(57)【要約】      （修正有）【課題】複数回の撮像を含む撮像処理を行うのに有利な撮像装置を提供する。【解決手段】複数回の撮像を含む撮像処理を行う撮像装置１００であって、複数回の撮像と、複数回の撮像それぞれにより取得された画像データの転送とを行う撮像素子５と、複数回の撮像に含まれる第１撮像とそれに続く第２撮像とのうちの第２撮像において撮像素子の蓄積時間を開始するタイミングを、第２撮像に関して予め定められた撮像素子の蓄積時間と撮像素子が画像データを転送するのに要する転送時間とに基づいて、第１撮像が終了する前に決定する処理を行う処理部２と、を有する。【選択図】図１
2017123549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数回の撮像を含む撮像処理を行う撮像装置であって、
前記複数回の撮像と、前記複数回の撮像それぞれにより取得された画像データの転送とを行う撮像素子と、
前記複数回の撮像に含まれる第１撮像とそれに続く第２撮像とのうちの前記第２撮像において前記撮像素子の蓄積時間を開始するタイミングを、前記第２撮像に関して予め定められた前記撮像素子の蓄積時間と前記撮像素子が前記画像データを転送するのに要する転送時間とに基づいて、前記第１撮像が終了する前に決定する処理を行う処理部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記タイミングに基づいて前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記転送時間を示す情報を記憶する記憶部と、
前記画像データを取得する取得部と、
を有し、
前記処理部は、
前記記憶部に記憶された前記転送時間を示す前記情報を取得し、
前記取得部から前記蓄積時間を示す情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記第１撮像により取得された画像データを転送している期間に前記タイミングが重なるように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記タイミングが、前記第１撮像により取得された画像データの転送を終了するタイミングに一致するように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記蓄積時間が前記転送時間より短い場合、前記蓄積時間と前記転送時間との差だけ前記転送時間の開始から遅れて前記蓄積時間が開始するように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記蓄積時間が前記転送時間より短い場合、前記蓄積時間を終了するタイミングが前記第１撮像を終了するタイミングと一致するように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記蓄積時間が前記転送時間より短い場合、前記タイミングが、前記第１撮像に関する前記転送時間を開始するタイミングに一致するように、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記第１撮像に関する前記転送時間が終了して前記第２撮像に関する前記転送時間が開始されるように、前記第２撮像に関する前記転送時間を開始するタイミングを決定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記複数回の撮像それぞれにおける前記蓄積時間を示す情報を記憶することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記記憶部は、前記処理部によって決定された前記タイミングを記憶することを特徴とする請求項３又は１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像素子を用いて、複数回の撮像と、前記複数回の撮像それぞれにより取得された画像データの転送とを含む撮像処理を行う撮像方法であって、
前記複数回の撮像に含まれる第１撮像とそれに続く第２撮像とのうちの前記第２撮像において前記撮像素子の蓄積時間を開始するタイミングを、前記第２撮像に関して予め定められた前記撮像素子の蓄積時間と前記撮像素子が前記画像データを転送するのに要する転送時間とに基づいて、前記第１撮像が終了する前に決定する、
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項１３】
物体を計測する計測装置であって、
前記物体を撮像する請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置によって取得された画像データを処理する処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の計測装置を用いて物体の計測を行う工程と、
前記工程で前記計測を行われた前記物体を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法、計測装置、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定期間内において、一定のフレームレートで電荷の蓄積（露光）と画像データの転送（読み出し）を行う撮像装置がよく知られている。例えば、市販されているカメラリンクのインターフェースを有する撮像装置（撮像ヘッド）とコンピュータとの間では、１回の撮像ごとに画像データの転送の終了を確認するトリガがコンピュータから撮像装置に送信されている。そして、撮像装置では、コンピュータからのトリガに同期して次の撮像を開始している。従って、撮像装置では、「１回の撮像ごとに画像データの転送の終了を確認するトリガを受信し、それに同期して次の撮像を開始する」という時間が必要となる。
【０００３】
撮像装置に関する技術として、開口絞りを制御して露光量を可変にすることが提案されている（特許文献１参照）。また、撮像後の画像処理まで含めた撮像装置の処理時間の短縮を目的とする技術も開示されている（特許文献２参照）。特許文献２は、フラットパネル・ディスプレイの製造工程において、撮像と画像処理とを含む動作を１つのステップとして、かかるステップを複数回繰り返す場合の繰り返し時間を短縮するための技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４９２９６号公報
【特許文献２】特許第５２９４９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、開口絞りを制御して露光量を可変としているが、フレームレートは固定されている。従って、露光量を変更したとしても、そのフレームに要する時間は変化しない。このため、露光量が少なくてよい場合であっても、フレームの時間を短くすることができない。
【０００６】
また、特許文献２に開示された技術は、画像処理時間と撮像設定時間とをオーバーラップさせることを目的としているが、画像処理時間及び撮像設定時間は予め想定されている。このため、実際には、撮像及び画像処理において、冗長な時間が生じてしまう。
【０００７】
撮像素子での電荷の蓄積時間（露光時間）やフレームレートなどの設定は、コンピュータから撮像装置に対して、時定数を有するケーブルを介して行われている。このように、撮像装置とコンピュータとの間では、画像データの転送の終了の確認や蓄積時間の変更のための通信が行われており、かかる通信には、複数回の撮像に要する時間を増大させうる冗長な時間が存在している。
【０００８】
撮像装置とコンピュータとの間において、画像データの転送の終了を確認するトリガを用いずに、撮像装置からコンピュータに対して一方的に画像データを転送することは可能である。但し、撮像素子での電荷の蓄積時間を変更する場合には、蓄積時間と画像データの転送時間とを考慮しなければ、フレームの欠落が生じうる。
【０００９】
本発明は、複数回の撮像を含む撮像処理を行うのに有利な撮像装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮像装置は、複数回の撮像を含む撮像処理を行う撮像装置であって、前記複数回の撮像と、前記複数回の撮像それぞれにより取得された画像データの転送とを行う撮像素子と、前記複数回の撮像に含まれる第１撮像とそれに続く第２撮像とのうちの前記第２撮像において前記撮像素子の蓄積時間を開始するタイミングを、前記第２撮像に関して予め定められた前記撮像素子の蓄積時間と前記撮像素子が前記画像データを転送するのに要する転送時間とに基づいて、前記第１撮像が終了する前に決定する処理を行う処理部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、複数回の撮像を含む撮像処理を行うのに有利な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一側面としての撮像装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す撮像装置の制御部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す撮像装置の撮像素子での電荷の蓄積を開始するタイミングを決定するための規則を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態における撮像素子での電荷の蓄積時間と画像データの転送時間との関係を示す図である。
【図５】第１の実施形態における被写体の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明するための図である。
【図６】第２の実施形態における撮像素子での電荷の蓄積時間と画像データの転送時間との関係を示す図である。
【図７】第２の実施形態における被写体の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明するための図である。
【図８】第３の実施形態における撮像素子での電荷の蓄積時間と画像データの転送時間との関係を示す図である。
【図９】第３の実施形態における被写体の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明するための図である。
【図１０】比較例と本発明との差異を説明するための図である。
【図１１】本発明の一側面としての計測装置の構成を示す概略図である。
【図１２】一般的な撮像ヘッドを含む撮像装置の構成を示す概略図である。
【図１３】図１２に示す撮像システムにおける撮像素子での電荷の蓄積時間と画像データの転送時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
本発明の理解を容易にするために、まず、図１２を参照して、一般的な撮像ヘッド２０を含む撮像装置２００を説明する。撮像装置２００は、被写体７を撮像して画像データを取得する撮像ヘッド２０と、撮像ヘッド２０で取得された画像データが転送される、即ち、かかる画像データを取得する画像処理部２３とを有する。
【００１６】
撮像ヘッド２０は、撮像素子２２を含むカメラ部ＣＵと、被写体７を照明する照明部６とを含む。更に、撮像ヘッド２０は、照明部６にＰＭＷ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの照明パルス信号を供給する照明用電源コントローラ２１と、被写体７の有無を検知する検知器８とを含む。
【００１７】
画像処理部２３は、コンピュータ２４と、コンピュータ２４の拡張部に装着された画像入力ボード１１と、ＤＩＯボード２５とを含む。ここで、画像入力ボード１１は、カメラリンクのインターフェースを備えるフレームグラバ・ボードを含む。画像入力ボード１１は、カメラ部ＣＵ（撮像素子２２）と接続されている。画像入力ボード１１は、カメラリンク（ケーブル）Ｓ４を介して、撮像素子２２での電荷の蓄積時間（露光時間）を含む各種パラメータの通信、及び、カメラ部ＣＵで取得された画像データの受信の双方向通信を実現する。
【００１８】
撮像装置２００において、検知器８は、被写体７の存在を検知すると、その旨を通知する検知信号を、リンクＳ７を介してＤＩＯボード２５に送信する。コンピュータ２４は、ＤＩＯボード２５を介して検知信号を受信したら、照明トリガ信号を、リンクＳ８を介して照明用電源コントローラ２１に送信する。照明用電源コントローラ２１は、照明トリガ信号を受信すると、照明パルス信号を、リンクＳ５を介して照明部６に供給する。照明部６は、照明用電源コントローラ２１からの照明トリガ信号に応じて、被写体７の照明を開始する。
【００１９】
次いで、コンピュータ２４は、撮像開始トリガ信号を、カメラリンクＳ４を介してカメラ部ＣＵに送信する。カメラ部ＣＵは、撮像開始トリガ信号を受信すると、撮像素子２２による被写体７の撮像を開始する。ここで、次の撮像における撮像素子２２での電荷の蓄積時間を変更する場合には、画像入力ボード１１からカメラ部ＣＵに対して、カメラリンクＳ４を介して、蓄積時間が送信される。但し、カメラ部ＣＵでの応答やカメラリンクＳ４での信号の遅延によって、次のフレームにおける撮像素子２２での電荷の蓄積時間を変更するのに、相応の時間を要する。
【００２０】
図１３を参照して、撮像装置２００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを説明する。上述したように、検知器８が被写体７の存在を検知すると、コンピュータ２４は、撮像開始トリガ信号Ｔｒｉｇ１をカメラ部ＣＵに送信する。これにより、撮像素子２２による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ０１で撮像素子２２での電荷の蓄積が行われる。撮像素子２２での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ０１で画像入力ボード１１に転送される。
【００２１】
撮像素子２２での電荷の蓄積時間を変更したい場合には、コンピュータ２４の拡張部に装着された画像入力ボード１１から、リンクＳ４を介して、カメラ部ＣＵ、即ち、撮像素子２２に対して、蓄積時間の設定を行う。そして、撮像素子２２での電荷の蓄積時間が設定（変更）されると、コンピュータ２４からカメラ部ＣＵに撮像開始トリガ信号Ｔｒｉｇ２が送信される。これにより、撮像素子２２による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ０２で撮像素子２２での電荷の蓄積が行われる。但し、コンピュータ２４及び画像入力ボード１１での処理時間とカメラリンクＳ４の時定数の影響によって、撮像素子２２での電荷の蓄積時間の設定にはジッタを含む数十ミリ秒の時間を要する。従って、撮像素子２２での電荷の蓄積時間の設定が反映されるのに、次のフレームの開始が遅れることになってしまう。蓄積時間Ｅ０２で撮像素子２２での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ０２で画像入力ボード１１に転送される。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
本発明の実施形態を説明する前に、図１０を参照して、上述した比較例と本発明との差異を説明する。「撮像素子での電荷の蓄積時間」については、比較例では、コンピュータから撮像ヘッド（撮像素子）に対して、リンク（通信）を介して、蓄積時間を変更するたびに設定する。一方、本発明では、コンピュータから撮像ヘッドに対して、複数回の撮像のそれぞれに要する蓄積時間を一括して送信し、かかる蓄積時間を撮像ヘッドの記憶部に予め記憶する。
【００２３】
「画像データの転送時間」については、比較例では、コンピュータから撮像ヘッドに対して画像データの転送の終了を確認するトリガが送信されているため、予め記憶することはない。一方、本発明では、撮像素子が画像データを転送するのに要する転送時間を撮像ヘッドのコントローラに予め記憶する。
【００２４】
「撮像素子での電荷の蓄積を開始するタイミング」については、比較例では、コンピュータから撮像ヘッドに対して送信される画像データの転送の終了を確認するトリガが次の撮像における撮像素子での電荷の蓄積を開始するタイミングとなる。一方、本発明では、予め記憶された蓄積時間及び転送時間に基づいて、撮像素子での電荷の蓄積を開始するタイミングを予め決定し、かかるタイミングに従って複数回の撮像を連続的に行う。
【００２５】
図１は、本発明の一側面としての撮像装置１００の構成を示す概略図である。撮像装置１００は、複数回の撮像を含む撮像処理を行う機能を備えている。撮像装置１００は、被写体７を撮像して画像データを取得する撮像ヘッド１と、撮像ヘッド１で取得された画像データが転送される、即ち、かかる画像データを取得する取得部として機能する画像処理部９とを有する。
【００２６】
撮像ヘッド１は、撮像素子５を含むカメラ部ＣＵと、被写体７を照明する照明部６とを含む。ここで、撮像素子５は、撮像処理において、例えば、撮像と、かかる撮像により取得された画像データの転送とを行う。また、撮像ヘッド１は、照明部６にＰＭＷなどの照明パルス信号を供給する照明用電源３、及び、カメラ部ＣＵを制御する制御部４を含むコントローラ（処理部）２と、被写体７の有無を検知する検知器８とを含む。
【００２７】
画像処理部９は、コンピュータ１０と、コンピュータ１０の拡張部に装着された画像入力ボード１１とを含む。画像入力ボード１１は、上述したように、カメラリンクのインターフェースを備えるフレームグラバ・ボードを含む。画像入力ボード１１は、カメラ部ＣＵ（撮像素子５）と接続されている。画像入力ボード１１は、カメラリンク（ケーブル）Ｓ４を介して、撮像素子５での電荷の蓄積時間（露光時間）を除く各種パラメータの通信、及び、カメラ部ＣＵで取得された画像データの受信の双方向通信を実現する。
【００２８】
撮像装置１００では、まず、コンピュータ１０から撮像ヘッド１のコントローラ２に対して、リンクＳ２を介して、撮像処理に含まれる複数回の撮像の回数を示す情報と、複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間を示す情報とが送信される。検知器８は、被写体７の存在を検知すると、その旨を通知する検知信号を、リンクＳ６を介してコントローラ２に送信する。コントローラ２は、検知信号を受信したら、照明パルス信号を、リンクＳ５を介して、照明用電源３から照明部６に供給する。照明部６は、照明トリガ信号に応じて、被写体７の照明を開始する。
【００２９】
撮像装置１００において、次の撮像における撮像素子５での電荷の蓄積時間を変更する場合を考える。この場合、コントローラ２の制御部４から、予め記憶された複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間のうち、次の撮像に対応する蓄積時間をパルス幅に変換して撮像素子５に与える。このような蓄積時間の変更（設定）には、記憶部からの数値の読み出し時間や撮像素子５への設定の変更時間に対応する時間を見込むだけで制御が可能となる。これらの時間で固定の遅延時間については、補正が可能である。換言すれば、撮像素子５での電荷の蓄積時間と、撮像素子５が画像データの転送に要する転送時間とを予め記憶することによって、冗長な時間を生じることなく、複数回の撮像を行うことが可能となる。
【００３０】
図２を参照して、制御部４の構成を詳細に説明する。制御部４は、ＭＰＵ１２と、第１記憶部１３と、第２記憶部１４と、比較器１５と、演算器１６と、タイミング発生器１７と、第３記憶部１８と、変調部１９とを含む。なお、図２では、第１記憶部１３、第２記憶部１４及び第３記憶部１８を別体で構成しているが、それらの全て又は一部の機能を統合させて構成してもよい。
【００３１】
ＭＰＵ１２は、コンピュータ９から、被写体７に対して行う撮像処理に含まれる複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間（を示す情報）を、時間列データＤＡＴ１として受信する。ＭＰＵ１２は、コンピュータ９から受信した時間列データＤＡＴ１を、蓄積時間データＤＡＴ２として、順次、第２記憶部１４に記憶するとともに、時間列データを受信したことをタイミング発生器１７に通知する。撮像素子５が画像データの転送に要する転送時間は、撮像素子５の読み出し画素数によって一意に決まる固定値であり、転送時間データＤＡＴ３として、第１記憶部１３に予め記憶されている。比較器１５は、タイミング発生器１７から与えられるタイミングで転送時間データＤＡＴ３と蓄積時間データＤＡＴ２とを比較し、画像データの転送時間と蓄積時間のどちらが長いかを判定する。演算器１６は、タイミング発生器１７から与えられるタイミングで、比較器１５の比較結果に応じて、撮像素子５での電荷の蓄積を開始するタイミングを決定する。演算器１６は、例えば、図３に示す規則に従って、撮像素子５での電荷の蓄積を開始するタイミングを決定する。かかる処理を、１からｎの蓄積時間データＤＡＴ２に対して行い、その結果、即ち、蓄積時間データＤＡＴ２のそれぞれに対応する、撮像素子５での電荷の蓄積を開始するタイミングを、蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３として第３記憶部１８に記憶する。蓄積時間データＤＡＴ２及び蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３は、変調部１９においてパルス幅信号に変換され、検知部８からの検知信号をトリガとしてカメラ部ＣＵ（撮像素子５）に供給される。
【００３２】
図４を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを説明する。検知器８が被写体７の存在を検知すると、検知器８は、検知信号Ｔｒｉｇ３をコントローラ２に送信する。コントローラ２は、検知信号Ｔｒｉｇ３に応じて、照明パルス信号を、リンクＳ５を介して、照明用電源３から照明部６に供給する。これと同期して、コントローラ２は、コンピュータ１０から送信されて第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２（撮像素子５での電荷の蓄積時間を示す情報）をパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ１１で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ１１で画像入力ボード１１に転送される。
【００３３】
次いで、コントローラ２は、第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２のうち、次の撮像に対応する蓄積時間データをパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ１２で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ１２で画像入力ボード１１に転送される。このような撮像と、撮像による画像データの転送とが連続的に行われ、蓄積時間Ｅ１３で撮像素子５での電荷の蓄積に続いて、かかる撮像により取得された画像データが転送時間Ｔ１３で画像入力ボード１１に転送される。この間、画像データの転送時間を超えるようなフレームの欠落は生じない。
【００３４】
図５を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明する。被写体７に対して行う撮像処理に含まれる複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間を示す時間列データＤＡＴ１（蓄積時間データＤＡＴ２）は、時間Ｔ３０にコンピュータ１０からコントローラ２に送信される。
【００３５】
次に、コントローラ２は、検知器８から検知信号を受信すると、かかる検知信号の立ち上がりで、照明用電源３を介して、照明部６による被写体７の照明を開始させる。これに同期して、撮像素子５は、第３記憶部１８に記憶された蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３（電荷の蓄積を開始するタイミング）に従って、蓄積時間Ｔ３２（３０ｍＳ）で電荷の蓄積を行う。本実施形態では、画像データの転送時間Ｔ３５（Ｔ３６、Ｔ３７）は、図５に示すように、３０ｍＳである。そして、画像データの転送時間Ｔ３５の終了を待って、第３記憶部１８から読み出された次の蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３に応じて、次の撮像が開始される。かかる撮像に要する撮像素子５での電荷の蓄積時間Ｔ３３は、１５ｍＳである。コントローラ２は、蓄積時間Ｔ３３が終了すると、画像データの転送時間Ｔ３６（３０ｍＳ）を待って、次の撮像（蓄積時間Ｔ３４（３０ｍＳ）及び転送時間Ｔ３７（３０ｍＳ））を行う。かかる撮像における蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３は、上述したように、第３記憶部１８から読み出される。
【００３６】
このように、本実施形態では、制御部４（処理部）において、複数回の撮像に含まれる第１撮像と第１撮像に続く第２撮像のうち、第２撮像において撮像素子５の蓄積（蓄積時間）を開始するタイミングを、第１撮像が終了する前に決定する処理を行う。かかるタイミングは、上述したように、第２記憶部１４に記憶された第２撮像に関して予め定められた撮像素子５の蓄積時間、及び、第１記憶部１３に記憶された撮像素子５が画像データを転送するのに要する転送時間に基づいて決定される。また、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングが第１撮像により取得された画像データを転送している期間に重なるように、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングを決定している。特に、本実施形態では、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングが第１撮像により取得された画像データの転送を終了するタイミングに一致するように、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングを決定している。そして、制御部４は、このようにして決定されたタイミングに基づいて撮像素子５を制御している。従って、撮像装置１００では、複数回の撮像を含む撮像処理において、各撮像に要する撮像素子５での電荷の蓄積時間が変更される場合であっても、フレーム（蓄積時間）の開始に遅延を生じることなく、かかる撮像処理を行うことができる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
図６を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを説明する。検知器８が被写体７の存在を検知すると、検知器８は、検知信号Ｔｒｉｇ４をコントローラ２に送信する。コントローラ２は、検知信号Ｔｒｉｇ４に応じて、照明パルス信号を、リンクＳ５を介して、照明用電源３から照明部６に供給する。これと同期して、コントローラ２は、コンピュータ１０から送信されて第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２をパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ２１で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ２１で画像入力ボード１１に転送される。
【００３８】
本実施形態では、コントローラ２は、画像データの転送時間Ｔ２１の途中で、第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２のうち、次の撮像に対応する蓄積時間データをパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ２２で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ２２で画像入力ボード１１に転送される。
【００３９】
画像データの転送時間は、上述したように、撮像素子５の読み出し画素数によって一意に決まる固定値であるため、一定の時間であると考えられる。撮像素子５は、一般には、画像データを転送するための転送部を１つしか有していないため、前の撮像で取得された画像データの転送が終了しないと、次の画像データの転送を開始することができない。従って、撮像素子５での電荷の蓄積時間が画像データの転送時間よりも短い場合には、前の撮像で取得された画像データの転送が終了するまで、その撮像で取得された画像データの転送を開始することができない。蓄積時間Ｅ２２は、転送時間Ｔ２１よりも短い。従って、転送時間Ｔ２１と蓄積時間Ｅ２２との差に応じた時間だけ待って（遅れて）、撮像素子５での電荷の蓄積（蓄積時間Ｅ２２）を開始する。
【００４０】
一方、蓄積時間Ｅ２３は、転送時間Ｔ２２よりも長い。従って、蓄積時間Ｅ２３が終了するタイミングでは、転送時間Ｔ２２が終了しているため、蓄積時間Ｅ２３が終了するタイミングで、撮像素子５での電荷の蓄積（蓄積時間Ｅ２３）を開始することが可能となる。このような撮像と、撮像による画像データの転送とが連続的に行われ、蓄積時間Ｅ２４で撮像素子５での電荷の蓄積に続いて、かかる撮像により取得された画像データが転送時間Ｔ２４で画像入力ボード１１に転送される。
【００４１】
図７を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明する。被写体７に対して行う撮像処理に含まれる複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間を示す時間列データＤＡＴ１（蓄積時間データＤＡＴ２）は、時間Ｔ５０にコンピュータ１０からコントローラ２に送信される。
【００４２】
次に、コントローラ２は、検知器８から検知信号を受信すると、かかる検知信号の立ち上がりで、照明用電源３を介して、照明部６による被写体７の照明を開始させる。これに同期して、撮像素子５は、第３記憶部１８に記憶された蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３（電荷の蓄積を開始するタイミング）に従って、蓄積時間Ｔ５２（３０ｍＳ）で電荷の蓄積を行う。本実施形態では、画像データの転送時間Ｔ５５（Ｔ５６、Ｔ５７）は、図７に示すように、３０ｍＳである。ここでは、画像データの転送時間Ｔ５５の終了を待たずに、第３記憶部１８から読み出された次の蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３に応じて、次の撮像が開始される。かかる撮像に要する撮像素子５での電荷の蓄積時間Ｔ５３は、１５ｍＳである。但し、蓄積時間Ｔ５２が終了して直ぐに蓄積時間Ｔ５３を開始すると、転送時間Ｔ５５の途中で蓄積時間Ｔ５３が終了してしまう。従って、本実施形態では、蓄積時間Ｔ５２が終了して直ぐには蓄積時間Ｔ５３を開始せず、１５ｍＳを待って蓄積時間Ｔ５３を開始する。コントローラ２は、蓄積時間Ｔ５３が終了すると、画像データの転送を転送時間Ｔ５６（３０ｍＳ）で開始するとともに、次の撮像における蓄積時間Ｔ５４（４５ｍＳ）を開始させる。そして、コントローラ２は、蓄積時間Ｔ５４が終了すると、画像データの転送を転送時間Ｔ５７（３０ｍＳ）で開始する。
【００４３】
本実施形態では、複数回の撮像に含まれる第１撮像に続く第２撮像に関して予め定められた撮像素子５の蓄積時間が画像データの転送時間よりも短い場合を想定し、第２撮像において撮像素子５の蓄積（蓄積時間）を開始するタイミングを決定している。例えば、第２撮像に関して予め定められた撮像素子５の蓄積時間と画像データの転送時間との差だけ転送時間の開始から遅れて第２撮像において撮像素子５の蓄積時間が開始するようにしている。特に、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を終了するタイミングが第１撮像を終了するタイミングと一致するように、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングを決定している。そして、このようにして決定されたタイミングに基づいて撮像素子５を制御している。従って、撮像装置１００では、複数回の撮像を含む撮像処理において、各撮像に要する撮像素子５での電荷の蓄積時間が変更される場合であっても、フレーム（蓄積時間）の開始に遅延を生じることなく、かかる撮像処理をより短時間で行うことができる。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
図８を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを説明する。検知器８が被写体７の存在を検知すると、検知器８は、検知信号Ｔｒｉｇ５をコントローラ２に送信する。コントローラ２は、検知信号Ｔｒｉｇ５に応じて、照明パルス信号を、リンクＳ５を介して、照明用電源３から照明部６に供給する。これと同期して、コントローラ２は、コンピュータ１０から送信されて第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２をパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ２１’で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ２１’で画像入力ボード１１に転送される。
【００４５】
本実施形態では、コントローラ２は、画像データの転送時間Ｔ２１’の開始とともに、第２記憶部１４に記憶された蓄積時間データＤＡＴ２のうち、次の撮像に対応する蓄積時間データをパルス幅信号として、リンクＳ１を介して、撮像素子５に供給する。これにより、撮像素子５による被写体７の撮像が開始され、蓄積時間Ｅ２２’で撮像素子５での電荷の蓄積が行われる。撮像素子５での電荷の蓄積が終了すると、撮像により取得された画像データは、転送時間Ｔ２２’で画像入力ボード１１に転送される。
【００４６】
蓄積時間Ｅ２２’は、転送時間Ｔ２１’よりも短い。従って、蓄積時間Ｅ２２’が終了するタイミングでは、転送時間Ｔ２１’が終了していない。そこで、転送時間Ｔ２１’と蓄積時間Ｅ２２’との差に応じた時間だけ待って（遅れて）、即ち、転送時間Ｔ２１’が終了したら転送時間Ｔ２２’を開始する。
【００４７】
一方、蓄積時間Ｅ２３’は、転送時間Ｔ２２’よりも長い。従って、蓄積時間Ｅ２３’が終了するタイミングでは、転送時間Ｔ２２’が終了しているため、蓄積時間Ｅ２３’が終了するタイミングで、撮像素子５での電荷の蓄積（蓄積時間Ｅ２３’）を開始することが可能となる。このような撮像と、撮像による画像データの転送とが連続的に行われ、蓄積時間Ｅ２４’で撮像素子５での電荷の蓄積に続いて、かかる撮像により取得された画像データが転送時間Ｔ２４’で画像入力ボード１１に転送される。
【００４８】
図９を参照して、撮像装置１００における被写体７の撮像から画像データの転送までのタイミングを具体的に説明する。被写体７に対して行う撮像処理に含まれる複数回の撮像のそれぞれに要する撮像素子５での電荷の蓄積時間を示す時間列データＤＡＴ１（蓄積時間データＤＡＴ２）は、時間Ｔ５０にコンピュータ１０からコントローラ２に送信される。
【００４９】
次に、コントローラ２は、検知器８から検知信号を受信すると、かかる検知信号の立ち上がりで、照明用電源３を介して、照明部６による被写体７の照明を開始させる。これに同期して、撮像素子５は、第３記憶部１８に記憶された蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３（電荷の蓄積を開始するタイミング）に従って、蓄積時間Ｔ５２’（３０ｍＳ）で電荷の蓄積を行う。本実施形態では、画像データの転送時間Ｔ５５’（Ｔ５６’、Ｔ５７’）は、図９に示すように、３０ｍＳである。ここでは、画像データの転送時間Ｔ５５’の終了を待たずに、第３記憶部１８から読み出された次の蓄積開始タイミングデータＤＡＴ３に応じて、次の撮像が開始される。具体的には、蓄積時間Ｔ５２’が終了して直ぐに蓄積時間Ｔ５３’を開始する。但し、蓄積時間Ｔ５３’は１５ｍＳであるため、蓄積時間Ｔ５３’が終了するタイミングでは、転送時間Ｔ５５’が終了していない。従って、転送時間Ｔ５５’と蓄積時間Ｔ５３’との差に応じた時間だけ待って（遅れて）、画像データの転送（Ｔ５６’）を開始する。また、コントローラ２は、画像データの転送を転送時間Ｔ５６’（３０ｍＳ）で開始するとともに、次の撮像における蓄積時間Ｔ５４’（４５ｍＳ）を開始させる。そして、コントローラ２は、蓄積時間Ｔ５４’が終了すると、画像データの転送を転送時間Ｔ５７’（３０ｍＳ）で開始する。
【００５０】
本実施形態では、複数回の撮像に含まれる第１撮像に続く第２撮像に関して予め定められた撮像素子５の蓄積時間が画像データの転送時間よりも短い場合を想定し、第２撮像において撮像素子５の蓄積（蓄積時間）を開始するタイミングを決定している。特に、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を終了するタイミングが第１撮像に関する画像データの転送（転送時間）を開始するタイミングに一致するように、第２撮像において撮像素子５の蓄積時間を開始するタイミングを決定している。また、第１撮像に関する画像データの転送時間が終了して第２撮像に関する画像データの転送時間が開始されるように、第２撮像に関する画像データの転送時間を開始するタイミングを決定している。そして、このようにして決定されたタイミングに基づいて撮像素子５を制御している。従って、撮像装置１００では、複数回の撮像を含む撮像処理において、各撮像に要する撮像素子５での電荷の蓄積時間が変更される場合であっても、フレーム（蓄積時間）の開始に遅延を生じることなく、かかる撮像処理をより短時間で行うことができる。
【００５１】
＜第４の実施形態＞
上述した各実施形態における撮像装置１００は、計測装置１０００（の撮像部１３００）に適用しうる。図１１は、本発明の一側面としての計測装置１０００の構成を示す概略図である。計測装置１０００は、物体（対象物）ＯＢＪを、例えばその形状（位置姿勢）に関して、計測する機能を有し、投影部（第１投影部１１００及び第２投影部１２００）と、撮像部１３００と、記憶部１４００と、処理部１５００とを有する。図１１において、１１１０は、パターン化された光（パターン光又は第１パターンを有する光）を示している。また、１２１０は、パターン化されていない光（非パターン光、第１パターンを有しない光、第１パターンとは異なる第２パターンを有する光又は（略）均一化された照度の照明光）を示している。
【００５２】
第１投影部１１００は、物体ＯＢＪにパターン光１１１０を投影する。また、第２投影部１２００は、物体１に非パターン光１２１０を投影する。撮像部１３００は、パターン光１１１０が投影された物体ＯＢＪを撮像してパターン画像（第１画像）を得る。また、撮像部１３００は、非パターン光１２１０が投影された物体ＯＢＪを撮像して濃淡画像（第１画像とは異なる第２画像）を得る。記憶部１４０は、物体ＯＢＪの計測に必要な各種データを記憶する。
【００５３】
処理部１５００は、パターン画像及び濃淡画像に基づいて、物体ＯＢＪの領域を認識する処理を行う。なお、物体ＯＢＪは、物品の製造（加工）のための部品としうる。図１１において、２１００は、当該部品に対して加工、或いは、組付け又はそのための保持、或いは、移動等（総じて加工という）を行う加工部（例えば、ロボット（ハンド））である。また、２２００は、当該加工部を制御するための制御部である。制御部２２００は、処理部１５００により得られた物体１の領域（位置姿勢）の情報を受信し、当該情報に基づいて加工部２１００の動作を制御する。加工部２１００および制御部２２００は、物体ＯＢＪに対して加工を行う加工装置２０００を構成している。また、計測装置１０００と加工装置２０００とは、加工システムを構成している。なお、計測装置１０００は、物体ＯＢＪの領域を認識（計測）するものには限られず、例えば、物体の欠陥を認識（計測又は検査）するものであってもよい。当該欠陥を認識する場合は、上述のパターン画像及び濃淡画像のうちの少なくとも一方を用いうる。また、公知の種々の照明のうちから欠陥の種類に適した照明を選択的に用いうる。そして、そのような照明のなされた物体ＯＢＪを撮像して得られた画像（第３画像）を用いうる。
【００５４】
＜第５の実施形態＞
上述した第４の実施形態における計測装置１０００は、物品の製造方法に使用しうる。かかる物品の製造方法は、計測装置１０００を用いて物体の計測を行う工程と、当該工程で計測を行われた物体を処理する工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、加工、切断、搬送、組立（組付）、検査、および選別のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも１つにおいて有利である。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００：撮像装置    １：撮像ヘッド    ２：コントローラ    ４：制御部    ５：撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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