には、カメラ２０がワークを１回撮像する間に取込むことのできる光量が減少するので、カメラ２０から出力される画像の輝度は相対的に低くなる。そのため、ワークを適切に撮像できない可能性がある。
【００７３】
そこで、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０は、カメラ２０の露光期間に応じて、照明装置４０の発光強度を調整する。すなわち、カメラ２０の露光期間が相対的に短くなった場合（すなわち、シャッタースピードが相対的に高くなった場合）には、ストロボコントローラ１０は、照明装置４０の発光強度をより高める。言い換えれば、ＬＥＤを駆動するためのパルス信号は、カメラ２０の露光期間が短いほどより高い値となるように波高値を決定する。
【００７４】
図５（ｃ）には、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０による発光強度の調整機能が適用されている例を示す。すなわち、カメラ２０の露光期間が図５（ａ）に比較して短くなった場合には、照明装置４０の点灯期間をその露光期間に対応させて短くするとともに、照明装置４０の発光強度をより高める。これにより、カメラ２０の露光期間が短くなった場合であっても、カメラ２０に取込まれる光量の絶対値を確保する。そして、カメラ２０で生成される画像内の明るさを維持する。
【００７５】
原理的には、カメラ２０の露光期間の長さに依存することなく、発光期間と発光強度との積がほぼ一定に維持されることが好ましい。
【００７６】
本実施の形態に係るストロボコントローラ１０では、露光期間が短くなるにつれて、発光強度（投光電流）をより大きくするように発光強度信号を生成する。原理的には、発光強度（投光電流）を露光期間に対して負の傾きを有するように決定することが好ましいが、実装の一例としては、しきい値となる露光期間（たとえば、１／５０００［ｓｅｃ］（２００［μｓｅｃ］））とこれに対応する発光強度（投光電流）を設定しておき、カメラ２０に設定されている露光期間がこのしきい値より短い場合に、高速に移動するワークを撮像する必要があると判断し、その露光期間の長さに応じた発光強度に調整する。
【００７７】
図６（ａ）には、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０からの発光強度信号によって照明装置４０のＬＥＤを流れる投光電流を実測した結果の一例を示す。図６（ａ）に示すように、カメラ２０の露光期間が短くなるほど、より多くの投光電流が流れるように制御される。なお、図６（ａ）には、本実施の形態に従う発光強度の調整機能を無効化した場合の例（従来例）を比較のために示す。なお、しきい値となる露光期間（および従来例）における投光電流の大きさは、照明装置４０を構成するＬＥＤの連続定格電流に基づいて決定される。
【００７８】
また、図６（ｂ）には、図６（ａ）に示す本実施の形態および従来例の特性に対応して、実際にカメラ２０を用いて測定を行った場合に得られた画像内の平均輝度を評価した結果を示す。図６（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０によれば、従来例に比較して、カメラ２０の露光期間が短くなった場合（すなわち、カメラ２０のシャッタースピードが高くなった場合）であっても、撮像される画像内の輝度の落ち込みを少なくすることができることがわかる。
【００７９】
図６（ａ）に示す投光電流の最大値は、ストロボコントローラ１０の照明駆動用電源の供給能力（図３に示す照明用電源部１１４の能力）と、カメラ２０の最速シャッタースピードとに応じて定められる。
【００８０】
なお、図６に示す投光電流および平均輝度の特性は段階的に変化しているが、これは、ストロボコントローラ１０の処理ロジックに起因するものであり、理想的には、しきい値となるシャッタースピードから最速のシャッタースピードの間で、投光電流が基準値から最大値まで比例的に増加するように設定される。但し、図６に示す実装例では、露光期間を１０［μｓｅｃ］単位で判断して、発光強度信号を生成しているので、各特性が１０［μｓｅｃ］で段階的に変化している。もちろん、露光期間をより短い単位で判断することで、発光強度信号を露光期間に比例して変化させることができる。
【００８１】
＜Ｄ．撮像例＞
図７および図８は、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０を用いて実際に撮像を行った場合に得られた撮像例を示す。
【００８２】
図７には、カメラ２０のシャッタースピードを１／４００００［ｓｅｃ］（露光期間：２５［μｓｅｃ］）とした場合に得られた画像を比較して示す。図７（ａ）は、図６（ａ）の従来例と同様に、カメラ２０のシャッタースピードとは連動せずに照明装置４０の投光電流を固定とした場合の例であり、図７（ｂ）は、図６（ａ）の本実施形態と同様に、カメラ２０のシャッタースピードに連動して照明装置４０の投光電流を変更した場合の例である。
【００８３】
図８には、カメラ２０のシャッタースピードを１／２００００［ｓｅｃ］（露光期間：５０［μｓｅｃ］）とした場合に得られた画像を比較して示す。図８（ａ）は、図６（ａ）の従来例と同様に、カメラ２０のシャッタースピードとは連動せずに照明装置４０の投光電流を固定とした場合の例であり、図８（ｂ）は、図６（ａ）の本実施形態と同様に、カメラ２０のシャッタースピードに連動して照明装置４０の投光電流を変更した場合の例である。
【００８４】
図７および図８に示すように、従来例では、カメラ２０のシャッタースピードが速くなると取得される画像内の輝度はいずれも低下したものとなり、被写体を適切に撮像できていないことがわかる。これに対して、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０によれば、カメラ２０のシャッタースピードが速くなっても画像内の輝度が低下することを抑制できていることがわかる。
【００８５】
＜Ｅ．照明装置の構成＞
以下、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０に接続される照明装置４０の詳細な構成について説明する。
（１．直方体形状）
図９は、本発明の実施の形態に係る照明装置の一例を示す外観図である。図９を参照して、典型的な照明装置として、直方体形状の照明装置４０Ａについて説明する。
【００８６】
照明装置４０Ａは、直方体の筐体の一面を発光面とするものであり、この発光面に、複数のＬＥＤ４０６が整列配置される。図９に示す例では、１列あたり１２個のＬＥＤ４０６が３列にわたって配置される。さらに、この合計３６個のＬＥＤ４０６は、４つの点灯ブロック０〜３に区分される。すなわち、３個×３個の単位を１つの点灯ブロックとして、紙面左側から順に合計４つの点灯ブロックが構成される。
【００８７】
上述したように、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０では、投光電流の大きさは、点灯ブロック間で共通に設定されるので、共通のストロボコントローラ１０に接続されるＬＥＤの間では、発光強度が実質的に同一となるように制御される。その上で、点灯ブロックの単位で、点灯タイミングを調整することで、カメラ２０の撮像によって取込まれる光量を調整する。
（２．リング形状）
図１０は、本発明の実施の形態に係る照明装置の別の一例を示す外観図である。図１０を参照して、別の照明装置として、リング形状の照明装置４０Ｂについて説明する。
【００８８】
照明装置４０Ｂは、その中心部に円筒状のカメラ２０が貫通するように装着され、カメラ２０の視野を均等に照明するように構成される。この照明装置４０Ｂは、その発光面において、複数のＬＥＤ４０６が同心円状に配置される。図１０に示す例では、４列にわたってＬＥＤ４０６が配置されており、中心軸に近い方から、点灯ブロック０〜３に区分される。
（３．同軸落射形式）
図１１は、本発明の実施の形態に係る照明装置のさらに別の一例を示す外観図である。図１２は、図１１に示す照明装置の断面構造を示す図である。
【００８９】
図１１に示す照明装置４０Ｃは、直方体の筐体４２０の一部に投光部４２２が設けられており、筐体４２０の内部に配置されたＬＥＤが発生する照明光が投光部４２２を介して、被写体に照射される。
【００９０】
より具体的には、図１２（ａ）に示すように、投光部４２２の開口面に対して実質的に垂直な平面に沿って、複数のＬＥＤ４０６が整列配置されている。そして、ＬＥＤ４０６から紙面横方向に照射された照明光の方向を変換し、投光部４２２から射出させるために、ハーフミラー４２４が設けられている。
【００９１】
なお、照明装置４０Ｃにおいては、筐体４２０において投光部４２２と対向する面において、開口４２６が設けられており、この開口４２６と対応付けてカメラ２０が配置されている。照明装置４０Ｃからワークに照射された光のうち、ワークから反射された光は、紙面上側に伝搬して、投光部４２２、ハーフミラー４２４、および、開口４２６を通過して、カメラ２０に入射する。すなわち、照明装置４０Ｃにおいては、ＬＥＤ４０６からの照明光が伝搬する光軸と、ワークで生じた反射光の伝搬する光軸とが同一の光軸（紙面上下方向）となるように構成される。
【００９２】
このような構成を採用することで、カメラ２０の視野内の輝度を均一化できるとともに、省スペース化も実現できる。
【００９３】
一例として、図１２（ｂ）に示すような範囲が点灯ブロック０〜３として設定される。すなわち、図１２（ａ）において、紙面奥側に並ぶ１列または２列を点灯ブロックの単位とされる。なお、点灯ブロックは、任意に区分することができる。
【００９４】
また、照明装置４０Ｃは、コネクタ４２８でストロボコントローラ１０と接続され、照明用駆動電源および点灯制御信号が供給される。
【００９５】
＜Ｆ．露光期間に応じた点灯制御動作＞
上述したように、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０は、照明装置４０を構成する点灯ブロック毎に、点灯タイミング信号を生成する。この点灯タイミング信号は、カメラ２０の露光期間の長さを基準として、予め設定された点灯比率に基づいて生成される。
【００９６】
図１３は、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０に対して点灯ブロック毎に点灯タイミングを設定するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す図である。図１４は、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０を用いて点灯タイミング調整の一例を示すタイムチャートである。
【００９７】
図１３に示すユーザインターフェイス画面は、典型的には、カメラ２０と接続される画像処理装置３０において提供される。なお、設定を行うためのプログラムをパーソナルコンピュータ上で実行することで、図１３に示すようなユーザインターフェイス画面を提供し、ユーザがこのユーザインターフェイス画面を用いて設定した内容を、パーソナルコンピュータからストロボコントローラ１０に対して転送するようにしてもよい。
【００９８】
図１３を参照して、ユーザインターフェイス画面３００は、点灯ブロックの配列表示部３０２と、点灯ブロック毎の点灯比率を設定するための設定入力部３１２とを含む。配列表示部３０２には、接続されている照明装置４０のおける点灯ブロックの配列が可視化される。なお、照明装置４０がその向きを回転して配置される場合でも対応できるように、可視化される配列パターンを回転表示するためのボタン３０４も用意される。
【００９９】
設定入力部３１２においては、点灯ブロック毎（図１３に示す例では、部位０〜３が点灯ブロック０〜３を示す）に対応付けて、点灯比率を入力できるようになっている。図１３に示す例では、カメラ２０の露光期間を基準として、２５６階調（０〜２５５）で点灯比率を設定できるようになっている。
【０１００】
より具体的には、ユーザは設定入力部３１２において、目的の点灯ブロックを選択し、続いて、数値入力ボックス３１６またはスライドバー３１８を操作して、点灯比率を入力する。
【０１０１】
なお、ユーザインターフェイス画面３００においては、対象のワークの種類に応じて、照明装置４０の各点灯ブロックの点灯パターンを複数用意できるように、パターン選択ボタン３１４が用意されている。このパターン選択ボタン３１４を選択すると、図示しないプルダウンメニューまたはポップアップメニューが表示され、新規作成または変更されるパターンを呼び出すことができる。
【０１０２】
このように、点灯ブロック毎に点灯比率を設定することで、図１４に示すような点灯パターンが実現される。すなわち、ＣＰＵ１００は、カメラ２０の露光期間に対して、点灯ブロックの別に指示される点灯比率を乗じた期間を、当該点灯ブロックの点灯期間として決定する。
【０１０３】
図１４を参照して、たとえば、時刻ｔ１から開始されるカメラ２０による撮像においては、露光期間がＴ１に設定されており、この露光期間Ｔ１を基準として、各点灯ブロックの点灯期間（点灯開始時刻および点灯終了時刻）が決定される。図１４には、図１３に示すユーザインターフェイス画面における点灯比率の設定値に対応したタイムチャートが示されている。
【０１０４】
すなわち、点灯ブロック０に対しては、点灯比率が「２５５」、すなわち１００［％］が設定されるため、カメラ２０の露光期間と同じ期間が点灯期間となる。一方、点灯ブロック１に対しては、点灯比率が「６４」、すなわち２５［％］が設定されているため、カメラ２０の露光期間のうち、開始から２５［％］の期間が点灯期間となる。点灯ブロック２および３についても同様に、それぞれ設定されている点灯比率に応じて、点灯期間が設定される。
【０１０５】
次に、時刻ｔ２から開始されるカメラ２０による撮像において、露光期間がＴ１からＴ２に変更されたとする。この場合、点灯ブロック０〜３のそれぞれの点灯期間は、カメラ２０の露光期間に比例して変動する。すなわち、点灯ブロック０〜３に設定されているそれぞれの点灯比率が同じであるため、基準となるカメラ２０の露光期間の変動に伴って、実際の点灯期間も変動する。
【０１０６】
さらに、時刻ｔ３から開始されるカメラ２０による撮像の前に、ユーザが、点灯ブロック０の点灯比率を２５５から１２７、すなわち、５０［％］に低減したとする。すると、点灯ブロック０の点灯期間は、カメラ２０の露光期間の５０［％］に相当する期間に変更される。
【０１０７】
このように、同一の照明装置４０を構成する点灯ブロックの間で、点灯期間を自在に変更できる。このような構成を採用することで、ワークの形状などに応じて、適切な輝度を確保することができる。すなわち、カメラ２０の視野に入射する光量のバランスを調整することで、カメラ２０から出力される画像内の輝度ムラなどを低減できる。
【０１０８】
＜Ｇ．実験例＞
図１５は、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０を用いて画像内の輝度分布を調整した結果を示す図である。
【０１０９】
図１５に示す結果は、本実施の形態に係る視覚センサシステム１を用いて白地の紙を撮像した場合に得られた画像に対して、輝度分布を測定したものである。このとき、照明装置４０は、図９に示す直方体形状の照明装置４０Ａを用いた。なお、図１５には、輝度の階調値を２５６段階（０〜２５５）とした場合の例を示す。
【０１１０】
図１５（ａ）は、点灯ブロック０〜３の点灯比率をいずれも「１２８」（５０％）に設定した場合の結果を示す。すなわち、図１５（ａ）に示す輝度分布は、すべての点灯ブロックから同一の光量の照明光を照射した場合の測定結果である。この図１５（ａ）に示す例では、照明装置４０の長軸側の端部において、輝度が低下していることがわかる。
【０１１１】
次に、図１５（ｂ）には、両端に位置する点灯ブロック０および点灯ブロック３についての点灯比率を「１２８」から「１８３」に変更した場合の結果を示す。この図１５（ｂ）に示す輝度分布によれば、相対的に輝度分布の高い部分が広がっており、端部における輝度の低下が抑制されていることがわかる。
【０１１２】
このように、同一の照明装置の中でも、点灯ブロック毎に点灯期間を調整することで、ワークをより均一に照明することができる。
【０１１３】
＜Ｈ．制御フロー＞
以下、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０における処理手順について説明する。
【０１１４】
図１６は、本実施の形態に係るストロボコントローラ１０において実行される処理手順を示すフローチャートである。図１６に示す各ステップは、ＣＰＵ１００がプログラムに従って処理を行うことで実現される。
【０１１５】
図１６を参照して、ステップＳ１００において、ＣＰＵ１００は、カメラ２０に設定されている露光期間（シャッタースピード）を取得する。続くステップＳ１０２において、ＣＰＵ１００は、取得した露光期間がしきい値より短いか否かを判断する。取得した露光期間がしきい値より短い場合には、処理はステップＳ１０４へ進み、取得した露光期間がしきい値より短くない場合には、処理はステップＳ１０８へ進む。
【０１１６】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１００は、取得した露光期間に対応する投光電流の大きさを取得する。なお、露光期間の長さと投光電流の大きさとの間の関係を規定したテーブルを予め用意しておき、ＣＰＵ１００は、このテーブルを参照することで、適切な投光電流の大きさを取得する。続くステップＳ１０６において、ＣＰＵ１００は、取得した大きさの投光電流が照明装置４０において生じるように、発光強度信号を出力する。そして、処理は、ステップＳ１１０へ進む。
【０１１７】
これに対して、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１００は、予め定めされている標準値の投光電流が照明装置４０において生じるように、発光強度信号を出力する。そして、処理は、ステップＳ１１０へ進む。
【０１１８】
その後、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１００は、照明装置４０に含まれる点灯ブロックに対して設定されているそれぞれの点灯比率を取得する。続くステップＳ１１２において、ＣＰＵ１００は、カメラ２０から露光開始タイミングが通知されたか否かを判断する。カメラ２０から露光開始タイミングが通知されていない場合（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）には、ステップＳ１００以下の処理が繰返される。
【０１１９】
これに対して、カメラ２０から露光開始タイミングが通知された場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１２０．１〜Ｓ１２０．Ｎの処理を実行する。なお、ステップＳ１２０．１〜Ｓ１２０．Ｎ以下の処理は並列的に実行される。
【０１２０】
ステップＳ１２０．１において、ＣＰＵ１００は、１番目の点灯タイミング信号（点灯タイミング信号１）をＨＩレベルに活性化する。続くステップＳ１２２．１において、ＣＰＵ１００は、カメラ２０に設定されている露光期間と、１番目の点灯タイミング信号について設定されている点灯比率との積を算出して、１番目の点灯タイミング信号についての点灯期間を算出する。さらに続くステップＳ１２４．１において、１番目の点灯タイミング信号をＨＩレベルに活性化してから、ステップＳ１２２．１において算出した点灯期間が経過したか否かを判断する。
【０１２１】
１番目の点灯タイミング信号をＨＩレベルに活性化してから、ステップＳ１２２．１において算出した点灯期間が経過していない場合（ステップＳ１２４．１においてＮＯの場合）には、ステップＳ１２４．１の処理が繰返される。これに対して、ステップＳ１２２．１において算出した点灯期間が経過した場合（ステップＳ１２４．１においてＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ１２６．１へ進む。
【０１２２】
ステップＳ１２６．１において、ＣＰＵ１００は、１番目の点灯タイミング信号（点灯タイミング信号１）をＬＯレベルに非活性化する。その後、処理はステップＳ１３０に進む。
【０１２３】
上述のステップＳ１２０．１〜Ｓ１２６．１での処理と同様に、ステップＳ１２０．２〜Ｓ１２６．２，・・・，ステップＳ１２０．Ｎ〜Ｓ１２６．Ｎの処理が並列的に実行される。
【０１２４】
その後、ステップＳ１３０において、ＣＰＵ１００は、カメラ２０からの露光開始タイミングが通知されてから、設定されている露光期間が経過したか否かを判断する。カメラ２０からの露光開始タイミングが通知されてから、設定されている露光期間が経過していない場合（ステップＳ１３０においてＮＯの場合）には、ステップＳ１３０の処理が繰返される。
【０１２５】
これに対して、カメラ２０からの露光開始タイミングが通知されてから、設定されている露光期間が経過した場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳの場合）には、処理は、ステップＳ１００へリターンされる。
【０１２６】
上述の処理は、ストロボコントローラ１０に電源が供給されている期間の間、繰返される。
【０１２７】
なお、上述の処理手順において、露光期間の長さと投光電流の大きさとの関係を規定したテーブルを用いたが、露光期間の長さと発光強度信号の波高値との関係を規定したテーブルを用いることにより、ステップＳ１０４とステップＳ１０６を１つのステップにまとめてもよい。
【０１２８】
＜Ｉ．作用・効果＞
本実施の形態によれば、カメラ２０の露光時間が短くなった場合（シャッタースピードが速くなった場合）には、発光強度を高めて、被写体により多くの照明光を照射する。そのため、被写体であるワークの移動速度が相対的に速くなった場合であっても、画像内での被写体のぶれがなく、かつ、取得された画像内の輝度を適切なレベルに維持することができる。そのため、たとえば、ライン速度が相対的に速い場合であっても計測処理を確実に行うことができる。
【０１２９】
また、本実施の形態によれば、カメラ２０の露光時間が予め定められたしきい値を超えた場合に限って、ＬＥＤへ供給する投光電流の大きさを標準値（典型的には、連続定格電流値）より大きくする。そのため、ＬＥＤの発熱による熱劣化を極力低減することができる。
【０１３０】
また、本実施の形態によれば、照明装置４０を複数の点灯ブロックに区分しておき、点灯ブロックの別に点灯期間（カメラ２０の露光期間に対する相対的な点灯比率）を制御できるので、撮像された画像内の輝度を均一化できるように、被写体に対して照射する照明光のバランスを最適化できる。
【０１３１】
また、本実施の形態によれば、ＣＰＵ１００から、各ＬＥＤの発光強度を示す発光強度信号（カメラ２０の露光期間に連動）を出力し、この発光強度信号（波高値）を共通に用いて、それぞれの点灯ブロックを駆動するための点灯制御信号を生成する。そのため、多数の点灯ブロックが存在しても、より簡素化された回路構成で、発光量を制御することができる。
【０１３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３３】
１  視覚センサシステム、１０  ストロボコントローラ、２０  カメラ、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  照明装置、３０  画像処理装置、１００  ＣＰＵ、１０２  デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）、１０４  アナログスケール変換器、１０６  インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、１１０  パルス変調スイッチング回路、１１４  照明用電源部、１１６  内部回路駆動用電源部、４０１，４０２，４１１，４１２，１０４３，１１１１，１１１２，１１１３，１１１４  トランジスタ、４０４，４０５，４１４，４１５  制限抵抗、４０７，４１７  ダイオード、４２０  筐体、４２２  投光部、４２４  ハーフミラー、４２６  開口、４２８  コネクタ、１０４１  オペアンプ、１０４４，１０４５，１０４６，１０４７，１０４４，１０４４，１０４５，１０４６，１０４５，１０４６，１０４７  抵抗。
【図１】
0005625370.tif 000002
【図２】
0005625370.tif 000003
【図３】
0005625370.tif 000004
【図４】
0005625370.tif 000005
【図５】
0005625370.tif 000006
【図６】
0005625370.tif 000007
【図９】
0005625370.tif 000008
【図１０】
0005625370.tif 000009
【図１１】
0005625370.tif 000010
【図１２】
0005625370.tif 000011
【図１３】
0005625370.tif 000012
【図１４】
0005625370.tif 000013
【図１５】
0005625370.tif 000014
【図１６】
0005625370.tif 000015
【図７】
0005625370.tif 000016
【図８】
0005625370.tif 000017