(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の調整方法であって、
前記撮像装置は、
複数のカメラと、
前記複数のカメラにそれぞれ対応して設けられ、対応するカメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラからの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な複数の紐状部材とを備え、
前記調整方法は、
前記複数の紐状部材のそれぞれについて、対応するカメラが結像画像を取得する距離において各前記紐状部材の他方端が一致するように、前記他方端同士を結合するステップと、
前記複数の紐状部材の各々が直線状となるように、前記複数の紐状部材の各々に張力を与えるステップと、
前記複数の紐状部材の各々に張力が与えられた状態で、前記結合された他方端の位置に撮像対象物を設置するステップと、
前記結合された他方端の位置に設置された前記撮像対象物を撮像するように、前記複数のカメラの各々の光軸方向を調整するステップとを備える、撮像装置の調整方法。
【請求項２】
前記撮像装置は、各前記複数のカメラの前記光軸方向に沿って光ビームを発する複数の発光装置をさらに備え、
前記調整方法は、
前記複数の発光装置の各々から前記光ビームを発生させるステップと、
前記光ビームが前記撮像対象物に達するように前記光軸方向を調整するステップとをさらに備える、請求項１に記載の撮像装置の調整方法。
【請求項３】
撮像装置の調整方法であって、
前記撮像装置は、
複数のカメラと、
前記複数のカメラにそれぞれ対応して設けられ、対応するカメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラにより結像画像が取得される対象物までの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な複数の紐状部材とを備え、
前記調整方法は、
前記予め定められた位置に、撮像対象物を設置するステップと、
前記複数の紐状部材の各々の他方端を、前記撮像対象物に固定するステップと、
前記複数の紐状部材の各々が直線状となるように、前記複数の紐状部材の各々に張力を与えるステップと、
前記予め定められた位置を基準とした前記複数のカメラのそれぞれのレンズの位置を、各前記複数のカメラに対応する紐状部材の長さに基づいて決定するステップとを備える、撮像装置の調整方法。
【請求項４】
前記対応する紐状部材の延在方向に基づいて、各前記複数のカメラの光軸方向を調整するステップをさらに備える、請求項３に記載の撮像装置の調整方法。
【請求項５】
前記撮像装置は、各前記複数のカメラの前記光軸方向に沿って光ビームを発する複数の発光装置をさらに備え、
前記調整方法は、
前記複数の発光装置の各々から前記光ビームを発生させるステップと、
前記光ビームが前記撮像対象物に達するように前記光軸方向を調整するステップとをさらに備える、請求項４に記載の撮像装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元計測装置、撮像装置および撮像装置の調整方法に関し、特に、複数のカメラを含む撮像装置および３次元計測装置において、その複数のカメラの位置および光軸方向を調整するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる２つの位置から計測対象を撮影することにより得られた２つの撮影画像を用いて、計測対象の３次元形状情報や計測対象までの距離情報を得る「ステレオ法」が知られている。このステレオ法では、２つの撮影画像間において生じる計測対象の結像位置ずれ（視差）を利用して、三角測量の原理に基づくことにより奥行き距離が算出される。
【０００３】
ステレオ法を採用した３次元計測システムが、たとえば特開２００６−２５０８８９号公報（特許文献１）に開示されている。上記文献では２台のカメラを含む３次元計測システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２５０８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステレオ法を利用した画像検査システムは、様々な分野で利用されている。このような画像検査システムの代表的な利用分野として、工場の製造ラインでの製品検査を挙げることができる。
【０００５】
工場の製造ラインに従来導入されていた画像検査システムは、カメラの視野が小さく、かつワーキングディスタンス（レンズの前面からワークまでの距離）も短いものが多かった。したがってユーザは、製造ラインへの画像検査システムの導入時に、ワークとカメラの視野との位置関係の調整、あるいはワーキングディスタンスの調整を比較的容易に行なうことができた。
【０００６】
近年、サイズの大きな工業製品への画像検査システムの適用が注目されつつある。サイズが大きく、かつ、複雑な組立作業を必要とする製品の場合には、製造ラインにおいて人による作業と機械による作業とが混在する可能性が高い。したがって、その製造ラインに画像検査システム用のカメラを設置する場合には、カメラが製品（すなわちワーク）の移動や組立作業を妨げないように、カメラを製品から遠ざける必要がある。このためカメラのワーキングディスタンスは必然的に長くなる。
【０００７】
カメラのワーキングディスタンスが長くなると、カメラの光軸方向をわずかに変化させただけでもカメラの視野は大幅に移動する。したがってユーザがワーク上の所定の検査領域を撮像するためにカメラの光軸方向を調整する場合、その調整に要する時間が長くなる可能性が高くなる。
【０００８】
さらに上述した３次元計測システムの場合には、複数のカメラの視野同士を重ねあわさなければならない。よって３次元計測システムの場合には、カメラのワーキングディスタンスが長くなるほど複数のカメラの視野の調整が困難になる可能性が高い。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のカメラを備える撮像装置において、そのカメラの位置および視野の調整を容易に行なうことを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、要約すれば、３次元計測装置であって、複数のカメラと、複数のカメラの各々の光軸方向を調整するための調整機構と、複数のカメラを取付けて固定するために、各カメラまたは調整機構に設けられる取付部と、複数のカメラにそれぞれ対応して設けられて、対応するカメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラにより結像画像が取得される対象物までの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な複数の紐状部材と、複数のカメラにより異なる角度から共通の撮像対象物を撮像した画像を用いて三次元計測処理を行なう処理部とを備える。
【００１１】
本発明において、「当該カメラにより結像画像が取得される対象物までの距離」とは、カメラと撮像対象物間との距離を、画像処理が可能な程度のピントの合った画像がそのカメラによって撮像されるような距離範囲内に定める場合を含み、さらには最もピントの合った画像が得られる距離に定める場合を含む。
【００１２】
本発明において、「距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能」とは、紐状部材の長さを、カメラによって結像画像が取得される撮像対象物までの距離に一致させる場合、紐状部材の当該距離となる位置に目印をつける場合を含む。
【００１３】
好ましくは、複数の紐状部材は、対応するカメラに取付けられ、当該カメラからの距離を示す巻尺である。
【００１４】
より好ましくは、３次元計測装置は、複数の発光装置をさらに備える。複数の発光装置は、複数のカメラにそれぞれ対応して設けられて、対応するカメラの光軸方向に沿って光ビームを発する。
【００１５】
本発明の他の局面に従うと、撮像装置であって、対象物の撮像を行なうカメラと、カメラの光軸方向を調整するための調整機構と、カメラを取付けて固定するために、カメラまたは調整機構に設けられる取付部と、カメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラにより結像画像が取得される対象物までの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な紐状部材とを備える。
【００１６】
好ましくは、撮像装置は、カメラの光軸方向に沿って光ビームを発する発光装置をさらに備える。
【００１７】
本発明の他の局面に従うと、撮像装置の調整方法である。撮像装置は、複数のカメラと、複数のカメラにそれぞれ対応して設けられ、対応するカメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラからの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な複数の紐状部材とを備える。調整方法は、複数の紐状部材のそれぞれについて、対応するカメラが結像画像を取得する距離において各紐状部材の他方端が一致するように、他方端同士を結合するステップと、複数の紐状部材の各々が直線状となるように、複数の紐状部材の各々に張力を与えるステップと、複数の紐状部材の各々に張力が与えられた状態で、結合された他方端の位置に撮像対象物を設置するステップと、結合された他方端の位置に設置された撮像対象物を撮像するように、複数のカメラの各々の光軸方向を調整するステップとを備える。
【００１８】
好ましくは、撮像装置は、各複数のカメラの光軸方向に沿って光ビームを発する複数の発光装置をさらに備える。調整方法は、複数の発光装置の各々から光ビームを発生させるステップと、光ビームが撮像対象物に達するように光軸方向を調整するステップとをさらに備える。
【００１９】
本発明のさらに他の局面に従うと、撮像装置の調整方法である。撮像装置は、複数のカメラと、複数のカメラにそれぞれ対応して設けられ、対応するカメラにその一方端が固定されるとともに、当該カメラにより結像画像が取得される対象物までの距離に関する情報を、その長さにより示すことが可能な複数の紐状部材とを備える。
【００２０】
調整方法は、予め定められた位置に、撮像対象物を設置するステップと、複数の紐状部材の各々の他方端を、撮像対象物に固定するステップと、複数の紐状部材の各々が直線状となるように、複数の紐状部材の各々に張力を与えるステップと、予め定められた位置を基準とした複数のカメラのそれぞれのレンズの位置を、各複数のカメラに対応する紐状部材の長さに基づいて決定するステップとを備える。
【００２１】
好ましくは、調整方法は、対応する紐状部材の延在方向に基づいて、各複数のカメラの光軸方向を調整するステップをさらに備える。
【００２２】
より好ましくは、撮像装置は、各複数のカメラの光軸方向に沿って光ビームを発する複数の発光装置をさらに備える。調整方法は、複数の発光装置の各々から光ビームを発生させるステップと、光ビームが撮像対象物に達するように光軸方向を調整するステップとをさらに備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数のカメラを備える撮像装置および３次元計測装置において、そのカメラの調整を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う撮像装置５０を含む画像検査システムを説明する図である。本実施の形態では、画像検査システムはステレオ法を採用した３次元計測装置である。ただし撮像装置５０の用途は、画像検査システムに限定されるものではない。
【００２６】
図１を参照して、画像検査システムは、撮像装置５０と、撮像装置５０が撮像した画像を表示するためのモニタ１５と、撮像装置５０が撮像した画像に基づいて所定の処理を実行する画像処理装置２０とを備える。
【００２７】
撮像装置５０は、互いに異なる２つの位置に設けられてワーク１００の所定の領域を撮像するカメラ１，２を備える。本実施の形態ではカメラの台数は２であるが、カメラの台数は複数であれば２台に限定されるものではない。
【００２８】
画像処理装置２０はカメラ１，２がワーク１００の検査対象部分を撮像することにより得られた２つの画像を用いて、３次元計測処理を行なう。３次元計測処理は、よく知られている一般的なステレオ画像処理によって行なわれる。すなわち、画像処理装置２０は、ステレオ法によってその部分の３次元形状情報あるいはその部分の高さの情報などを得る。そして、画像処理装置２０はその情報に基づいて検査を実行する。
【００２９】
図１に示すワーク１００は自動車である。自動車のように、そのサイズが大きく、かつ、複雑な組立作業を要する製品の製造ラインでは、人による作業と機械による作業とが混在する場合がある。このような製造ラインでは、製品の移動や組立作業がカメラによって妨げられないようににカメラを設置しなければならない。このためワーキングディスタンスを長くする必要がある。
【００３０】
ただし、一般的に検査システムは製造ラインに製品が流れる前にその製造ラインに導入される。つまりカメラ１，２の設置段階では製造ラインに製品が存在しない可能性が高い。ユーザ（カメラ１，２を設置する作業者も含まれるものとする）はカメラを設置するためにはワーキングディスタンスを知る必要がある。ワーキングディスタンスを求めるためにはワークの検査対象部分の場所が特定されていなければならない。しかし、ワーク１００は存在しないため、ワーク１００の検査対象部分の位置には実際には物体が存在しない。よって、ワークの検査対象部分の場所が特定しにくくなる。実施の形態１によれば、このような場合にもワーキングディスタンスを定めることが可能になる。
【００３１】
また本実施の形態では、カメラ１，２の視野同士が重なり合うように各々のカメラの視野の中心方向（以下ではカメラの光軸方向と呼ぶ）を調整しなければならない。ワーキングディスタンスが長い（たとえば２ｍ）ため、カメラの光軸方向がわずかにずれてもカメラの視野が大幅に移動する。また、カメラ１，２の視野は画像検査の精度を確保するために比較的小さい（たとえば５ｃｍ四方）。さらに、ワークは存在しない。このような状況では、カメラ１，２の視野同士が重なったか否かを確認することが困難であると一般的に考えられる。しかし実施の形態１によれば、カメラ１，２の視野同士が重なったか否かを確認することができる。
【００３２】
カメラ１，２の各々は、調整機構によって、その光軸方向を調整することができる。図２は、カメラ１，２の各々の光軸を調整するための調整機構の構成例を示す図である。
【００３３】
図２を参照して、撮像装置５０は、調整機構４０を備える。図２に示す構成では、調整機構４０は、平面を有するベースプレートである。カメラ１，２はベースプレートの平面に沿って設置される。
【００３４】
調整機構４０には、カメラ１，２の位置決めを行なうための複数の貫通孔４１，４２が形成される。
【００３５】
カメラ１，２の各々には、２つのネジ穴が形成される。カメラ１，２の各々を取付けて固定するために、各カメラに対応して２つのネジ４３が用いられる。カメラ１の設置について説明すると、２つのネジ４３の各々は、ネジ頭４４が調整機構４０（ベースプレート）の裏面（カメラ１，２の設置面と反対側の面）に位置する。２つのネジ４３の一方のネジ部４５は、貫通孔４１を貫通して、カメラ１の２つのネジ穴の一方と螺合する。２つのネジ４３の他方のネジ部４５は、貫通孔４２を貫通して、カメラ１の２つのネジ穴の一方と螺合する。ユーザはネジ頭４４を回転させることによって、カメラ１を調整機構４０に取付けることができる。カメラ２についても同様に２つのネジ４３によって調整機構４０に取付けられる。すなわち、カメラ１，２の各々に設けられたネジ穴およびネジ４３は、本発明の「取付部」に相当する。
【００３６】
たとえばユーザはネジ４３を軽く締めることによって、カメラ１，２の各々を調整機構４０（ベースプレート）の平面上で回転させることができる。これにより、カメラ１，２の各々の光軸方向を調整することができる。カメラ１，２の光軸方向が確定した場合には、ネジ４３を強く締めることによってカメラ１，２の光軸方向を固定できる。
【００３７】
図２に示す構成では、カメラ１，２は調整機構４０に直接的に取付けられる。ただし、カメラ１，２の取付方法は図２に示すよう限定されるものではない。たとえばカメラ１，２はＬ字型アングルを介在して調整機構４０に取付けられてもよい。この場合、Ｌ字型アングルの直交する２つの面のうち一方が調整機構４０（ベースプレート）の平面に接し、他方がカメラ１（カメラ２）に接する。
【００３８】
また、調整機構４０に、カメラ１，２を取付けるための取付部材が設けられていてもよい。
【００３９】
カメラ１，２には、それぞれ紐状部材（図示せず）を収納するための収納部５，６が取付けられる。なお、以後説明する図においては、撮像装置５０の説明を容易にするために調整機構４０の図示を省略する。
【００４０】
図３は、撮像装置５０の構成および撮像装置５０に含まれるカメラ１，２の調整方法を説明するための図である。図３を参照して、撮像装置５０は、カメラ１，２と、紐状部材３，４と、紐状部材３を収納するための収納部５と、紐状部材４を収納するための収納部６とを備える。収納部５はカメラ１の筐体に取付けられる。収納部６はカメラ２の筐体に取付けられる。
【００４１】
紐状部材３，４は、自由に曲げることができ、なおかつ、ある大きさの張力により直線状となる。収納部５の内部にはぜんまいバネ（図示せず）が設けられる。紐状部材３の一方端が収納部５から引出された場合には、紐状部材３の他方端と結合されたぜんまいバネの力により紐状部材３を収納部５の内部に戻す力（紐状部材３を巻き取る力）が働く。紐状部材３を巻き取る力と紐状部材３の他方端を収納部５から引出す力との釣り合いによって紐状部材３を直線状に張ることができる。要するにぜんまいバネは、紐状部材３の一方端が固定されている状態において、紐状部材３に張力を与える。なお、紐状部材４および収納部６についても紐状部材３および収納部５と同様に構成されているので以後の説明は繰返さない。
【００４２】
以下では紐状部材３，４の他方端（ぜんまいバネに結合された端部と反対側の端部）のことを「先端」とも称することにする。
【００４３】
紐状部材３の先端および紐状部材４の先端は、ワーク１００の表面における所定の撮像位置１１１において互いに結合される。ただし既に説明したように、カメラ１，２の設置時にはワーク１００が存在しない可能性が高い。したがって、ワーク１００および撮像位置１１１を仮定し、その撮像位置１１１（実際には空間内のある位置）で紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とを結合させてもよい。カメラ１，２が調整機構４０（図２参照）に仮に取付けられた状態では、カメラ１，２の光軸方向が合っていない可能性が高い。このような状態において、紐状部材３，４は撮像対象物が置かれるべき位置（空間中の位置）を示すための補助として用いることができる。
【００４４】
紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とを結合させる手段は特に限定されるものではない。たとえば、粘着テープによりこれらを結合させてもよい。また、紐状部材３，４の先端にフック（鉤状の部材）を取付けるとともに、そのフック同士を引っ掛けることにより紐状部材３，４の先端を結合させてもよい。
【００４５】
カメラ１，２はそれぞれレンズ７，８を有する。レンズ７の前面の位置から撮像位置１１１までの距離（ワーキングディスタンス）はＷＤ１であり、レンズ８の前面の位置から撮像位置１１１までの距離（ワーキングディスタンス）はＷＤ２である。
【００４６】
図４は、紐状部材３，４を詳細に説明するための図である。図４を参照して、紐状部材３（および紐状部材４）は具体的には巻尺（メジャー）であり、その表面に所定の単位の長さを測定するための目盛りが記されている。ユーザは、メジャーに記された目盛りを参照することによりワーキングディスタンスを知ることができる。
【００４７】
図５は、紐状部材３，４の別の構成例である。図５を参照して、紐状部材３（および紐状部材４）には、ユーザによりマーク３０が記されている。紐状部材３の先端からマーク３０までの長さは、たとえば予め定められたワーキングディスタンスＷＤである。ユーザは紐状部材３の先端をワーク１００（あるいはターゲット）に結合し、かつ、このマーク３０の位置がレンズ７の先端の位置となるようにカメラ１の位置を調整する。カメラ２の調整についても同様である。
【００４８】
図３に戻り、ユーザは、紐状部材３，４の長さによりワーキングディスタンスＷＤ１，ＷＤ２をそれぞれ知ることができる。つまり、紐状部材３の長さによりワーキングディスタンスＷＤ１が示され、紐状部材４の長さによりワーキングディスタンスＷＤ２が示される。
【００４９】
このように、紐状部材３，４はその一方端がカメラ１，２に固定されるとともに、対応するカメラ（カメラ１，２）より結像画像が取得される対象物（図３ではワーク１００）までの距離に関する情報を、紐状部材３，４の長さにより示すことが可能である。本実施の形態では、「カメラ１，２により結像画像が取得される対象物までの距離」は、ワーキングディスタンスに対応する。なお、この距離は、画像処理装置２０の画像処理が可能な程度にピントの合った画像が撮像されるような距離範囲内に定められた、カメラと撮像対象物（ワーク１００）との間の距離を含むものであり、さらには、最もピントの合った画像が得られる、カメラと撮像対象物（ワーク１００）との間の距離を含む。また、「距離に関する情報を、紐状部材３，４の長さにより示す」とは、紐状部材の長さを、カメラによって結像画像が取得される撮像対象物までの距離に一致させる場合（たとえば巻尺を収納部から引出す場合）、紐状部材の当該距離となる位置に目印をつける場合（図５参照）を含む。
【００５０】
さらに、紐状部材３の先端がカメラ１の視野内に含まれるようにカメラ１の光軸方向を調整し、かつ紐状部材４の先端がカメラ２の視野内に含まれるようにカメラ２の光軸方向を調整することによってカメラ１の視野とカメラ２の視野とを重ねることが可能になる。カメラ１，２の光軸方向は既に説明した方法により調整される（図２参照）ので、ここでは詳細な説明を繰返さない。
【００５１】
本実施の形態によれば、カメラ１により結像画像が取得される対象物までの距離およびカメラ２により結像画像が取得される対象物までの距離において各紐状部材３，４の先端が一致するように、紐状部材３，４の先端同士が結合される。これにより撮像対象物が存在しない場合であっても、その物体の撮像部分の場所が推定できれば、その推定場所からのワーキングディスタンスを紐状部材により求めることができる。これによりカメラの設置場所をワーキングディスタンスに応じて定めることができる。
【００５２】
また本実施の形態によれば、紐状部材３，４が撮像位置において結合されているので、紐状部材３，４の延びる方向を目安としてカメラ１，２の光軸の方向を定めることができる。これによりワーキングディスタンスが長く、かつカメラの視野が小さくてもカメラの視野同士を重ねるためのカメラの光軸方向の調整を容易に行なうことができる。
【００５３】
（撮像装置５０の調整方法の変形例）
図６は、撮像装置５０の調整方法の第１の変形例を説明する図である。図６を参照して、この変形例ではワーク１００が設置され、さらにワーク１００の表面にはターゲット１２０が設置される。ターゲット１２０の表面のとある部分が撮像位置１１１に対応する。
【００５４】
なお、この変形例では、ターゲット１２０の表面のとある部分が撮像位置１１１に対応するようにターゲット１２０を設置できればよい。したがってワーク１００を用いることができれば好ましいが、たとえば台の上にターゲット１２０を設置してもよい。この場合、図６に示すワーク１００はその台に対応する。
【００５５】
図３と同様に、紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とは互いに結合される。紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とは結合された状態で撮像位置１１１に重ね合わされる。既に説明したように紐状部材３の先端および紐状部材４の先端をターゲット１２０の表面に結合するための手段には、様々な手段を用いることができる。
【００５６】
この方法を用いた場合にもユーザは、撮像対象の部分の位置（撮像位置１１１）およびワーキングディスタンス（紐状部材３，４の長さ）に基づいてカメラの設置場所を定めることができる。さらに、紐状部材３，４が撮像位置１１１において結合されているので、紐状部材３，４の延在方向を目安としてカメラ１，２の光軸の方向を定めることができる。したがって、ワーキングディスタンスが長く、かつカメラの視野が小さくてもカメラの視野同士を重ねるためのカメラの光軸方向の調整を容易に行なうことができる。
【００５７】
図７は、撮像装置５０の調整方法の第２の変形例を説明する図である。図７および図６を参照して、紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とは互いに独立にターゲット１２０の表面に固定される。紐状部材３の先端がカメラ１の視野内に含まれるように、カメラ１の光軸方向が調整される。同様に紐状部材４の先端がカメラ２の視野内に含まれるように、カメラ２の光軸方向が調整される。なお、他の点については図６に示す調整方法と同様であるので、以後の説明は繰返さない。
【００５８】
（処理フロー）
図８は、図１に示す画像検査システムの処理フローを示す図である。図８および図１を参照して、画像検査システムの処理は、大きくは、立ち上げ時の処理（ステップＳ１〜Ｓ３の処理）と、運用時（および保守時）の処理（ステップＳ４，Ｓ５の処理）とに分けられる。
【００５９】
画像検査システムの立ち上げ時に、まず複数のカメラ（カメラ１，２）が設置される（ステップＳ１）。カメラ１，２は、異なる撮影角度からワーク１００の同一面を同時に撮影できるように調整される。ステップＳ１では本実施の形態の調整方法を用いて複数のカメラの調整が行なわれる。この調整のフローについては後に詳細に説明する。
【００６０】
次にカメラ１，２のキャリブレーションが行なわれる（ステップＳ２）。キャリブレーションの方法としては、たとえば特開２００６−２５０８８９号公報に開示される方法を適用することができる。
【００６１】
続いて、ワークにおける計測位置等の計測条件が設定される（ステップＳ３）。
次に、３次元計測が行なわれる（ステップＳ４）。画像処理装置２０は３次元計測の結果をモニタ１５に出力したり、他の処理装置に出力したりする（ステップＳ５）。
【００６２】
ステップＳ１での処理において、ワークディスタンスが短い場合と長い場合とではカメラの設置に必要な処理が異なる。
【００６３】
そこで以下では、図６を参照しつつ、ワークディスタンスが短い場合にカメラを設置する処理と、ワークディスタンスが長い場合にカメラを設置する処理（すなわち実施の形態１の撮像装置の調整）とを説明する。なおワークディスタンスが短い場合には図６に示す撮像装置５０において紐状部材３，４が存在しないものとする。
【００６４】
図９は、ワークディスタンスが短い場合の複数のカメラの設置処理を示すフローチャートである。図９および図６を参照して、まずターゲット１２０を置く（ステップＳ１１）。次に、ターゲット１２０からのワーキングディスタンス（図９では「ＷＤ」と示す）に応じてカメラ１を設置する（ステップＳ１２）。ワーキングディスタンスの長さは、たとえばユーザが腕を動かした場合に、カメラ１のレンズ７およびターゲット１２０にユーザの手が触れることができる程度の長さである。
【００６５】
続いて、カメラ１がターゲット１２０に向けられる（ステップＳ１３）。ワーキングディスタンスがカメラ１の視野に対して比較的短いため、カメラ１（レンズ７）をターゲット１２０に向けることによりターゲット１２０を撮像することができる。これによりモニタはカメラ１が撮像したターゲット１２０の画像を表示する（ステップＳ１４）。
【００６６】
続いて、ユーザはレンズ７の前に手をかざし、モニタ１５を見ながらカメラ１の向きを調整する（ステップＳ１５）。さらに、ユーザは自分の手をターゲット１２０に近づけながらカメラの向きを調整する（ステップＳ１６）。
【００６７】
ユーザの手がターゲット１２０の位置に達すると、ユーザはカメラ１がターゲット１２０を写していることをモニタ１５により確認する。そしてユーザはカメラ１がターゲット１２０を写している状態でモニタ１５を見ながらカメラ１の位置を最終的に調整してカメラ１を固定する（ステップＳ１７）。
【００６８】
続いて、すべてのカメラについて調整されたか否かが判定される（ステップＳ１８）。すべてのカメラが調整された場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、全体の処理は終了する。未調整のカメラが存在する場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、処理はステップＳ１２に戻る。この場合にはステップＳ１２〜Ｓ１７の処理が再度実行されることによりカメラ２が調整される。
【００６９】
カメラの視野が小さく、かつワーキングディスタンスが長い場合、図９のフローチャートの処理では次のような課題が生じると考えられる。
【００７０】
まず、ステップＳ１３においてカメラ１がターゲット１２０を写していない可能性がある。さらに、ワーキングディスタンスが長い（たとえば２ｍ）ため、ユーザが自分の手をレンズの前にかざしてカメラの向きを調整しながら手をターゲットに近づけることが困難になる。さらに、モニタ１５がユーザから離れた位置に設置される可能性が高い。したがってユーザがモニタ１５に表示された画像を参照しつつカメラの向きを調整することが困難になる。したがってステップＳ１３〜Ｓ１６の処理を実行するのが困難になる。
【００７１】
図１０は、実施の形態１に従う撮像装置の調整を示すフローチャートである。図１０および図９を参照して、図１０のフローチャートの処理は、ステップＳ１１とステップＳ１２との間にステップＳ２１〜Ｓ２４の処理が追加される点、およびステップＳ１３〜Ｓ１６の処理に代えてステップＳ２５の処理が実行される点で図９のフローチャートに示す処理と異なる。図１０のフローチャートの処理の他のステップの処理は図９のフローチャートにおいて対応するステップの処理と同様である。したがって以下ではステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を主に説明する。
【００７２】
ステップＳ２１において、紐状部材３，４の先端が撮像位置１１１まで引出される。図６に示す調整方法の場合には、ステップＳ２１の処理に続いて紐状部材３，４の先端同士が結合される（ステップＳ２２）。図６に示す調整方法の場合には、ステップＳ２１の処理に続いて紐状部材３，４の先端同士が結合される（ステップＳ２２）。続いて結合された紐状部材３，４の先端が撮像位置１１１に固定される（ステップＳ２３）。
【００７３】
図７に示す調整方法の場合には、ステップＳ２２の処理は実行されず、紐状部材３，４の各々の先端が撮像位置１１１に固定される（ステップＳ２３）。
【００７４】
ステップＳ２３の処理に続き、紐状部材３，４を用いてワーキングディスタンスが測定される（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理が終了すると、測定されたワーキングディスタンスに応じてカメラ１が設置される（ステップＳ１２）。
【００７５】
続いてステップＳ２５において、紐状部材３の方向に沿ってカメラ１の向き（光軸方向）が調整される。これによりカメラ１の視野内に撮像位置１１１が含まれるようにカメラの光軸方向が調整される。続いてステップＳ１７の処理が実行される。ステップＳ１７では、ユーザはモニタ１５を適宜見ながらカメラ１の位置を最終的に調整して、カメラ１を固定する（ステップＳ１７）。
【００７６】
なお、図３にも示すように図１０のフローチャートにおいてステップＳ１１の処理は必須ではない。すなわち、ターゲット１２０は必ずしも設置されていなくてもよい。このような場合には、ステップＳ２１から処理を開始することにより複数のカメラの各々の位置および光軸方向を調整することが可能になる。
【００７７】
このように実施の形態１によれば、紐状部材を用いることにより、複数のカメラの各々のワーキングディスタンスが長くても、各カメラの位置および光軸方向を容易に調整できる。
【００７８】
［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２に従う撮像装置５０Ａ、および撮像装置５０Ａに含まれるカメラ１，２の調整方法を説明するための図である。
【００７９】
図１１および図３を参照して、撮像装置５０Ａは、カメラ１に取付けられる発光装置９とカメラ２に取付けられる発光装置１０とをさらに備える点において撮像装置５０と異なる。なお撮像装置５０Ａの他の部分の構成は撮像装置５０の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００８０】
発光装置９，１０はそれぞれ光ビームＢ１，Ｂ２を発する。光ビームＢ１の方向はカメラ１の光軸方向（レンズ７の光軸方向）に沿った方向である。光ビームＢ２の方向はカメラ２の光軸方向（レンズ８の光軸方向）に沿った方向である。たとえば発光装置９，１０には半導体レーザを含む発光装置（たとえばレーザポインタ）を用いることができる。
【００８１】
なお、発光装置９の取付位置については、発光装置９から発せられる光ビームＢ１の光軸とカメラ１の光軸（レンズの光軸）との距離が短くなるほど好ましい。発光装置１０の取付位置についても同様に、光ビームＢ２の光軸とカメラ１の光軸（レンズの光軸）との距離が短くなるほど好ましい。
【００８２】
光ビームＢ１の方向にターゲット１２０の表面が存在する場合には、ターゲット１２０の表面に光スポットが形成される。光ビームＢ２の方向にターゲット１２０の表面が存在する場合にも、同様にターゲット１２０の表面に光スポットが形成される。
【００８３】
実施の形態２の調整方法では、紐状部材３，４の先端が撮像位置１１１に重ねられた状態において発光装置９から光ビームＢ１が発せられる。そしてターゲット１２０の表面に光ビームＢ１による光スポットが形成されるようにカメラ１の光軸方向を調整する。これによりカメラ１がターゲット１２０を撮像することが可能になる。
【００８４】
紐状部材３の延在方向に沿ってカメラ１の光軸方向を調整する場合に、ユーザは光スポットを確認することによってカメラ１の光軸方向が適切か否かを把握することができる。これによりカメラの光軸方向の調整を簡単に行なうことができる。
【００８５】
同様に発光装置１０から光ビームＢ２が発せられ、ターゲット１２０の表面に光ビームＢ２による光スポットが形成されるようにカメラ２の光軸方向を調整する。これにより、カメラ２がターゲット１２０を撮像することが可能になる。よって、カメラ１とカメラ２とで視野を重ねることができる。
【００８６】
図１２は、撮像装置５０Ａの他の調整方法を説明するための図である。図１２および図１１を参照して、図１２に示す調整方法では、紐状部材３の先端と紐状部材４の先端とが互いに独立にターゲット１２０の表面に固定される点で図１１に示す調整方法と異なるが、他の点については図１１に示す調整方法と同様である。
【００８７】
図１３は、実施の形態２に従う撮像装置の調整を説明するフローチャートである。図１３および図１０を参照して、図１３のフローチャートは、ステップＳ２５の処理の後にステップＳ３１，Ｓ３２の処理が追加される点で図１０のフローチャートと異なる。ステップＳ３１では発光装置９から光ビームＢ１が発せられる。次にステップＳ３２においてターゲット１２０の表面に光スポットが形成されるようにカメラ１の向きが調整される。なお、図１３のフローチャートの他のステップの処理は図１０のフローチャートの対応するステップの処理と同様であるので説明は繰返さない。
【００８８】
以上のように実施の形態２によれば、カメラの光軸方向に沿って光ビームを発する発光装置をさらに備えることによって、カメラの光軸方向の調整を実施の形態１よりも容易に行なうことができる。
【００８９】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施の形態１に従う撮像装置５０を含む画像検査システムを説明する図である。
【図２】カメラ１，２の各々の光軸を調整するための調整機構の構成例を示す図である。
【図３】撮像装置５０の構成および撮像装置５０に含まれるカメラ１，２の調整方法を説明するための図である。
【図４】紐状部材３，４を詳細に説明するための図である。
【図５】紐状部材３，４の別の構成例である。
【図６】撮像装置５０の調整方法の第１の変形例を説明する図である。
【図７】撮像装置５０の調整方法の第２の変形例を説明する図である。
【図８】図１に示す画像検査システムの処理フローを示す図である。
【図９】ワークディスタンスが短い場合の複数のカメラの設置処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に従う撮像装置の調整を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に従う撮像装置５０Ａ、および撮像装置５０Ａに含まれるカメラ１，２の調整方法を説明するための図である。
【図１２】撮像装置５０Ａの他の調整方法を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２に従う撮像装置の調整を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１，２  カメラ、３，４  紐状部材、５，６  収納部、７，８  レンズ、９，１０  発光装置、１５  モニタ、２０  画像処理装置、３０  マーク、４１，４２  貫通孔、４３  ネジ、４４  ネジ頭、４５  ネジ部、５０，５０Ａ  撮像装置、１００  ワーク、１１１  撮像位置、１２０  ターゲット、Ｂ１，Ｂ２  光ビーム、ＷＤ，ＷＤ１，ＷＤ２  ワーキングディスタンス。
【図１】
0004530019.tif 000002
【図２】
0004530019.tif 000003
【図３】
0004530019.tif 000004
【図４】
0004530019.tif 000005
【図５】
0004530019.tif 000006
【図６】
0004530019.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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