(57)【要約】非接触の形で対象物を検査するための手持ち型検査装置を提供する。本装置は、検査する対象物から投射または反射された光線を集めるように構成されたテレセントリックレンズを有したテレセントリックレンズ構成部と、テレセントリックレンズに対して、テレセントリックレンズが集めた光線を受け取り、これらを変換して対象物を表す画像を作る、という形に構成されたＣＣＤデジタルカメラなどのモバイル撮像デバイスと、を有し、対象物から遠ざかる方向または対象物に向かう方向に装置が移動することで、撮像デバイス上で画像は同じサイズを保つ、という形になるようにテレセントリックレンズが構成されている。効果的な構成として、着脱可能な形でカメラに設置され、目的に応じて交換可能な照明ユニットを備える。
2009505543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触の形で対象物を検査するための手持ち型検査装置であって、
検査する対象物から投射または反射された光線を集めるように構成されたテレセントリックレンズを有したテレセントリックレンズ構成部と、
テレセントリックレンズが集めた光線を受け取り、これらを変換して対象物を表す画像を作る、という形でテレセントリックレンズに対して構成されたモバイル撮像デバイスと、を有し、
対象物から遠ざかる方向または対象物に向かう方向に装置が移動することで、撮像デバイス上で画像は同じサイズを保つ、という形になるようにテレセントリックレンズが構成されている、
という装置。
【請求項２】
検査すべき対象物を照らすための照明ユニットを更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
照明ユニットは少なくとも１つの光源を有すること、
を特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
照明ユニットは複数の光源を有し、各光源は順番にエネルギーが与えられるように作られていること、
を特徴とする請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
照明ユニットは少なくとも１つのフィルタを有すること、
を特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
照明ユニットは、装置の側面のうち検査すべき対象物に最も近い側面に、着脱可能な形で設置されること、
を特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
照明ユニットは、照明装置を識別するための電子デバイスを有すること、
を特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
照明のオン／オフの切り換えは、撮像デバイス内の画像取込プロセスに同期して行われること、
を特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
電子デバイスは、照明装置に関する校正データおよびスペクトル特性を表すデータを有していること、
を特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
複数の画像を格納する手段を有し、画像はそれぞれが、対象物表面の上方の異なる位置でとらえた対象物を示していること、
を特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
撮像デバイスはプロセッサを有し、当該プロセッサは、複数の画像を分析し、前記複数の画像に基づいて対象物の全体を示すより大きな１つの画像を生成すること、
を特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
対象物に対する装置の位置を示すための位置センサを少なくとも１つ更に有すること、
を特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
検査する対象物の画像の焦点が合っていない場合にユーザに指示するインジケータを更に有すること、
を特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
撮像デバイスはＣＣＤデジタルカメラであること、
を特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
非接触の形で対象物を検査するシステムであって、
請求項１乃至１４のいずれかに記載の手持ち型検査装置と、
手持ち型検査装置が取り込んだ１以上の画像を表す実画像データを受け取り、当該実画像データを事前に求められた画像データと比較するように構成されている、という計算手段と、を有すること、
を特徴とするシステム。
【請求項１６】
機械的移動手段を更に有し、手持ち型検査装置は移動手段の上に設置されて、手持ち型検査装置の移動は移動手段の移動に基づくこと、
を特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
機械的移動手段はロボットアームであること、
を特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
対象物を検査する方法であって、テレセントリックレンズを有したカメラユニットを、対象物に対して、カメラと対象物との間に隙間が存在する形で保持するステップを有すること、
を特徴とする方法。
【請求項１９】
対象物の上方でカメラユニットを移動させて、対象物の一連の画像を取り込み、これら画像を比較して対象物の全体の画像を生成するステップを更に有すること、
を特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理に関し、特に、対象物の画像を寸法的に精確に作る事のできる手持ち型画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像取込は公知の概念であり、画像取込を目的とした装置は数多く存在する。例えばデジタルカメラが対象物の画像を取り込むのに使用され、その画像のサイズは対象物に対するカメラのレンズの距離に応じて変化する。
ラボ用およびロボット化した生産ライン用の画像取込装置が存在するが、そこではカメラから分析対象物までの距離が厳しく制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が提供するのは携帯型画像処理装置であり、手持ちが可能で、寸法的に正確な画像をユーザが生成することを可能にする装置である。本装置では、典型的な解像度および精度が２５〜５０μｍであり、カメラと対象物との距離に対して通常機械的に行われる精密な制御が必要ない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
具体的には、本装置は、手持ちカメラなどの取込装置とテレセントリックレンズ構成とを有する。後者は、対象物がレンズを通して見られ、その対象物はレンズの動作範囲にわたってサイズを変えない、となるように構成されている。手持ちカメラは、レンズを通して見られる画像を取り込むように構成されている。
【発明の効果】
【０００５】
テレセントリックレンズ使用の効果は、装置を画像形成の対象物から許容できる距離に維持することができること、そして、寸法に関する有用なデータを画像から抽出するにあたってレンズと対象物との間の距離の精密な制御が不要となること、である（本発明以外では、画像のサイズおよび寸法の計測値は、この制御に左右されるであろう）。
好ましい構成として、着脱可能な照明ユニットをレンズ上に設けて、対象物を拡大する光学組立部品を持たせることを可能にする。こうした組立部品としては光源やフィルタがある。
【０００６】
本発明をより容易に理解できるように、その実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明が提供する画像処理装置は、手持ち型であり、対象物の画像を取り込むこと、そして、対象物に関する正確な寸法データを装置と対象物との間の距離にかかわりなく求めることが可能な装置である。
本発明の第１の実施の形態は、画像を取り込むことのできる手持ち型デジタルカメラ１である。当該カメラは、公知の電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）を有し、光に対する感度のあるキャパシタを用いた画像センシングの技術分野で知られている。理解されるであろうが、本発明は電荷結合素子に限定されるものではなく、画像センシングが可能な他の方法を用いることもできる。例えばＣＭＯＳセンサを用いることも可能であろうが、これはＣＣＤに比べて感度が低く、画像形成の対象物がカメラに対して移動している場合には画像のゆがみの問題が生じる可能性もある。
【０００８】
このデジタルカメラに装着されているのはテレセントリックレンズ２であるが、その特性は本技術分野では公知である。すなわち、レンズの示す倍率を一定とすることができ、それによって、対象物Ｏの画像はレンズの動作距離にわたって同じサイズを保つ。また、当業者には公知のこととして、この種類のレンズを用いる場合、前記距離が変化した時に対象物Ｏの焦点は必ずしも同じに保たれるわけではない。レンズ２は、対象物Ｏを非接触様態で見ることができるように作られており、そのため、対象物Ｏとレンズ２またはカメラユニット１０自体との間には隙間が存在する。
【０００９】
カメラ１とテレセントリックレンズ２との組み合わせによって、対象物Ｏの画像取込に用いられるカメラユニット１０が形成されている。
カメラユニット１０はコンピュータ２０への接続手段を有し、当該コンピュータにはカメラユニット１０と共に使用されるアプリケーションプログラムが入っている。接続手段については、ＵＳＢや“firewire”などのケーブル接続、またはそれに類似の接続とすることができる。その代わりに、またはそれに追加する形で、カメラユニット１０とコンピュータ２０との間を無線接続でつなぎ、カメラユニット１０に更にモバイル特性を持たせることにしてもよい。
【００１０】
このアプリケーションプログラムは、カメラユニット１０からのデータを分析し、このデータを用いて、画像形成処理の対象である対象物Ｏの色、サイズ、密度、形状、その他の特徴に関する正確な測定値を求めることができる。この分析は、画像形成がカメラユニット１０によって行われている間に、あるいは、画像がカメラユニット１０にローカルに格納されてから分析のためにコンピュータ２０にダウンロードされる間に、リアルタイムで行うことにしてもよい。データをローカルに格納する場合は、データを格納するためのメモリ装置３を設ける。これについては、フラッシュメモリなど、どんな種類のメモリでもよく、カメラユニット１０から取り外し可能としてもよい。
【００１１】
カメラユニット１０による対象物Ｏの画像取込を長期間にわたって行うこともでき、その場合は、アプリケーションプログラムを使用し、取込画像を比較する形で、取込画像における変化を演繹することができる。
カメラユニットに手動操作シャッターに相当するものを持たせて、単一フレーム、連続フレームのいずれの取込も可能としてもよい。
【００１２】
カメラユニット１０は、手持ち型かつ移動型であり、従ってユーザが容易に移動させることができる、という形に形成されている。テレセントリックなレンズに関する１つの公知の特性として、見られる対象物Ｏのサイズを上回る直径のレンズサイズを選択することが好ましい、というものがある。そのため、従来型のテレセントリックレンズでは、対象物全体の画像を得るためには、レンズが相当に大きなものとなる。
【００１３】
本実施の形態においては、実は対象物Ｏの方がレンズ２の直径よりも大きい。しかし、これについては、一連の画像を取り込んだ後、隣接した画像の部分同士をオーバーラップさせることでより大きな画像を生成する、というカメラユニット１０の能力によって対処する。それによって、テレセントリックレンズ２に対する対象物の相対的なサイズに関係なく、対象物の完全な画像を形成することができる。これは「画像継ぎ合わせ（image stitching）」として知られ、リアルタイムで実行することもできるし、画像のセットの取込が全て完了してから実行することもできる。また、必須ではないが、カメラ１にはコントローラ１ａを設けてあり、これは、局所的に画像を処理して画像継ぎ合わせ機能を実行するためのものである。
【００１４】
また、カメラユニット１０を用いてリアルタイムで画像継ぎ合わせ機能を実行するために、スクリーン４を設けてあり、ユーザは、メモリ３に格納された取込画像を本スクリーンで表示することができる。カメラユニット１０は短時間に連続して画像を取り込むように作られており、その際、カメラユニット１０は検査対象物Ｏの上方で移動させられる。リアルタイム分析では、得られた画像を結合し、結合で得られたより大きな画像をスクリーンに表示する。よって、直前の画像に追加された追加画像が識別できる。また、取込から漏れた領域についても演繹することができる。
【００１５】
また、リアルタイム分析を、カメラおよび／またはコンピュータに組み込んだ画像認識システム（図示せず）と共に用いることもできる。当該システムによれば、現在の画像の特徴を既知の画像の既に判定された特徴と比較する方法で画像の同化を行いつつ、これら画像をレビューすることができる。これにより、リアルタイムで画像の類別を行うことができる。
【００１６】
さらに、コンピュータ２０の中に検査対象の対象物Ｏのソフトウェアモデルを入れておくことにしてもよい。その場合、このモデルはカメラユニット１０に転送することができ、スクリーン４に表示することもできる。これは、ソフトウェアモデルに基づいて、所定位置で見た場合の対象物の画像を提供するものである。理解されるであろうが、ソフトウェアモデルは、以前に取っておいた対象物の実際の画像とすることができる。コンピュータ上のアプリケーションプログラムは、カメラユニット１０が取り込んだリアルタイム画像と事前に定めたソフトウェアモデルとを比較することで、理論上データと実際のデータとの間の比較データを得ることができる。ユーザは当該比較データをチェックすることができる。そして、理論上データと実際のデータとの間の偏差については、受け入れることも拒絶することもでき、それによって、取込画像における、ソフトウェアモデルと画像形成されたアイテムとの間の差分の記録を提供できる。
【００１７】
２つの画像を一体に継ぎ合わせて１つのより大きな画像を形成する処理は、重複する個々のフレームの共通部分の目立った特徴部を一致させる処理に依存する。これは従来から使用されているが、取り込まれる対象物の中には、一致しない特徴部や不明瞭な特徴部を有するものもあり、それらによって従来の画像継ぎ合わせ法はより困難なものとなる。
この点を考慮し、本カメラには、移動した相対距離と連続した取込画像または隣接するフレームの間の隔たりとを示す位置センサ５を持たせてある。これによって、全体画像の継ぎ合わせ処理における誤差を小さくすること、そしてカメラユニット１０の移動の跡を追うことが可能になる。
【００１８】
理解されるであろうが、別の種類の位置センサ５を使用してもよい。例えば、光学センサ、機械的センサ、または無線センサが用いられる。光学位置センサの場合、カメラユニット１０のレンズを使用してもよいし、テレセントリックレンズ２に隣接した別個の光学システムを使用してもよい。
カメラユニット１０に加えて、またはその代わりに、コンピュータ２０が対象物Ｏに関連した一連の画像を取得することにしてもよく、これらの画像はアプリケーションプログラムを使用して継ぎ合わせることができる。このプログラムは、画像の継ぎ合わせに関連して、カメラユニット１０について上で述べたのと同様の分析を実行する。具体的には、これは、画像間でのカメラユニット１０の移動距離を示す位置センサ５からのデータを用いて画像間の隔たりを求め、対象物Ｏの全体的な画像を得る。
【００１９】
カメラユニットは、対象物Ｏの上方でカメラユニット１０を移動させるために、ロボットアームなど機械的に移動可能な装置（図示せず）の上に設置することもできる。その場合、ロボットアームは、カメラユニット１０の移動を追跡する追跡システムを含む。こうした追跡システムは、必要であれば、ロボットアームに別個に実装してもよい。
さらに、本アプリケーションプログラムは、予測データを継ぎ合わせ処理の補助として使用する能力を有し、それは、カメラユニット１０はフレーム間で大きく加速することはなく、従って、直前の画像の組合せからの隔たりは、後続の組合せのための開始点として使用できる、という仮定に基づく。これにより、隣接した画像の継ぎ合わせに必要な処理は減る。
【００２０】
対象物に関して得たデータを収集するために、コンピュータ２０のアプリケーションプログラムと連絡したデータベース３０が設けられている。このデータベースは、画像および当該画像に関するデータ（画像取得のタイミングなど）の自動格納と検索とを可能にする。留意すべき点として、本データベースはコンピュータ２０と別個のユニットとする必要はなく、コンピュータソフトウェアを用いて実装することが可能である。
【００２１】
カメラユニット１０の動作は、視覚式または音響式のインジケータ（図示せず）を追加することで強化することもでき、当該インジケータは、カメラユニット１０の対象物Ｏからの距離が不適当で適正に焦点を合わせた画像を得ることができない、という場合にそのことを示すものである。これにより、ユーザ（人間またはこうしたインジケータに応答するロボットアーム）は、距離を調節して焦点を合わせることができる。本文書で先に述べたように、対象物の画像の鮮明は距離と共に変化するが、対象物の画像サイズは変化しない。テレセントリックレンズ２を用いているためである。
【００２２】
さらに、図示はしていないが、情報タグを一連の画像に組み込んでおいて、それをカメラユニット１０による合成画像の生成に用いることにしてもよい。タグは、バーコードまたは他の視覚的インジケータ、あるいは、音声録音またはボタン押下とすることができ、ユーザが合成画像に関するキーポイントを示すために使用するものである。音声またはボタン押下によって生成されるタグは、合成画像の中の可視フラグまたはアイコンとすることができ、これを起動すると、その時点で録音されていた音声録音が再生される。通常、音声録音は、スキャン対象のアイテムや、スキャンされる対象物の画像の内部で注目すべき特徴部への言及である。
【００２３】
図２では、上記の実施の形態への変形例として、カメラユニット１０ａの前面に照明ユニット６を着脱可能な形で設置してある。これ以外の点では、カメラ１０ａは図１のカメラ１０と同じ形で構成されている。ユニット６は、対象物に光を向けるように構成された光源７を有し、フィルタ８を含む場合もある。フィルタ８は照明ユニット６の中に配置され、カメラユニット１０ａに装着された際には画像形成される対象物Ｏとレンズ２との間の位置にくるようになっている。しかしながら、理解されるように、フィルタ８の配置は異なる位置（例えば光源と対象物との間）とすることもできる。
【００２４】
照明ユニット６は交換可能であり、特定のタスクに求められる照明の種類に応じて、異なる種類のユニット６をカメラユニット１０、１０ａと共に使用することができる。この理由により、照明ユニット６内に電子識別手段９を設けて他のユニット６の区別をする。さらに、この識別手段（ＲＦＩＤタグの形としてもよい）には、照明ユニット６の他の特徴を示すデータが収められる。こうしたデータは、照明ユニット６から直接データを分析するコンピュータ２０によって取得することもできるし、カメラユニット１０で読み出してコンピュータ２０へ転送することもできる。識別手段９には、光源７およびそれに組み合わされたオプションのフィルタ８のスペクトル特性を表すデータ、ならびに、不均一な照明の補正のために使用される校正データを格納することもできる。こうした不均一な照明は、本質的に同じ照明ユニット６の間でも、設計または製造時の誤差のために生じる可能性がある。
【００２５】
照明ユニット６は、カメラのフレームレートに同期するように構成されている。フレームレートは予め決めておくものであり、カメラユニット１０自体またはコンピュータ２０のアプリケーションプログラムで予め設定しておくことができる。このデータを用い、照明ユニット６をフレームレートに同期して起動するように設定する。
同期によって、照明を非常に短い時間の間オンにすることが可能となる。これにより、カメラの移動に起因するブレ（照明が継続してオンになっている場合に発生するであろうもの）は小さくなる。さらに、同期によって照明の電力消費も下がる。必要でない場合には画像センサがライトのスイッチをオフにするからである。電力使用量の軽減は、携帯して使用する場合に効果的である。
【００２６】
異なる用途に対しては、異なる照明ユニット６を最適化してカメラユニット１０に装着することにしてもよい。光源の明るさの制御は、コンピュータ２０がカメラに接続されていればコンピュータで行うことができるが、カメラ自体で行うことも可能である。光源７が複数ある場合は、それぞれを別々に制御することも可能である。
照明ユニット（図示せず）の１つの種類として、赤色、緑色、青色のＬＥＤを別々に有するものがある。その場合、各ＬＥＤの明るさレベルを個別に調節することで、コンピュータ２０上のアプリケーションプログラムによって色光を制御しながら画像を取り込む能力が得られる。
【００２７】
また別の種類の照明ユニット（図示せず）として、異なる方向から発せられる複数の光の焦点を正確に合わせる、というものがある。これらは、連続するフレームにおいて順番にエネルギーを与えられる。その結果として得られる画像を用いれば表面の不規則性を計測することができ、そうした計測は、各方向で照らされた画像から、この不規則性に起因する影を得て比較する形で、あるいは、他の明るさに関するデータを用いる形で実行される。
【００２８】
また、別の種類の照明ユニット（図示せず）として、紫外線または他の適切な励起をフィルタと組み合わせて、蛍光または燐光（自然に、あるいは、生物学的マーカまたは他の化学的マーカの存在に起因して生じる光）を測定するものがある。
蛍光の場合、そうした化学的マーカの１つとしてMagnafluxがあり、これは、懸濁状態において磁気蛍光粒子を有する液体である。調査中の鉄アイテムに用いた場合、磁気粒子はクラックのまわりに集まる。こうした集中を紫外線の下で見ると、クラックやその他の表面の欠陥が存在する場所が分かる。
【００２９】
燐光の場合は、しばらくの間光にエネルギーを与えねばならないであろう。連続する画像には燐光減衰時間が見られる。こうしたユニットの用法としては、偽造防止が必要な紙幣などの紙類（通常複数の蛍光インクの組合せを含むもの）と共に用いる、というものが考えられる。
本発明による装置の用途は多く、例えば以下のようなものがある：
（１） 臨床的な用途  −  傷、黒子、前ガン腫瘍や、それらに類似の問題を定期的にチェックすることができ、治癒や成長の速さを時間と共に正確に監視することができる。
【００３０】
図３を参照する。同図に示す例における検査の対象物は黒子Ｍである。黒子Ｍのサイズは４.０ｍｍ（Ａ）×５.９ｍｍ（Ｂ）である。黒子Ｍのサイズまたは色が変化した場合、あるいは、その辺縁が不明瞭になった場合、それは黒色腫（皮膚がん）の可能性があると見なす必要がある。黒子Ｍの下側および左側により暗い色素沈着があれば、それも臨床分析に役立つであろう。
【００３１】
照明ユニット６との組み合わせたカメラユニット１０は、制御された照明を用い、寸法的に確かな画像を生成する。その照明は、異なる期間にわたる監視の試みを可能にするものである。同じ技術は、皮膚症状の治療における薬の効能を監視する目的に用いることもできるであろう。用途によっては、その特定の用法に適した蛍光型または他の型の照明ユニット６を用いるのが有益かもしれない。
【００３２】
この種の画像では、利用できる位置的または角度的な基準がない。そのため、コンピュータ２０のアプリケーションプログラムを用いて回転や並進の形で画像を操作し、処理中の画像の向きをデータベース３０に保存された過去の画像の向きと一致させる必要があるかもしれない。 
（２） 生命科学および法科学  −  電気泳動ゲル、寒天プレート内の集落のサイズ、そして、有機材料のサイズを定期的に分析および評価する必要のある場合について、正確に画像を形成することができる。
【００３３】
図４に示すのは、キーボード上のいくつかのキーキャップの上についたコーヒーのはねＳ１、Ｓ２の画像である。大きいほうの点Ｓ１のサイズは２.６２ｍｍ（Ａ）×２.９７ｍｍ（Ｂ）であり、小さい方の点Ｓ２と大きい方の点Ｓ１の中心との距離は５.７１ｍｍである（寸法Ｃ、Ｄを用いる）。理解されるように、画像については、コーヒーのはね以外に、寒天プレート内の細胞集落や犯行現場の生物学的証拠も考えられるであろう。
【００３４】
（３） 複雑な部品の検査  −  製造作業において、複雑な形状に関するプロフィールデータを正確に生成し、それらの測定を単純化することができる。
図５（ａ）に示すのは、製造しようとする部品Ｐのソリッドソフトウェアモデルである。このモデルは通常、ＣＡＤソフトウェアを用いて作られ、当該ソフトウェアは、エルゴノミクスおよび機能に関する条件を満たす形で複雑な形状を形成することを可能にする上で有用なものである。こうした部品の物理的な測定は、従来のゲージやマイクロメータを用いて実行するのが難しい場合がある。図５（ｂ）は、部品Ｐの全体を示す従来のデジタル画像である。
【００３５】
図５（ａ）において、部品Ｐは斜視図で示されている。しかし、ＣＡＤソフトウェアを用いてソリッドモデルを操作することで、一連の異なる図を得ることができる。例えば、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す部品Ｐの側面図である。
カメラユニット１０を用いれば、部品Ｐの全体の一連の画像を得ることができる。図５（ｄ）に示すのは、そうした画像の１つであり、部品Ｐの端の部分を示している。こうして、カメラユニット１０は幾何学的に精確な画像を得ることができ、これら画像は、図５（ｃ）に示すようなソリッドモデルの対応する図に一致させることができる。これは、コンピュータ２０またはカメラ１０で実行が可能である。図５（ｅ）は、比較の結果として一致させた状態を示す。検査プロセスへの入力データは製造プロセスへの入力データと同じであり、コンピュータ２０のアプリケーションプログラムは、これら２組のデータをマージし、検査は大幅に単純化できる。この技術はさらに、手動または他の精密でない組立プロセス（車本体へのトリム取付など）の監視に用いることもできる。
【００３６】
（４）検査データの個々の記録を保持しつつ行う、時間経過に伴うクラックや腐食の宇宙空間監視であって、同時に、検討のために視覚的データを遠隔地の専門家に送信できるもの。
（５）アイテムにデジタル化の危険を及ぼすことなしに、小さなエリアから成る合成画像を形成する方法で高度に詳細な作品の再現が可能な、博物館のアーカイブ作業。
【００３７】
以上から明らかなように、本発明は、対象物を検査することが望ましいが、固定カメラでは不可能または不便である、という環境で多くの用途を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】第１の実施の携帯の変形版を示す概略図である。
【図３】図１、２の装置によって検査することのできる第１の種類の対象物を示す図である。
【図４】図１、２の装置によって検査することのできる第２の種類の対象物を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）  図１、２の装置によって検査することのできる第３の種類の対象物をそれぞれ異なる形で示す図である。
【図１】
2009505543.tif 000003
【図２】
2009505543.tif 000004
【図５】
2009505543.tif 000005
【図３】
2009505543.tif 000006
【図４】
2009505543.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月20日(2007.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触の形で対象物を寸法的に表した画像を作る手持ち型検査装置であって、
検査する対象物から投射または反射された光線を集めるように構成されたテレセントリックレンズを有したテレセントリックレンズ構成部と、
テレセントリックレンズが集めた光線を受け取り、これらを変換して対象物を寸法的に表す画像を作る、という形でテレセントリックレンズに対して構成されたモバイル撮像デバイスと、を有する装置であって、
対象物から遠ざかる方向または対象物に向かう方向に装置が移動することで、撮像デバイス上で画像は同じサイズを保つ、という形になるようにテレセントリックレンズが構成されており、
複数の画像を格納する手段であって、画像はそれぞれが、対象物表面の上方の異なる位置でとらえた対象物の部分を示している、という手段を更に有し、
撮像デバイスがプロセッサを有し、当該プロセッサは、前記複数の画像を分析し、これら画像に基づいて対象物の全体を示すより大きな１つの画像を生成する、
という装置。
【請求項２】
対象物に対する装置の位置を示すための位置センサを少なくとも１つ更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
検査する対象物の画像の焦点が合っていない場合にユーザに指示するインジケータを更に有すること、
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
複数の光源を有した照明ユニットを更に有し、各光源は順番にエネルギーが与えられ、それによって検査する対象物を光線で照らすこと、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
撮像デバイスに光線を入力するために、システムの特徴を格納する手段を更に有すること、
を特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
照明ユニットは少なくとも１つのフィルタを有すること、
を特徴とする請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
照明ユニットは、装置の側面のうち検査すべき対象物に最も近い側面に、着脱可能な形で設置されること、
を特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
照明ユニットは、照明装置を識別するための電子デバイスを有すること、
を特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
電子デバイスは、照明装置に関する校正データおよびスペクトル特性を表すデータを有していること、
を特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
照明のオン／オフの切り換えは、撮像デバイス内の画像取込プロセスに同期して行われること、
を特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
撮像デバイスはＣＣＤデジタルカメラであること、
を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
非接触の形で対象物を検査するシステムであって、
請求項１乃至１１のいずれかに記載の手持ち型検査装置と、
手持ち型検査装置が取り込んだ１以上の画像を表す実画像データを受け取り、当該実画像データを事前に求められた画像データと比較するように構成されている、という計算手段と、を有すること、
を特徴とするシステム。
【請求項１３】
機械的移動手段を更に有し、手持ち型検査装置は移動手段の上に設置されて、手持ち型検査装置の移動は移動手段の移動に基づくこと、
を特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
機械的移動手段はロボットアームであること、
を特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
対象物を寸法的に表した画像を作る方法であって、テレセントリックレンズを有したカメラユニットを、対象物に対して、カメラとの間に隙間が存在する形で保持するステップと、
対象物の上方でカメラユニットを移動させて対象物の一連の画像を取り込み、これら画像を結合して対象物の全体の画像を生成するステップとを有すること、
を特徴とする方法。
【請求項１６】
非接触の形で対象物を寸法的に表した画像を作る手持ち型検査装置であって、
検査する対象物から投射または反射された光線を集めるように構成されたテレセントリックレンズを有したテレセントリックレンズ構成部と、
テレセントリックレンズが集めた光線を受け取り、これらを変換して対象物を表す画像を作る、という形でテレセントリックレンズに対して構成されたモバイル撮像デバイスと、を有し、
対象物から遠ざかる方向または対象物に向かう方向に装置が移動することで、撮像デバイス上で画像は同じサイズを保つ、という形になるようにテレセントリックレンズが構成されており、
検査する対象物を照らすための照明ユニットであって、検査する対象物を複数の光線で照らすための複数の光源を有し、各光源は順番にエネルギーが与えられ、前記順番に行われるエネルギー供給に応じて撮像デバイスは複数の画像を生成する、という照明ユニットを更に有し、そして、前記複数の画像を比較して対象物の表面の不規則性を計測する手段を更に有する、
という装置。
【請求項１７】
照明ユニットは少なくとも１つのフィルタを有すること、
を特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
照明ユニットは、装置の側面のうち検査すべき対象物に最も近い側面に、着脱可能な形で設置されること、
を特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
撮像デバイスに光線を入力するために、システムの特徴を格納する手段を更に有すること、
を特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
照明ユニットは、照明装置を識別するための電子デバイスを有すること、
を特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
電子デバイスは、照明装置に関する校正データおよびスペクトル特性を表すデータを有していること、
を特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
照明のオン／オフの切り換えは、撮像デバイス内の画像取込プロセスに同期して行われること、
を特徴とする請求項１６乃至２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
複数の画像を格納する手段を更に有し、画像はそれぞれが、対象物表面の上方の異なる位置でとらえた対象物の部分を示しており、そして、
前記複数の画像を分析し、これら画像に基づいて対象物の全体を示すより大きな１つの画像を生成するプロセッサを更に有すること、
を特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
対象物に対する装置の位置を示すための位置センサを少なくとも１つ更に有すること、
を特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
検査する対象物の画像の焦点が合っていない場合にユーザに指示するインジケータを更に有すること、
を特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
撮像デバイスはＣＣＤデジタルカメラであること、
を特徴とする請求項１乃至２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
非接触の形で対象物を検査するシステムであって、
請求項１乃至２６のいずれかに記載の手持ち型検査装置と、
手持ち型検査装置が取り込んだ１以上の画像を表す実画像データを受け取り、当該実画像データを事前に求められた画像データと比較するように構成されている、という計算手段と、を有すること、
を特徴とするシステム。
【請求項２８】
機械的移動手段を更に有し、手持ち型検査装置は移動手段の上に設置されて、手持ち型検査装置の移動は移動手段の移動に基づくこと、
を特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
機械的移動手段はロボットアームであること、
を特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
対象物を寸法的に表した画像を作る方法であって、
テレセントリックレンズを有したカメラユニットを、対象物に対して、カメラと対象物との間に隙間が存在する形で保持するステップと、
複数の光源に順番にエネルギーを供給するステップと、
前記順番に行われるエネルギー供給に応じて複数の画像を取り込むステップと、そして、
前記複数の画像を比較して対象物の表面の不規則性を計測するステップとを有すること、
を特徴とする方法。
【請求項３１】
対象物の上方でカメラユニットを移動させて、対象物の一連の画像を取り込み、これら画像を比較して対象物の全体の画像を生成するステップを更に有すること、
を特徴とする請求項３０に記載の方法。
【国際調査報告】
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