DE102023112443A1

DE102023112443A1 - Industriekamera

Info

Publication number: DE102023112443A1
Application number: DE102023112443.9A
Authority: DE
Inventors: Zhuoli Sun; Satoshi OBUSE
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2022-05-26
Filing date: 2023-05-11
Publication date: 2023-11-30
Also published as: JP2023173413A; CN117135461A; US20230388635A1

Abstract

Eine Industriekamera schließt eine Bildgebungseinheit, die ein aufgenommenes Bild mit einer Anzahl von Pixeln, die größer als eine Anzahl von Pixeln des Prüfzielbildes ist, erzeugt, wobei eine Bilderzeugungseinheit ein erstes aufgenommenes Bild, das einer Ausgaberegion entspricht, die eine Region eines Sichtfeldbereichs (Field of view - FOV-Bereichs) der Bildgebungseinheit als Ganzes oder als Teil bei einer ersten Skalierungsvergrößerung ist, um ein Prüfzielbild mit einer ersten Anzahl von Pixeln, die kleiner als eine Anzahl von Pixeln des ersten aufgenommenen Bildes ist, zu erzeugen, eine Schnittstelleneinheit, die eine erste Zoomanweisung empfängt, um die Ausgaberegion auf eine relativ kleine Region zu ändern, und eine Berechnungseinheit ein, die eine zweite Skalierungsvergrößerung berechnet. Die Bilderzeugungseinheit erzeugt ein Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln durch Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung bezieht sich auf eine Industriekamera, die ein Prüfzielbild erzeugt, das durch Aufnehmen eines Prüfobjekts wie eines Werkstücks erhalten wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im verwandten Stand der Technik ist, wie in JP2020-169958 offenbart, ein Bildprüfsystem bekannt, das konfiguriert ist, um die Qualität eines Prüfobjekts basierend auf einem Prüfzielbild zu bestimmen, das durch Aufnehmen des Prüfobjekts erhalten wird.
Das in JP2020-169958 offenbarte Bildprüfsystem bewirkt, dass eine Bildgebungsvorrichtung, die einem Standardisierungsstandard entspricht, eine mehrstufige Verarbeitung in Reihenfolge durchführt, und erreicht sowohl eine Verbesserung im Hinblick auf einen Freiheitsgrad beim Auswählen eines Modells der Bildgebungsvorrichtung als auch eine Verbesserung der Genauigkeit der Bildprüfung.
Im Übrigen ist es bei der Bildprüfung notwendig, ein Objektiv und eine Kamera korrekt auszuwählen, die die erforderlichen Spezifikationen eines Benutzers in einer Vorbereitungsstufe vor dem Betrieb erfüllen, und es ist notwendig, das Objektiv und die Kamera an geeigneten Positionen und Winkeln an einer Stelle zu installieren. Darüber hinaus besteht ein Fall, in dem eine Prüfbedingung nach dem Beginn des Betriebs geändert wird, und in diesem Fall ist es notwendig, eine Arbeit wie die Neuauswahl des Objektivs und der Kamera bei Bedarf und die Anpassung einer Installationsbedingung und einer optischen Bedingung durchzuführen. Diese Arbeiten sind sehr schwierig und sind für den Benutzer störend.
Daher wird als eine der Gegenmaßnahmen in Betracht gezogen, dass eine Kamera mit einer optischen Zoomfunktion verwendet wird. Das heißt, die Kamera mit der optischen Zoomfunktion wird zuerst installiert, um ein breites Sichtfeld aufnehmen zu können. Nach der Installation der Kamera ist es möglich, nur ein erforderliches Sichtfeld durch Durchführen eines optischen Zooms aufzunehmen.
Um einen breiten Sichtfeldschwankungsbereich sicherzustellen, ist es jedoch erforderlich, ein optische Objektiv zu verwenden, das eine Vergrößerung stark ändern kann. Eine Größe des optischen Objektivs wird erhöht, die Kosten werden erhöht und ein Sichtfeld kann nicht fein angepasst werden. Außerdem kann das Prüfobjekt beim optischen Zoomen, das entlang einer optischen Achse vergrößert wird, aus einem Sichtfeld nach der Schwankung verschoben werden. In diesem Fall müssen die Installationsposition, eine Ausrichtung und dergleichen der Kamera manuell angepasst werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Offenbarung wurde in Bezug auf einen solchen Punkt durchgeführt, und eine Aufgabe der Offenbarung ist das Vergrößern eines Sichtfeldschwankungsbereichs, während eine Pixelauflösung erhöht wird.
Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, kann ein Gesichtspunkt der Offenbarung auf einer Industriekamera basieren, die ein Prüfzielbild erzeugt, das durch Aufnehmen eines Prüfobjekts erhalten wird. Eine Industriekamera schließt eine Bildgebungseinheit, die das Prüfobjekt aufnimmt, um in der Lage zu sein, ein aufgenommenes Bild mit einer Anzahl von Pixeln, die größer als eine Anzahl von Pixeln des Prüfzielbildes ist, zu erzeugen, wobei eine Bilderzeugungseinheit, die ein erstes aufgenommenes Bild, das einer Ausgaberegion entspricht, die eine Region eines Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit als Ganzes oder zum Teil bei einer ersten Skalierungsvergrößerung ist, ein Prüfzielbild mit einer ersten Anzahl von Pixeln, die kleiner als eine Anzahl von Pixeln des ersten aufgenommenen Bildes ist, zu erzeugen, eine Schnittstelleneinheit, die eine erste Zoomanweisung empfängt, um die Ausgaberegion auf eine relativ kleine Region zu ändern, und eine Berechnungseinheit ein, die eine zweite Skalierungsvergrößerung berechnet, die zum Einstellen eines zweiten aufgenommenen Bildes, das einer Ausgaberegion entspricht, nach der Änderung des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit auf die erste Anzahl von Pixeln erforderlich ist. Die Bilderzeugungseinheit erzeugt ein Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln durch Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung, die von der Berechnungseinheit berechnet wird.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Bildprüfung durch Verwenden des Prüfzielbildes mit der ersten Anzahl von Pixeln, die kleiner als die Anzahl von Pixeln des ersten aufgenommenen Bildes ist, durchgeführt werden, indem das erste aufgenommene Bild, das der Ausgaberegion der Bildgebungseinheit entspricht, bei der ersten Skalierungsvergrößerung herunterskaliert wird. Das Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln weist eine geringere Auflösung als das erste aufgenommene Bild auf, das der Ausgaberegion der Bildgebungseinheit entspricht, weist jedoch eine ausreichende Auflösung auf, um eine erforderliche Prüfgenauigkeit sicherzustellen. Somit besteht kein Problem bei der Prüfgenauigkeit.
Hier wird beispielsweise davon ausgegangen, dass ein Teil des Prüfobjekts in einer Vorbereitungsstufe vor dem Betrieb oder nach dem Betrieb vergrößert werden soll. In diesem Fall gibt ein Benutzer jedoch die erste Zoomanweisung über die Schnittstelleneinheit aus. Dadurch wird die zweite Skalierungsvergrößerung berechnet, die erforderlich ist, um das zweite aufgenommene Bild einzustellen, das dem Ausgaberegion nach der Änderung entspricht, bei der die Ausgaberegion zu der relativ kleinen Region wird, sodass es die erste Anzahl von Pixeln aufweist. Das zweite aufgenommene Bild wird mit der zweiten Skalierungsvergrößerung herunterskaliert, um das Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln zu erzeugen. Das heißt, wenn das Herunterskalieren bei der zweiten Skalierungsvergrößerung durchgeführt wird, da das Herunterskalieren an dem aufgenommenen Bild mit einer größeren Anzahl von Pixeln als das Prüfzielbild durchgeführt wird, verschlechtert sich eine Auflösung des Prüfzielbildes nicht, und es kann eine genaue Bildprüfung ausgeführt werden.
Außerdem nimmt die zweite Skalierungsvergrößerung ab, wenn eine von der Schnittstelleneinheit empfangene Zoomvergrößerung zunimmt. In diesem Fall kann ein Prüfzielbild mit einer hohen Pixelauflösung erzeugt werden, indem ein Herunterskalierungsbetrag für das zweite aufgenommene Bild verringert wird, wenn die zweite Skalierungsvergrößerung abnimmt.
Außerdem kann, wenn die zweite Skalierungsvergrößerung berechnet wird, ein Verhältnis davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes ein Pixel des Prüfzielbildes mit der ersten Anzahl von Pixeln entspricht, basierend auf der von der Schnittstelleneinheit empfangenen Zoomvergrößerung berechnet werden, und das Berechnungsergebnis kann verwendet werden.
Außerdem kann die Zoomvergrößerung mit Genauigkeit nach einem Dezimalpunkt angepasst werden. In diesem Fall berechnet die Berechnungseinheit die zweite Skalierungsvergrößerung mit Genauigkeit nach einem Dezimalpunkt durch Berechnen des Verhältnisses davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes ein Pixel des Prüfzielbildes nach dem Dezimalpunkt entspricht, basierend auf der Zoomvergrößerung, für die die Anpassungsanweisung mit der Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt empfangen wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelleneinheit die erste Zoomanweisung als Zoomanweisung an jeder Position des Prüfzielbildes empfangen. In diesem Fall kann die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild erzeugen, das die beliebige Position einschließt, indem eine Region herunterskaliert wird, die der Ausgaberegion entspricht, die die beliebige Position an der zweiten Skalierungsvergrößerung in dem zweiten aufgenommenen Bild einschließt. Ferner kann eine erste Schwenkneigeanweisung zum Anpassen der beliebigen Position in einer X-Richtung und einer Y-Richtung konfiguriert sein, um weiter empfangen werden zu können, und ein Prüfzielbild, von dem die Position in der X-Richtung und der Y-Richtung eingestellt wird, kann durch Herunterskalieren einer Region erzeugt werden, die einer Ausgaberegion entspricht, die die beliebige Position einschließt, die in der X-Richtung und der Y-Richtung bei der zweiten Skalierungsvergrößerung in dem zweiten aufgenommenen Bild angepasst wird.
Zusätzlich kann ein Prüfzielbild nach der Drehung erzeugt werden, indem eine Drehumwandlungsverarbeitung in einem beliebigen Winkel an dem Prüfzielbild in einem Zustand angewendet wird, in dem die Anzahl von Pixeln und eine Form des Prüfzielbildes festgelegt sind. Infolgedessen kann, wenn eine Installationsrichtung der Industriekamera geneigt ist, eine Neigung auf Software korrigiert werden.
Darüber hinaus gibt die Schnittstelleneinheit ein Vogelperspektivbild, auf dem eine Position der Ausgaberegion im gesamten Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit gezeigt ist, und das Prüfzielbild, das der Ausgaberegion entspricht, nach außen aus und kann die Bilder auf einer Anzeigeeinheit oder dergleichen anzeigen.
Ein Erfassungszeitpunkt des zweiten aufgenommenen Bildes ist nicht besonders beschränkt. Das zweite aufgenommene Bild kann zum Beispiel ein Bild sein, das zu einem Zeitpunkt aufgenommen wird, der sich von einem Zeitpunkt des ersten aufgenommenen Bildes unterscheidet und unabhängig vom ersten aufgenommenen Bild ist, oder kann ein Bild sein, das basierend auf dem ersten aufgenommenen Bild erzeugt wird und nur einen Abschnitt einschließt, der der Ausgaberegion nach der Änderung des ersten aufgenommenen Bildes entspricht.
Zusätzlich kann eine Anweisung für eine Änderung der Anzahl von Pixeln, um die Anzahl der Pixel des Prüfzielbildes auf eine zweite Anzahl von Pixeln von der ersten Anzahl von Pixeln zu ändern, empfangen werden. In diesem Fall wird eine Skalierungsvergrößerung, die zum Einstellen eines aufgenommenen Bildes, das der gleichen äußeren Region wie die Ausgaberegion vor der Anweisung für eine Änderung der Anzahl von Pixeln entspricht, sodass es eine zweite Anzahl von Pixeln im Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit aufweist, berechnet, und ein Prüfzielbild kann mit der zweiten Anzahl von Pixeln erzeugt werden, indem das aufgenommene Bild mit der Skalierungsvergrößerung herunterskaliert wird.
Darüber hinaus kann ferner ein optisches Zoomsystem bereitgestellt werden, das in der Lage ist, ein optisches Zoomen elektrisch durchzuführen. In diesem Fall kann in einem Fall, in dem die zweite Skalierungsvergrößerung gleich oder kleiner als eine Zoomvergrößerung ist, die eine Skalierungsgrenze ist, die an eine Vergrößerung nahe dem 1-Fachen einer Untergrenze angrenzt, das optische Zoomen durch das optische Zoomsystem auf AUS eingestellt werden, und in einem Fall, in dem die angegebene Zoomvergrößerung größer als die Skalierungsgrenze ist, die an die Vergrößerung angrenzt, kann das optische Zoomen durch das optische Zoomsystem auf EIN eingestellt werden. Die Steuerung kann derart durchgeführt werden, dass die optische Vergrößerung des optischen Zooms zunimmt, wenn die angeführte Zoomvergrößerung zunimmt. Dadurch wird, da das Herunterskalieren vorzugsweise anstelle des optischen Zooms verwendet werden kann, in dem die optische Achse verschoben wird, die Prüfgenauigkeit verbessert.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln, die die geringe Anzahl von Pixeln ist, erzeugt werden, indem das erste aufgenommene Bild, das der Ausgaberegion der Bildgebungseinheit entspricht, herunterskaliert wird, um das aufgenommene Bild mit der Anzahl von Pixeln zu erzeugen, die größer als das Prüfzielbild bei der ersten Skalierungsvergrößerung ist. Wenn die erste Zoomanweisung zum Ändern der Ausgaberegion in die relativ kleine Region empfangen wird, wird das Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln erzeugt, indem die zweite Skalierungsvergrößerung berechnet wird, die zum Einstellen des zweiten aufgenommenen Bildes, das der Ausgaberegion nach der Änderung, die erste Anzahl von Pixeln aufzuweisen entspricht, und Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung erforderlich ist. Daher kann der Sichtfeldschwankungsbereich vergrößert werden, während die Pixelauflösung erhöht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Gesamtansicht, die einen Verwendungszustand eines Bildprüfsystems veranschaulicht, das eine Industriekamera gemäß einer Ausführungsform einschließt;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Industriekamera von oben betrachtet;
3 ist eine Vorderansicht der Industriekamera;
4 ist eine Seitenansicht der Industriekamera;
5 ist eine perspektivische Ansicht der Industriekamera von unten betrachtet;
6 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine innere Struktur der Industriekamera veranschaulicht;
7 ist ein Blockdiagramm eines Bildprüfsystems;
8 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Konzepts zum Herunterskalieren;
9 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren basierend auf einem spezifischen Bild durchgeführt wird, das durch Aufnehmen eines Werkstücks erhalten wird;
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren basierend auf einer Zoomanweisung an einer beliebigen Position durchgeführt wird;
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Benutzerschnittstellenbildschirms veranschaulicht, der eine Zoomanweisung und dergleichen empfängt;
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren basierend auf einer Zoomanweisung durch Regionsauswahl unter Verwendung einer Maus durchgeführt wird;
13 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren nach dem Schwenkneigen an einer beliebigen Position durchgeführt wird;
14 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren in einem Zustand durchgeführt wird, in dem ein Seitenverhältnis eines Bildes geändert wird;
15 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falles, bei dem die Schwenkneigung nach dem Herunterskalieren um einen festen Punkt durchgeführt wird;
16 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls einer Zoomvergrößerung, die nur durch Herunterskalieren bewerkstelligt werden kann;
17 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls einer Zoomvergrößerung, die mit Herunterskalieren und optischem Zoom bewerkstelligt werden kann;
18 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Falls, bei dem optisches Zoomen und Herunterskalieren kombiniert werden;
19A und 19B sind Diagramme zum Beschreiben eines Beispiels eines Falls, bei dem nur ein Seitenverhältnis während des Herunterskalierens geändert wird;
20A bis 20F sind Diagramme zum Beschreiben eines Beispiels eines Falls, in dem die Anzahl von Pixeln während des Herunterskalierens erhöht oder verringert wird;
21 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Falls, in dem ein Prüfzielbild nach der Drehung erzeugt wird;
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls veranschaulicht, bei dem das Herunterskalieren durch einen Prozessor realisiert wird;
23 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Falls, in dem ein farbaufgenommenes Bild herunterskaliert wird;
24 ist ein Diagramm, das eine Prozedur in einem Fall veranschaulicht, in dem das farbaufgenommene Bild herunterskaliert wird;
25 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Interpolationsverarbeitung und Herunterskalierung jedes Pixels veranschaulicht, das das farbaufgenommene Bild bildet;
26 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem ein Tiefpassfilter angewendet wird;
27 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur während einer Zoomvergrößerungseingabe veranschaulicht;
28 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verarbeitungsverfahrens während der Bezeichnung einer Sichtfeldauflösung veranschaulicht;
29 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Verarbeitungsprozedur des Schwenkneigens veranschaulicht; und
30 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur zum Ändern eines Seitenverhältnisses veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform lediglich beispielhafter Natur ist und die Erfindung, eine Anwendung davon oder eine beabsichtigte Verwendung davon nicht einschränken soll.
1 ist eine Gesamtansicht, die einen Verwendungszustand eines Bildprüfsystems 2 einschließlich Industriekameras 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das in 1 veranschaulichte Bildprüfsystem 2 schließt zwei Industriekameras 1 und einen Steuer-Personalcomputer (nachstehend als Steuervorrichtung bezeichnet) 3 ein. Die Anzahl der Industriekameras 1 ist nicht auf zwei beschränkt und kann ein oder drei oder mehr sein. Obwohl Details später beschrieben werden, weist die Industriekamera 1 eine Form, wie in 2 bis 5 veranschaulicht, und dergleichen auf, und weist eine innere Struktur auf, die in 6 veranschaulicht ist. Die Industriekamera 1 erzeugt ein Prüfzielbild, das durch Aufnehmen eines Werkstücks W erhalten wird, das ein Prüfobjekt ist. Das Bildprüfsystem 2 einschließlich der Industriekameras 1, die solche Prüfzielbilder erzeugen, kann auch als Bildverarbeitungseinrichtung bezeichnet werden.
Obwohl nicht veranschaulicht, kann die Industriekamera 1 zum Beispiel eine Auslösesignalausgabe von einer programmierbaren Logiksteuervorrichtung, einem Sensor, der das Eintreffen des Werkstücks W erfasst, oder dergleichen empfangen. Die Industriekamera 1, die das Auslösesignal empfängt, erzeugt das Prüfzielbild durch Ausführen der Bildgebungsverarbeitung. Zusätzlich kann die Industriekamera 1 das Prüfzielbild erzeugen, indem sie wiederholt die Bildgebungsverarbeitung innen ausführt, ohne das Auslösesignal von außen zu empfangen. Obwohl nicht veranschaulicht, kann das Bildprüfsystem 2 eine Beleuchtungseinheit einschließen, die das Werkstück W beleuchtet, und die Beleuchtungseinheit wird gesteuert, um das Werkstück W synchron mit der Bildgebungsverarbeitung der Industriekamera 1 zu beleuchten.
In dem vorliegenden Beispiel, wie in 1 veranschaulicht, wird ein Fall, in dem eine Stelle, an der eine Vielzahl von Werkstücken W nacheinander von einer Fördervorrichtung wie einem Bandförderer B befördert wird, als eine Stelle beschrieben wird, an der die Industriekamera 1 verwendet wird, aber die Stelle kann eine Stelle sein, an der ein stationäres Werkstück W geprüft wird. Die Industriekamera 1 ist an einem Kamerabefestigungselement 4 angebracht und wird in einer vorbestimmten Position in einer vorbestimmten Lage installiert.
Die Steuervorrichtung 3 führt verschiedene Einstellungen und dergleichen der Industriekamera 1 durch und kann zum Beispiel ein Desktop-Personalcomputer, ein Notebook-Personalcomputer oder dergleichen sein oder kann eine für die Bildprüfung dedizierte Rechenvorrichtung sein, und eine Form davon ist nicht besonders beschränkt. Die Steuervorrichtung 3 schließt einen Körper 5, eine Speichereinheit 6, eine Tastatur 7, eine Maus 8 und einen Monitor 9 ein. Der Körper 5 ist mit den Industriekameras 1 verbunden, um über ein Kabel 10 kommunizieren zu können. Eine Steuereinheit 5a, die eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen ROM, einen RAM und dergleichen einschließt, ist in dem Körper 5 bereitgestellt. Außerdem ist die Speichereinheit 6 ein Festplattenlaufwerk, ein Festkörperlaufwerk oder dergleichen und speichert ein Programm zum Betreiben der Steuereinheit 5a, Einstellungsinformationen, verschiedene Bilder und dergleichen der Industriekameras 1. Ein Teil der Speichereinheit 6 kann in den Industriekameras 1 bereitgestellt werden, und in diesem Fall können Einstellinformationen, verschiedene Bilder und dergleichen der Industriekameras 1 in den Industriekameras 1 zurückgehalten werden.
Die Tastatur 7 und die Maus 8 werden als Bedieneinheit zum Betreiben der Steuervorrichtung 3 verwendet, und die Betriebszustände der Tastatur 7 und der Maus 8 werden von der Steuereinheit 5a erfasst. Die Bedieneinheit ist nicht auf die Tastatur 7 und die Maus 8 beschränkt und kann eine sogenannte Bedieneinheit eines berührungsempfindlichen Feldes sein. Der Monitor 9 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und kann verschiedene Benutzerschnittstellen zum Einstellen der Industriekameras 1 unter der Steuerung der Steuereinheit 5a, verschiedene Bilder und dergleichen anzeigen.
(Konfiguration der Industriekamera)
Wie in 6 veranschaulicht, schließt die Industriekamera 1 eine Objektiveinheit 20, eine Sensorplatine 30, eine Hauptplatine 40, ein Gehäuse 50 und eine Speichereinheit 39 ein. Die Speichereinheit 39 speichert Einstellinformationen, verschiedene Bilder und dergleichen der Industriekamera 1.
Das Gehäuse 50 ist aus einem hoch starren Element wie einer Aluminiumlegierung hergestellt. Es ist zu beachten, dass der Einfachheit halber eine obere-untere Richtung, eine linke-rechte Richtung und eine vordere-hintere Richtung, wie in 2 bis 5 veranschaulicht, definiert sind, aber die Richtungen die Lage während der Verwendung nicht einschränken, und die Industriekamera 1 in jeder Lage verwendet werden kann.
Das Gehäuse 50 weist einen oberen Abschnitt 51 und einen unteren Abschnitt 52 auf. Der obere Abschnitt 51 ist ausgebildet, um in der vorderen-hinteren Richtung länger zu sein als der untere Abschnitt 52. Der untere Abschnitt 52 ist ausgebildet, um von einer Rückseite des oberen Abschnitts 51 nach unten vorzustehen. Wie in 2 und 3 veranschaulicht, ist ein Lichtempfangsfenster 51a auf einer vorderen Oberfläche des oberen Abschnitts 51 ausgebildet. Außerdem sind, wie in 6 veranschaulicht, die Objektiveinheit 20 und die Sensorplatine 30 in dem oberen Abschnitt 51 aufgenommen, und die Hauptplatine 40 ist in dem unteren Abschnitt 52 aufgenommen. Das heißt, das Gehäuse 50 enthält einen Bildsensor 31, einen Prozessor 41 und eine Ausgabeeinheit 42, die später beschrieben werden soll.
Die Objektiveinheit 20 ist ein Zoomobjektiv, das ein optisches Zoomsystem einschließt, das in der Lage ist, ein optisches Zoomen elektrisch auszuführen, und kann eine optische Zoomvergrößerung auf eine beliebige Vergrößerung umschalten, solange die optische Zoomvergrößerung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Objektiveinheit 20 ist an dem Gehäuse 50 befestigt und mit dem Gehäuse 50 integriert.
Das heißt, eine optische Achse der Objektiveinheit 20 fällt mit der vorderen-hinteren Richtung des Gehäuses 50 zusammen. Die Objektiveinheit 20 schließt eine erste Objektivgruppe 21, eine zweite Objektivgruppe 22, eine dritte Objektivgruppe 23, eine vierte Objektivgruppe 24, eine fünfte Objektivgruppe 25 und einen Objektivtubus 26 ein, der die erste bis fünfte Objektivgruppe 21 bis 25 hält. Die erste bis fünfte Objektivgruppe 21 bis 25 stellen Kondensationsobjektive dar, die aus dem Lichtempfangsfenster 51a einfallendes Licht konzentrieren. Außerdem ist die Anzahl der Objektive, die jede Objektivgruppe der ersten bis fünften Objektivgruppe 21 bis 25 bilden, nicht besonders beschränkt und kann eine beliebige Zahl sein, und die Anzahl der Objektivgruppen kann 4 oder weniger oder 6 oder mehr betragen. Außerdem kann die Objektiveinheit 20 ein optisches Zoomsystem sein, das in der Lage ist, das optische Zoomen manuell durchzuführen.
Die erste Objektivgruppe 21 ist eine befestigte Objektivgruppe, die auf einer vorderen Oberfläche des Gehäuses 50 angeordnet ist, und empfängt reflektiertes Licht von dem Werkstück W. Die erste Objektivgruppe 21 ist einer Außenseite des Gehäuses 50 von dem Lichtempfangsfenster 51a zugewandt. Die zweite Objektivgruppe 22 ist eine Zoom-bewegliche Objektivgruppe, die hinter der ersten Objektivgruppe 21 angeordnet ist, und empfängt Licht, das von der ersten Objektivgruppe 21 emittiert wird. Die dritte Objektivgruppe 23 ist eine befestigte Objektivgruppe, die hinter der zweiten Objektivgruppe 22 angeordnet ist, und empfängt Licht, das von der zweiten Objektivgruppe 22 emittiert wird. Die vierte Objektivgruppe 24 ist eine Fokusbewegliche Objektivgruppe, die hinter der dritten Objektivgruppe 23 angeordnet ist, und empfängt Licht, das von der dritten Objektivgruppe 23 emittiert wird. Die fünfte Objektivgruppe 25 ist eine befestigte Objektivgruppe, die hinter der vierten Objektivgruppe 24 angeordnet ist, und empfängt Licht, das von der vierten Objektivgruppe 24 emittiert wird.
In dem Objektivtubus 26 sind ein Zoomkugelgewindetrieb 56a, eine Zoomführungswelle 56b und ein Zoommotor 56c, der den Zoomkugelgewindetrieb 56a in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung dreht, bereitgestellt. Die zweite Objektivgruppe 22 wird durch den Zoomkugelgewindetrieb 56a und die Zoomführungswelle 56b gestützt, und wenn der Zoomkugelgewindetrieb 56a durch den Zoommotor 56c gedreht wird, bewegt sich die zweite Objektivgruppe 22 in einer optischen Achsenrichtung. Dadurch wird eine gewünschte Zoomvergrößerung erhalten. Der Zoomkugelgewindetrieb 56a, die Zoomführungswelle 56b und der Zoommotor 56c sind Zoomobjektivantriebsmechanismen, die die zweite Objektivgruppe 22 in der optischen Achsenrichtung antreiben und eine optische Vergrößerung einstellen.
Zusätzlich sind ein Fokuskugelgewindetrieb 56d, eine Fokusführungswelle 56e und ein Fokusmotor 56f, der den Fokuskugelgewindetrieb 56d in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung dreht, in dem Objektivtubus 26 bereitgestellt. Die vierte Objektivgruppe 24 wird durch den Fokuskugelgewindetrieb 56d und die Fokusführungswelle 56e gestützt, und wenn der Fokuskugelgewindetrieb 56d durch den Fokusmotor 56f gedreht wird, bewegt sich die vierte Objektivgruppe 24 in der optischen Achsenrichtung. Infolgedessen wird die Fokusanpassung durchgeführt. Der Fokuskugelgewindetrieb 56d, die Fokusführungswelle 56e und der Fokusmotor 56f sind Zoomobjektivantriebsmechanismen, die die vierte Objektivgruppe 24 in der optischen Achsenrichtung antreiben und eine Fokusposition anpassen.
Wie in 7 veranschaulicht, sind in der Hauptplatine 40 eine Zoomsteuereinheit 40a, eine AF-Steuereinheit 40b und eine Schnittstelleneinheit 40c bereitgestellt. Die Schnittstelleneinheit 40c ist zum Beispiel ein Abschnitt, der eine Zoomanweisung oder dergleichen von außen empfängt. In einem Fall, in dem die Schnittstelleneinheit 40c eine Zoomanweisung zum optischen Zoomen empfängt, steuert die Zoomsteuereinheit 40a den Zoommotor 56c, um die zweite Objektivgruppe 22 in der optischen Achsenrichtung derart zu bewegen, dass die von der Schnittstelleneinheit 40c empfangene Zoomvergrößerung erhalten wird.
Die AF-Steuereinheit 40b ist ein Abschnitt, der eine Autofokussteuerung eines bekannten Kontrasttyps oder eines Phasendifferenztyps des Stands der Technik ausführt. Die AF-Steuereinheit 40b steuert den Fokusmotor 56f, um die vierte Objektivgruppe 24 in der optischen Achse derart zu bewegen, dass die Fokusposition mit dem Werkstück W übereinstimmt.
Wie in 6 veranschaulicht, ist die Sensorplatine 30 hinter der fünften Objektivgruppe 25 angeordnet. Der Bildsensor 31 als Bildgebungseinheit ist auf der Sensorplatine 30 montiert. Wie in 7 veranschaulicht, schließt der Bildsensor 31 eine photoelektrische Umwandlungseinheit 31a, die das Licht empfängt, das von dem Kondensationsobjektiv konzentriert wird, eine Logikeinheit 31b, die ein Prüfzielbild aus einem aufgenommenen Bild erzeugt, das von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a erfasst wird, und einen Farbfilter 31c (veranschaulicht in 6) ein und kann ein Farbprüfzielbild erzeugen, das durch Aufnehmen eines Prüfobjekts erhalten wird. Die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a und der Farbfilter 31c können das farbaufgenommene Bild erzeugen, in dem Farben in einem vorbestimmten Array-Muster gebildet werden. Zusätzlich kann ein monochromes aufgenommenes Bild von der photoelektrische Umwandlungseinheit 31a erzeugt werden. Die folgende Beschreibung ist sowohl auf das monochrome aufgenommene Bild als auch auf das farbaufgenommene Bild anwendbar.
Die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a kann ein aufgenommenes Bild mit einer größeren Anzahl von Pixeln als das Prüfzielbild erzeugen. Außerdem ist die Logikeinheit 31b auf demselben Chip wie die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a montiert und ist ein Abschnitt, der eine Bilderzeugungseinheit bildet. Insbesondere ist die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a ein CMOS-Bildgebungselement, ist durch Stapeln einer Vielzahl von Wafern gebildet, und die Logikeinheit 31b ist durch einen Teil des Wafers gebildet. Ein Teil des Wafers kann einen Speicher oder dergleichen einschließen.
Darüber hinaus ist die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a ein CMOS-Bildgebungselement des Global-Shutter-Typs oder des Rolling-Shutter-Typs. Im Falle des Global-Shutter-Typs ist es möglich, ein Bild ohne Verzerrung selbst bei einem bewegten Objekt aufzunehmen. Im Falle des Rolling-Shutter-Typs, da es möglich ist, ein hohes Pixel mit einem Pixelabstand um die Hälfte eines Pixelabstands im Fall des Global-Shutter-Typs zu realisieren, ist es möglich, jede Objektivgröße der Objektiveinheit 20 zu verkleinern. Schließlich ist es möglich, das Gehäuse 50 zu verkleinern, und ein Freiheitsgrad bei der Installation wird verbessert. Ein Sichtfeldbereich des Bildsensors 31 wird durch eine Pixelgruppe der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a gebildet. Der Sichtfeldbereich des Bildsensors 31 wird auch als Sichtfeldbereich der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a bezeichnet.
Die Logikeinheit 31b ist ein Abschnitt, der ein Prüfzielbild mit einer kleineren Anzahl von Pixeln als das aufgenommene Bild erzeugt, indem ein Herunterskalieren auf dem aufgenommenen Bild durchgeführt wird, das einem Ausgaberegion entspricht, die eine Region der Pixelgruppe (Sichtfeldbereich des Bildsensors 31) der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a als Ganzes oder zum Teil ist und das Prüfzielbild ausgibt. Hier bezieht sich das Herunterskalieren auf die Verarbeitung einer Pixelauflösung eines Zielbildes.
Das Konzept des Herunterskalierens wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 veranschaulicht schematisch einen Fall, in dem ein Bild des Werkstücks W von der Industriekamera 1 aufgenommen wird. Zum Beispiel beträgt die Anzahl von Pixeln der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a 20 Megapixel (MP) (einfach als 20 M oder dergleichen in den Zeichnungen bezeichnet). Wie auf einer linken Seite von 8 veranschaulicht, wird ein Sichtfeld schmaler als ein normales Sichtfeld durch Durchführen des optischen Zooms, und eine Region von Interesse (ROI) wird zu einer Region, die schmaler ist als das Sichtfeld nach dem optischen Zoomen. Wie auf einer rechten Seite von 8 veranschaulicht, ist in einem Fall, in dem zum Beispiel eine Region von Interesse aus einem aufgenommenen Bild A1, das mit der Anzahl von Pixeln von 20 MP aufgenommen wurde, ausgeschnitten wird, die Region von Interesse eine Region von Interesse A2 mit 5 MP mit unveränderter Pixelauflösung . Auf ähnliche Weise ist in einem Fall, in dem eine Region von Interesse nach dem optischen Zoomen aus einem aufgenommenen Bild A3 ausgeschnitten wird, die Region von Interesse eine Region von Interesse A4 mit der Anzahl von Pixeln von 5 MP mit unveränderter Pixelauflösung.
Wenn das Herunterskalieren von dem aufgenommenen Bild A1 durchgeführt wird, kann eine Skalierungsvergrößerung (auch als Herunterskalierungsvergrößerung bezeichnet) zufällig eingestellt werden. Die Skalierungsvergrößerung kann durch Dividieren der Anzahl von Bildgebungspixeln durch die Anzahl von Ausgabepixeln erhalten werden und zum Beispiel in einem Fall, in dem ein Bild mit dem gleichen Sichtfeld wie ein mit 20 MP aufgenommenes Bild mit 10 MP ausgegeben wird, wird die Skalierungsvergrößerung 2-fach.
Das Herunterskalieren kann durchgeführt werden, während ein Seitenverhältnis des Bildes konstant bleibt, oder kann durchgeführt werden, während das Seitenverhältnis des Bildes geändert wird. In einem Fall, in dem das Seitenverhältnis des Bildes konstant bleibt, wie vorstehend beschrieben, zum Beispiel in einem Fall, in dem das Bild mit dem gleichen Sichtfeld wie das mit 20 MP aufgenommene Bild mit 10 MP ausgegeben wird, wird die Skalierungsvergrößerung 2-fach. Andererseits wird in einem Fall, in dem das Seitenverhältnis des Bildes geändert wird, zum Beispiel, wenn das mit der Anzahl von Pixeln von 20 MP von 5000 × 4000 aufgenommene Bild mit der Anzahl von Pixeln von 5 MP von 2500 × 2000 mit demselben Sichtfeld ausgegeben wird, die Skalierungsvergrößerung 4-fach. Außerdem wird in einem Fall, in dem eine Region von Interesse von 3200 × 4000 auf 2000 × 2500 herunterskaliert wird, die Skalierungsvergrößerung 2,56-fach.
In einem Fall, in dem die Skalierungsvergrößerung zum Beispiel auf 4-fach eingestellt wird, während das Seitenverhältnis des Bildes konstant bleibt, wird ein Werkstückgesamtbild A5, das die Anzahl von Pixeln von 5 MP aufweist, erhalten. Sowohl das optische Zoomen als auch das Herunterskalieren werden für das Bild A5 durchgeführt, und somit wird die Region von Interesse A4 mit einer höheren Pixelauflösung als eine Pixelauflösung des Bildes A5 erhalten. Außerdem wird ein Werkstückbild A6 mit einer Pixelauflösung, die niedriger als eine Pixelauflösung des Bildes A3 ist, durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes A3 nach dem optischen Zoomen erhalten.
9 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Herunterskalierens basierend auf einem spezifischen Bild, das durch Aufnehmen des Bildes des Werkstücks W erhalten wird. Ein aufgenommenes Bild, das einer Ausgaberegion entspricht, die eine Region der gesamten Pixelgruppe der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a ist, das heißt der gesamte Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit, wird als erstes aufgenommenes Bild B1 eingestellt. Die Logikeinheit 31b skaliert das erste aufgenommene Bild B1 in einer beliebigen ersten Skalierungsvergrößerung, um ein Prüfzielbild B2 mit einer ersten Anzahl von Pixeln (zum Beispiel 1,6 MP), die kleiner als die Anzahl von Pixeln (zum Beispiel 20 MP) des ersten aufgenommenen Bildes B1 ist, zu erzeugen.
Die Schnittstelleneinheit 40c kann eine Bezeichnung einer Ausgaberegion empfangen, die eine Region ist, die als Prüfzielbild in dem Sichtfeldbereich der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a, das heißt der Bildgebungseinheit, ausgegeben werden soll. Diese Ausgaberegion kann zum Beispiel eine Region sein, die der unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Region von Interesse entspricht. Die Schnittstelleneinheit 40c kann auch eine Anweisung zum Ändern mindestens einer von einer Position, einer Größe und einer Form der Ausgaberegion empfangen.
Zum Beispiel ist die Schnittstelleneinheit 40c konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine erste Zoomanweisung zu empfangen, um die Ausgaberegion der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a in eine relativ kleine Region von einem Benutzer zu ändern. Insbesondere wird als Reaktion auf die erste Zoomanweisung die Ausgaberegion in einen Teil der Pixelgruppe der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a, das heißt ein Teil des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit, geändert. Ein zweites aufgenommenes Bild B1' ist ein aufgenommenes Bild, das einer Ausgaberegion entspricht, die als Reaktion auf die erste Zoomanweisung geändert wird. Das zweite aufgenommene Bild B1' wird zu einem Zeitpunkt aufgenommen, der sich von einem Zeitpunkt des ersten aufgenommenen Bildes B1 unterscheidet, und ist unabhängig von dem ersten aufgenommenen Bild B1. Die Logikeinheit 31b skaliert das zweite aufgenommene Bild B1' in einer zweiten Skalierungsvergrößerung, um ein Prüfzielbild B3 mit einer ersten Anzahl von Pixeln (zum Beispiel 1,6 MP), die kleiner als die Anzahl von Pixeln (zum Beispiel 5 MP) des zweiten aufgenommenen Bildes B1' ist, zu erzeugen. Zusätzlich kann das zweite aufgenommene Bild B1' basierend auf dem ersten aufgenommenen Bild B1 erzeugt werden und kann durch Ausschneiden, zum Beispiel eines Teils des ersten aufgenommenen Bildes B1, erzeugt werden. Außerdem ist die Schnittstelleneinheit 40c konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine Anweisung zum Anpassen der ersten Zoomvergrößerung nicht nur mit einer ganzen Zahl, sondern auch mit Genauigkeit nach einem Dezimalpunkt zu empfangen.
Wie in 7 veranschaulicht, ist der Prozessor 41, der verschiedene Arten von arithmetischen Verarbeitung ausführt und den Bildsensor 31 steuert, in der Hauptplatine 40 bereitgestellt. Der Prozessor 41 schließt eine Berechnungseinheit 41a ein, und der Prozessor 41 steuert die Logikeinheit 31b des Bildsensors 31 basierend auf einem von der Berechnungseinheit 41a arithmetisch verarbeiteten Ergebnis und bewirkt, dass die Logikeinheit 31b ein gewünschtes Prüfzielbild erzeugt.
Die Berechnungseinheit 41a berechnet die zweite Skalierungsvergrößerung, die erforderlich ist, um das zweite aufgenommene Bild B1', das der Ausgaberegion entspricht, nach der Änderung des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a einzustellen, um die erste Anzahl von Pixeln aufzuweisen. Die Berechnungseinheit 41a gibt die berechnete zweite Skalierungsvergrößerung an die Logikeinheit 31b aus. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild B3 mit der ersten Anzahl von Pixeln durch Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes B1' bei der zweiten Skalierungsvergrößerung, die von der Berechnungseinheit 41a berechnet wird. Das Prüfzielbild B3, das die erste Anzahl von Pixeln aufweist, weist eine niedrigere Auflösung auf als das erste aufgenommene Bild B1, das der Ausgaberegion der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a entspricht, aber eine Auflösung aufweist, die ausreichend ist, um eine erforderliche Prüfgenauigkeit sicherzustellen. Somit besteht kein Problem bei der Prüfgenauigkeit.
Die Berechnungseinheit 41a führt eine arithmetische Verarbeitung derart durch, dass die zweite Skalierungsvergrößerung abnimmt, wenn die erste Zoomvergrößerung, die von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen wird, zunimmt. Die Logikeinheit 31b verringert einen Herunterskalierungsbetrag für das zweite aufgenommene Bild B1', wenn die von der Berechnungseinheit 41a arithmetisch verarbeitete zweite Skalierungsvergrößerung abnimmt. Infolgedessen erzeugt die Logikeinheit 31b ein Prüfzielbild mit hoher Pixelauflösung.
Die Berechnungseinheit 41a berechnet ein Verhältnis davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes B1' ein Pixel des Prüfzielbildes B3, das die erste Anzahl von Pixeln aufweist, basierend auf der ersten Zoomvergrößerung, die von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen wird, entspricht. Die Berechnungseinheit 41a berechnet die zweite Skalierungsvergrößerung unter Verwendung dieses Verhältnisses.
In einem Fall, in dem die Schnittstelleneinheit 40c eine Anweisung zum Anpassen der ersten Zoomvergrößerung mit Genauigkeit nach einem Dezimalpunkt empfängt, berechnet die Berechnungseinheit 41a ein Verhältnis davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes B1' ein Pixel des Prüfzielbildes B3 bis zum Dezimalpunkt mit Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt entspricht, basierend auf der Zoomvergrößerung, für die die Anpassungsanweisung empfangen wird. Infolgedessen berechnet die Berechnungseinheit 41a die zweite Skalierungsvergrößerung mit Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild basierend auf der zweiten Skalierungsvergrößerung, die mit Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt berechnet wird.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren basierend auf einer Zoomanweisung an einer beliebigen Position durchgeführt wird. Die Schnittstelleneinheit 40c ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, als Zoomanweisung an einer beliebigen Position des Prüfzielbildes die erste Zoomanweisung zu empfangen, um die Ausgaberegion der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a in die relativ kleine Region zu ändern. Insbesondere zeigt ein Rahmen C1 im aufgenommenen Bild B1 in 10 zur Vereinfachung der Beschreibung eine Position und eine Region an, in der die Zoomanweisung innerhalb des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit empfangen wird, und der Benutzer kann den Rahmen C1 für das Prüfzielbild B2 über die Maus 8 oder dergleichen bezeichnen, während der Monitor 9, auf dem das Prüfzielbild B2 angezeigt wird, das durch Herunterskalieren des gesamten aufgenommenen Bildes B1 in 9 erhalten wird, bestätigt wird. Die Position des Rahmens C1 kann an jeder Position im Prüfzielbild B2 (das heißt dem Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit) angeordnet sein, und die Schnittstelleneinheit 40c erkennt die angeordnete Position. Außerdem können durch den Benutzer auch zufällig eine Größe und eine Form des Rahmens C1 eingestellt werden.
Wenn die Zoomanweisung, in der der Rahmen C1 als beliebige Position bezeichnet wird, von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen wird, führt die Logikeinheit 31b das Herunterskalieren bei der Skalierungsvergrößerung durch, die zum Einstellen der Region erforderlich ist (das heißt das aufgenommene Bild, das dem Rahmen C1 entspricht und die Anzahl von Pixeln aufweist, die größer als 1,6 MP sind), die der Ausgaberegion entspricht, die eine beliebige Position bis 1,6 MP innerhalb des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit einschließt. Infolgedessen erzeugt die Logikeinheit 31b ein Prüfzielbild B4, das eine beliebige Position einschließt. Die Position des Rahmens C1 kann in einer X-Richtung (horizontale Richtung des Bildes) oder einer Y-Richtung (vertikale Richtung des Bildes) von einer Mitte des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit und einer Region an einer Position verschoben werden, die von der Mitte des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit verschoben wird, das heißt, die optische Achse kann herunterskaliert werden. Das heißt, das Zoomen wird entlang der Mitte der optischen Achse beim allgemeinen optischen Zoomen durchgeführt, aber beim Herunterskalieren des vorliegenden Beispiels kann sowohl in der Mitte der optischen Achse als auch in der Region, die von der Mitte der optischen Achse verschoben wird, ein Zoomen durchgeführt werden, und ein Freiheitsgrad bei der Positionseinstellung einer Region, die herunterskaliert werden kann, ist hoch.
11 veranschaulicht einen Benutzerschnittstellenbildschirm 100 zum Einstellen, in dem die Zoomanweisung empfangen werden kann. Der Benutzerschnittstellenbildschirm 100 wird von der Steuereinheit 5a der Steuervorrichtung 3 erzeugt und auf dem Monitor 9 angezeigt. Auf dem Benutzerschnittstellenbildschirm 100 kann ein Vorgang unter Verwendung der Tastatur 7 oder der Maus 8 durchgeführt werden, und die Steuereinheit 5a erkennt und speichert diesen Vorgang, der durchgeführt wird.
In dem Benutzerschnittstellenbildschirm 100 ist eine Bildanzeigeregion 101 bereitgestellt. In der Bildanzeigeregion 101 werden ein Vogelperspektivbild D1, in dem eine Position der Ausgaberegion im gesamten Sichtfeldbereich der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a gezeigt ist, und ein der Ausgaberegion entsprechendes Prüfzielbild D2 angezeigt. Das heißt, die Schnittstelleneinheit 40c der in 7 veranschaulichten Industriekamera 1 ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, das Vogelperspektivbild D1, in dem die Position der Ausgaberegion im gesamten Sichtfeldbereich der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a gezeigt ist, und das Prüfzielbild D2, das der Ausgaberegion entspricht, nach außen auszugeben. Insbesondere ist die Ausgabeeinheit 42 in der Hauptplatine 40 bereitgestellt. Die Ausgabeeinheit 42 ist ein Abschnitt, der das Vogelperspektivbild D1 und das Prüfzielbild D2 aus dem Bildsensor 31 nach außen ausgibt. Wenn die Bilder ausgegeben werden, werden Bilddaten von der Industriekamera 1 an die Steuervorrichtung 3 über zum Beispiel einen Eingangs- und Ausgangsanschluss 60 und das Kabel 10 übertragen.
Auf dem in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirm 100 ist eine Zoomanpassungsregion 101A bereitgestellt, in der der Benutzer die Zoomvergrößerung einstellt. Die Zoomanpassungsregion 101A wird mit der Maus 8 zu einer „T“-Seite betätigt, und somit wird der Sichtfeldbereich durch Zoomen einer Telephotoseite verschmälert. Andererseits wird die Zoomanpassungsregion zu einer „W“-Seite betätigt, um umgekehrt den Sichtfeldbereich zu vergrößern. Außerdem kann die Zoomvergrößerung auch durch Betätigen eines Rades der Maus 8 angepasst werden. Die angepasste Zoomvergrößerung wird vorübergehend auf der Seite der Steuervorrichtung 3 gespeichert, wird an die Schnittstelleneinheit 40c der Industriekamera 1 übertragen und wird von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen.
Die Zoomvergrößerung kann durch einen numerischen Wert angepasst werden. Das heißt, eine Eingaberegion 102 für einen numerischen Wert wird auf dem Benutzerschnittstellenbildschirm 100 bereitgestellt. Die Eingaberegion 102 für einen numerischen Wert dient dem Benutzer dazu, die Zoomvergrößerung durch Eingeben eines numerischen Werts anzupassen, und ein numerischer Wert kann zufällig durch die Tastatur 7, die Maus 8 oder dergleichen eingegeben werden.
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren basierend auf einer Zoomanweisung durch Regionsauswahl unter Verwendung der Maus 8 durchgeführt wird. Ein Rahmen C10 wird durch eine Betätigung der Maus 8 gebildet und kann beispielsweise durch Durchführen eines Ziehvorgangs von oben links nach unten rechts (oder von oben rechts nach unten links oder dergleichen) gebildet werden. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild mit 5 MP durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes, das der von dem Rahmen C10 umgebenen Region entspricht. Außerdem kann durch die Betätigung der Maus 8 ein Rahmen C11 gebildet werden, und die Region im Rahmen C11 wird vergrößert. Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Fall, in dem eine Region im Rahmen C11 in dem aufgenommenen Bild B1 weniger als 5 MP beträgt und eine Größe des auszugebenden Prüfzielbildes 5 MP beträgt, da die Region eine maximale Auflösung überschreitet (Auflösung des aufgenommenen Bildes B1), die Region mit 5 MP, die den Rahmen C11 einschließt, bei einer 1-fachen Skalierungsvergrößerung herunterskaliert (das heißt nicht im Wesentlichen herunterskaliert), und wird als das Prüfzielbild ausgegeben.
13 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem, nachdem eine beliebige Position schwenkgeneigt wurde, das Herunterskalieren durchgeführt wird. Die Schnittstelleneinheit 40c ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine erste Schwenkneigeanweisung zum Anpassen einer beliebigen Position in der X-Richtung und der Y-Richtung zu empfangen. Wenn zum Beispiel eine Mitte des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a als die Region von Interesse von dem Rahmen C1 bezeichnet wird, wird die Position des Rahmens C1 in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt und ist zum Beispiel an einer Position angeordnet, die durch Bezugszeichen C1' angegeben ist. In einem Fall, in dem das Herunterskalieren in dem Rahmen C1 durchgeführt wird, wird ein Prüfzielbild B5 erhalten. Die Logikeinheit 31b erzeugt ein Prüfzielbild B5', von dem eine Position in der X-Richtung und der Y-Richtung angepasst wird, indem das aufgenommene Bild, das einer beliebigen Position (Position des Rahmens C1') entspricht, die in der X-Richtung und der Y-Richtung angepasst wird, herunterskaliert wird. Die Logikeinheit 31b erzeugt ein Prüfzielbild B6 durch weiteres Herunterskalieren eines Teils einer Region, die von dem Rahmen C 1' umgeben ist.
Die Einstellung in der X-Richtung und der Y-Richtung kann unter Verwendung des in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirms 100 durchgeführt werden. Auf dem Benutzerschnittstellenbildschirm 100 ist eine Sichtfeldpositionsanpassungsregion 103 bereitgestellt. Die Sichtfeldpositionsanpassungsregion 103 wird durch Kombinieren von Pfeilen und dergleichen gebildet, die in eine obere, untere, linke und rechte Richtung gerichtet sind, und zum Beispiel, wenn ein nach oben gerichteter Pfeil betätigt wird, bewegt sich die Position des Rahmens C1 nach oben. Auf ähnliche Weise kann die Position des Rahmens C1 an jede Position in der unteren, linken und rechten Richtung angepasst werden. Der Rahmen C1 kann direkt von der Maus 8 gezogen werden.
14 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem das Herunterskalieren in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Seitenverhältnis des Bildes geändert wird. Die Schnittstelleneinheit 40c ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine Änderung des Seitenverhältnisses der Ausgaberegion der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a zu empfangen. Zum Beispiel erzeugt, wie durch den Rahmen C1 angegeben, wenn die Zoomanweisung an einer beliebigen Position innerhalb des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit empfangen wird, die Logikeinheit 31b ein Prüfzielbild B7 durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes, das dem Rahmen C1 entspricht. Danach kann der Benutzer das Seitenverhältnis der durch den Rahmen C1 spezifizierten Region frei bezeichnen. Eine Region, in der ein Seitenverhältnis geändert wird, wird durch einen Rahmen C2 angegeben. Die Logikeinheit 31b erzeugt ein Prüfzielbild B7' durch Herunterskalieren des Bereichs, der der Ausgaberegion mit dem geänderten Seitenverhältnis entspricht (Region, die vom Rahmen C2 umgeben ist). Ein Prüfzielbild B7' wird durch weiteres Herunterskalieren eines Teils einer Region erzeugt, die von dem Rahmen C2 umgeben ist.
15 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem die Schwenkneigung nach dem Herunterskalieren um einen festen Punkt durchgeführt wird. Zum Beispiel erzeugt in einem Fall, in dem ein Zentrum eines Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a als fester Punkt eingestellt ist, die Logikeinheit 31b das Prüfzielbild B5 durch Herunterskalieren des Rahmens C1, einschließlich des Zentrums des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit, und führt dann ein Schwenkneigen durch, wie in 13 veranschaulicht. Somit erzeugt die Logikeinheit 31b ein Prüfzielbild B8 durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes, das der schwenkgeneigten Region entspricht.
Außerdem ist die Schnittstelleneinheit 40c konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine Änderungsanweisung für die Anzahl von Pixeln zu empfangen, um die Anzahl von Pixeln des Prüfzielbildes von der ersten Anzahl von Pixeln auf die zweite Anzahl von Pixeln zu ändern. Die zweite Anzahl von Pixeln ist die Anzahl von Pixeln, die größer ist als die erste Anzahl von Pixeln. Insbesondere wird eine Einstellregion 104 für die Anzahl von Pixeln auf dem in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirm 100 bereitgestellt. In der Einstellregion 104 für die Anzahl von Pixeln kann die Anzahl der Pixel des Prüfzielbildes aus vorbestimmten Optionen in Form eines Pull-Down-Menüs ausgewählt werden. Die Anzahl der auswählbaren Pixel kann zum Beispiel in einem Bereich von 1,6 MP oder mehr und 5 MP oder weniger liegen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Außerdem kann in der Einstellregion 104 für die Anzahl von Pixeln auch ein Seitenverhältnis ausgewählt werden. Das heißt, eine Vielzahl von Optionen, von denen jede eine Kombination aus der Anzahl von Pixeln und dem Seitenverhältnis des Prüfzielbildes ist, werden im Pull-Down-Menü der Einstellregion 104 für die Anzahl von Pixeln angezeigt. Der Benutzer kann eine beliebige Option unter den Optionen auswählen. Informationen bezüglich der Anzahl ausgewählter Pixel werden von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen und als Änderungsanweisung für die Anzahl der Pixel an den Prozessor 41 der Industriekamera 1 übertragen.
Wenn der Prozessor 41 die Änderungsanweisung für Anzahl von Pixeln empfängt, berechnet die Berechnungseinheit 41a eine Skalierungsvergrößerung, die erforderlich ist, um das aufgenommene Bild einzustellen, das der gleichen Ausgaberegion wie die Ausgaberegion vor der Änderungsanweisung für die Anzahl von Pixeln entspricht, sodass es die zweite Anzahl von Pixeln innerhalb des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a aufweist. Die von der Berechnungseinheit 41a berechnete Skalierungsvergrößerung wird an die Logikeinheit 31b gesendet, und die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild mit der zweiten Anzahl von Pixeln durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der Skalierungsvergrößerung. In einem Fall, in dem das Seitenverhältnis geändert wird, erzeugt die Logikeinheit 31b das Prüfzielbild mit dem geänderten Seitenverhältnis durch Herunterskalieren der Region, die der Ausgaberegion mit dem geänderten Seitenverhältnis innerhalb des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a entspricht. Das heißt, die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild gemäß der Kombination der Anzahl von Pixeln und des Seitenverhältnisses des in der Einstellregion 104 für die Anzahl von Pixeln ausgewählten Prüfzielbildes.
16 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falls, bei dem die Zoomvergrößerung nur mit Herunterskalieren bewerkstelligt werden kann, das heißt eines Falls, in dem das optische Zoomen unnötig ist. Eine Oberseite der 16 zeigt aufgenommene Bilder E1 und E2 und eine Unterseite zeigt Prüfzielbilder E3 und E4. Da Sichtfelder des linken aufgenommenen Bildes E1 und des rechten aufgenommenen Bildes E2 konstant sind und ein Signal einer schwarzen Region, in der das Werkstück W nicht vorhanden ist, nicht im rechten aufgenommenen Bild E2 ausgelesen wird, beträgt die Anzahl von Pixeln des linken aufgenommenen Bildes E1 20 MP und die Anzahl der Pixel des rechten aufgenommenen Bildes E2 beträgt 10 MP. Wenn das linke aufgenommene Bild E1 mit einer Skalierungsvergrößerung von 4 Mal herunterskaliert wird, wird das linke Prüfzielbild E3 erhalten. Das linke Prüfzielbild E3 ist ein Bild, das durch Ausgeben einer Region, die der Anzahl von Pixeln von 20-MP-Pixeln entspricht, mit der Anzahl von Pixeln von 5 MP erhalten wird. Da das Signal der schwarzen Region im rechten aufgenommenen Bild E2 nicht ausgelesen wird, ist es außerdem möglich, das Herunterskalieren mit einer 2-fachen Skalierungsvergrößerung durchzuführen, und das rechte Prüfzielbild E4 wird erhalten. Das rechte Prüfzielbild E4 ist ein Bild, das durch Ausgeben einer Region, die der Anzahl von Pixeln von 10 MP entspricht, mit der Anzahl von Pixeln von 5 MP erhalten wird. Außerdem wird das rechte Prüfzielbild E4, das feiner geteilt ist, durch Zoomen eines Zentrums des linken Prüfzielbildes E3 erhalten.
Das heißt, obwohl das optische Zoomen nicht verwendet wird, wird das Prüfzielbild E4, in dem das Werkstück W vergrößert und angezeigt wird, erhalten, während eine Pixelauflösung höher ist als eine Pixelauflösung des Prüfzielbildes E3. In der vorliegenden Patentschrift kann diese Zoomverarbeitung als „Sensorzoomen“ bezeichnet werden.
17 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Falles, bei dem die Zoomvergrößerung gleich oder größer als eine bestimmte Vergrößerung ist und es notwendig ist, sowohl das Herunterskalieren als auch das optische Zoomen zu bewerkstelligen. Eine Oberseite der 17 zeigt ein aufgenommenes Bild F1, ein optisches Zoombild F2 und ein aufgenommenes Bild F3 und eine Unterseite zeigt Prüfzielbilder E4, E5 und E6. Das optische Zoombild F2 mit einem schmalen Sichtfeldbereich wird erhalten, indem das optische Zoomen in einem Bereich durchgeführt wird, in dem das aufgenommene Bild F1 erzeugt wird. Ein Signal einer schwarzen Region, in der das Werkstück W nicht vorhanden ist, wird im rechten aufgenommenen Bild F3 nicht ausgelesen. Ein Abschnitt, der von einem Rahmen F7 des rechten aufgenommenen Bildes F3 umgeben ist, wird als die Region von Interesse eingestellt. Die Anzahl der Pixel in der Region von Interesse beträgt 6 MP.
Wenn das linke aufgenommene Bild F1 mit einer Skalierungsvergrößerung von 4 Mal herunterskaliert wird, wird ein linkes Prüfzielbild F4 erhalten. Da ein zentrales Prüfzielbild F5 ein Bild ist, das durch das optische Zoomen erfasst wird, wird das zentrale Prüfzielbild entlang des Zentrums des Sichtfelds der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a gezoomt. Wenn also ein Zentrum des Werkstücks W von dem Zentrum des Sichtfelds der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a verschoben wird, wird das Werkstück W nach dem Zoomen von dem Zentrum des Bildes in dem Bild verschoben. Eine Pixelauflösung des zentralen Prüfzielbildes F5 wird verbessert. Ein rechtes Prüfzielbild F6 ist ein Bild, das durch Herunterskalieren der Region von Interesse erhalten wird, die vom Rahmen F7 des rechten aufgenommenen Bildes F3 bei einer 1,2-fachen Skalierungsvergrößerung umgeben wird, und die Anzahl von Pixeln beträgt 5 MP.
18 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Falls, bei dem ein optisches Zoomen und Herunterskalieren kombiniert werden, und veranschaulicht Muster 1 und Muster 2. In Muster 1 wird das optische Zoomen ausgeschaltet und das Zoomen durch das Herunterskalieren durchgeführt, ohne das optische Zoomen einer Region durchzuführen, in der die bezeichnete Zoomvergrößerung an der der Herunterskaliergrenze benachbarten Vergrößerung niedrig ist. Das Herunterskalieren wird an der der Herunterskaliergrenze benachbarten Vergrößerung durchgeführt. Wenn die Vergrößerung die der Herunterskaliergrenze benachbarte Vergrößerung überschreitet, wird das optische Zoomen eingeschaltet, und das Zoomen wird zu einer Vergrößerungsobergrenze des optischen Zooms durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt auch die optische Vergrößerung des optischen Zooms zu, wenn die bezeichnete Zoomvergrößerung zunimmt. Wenn die Vergrößerung die Vergrößerungsobergrenze des optischen Zooms überschreitet, wird das optische Zoomen festgelegt, und das Sensorzoomen durch das Herunterskalieren wird durchgeführt. Gemäß diesem Muster 1 kann, da das Herunterskalieren ausgeführt werden kann (das heißt, eine verbleibende Leistung des Sensorzooms kann übrig bleiben), selbst nach dem optischen Zoomen eine Feineinstellung, wenn eine Region bestimmt wird, die letztlich als das Prüfzielbild ausgegeben werden soll, durch das Sensorzoomen anstelle des optischen Zoomens ausgeführt werden.
In dem Muster 2 wird das Zoomen durch das Herunterskalieren durchgeführt, ohne das optische Zoomen von einer Region durchzuführen, in der die Zoomvergrößerung für eine Herunterskaliergrenzenvergrößerung (1-fach) niedrig ist. Da das Herunterskalieren bis zur Herunterskalierungsgrenze durchgeführt wird, wird das Herunterskalieren danach nicht durchgeführt. Wenn die Vergrößerung die Herunterskaliergrenze überschreitet, wird das Zoomen durch Verwenden des optischen Zoomens auf die Vergrößerungsobergrenze des optischen Zooms durchgeführt.
Das heißt, wie unter Bezugnahme auf 16 bis 18 beschrieben, ist in einem Fall, in dem die Zoomvergrößerung, die vom Benutzer über die Schnittstelleneinheit 40c angewiesen wird, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Vergrößerung ist, die Logikeinheit 31b konfiguriert, um das Prüfzielbild durch Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung zu erzeugen, die basierend auf der angewiesenen Zoomvergrößerung berechnet wird. Andererseits ist in einem Fall, in dem die Zoomvergrößerung, die vom Benutzer über die Schnittstelleneinheit 40c angewiesen wird, größer als die vorbestimmte Vergrößerung ist, die Logikeinheit 31b konfiguriert, um das Prüfzielbild, das der angewiesenen Zoomvergrößerung entspricht, durch das optische Zoomen durch das optische Zoomsystem zu erzeugen. Die vorbestimmte Vergrößerung kann eine Zoomvergrößerung sein, bei der die zweite Skalierungsvergrößerung eine der Vergrößerung benachbarte Skaliergrenze nahe dem 1-Fachen der Untergrenze ist.
In einem Fall, in dem die Zoomvergrößerung, die durch den Benutzer über die Schnittstelleneinheit 40c angewiesen wird, größer als die vorbestimmte Vergrößerung ist, führt die Berechnungseinheit 41a das optische Zoomen durch das optische Zoomsystem durch. Darüber hinaus erzeugt die Logikeinheit 31b das Prüfzielbild mit der angewiesenen Zoomvergrößerung durch Durchführen einer Herunterskalierung an der der Vergrößerung benachbarten Skaliergrenze.
Außerdem ist die Schnittstelleneinheit 40c konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine größere Zoomvergrößerung zu empfangen, selbst nachdem die optische Vergrößerung des optischen Zooms die Obergrenze erreicht. Wenn die Vergrößerung die Obergrenze der Zoomvergrößerung erreicht, die von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen werden kann, führt die Berechnungseinheit 41a das Antreiben des optischen Zooms bei der optischen Vergrößerung der Obergrenze aus. Darüber hinaus erzeugt die Logikeinheit 31b das Prüfzielbild durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes, das der in der optischen Vergrößerung der Obergrenze der Zoomvergrößerung aufgenommenen Ausgaberegion entspricht, die von der Schnittstelleneinheit 40c mit einer 1-fachen Skalierungsvergrößerung (im Wesentlichen ohne Herunterskalierung) empfangen werden kann. Das heißt, wenn die Bezeichnung der Zoomvergrößerung vom Benutzer empfangen wird, berechnet die Berechnungseinheit 41a die optische Vergrößerung des optischen Zooms und die Skalierungsvergrößerung des Herunterskalierens basierend auf der empfangenen Zoomvergrößerung. Das optische Zoomsystem wird basierend auf der berechneten optischen Vergrößerung angetrieben.
Zusätzlich kann die Berechnungseinheit 41a eine Änderung der Zoomvergrößerung als ein Änderungsanweisungssignal von der Schnittstelleneinheit 40c empfangen. In einem Fall, in dem die Zoomvergrößerung, die angewiesen wird, basierend auf dem Änderungsanweisungssignal geändert zu werden, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Vergrößerung ist, wird ein Steuersignal an den Bildsensor 31 derart übertragen, dass das Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der Skalierungsvergrößerung ausgeführt wird, die von der Berechnungseinheit 41a berechnet wird, und das Herunterskalieren wird ausgeführt. Andererseits wird in einem Fall, in dem die Zoomvergrößerung angewiesen wird, basierend auf dem Änderungsanweisungssignal geändert zu werden, größer als die vorbestimmte Vergrößerung ist, ein Antriebssignal an das optische Zoomsystem, das heißt den Zoommotor 56c übertragen, um den optischen Zoom durchzuführen. Der Zoommotor 56c wird durch das Ansteuersignal betätigt und eine gewünschte Zoomvergrößerung wird erhalten.
Wie in 19A und 19B veranschaulicht, kann das Seitenverhältnis des Bildes während des Herunterskalierens geändert werden. 19A und 19B veranschaulichen einen Fall, in dem eine horizontal lange Region von Interesse in eine vertikal lange Region von Interesse geändert wird, aber im Gegenteil kann eine vertikal lange Region von Interesse in eine horizontal lange Region von Interesse geändert werden. Diese Änderungsanweisung wird vom Benutzer über die Einstellregion 104 für die Anzahl der Pixel des in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirms 100 durchgeführt. Es ist zu beachten, dass, wie in 19B veranschaulicht, ein Fall, in dem die Region von Interesse außerhalb eines Bereichs positioniert ist, der von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a bei dem Seitenverhältnis aufgenommen werden kann, für das die Änderungsanweisung aufgrund der Einschränkung einer Form der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a empfangen wird, in Betracht gezogen wird. In diesem Fall berechnet die Berechnungseinheit 41a die Skalierungsvergrößerung während des Herunterskalierens neu, um das Seitenverhältnis so weit wie möglich zu erfüllen, für das die Änderungsanweisung empfangen wird, und die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild durch Durchführen des Herunterskalierens mit der neu berechneten Skalierungsvergrößerung.
Wie in 20A bis 20F veranschaulicht, kann die Anzahl von Pixeln während des Herunterskalierens basierend auf der Einstellung durch den Benutzer erhöht oder verringert werden. 20A, 20B und 20C veranschaulichen einen Fall, in dem die Anzahl von Pixeln geändert wird, ohne eine räumliche Auflösung (Skalierungsvergrößerung) zu ändern. In 20A und 20B berechnet die Berechnungseinheit 41a, da die Anzahl von Pixeln innerhalb des Bereichs geändert wird, der von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a aufgenommen werden kann, die Skalierungsvergrößerung, die die Einstellung durch den Benutzer widerspiegelt, und die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild durch Durchführen einer Herunterskalierung bei der berechneten Skalierungsvergrößerung. Andererseits berechnet in 20C, wenn die Einstellung durch den Benutzer widergespiegelt wird, da der Bereich den Bereich überschreitet, der von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a aufgenommen werden kann, die Berechnungseinheit 41a die Skalierungsvergrößerung, um eine Änderung der Anzahl von Pixeln zu begrenzen, ohne die Einstellung durch den Benutzer zu verwenden. Während der Berechnung wird die Skalierungsvergrößerung möglichst nahe an der Einstellung durch den Benutzer vorgenommen. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild durch Durchführen einer Herunterskalierung bei der berechneten Skalierungsvergrößerung.
20D, 20E und 20F veranschaulichen einen Fall, in dem die Anzahl von Pixeln geändert wird, ohne ein Bildgebungssichtfeld zu ändern. In 20D und 20E berechnet die Berechnungseinheit 41a, da die Anzahl von Pixeln auf eine minimale Auflösung oder mehr geändert wird, die Skalierungsvergrößerung, die die Einstellung durch den Benutzer widerspiegelt, und die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild durch Durchführen einer Herunterskalierung bei der berechneten Skalierungsvergrößerung. Andererseits, da 20F die Änderung der Anzahl von Pixeln, die kleiner als die minimale Auflösung sind, veranschaulicht, berechnet die Berechnungseinheit 41a die Skalierungsvergrößerung, um die Änderung der Anzahl von Pixeln ohne Verwendung der Einstellung durch den Benutzer zu begrenzen, und die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild durch Durchführen des Herunterskalierens mit der berechneten Skalierungsvergrößerung. Das heißt, die Berechnungseinheit 41a ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, die Änderung von der ersten Anzahl von Pixeln auf die zweite Anzahl von Pixeln basierend auf der Einstellung durch den Benutzer zu begrenzen.
Darüber hinaus ist die Schnittstelleneinheit 40c konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine zweite Zoomanweisung zu empfangen, um die Ausgaberegion in eine relativ kleinere Region und eine zweite Schwenkneigeanweisung zu ändern, um die Ausgaberegion in der X-Richtung und der Y-Richtung nach dem Änderungsanweisung für die Anzahl der Pixel durch den Benutzer weiter anzupassen. Ähnlich wie bei der zweiten Zoomanweisung kann die zweite Zoomanweisung von einer Anweisung des Benutzers empfangen werden. Außerdem kann die zweite Schwenkneigeanweisung ähnlich wie die erste Schwenkneigeanweisung von einer Anweisung des Benutzers empfangen werden.
In einem Fall, in dem die Schnittstelleneinheit 40c die zweite Zoomanweisung und die zweite Schwenkneigeanweisung empfängt, berechnet die Berechnungseinheit 41c eine Skalierungsvergrößerung, die erforderlich ist, um das aufgenommene Bild, das der Ausgaberegion entspricht, die durch mindestens eine der zweiten Zoomanweisung und der zweiten Schwenkneigeanweisung geändert wird, so einzustellen, dass es die zweite Anzahl von Pixeln innerhalb des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a aufweist. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Prüfzielbild mit der zweiten Anzahl von Pixeln durch Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der Skalierungsvergrößerung, die von der Berechnungseinheit 41c berechnet wird.
21 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Fall, in dem das Prüfzielbild nach der Drehung erzeugt wird, und veranschaulicht einen Benutzerschnittstellenbildschirm 110 zur Dreheinstellung. Eine Bildanzeigeregion 111, in der das Prüfzielbild, das der Ausgaberegion der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a entspricht, angezeigt wird, und eine Drehwinkeleinstellungsregion 112 werden auf dem Benutzerschnittstellenbildschirm 110 zur Dreheinstellung bereitgestellt. In der Drehwinkeleinstellungsregion 112 können eine Drehrichtung des Bildes und ein Drehwinkel eingestellt werden, und diese Einstellelemente können durch den Benutzer eingestellt werden, der die Tastatur 7 oder die Maus 8 bedient.
Wenn die Drehrichtung und der Drehwinkel in der Drehwinkeleinstellungsregion 112 eingestellt sind, dreht die Berechnungseinheit 41a das Prüfzielbild um den eingestellten Winkel in der eingestellten Richtung in einem Zustand, in dem die Anzahl von Pixeln und die Form des Prüfzielbildes eingestellt sind. Das heißt, die Berechnungseinheit 41a wendet eine Drehumwandlungsverarbeitung eines beliebigen Winkels auf das Prüfzielbild an. Dadurch kann, da das Prüfzielbild nach der Drehung in der Bildanzeigeregion 111 erzeugt und angezeigt werden kann, zum Beispiel wenn die Installationsrichtung der Industriekamera 1 geneigt ist, eine Neigung davon auf Software korrigiert werden.
22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Fall veranschaulicht, in dem das Herunterskalieren durch den Prozessor 41 realisiert wird. Wie in dieser Zeichnung veranschaulicht, ist die Objektiveinheit ein Nicht-Zoomobjektiv, das nicht optisch gezoomt werden kann. Der Bildsensor 31 gibt das von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a aufgenommene Bild an den Prozessor 41 aus, ohne das Bild herunterzuskalieren. In dem Prozessor 41 ist eine Herunterskalierungseinheit 41A bereitgestellt, und die Herunterskalierungseinheit 41A erzeugt ein Prüfzielbild durch Ausführen einer Herunterskalierung wie vorstehend beschrieben. Die andere Verarbeitung ist dieselbe wie der Fall, in dem der Bildsensor 31 Herunterskalierung ausführt.
(Verarbeitung des farbaufgenommenen Bildes)
Da das farbaufgenommene Bild durch den Bildsensor 31 erzeugt werden kann, kann die Schnittstelleneinheit 40c die Bezeichnung der Ausgaberegion empfangen, die die Region ist, die als das Farbprüfzielbild in dem Sichtfeldbereich der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a ausgegeben werden soll.
Da der Bildsensor 31 den Farbfilter 31c einschließt, ist es möglich, das farbaufgenommene Bild zu erzeugen, in dem Farben in einem vorbestimmten Array-Muster gebildet werden. Insbesondere ist das Array-Muster der farbaufgenommenen Bilder, die von der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a ausgegeben werden, ein Bayer-Array, wie in 23 veranschaulicht. Im Bayer-Array sind zusätzlich zu roten Komponenten (R-Pixel) und blauen Komponenten (B-Pixeln) die erste grüne Komponente (Gr-Pixel) und zweite grüne Komponenten (Gb-Pixel) in einem vorbestimmten Array-Muster angeordnet. Das Array-Muster ist nicht auf das Bayer-Array beschränkt und kann ein anderes Array-Muster sein.
Außerdem ist die photoelektrische Umwandlungseinheit 31a konfiguriert, um Farbprüfzielbilder mit unterschiedlicher Anzahl von Pixeln zu erzeugen. In einem Fall, in dem das aufgenommene Bild von der photoelektrische Umwandlungseinheit 31a erzeugt wird, führt der Prozessor 41 eine arithmetische Verarbeitung und Bildverarbeitung, die vorstehend beschrieben sind, an dem Farbprüfzielbild aus. Im vorliegenden Beispiel kann, da der Farbfilter 31c bereitgestellt ist, das farbaufgenommene Bild ohne Verwendung einer Drei-Chip-Kamera und ohne Ausschalten der RGB in Zeitreihen erzeugt werden.
Nachdem das farbaufgenommene Bild, das der Ausgaberegion des Sichtfeldbereichs der photoelektrischen Umwandlungseinheit 31a entspricht, erfasst wurde, schaltet die Logikeinheit 31b die Farben des farbaufgenommenen Bildes basierend auf dem Array-Muster einzeln herunter und ordnet Pixelwerte der Farben nach dem Herunterskalieren derart an, dass das Array-Muster der Farben mit dem Array-Muster des farbaufgenommenen Bildes zusammenfällt. Infolgedessen ist es möglich, das Farbprüfzielbild mit einer kleineren Anzahl von Pixeln als die Anzahl von Pixeln des farbaufgenommenen Bildes zu erzeugen.
Zum Beispiel, wie in 23 veranschaulicht, skaliert die Logikeinheit 31b die in dem Bayer-Array des farbaufgenommenen Bildes eingeschlossenen rote Komponente, die erste grüne Komponente und die blaue Komponente und angrenzend an die rote Komponente in einer Zeilenrichtung und die zweite grüne Komponente angrenzend an die blaue Komponente in der Zeilenrichtung herunter. Die Logikeinheit 31b erzeugt das Farbprüfzielbild durch Anordnen der Pixelwerte der Farben der blauen Komponente, der ersten grünen Komponente, der roten Komponente und der zweiten grünen Komponente nach dem Herunterskalieren derart, dass das Array-Muster der Farben mit dem Array-Muster des Bayer-Arrays des farbaufgenommenen Bildes zusammenfällt.
Das heißt, wenn der Benutzer als Ausgaberegion die auszugebende Region als Farbprüfzielbild bezeichnet, werden die Farben des farbaufgenommenen Bildes, die der Ausgaberegion entsprechen, basierend auf dem vorbestimmten Array-Muster individuell herunterskaliert. Die Pixelwerte der Farben nach dem Herunterskalieren sind derart angeordnet, dass das Array-Muster der Farben mit dem Array-Muster des farbaufgenommenen Bildes zusammenfällt. Infolgedessen ist es möglich, das Farbprüfzielbild mit einer beliebigen Anzahl von Pixeln zu erzeugen, die kleiner als die Anzahl von Pixeln des farbaufgenommenen Bildes ist, und bei der Bildverarbeitung durch einen Prozessor oder ein FPGA in einer nachfolgenden Stufe ist die zusätzliche Verarbeitung aufgrund der Nichtübereinstimmung zwischen den Array-Mustern nicht erforderlich.
Ein spezifisches Beispiel beschreibend ist die Logikeinheit 31b konfiguriert, um das Farbprüfzielbild durch Herunterskalieren der Farben des farbaufgenommenen Bildes in einer ersten Richtung, die die X- oder die Y-Richtung ist, zu erzeugen und dann das durch Herunterskalieren in der ersten Richtung erhaltene Bild in einer zweiten Richtung, die die andere der X- und Y-Richtungen ist, herunterzuskalieren. Genauer gesagt erzeugt die Logikeinheit 31b, wie in 24 veranschaulicht, das Farbprüfzielbild durch Herunterskalieren der Farben des farbaufgenommenen Bildes in der ersten Richtung und dann Herunterskalieren des durch das Herunterskalieren in der ersten Richtung erhaltenen Bildes in der zweiten Richtung. In 24 werden die Pixelinterpolation und Herunterskalierung an den Gr-Pixeln in einer horizontalen Richtung (X-Richtung), die die erste Richtung ist, und dann Pixelinterpolation und Herunterskalierung der GSR-Pixel in einer vertikalen Richtung (Y-Richtung) durchgeführt, die die zweite Richtung ist. Außerdem werden ähnlich den Gr-Pixeln die Pixelinterpolation und die Herunterskalierung auf jedem der R-Pixel, der B-Pixel und den Gb-Pixel in der horizontalen Richtung durchgeführt, und dann werden die Pixelinterpolation und die Herunterskalierung auf jedem der R-Pixel, der B-Pixel und der Gb-Pixel in der vertikalen Richtung durchgeführt.
Wie im Fall der horizontalen Richtung in 25 veranschaulicht, wird beim Durchführen der Pixelinterpolation ein Additionsdurchschnitt zweier benachbarter Pixelwerte derselben Farbe berechnet. Zusätzlich wird während des Herunterskalierens ein gewichteter Durchschnitt berechnet, der einer Größe bei einem Teilpixelniveau jedes Pixels des aufgenommenen Bildes vor dem Herunterskalieren entspricht, das in einem Pixel des durch Herunterskalieren erhaltenen Prüfzielbildes eingeschlossen ist. In 25 zeigen α, β und γ Unterpixelgrößen in einem Fall, in dem eine Größe eines Eingabepixels 1 ist. Da jedes von α und γ auf einen Wert von weniger als 1 eingestellt werden kann, kann die Skalierungsvergrößerung mit Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt berechnet werden. Zusätzlich wird eine ähnliche Verarbeitung für andere R-Pixelgruppen im Bild ausgeführt. Obwohl die R-Pixel in 25 veranschaulicht sind, gilt dasselbe für die Pixel der anderen Farben.
In der vertikalen Richtung wird eine ähnliche Verarbeitung in der vertikalen Richtung durchgeführt, indem das Pixel nach dem Herunterskalieren in der horizontalen Richtung verwendet wird. Das heißt, die Logikeinheit 31b berechnet die Pixelwerte der Pixel des Prüfzielbildes basierend auf der Vielzahl von Pixeln derselben Farbe, die in einem Bereich in der Nähe einer Position des farbaufgenommenen Bildes vor dem Herunterskalieren vorhanden sind, das den Pixeln des Prüfzielbildes nach dem Herunterskalieren entspricht. Die Logikeinheit 31b bestimmt den Bereich in der Nähe des farbaufgenommenen Bildes basierend auf der Skalierungsvergrößerung des Herunterskalierens.
Wie in 26 veranschaulicht, kann auch ein Tiefpassfilter angewendet werden, wenn das farbaufgenommene Bild verarbeitet wird. In diesem Fall wird das Herunterskalieren unter der Annahme durchgeführt, dass ein Pixel des Prüfzielbildes nach dem Herunterskalieren durch eine bezeichneten Tiefpassfilterregion (LPF-Region) vergrößert wird. Die Tiefpassfilterregion wird nach dem Herunterskalieren gleichmäßig auf beide Seiten eines Pixels angewendet. Die Tiefpassfilterregion (Teilpixelgröße) pro einer Seite wird berechnet, indem ein Reduktionsgrad durch Herunterskalieren um einen eingestellten Tiefpassfilterwert mit 1/2 multipliziert wird. Außerdem ist der eingestellte Tiefpassfilterwert ein Wert gleich oder größer als 0 und ist kleiner als ein Wert, der durch {3 × (Reduktionsgrad - 1)}/Reduktionsgrad erhalten wird. In 26 zeigen α, β, γ und δ Unterpixelgrößen in einem Fall, in dem die Größe des Eingabepixels 1 ist. Zusätzlich wird eine ähnliche Verarbeitung für andere R-Pixelgruppen im Bild ausgeführt. Obwohl die R-Pixel in 26 veranschaulicht sind, gilt dasselbe für die Pixel der anderen Farben.
Außerdem bewirkt, wenn die Schnittstelleneinheit 40c eine Anweisung zum Ändern der Anzahl von Pixeln empfängt, der Prozessor 41, dass das Array-Muster der Farben des Farbprüfzielbildes vor und nach der Änderung der Anzahl von Pixeln miteinander zusammenfällt. Infolgedessen kann die Bildverarbeitung des Farbprüfzielbildes nach der Änderung ausgeführt werden, ohne die Einstellung in Bezug auf das Array-Muster jeder Farbe in der Bildverarbeitung des Farbprüfzielbildes vor der Änderung zu ändern.
In einem Fall, in dem die Schnittstelleneinheit 40c eine Anweisung zum Ändern mindestens einer von einer Position, Größe und Form der Ausgaberegion empfängt, erzeugt die Logikeinheit 31b das Farbprüfzielbild, das der Ausgaberegion entspricht, nach der Änderung, in der das Array-Muster der Farben mit dem Farbprüfzielbild zusammenfällt, das vor der Änderung der Ausgaberegion erzeugt wird.
Außerdem skaliert die Logikeinheit 31b das farbaufgenommene Bild derart, dass eine Übertragungsgeschwindigkeit, mit der das Farbprüfzielbild an den Prozessor 41 übertragen wird, relativ schneller ist als eine Übertragungsgeschwindigkeit, mit der das farbaufgenommene Bild an den Prozessor 41 übertragen wird. Das heißt, wie in 22 veranschaulicht, wird, obwohl das Herunterskalieren außerhalb des Bildsensors 31 durchgeführt werden kann, in diesem Fall, da ein Datenbetrag des farbaufgenommenen Bildes groß ist, in Erwägung gezogen, dass die Übertragungsgeschwindigkeit an den Prozessor 41 zu einem Problem wird. Das farbaufgenommene Bild wird herunterskaliert, und das Farbprüfzielbild wird mit einer schnelleren Geschwindigkeit als die Übertragungsgeschwindigkeit an den Prozessor 41 übertragen, wenn das farbaufgenommene Bild an den Prozessor 41 übertragen wird. Somit kann eine Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden, und die Bildprüfung für ein Hochgeschwindigkeitsbewegungsobjekt kann durchgeführt werden. Zusätzlich kann die Übertragungsgeschwindigkeit von der Logikeinheit 31b zu dem Prozessor 41 gemäß der Anzahl von Pixeln des von dem Bildsensor 31 ausgegebenen Prüfzielbildbildes geändert werden.
(Fluss während des Einstellens)
Wie vorstehend beschrieben, kann das Bildprüfsystem 2, das die Industriekamera 1 einschließt, verschiedene Arten von Verarbeitung ausführen, und ein Verarbeitungsvorgang kann zufällig innerhalb eines Bereichs ohne Widerspruch eingestellt werden. Nachstehend wird ein Beispiel der Verarbeitungsprozedur basierend auf einem Flussdiagramm beschrieben.
27 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur während einer Zoomvergrößerungseingabe veranschaulicht. In Schritt SA1 nach dem Start wird die Bildgebungseinstellung aktiviert. Wenn die Bildgebungseinstellung aktiviert ist, wird die zweite Objektivgruppe 22 zu einer Weitwinkelseite bewegt. In Schritt SA2 empfängt die Schnittstelleneinheit 40c durch den Benutzer eine Eingabe der Zoomvergrößerung. Während der Zoomverstärkungseingabe, da der in 11 veranschaulichte Benutzerschnittstellenbildschirm 100 verwendet wird, kann die Zoomanpassungsregion 101A betrieben und eingegeben werden. Als weiteres Beispiel kann die Zoomvergrößerung numerisch eingegeben werden.
In Schritt SA3 wird bestimmt, ob ein Eingabewert (Zoomvergrößerung) in Schritt SA2 mehr als ein erster Zoomwert (erste Zoomvergrößerung) ist oder nicht. In einem Fall, in dem NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA4 fort, um die Herunterskalierungseinstellung zu ändern. Wenn das Auslösesignal in Schritt SA5 eingegeben wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA6 fort, um das Prüfzielbild anzuzeigen.
In einem Fall, in dem JA in Schritt SA3 bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA7 fort, und es wird bestimmt, ob der Eingabewert (Zoomvergrößerung) in Schritt SA2 mehr als ein zweiter Zoomwert (zweite Zoomvergrößerung) ist. In einem Fall, in dem NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA8 fort, um das Herunterskalieren bei einer vorbestimmten Zoomvergrößerung festzulegen, und weiteres Zoomen entspricht dem optischen Zoomen in Schritt SA9. Danach fährt die Verarbeitung mit Schritt SA5 fort.
In einem Fall, in dem JA in Schritt SA7 bestimmt wird, wird die Zoomvergrößerung des optischen Zooms maximiert und die Skalierungsvergrößerung des Herunterskalierens wird in Schritt SA10 auf 1 eingestellt. Die Verarbeitung fährt mit Schritt SA9 fort.
28 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verarbeitungsverfahrens veranschaulicht, wenn das Sichtfeld oder die Auflösung bestimmt wird. In Schritt SB1 nach dem Start wird eine WD-Messtaste (nicht veranschaulicht) auf der Benutzerschnittstelle gedrückt. In Schritt SB2 wird die WD-Messung durchgeführt. In Schritt SB3 werden das Sichtfeld und die Auflösung basierend auf internen Daten, die im Voraus in der Industriekamera 1 gespeichert sind, und aktuellen Fokuspositionsinformationen berechnet. In Schritt SB4 gibt der Benutzer ein X-Sichtfeld, ein Y-Sichtfeld oder eine räumliche Auflösung über die Benutzerschnittstelle ein. In Schritt SB5 wird die Zoomvergrößerung unter Verwendung der Werteingabe in Schritt SB4 berechnet. In Schritt SB6 wird bestimmt, ob die in Schritt SB5 berechnete Zoomvergrößerung eine einstellbare Zoomvergrößerung ist oder nicht. In einem Fall, in dem NEIN in Schritt SB6 bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SB7 fort, um die Zoomvergrößerung mit einer einstellbaren Zoomvergrößerung zu verknüpfen, wie in 19B von 19 oder 20C und 20F von 20 veranschaulicht. In einem Fall, in dem JA in Schritt SB6 bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SB8 fort, um einen Vorgang ähnlich dem in 27 veranschaulichten Fluss auszuführen.
29 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Verarbeitungsprozedur des Schwenkneigens veranschaulicht. In Schritt SC1 betreibt der Benutzer nach dem Start die Positionseinstellregion 103 für das Sichtfeld auf dem in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirm 100, um Positionen in der oberen, unteren, linken und rechten Richtung anzupassen. In Schritt SC2 wird bestimmt, ob die Region, deren Position in Schritt SC1 angepasst wird, schmaler ist als ein maximaler Sichtfeldbereich des Bildsensors 31. In einem Fall, in dem NEIN in Schritt SC2 bestimmt wird, wird in Schritt SC3 ein maximaler Bereich verknüpft. Danach fährt die Verarbeitung mit Schritt SC4 fort und die Position der Region von Interesse wird geändert. In einem Fall, in dem JA in Schritt SC2 bestimmt wird, fährt die Verarbeitung auch mit Schritt SC4 fort.
30 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur zum Ändern des Seitenverhältnisses veranschaulicht. In Schritt SD1 betreibt der Benutzer nach dem Start die Einstellungsregion 104 für die Anzahl der Pixel des in 11 veranschaulichten Benutzerschnittstellenbildschirms 100, um das Seitenverhältnis zu einem gewünschten Seitenverhältnis zu ändern. In Schritt SD2 wird bestimmt, ob die Pixelregion nach der Änderung in den Sichtfeldbereich des Bildsensors 31 mit derselben Skalierungsvergrößerung fällt oder nicht. In einem Fall, in dem NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SD3 fort, und die Zoomvergrößerung wird derart geändert, dass das in Schritt SD1 geänderte Seitenverhältnis erhalten wird. In Schritt SD4 wird eine Prozedur, ähnlich der in 27 veranschaulichten Fluss, ausgeführt. Danach fährt die Verarbeitung mit Schritt SD5 fort, um die Größe der Region von Interesse zu ändern. In einem Fall, in dem JA in Schritt SD2 bestimmt wird, fährt die Verarbeitung auch mit Schritt SD5 fort.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel in jeder Hinsicht und sollte nicht einschränkend ausgelegt werden. Ferner liegen alle Modifikationen und Änderungen, die innerhalb eines äquivalenten Umfangs der Ansprüche fallen, innerhalb des Umfangs der Erfindung.
Wie vorstehend beschrieben, kann die erfindungsgemäße Industriekamera in einem Fall verwendet werden, in dem das Prüfzielbild zum Prüfen verschiedener Prüfobjekte erzeugt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020169958 [0002, 0003]

Claims

Industriekamera, die ein Prüfzielbild erzeugt, das durch ein Aufnehmen eines Prüfobjekts erhalten wird, umfassend: eine Bildgebungseinheit, die das Prüfobjekt aufnimmt, um in der Lage zu sein, ein aufgenommenes Bild mit einer Anzahl von Pixeln zu erzeugen, die größer als eine Anzahl von Pixeln des Prüfzielbildes ist; eine Bilderzeugungseinheit, die ein erstes aufgenommenes Bild herunterskaliert, das einer Ausgaberegion entspricht, die eine Region eines Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit als Ganzes oder als Teil bei einer ersten Skalierungsvergrößerung ist, um ein Prüfzielbild mit einer ersten Anzahl von Pixeln zu erzeugen, die kleiner als eine Anzahl von Pixeln des ersten aufgenommenen Bildes ist; eine Schnittstelleneinheit, die eine erste Zoomanweisung empfängt, um die Ausgaberegion auf eine relativ kleine Region zu ändern; und eine Berechnungseinheit, die eine zweite Skalierungsvergrößerung berechnet, die zum Einstellen eines zweiten aufgenommenen Bildes, das einer Ausgaberegion entspricht, nach der Änderung des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit auf die erste Anzahl von Pixeln erforderlich ist, wobei die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild mit der ersten Anzahl von Pixeln durch das Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung erzeugt, die durch die Berechnungseinheit berechnet wird.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die zweite Skalierungsvergrößerung abnimmt, während eine durch die Schnittstelleneinheit empfangene Zoomvergrößerung zunimmt, und die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild mit einer hohen Pixelauflösung erzeugt, durch ein Verringern eines Herunterskalierungsbetrags für das zweite aufgenommene Bild, während die zweite Skalierungsvergrößerung abnimmt.
Industriekamera nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit die zweite Skalierungsvergrößerung berechnet, durch das Berechnen eines Verhältnisses davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes ein Pixel des Prüfzielbildes mit der ersten Anzahl von Pixeln entspricht, basierend auf der durch die Schnittstelleneinheit empfangene Zoomvergrößerung.
Industriekamera nach Anspruch 3, wobei die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um eine Anweisung zum Anpassen der Zoomvergrößerung mit Genauigkeit nach einem Dezimalpunkt zu empfangen, die Berechnungseinheit die zweite Skalierungsvergrößerung mit der Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt berechnet, durch das Berechnen des Verhältnisses davon, wie vielen Pixeln des zweiten aufgenommenen Bildes ein Pixel des Prüfzielbildes entspricht, basierend auf der Zoomvergrößerung, für die die Anpassungsanweisung mit der Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt empfangen wird, und die Bilderzeugungseinheit das Prüfzielbild basierend auf der zweiten Skalierungsvergrößerung erzeugt, die mit Genauigkeit nach dem Dezimalpunkt berechnet wird.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um die erste Zoomanweisung als eine Zoomanweisung an einer beliebigen Position des Prüfzielbildes zu empfangen, die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild, das die beliebige Position einschließt, durch das Herunterskalieren bei der zweiten Skalierungsvergrößerung einer Region des zweiten aufgenommenen Bildes erzeugt, die der Ausgaberegion entspricht, die die beliebige Position einschließt, die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um ferner eine erste Schwenkneigeanweisung zu empfangen, um die beliebige Position in einer X-Richtung und einer Y-Richtung anzupassen, und die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild erzeugt, von dem die Position in der X-Richtung und der Y-Richtung durch das Herunterskalieren bei der zweiten Skalierungsvergrößerung einer Region des zweiten aufgenommenen Bildes angepasst wird, die der Ausgaberegion entspricht, einschließlich der beliebigen Position, die in der X-Richtung und der Y-Richtung angepasst ist.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit nach der Drehung ein Prüfzielbild erzeugt, durch ein Anwenden einer Drehumwandlungsverarbeitung in einem beliebigen Winkel zu dem Prüfzielbild in einem Zustand, in dem die Anzahl von Pixeln und eine Form des Prüfzielbildes festgelegt sind.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelleneinheit ein Vogelperspektivbild, auf dem eine Position der Ausgaberegion in dem gesamten Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit gezeigt ist, und das Prüfzielbild, das der Ausgaberegion entspricht, nach außen ausgibt.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei das zweite aufgenommene Bild zu einem Zeitpunkt aufgenommen wird, der sich von einem Zeitpunkt des ersten aufgenommenen Bildes unterscheidet, und unabhängig von dem ersten aufgenommenen Bild ist.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei das zweite aufgenommene Bild basierend auf dem ersten aufgenommenen Bild erzeugt wird und nur einen Abschnitt einschließt, der der Ausgaberegion nach der Änderung in dem ersten aufgenommenen Bild entspricht.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um ferner eine Änderungsweisung für die Anzahl von Pixeln zu empfangen, um die Anzahl von Pixeln des Prüfzielbildes auf eine zweite Anzahl von Pixeln aus der ersten Anzahl von Pixeln zu ändern, die Berechnungseinheit eine Skalierungsvergrößerung berechnet, die zum Einstellen eines aufgenommenen Bildes erforderlich ist, das der gleichen Ausgaberegion wie der Ausgaberegion vor der Änderungsanweisung für die Anzahl von Pixeln entspricht, sodass es die zweite Anzahl von Pixeln in dem Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit aufweist, und die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild mit der zweiten Anzahl von Pixeln durch das Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der Skalierungsvergrößerung erzeugt.
Industriekamera nach Anspruch 10, wobei die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um eine zweite Zoomanweisung zu empfangen, um die Ausgaberegion weiter zu einer relativ kleinen Region nach der Änderungsanweisung für die Anzahl von Pixeln und einer zweiten Schwenkneigeanweisung zu ändern, um die Ausgaberegion in einer X-Richtung und einer Y-Richtung weiter anzupassen, die Berechnungseinheit eine Skalierungsvergrößerung berechnet, die zum Einstellen eines aufgenommenen Bildes erforderlich ist, das der Ausgaberegion entspricht, die durch mindestens eine von der zweiten Zoomanweisung und der zweiten Schwenkneigeanweisung geändert wird, sodass es die zweite Anzahl von Pixeln in dem Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit aufweist, und die Bilderzeugungseinheit das Prüfzielbild mit der zweiten Anzahl von Pixeln durch das Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der Skalierungsvergrößerung erzeugt.
Industriekamera nach Anspruch 10, wobei die Schnittstelleneinheit konfiguriert ist, um eine Änderung eines Seitenverhältnisses der Ausgaberegion zu empfangen, und die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild mit einem geänderten Seitenverhältnis durch das Herunterskalieren einer Region erzeugt, die der Ausgaberegion mit dem geänderten Seitenverhältnis in dem Sichtfeldbereich der Bildgebungseinheit entspricht.
Industriekamera nach Anspruch 12, wobei die Schnittstelleneinheit eine Auswahl einer Option einer Vielzahl von Optionen empfängt, die eine Kombination der Anzahl von Pixeln und des Seitenverhältnisses des Prüfzielbildes ist, und die Bilderzeugungseinheit das Prüfzielbild gemäß der Kombination der Anzahl von Pixeln und des Seitenverhältnisses des Prüfzielbildes erzeugt.
Industriekamera nach Anspruch 10, wobei die zweite Anzahl von Pixeln die Anzahl von Pixeln ist, die größer als die erste Anzahl von Pixeln ist, und die Berechnungseinheit eine Änderung von der ersten Anzahl von Pixeln auf die zweite Anzahl von Pixeln basierend auf der Einstellung eines Benutzers begrenzt.
Industriekamera nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein optisches Zoomsystem, das in der Lage ist, ein optisches Zoomen elektrisch durchzuführen, wobei die Bilderzeugungseinheit ein Prüfzielbild durch das Herunterskalieren des zweiten aufgenommenen Bildes bei der zweiten Skalierungsvergrößerung, die basierend auf der angewiesenen Zoomvergrößerung berechnet wird, in einem Fall erzeugt, in dem eine Zoomvergrößerung, die durch einen Benutzer über die Schnittstelleneinheit angewiesen wird, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Vergrößerung ist, und ein Prüfzielbild, das der angeforderten Zoomvergrößerung entspricht, durch optisches Zoomen durch das optische Zoomsystem in einem Fall erzeugt, in dem die durch den Benutzer über die Schnittstelleneinheit angewiesene vergrößerte Zoomvergrößerung größer als die vorbestimmte Vergrößerung ist.
Industriekamera nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen Bildsensor, der Licht empfängt, das durch das optische Zoomsystem konzentriert ist, wobei der Bildsensor eine photoelektrische Umwandlungseinheit als die Bildgebungseinheit, die ein aufgenommenes Bild mit größerer Anzahl von Pixeln als das Prüfzielbild erzeugt, und eine Logikeinheit als die Bilderzeugungseinheit einschließt, die das Herunterskalieren auf dem aufgenommenen Bild basierend auf der Skalierungsvergrößerung ausführt, die durch die Berechnungseinheit berechnet wird, und die photoelektrische Umwandlungseinheit und die Logikeinheit auf demselben Chip montiert sind, der den Bildsensor bildet.
Industriekamera nach Anspruch 16, wobei die Berechnungseinheit ein Änderungsanweisungssignal der Zoomvergrößerung durch die Schnittstelleneinheit empfängt, ein Steuersignal an den Bildsensor überträgt, um das Herunterskalieren des aufgenommenen Bildes bei der durch die Berechnungseinheit berechneten Skalierungsvergrößerung in einem Fall auszuführen, in dem die Zoomvergrößerung des Änderungsanweisungssignals gleich oder kleiner als die vorbestimmte Vergrößerung ist, und ein Antriebssignal überträgt, um ein optisches Zoomen mit dem optischen Zoomsystem in einem Fall durchzuführen, in dem die Zoomvergrößerung des Änderungsanweisungssignals größer als die vorbestimmte Vergrößerung ist.
Industriekamera nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungseinheit einen Farbfilter und eine photoelektrische Umwandlungseinheit einschließt und konfiguriert ist, um ein farbaufgenommenes Bild zu erzeugen, in dem Farben in einem vorbestimmten Array-Muster ausgebildet sind, und die Bilderzeugungseinheit ein Farbprüfzielbild mit einer Anzahl von Pixeln, die kleiner als eine Anzahl von Pixeln des farbaufgenommenen Bildes ist, durch individuelles Herunterskalieren für jede Farbe des farbaufgenommenen Bildes, das der Ausgaberegion des Sichtfeldbereichs der Bildgebungseinheit entspricht, basierend auf dem Array-Muster und durch das Anordnen von Pixelwerten der Farben nach dem Herunterskalieren derart, dass ein Array-Muster der Farben mit einem Array-Muster des farbaufgenommenen Bildes zusammenfällt, erzeugt.