JP2006019901A

JP2006019901A - 視覚センサ

Info

Publication number: JP2006019901A
Application number: JP2004193882A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Taneno; 篤種野; Takeshi Yoshiura; 豪吉浦; Mai Miyawaki; 舞宮脇; Hajime Takegawa; 肇竹川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】単に、照明レベルを制御し、画面全体の明るさを調整するのではなく、画面内での照明均一性を確保することが可能な照明制御機能を備えた視覚センサを提供すること。
【解決手段】所定の配列パターンを有しかつ予め決められた検出領域をほぼ同時に照らす複数の照明器と、複数の照明器でほぼ同時に照らされた検出領域内の画像を取得する二次元撮像素子とを有すると共に、二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像に基づいて各種の検査を行う運用モードと、二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードとを有する。
【選択図】図６

Description

この発明は、ＦＡにおける工業製品の外観検査等に多く採用される視覚センサに係り、特に、照明内蔵型の視覚センサに関する。

ＦＡにおける工業製品の外観検査等に多く採用される視覚センサの中には、照明内蔵型のものが知られている（特許文献１参照）。この種の照明内蔵型視覚センサにおいては、従来より様々な照明の明るさ調整方法が採用されている。

第１の明るさ調整方法としては、所定操作子のマニュアル操作に応じて、照明器の輝度を変更するものが知られている。第２の明るさ調整方法としては、照明器の輝度は固定したままで、シャッタ速度を変更するものが知られている。第３の明るさ調整方法としては、撮像光学系の光軸を中心として同心円状に照明器を配列し、各同心円のそれぞれをグループとして、グループ単位で照明器の輝度を変更するものが知られている（特許文献２参照）。
特開平１０−１３６２７２号公報特開平９−１１６２９７号公報

しかしながら、上述した従来の明るさ調整方法には種々の問題点が指摘されている。すなわち、第１の手動による明るさ調整方法にあっては、オペレータが画像を見ながら調整を行う必要があり非常に手間がかかる。第２の明るさ調整方法は、照明をシャッタと連動させたとしても、画面全体の明るさ調整しかできないため、センサヘッドが傾いた状態では、検出領域において均一な照度を得ることが困難となる。第３の明るさ調整方法にあっては、同心円状におけるグルーピングとなるため、同心円状の輝度分布の調整となり、画面の上下左右の輝度を調整できないという不都合がある。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、単に、照明レベルを制御し、画面全体の明るさを調整するのではなく、画面内での照明均一性を確保することが可能な照明制御機能を備えた視覚センサを提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、センサヘッドを取り付けるに際して、正反射光の影響を避けるために、ヘッドを斜めに取り付けたような場合に、画面内での照明均一性を確保することが可能な照明制御機能を備えた視覚センサを提供することにある。

本発明の他の目的とするところは、高速で微小な物体を撮影する場合にあっても、画面全体にブレによるぼけ等を生ずることなく、照明均一性を確保することが可能な照明制御機能を備えた視覚センサを提供することにある。

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、以下の明細書の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

この発明の視覚センサは、所定の配列パターンを有しかつ予め決められた検出領域をほぼ同時に照らす複数の照明器と、複数の照明器でほぼ同時に照らされた検出領域内の画像を取得する２次元撮像素子とを有すると共に、２次元撮像素子で取得される検出領域内の画像に基づいて各種の検査を行う運用モードと、２次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードとを有する。

このような構成によれば、２次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードを有することから、この設定モードを選択して実行させることにより、画像濃度の不均一の原因が光軸の傾きにあるような場合であっても、検出領域内の画像の濃度が均一となるように複数の照明器の照明強度が適宜に調整される結果、画面内での照明均一性が確保される。

好ましい実施の形態においては、複数の照明器は４つのグループに分けられており、各グループに属する複数の照明器は、撮影用レンズの光軸を中心とする正方形の各辺のそれぞれに沿って線対称に配列され、かつ設定モードにおける照明強度の調整がグループ単位で行われる、ように構成してもよい。

このような構成によれば、撮影用レンズの光軸を中心とする正方形の各辺のそれぞれを、画面の上下方向と左右方向とにそれぞれ割り付けることにより、センサヘッドが上下あるいは左右に傾いた場合にも、その傾きに応じて対応する複数の照明器を一括して制御することによって、通常矩形である画面内の濃度分布を効率よく修正して、均一な濃度を確保することが可能となる。

好ましい実施の形態においては、設定モードにおける照明器の照明強度の調整は、２次元撮像素子側のシャッタ時間を固定したまま、照明器側の発光時間を変更することにより行うようにしてもよい。

このような構成によれば、予めシャッタ時間を必要な加減（例えば１／１０００秒）に固定することによって、微小かつ高速に移動する物体を撮影するような場合にも、十分な光量を確保して、画面内にブレによるぼけが生ずることなく、均一な濃度分布を確保することができる。

好ましい実施の形態においては、複数の照明器のそれぞれの光源としては発光ダイオードを使用してもよい。このような構成によれば、点滅応答性が良好なことから、発光時間の高精度制御が可能となる。

別の一面から見た本発明の視覚センサは、カメラとして機能するセンサヘッド部と、センサヘッド部から送られてくる画像を処理するアンプ部とを含む。センサヘッド部内には、所定の配列パターンを有しかつ予め決められた検出領域をほぼ同時に照らす複数の照明器と、複数の照明器でほぼ同時に照らされた検出領域内の画像を取得する２次元撮像素子とが収容されている。複数の照明器は４つのグループに分けられており、各グループに属する複数の照明器は、撮影用レンズの光軸を中心としかつケース断面のなす正方形の各辺のそれぞれに沿って点対称に配列される。アンプ部内には、２次元撮像素子で取得された検出領域内の画像に基づいて各種の検査を行う運用モードと、２次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードとを実行する制御部が含まれている。

このような構成によれば、いわゆるアンプ分離型の視覚センサに、本発明を適用することによって、光軸の据付角度の如何に拘わらず、常に均一な濃度の画像を取得して、そのような画像に基づき精密な物品検査が可能となる。

好ましい実施の形態においては、設定モードにおける照明強度の調整はグループ単位で行うようにしてもよく、また設定モードにおける照明器の照明強度の調整は、２次元撮像素子側のシャッタ時間を固定したまま、照明器側の発光時間を変更することにより行うようにしてもよく、さらに複数の照明器のそれぞれの光源としては発光ダイオードを使用してもよい。

このような構成によれば、光軸が前後左右に傾いたとしても、これを有効に修正して、常に最適な視角検査用の画像を取得し、高精度なセンシングを行うことが可能となる。

本発明によれば、この種の視覚センサにおいて、単に、照明レベルを制御し、画面全体の明るさを調整するのではなく、画面内での照明均一性を確保することが可能となる。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明が適用された視覚センサ全体の外観斜視図が図１に示されている。同図に示されるように、この視覚センサはアンプ部１とセンサヘッド部２とを含んでいる。アンプ部１は矩形状のケース１１を有する。ケース１１の表面には画像表示器１２と操作部カバー１３とが設けられている。操作部カバー１３は開閉自在とされており、これが開かれるとその下からは、図４に示されるように、各種のキーを配列させた操作部が現れる。この操作部には、『ＴＥＡＣＨ／ＶＩＥＷ』を指示するための第１キー１３ａと、『ＥＳＣ』を指示するための第２キー１３ｂと、『ＳＥＴ』を指示するための第３キー１３ｃと、『ＭＥＮＵ／ＡＤＪ／ＲＵＮ』を指示するための第１スライドスイッチ１３ｄと、『ＳＴＤ／ＥＸＰ』を指示するための第２スライドスイッチ１３ｅと、４方向シフトキー１３ｆとが配列されている。

図１に戻って、アンプ部１のケース１１の底面（裏面）にはＤＩＮレール取付溝１４が設けられる。また、ケース１１の上面には後述するセンサヘッドへ接続するためのレセプタクル１５が設けられ、下面からは電気コード１６が引き出されている。さらに、ケース１１の左右両側面には、連接コネクタカバー１７が設けられている。この連接コネクタカバー１７はスライド式に開閉可能とされ、これが開かれるとその下からは相隣接するアンプ部同士を連接するための連接コネクタが露出する。

次に、センサ部２は角に丸みを帯びさせた断面正方形状の角筒状ケース２１を有する。ケース２１は、本体部２１ａと先端部２１ｂとを有する。先端部２１ｂの先端側には撮影用窓２２が設けられており、ケース２１の後端側から電気コード２３が引き出されている。電気コード２３の先端には、図２に示されるように、プラグ２４が設けられており、このプラグ２４が先ほど説明したアンプ部１のレセプタクル１５に結合され、これによりアンプ部１とセンサヘッド部２との間における各種のデータ伝送が可能となる。

アンプ部１は、図３に示されるように、ＤＩＮレール３を介して互いに隣接して連装可能となされている。この連装状態においては、アンプ部１の各画像表示器１２，１２，・・・がオペレータに対面するように取り付けられる。

センサヘッド部の斜め前方から見た斜視図が図５に示されている。なお、この例にあっては、ケース前面の撮影用窓２２に嵌め込まれた透明窓板は取り外され、これにより内部の機構が露出されている。

図から明らかなように、撮影用窓の中心部分には、撮影用光学系を構成するレンズ等を収容する鏡胴先端３０９が配置されている。この鏡胴先端３０９を取り囲むように、その周囲に８個の照明器３０１〜３０８が配列されている。これら８個の照明器３０１〜３０８は、４つのグループに分けられており、各グループに属する複数の照明器は、撮影用レンズの光軸を中心としかつケース断面のなす正方形の各辺のそれぞれに沿って点対称に配列されている。

すなわち、上部左照明器３０１と上部右照明器３０２とは、ケース断面のなす正方形の上辺２５に沿って配列されている。同様に、左上部照明器３０５と左下部照明器３０６とは、ケース断面のなす正方形の左辺２６に沿って配列されている。同様に、下部左照明器３０３と下部右照明器３０４とは、ケース断面のなす正方形の下辺２７に沿って配列されている。同様に、右上部照明器３０７と右下部照明器３０８とは、ケース断面のなす正方形の右辺２８に沿って配列されている。そして、これらの照明器３０１〜３０８は、鏡胴先端３０９の中心を貫く光軸を中心として線対称の関係とされている。

センサヘッド部の撮影用窓内の照明器配置を示す図が図６に示されている。同図に示されるように、先に説明した８個の照明器３０１〜３０８は、４つのグループＧ１〜Ｇ４に分けられている。すなわち、上部左照明器３０１と上部右照明器３０２とは第１グループＧ１に属する。下部右照明器３０３と下部左照明器３０４とは第２グループＧ２に属する。左上部照明器３０５と左下部照明器３０６とは第３グループＧ３に属する。右上部照明器３０７と右下部照明器３０８とは第４グループＧ４に属する。そして、これら８個の照明器３０１〜３０８は、各グループＧ１〜Ｇ４毎に照明強度が調整される。なお、これらの照明器３０１〜３０８のそれぞれは光源として１個の発光ダイオードを用いている。また、図６において、鏡胴３０９の中心に描かれているのがレンズ３１０である。

次に、アンプ部の回路構成を示すブロック図が図７に示されている。同図に示されるように、この回路全体１００は、ＣＰＵ１０１と、画像処理ＦＰＧＡ１０２と、表示制御ＦＰＧＡ１０３と、ＬＣＤコントローラ１０４と、パターンマッチング専用ＬＳＩ１０５と、ヘッド・アンプ間インタフェース１０６と、給電部１０７と、キー入力部１０８と、外部入出力部１０９と、画像メモリ１１０と、表示画像メモリ１１１と、ＬＣＤ１１２と、シリアル・パラレル双方向変換部１１３と、ＣＰＵバス１１４と、ＦＰＧＡバス１１５とを含んでいる。この回路全体１００はヘッド・アンプ間インタフェース１０６を介して、センサヘッド部と接続される。

ＣＰＵ１０１は回路全体１００を統括制御する。キー入力部１０８は、先に図４を参照して説明した各種のキー１３ａ〜１３ｆからの信号をＣＰＵ１０１へ取り込むために利用される。外部入出力部１０９は、ＣＰＵ１０１の演算により生成された判定出力その他各種の信号を外部のＰＬＣ等に送り出すために利用される。同時に、この外部入出力１０９は、外部のＰＬＣ等からの信号をＣＰＵ１０１０へ取り込むために利用される。

ＣＰＵ１０１は、ＣＰＵバス１１４を介して、画像処理ＦＰＧＡ１０２及び表示制御ＦＰＧＡ１０３と接続される。画像処理ＦＰＧＡ１０２及び表示制御ＦＰＧＡ１０３は、ＦＰＧＡバス１１５、変換部１１３、ヘッド・アンプ間インタフェース１０６を経由して、センサヘッド部２へと接続される。ＦＰＧＡバス１１５に現れた撮影画像データは、画像処理ＦＧＰＡ１０２を介して画像メモリ１１０に格納される。また、画像処理ＦＰＧＡ１０２はパターンマッチング専用ＬＳＩ１０５を適宜制御しつつ、画像メモリ１１０から読み出された画像に対し、この種の視覚センサに必要な各種の画像処理を実行する。

表示制御ＦＰＧＡ１０３は、画像表示器１２を構成するＬＣＤ１１２に表示させるべきデータを表示画像メモリ１１１に格納する。表示画像メモリ１１２に格納される画像は、ＣＰＵ１０１からの制御で適宜取り出され、表示制御ＦＰＧＡ１０３及びＬＣＤコントローラ１０４を介して、ＬＣＤ１１２に表示される。

また、本発明に関連して、ＣＰＵ１０１では、ＣＰＵバス１１４、ヘッド・アンプ間インタフェース１０６を介して、ＬＶＤＳ系によりセンサヘッド部２に対して、各種の制御コマンドを送り、センサヘッド制御ＬＳＩ２０１を制御することによって、照明用ＬＥＤ２０２（３０１〜３０８）の照明強度をグループ単位で調整する。尚、給電部１０７は、外部電源（＋ＤＣ２４Ｖ）を受けて、各種電源を生成し、これを回路全体１００へと供給する。

次に、センサヘッド部２の回路構成を示すブロック図が図８に示されている。同図に示されるように、この回路全体２００は、センサヘッド専用ＬＳＩ２０１と、照明用ＬＥＤ２０２（３０１〜３０８）と、ガイド光ＬＥＤ２０３と、ＬＥＤドライブ回路２０４と、ＣＣＤ２０５と、垂直転送ドライブＩＣ２０６と、サンプルホールドＩＣ２０７と、ＥＥＰＲＯＭ２０８と、Ｐ／Ｓ及びＳ／Ｐ双方向変換部２０９と、ヘッド・アンプ間インタフェース２１０と、給電部２１１とを含んでいる。

そして、先に説明したように、センサヘッド専用ＬＳＩ２０１は、アンプ部１内のＣＰＵ１０１からの制御コマンドを受信して動作し、ＬＥＤドライブ回路２０４を介して照明用ＬＥＤ２０２（３０１〜３０８）を適宜に制御する。同時に、垂直転送ドライブＩＣ２０６及びサンプルホールドＩＣ２０７を制御して、ＣＣＤ２０５を撮影動作させ、得られた画像データを変換部２０９及びヘッド・アンプ間インタフェース２１０を介してアンプ部１へと送信する。この送信を受けたアンプ部１側のＣＰＵ１０１は、後述するアルゴリズムに従って、得られた画像データの濃度分布を計測し、これに基づき後述するフィードバック制御を実現することによって、図６に示される照明器３０１〜３０８をグループＧ１〜Ｇ４のそれぞれの単位毎に照明強度調整を行って、画像データの濃度分布を均一化するのである。

アンプ部の処理内容を示すゼネラルフローチャートが図９に示されている。このフローチャートは、電源投入またはリセット処理により起動される。プログラムが起動されると、まず初期化処理が実行され（ステップ９０１）、各種の制御に必要なフラグ、カウンタ、レジスタ等の初期設定が行われる。続いて、操作部に設けられた第１スライドスイッチ１３ｄの状態が参照される。ここで、第１スライドスイッチ１３ｄの状態が『ＲＵＮ（稼働）』であれば、予め選択された検査項目に従った計測処理が実行される（ステップ９０４）。尚、この種の視覚センサにおける計測処理の内容は種々公知であるから詳細な説明は省略する。一方、第１スライドスイッチ１３ｄの状態が『ＡＤＪ（調整）』であれば、所定のユーザ操作に従ったしきい値調整処理が実行される（ステップ９０３）。尚、この種のしきい値調整処理の詳細についても、既に先行文献により種々公知であるから説明は省略する。

これに対して、第１スライドスイッチ１３ｄの状態が『ＭＥＮＵ（設定）』であれば、さらにそれに続いて、『ＴＥＡＣＨ／ＶＩＥＷ』を指示するための第１キー１３ａの状態を常時監視しつつ、様々なキー操作に対応する処理が実行される（ステップ９０８）。この状態において、『ＴＥＡＣＨ』を指示する第１キー１３ａが押圧操作されると、本発明の要部であるところの照明最適化処理（ステップ９０６）が実行される。

照明最適化処理の詳細フローチャートが図１０に示されている。同図において処理が開始されると、図１１（ａ）に示される入力画像上の各エリア『１』〜『９』のそれぞれにおける濃度平均値の計測が行われる（ステップ１００１）。すなわち、図１１に示されるように、入力画像は、同図（ｂ）に示される正方形小領域を、互いに１／３ピッチずつ重ねた領域に分割され、各領域『１』〜『９』毎に濃度平均値の計測が行われる。すなわち、『１』は上段右領域、『２』は中段右領域、『３』は下段右領域、『４』は上段中央領域、『５』は中段中央領域、『６』は下段中央領域、『７』は上段左領域、『８』は中段左領域、『９』は下段左領域である。

そして、これらの各正方形小領域『１』〜『９』のそれぞれ毎に、それに含まれる画素の濃度平均値が計測されるのである。これにより、入力画像を互いに重なった９個の領域に分けて、それぞれの正方形小領域毎のおおよその濃度が把握されることとなる。

続いて、図１０に戻って、濃度平均値のバラツキが計算される（ステップ１００２）。すなわち、先のステップ１００１で求められた各正方形小領域『１』〜『９』の濃度の標準偏差や分散などを求めることによって、公知の手法によりバラツキの大きさが計算される。

続くステップ１００３では、上記で求められた濃度平均値のバラツキが、所定の基準値と比較され、それ以下（すなわち、濃度が比較的均一であること）か否かの判定が行われる。ここで、バラツキが基準値以下であると判定されれば（ステップ１００３ＹＥＳ）、照明最適化処理は終了する。これに対して、バラツキが基準値を超えているものと判定されると（ステップ１００３ＮＯ）、ステップ１００４へ進んでバラツキの大きなエリアの照明強度の調整が行われる。

このとき重要なことは、バラツキの大きなエリアの照明強度の調整は、８個の照明器３０１〜３０８を個別バラバラに調整するのではなく、各グループＧ１〜Ｇ４に含まれる２個の照明器を一括して制御することによって照明強度の調整を行うことである。より具体的には、図１２に示されるように、各照明器３０１〜３０８の照射領域を３０１ａ〜３０８ａとすると、図から明らかなように、各照明領域３０１ａ〜３０８ａは、照明器３０１〜３０８のレイアウトとほぼ正確に対応づけられている。

いま仮に、図１１（ａ）に示される入力画像において、上段領域（『１』，『４』，『７』）の濃度が薄い場合には、図６に示される第１グループＧ１に属する２個の照明器（３０１，３０２）の照明強度を強めることによって、入力画像の濃度不均一を解消することができる。

同様にして、図１１（ａ）の入力画像において、下段領域（『３』，『６』，『９』）の濃度が薄い場合には、図６に示される第２グループＧ２に属する２個の照明器（３０３，３０４）の照明強度を強めることによって、入力画像上の濃度不均一を解消することができる。

同様にして、図１１（ａ）に示される入力画像において、右側領域（『１』，『２』，『３』）の濃度が薄い場合であれば、図６に示されるグループ３に属する２個の照明器３０５，３０６の照明強度を強めることによって、入力画像上の濃度不均一を解消することができる。

同様にして、図１１（ａ）に示される入力画像において、左側領域（『７』，『８』，『９』）の濃度が薄い場合であれば、図６に示されるグループ４に属する２個の照明器３０７，３０８の照明強度を強めることによって、入力画像上の濃度不均一を解消することができる。

従って、例えば図１３に示されるように、正反射光４０２が入射することを回避するために、光軸４０１を傾斜させて被写体表面４０３を撮影するように、センサヘッド部２が傾斜させて据え付けられたような場合、入力画像の上部は被写体と遠いため濃度が薄くなり逆に入力画像の下部は被写体と近いため濃度が濃くなるという傾向にあるが、このような場合にも、先に説明したグループＧ１〜Ｇ４単位の照明強度の調整を行うことによって、入力画像上の濃度不均一を解消することができる。

本発明における各照明器の照明強度の調整は、ＣＣＤのシャッタ機能におけるシャッタ時間（露光時間）は固定したまま、各照明器３０１〜３０８の発光期間を変更することで行われる。このことが図１４に示されている。

同図（ａ）は、露光期間をＴ１とすると共に発光期間をＴ２１とすることによって、特定の照明強度に設定されている。このとき、照明強度を低下させるためには、同図（ｂ）に示されるように、露光期間はＴ１に固定したまま、発光期間だけをＴ２２で示されるように短くする。これに対して、照明強度を強めるためには同図（ｃ）に示されるように、露光時間はＴ１に固定したまま、発光期間をＴ２３に長くする。このような制御を実現することによって、個々の照明器３０１〜３０８の照明強度をグループＧ１〜Ｇ４単位で増減することにより、正方形視野内における上下左右方向の濃度不均一を細かく調整して、濃度の均一な画像を取得し、これに基づき視覚検査に必要な各種の画像処理を実行するのである。

図９に戻って、上述した照明最適化処理（ステップ９０６）は、被写体表面の凹凸や性状の違いによる不均一の影響を回避するために、検出対象領域に白紙を置いて行うことが好ましい。白紙であれば、表面性状は均一であるし、反射光量も比較的高いため、光軸を傾斜させたことに基づく反射光量の相違を適正に反映させることができる。そして、このような白紙を対象として行った照明最適化処理（ステップ９０６）において、各照明器３０１〜３０８の照明強度が求められたならば、これを基準値として登録する（ステップ９０７）。以後、この基準値に基づき、実際の被写体（ワーク）に対し、撮影処理を実行することにより、実際のワークの表面性状や凹凸等に基づく濃度不均一を把握することができるから、以後必要に応じて、マニュアル操作や他のフィードバック制御等を適用することにより、各ワークに適した照明強度への設定も可能となる。また、その不均一を残したまま、画像処理を行うことによって、各ワーク表面の性状等を正確に計測することも可能となる。

本発明が適用された視覚センサ全体の外観斜視図である。センサヘッド部のコード付状態を示す図である。アンプ部の連装状態を示す外観斜視図である。操作部のキー配置を示す図である。センサヘッド部の斜め前方から見た斜視図である。センサヘッド部の撮影用窓内の照明器配置を示す図である。アンプ部の回路構成を示すブロック図である。センサヘッド部の回路構成を示すブロック図である。アンプ部の処理内容を示すゼネラルフローチャートである。照明最適化処理の詳細フローチャートを示す図である。照明最適化処理の説明図である。各照明器の照射範囲と検出領域との関係を示す説明図である。光軸を傾斜させて取り付けた状態におけるセンサヘッド部の斜視図である。照明器の光量制御の説明図である。

符号の説明

１アンプ部
２センサヘッド部
３ＤＩＮレール
１１ケース
１２画像表示器
１３操作部カバー
１３ａ第１キー
１３ｂ第２キー
１３ｃ第３キー
１３ｄ第１スライドスイッチ
１３ｅ第２スライドスイッチ
１３ｆ４方向シフトキー
１４ＤＩＮレール取付溝
１５レセプタクル
１６電気コード
１７連接コネクタカバー
２１ケース
２１ａ本体部
２１ｂ先端部
２２撮影用窓
２３電気コード
２４プラグ
２４取付用治具
２５正方形の上辺
２６正方形の左辺
２７正方形の下辺
２８正方形の右辺
１００アンプ部回路の全体
１０１ＣＰＵ
１０２画像処理ＦＰＧＡ
１０３表示制御ＦＰＧＡ
１０４ＬＣＤコントローラ
１０５パターンマッチング専用ＬＳＩ
１０６ヘッド・アンプ間インタフェース
１０７給電部
１０８キー入力部
１０９外部入出力部
１１０画像メモリ
１１１表示画像メモリ
１１２ＬＣＤ
１１３Ｓ／ＰまたはＰ／Ｓ双方向変換部
２００センサヘッド部回路の全体
２０１センサヘッド専用ＬＳＩ
２０２照明用ＬＥＤ
２０３ガイド光ＬＥＤ
２０４ＬＥＤドライブ回路
２０５ＣＣＤ
２０６垂直転送ドライブＩＣ
２０７サンプルホールドＩＣ
２０８ＥＥＰＲＯＭ
２０９Ｐ／ＳまたはＳ／Ｐ双方向変換部
２１０ヘッド・アンプ間インタフェース
３０１上部左照明器
３０２上部右照明器
３０３下部左照明器
３０４下部右照明器
３０５左上部照明器
３０６左下部照明器
３０７右上部照明器
３０８右下部照明器
３０１ａ上部左照明領域
３０２ａ上部右照明領域
３０３ａ下部左照明領域
３０４ａ下部右照明領域
３０５ａ左上部照明領域
３０６ａ左下部照明領域
３０７ａ右上部照明領域
３０８ａ右下部照明領域
３０９鏡胴先端
３１１検出領域
４０１光軸
４０２正反射光
４０３被写体表面
Ｇ１第１グループ
Ｇ２第２グループ
Ｇ３第３グループ
Ｇ４第４グループ
Ｔ１露光期間（シャッタ時間）
Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３発光期間

Claims

所定の配列パターンを有しかつ予め決められた検出領域をほぼ同時に照らす複数の照明器と、複数の照明器でほぼ同時に照らされた検出領域内の画像を取得する二次元撮像素子とを有すると共に、
二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像に基づいて各種の検査を行う運用モードと、
二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードとを有する、
ことを特徴とする視覚センサ。
複数の照明器は４つのグループに分けられており、各グループに属する複数の照明器は、撮影用レンズの光軸を中心とする正方形の各辺のそれぞれに沿って点対称に配列され、かつ
設定モードにおける照明強度の調整はグループ単位で行われる、
ことを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
設定モードにおける照明器の照明強度の調整は、二次元撮像素子側のシャッタ時間を固定したまま、照明器側の発光時間を変更することにより行われる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の視覚センサ。
複数の照明器のそれぞれの光源としては発光ダイオードが使用されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の視覚センサ。
カメラとして機能するセンサヘッド部と、センサヘッド部から送られてくる画像を処理するアンプ部とを含み、
センサヘッド部内には、所定の配列パターンを有しかつ予め決められた検出領域をほぼ同時に照らす複数の照明器と、複数の照明器でほぼ同時に照らされた検出領域内の画像を取得する二次元撮像素子とが収容されており、
複数の照明器は４つのグループに分けられており、各グループに属する複数の照明器は、撮影用レンズの光軸を中心としかつケース断面のなす正方形の各辺のそれぞれに沿って点対称に配列され、
アンプ部内には、
二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像に基づいて各種の検査を行う運用モードと、
二次元撮像素子で取得された検出領域内の画像の濃度が均一となるように、複数の照明器の照明強度を調整する設定モードとを実行する制御部が含まれている、ことを特徴とする視覚センサ。
設定モードにおける照明強度の調整はグループ単位で行われる、ことを特徴とする請求項５に記載の視覚センサ。
設定モードにおける照明器の照明強度の調整は、二次元撮像素子側のシャッタ時間を固定したまま、照明器側の発光時間を変更することにより行われる、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の視覚センサ。
複数の照明器のそれぞれの光源としては発光ダイオードが使用されている、ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の視覚センサ。