(57)【要約】【課題】被写体の撮像システムにおいて、ラインスキャンカメラを用いて、曲面形状を有する製品を撮像する場合に、被写体の表面に焦点を合わせることを可能とすることである。【解決手段】撮像システム１０は、曲面形状を有する製品１２上を走査して製品１２の表面を撮像するラインスキャンカメラ１４と、製品１２に対してラインスキャンカメラ１４を移動させて製品１２の表面にラインスキャンカメラ１４の焦点位置を合わせる移動機構１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面形状を有する被写体上を走査して前記被写体の表面を撮像するラインスキャン部と、
前記被写体に対して前記ラインスキャン部を移動させて前記被写体の表面に前記ラインスキャン部の焦点位置を合わせる移動機構と、
を備えることを特徴とする被写体の撮像システム。
【請求項２】
請求項１に記載の被写体の撮像システムにおいて、
前記被写体は、前記ラインスキャン部の長手方向と該長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面上に配置され、前記基準面からの高さが前記ラインスキャン部の長手方向に沿って一定であり前記走査方向に沿って変化する前記曲面形状を有するときに、
前記ラインスキャン部は、前記被写体上を前記走査方向に沿って走査することを特徴とする被写体の撮像システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の被写体の撮像システムにおいて、
前記ラインスキャン部は、走査されたデータを用いて前記被写体の表面の二次元画像を形成することを特徴とする被写体の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の撮像システムに係り、曲面形状を有する被写体上を走査して、この被写体の表面を撮像する撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ライン等において生産される製品には、曲面形状を有するものがある。このような製品を撮像し、これによって取得された撮像データを用いて、被写体である製品が良品であるか否かの判断を行うことがある。
【０００３】
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、被検査面に対して斜めに光を照射し、被検査面からの正反射光を受けて煽り撮像し、この煽り撮像の画像の明度値と予め記憶された明度値とを比較することにより、表面の曲面を検査する表面の曲面検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラインスキャンカメラを用いて、曲面形状を有する製品を撮像する場合、ラインスキャンカメラを走査して製品の全体を撮像する。この場合、走査中にラインスキャンカメラと製品の表面との距離が変わって焦点が合わなくなることがある。
【０００６】
本発明の目的は、ラインスキャンカメラを用いて、曲面形状を有する製品を撮像する場合に、製品の表面に焦点を合わせることを可能とする被写体の撮像システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る被写体の撮像システムは、曲面形状を有する被写体上を走査して前記被写体の表面を撮像するラインスキャン部と、前記被写体に対して前記ラインスキャン部を移動させて前記被写体の表面に前記ラインスキャン部の焦点位置を合わせる移動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る被写体の撮像システムにおいて、前記被写体は、前記ラインスキャン部の長手方向と該長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面上に配置され、前記基準面からの高さが前記ラインスキャン部の長手方向に沿って一定であり前記走査方向に沿って変化する前記曲面形状を有するときに、前記ラインスキャン部は、前記被写体上を前記走査方向に沿って走査することが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る被写体の撮像システムにおいて、前記ラインスキャン部は、走査されたデータを用いて前記被写体の表面の二次元画像を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、移動機構によって、被写体に対してラインスキャン部を移動させて被写体の表面にラインスキャン部の焦点位置を合わせる。これにより、被写体の全体を撮像する際に常に焦点を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施形態の撮像システムを示す図である。
【図２】本発明に係る実施形態において、製品とラインスキャンカメラとの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。また、以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、撮像システム１０を示す図である。図２の上図は、製品１２とラインスキャンカメラ１４との位置関係を示す側面図である。図２の下図は、図２の上図の平面図である。撮像システム１０は、曲面形状を有する製品１２上を走査して、製品１２の表面を撮像するラインスキャンカメラ１４と、製品１２に対してラインスキャンカメラ１４を移動させて製品１２の表面にラインスキャンカメラ１４の焦点位置を合わせる移動機構１６とを備える。
【００１４】
製品１２は、ベルトコンベア１８の上面２０に載せられた状態で運ばれる。ベルトコンベア１８は、制御部２２の制御によって駆動する２つの回転駆動部１９に架けられた無端状の幅広のベルトを移動させる装置である。ベルトコンベア１８の上面２０は、ラインスキャンカメラ１４の長手方向と、この長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面である。製品１２は、図１に示されるように、基準面２０からの高さがラインスキャンカメラ１４の長手方向に沿って一定であり、走査方向に沿って変化する曲面形状を有する。なお、ベルトコンベア１８の移動方向と、ラインスキャンカメラ１４の走査方向は、図１，２に示されるように反対方向である。
【００１５】
ラインスキャンカメラ１４は、複数の撮像素子が長手方向に沿って一列に並んで構成される撮像部を有し、この撮像部を走査することにより取得する撮像データを用いて製品１２の表面の二次元画像を形成する撮像装置である。ラインスキャンカメラ１４は、制御部２２の作動制御により、図１に示される走査方向に沿って走査する。ラインスキャンカメラ１４で撮像された撮像データは、図示しない記憶装置に記憶される。ラインスキャンカメラ１４は、照明器１７から照射されて製品１２によって反射された反射光との関係に基づいて、製品１２が所望の表示方法で撮像されるように、撮像方向Ｖの向きが設定される。ラインスキャンカメラ１４が形成した二次元画像は、制御部２２に伝送された後、必要に応じて液晶モニタ２３等に表示することができる。
【００１６】
距離計測器１５は、ラインスキャンカメラ１４と製品１２と間の距離を計測する装置である。距離計測器１５は、制御部２２の制御により、センサ内部の光源から製品１２の表面に向けて光が照射された時刻から、製品１２の表面にあたって反射され、センサの受光素子で受光する時刻までの時間、及び距離計測器１５の光の照射方向Ｌとラインスキャンカメラ１４の撮像方向Ｖとがなす角度θ等に基づいて、ラインスキャンカメラ１４と製品１２と間の距離に換算する。換算された距離情報は、制御部２２に伝送される。
【００１７】
照明器１７は、ラインスキャンカメラ１４が製品１２を撮像する際に、製品１２が所望の表示方法で撮像されるように照射する装置である。照明器１７は、制御部２２によって作動制御される。
【００１８】
ラインスキャンカメラ１４、距離計測器１５及び照明器１７は、板状の保持部材２４に保持される。板状の保持部材２４は、移動機構１６のナット部２８に接合して取り付けられる。
【００１９】
移動機構１６は、制御部２２の制御により、保持部材２４を上昇または下降させる装置である。移動機構１６は、ねじ軸２６とナット部２８との間に図示しないボール等とを含んで構成されるボールねじと、ねじ軸２６を回転させる電動モータ３０とを備えるボールねじアクチュエータである。
【００２０】
ねじ軸２６は、略コの字形状を有する支持部材２７の上部２５と下部２９の間に取り付けられる。ねじ軸２６の上部側端部は、支持部材２７の上部２５を貫通して電動モータ３０に接続される。ナット部２８は、中央部に貫通孔を有し、この貫通孔にはボール等を介してねじ軸２６が挿入される。
【００２１】
電動モータ３０は、支持部材２７の上部２５に取り付けられ、制御部２２の制御によって、ねじ軸２６を回転させる回転駆動機構を有する。電動モータ３０は、例えば、ステッピングモータを用いて構成することができる。
【００２２】
制御部２２は、外部起動信号に応じて、ベルトコンベア１８を作動させる。制御部２２は、ベルトコンベア１８の作動に伴って、ラインスキャンカメラ１４が製品１２を撮像するとともに、照明器１７が製品１２を照らすように、ラインスキャンカメラ１４及び照明器１７を制御する。
【００２３】
制御部２２は、距離計測器１５から伝送される距離情報に基づいて、製品１２の表面がラインスキャンカメラ１４の焦点位置Ｆに合うように、保持部材２４の上昇または下降距離を算出する。この算出された距離に基づいて、制御部２２は、保持部材２４が上昇または下降するように移動機構１６の電動モータ３０の回転を制御する。
【００２４】
続いて、上記構成の撮像システム１０の作用について説明する。製品１２のＡ方向をラインスキャンカメラ１４の長手方向に一致させ、製品１２のＢ方向をラインスキャンカメラ１４の走査方向に一致させた状態で製品１２をベルトコンベア１８の基準面２０に配置する。その後、外部起動信号に応じて、ベルトコンベア１８が作動すると、ラインスキャンカメラ１４は、走査方向に沿って製品１２上を走査して、製品１２の表面を撮像する。
【００２５】
図２の上図に示されるように、製品１２の表面は曲面を有しているが、撮像システム１０によれば、距離計測器１５が計測した距離に基づいて、製品１２の表面がラインスキャンカメラ１４の焦点位置Ｆに合うにように、保持部材２４の上昇または下降距離が算出される。そして、移動機構１６によって、上記算出された距離分だけ、保持部材２４が上昇または下降する。
【００２６】
これにより、ラインスキャンカメラ１４の走査中に、ラインスキャンカメラ１４と製品１２との距離が変化した場合であっても、製品１２の表面がラインスキャンカメラ１４の焦点位置Ｆに合うようにラインスキャンカメラ１４が上昇または下降するため、常に焦点が合った撮像を行うことができる。
【００２７】
なお、上記では、製品１２の曲面形状であるとして説明したが、ここで言う曲面形状は、例えば、波型形状や折曲形状も含まれる。
【００２８】
また、撮像システム１０では、ラインスキャンカメラ１４が製品１２を撮像する場合に、ベルトコンベア１８を作動させることにより走査するものとして説明したが、ラインスキャンカメラ１４自体を移動させて走査してもよい。
【００２９】
撮像システム１０では、ラインスキャンカメラ１４の焦点位置に製品１２の表面を合わせるために、ラインスキャンカメラ１４を保持する保持部材２４を上昇または下降させるものとして説明したが、製品１２側を上昇または下降させてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０  撮像システム、１２  製品、１４  ラインスキャンカメラ、１５  距離計測器、１６  移動機構、１７  照明器、１８  ベルトコンベア、１９  回転駆動部、２０  基準面、２２  制御部、２３  液晶モニタ、２４  保持部材、２５  上部、２６  ねじ軸、２７  支持部材、２８  ナット部、２９  下部、３０  電動モータ。
【図１】
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【図２】
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