JP2004325308A

JP2004325308A - 画像撮像装置及び画像撮像方法

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Publication number: JP2004325308A
Application number: JP2003121621A
Authority: JP
Inventors: Kanji Sato; 勘次佐藤; Takashi Ono; 貴司小野; Toshihiro Yamashita; 敏広山下
Original assignee: Nireco Corp
Current assignee: Nireco Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】撮像対象となる対象物の中心軸と画像の中心位置とを合わせることができ、かつ、照明ムラを除去し、照明の写り込みを防止することができる画像撮像装置を提供すること。
【解決手段】ベルトコンベアー１０１と、五つのカメラ１０２と、五つの照明装置１０３、光センサー１０４と、パーソナルコンピュータ１０５と、により構成される画像撮像装置１００であって、パーソナルコンピュータ１０５により、光センサー１０４の計測結果に基づいて、各カメラ１０２の撮像タイミングを計測すると共に、各カメラ１０２撮像タイミングと、これと同期した照明装置１０３の点灯タイミングとを、他のカメラ１０２と照明装置１０３のタイミングからずらすことができるようにしたことを特徴とする画像撮像装置１００を提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農産物等の対象物の品質や大きさを観測するためにその画像を撮像する画像撮像装置及び画像撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像撮像装置としては、例えば、特開２００１−８６８６５号公報に記載されたものがあった。
【０００３】
特開２００１−８６８６５号公報に記載された外観検査装置３００は、図７に表されているように、撮像対象であるスイカ３０１を乗せたベルトコンベアー３０２と、照明装置が一体的に組み込まれている四つのカメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄと、二つの位置センサー３０４Ａ、３０４Ｂと、カメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄ及び位置センサー３０４Ａ、３０４Ｂから得られる信号を処理する処理装置３０５とからなっている。
【０００４】
そして、図６の下方から上方に向かって搬送されているスイカ３０１を位置センサー３０４Ａ、３０４Ｂで検知した際に、撮影方向が直交線上になるように配置されているカメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄによって、スイカ３０１の画像を取得するようにされていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１‐８６８６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外観検査装置３００では、位置センサー３０４Ａ、３０４Ｂの位置まで撮像対象であるスイカ３０１が到達した際に画像を取得することとされているため、撮像対象の大きさによって画像の中心位置と撮像対象の中心軸とがずれてしまうことがあった。
【０００７】
また、カメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄは、撮影方向が直交線上になるように配置されており、それぞれのカメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄの撮像位置が一点に定められており、一度に全てのカメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄで撮像を行うようにされているため、このカメラ３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄに一体的に設けられている照明装置も一度に点灯するため、光のあたる範囲の重なり合う部分が明るくなりすぎてしまい、撮像対象を照らす照明にムラが生じてしまうことがあった。
【０００８】
さらに、対向方向にある照明装置が画像に写り込んでしまうこともあった。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像対象である対象物の中心軸と画像の中心位置とを合わせることができ、かつ、照明ムラを除去し、対向する照明装置からの照明光の写り込みを防止することができる画像撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明は、撮像対象となる対象物を撮像する画像撮像装置であって、前記対象物を搬送路に沿って搬送する搬送装置と、前記対象物を水平方向であってそれぞれ異なる方向から撮像し、前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を前記対象物の撮像位置とするように配置された複数のカメラと、前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当て、前記カメラと共に複数設けられている照明装置と、前記カメラよりも前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、前記センサーから送信される信号及び前記搬送装置の搬送速度に基づいて、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出し、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向から光を当てる一の照明装置を点灯させることを順次繰り返し、全てのカメラにより撮像を行う制御手段と、を有することを特徴とする画像撮像装置を提供する。
【００１１】
以上のように、本発明では、対象物が搬送されてくる搬送路の上流側にセンサーを設けておき、このセンサーにより対象物の位置及び搬送方向における長さを確認することで、制御手段は、この対象物の位置を起点として、搬送装置の搬送速度に基づいて対象物の位置を正確に把握することができるようになる。
【００１２】
そして、搬送方向における長さの半分として認識される軸を対象物の中心軸として、この中心軸がカメラの撮像位置、即ち、このカメラで画像を取った際に画像の中心となる位置と重なった際に撮像を行うことで、カメラが撮像する画像の中心に対象物が撮像されることとなる。
【００１３】
また、対象物の水平方向であって、それぞれが異なる方向から撮像を行う複数のカメラは、それぞれが撮像する画像の中心位置、即ち、撮像位置が異なるように配置されている。
【００１４】
そして、搬送路に沿って搬送されてくる対象物の中心軸が、それぞれのカメラによって撮像する画像の中心位置と重なった場合に、そのカメラにより次々と撮像を行い、このときのに撮像するカメラの撮像方向に設けられている照明装置のみを点灯させることにより、対象物に照明装置の光が当たるタイミングをずらすことができ、照明装置の光が重なり合うことで生ずる照明ムラを除去することが可能となると共に、対向方向にある照明装置が写り込んでしまうことを防止することもできるようになる。
【００１５】
なお、対象物を水平方向から撮像するカメラは、四つ設けておき、隣り合っているこれらのカメラの撮像方向が、それぞれ垂直に交わる方向となるようにこれらのカメラを配置することで、対象物の水平方向における全ての面を撮像することができるようになる。
【００１６】
また、カメラについては、さらに対象物が搬送されてくる搬送路の上方に設けておき、対象物を上方から撮像するようにすることで、対象物の上面についても撮像することができるようになる。
【００１７】
この場合にも、対象物の上面に光が当たるように照明装置を設けておく必要があるが、対象物の上方から撮像を行うカメラの撮像位置を、水平方向から撮像する他のカメラの撮像位置とは異なる点となるように配置しておくことで、照明ムラが生ずるのを回避することができるとともに、対向方向にある照明装置が写り込んでしまうことを防止することもできるようになる。
【００１８】
また、本発明は、撮像対象となる対象物を撮像する画像撮像装置であって、前記対象物を搬送路に沿って搬送する搬送装置と、前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、前記対象物を水平方向であってそれぞれ異なる方向から撮像し、前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を撮像位置とするように配置された四つのカメラと、前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる四つの照明装置と、前記カメラよりも前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、前記センサーから送信される信号及び前記搬送装置の搬送速度に基づいて、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出し、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うことを順次繰り返し、全てのカメラにより撮像を行う画像撮像装置であって、隣り合う前記カメラの撮像方向は、それぞれ垂直に交わる方向に配置されており、前記制御手段は、前記撮像を行っている間のみ、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラの撮像方向及びこの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる三つの照明装置を点灯させることを特徴とする画像撮像装置を提供する。
【００１９】
例えば、撮像対称となる対象物が球形の場合のように、一方向から光を当てただけでは、対象物の周辺に充分に光が届かない場合があるため、このような場合には、撮像を行うカメラの撮像方向から光を当てる照明装置の他に、このカメラの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる二つの照明装置も同時に点灯させることで、対象物の周辺にも充分に光が届くようになる。
【００２０】
なお、このような場合にも、対象物を上方から撮像するカメラを追加することができるが、このカメラで撮像を行う際には、このカメラの撮像方向から対象物に光を当てる照明装置のみを点灯させることもでき、また、水平方向から光を当てる照明装置をも点灯させることもできる。
【００２１】
例えば、対象物の上面が水平面となっているような場合には、この対象物を上方から撮像するカメラの撮像方向から光を当てる照明装置のみを点灯させれば足りるが、対象物の上面も球状になっているような場合には、対象物の水平方向から光を当てる照明装置も点灯させることが望ましい。
【００２２】
以上に記載した照明装置については、白色発光ダイオードを用いたものを使用することが望ましい。
【００２３】
白色発光ダイオードは、蛍光灯やハロゲンランプと比較しても、極めて長い寿命を有しているため、交換時期を延ばし、交換などのメンテナンス負担を軽減することができるほか、極めて短い時間の通電でも高い発揮性能を有しているため、撮像を行う際の短い時間点灯させた場合でも充分な光量を得られる。
【００２４】
また、本発明は、搬送路に沿って搬送される対象物を前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を撮像位置とするように配置された複数のカメラで水平方向から連続して撮像を行い、かつ、前記カメラと共に複数設けられている照明装置を点灯させることにより前記対象物に光を当てる画像撮像方法であって、前記対象物の位置及び搬送方向における長さをセンサーにより確認する確認過程と、前記センサーから送信される信号及び前記対象物の搬送速度から、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出する算出過程と、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向から光を当てる一の照明装置を点灯させることを連続して行う撮像過程と、を有することを特徴とする画像撮像方法を提供する。
【００２５】
以上のように、撮像の対象となっている対象物の位置及び搬送方向における長さをセンサーにより確認することで、このセンサーにより確認された対象物の位置を起点として、搬送路の搬送速度に基づいて対象物の位置を正確に算出することができる。
【００２６】
そして、搬送方向における長さの半分として認識される軸を対象物の中心軸として、この中心軸がカメラの撮像位置、即ち、このカメラで画像を取った際に画像の中心となる位置と重なった際に撮像を行うことで、カメラが撮像する画像の中心に対象物が撮像されることとなる。
【００２７】
この際、このときのに撮像するカメラの撮像方向に設けられている照明装置のみを点灯させることにより、対象物に照明装置の光が当たるタイミングをずらすことができ、照明装置の光が重なり合うことで生ずる照明ムラを除去することが可能となると共に、対向方向にある照明装置の光が写り込んでしまうことを防止することもできるようになる。
【００２８】
なお、対象物を水平方向から撮像するカメラは、四つ設けておき、隣り合っているこれらのカメラの撮像方向が、それぞれ垂直に交わる方向となるようにこれらのカメラを配置することで、対象物の水平方向における全ての面を撮像することができるようになる。
【００２９】
また、カメラについては、さらに対象物が搬送されてくる搬送路の上方に設けておき、対象物を上方から撮像するようにすることで、対象物の上面についても撮像することができるようになる。
【００３０】
この場合にも、対象物の上面に光が当たるように照明装置を設けておく必要があるが、対象物の上方から撮像を行うカメラの撮像位置を、水平方向から撮像する他のカメラの撮像位置とは異なる点となるように配置しておくことで、照明ムラが生ずるのを回避することができるとともに、対向方向にある照明装置が写り込んでしまうことを防止することもできるようになる。
【００３１】
さらに、本発明は、搬送路に沿って搬送される対象物を前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を撮像位置とするように配置された複数のカメラであって、隣り合う前記カメラの撮像方向が垂直に交わるように配置されている複数の前記カメラにより、水平方向から連続して撮像を行い、かつ、前記カメラと共に複数設けられている照明装置を点灯させることにより前記対象物に光を当てる画像撮像方法であって、前記対象物の位置及び搬送方向における長さをセンサーにより確認する確認過程と、前記センサーから送信される信号及び前記対象物の搬送速度から、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出する算出過程と、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向及びこの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる三つの照明装置を点灯させることを連続して行う撮像過程と、を有することを特徴とする画像撮像方法を提供する。
【００３２】
撮像対称となる対象物が球形の場合のように、一方向から光を当てただけでは、対象物の周辺に充分に光が届かない場合があるため、このような場合には、撮像を行うカメラの撮像方向から光を当てる照明装置の他に、このカメラの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる二つの照明装置も同時に点灯させることで、対象物の周辺にも充分に光が届くようになる。
【００３３】
なお、このような場合にも、対象物を上方から撮像するカメラを追加することができるが、このカメラで撮像を行う際には、このカメラの撮像方向から対象物に光を当てる照明装置のみを点灯させることもでき、また、水平方向から光を当てる照明装置をも点灯させることもできる。
【００３４】
例えば、対象物の上面が水平面となっているような場合には、この対象物を上方から撮像するカメラの撮像方向から光を当てる照明装置のみを点灯させれば足りるが、対象物の上面も球状になっているような場合には、対象物の水平方向から光を当てる照明装置も点灯させることが望ましい。
【００３５】
以上に記載した照明装置については、白色発光ダイオードを用いたものを使用することが望ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像撮像装置１００の概略構成図である。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る画像撮像装置１００は、ベルトコンベアー１０１と、五つのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅと、五つの照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅと、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂと、パーソナルコンピュータ１０５と、により構成されている。
【００３８】
画像撮像装置１００での撮像対象である対象物１０６を搬送するベルトコンベアー１０１は、対象物１０６を一定の速度ｖ、ここでは、１ｍ／ｓの速度で、図１の向かって左から右に搬送している。
【００３９】
対象物１０６を撮像するためのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅは、対象物１０６を水平方向から撮像するために、第一のカメラ１０２Ａと、第二のカメラ１０２Ｂと、第三のカメラ１０２Ｃと、第四のカメラ１０２Ｄをベルトコンベアー１０１の側方に配置し、対象物１０６を上方から撮像するために、第五のカメラ１０２Ｅをベルトコンベアー１０１の上方に配置している。
【００４０】
また、これらのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅは、ベルトコンベアー１０１の幅方向における中央にピントが合うようにされており、カメラレンズの中心部からそれぞれのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像方向に延ばした軌跡１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ（第五のカメラ１０２Ｅについては、図示せず。）がベルトコンベアー１０１の幅方向における中央に達した点１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄが、それぞれのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ（第五のカメラ１０２Ｅについても同様に考えればよい。）となる。
【００４１】
これらの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄは、それぞれのカメラによって異なる位置となるように形成されている。
【００４２】
なお、このような撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅは、それぞれのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅで画像を撮像した際に画像の中心に位置するようになる。
【００４３】
ここで、本実施形態では、ベルトコンベアー１０１が１ｍ／ｓの速度で動いており、後述するカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像時間が２ｍｓであることから、これらの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅ間の距離Ｘは２ｍｍとしている。
【００４４】
なお、本実施形態においては、カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅを五つで構成したが、この数には限定されず、二つ以上の任意の数を選択することができる。
【００４５】
図２に表されているように、照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅは、カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅのレンズ１０２ａの周囲に配列された複数の白色発光ダイオード１０９により構成されている。
【００４６】
なお、このように、照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅは、カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅのレンズ１０２ａの周囲に配置されていることから、白色発光ダイオード１０９が発光することにより、照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅはカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像方向から対象物１０６に光を当てることができるようになる。
【００４７】
また、本実施形態では、白色発光ダイオード１０９を使用したが、その他、他の色の発光ダイオードや、蛍光灯、ハロゲンランプ等を使用することも可能である。
【００４８】
ベルトコンベアー１０１のカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅよりも上流側には、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂが設けられており、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂは、発光側光センサー１０４Ａより発光された光を受光側光センサー１０４Ｂで受光しており、発光側光センサー１０４Ａと受光側光センサー１０４Ｂとの間を対象物１０６が通ることにより、光が遮られ、対象物１０６が光センサー１０４Ａ、１０４Ｂが設けられている位置を通過したことが分かるほか、光を遮っていた時間により、対象物１０６の長さが分かるようにされている。
【００４９】
なお、対象物１０６が光を遮った情報については、通過情報として光センサー１０４Ａ、１０４Ｂからパーソナルコンピュータ１０５に通知され、また、対象物１０６が光が遮った時間については、長さ情報としてパーソナルコンピュータ１０５に通知される。
【００５０】
そして、パーソナルコンピュータ１０５では、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂから通知された長さ情報に基づいて、図３に表されているように、対象物１０６の長さＹの半分の値Ｚにより、対象物１０６の中心軸１０６ｂの位置を定め、この中心軸１０６ｂとカメラ１０２Ｅの撮像位置１０８Ｅとが重なる時刻を計算し、この時点においてカメラ１０２Ｅにおいて露出を行い、照明装置１０３Ｅにおいて対象物１０６に光を当てるように指令を出す。
【００５１】
なお、対象物１０６の中心軸１０６ｂとカメラ１０２Ｅの撮像位置１０８Ｅとが重なる時点の計測は、対象物１０６と撮像位置１０８との間の距離Ｌ（ここでは、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂと画像の中心位置１０８Ｅとの間の距離）とに対象物１０６の長さＹの半分の値Ｚを足すことにより距離Ｍを算出し、これをベルトコンベアー１０１の速度ｖで割ることで、対象物１０６の中心軸１０６ｂが撮像位置１０８Ｅに重なるまでの時間によって算出している。
【００５２】
以上のように、パーソナルコンピュータ１０５において、それぞれのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅと対象物１０６の中心軸１０６ｂとが重なる時刻を計算し、この計測結果に基づいて、各カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ及び照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅに対して、露出タイミング及び点灯タイミングの指令を送信する。
【００５３】
なお、上述のように、各カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅは、それぞれの間隔Ｘが２ｍｍとなるように連続して設けられているため、対象物１０６の中心軸１０６ｂは、ベルトコンベアー１０１の速度が１ｍ／ｓであることから、２ｍｓの時間をおいて、連続して各撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅに重なるようになる。
【００５４】
また、本実施形態では、対象物１０６の中心軸１０６ｂが撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅに重なる順番は、第一のカメラの撮像位置１０８Ａ、第二のカメラの撮像位置１０８Ｂ、第三のカメラの撮像位置１０８Ｃ、第四のカメラの撮像位置１０８Ｄ、第五のカメラの撮像位置１０８Ｅの順番である。
【００５５】
ここで、パーソナルコンピュータ１０５から出される指令の具体例は、図４に表されている。
【００５６】
まず、パーソナルコンピュータ１０５は、対象物１０６の中心軸１０６ｂと第一のカメラの撮像位置１０８Ａとが重なる時点において、第一のカメラ１０２Ａの露光タイミングと第一の照明装置１０３Ａの点灯タイミングとの同期を取るための第一のトリガ信号パルス１１０Ａと、第一のカメラ１０２Ａに露光を行わせるための第一の露光タイミングパルス１１１Ａと、第一の照明装置１０３Ａに点灯を行わせるための第一の点灯タイミングパルス１１２Ａと、を第一のカメラ１０２Ａ及び第一の照明装置１０３Ａに送信し、これに基づいて、第一のカメラ１０２Ａは、露光を行うことで撮像を行い、第一の照明装置１０３Ａは、点灯を行う。
【００５７】
なお、ここで、第一のカメラ１０２Ａの露光時間は１ｍｓで、第一の照明装置１０３Ａの点灯時間は２ｍｓに設定されており、対象物１０６に対して均一な光を当てるため、第一の照明装置１０３Ａは、第一のカメラ１０２Ａの露光開始時刻よりも０．５ｍｓ早く点灯し、露光終了時刻よりも０．５ｍｓ遅く点灯を止めるようにされている。
【００５８】
次に、パーソナルコンピュータ１０５は、第一のトリガ信号パルス１１０Ａから２ｍｓ遅れて、第二のトリガ信号パルス１１０Ｂ、第二の露光タイミングパルス１１１Ｂ及び第二の点灯タイミングパルス１１２Ｂを第二のカメラ１０２Ｂ及び第二の照明装置１０３Ｂに送信する。
【００５９】
したがって、第二のカメラ１０２Ｂ及び第二の照明装置１０３Ｂは、第一のカメラ１０２Ａ及び第一の照明装置１０３Ａから２ｍｓ遅れて撮像及び点灯を行うこととなる。
【００６０】
以下、同様にして、第二のトリガ信号パルス１１０Ｂを発してから２ｍｓ遅れで、第三のカメラ１０２Ｃ及び第三の照明装置１０３Ｃに第三のトリガ信号パルス１１０Ｃ、第三の露光タイミングパルス１１１Ｃ及び第三の点灯タイミングパルス１１２Ｃを送信し、第三のトリガ信号パルス１１０Ｃを発してから２ｍｓ遅れで、第四のカメラ１０２Ｄ及び第四の照明装置１０３Ｄに第四のトリガ信号パルス１１０Ｄ、第四の露光タイミングパルス１１１Ｄ及び第四の点灯タイミングパルス１１２Ｄを送信し、第四のトリガ信号パルス１１０Ｄを発してから２ｍｓ遅れで、第五のカメラ１０２Ｅ及び第五の照明装置１０３Ｅに第五のトリガ信号パルス１１０Ｅ、第五の露光タイミングパルス１１１Ｅ及び第五の点灯タイミングパルス１１２Ｅを送信することで、これらのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ及び照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅは、対象物１０６の中心軸１０６ｂと撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅとが重なった位置において、対象物１０６に光を当てて撮像を行うようにされている。
【００６１】
以上のように構成される画像撮像装置１００は、図５に表された手順により撮像を行う。
【００６２】
まず、対象物１０６の位置及び搬送方向における長さを光センサー１０４Ａ、１０５Ａにより確認する（Ｓ１２０）。
【００６３】
このようにして確認された対象物１０６の位置及び搬送方向における長さは、パーソナルコンピュータ１０５に送られ、この情報とベルトコンベアー１０１の速度ｖからパーソナルコンピュータ１０５は、対象物１０６の搬送方向における中心軸と位置とを算出する（Ｓ１２１）。
【００６４】
このようにして算出された対象物１０６の中心軸及び位置とに基づいて、パーソナルコンピュータ１０５は、それぞれのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅと対象物１０６の中心軸１０６ｂとが重なる時刻を計算し、この計測結果に基づいて、各カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ及び照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅに対して、露出タイミング及び点灯タイミングの指令を送信する。
【００６５】
そして、この露光タイミングと点灯タイミングに基づいて、第一のカメラ１０２Ａの露光及び第一の照明装置１０３Ａの点灯（Ｓ１２２）、第二のカメラ１０２Ｂの露光及び第二の照明装置１０３Ｂの点灯（Ｓ１２３）、第三のカメラ１０２Ｃの露光及び第三の照明装置１０３Ｃの点灯（Ｓ１２４）、第四のカメラ１０２Ｄの露光及び第四の照明装置１０３Ｄの点灯（Ｓ１２５）、第五のカメラ１０２Ｅの露光及び第五の照明装置１０３Ｅの点灯（Ｓ１２６）、が行われる。
【００６６】
なお、対象物１０６が球形である場合等には、撮像するカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像方向から対象物１０６に光を当てる照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅばかりでなく、その両隣にある照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅ、例えば、第一のカメラ１０２Ａの撮像位置１０８Ａと対象物１０６の中心軸１０６ｂとが重なり合う時点で、第一のカメラ１０２Ａは、撮像を行うが、このとき、第一の照明装置１０３Ａばかりでなく、第二の照明装置１０３Ｂ及び第三の照明装置１０３Ｃも点灯するようにすることもできる。
【００６７】
この場合に、パーソナルコンピュータ１０５から出される指令の具体例は、図６に表されている。
【００６８】
まず、パーソナルコンピュータ１０５は、対象物１０６の中心軸１０６ｂと第一のカメラの撮像位置１０８Ａとが重なる時点において、第一のカメラ１０２Ａの露光タイミングと、第一の照明装置１０３Ａの点灯タイミングと、第二の照明装置１０３Ｂの点灯タイミングと、第三の照明装置１０３Ｃの点灯タイミングと、の同期を取るための第一のトリガ信号パルス２１０Ａと、第一のカメラ１０２Ａに露光を行わせるための第一の露光タイミングパルス２１１Ａと、第一の照明装置１０３Ａに点灯を行わせるための第一の点灯タイミングパルス２１２Ａと、第二の照明装置１０３Ｂに点灯を行わせるための第二の点灯タイミングパルス２１２Ｂと、第三の照明装置１０３Ｃに点灯を行わせるための第三の点灯タイミングパルス２１２Ｃと、を第一のカメラ１０２Ａ、第一の照明装置１０３Ａ、第二の照明装置１０３Ｂ及び第三の照明装置１０３Ｃに送信し、これに基づいて、第一のカメラ１０２Ａは、露光を行うことで撮像を行い、第一の照明装置１０３Ａ、第二の照明装置１０３Ｂ及び第三の照明装置１０３Ｃは、点灯を行う。
【００６９】
なお、ここで、第一のカメラ１０２Ａの露光時間は１ｍｓで、第一の照明装置１０３Ａ、第二の照明装置１０３Ｂ及び第三の照明装置１０３Ｃの点灯時間は２ｍｓに設定されており、対象物１０６に対して均一な光を当てるため、第一の照明装置１０３Ａは、第一のカメラ１０２Ａの露光開始時刻よりも０．５ｍｓ早く点灯し、露光終了時刻よりも０．５ｍｓ遅く点灯を止めるようにされている。
【００７０】
次に、パーソナルコンピュータ１０５は、第一のトリガ信号パルス２１０Ａから２ｍｓ遅れて、第二のトリガ信号パルス２１０Ｂ、第二の露光タイミングパルス２１１Ｂ、第一の点灯タイミングパルス２１２Ａ、第二の点灯タイミングパルス２１２Ｂ及び第四の点灯タイミングパルス２１２Ｄ、を第二のカメラ１０２Ｂ、第一の照明装置１０３Ａ、第二の照明装置１０３Ｂ及び第四の照明装置１０３Ｄに送信する。
【００７１】
このことにより、第二のカメラ１０２Ｂが露光を行い撮像を行う際に、第一の照明装置１０３Ａ、第二の照明装置１０３Ｂ及び第四の照明装置１０３Ｄが点灯されるようになる。
【００７２】
以下、同様にして、第二のトリガ信号パルス２１０Ｂから２ｍｓ遅れて、第三のトリガ信号パルス２１０Ｃ、第三の露光タイミングパルス２１１Ｃ、第一の点灯タイミングパルス２１２Ａ、第三の点灯タイミングパルス２１２Ｃ及び第四の点灯タイミングパルス２１２Ｄ、を第三のカメラ１０２Ｂ、第一の照明装置１０３Ａ、第三の照明装置１０３Ｃ及び第四の照明装置１０３Ｄに送信し、第三のトリガ信号パルス２１０Ｃから２ｍｓ遅れて、第四のトリガ信号パルス２１０Ｄ、第四の露光タイミングパルス２１１Ｄ、第二の点灯タイミングパルス２１２Ｂ、第三の点灯タイミングパルス２１２Ｃ及び第四の点灯タイミングパルス２１２Ｄ、を第四のカメラ１０２Ｄ、第二の照明装置１０３Ｂ、第三の照明装置１０３Ｃ及び第四の照明装置１０３Ｄに送信することで、これらのカメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ及び照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄは、対象物１０６の中心軸１０６ｂと撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄとが重なった位置において、隣同士の照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄをも点灯させて撮像を行うことができるようにされている。
【００７３】
なお、ここでは、第五のカメラ１０２Ｅで撮像を行う際には、他の照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄは点灯しないようにしているため、第四のトリガ信号パルス２１０Ｄが発せられてから２ｍｓ後に、第五のカメラ１０２Ｅ及び第五の照明装置１０３Ｅには、第五のトリガ信号パルス２１０Ｅと、第五のカメラに露光を行わせるための第五の露光タイミングパルス２１１Ｅと、第五の照明装置１０５Ｅに点灯を行わせるための第五の点灯タイミングパルス２１２Ｅが発せられるようにされている。
【００７４】
この点、第五のカメラ１０２Ｅで撮像を行う際に、第五の照明装置１０３Ｅに加えて他の照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄも点灯するようにする場合には、第四のトリガ信号パルス２１０Ｄが発せられてから２ｍｓ後に、第五のカメラ１０２Ｅ及び全ての照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅに対し、第五のトリガ信号パルス２１０Ｅと、第一のカメラに露光を行わせるための第一の露光タイミングパルス２１１Ａと、第二の照明装置１０５Ｂに点灯を行わせるための第二の点灯タイミングパルス２１２Ｂ、第三の照明装置１０５Ｃに点灯を行わせるための第三の点灯タイミングパルス２１２Ｃ、第四の照明装置１０５Ｄに点灯を行わせるための第四の点灯タイミングパルス２１２Ｄ、第五の照明装置１０５Ｅに点灯を行わせるための第五の点灯タイミングパルス２１２Ｅを発するようにすればよい。
【００７５】
なお、パーソナルコンピュータ１０５と、カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅと、照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅと、光センサー１０４Ａ、１０４Ｂと、の情報の伝達は、ケーブル２１３を通じて行われている。
【００７６】
本発明を以上のように構成したので、ベルトコンベアー１０１に乗って搬送されてきた対象物１０６の中心軸１０６ｂが各カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅの撮像位置１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅと重なり、各カメラ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅで撮像する画像の中心に対象物１０６の中心軸が位置するような画像を取ることができるほか、照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｅの光が重なることによる照明ムラを防止することができるほか、対向方向にある照明装置１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄが画像に写り込んでしまうことを防止することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明を構成したので、撮像対象である対象物の中心軸と画像の中心位置とを合わせることができ、かつ、照明ムラを除去し、対向する照明装置からの照明光の写り込みを防止することができる画像撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る画像撮像装置１００の概略構成図。
【図２】カメラ１０２及び照明装置１０３の構成例。
【図３】カメラ１０２Ｅによる撮像タイミングの計測例。
【図４】コンピュータ１０５が出す指令パレスのイメージ図。
【図５】画像撮像装置１００の動作手順を表すフローチャート。
【図６】コンピュータ１０５が出す指令パレスのイメージ図。
【図７】従来の外観検査装置３００の概略構成図。
【符号の説明】
１００画像撮像装置
１０１ベルトコンベアー
１０２カメラ
１０３照明装置
１０４光センサー
１０５パーソナルコンピュータ
１０６対象物
１０８撮像位置
１０９白色発光ダイオード

Claims

撮像対象となる対象物を撮像する画像撮像装置であって、
前記対象物を搬送路に沿って搬送する搬送装置と、
前記対象物を水平方向であってそれぞれ異なる方向から撮像し、前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を前記対象物の撮像位置とするように配置された複数のカメラと、
前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当て、前記カメラと共に複数設けられている照明装置と、
前記カメラよりも前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、
前記センサーから送信される信号及び前記搬送装置の搬送速度に基づいて、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出し、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向から光を当てる一の照明装置を点灯させることを順次繰り返し、全てのカメラにより撮像を行う制御手段と、を有することを特徴とする画像撮像装置。
前記カメラは、四つ設けられており、
隣り合っている前記カメラの撮像方向は、それぞれ垂直に交わる方向であることを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置。
前記画像撮像装置には、前記対象物を上方から撮像し、他のカメラの撮像位置とは異なる位置を撮像位置とするカメラと、
前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる照明装置と、がさらに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像撮像装置。
撮像対象となる対象物を撮像する画像撮像装置であって、
前記対象物を搬送路に沿って搬送する搬送装置と、
前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、
前記対象物を水平方向であってそれぞれ異なる方向から撮像し、前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を前記対象物の撮像位置とするように配置された四つのカメラと、
前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる四つの照明装置と、
前記カメラよりも前記搬送路の上流側に位置し、前記対象物の位置及び搬送方向における長さを確認するセンサーと、
前記センサーから送信される信号及び前記搬送装置の搬送速度に基づいて、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出し、複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うことを順次繰り返し、全てのカメラにより撮像を行う画像撮像装置であって、
隣り合う前記カメラの撮像方向は、それぞれ垂直に交わる方向に配置されており、
前記制御手段は、前記撮像を行っている間のみ、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラの撮像方向及びこの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる三つの照明装置を点灯させることを特徴とする画像撮像装置。
前記画像撮像装置には、前記対象物を上方から撮像し、他のカメラの撮像位置とは異なる位置を撮像位置とするカメラと、
前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる照明装置と、がさらに設けられており、
前記制御手段は、前記対象物を垂直方向から撮像するカメラで撮像を行う際には、前記対象物に上方から光を当てる照明装置のみ又は全ての照明装置を点灯させることを特徴とする請求項６に記載の画像撮像装置。
前記照明装置は、白色発光ダイオードを用いたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像撮像装置。
搬送路に沿って搬送される対象物を前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を撮像位置とするように配置された複数のカメラで水平方向から連続して撮像を行い、かつ、前記カメラと共に複数設けられている照明装置を点灯させることにより前記対象物に光を当てる画像撮像方法であって、
前記対象物の位置及び搬送方向における長さをセンサーにより確認する確認過程と、
前記センサーから送信される信号及び前記対象物の搬送速度から、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出する算出過程と、
複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向から光を当てる一の照明装置を点灯させることを連続して行う撮像過程と、を有することを特徴とする画像撮像方法。
前記カメラは、前記対象物を水平方向から撮像するように四つ設けられており、
隣り合っている前記カメラの撮像方向は、それぞれ垂直に交わる方向に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像撮像方法。
前記対象物を上方から撮像し、他のカメラの撮像位置とは異なる位置を撮像位置とするカメラと、
前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる照明装置と、がさらに設けられており、
前記撮像過程には、前記中心軸と、前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像位置と、が重なった場合にこのカメラにより撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみこのカメラの撮像方向から光を当てる前記照明装置を点灯させることも含まれることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像撮像方法。
搬送路に沿って搬送される対象物を前記搬送路上のそれぞれ異なる位置を撮像位置とするように配置された複数のカメラであって、隣り合う前記カメラの撮像方向が垂直に交わるように配置されている複数の前記カメラにより、水平方向から連続して撮像を行い、かつ、前記カメラと共に複数設けられている照明装置を点灯させることにより前記対象物に光を当てる画像撮像方法であって、
前記対象物の位置及び搬送方向における長さをセンサーにより確認する確認過程と、
前記センサーから送信される信号及び前記対象物の搬送速度から、前記対象物の搬送方向における中心軸及び位置を算出する算出過程と、
複数の前記カメラの内、前記中心軸と前記撮像位置とが重なった一のカメラで撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみ、この一のカメラの撮像方向及びこの撮像方向に垂直に交わる方向から光を当てる三つの照明装置を点灯させることを連続して行う撮像過程と、を有することを特徴とする画像撮像方法。
前記対象物を上方から撮像し、他のカメラの撮像位置とは異なる位置を撮像位置とするカメラと、
前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像方向から前記対象物に光を当てる照明装置と、がさらに設けられており、
前記撮像過程には、前記中心軸と、前記対象物を上方から撮像する前記カメラの撮像位置と、が重なった場合にこのカメラにより撮像を行うと共に、前記撮像を行っている間のみこのカメラの撮像方向から光を当てる前記照明装置のみ又は全ての照明装置を点灯させることも含まれることを特徴とする請求項１０に記載の画像撮像方法。
前記照明装置には、白色発光ダイオードを用いていることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一項に記載の画像撮像方法。