(57)【要約】【課題】光学的に透明な材質からなる対象物を画像認識するにあたって、認識精度の低下を防止し、使用部品の低減が図れる画像認識装置を提供する。【解決手段】本発明の画像認識装置は、照明光源５と、対象物１の画像を取り込むためのカメラ３とを備えており、対象物１が設置される位置を挟んで、照明光源５とカメラ３とが配置され、対象物１が設置される位置とカメラ３との間に、照明光源５とカメラ３とを結ぶ光軸に対して回転可能な偏光板４が配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源と、被測定物の画像を取り込むためのカメラとを備えた画像認識装置であって、
前記被測定物が設置される位置を挟んで、前記照明光源と前記カメラとが配置され、
前記被測定物が設置される位置と前記カメラとの間に、前記照明光源と前記カメラとを結ぶ光軸に対して回転可能な偏光子が配置されていることを特徴とする画像認識装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像認識装置を用いた画像認識方法であって、
前記被測定物に形成された一の偏光パターンの偏光方向と直交するように前記偏光子を配置し、前記照明光源からの光を前記被測定物に照射して、前記被測定物の画像を取り込み、前記被測定物における前記一の偏光パターンとそれ以外の領域との明暗差により、前記被測定物の画像を認識することを特徴とする画像認識方法。
【請求項３】
偏光パターンがそれぞれ形成された第一の被測定物および第二の被測定物を、それぞれの前記偏光パターンの偏光方向が直交する前記偏光子と前記照明光源との間に設置し、
前記第一の被測定物の前記偏光パターンないしは前記第二の被測定物の前記偏光パターンのいずれかと直交するように前記偏光子を配置して、前記第一の被測定物ないしは前記第二の被測定物の画像認識を行うことを特徴とする請求項２記載の画像認識方法。
【請求項４】
前記被測定物は前記照明光源からの光に対して透明な材質からなることを特徴とする請求項２記載の画像認識方法。
【請求項５】
前記第一の被測定物および前記第二の被測定物は前記照明光源からの光に対して透明な材質からなることを特徴とする請求項３記載の画像認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクや光学素子を認識し、位置調整するための画像認識装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像認識装置においては、対象物の明暗等に差が小さい場合は安定性を得ることが困難であった。
【０００３】
また、異なる二面を一つの装置により個別に認識するためには、例えば特許文献１や特許文献２のように、プリズムを用いて光学的に分岐してそれぞれの面を認識したり、外部装置及びコンピュータを用いソフト的に画像処理を行うことにより、異なる二面の対象物を認識する方法が用いられた。
【０００４】
以上のように構成された光検出装置の従来例を図３および図４に示す。
【０００５】
図３は従来の技術におけるプリズム６を用いた画像認識装置の構成を示した模式図である。この装置では、対象物１を認識するためのカメラ３と対象物２を認識するための別のカメラ３の二つを設置し、それぞれのカメラを用いて各対象物をそれぞれ認識することにより、二つの対象物を個別に認識している。
【０００６】
図４は従来の技術における別の画像認識装置の構成を示した模式図である。この装置では、カメラ３により撮影された画像を、外部装置７によって取り込み、それをコンピュータ８によりソフト的に画像処理を行って異なる二面の対象物を個別認識している。
【特許文献１】特開平５−２１９８号公報
【特許文献２】特表２００２−５４４６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３に示した従来の技術では、二つの対象物を個別に認識するために、二つのカメラを設置しており、それぞれのカメラの軸合わせが困難であることや、個別に認識するためには、二つの対象物が十分に離れていなければならなく明暗の差が小さく安定性が低いという問題点があった。
【０００８】
また、図４に示したソフトにより処理を行う従来技術でも、前もって認識するパターン形状を知っておくか予測しておかなければならない上に、演算処理を行うため、高い認識の安定性や精度を必要とするという問題点があった。
【０００９】
さらに、どちらにも共通した問題として、目的に合わせカメラの焦点距離や、焦点深度といった設定の調整が複雑であり、困難である問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するために、対象物のパターンを偏光素子とし、光路上に偏光板を置くことにより、認識上での明暗を拡大し、安定性と精度を向上させ、ソフト等による複雑な処理無しに、個別に認識を行うことが可能な画像認識装置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】
上記課題を解決するため、本発明の画像認識装置は、照明光源と、被測定物の画像を取り込むためのカメラとを備えた画像認識装置であって、前記被測定物が設置される位置を挟んで、前記照明光源と前記カメラとが配置され、前記被測定物が設置される位置と前記カメラとの間に、前記照明光源と前記カメラとを結ぶ光軸に対して回転可能な偏光子が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像認識方法は、本発明の画像認識装置を用いた画像認識方法であって、前記被測定物に形成された一の偏光パターンの偏光方向と直交するように前記偏光子を配置し、前記照明光源からの光を前記被測定物に照射して、前記被測定物の画像を取り込み、前記被測定物における前記一の偏光パターンとそれ以外の領域との明暗差により、前記被測定物の画像を認識することを特徴とする。
【００１３】
偏光パターンがそれぞれ形成された第一の被測定物および第二の被測定物を、それぞれの前記偏光パターンの偏光方向が直交する前記偏光子と前記照明光源との間に設置し、前記第一の被測定物の前記偏光パターンないしは前記第二の被測定物の前記偏光パターンのいずれかと直交するように前記偏光子を配置して、前記第一の被測定物ないしは前記第二の被測定物の画像認識を行ってもよい。
【００１４】
前記被測定物は前記照明光源からの光に対して透明な材質からなることが好ましい。
【００１５】
前記第一の被測定物および前記第二の被測定物は前記照明光源からの光に対して透明な材質からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、対象物の明暗を向上できるため、画像認識の安定性及び精度を向上できる。また、異なる二面に設置された対象物を一つのカメラで認識できるため、装置の小型化・簡略化が図れる。
【００１７】
さらに、本発明の画像認識装置によれば、焦点深度の深いカメラを使用できるため、位置ずれに対する、安定性の向上を実現でき、さらに非常に接近した二つの対象物であっても、誤認識することなく個別認識することを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図１および図２を用いて説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における画像認識装置の構成を示した模式図である。
【００２０】
本構成において、偏光素子で構成したパターンを有する第一の対象物１の背面に照明光源５を配置し、対象物１に光を照射する。さらに第一の対象物１を認識するためのカメラ３の前に、対象物１と偏光方向が直交するように偏光板４を配置している。ここで、第一の対象物１は、照明光源５の波長に対して透明であるような材質である。
【００２１】
このような構成を採ることにより、第一の対象物１のパターンを透過した光は偏光板４を透過しないため、カメラ３により撮影される対象物１のパターンの明暗差が大きく現れ、より安定した画像認識を実現できる。
【００２２】
なお、偏光板４の位置は光路上であれば、どこに配置してもよい。
【００２３】
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態における画像認識装置の構成を示した模式図であり、測定対象物が二つある構成を示したものである。
【００２４】
対象物が二つある場合は、偏光素子で構成されたパターンをそれぞれ有する第一の対象物１と第二の対象物２とで、それぞれのパターンの偏光方向が直交するように配置し、偏光板４を回転可能な状態で設置する。
【００２５】
偏光板４の偏光方向を第一の対象物１のパターンの偏光方向と合わせた場合、第一の対象物１のパターンを通り抜けた光は、偏光方向が等しいため、全て偏光板４を通り抜ける。よって、明暗差が出ず、第一の対象物１のパターンはカメラ３により認識されない。
【００２６】
一方、第二の対象物２のパターンを通り抜けた光は、偏光板４と偏光方向が直交するため、偏光板４に遮断される。よって、第二の対象物２のパターンは光を通さないため、カメラ３には暗部として認識される。このとき、第一の対象物１のパターンは光を透過して、カメラ３には明部として認識される。
【００２７】
その結果、第二の対象物２のパターンにおいて、明暗差が強調されて画像認識されることとなる。
【００２８】
第一の対象物１のパターンを認識する場合は、偏光板４の偏光方向を対象物２のパターンの偏光方向に合うように回転させて、同様に測定を行う。
【００２９】
本実施形態によれば、対象物の距離関係に関わらず、２つの測定対象物を光学的に区別できるため、カメラ３は焦点深度の深いものを用いることができる。この結果、測定対象物が位置ずれを起こしていても画像認識が容易であり、かつ、対象物が非常に接近している場合でも、他方のパターンを誤認識することを防止できる。
【００３０】
なお、第１の実施形態および第２の実施形態において、カメラ３として、ＣＣＤやＭＯＳセンサーを用いれば、より精細な画像認識が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の画像認識装置は、透明材質の光学素子等の組立てを行う上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像認識装置の構成を示した模式図
【図２】本発明の第２の実施形態における画像認識装置の構成を示した模式図
【図３】従来の技術における画像認識装置の構成を示した模式図
【図４】従来の技術における別の画像認識装置の構成を示した模式図
【符号の説明】
【００３３】
１  第一の対象物
２  第二の対象物
３  カメラ
４  偏光板
５  照明光源
６  プリズム
７  認識処理用外部装置
８  コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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