JP4735255B2 - 画像処理装置および画像処理装置の動作条件設定方法 - Google Patents

Description

この発明は、画像処理装置および画像処理装置の動作条件設定方法に関し、より特定的には、ＦＡ（Factory Automation）ラインの画像処理装置およびその動作条件設定方法に関する。

従来から、工場などでライン上の製品を検査するのに画像処理装置（視覚センサ）が用いられている。

図２３は、従来の画像処理装置８００の構成の一例を示したブロック図である。
図２３を参照して、画像処理装置８００は、コントローラ２０と、撮像装置６０とを備える。撮像装置６０は、カメラ６１と、レンズ部６２と、照明部６３とを含む。カメラ６１、レンズ部６２、および照明部６３のそれぞれに対応して、コントローラ２０からの制御信号を伝達する信号ケーブル８１，８１１，８１２が設けられている。

また、特許文献１は、離れた場所に配備されたコントローラからの制御信号に基づいてモータを駆動し、モータに連結された光学部品の設定状態を制御することによりリモート操作を可能にした監視カメラ用レンズ装置において、監視カメラ用レンズ装置の本体に配置される手元操作部と、手元操作部の操作に従ってモータを駆動し、光学部品の設定状態を制御することにより手元操作を可能にする制御手段とを備えた装置を開示している。

また、特許文献２は、調光信号短絡部の閉成状態において、出力調光信号を段階的に変化させたときに調光信号入力回路部を介して得られる入力調光信号と出力調光信号の関係を求めて補正テーブルとして記憶し、かつ、調光信号短絡部の開成状態において、補正テーブルを参照することにより、調光信号入力回路部からの入力調光信号に対応する出力調光信号を決定する照明制御装置を開示している。
特開２００４−２７９９１１号公報 特開２００２−３２４６８４号公報

図２３の画像処理装置８００において、カメラ６１または照明部６３を遠隔制御することは従来から可能であった。しかし、レンズ部６２のズーム、フォーカス、絞り（アイリス）などは数値的に管理できておらず、手動で調整する必要があった。具体的には、一眼レフカメラのようにリングを回したり、モニタを見ながら電流・電圧制御したりして、レンズ部６２を調整する必要があった。

上記のように、従来の画像処理装置８００では、レンズ部６２を手動で調整していたので、ＦＡにおいて複数のラインで同じ設定を実現することが困難であった。また、従来の画像処理装置８００では、カメラ６１およびレンズ部６２の交換時に同じ設定を再現することも難しかった。さらに、従来の画像処理装置８００では、メンテナンス時に少々誤った設定をしてしまっても、撮像装置６０のレンズ部６２に関するズーム、フォーカス、絞り等のパラメータを数値的に管理できていなかったため、その発見が困難であった。

それゆえに、この発明の目的は、撮像装置を数値的に管理することが可能な画像処理装置およびその動作条件設定方法を提供することである。

この発明は、撮像装置とコントローラとを有する画像処理装置であって、撮像装置は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、レンズ部を介して被写体を撮像する撮像部と、コントローラからの設定値を受けて、対応するレンズ部の機能の動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備える。コントローラは、レンズ部の機能の動作条件を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、設定値記憶部に記憶された設定値を撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備える。撮像装置は、設定値によって設定されるべき動作条件と、撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、動作制御部は、補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて設定値を補正し、当該補正された設定値によりズーム倍率、焦点距離、および絞りの開閉の少なくとも１つを制御する。

この発明の他の局面によれば、撮像装置とコントローラとを有する画像処理装置であって、撮像装置は、輝度を調整する機能を有する照明部と、被写体を撮像する撮像部と、コントローラからの設定値を受けて、照明部の輝度を設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備える。コントローラは、照明部の輝度を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、設定値記憶部に記憶された設定値を撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備える。撮像装置は、設定値によって設定されるべき動作条件と、撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、動作制御部は、補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて設定値を補正し、当該補正された設定値により照明部の輝度を制御する。

好ましくは、コントローラは、設定値の入力を外部から受け付けるインターフェース部を含む。

好ましくは、複数の撮像装置がコントローラに接続され、コントローラの設定値記憶部は、１または２以上の設定値を記憶し、少なくとも１の設定値が、コントローラに接続される２以上の撮像装置の設定値として共通に用いられる。

この発明の他の局面によれば、第１および第２の撮像装置を含む撮像装置とコントローラとが分離可能に接続された画像処理装置において、撮像装置は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、レンズ部を介して被写体を撮像する撮像部と、コントローラからの設定値を受けて、対応するレンズ部の機能の動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、コントローラは、設定値の入力を外部から受け付けるインターフェース部と、レンズ部の機能の動作条件を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、設定値記憶部に記憶された設定値を撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備えた画像処理装置に対して、レンズ部の機能の動作条件の設定を行なう画像処理装置の動作条件設定方法であって、第１の撮像装置をコントローラに接続した状態で、インターフェース部を通じて外部から設定値を入力され、当該設定値をコントローラの設定値記憶部に記憶するとともに、当該設定値に基づいて第１の撮像装置のレンズ部の機能を動作条件の設定値に応じた動作条件となるように制御するステップと、コントローラに接続されている第１の撮像装置の接続を外し、第２の撮像装置に交換して接続するステップと、第２の撮像装置のレンズ部の機能の動作条件を、コントローラの設定値記憶部に記録された、第１の撮像装置のレンズ部の機能の動作条件の設定値と同じ設定値に応じた動作条件となるように制御するステップとを含む。撮像装置は、設定値によって設定されるべき動作条件と、撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、動作制御部は、補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて設定値を補正し、当該補正された設定値によりズーム倍率、焦点距離、および絞りの開閉の少なくとも１つを制御する。

この発明の他の局面によれば、第１および第２の撮像装置を含む撮像装置とコントローラとが分離可能に接続された画像処理装置において、撮像装置は、輝度を調整する機能を有する照明部と、被写体を撮像する撮像部と、コントローラからの設定値を受けて、照明部の輝度に関する動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、コントローラは、照明部の輝度を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、設定値記憶部に記憶された設定値を撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備えた画像処理装置に対して、照明部の輝度に関する動作条件の設定を行なう画像処理装置の動作条件設定方法であって、第１の撮像装置をコントローラに接続した状態でインターフェース部を通じて外部から設定値を入力され、当該設定値をコントローラの設定値記憶部に記憶するとともに、当該設定値に基づいて第１の撮像装置の照明部の輝度が設定値に応じた輝度となるように照明部の動作条件を制御するステップと、コントローラに接続されている第１の撮像装置の接続を外し、第２の撮像装置に交換して接続するステップと、第２の撮像装置の照明部の輝度に関する動作条件を、コントローラの設定値記憶部に記録された第１の撮像装置の照明部の輝度に関する動作条件の設定値と同じ設定値に応じた動作条件となるように制御するステップとを含む。撮像装置は、設定値によって設定されるべき動作条件と、撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、動作制御部は、補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて設定値を補正し、当該補正された設定値により照明部の輝度を制御する。

この発明によれば、撮像装置を数値的に管理することが可能となる。

以下、この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り返さない。

図１は、この発明の実施の形態におけるセンサシステム１の概略的な構成を示したブロック図である。

図１を参照して、センサシステム１は、製造ライン１００等の製造現場において搬送される製品１０１〜１０４の検査に用いられる。製品１０１〜１０４は、完成品または半製品である。センサシステム１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０と、ネットワーク回線１１と、操作部３０Ａ〜３０Ｃと、表示部４０Ａ〜４０Ｃと、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）５０Ａ，５０Ｂと、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとを備える。画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、この発明の実施の形態による画像処理装置に相当する。

ＰＣ１０は、ネットワーク回線１１を介して、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとの間で情報の授受を行なう。ネットワーク回線１１は、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）用の回線である。作業者は、ＰＣ１０を用いることで、たとえば製造ライン１００の稼動状況の監視や画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの遠隔操作を行なうことができる。

図１において、画像処理装置８０Ａは製品１０１を撮影する。同様に、画像処理装置８０Ｂは製品１０２，１０３を撮影し、画像処理装置８０Ｃは製品１０４を撮影する。画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃは、予め記憶した画像パターン（画像情報）と撮影した画像の情報とを比較して比較結果を出力する。

ＰＬＣ５０Ａは、画像処理装置８０Ａからの比較結果を受ける。ＰＬＣ５０Ｂは、画像処理装置８０Ｂ，８０Ｃからの比較結果を受ける。これらの比較結果は、製品１０１〜１０４に色むらや傷などがあれば、記憶する画像情報と撮影により得られた画像情報とが一致しないことを示す。ＰＬＣ５０Ａ，５０Ｂは、この比較結果に基づいて、製品１０１〜１０４を次の製造工程に進めるか、製品１０１〜１０４を製造ライン１００から排出するかを決定する。

画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、コントローラと撮像装置とを含む。コントローラは、この発明の画像処理装置における「本体部」に相当する。図１では、画像処理装置８０Ａは、コントローラ２０Ａと撮像装置６０Ａとを含む。画像処理装置８０Ｂは、コントローラ２０Ｂと撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２とを含む。画像処理装置８０Ｃは、コントローラ２０Ｃと撮像装置６０Ｃとを含む。画像処理装置８０Ｂのように、この発明の実施の形態の画像処理装置では、１台のコントローラ（コントローラ２０Ｂ）に対して複数台の撮像装置（撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２）が設けられてもよい。なお、コントローラ２０Ａ〜２０Ｃの各々は、ネットワーク回線１１に接続されている。

画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、さらに、コントローラと撮像装置との間で信号を伝送する信号ケーブルを含む。画像処理装置８０Ａは、信号ケーブル８１Ａをさらに含む。同様に、画像処理装置８０Ｂは、信号ケーブル８１Ｂ１，８１Ｂ２をさらに含む。画像処理装置８０Ｃは、信号ケーブル８１Ｃをさらに含む。コントローラと撮像装置との間は、信号ケーブルを介してコネクタで接続される。コネクタ以外に端子台を用いて取り外し可能に接続してもよい。信号ケーブルの構成については後述する。

操作部３０Ａ〜３０Ｃは、コントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続されている。表示部４０Ａ〜４０Ｃは、同じくコントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続されている。操作部３０Ａ〜３０Ｃは、たとえばマウスやキーボードなどである。表示部４０Ａ〜４０Ｃは、たとえば液晶ディスプレイである。ユーザは、表示部や操作部を用いて撮像装置の設定を行なう。撮像装置の設定に関する情報は、コントローラから信号ケーブルを介して撮像装置に送られる。撮像装置は、この情報に応じ、たとえばレンズのズーム倍率の変更やシャッタ速度の変更などを行なう。

次に、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの構成を説明する。なお、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃは基本的に同様の構成を有する。コントローラ２０Ａ〜２０Ｃは互いに同様の構成を有する。撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃは互いに同様の構成を有する。信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃは互いに同様の構成を有する。よって、以後の説明では、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃを「画像処理装置８０」と総称し、コントローラ２０Ａ〜２０Ｃを「コントローラ２０」と総称し、撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃを「撮像装置６０」と総称し、信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃを「信号ケーブル８１」と総称する。

図２は、この発明の実施の形態による画像処理装置８０の概略的な構成を示したブロック図である。

図２を参照して、画像処理装置８０は、コントローラ２０と、撮像装置６０と、信号ケーブル８１とを備える。撮像装置６０は、カメラ６１と、補助部６１Ａと、信号ケーブル８２とを含む。補助部６１Ａは、レンズ部６２と照明部６３とを有する。カメラ６１は、レンズ部６２を介して図１に示す製品（被写体）を撮像する装置である。レンズ部６２は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有する。照明部６３は、被写体に光を照射する。

コントローラ２０は、レンズ部６２および照明部６３を制御するため、信号ケーブル８１を介してカメラ６１に制御信号を送る。カメラ６１は、受け取った制御信号がレンズ部６２または照明部６３への制御のための信号である場合には、信号ケーブル８２を介して指示信号をレンズ部６２または照明部６３に送信する。レンズ部６２または照明部６３は、受けた指示信号に応じて動作する。

図２２に示す従来の画像処理装置８００では、コントローラ２０からレンズ部６２と照明部６３とに対して制御を行なうため、レンズ部６２と照明部６３とに対して信号ケーブル８１１，８１２がそれぞれ必要である。これに対し、この発明の実施の形態による画像処理装置８０では、信号ケーブル８１のみがコントローラ２０に接続される。よって、この発明の実施の形態によれば、ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御することができる。

カメラ６１は、コントローラ２０から自身の制御に関する制御信号も受ける。この場合には、カメラ６１は受けた制御信号に基づいてたとえばシャッタ速度等を変更する。なお、カメラ６１と補助部６１Ａとは、図２に示す信号ケーブル８２を用いず、雄コネクタと雌コネクタとにより直接接続されてもよい。

図３は、図２のコントローラ２０およびその周辺の構成を示したブロック図である。
図３を参照して、コントローラ２０は、カメラＩ／Ｆ（インターフェース）２１と、ＲＡＭ（揮発性メモリ）２２と、外部Ｉ／Ｆ２３と、ＣＰＵ（中央処理装置）２４と、フラッシュメモリ２５と、グラフィックコントローラ２６と、操作Ｉ／Ｆ２７と、内部バス２９とを含む。

タイミングセンサ７０は、図１には示されていないが、たとえば図１の製造ライン１００に設置される光センサである。ある製品がタイミングセンサ７０の設置箇所を通過した場合、タイミングセンサ７０はＣＰＵ２４に対してタイミング信号を送信する。ＣＰＵ２４は、このタイミング信号の受信に応じ、撮像装置６０に対して撮像指示を出力する。また、ＣＰＵ２４は、撮像装置６０から受ける画像情報に応じて所定の処理を行なう。さらに、ＣＰＵ２４は、コントローラ２０の全体の動作を制御する。

カメラＩ／Ｆ２１は、コントローラ２０において撮像装置６０との交信を行なう回路である。ＲＡＭ２２は、カメラＩ／Ｆ２１が受けた画像情報を一時的に記憶するとともにＣＰＵ２４が行なう各種処理に必要なデータを一時的に記憶する。フラッシュメモリ２５は、ＣＰＵ２５が実行するプログラムや保存しておくべきパラメータ等を不揮発的に記憶する。グラフィックコントローラ２６は、表示部４０が撮像装置６０からの画像情報やＣＰＵ２４が処理した後の画像情報を表示するために、これらの画像情報を表示部４０に対して出力する。

外部Ｉ／Ｆ２３は、ＰＣ１０やＰＬＣ５０から入力される情報をＣＰＵ２４に与える。操作Ｉ／Ｆ２７は、操作部３０に接続されて、操作部３０がユーザの操作に応じて出力する情報を受ける。この情報は、操作Ｉ／Ｆ２７からＣＰＵ２４に送られる。コントローラ２０の内部において、これらの情報は内部バス２９を伝送する。

図４は、図２の撮像装置６０の構成を示したブロック図である。
図４を参照して、撮像装置６０は、カメラ６１と、補助部６１Ａとを含む。補助部６１Ａは、レンズ部６２と、照明部６３と、動作制御部９０とを含む。動作制御部９０は、カメラ６１との通信内容に応じて、モータ６２３または照明駆動部６３１の動作を制御する。これにより、絞り６２２、レンズ６２４、照明器６３２の各々の動作が制御される。

レンズ部６２は、絞り６２２と、モータ６２３と、レンズ６２４とを含む。絞り６２２は、モータ６２３によって開口径を変化させる。レンズ６２４は、モータ６２３によってズーム倍率を変化させたりフォーカスを変化させたりする。これにより、レンズ部６２が有するズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能を実現できる。

照明部６３は、照明駆動部６３１と、照明器６３２とを含む。照明器６３２は、照明駆動部６３１の制御に応じて、被写体（図１の製品１０１〜１０４）等を照明する。照明器６３２は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子や蛍光灯などである。照明駆動部６３１は、たとえばＬＥＤに駆動電流を印加する回路や蛍光灯の点灯回路などである。

図５は、図２の画像処理装置８０の一例である画像処理装置８０ａの概略的な構成を示したブロック図である。

図５を参照して、画像処理装置８０ａは、コントローラ２０ａと、撮像装置６０ａとを備える。コントローラ２０ａは、ＣＰＵ２４ａと、メモリ２２５と、外部Ｉ／Ｆ２３とを含む。メモリ２２５は、図２で説明したＲＡＭ２２とフラッシュメモリ２５とを総称したメモリである。撮像装置６０ａは、カメラ６１と、補助部６１Ａａとを備える。補助部６１Ａａは、レンズ部６２と、照明部６３と、動作制御部９０ａと、補正テーブル９５ａとを含む。

外部Ｉ／Ｆ２３は、ＰＣ１０やＰＬＣ５０から入力される撮像装置６０ａの数値情報ＮＳをメモリ２２５に与える。数値情報ＮＳとは、たとえばレンズ部のズーム倍率、絞り値、焦点距離値（焦点距離値に対応する値、例えばレンズ位置を含む）、照明部の輝度に対応する値などの設定値である。メモリ２２５は、数値情報ＮＳを保持するとともに、ＣＰＵ２４ａへ出力する。ＣＰＵ２４ａは、数値情報ＮＳをカメラ６１を介して動作制御部９０ａへ送信する。動作制御部９０ａは、カメラ６１からの数値情報ＮＳをもとにレンズ部や照明部が個体ごとに有するばらつき補正するために各々に対して予め作成された補正テーブル９５ａからの補正値ＡＳを用いて補正する。補正後の制御信号ＡＮ１，ＡＮ２は、レンズ部６２，照明部６３へそれぞれ出力される。

図６は、図２の画像処理装置８０の他の一例である画像処理装置８０ｂの概略的な構成を示したブロック図である。

図６を参照して、画像処理装置８０ｂは、コントローラ２０ｂと、撮像装置６０ｂとを備える。コントローラ２０ｂは、ＣＰＵ２４ｂと、メモリ２２５と、外部Ｉ／Ｆ２３とを含む。撮像装置６０ｂは、カメラ６１と、補助部６１Ａｂとを備える。補助部６１Ａｂは、レンズ部６２と、照明部６３と、動作制御部９０ｂと、補正テーブル９５ｂとを含む。

外部Ｉ／Ｆ２３は、ＰＣ１０やＰＬＣ５０から入力される撮像装置６０ｂの数値情報ＮＳをメモリ２２５に与える。メモリ２２５は、数値情報ＮＳを保持するとともに、ＣＰＵ２４ｂへ出力する。ＣＰＵ２４ｂは、メモリ２２５からの数値情報ＮＳを補正テーブル９５ｂからの補正値ＡＳを用いて補正し、補正後の制御信号ＡＮをカメラ６１を介して動作制御部９０ｂへ送信する。動作制御部９０ｂは、補正後の制御信号ＡＮ１，ＡＮ２をレンズ部６２，照明部６３へそれぞれ出力する。これにより、レンズ部、照明部は、個体ごとに特性ばらつきをもっていても、設定値に応じた特性を発揮する状態に設定することができるようになる。

上記の図５または図６のように画像処理装置８０を構成することにより、撮像装置６０を数値的に管理することが可能となる。具体的には、図１のように、複数の撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃを設置した場合にも、複数の撮像装置の各々に対して同じ設定値を用いることができる。たとえば、外部Ｉ／Ｆ２３を通じて１または２以上の設定値を入力し、それをコントローラ２０のメモリ２２５に記憶させ、この中の少なくとも１つの設定値をコントローラ２０に接続される２以上の撮像装置の設定値として共通に用いる。これにより、複数の撮像装置の各々に対して同じ設定値を用いることができる。また、撮像装置６０を他の撮像装置に交換する場合にも、上記のように予めメモリ２２５に記憶させた設定値を用いることにより、交換前と同じ設定を適用することができる。

以下、この発明の実施の形態による画像処理装置８０のより具体的な動作について、主にフロー図を用いて説明する。

図７は、コントローラ２０の設定モードにおけるＣＰＵ２４の動作を示したフロー図である。

図７を参照して、まず、ステップＳ１０１において、画像処理装置８０の電源をオンにする。その後、ステップＳ１０２において、撮像装置６０に関する初期設定を行なう。具体的には、たとえば、カメラ６１のゲインおよびシャッター速度、レンズ部６２のズーム、フォーカスおよび絞り設定、照明部６３の分割ごとの輝度設定などを初期設定する。前述したように、これらの初期設定値は、図３の外部Ｉ／Ｆ２３または操作Ｉ／Ｆ２７を介してユーザが入力可能である。ステップＳ１０３において、上記の初期設定値がメモリ２２５に格納され、設定モードの動作が終了する。

図８は、図５の画像処理装置８０ａの運転モードにおけるコントローラ２０ａおよび撮像装置６０ａの動作を示したフロー図である。

図８を参照して、まず、ステップＳ１１１，Ｓ１２１において、コントローラ２０ａおよび撮像装置６０ａの電源をそれぞれオンにする。コントローラ２０ａは、ステップＳ１１２において外部から入力される設定値をメモリ２２５から読み出し、ステップＳ１１３において当該設定値を撮像装置６０ａに送信する。撮像装置６０ａは、ステップＳ１２２において補正テーブル９５から補正値を参照する。その後、撮像装置６０ａは、ステップＳ１２３においてコントローラ２０ａから送信される設定値を受信し、その設定値を補正テーブル９５ａの補正値で補正し、ステップＳ１２４において当該補正後の値で撮像装置６０ａを調整する。

コントローラ２０ａは、ステップＳ１１４において外部から撮像タイミングの入力を受けて、ステップＳ１１５において撮像トリガを撮像装置６０ａに送信する。撮像装置６０ａは、ステップＳ１２５においてコントローラ２０ａからの撮像トリガを受信し、ステップＳ１２６において撮像動作を行なう。その後、撮像装置６０ａは、ステップＳ１２７において、撮像動作によって得られた映像をコントローラ２０ａに送信する。コントローラ２０ａは、ステップＳ１２８において撮像装置６０ａからの映像を計測および検査し、その結果をステップＳ１１５にフィードバックする。これを受けて、コントローラ２０ａは、ステップＳ１１５において撮像トリガを撮像装置６０ａに再び送信する。

図９は、図６の画像処理装置８０ｂの運転モードにおけるコントローラ２０ｂおよび撮像装置６０ｂの動作を示したフロー図である。

図９を参照して、まず、ステップＳ１３１，Ｓ１４１において、コントローラ２０ｂおよび撮像装置６０ｂの電源をそれぞれオンにする。コントローラ２０ｂは、ステップＳ１３２において外部から入力される設定値をメモリ２２５から読み出す。撮像装置６０ｂは、ステップＳ１４２において、補正テーブル９５ｂから補正値を読み出し、当該設定値をコントローラ２０ｂに送信する。その後、コントローラ２０ｂは、ステップＳ１３３において撮像装置６０ｂから送信される設定値を受信し、その設定値を補正テーブル９５ｂの補正値で補正し、ステップＳ１３４において当該補正後の値を撮像装置６０ｂに送信する。撮像装置６０ｂは、ステップＳ１４３において上記補正後の値で撮像装置６０ｂを調整する。

コントローラ２０ｂは、ステップＳ１３５において外部から撮像タイミングの入力を受けて、ステップＳ１３６において撮像トリガを撮像装置６０ｂに送信する。撮像装置６０ｂは、ステップＳ１４４においてコントローラ２０ｂからの撮像トリガを受信し、ステップＳ１４５において撮像動作を行なう。その後、撮像装置６０ｂは、ステップＳ１４６において、撮像動作によって得られた映像をコントローラ２０ｂに送信する。コントローラ２０ｂは、ステップＳ１４７において撮像装置６０ｂからの映像を計測および検査し、その結果をステップＳ１３６にフィードバックする。これを受けて、コントローラ２０ｂは、ステップＳ１３６において撮像トリガを撮像装置６０ｂに再び送信する。

次に、撮像装置６０のレンズ部６２におけるズーム、フォーカスおよび絞り設定ならびに照明部６３における輝度設定の詳細について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、以下では、補正テーブル９５ａと補正テーブル９５ｂとを総称して補正テーブル９５と称する。

図１０は、レンズ部６２においてズーム倍率の補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。なお、補正テーブルの設定は、レンズ部が製造された後、製品として出荷する前などに行なわれる。

図１０を参照して、まず、ステップＳ１１においてレンズ部６２のズーム倍率を設定し、ステップＳ１２においてカメラ６１で撮像する。その後、ステップＳ１３においてレンズ部６２の実倍率を計測し、ステップＳ１１に戻る。このステップＳ１１〜Ｓ１３の動作を繰り返すことにより、設定倍率と実倍率とを複数点サンプリングすることができる。ステップＳ１４においてこれらのサンプリング点に基づいて倍率の補正テーブル値を計算し、ステップＳ１５において当該補正テーブル値を補正テーブル９５に格納する。

図１１は、図１０のステップＳ１４において倍率の補正テーブル値を計算する一例を示した図である。

図１１において、横軸は倍率パラメータを示し、縦軸は倍率を示す。サンプリング点Ｍ１〜Ｍｎの各々において設定倍率ＧＭに対する実倍率ＲＭを計測し、設定倍率ＧＭおよび実倍率ＲＭを直線または曲線補間する。設定倍率ＧＭと実倍率ＲＭとの差を算出することにより、倍率の補正テーブル値を計算する（ステップＳ１４）ことができる。図１１では、設定倍率ＧＭと実倍率ＲＭとのオフセット値が倍率の補正テーブル値となる。

図１２は、ズーム倍率の補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。

図１２を参照して、まず、コントローラ２０は、ステップＳ１６において撮像装置６０のレンズ部６２に倍率動作のトリガ信号を送り、ステップＳ１７においてメモリ２２５からズーム倍率を読み出す。このズーム倍率は、図３の外部Ｉ／Ｆ２３または操作Ｉ／Ｆ２７を介してユーザが入力可能である。次に、ステップＳ１８においてコントローラ２０または撮像装置６０が当該ズームの倍率に対応する倍率の補正テーブル値を補正テーブル９５から参照し、ステップＳ１９において動作制御部９０が補正後の倍率値となるようにモータ６２３を駆動させる。

これにより、レンズ部の特性にばらつきがあり、ズーム倍率の設定値によって実際に実現されるズーム倍率にずれがあっても、この補正処理によって、設定したズーム倍率どおりの、本来設定されるべきズーム倍率が実際に得られるようになる。

図１３は、レンズ部６２において絞りの補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。

図１３を参照して、まず、ステップＳ２１においてレンズ部６２の絞り値を設定し、ステップＳ２２においてカメラ６１で撮像する。その後、ステップＳ２３においてカメラ６１で撮像した画像濃度を計測し、ステップＳ２１に戻る。このステップＳ２１〜Ｓ２３の動作を繰り返すことにより、設定絞り値の濃度換算値と計測濃度とを複数点サンプリングすることができる。ステップＳ２４においてこれらのサンプリング点に基づいて絞りの補正テーブル値を計算し、ステップＳ２５において当該補正テーブル値を補正テーブル９５に格納する。

図１４は、図１３のステップＳ２４において絞りの補正テーブル値を計算する一例を示した図である。

図１４において、横軸は絞りパラメータを示し、縦軸は画像濃度を示す。サンプリング点Ｉ１〜Ｉｎの各々において設定絞り値の濃度換算値ＧＩに対する計測濃度ＲＩを計測し、換算濃度ＧＩおよび計測濃度ＲＩを直線または曲線補間する。換算濃度ＧＩと計測濃度ＲＩとの差を算出することにより、絞りの補正テーブル値を計算する（ステップＳ２４）ことができる。図１４では、換算濃度ＧＩと計測濃度ＲＩとのオフセット値が絞りの補正テーブル値となる。

図１５は、絞りの補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。

図１５を参照して、まず、コントローラ２０は、ステップＳ２６においてレンズ部６２に絞り動作のトリガ信号を送り、ステップＳ２７においてメモリ２２５から絞り値を読み出す。この絞り値は、図３の外部Ｉ／Ｆ２３または操作Ｉ／Ｆ２７を介してユーザが入力可能である。次に、ステップＳ２８においてコントローラ２０または撮像装置６０が撮像装置６０の絞りの補正テーブル値を補正テーブル９５から参照し、ステップＳ２９において動作制御部９０が補正後の絞り値となるようにモータ６２３を駆動させる。

図１６は、レンズ部６２においてフォーカスの補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。

図１６を参照して、まず、ステップＳ３１において、倍率の補正テーブルを計算する（図１３のステップＳ２４および図１４の説明を参照）。次に、ステップＳ３２において各倍率でのレンズ６２４の位置を求め、ステップＳ３３において各々のピントの合う位置を計算する。ステップＳ３２，Ｓ３３により、設定レンズ位置とフォーカスレンズ位置とを複数点サンプリングすることができる。ステップＳ３４においてこれらのサンプリング点に基づいてフォーカスの補正テーブル値を計算し、ステップＳ３５において当該補正テーブル値を補正テーブル９５に格納する。

これにより、レンズ部の特性にばらつきがあり、絞り値の設定値によって実際に実現される絞り値にずれがあっても、この補正処理によって、設定した絞り値どおりの、本来設定されるべき絞り値が実際に得られるようになる。

図１７は、図１６のステップＳ３４においてフォーカスの補正テーブル値を計算する一例を示した図である。

図１７において、横軸は倍率パラメータを示し、縦軸はレンズ位置を示す。サンプリング点Ｆ１〜Ｆｎの各々において設定レンズ位置ＧＦおよびフォーカスレンズ位置ＲＦを求める。設定レンズ位置ＧＦとフォーカスレンズ位置ＲＦとの差を算出することにより、フォーカスの補正テーブル値を計算する（ステップＳ３４）ことができる。図１７では、設定レンズ位置ＧＦとフォーカスレンズ位置ＲＦとのオフセット値がフォーカスの補正テーブル値となる。

図１８は、フォーカスの補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。

図１８を参照して、まず、コントローラ２０は、ステップＳ３６においてレンズ部６２にフォーカス動作のトリガ信号を送り、ステップＳ３７においてメモリ２２５からフォーカス値（レンズ位置）を読み出す。このフォーカス値は、図３の外部Ｉ／Ｆ２３または操作Ｉ／Ｆ２７を介してユーザが入力可能である。次に、ステップＳ３８においてコントローラ２０または撮像装置６０が撮像装置６０のフォーカスの補正テーブル値を補正テーブル９５から参照し、ステップＳ３９において動作制御部９０が補正後のフォーカス値となるようにモータ６２３を駆動させる。

これにより、レンズ部の特性にばらつきがあり、フォーカス値（レンズ位置）の設定値によって実際に実現されるフォーカス値にずれがあっても、この補正処理によって、設定したフォーカス値どおりの、本来設定されるべきフォーカス値が実際に得られるようになる。

図１９は、照明部６３において発光輝度の補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。

図１９を参照して、まず、ステップＳ５１において照明部６３の発光輝度を設定し、ステップＳ５２において照明器６３２を発光させる。その後、ステップＳ５３において照明器６３２による所定条件における照度を計測し、ステップＳ５１に戻る。このステップＳ５１〜Ｓ５３の動作を繰り返すことにより、設定輝度の照度換算値と計測照度とを複数点サンプリングすることができる。ステップＳ５４においてこれらのサンプリング点に基づいて輝度の補正テーブル値を計算し、ステップＳ５５において当該補正テーブル値を補正テーブル９５に格納する。

図２０は、図１９のステップＳ５４において輝度の補正テーブル値を計算する一例を示した図である。

図２０において、横軸は輝度パラメータを示し、縦軸は照度を示す。サンプリング点Ｌ１〜Ｌｎの各々において設定輝度の照度換算値ＧＬに対する計測照度ＲＬを計測し、換算照度ＧＬおよび計測照度ＲＬを直線または曲線補間する。換算照度ＧＬと計測照度ＲＬとの差を算出することにより、輝度の補正テーブル値を計算する（ステップＳ５４）ことができる。図２０では、換算照度ＧＬと計測照度ＲＬとのオフセット値が輝度の補正テーブル値となる。なお、「輝度」は、輝度に相当する量を含み、必ずしも輝度の単位で表わされる必要はない。輝度に相当する量とは、輝度と相関のある量であればよく、たとえば、所定条件（同一の放射角、距離、受光面積）における照度で表わしてもよい。

図２１は、図２０において計算された換算照度ＧＬと計測照度ＲＬとに基づいて輝度がどのように補正されるかを示した図である。

図２１において、横軸は輝度パラメータを示し、縦軸は照度を示す。図２１に示すように、補正前の輝度パラメータＬ１〜Ｌｎは、換算輝度ＧＬ（目標値）の直線に対して、照度Ｑ１〜Ｑｎにそれぞれ対応する。この照度Ｑ１〜Ｑｎを計測輝度ＧＬ（実測値）の直線に適用することにより、補正後の輝度パラメータＬｍ１〜Ｌｍｎが算出される。すなわち、図５，６の補正テーブル９５は、補正前の輝度パラメータＬ１〜Ｌｎを受けて上記の演算を行なうことにより、対応する補正後の輝度パラメータＬｍ１〜Ｌｍｎを出力する。

図２２は、輝度の補正テーブル値をもとに照明部６３を駆動する際の動作を示したフロー図である。

図２２を参照して、まず、コントローラ２０は、ステップＳ５６において照明部６３に発光パルス信号を送り、ステップＳ５７においてメモリ２２５から発光輝度を読み出す。この発光輝度は、図３の外部Ｉ／Ｆ２３または操作Ｉ／Ｆ２７を介してユーザが入力可能である。次に、ステップＳ５８においてコントローラ２０または撮像装置６０が撮像装置６０の輝度の補正テーブル値を補正テーブル９５から参照し、ステップＳ５９において動作制御部９０が補正後の輝度値となるように照明駆動部６３１を制御する。

これにより、照明部の発光輝度にばらつきがあり、発光輝度の設定値によって実際に実現される発光輝度にずれがあっても、この補正処理によって、設定した発光輝度どおりの、本来設定されるべき発光輝度が実際に得られるようになる。なお、発光輝度は、それに相当する値でもよく、所定条件下の照度で表わしてもよいのは上記と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、撮像装置６０を手動ではなく数値的に管理できるようにしたので、ＦＡの複数ラインで容易に同じ設定とすることができる。また、撮像装置のカメラ、照明部等を交換する際にも同じ設定を再現することができる。さらに、メンテナンス時などに誤った設定をした場合にも、その発見が容易となる。

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。

この発明の実施の形態におけるセンサシステム１の概略的な構成を示したブロック図である。 この発明の実施の形態による画像処理装置８０の概略的な構成を示したブロック図である。 図２のコントローラ２０およびその周辺の構成を示したブロック図である。 図２の撮像装置６０の構成を示したブロック図である。 図２の画像処理装置８０の一例である画像処理装置８０ａの概略的な構成を示したブロック図である。 図２の画像処理装置８０の他の一例である画像処理装置８０ｂの概略的な構成を示したブロック図である。 コントローラ２０の設定モードにおけるＣＰＵ２４の動作を示したフロー図である。 図５の画像処理装置８０ａの運転モードにおけるコントローラ２０ａおよび撮像装置６０ａの動作を示したフロー図である。 図６の画像処理装置８０ｂの運転モードにおけるコントローラ２０ｂおよび撮像装置６０ｂの動作を示したフロー図である。 レンズ部６２においてズーム倍率の補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。 図１０のステップＳ１４において倍率の補正テーブル値を計算する一例を示した図である。 ズーム倍率の補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。 レンズ部６２において絞りの補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。 図１３のステップＳ２４において絞りの補正テーブル値を計算する一例を示した図である。 絞りの補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。 レンズ部６２においてフォーカスの補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。 図１６のステップＳ３４においてフォーカスの補正テーブル値を計算する一例を示した図である。 フォーカスの補正テーブル値をもとにレンズ部６２を駆動する際の動作を示したフロー図である。 照明部６３において発光輝度の補正テーブル値を予め設定する際の動作を示したフロー図である。 図１９のステップＳ５４において輝度の補正テーブル値を計算する一例を示した図である。 図２０において計算された換算照度ＧＬと計測照度ＧＬとに基づいて輝度がどのように補正されるかを示した図である。 輝度の補正テーブル値をもとに照明部６３を駆動する際の動作を示したフロー図である。 従来の画像処理装置８００の構成の一例を示したブロック図である。

符号の説明

１ センサシステム、１１ ネットワーク回線、２０，２０Ａ〜２０Ｃ コントローラ、２１ カメラＩ／Ｆ、２２ ＲＡＭ、２３ 外部Ｉ／Ｆ、２４，２４ａ，２４ｂ ＣＰＵ、２５ フラッシュメモリ、２６ グラフィックコントローラ、２７ 操作Ｉ／Ｆ、２９ 内部バス、３０，３０Ａ〜３０Ｃ 操作部、４０，４０Ａ〜４０Ｃ 表示部、６０，６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃ，６０ａ，６０ｂ 撮像装置、６１ カメラ、６１Ａ 補助部、６２ レンズ部、６３ 照明部、７０ タイミングセンサ、８０，８０Ａ〜８０Ｃ，８０ａ，８０ｂ，８００ 画像処理装置、８１，８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃ，８１１，８１２ 信号ケーブル、９０ 動作制御部、９５，９５ａ，９５ｂ 補正テーブル、１００ 製造ライン、１０１〜１０４ 製品、２２５ メモリ、６２２ 絞り、６２３ モータ、６２４ レンズ、６３１ 照明駆動部、６３２ 照明器。

Claims (6)

1. 撮像装置とコントローラとを有する画像処理装置であって、
   前記撮像装置は、
   ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、
   前記レンズ部を介して前記被写体を撮像する撮像部と、
   前記コントローラからの設定値を受けて、対応する前記レンズ部の機能の動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、
   前記コントローラは、
   前記レンズ部の機能の動作条件を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、
   前記設定値記憶部に記憶された設定値を前記撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備え、
   前記撮像装置は、前記設定値によって設定されるべき動作条件と、前記撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、
   前記動作制御部は、前記補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて前記設定値を補正し、当該補正された設定値によりズーム倍率、焦点距離、および絞りの開閉の少なくとも１つを制御する、画像処理装置。
2. 撮像装置とコントローラとを有する画像処理装置であって、
   前記撮像装置は、
   輝度を調整する機能を有する照明部と、
   被写体を撮像する撮像部と、
   前記コントローラからの設定値を受けて、照明部の輝度を設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、
   前記コントローラは、
   前記照明部の輝度を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、
   前記設定値記憶部に記憶された設定値を前記撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備え、
   前記撮像装置は、前記設定値によって設定されるべき動作条件と、前記撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、
   前記動作制御部は、前記補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて前記設定値を補正し、当該補正された設定値により前記照明部の輝度を制御する、画像処理装置。
3. 前記コントローラは、前記設定値の入力を外部から受け付けるインターフェース部を含む、請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 複数の前記撮像装置が前記コントローラに接続され、
   前記コントローラの設定値記憶部は、１または２以上の設定値を記憶し、
   少なくとも１の前記設定値が、前記コントローラに接続される２以上の前記撮像装置の設定値として共通に用いられる、請求項１または２に記載の画像処理装置。
5. 第１および第２の撮像装置を含む撮像装置とコントローラとが分離可能に接続された画像処理装置において、
   前記撮像装置は、
   ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、
   前記レンズ部を介して前記被写体を撮像する撮像部と、
   前記コントローラからの設定値を受けて、対応する前記レンズ部の機能の動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、
   前記コントローラは、
   前記設定値の入力を外部から受け付けるインターフェース部と、
   前記レンズ部の機能の動作条件を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、
   前記設定値記憶部に記憶された設定値を前記撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備えた前記画像処理装置に対して、前記レンズ部の機能の動作条件の設定を行なう画像処理装置の動作条件設定方法であって、
   前記第１の撮像装置を前記コントローラに接続した状態で、前記インターフェース部を通じて外部から設定値を入力され、当該設定値を前記コントローラの設定値記憶部に記憶するとともに、当該設定値に基づいて前記第１の撮像装置のレンズ部の機能を動作条件の設定値に応じた動作条件となるように制御するステップと、
   前記コントローラに接続されている前記第１の撮像装置の接続を外し、前記第２の撮像装置に交換して接続するステップと、
   前記第２の撮像装置のレンズ部の機能の動作条件を、前記コントローラの設定値記憶部に記録された、前記第１の撮像装置のレンズ部の機能の動作条件の設定値と同じ設定値に応じた動作条件となるように制御するステップとを含み、
   前記撮像装置は、前記設定値によって設定されるべき動作条件と、前記撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、
   前記動作制御部は、前記補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて前記設定値を補正し、当該補正された設定値によりズーム倍率、焦点距離、および絞りの開閉の少なくとも１つを制御する、画像処理装置の動作条件設定方法。
6. 第１および第２の撮像装置を含む撮像装置とコントローラとが分離可能に接続された画像処理装置において、
   前記撮像装置は、
   輝度を調整する機能を有する照明部と、
   被写体を撮像する撮像部と、
   前記コントローラからの設定値を受けて、前記照明部の輝度に関する動作条件を当該設定値に応じた動作条件となるように制御する動作制御部とを備え、
   前記コントローラは、
   前記照明部の輝度を設定するための設定値を記憶する設定値記憶部と、
   前記設定値記憶部に記憶された設定値を前記撮像装置の動作制御部へ出力する撮像装置インターフェース部とを備えた前記画像処理装置に対して、前記照明部の輝度に関する動作条件の設定を行なう画像処理装置の動作条件設定方法であって、
   第１の撮像装置を前記コントローラに接続した状態で前記インターフェース部を通じて外部から設定値を入力され、当該設定値を前記コントローラの設定値記憶部に記憶するとともに、当該設定値に基づいて前記第１の撮像装置の照明部の輝度が設定値に応じた輝度となるように照明部の動作条件を制御するステップと、
   前記コントローラに接続されている前記第１の撮像装置の接続を外し、前記第２の撮像装置に交換して接続するステップと、
   前記第２の撮像装置の照明部の輝度に関する動作条件を、前記コントローラの設定値記憶部に記録された前記第１の撮像装置の照明部の輝度に関する動作条件の設定値と同じ設定値に応じた動作条件となるように制御するステップとを含み、
   前記撮像装置は、前記設定値によって設定されるべき動作条件と、前記撮像装置が当該設定値によって現実に設定される動作条件とのずれを補正するための補正値を格納するための補正テーブル記憶部をさらに備え、
   前記動作制御部は、前記補正テーブル記憶部に格納された補正値に基づいて前記設定値を補正し、当該補正された設定値により前記照明部の輝度を制御する、画像処理装置の動作条件設定方法。

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