(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮像して画像データを取り込む撮像手段と、前記対象物へ光を照射する照明手段と、この照明手段の点灯と消灯を制御する照明制御手段とを備え、この照明制御手段による前記照明手段の制御において、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が、この照明手段の特性によって上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつ前記点灯時間の点灯時間と消灯時間の和である全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御することを特徴とする画像取込装置。
【請求項２】
対象物を撮像して画像データを取り込む撮像手段と、前記対象物へ光を照射する照明手段と、この照明手段の点灯と消灯を制御する照明制御手段とを備え、この照明制御手段は、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつこの照明手段が次回の点灯まで消灯状態にある消灯時間が、この照明手段の特性によって定められる最短消灯時間より短くならないように制御することを特徴とする画像取込装置。
【請求項３】
対象物を照明手段により照明した状態で、撮像手段により前記対象物の画像データを連続して取り込む画像取込方法であって、前記照明手段の点灯と消灯を照明制御手段によって制御する際に、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつ前記点灯時間の点灯時間と消灯時間の和である全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御することを特徴とする画像取込方法。
【請求項４】
対象物を照明手段により照明した状態で、撮像手段により前記対象物の画像データを連続して取り込む画像取込方法であって、前記照明手段の点灯と消灯を照明制御手段によって制御する際に、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつこの照明手段が次回の点灯まで消灯状態にある消灯時間が、この照明手段の特性によって定められる最短消灯時間より短くならないように制御することを特徴とする画像取込方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物を撮像して画像データを取り込む画像取込装置および画像取込方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像認識を目的として対象物の画像データを取り込む画像取込装置では、良好な画像を得るために、均一な光量により適切に対象物を照明することが求められる。この目的のための照明方法の１つとして、ＬＥＤなどの発光素子を多数集合させた光源を用いる照明方法が広く用いられている。そしてこれらの光源を制御する方式として、光源が発光する光量を検出しこの検出結果に基づいて照明電流を制御することにより光量を一定に保つフィードバック制御が一般に用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＬＥＤなどの発光素子は、温度が一定であれば光量は電流値に比例し、電流値が一定であっても温度が上昇すると光量は低下するという特性を有している。このため、ＬＥＤを多数密集配置して光源として使用した場合には、発熱が放熱を上回るため時間の経過と共に温度が上昇し、その結果光量が低下する。ところが前述のように、光量が低下すると光量を安定化させるためのフィードバックが働き、照明電流値を増加させるように制御される。このため更に発熱が増大して温度が上昇し、この温度上昇が再び光量低下を招くという悪循環を繰り返し、結果として光量の不安定や異常昇温による照明部品の消耗を招くという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、照明光の光量を安定させ照明部品の寿命を延長することができる画像取込装置および画像取込方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の画像取込装置は、対象物を撮像して画像データを取り込む撮像手段と、前記対象物へ光を照射する照明手段と、この照明手段の点灯と消灯を制御する照明制御手段とを備え、この照明制御手段による前記照明手段の制御において、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が、この照明手段の特性によって上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつ前記点灯時間の点灯時間と消灯時間の和である全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御する。
【０００６】
請求項２記載の画像取込装置は、対象物を撮像して画像データを取り込む撮像手段と、前記対象物へ光を照射する照明手段と、この照明手段の点灯と消灯を制御する照明制御手段とを備え、この照明制御手段は、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつこの照明手段が次回の点灯まで消灯状態にある消灯時間が、この照明手段の特性によって定められる最短消灯時間より短くならないように制御する。
【０００７】
請求項３記載の画像取込方法は、対象物を照明手段により照明した状態で、撮像手段により前記対象物の画像データを連続して取り込む画像取込方法であって、前記照明手段の点灯と消灯を照明制御手段によって制御する際に、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつ前記点灯時間の点灯時間と消灯時間の和である全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御する。
【０００８】
請求項４記載の画像取込方法は、対象物を照明手段により照明した状態で、撮像手段により前記対象物の画像データを連続して取り込む画像取込方法であって、前記照明手段の点灯と消灯を照明制御手段によって制御する際に、前記照明手段が連続して点灯状態にある点灯時間が上限として設定される所定時間を越えず、前記撮像手段による画像取込みに必要な画像取込時間よりも長く、かつこの照明手段が次回の点灯まで消灯状態にある消灯時間が、この照明手段の特性によって定められる最短消灯時間より短くならないように制御する。
【０００９】
各請求項記載の発明によれば、照明手段の点灯時間が、照明手段の特性によって上限として設定される所定時間を越えず、かつ前記点灯時間の全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御することにより、照明光の光量を安定させ、照明部品の寿命を延長することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像取込装置の側断面図、図２は同画像取込装置の構成を示すブロック図、図３は同画像取込方法を示すタイミングチャートである。
【００１１】
まず図１を参照して画像取込装置について説明する。図１において、可動テーブル１には基板ホルダ２が装着されている。基板ホルダ２は複数の電子部品４が実装された基板３を保持している。基板ホルダ２の上方にはドーム状の反射面６を備えた照明部５が配設されている。照明部５は照明手段である複数のＬＥＤ照明７を備えており、ＬＥＤ照明７を点灯して照明光を発光させることにより、基板３の上面を照明する。
【００１２】
照明部５の頂部には撮像手段であるカメラ８が配設されている。可動テーブル１を駆動することにより基板３は水平移動し、所定の電子部品４をカメラ８の直下に位置させる。この状態でＬＥＤ照明７を点灯し、カメラ８で撮像することにより、電子部品４の画像を取り込むことができる。
【００１３】
次に図２、図３を参照して画像取込装置の制御系の構成を説明する。図２において、カメラ８によって撮像された画像データｅは画像処理部９に送られ、ここで所定の画像処理が行われ、画像処理結果データｆは制御部１０に送られる。制御部１０はＣＰＵであり、照明制御手段であるＬＥＤ照明制御部１１を制御する。ＬＥＤ照明制御部１１は複数のＬＥＤ照明７の点滅を制御するものであり、第１のタイマＴＭ１、第２のタイマＴＭ２を備えている。
【００１４】
ここで、第１のタイマＴＭ１、第２のタイマＴＭ２および画像取り込み用の第３のタイマＴＭ３について、図３を参照して説明する。図３は、画像取り込みの各タイミングを示したものであり、図３のチャートＡは点灯信号ｂのＯＮ−ＯＦＦの、チャートＢは点灯指令禁止信号ｃのＯＮ−ＯＦＦの、チャートＣはカメラ８による画像取り込みの、各タイミングを示すものである。
【００１５】
第１のタイマＴＭ１はＬＥＤ照明７が連続して点灯している間の時間を示す点灯時間Ｔ１を計時する。すなわちタイミングｔａにて制御部１０より点灯指令ａが第１のタイマＴＭ１に入力されると、第１のタイマＴＭ１は点灯時間Ｔ１の計時を開始すると同時に、ＬＥＤ照明基板７に対して点灯信号ｂを出力する。そしてＴ１がタイムアップするタイミングｔ１にて、点灯信号ｂをＯＦＦにする。これにより、ＬＥＤ照明７は消灯する。ここで、点灯時間Ｔ１は、ＬＥＤ照明７の特性によって上限として設定される所定時間を超えずに、また図３のチャートＡ，Ｃに示すように、カメラ８による画像取り込みに必要とされる画像取込時間Ｔ５よりも長く設定される。なお、チャートＡに示す時間Ｔ２は、ＬＥＤ照明７が消灯状態にある消灯時間を示している。
【００１６】
第２のタイマＴＭ２は、点灯指令ａが出された後に、再び点灯指令ａが出されるまでの時間が、ＬＥＤ照明７の特性により許容される時間より短くならないようにするための、点灯指令禁止時間Ｔ３を計時する。すなわち、制御部１０から点灯指令ａが出され、第２のタイマＴＭ２に入力されると、点灯指令禁止時間Ｔ３の計時を開始すると同時に、制御部１０に対し点灯指令禁止信号ｃを出力する。そしてＴ３がタイムアップするタイミングｔ３にて点灯指令禁止信号ｃをＯＦＦにする。これにより、上記点灯指令禁止時間Ｔ３中には、点灯指令ａが出力されることがなく、チャートＡに示すように、点灯信号ａが再び出されるのはタイミングｔ３以後のタイミングｔ２となっている。
【００１７】
第３のタイマＴＭ３は、画像取込タイミング設定手段であり、チャートＣに示すように、点灯指令ａが出力されたタイミングｔａから撮像が開始されるまでの時間Ｔ４を計時する。すなわち、第３のタイマＴＭ３に点灯指令ａが入力されると、画像取込タイミングまでの時間Ｔ４の計時を開始し、Ｔ４がタイムアップすると画像処理部９に対し画像取込信号ｄを出力する。これにより、カメラ８は撮像を開始する。このとき、前述のように点灯時間Ｔ１は画像取り込み時間Ｔ５より長くなるように点灯時間Ｔ１が設定されるので、撮像中は必ずＬＥＤ照明７は点灯状態にあり、未照明の状態で撮像が行われることがない。
【００１８】
次に、上記構成の画像取込装置のＬＥＤ照明７の稼働状態について説明する。多数の撮像対象を有する基板の画像を連続して取り込むに際しては、出来るだけ短時間のうちに、しかもＬＥＤ照明７を限度以上に連続して点灯することによる照明部品の損耗を防止しながら、所定回数の撮像を行う必要がある。１回の撮像に必要とされる画像取込み時間Ｔ５は限定されており、この時間Ｔ５より長く設定される点灯時間Ｔ１に所定撮像回数を乗じた時間が本来必要とされる点灯時間の総計となる。しかしながら、ＬＥＤ照明はその特性によりある限度以上連続して点灯すると、発熱により照明光の光量が安定せず、さらには照明部品の損傷を招きやすいという性質を有している。
【００１９】
そこでこのような事態の発生を防ぐため、ＬＥＤ照明制御部において以下のような制御が行われる。まず、ＬＥＤ照明７が限度以上に連続して点灯状態にあることを防止するため、各点灯時間Ｔ１の間にＬＥＤ７が消灯状態にある消灯時間（図３チャートＡのＴ２参照）が適切な長さで入るように点灯・消灯の制御を行う。ここでは、一般に機器の稼働状況を表す稼働率を用いて前述の制御を行う。すなわち、点灯時間Ｔ１の全時間（点灯時間Ｔ１と消灯時間Ｔ２の和）に対する比率である稼働率が、ＬＥＤ照明の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御する。具体的には、点灯時間Ｔ１と、点灯指令禁止時間Ｔ３を適切に設定することにより、前記稼働率が許容限度として設定される所定稼働率を越えないようにすることができる。
【００２０】
また換言すれば、本実施の形態において許容される消灯時間Ｔ２の最小時間は、図３のチャートＡに示すように、Ｔ３−Ｔ１であるから、点灯時間Ｔ１および点灯指令禁止時間Ｔ３を設定することは、次回の点灯までの消灯時間Ｔ２の許容される最短消灯時間を設定することに等しい。すなわち、消灯時間Ｔ２がＬＥＤ照明７の特性によって定められる最短消灯時間Ｔ３−Ｔ１より短くならないようにＬＥＤ照明７の点滅を制御することによっても、同様にＬＥＤ照明７の光量を安定させ、照明部品の損耗を防ぐことができる。
【００２１】
このように、点灯時間Ｔ１および点灯指令禁止時間Ｔ３を適切に設定しておくことにより、照明手段が許容される限度以上の稼働率で点灯状態にある事態が発生せず、したがって照明光は常に一定に保たれ、異常昇温による照明部品の損耗を防止することができる。なお、本実施の形態ではＬＥＤ照明を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、その他の発熱によって連続点灯が制約される特性を有する照明手段についても適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、照明手段の点灯時間が、照明手段の特性によって上限として設定される所定時間を越えず、かつ前記点灯時間の全時間に対する比率を示す稼働率が前記照明手段の特性によって定められる所定稼働率を越えないように制御するようにしたので、照明手段が許容される限度以上の稼働率で点灯状態にある事態が発生せず、したがって照明光は常に一定に保たれ、異常昇温による照明部品の損耗を防止して照明部品の寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像取込装置の側断面図
【図２】本発明の一実施の形態の画像取込装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の画像取込方法を示すタイミングチャート
【符号の説明】
３  基板
４  電子部品
５  照明部
７  ＬＥＤ照明
８  カメラ
９  画像処理部
１０  制御部
１１  ＬＥＤ照明制御部
ＴＭ１  第１のタイマ
ＴＭ２  第２のタイマ
ＴＭ３  第３のタイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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