JP2008275414A

JP2008275414A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2008275414A
Application number: JP2007118603A
Authority: JP
Inventors: Tasuku Yuguchi; 翼湯口
Original assignee: Optex FA Co Ltd
Current assignee: Optex FA Co Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】容易に撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化に対応できる画像処理装置を提供する。
【解決手段】指定された撮影タイミングおよびシャッター時間で、シャッター時間ごとに内蔵された照明駆動回路１５により駆動された照明装置Ｌの各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子１が製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するので、照明装置Ｌの複数の相異なる輝度を可変させてそれぞれ撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品Ｐの種類の変化の影響を受けない本来の正常な画像に近い画像が容易に得られ、撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品Ｐの種類の変化に対応できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、搬送される製品を照明装置で照射して撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理する画像処理装置に関する。

図１に示すように、従来から、搬送コンベアのような搬送機構Ｃで多数の製品Ｐを次々に移動させながら、製品Ｐを照明装置Ｌで照射して、イメージセンサのような撮像素子（撮像カメラ）１で撮像した製品Ｐの撮像データを画像処理して、例えば製品Ｐの良否を判定する画像処理装置が知られている。

ところで、製品Ｐの画像処理内容に応じて、照明装置Ｌにおける照明の輝度や種類、色などの照明条件を変えることが必要な場合がある。この場合、従来から、画像処理装置の外部電源回路を使用して、照明装置を制御することが知られている（例えば、特許文献１、２）。
特開２００４−１５８８４０号公報特開２００１−１５３８０８号公報

しかし、従来技術では、外部電源回路を使用すると、例えば、赤色、緑色、青色のＬＥＤで照明色を調整する場合に、画像処理装置と外部電源回路間で調整用の配線が多くなり煩雑になる。

また、製品の種類や照明条件ごとに、別々の照明装置を備えた画像処理装置が必要となる、という問題もあった。

本発明は、前記の問題点を解決して、容易に撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化に対応できる画像処理装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、搬送される製品を複数の照明用光源からなる照明装置で照射しながら撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理するもので、照明装置を駆動する照明駆動回路が内蔵された画像処理装置であって、製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮像素子に撮影させる撮影制御部を備え、前記撮影制御部は、撮像素子の各撮影のシャッター時間、および前記シャッター時間ごとに照明装置の各照明用光源における複数の相異なる輝度、を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段と、製品を撮影する撮影タイミングと、記憶された前記シャッター時間とを指定する撮影条件指定手段とを有し、指定された撮影タイミングおよび前記シャッター時間で、前記シャッター時間ごとに照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する。

この構成によれば、指定された撮影タイミングおよびシャッター時間で、シャッター時間ごとに内蔵された照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影するので、照明装置の複数の相異なる輝度を可変させてそれぞれ撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品の変化の影響を受けない本来の正常な画像に近い画像が得られるから、容易に撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化に対応できる。

好ましくは、前記設定値記憶手段は、撮像素子の各撮影ごとに相異なる時間幅のシャッター時間、および前記相異なる時間幅のシャッター時間ごとに照明装置の各照明用光源における複数の相異なる輝度、を含む撮影設定値を予め記憶し、前記撮影条件指定手段は、製品を撮影する撮影タイミングと、記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間を指定するものであり、前記撮影制御部は、指定された撮影タイミングおよび前記相異なる時間幅のシャッター時間で、前記相異なる時間幅のシャッター時間ごとに照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する。したがって、複数の相異なる時間幅のシャッター時間および複数の相異なる輝度の照明をそれぞれ可変させて、連続撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化の影響を受けない本来の正常な画像により近い画像が得られるから、より容易に撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化に対応できる。

好ましくは、前記照明装置の複数の照明用光源は、それぞれ複数の赤色、緑色、青色のＬＥＤからなり、前記設定値記憶手段に記憶された前記相異なる輝度が、各赤色、緑色、青色のＬＥＤの相異なる輝度の組合せからなる。また、前記照明装置の複数の照明用光源は、製品に対する照射角が相異なる位置にそれぞれ配置され、前記設定値記憶手段に記憶された前記相異なる輝度が、前記照射角が相異なる位置に配置された各照明用光源の相異なる輝度の組合せからなる。したがって、これら照明装置を用いることにより、明るさの変動や製品の種類の変化に対応できる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。本装置は、搬送される製品Ｐを撮影するイメージセンサのような撮像素子（撮像カメラ）１と、撮像素子１で撮像した撮像データを記憶する画像メモリ２と、製品Ｐの撮像データを画像処理する画像処理部３と、画像処理結果を出力する処理結果出力部４とを備えている。

搬送される製品Ｐは複数の照明用光源からなる照明装置Ｌにより照射され（図１）、本装置には、この照明装置Ｌを駆動する照明駆動回路１５が内蔵されている。照明駆動回路１５から照明出力部１６を介して照明装置Ｌが駆動される。

製品Ｐは、例えば円筒形や箱形などのケースに収納された食品であり、製品Ｐの検査対象部位は、その食品の賞味期限や製造場所、製造時刻等の文字がケースに印字された製品ラベルであり、本装置により製品ラベル内の賞味期限等の文字や製品ラベルの位置ずれなどを検出して製品Ｐの良否を判定する。また、本装置により、製品Ｐの長さを計測して、計測データの平均値を得るようにしてもよい。

図２に示すように、本装置は、撮像素子１に製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するように制御する撮影制御部５を備えている。この撮影制御部５は、撮像素子１の各撮影ごとに相異なる時間幅のシャッター時間を記憶するシャッター時間部１０、および前記相異なる時間幅のシャッター時間ごとに照明装置Ｌの各照明用光源の複数の相異なる輝度を記憶する照明輝度部１４、を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段（設定値メモリ）６と、製品Ｐを撮影する撮影タイミングと、記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間とを指定する撮影条件指定手段７とを有する。

前記設定値メモリ６は、例えば設定値メモリＡ〜Ｄごとにシャッター時間部１０および照明輝度部１４を有し、シャッター時間部１０は、前記シャッター時間の基準となる基準シャッター時間を記憶する基準シャッター時間部１１と、基準シャッター時間に付与する時間増減分を記憶する時間増減部１２と、連続撮影回数を記憶する連続撮影回数部１３とを有する。

図３および図４に、各照明用光源の複数の相異なる輝度をもつ照明装置Ｌの例を示す。図３は、その第１例で、照明装置Ｌの複数の照明用光源は、それぞれ複数の赤色、緑色、青色のＬＥＤからなる。赤色、緑色、青色のＬＥＤは順番に並べられている。このとき、設定値メモリ６に記憶された相異なる輝度が、各赤色、緑色、青色のＬＥＤの相異なる輝度の組合せからなる。

図２の照明駆動回路１５から照明出力部１６を介して出力される照明出力＃１〜＃３において、図３の照明出力＃１では例えば緑色の照明、照明出力＃２では赤色の照明、照明出力＃３では青色の照明である。照明装置Ｌは例えば設定値Ａ〜Ｃに設定される。
設定値Ａの場合、照明の輝度＃１＝５０％、照明の輝度＃２＝５０％、照明の輝度＃３＝０％で、照明装置Ｌは黄色で点灯する。
設定値Ｂの場合、照明の輝度＃１＝５０％、照明の輝度＃２＝１００％、照明の輝度＃３＝０％で、照明装置Ｌは橙色で点灯する。
設定値Ｃの場合、照明の輝度＃１＝５０％、照明の輝度＃２＝０％、照明の輝度＃３＝５０％で、照明装置Ｌは水色で点灯する。

図４の第２例では、照明装置Ｌの複数の照明用光源は、製品Ｐに対する照射角が相異なる位置にそれぞれ配置されてなる。このとき、設定値メモリ６に記憶された相異なる輝度が、前記照射角が相異なる位置に配置された各照明用光源の相異なる輝度の組合せからなる。

図４の照明出力＃１では例えば上方からの照明、照明出力＃２では側方からの照明、照明出力＃３では斜上方からの照明である。照明装置Ｌは例えば設定値Ａ、Ｂに設定される。
設定値Ａの場合、照明の輝度＃１＝３０％、照明の輝度＃２＝１００％、照明の輝度＃３＝２０％で、缶状のような製品Ｐの輪郭を見て、例えば凹みがないか否かを検査する。上方と側方からの照射により、側面の輪郭を明確に出すことが可能となる。
設定値Ｂの場合、照明の輝度＃１＝０％、照明の輝度＃２＝５０％、照明の輝度＃３＝５０％で、缶状の製品Ｐの例えば上面の印字を検査する。側方と斜上方からの照射により、上面からの照り返しを防止することが可能となる。

前記撮影条件指定手段７で指定される撮影タイミングは、例えば、搬送される製品Ｐを検知した同期センサＳ（図１）の検知信号が入力する同期入力部８からの同期入力に基づいて指定される。なお、前記同期入力に限定されるものではなく、各種の同期入力手段を採用することができる。

そして、撮影制御部５は、指定された撮影タイミングおよび前記相異なるシャッター時間で、前記相異なるシャッター時間ごとに照明駆動回路１５により駆動された照明装置Ｌの各照明用光源の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子１が製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する。

上記構成の本装置における画像処理動作の一例を、図５のタイムチャートに基づいて説明する。
設定値メモリ６における連続撮影回数部１３の連続撮影回数は例えば３回に設定されている。基準シャッター時間部１１の基準シャッター時間はＳ０、シャッター時間増減部１２のシャッター時間増減分はαに設定されている。例えば、基準シャッター時間Ｓ０に対してシャッター時間増減分αは５〜１０％に設定される。複数のシャッター時間は、それぞれ時間幅の相異なるＳ０、Ｓ１（Ｓ０＋α）、Ｓ２（Ｓ０−α）の３つに設定される。このシャッター時間Ｓ０〜Ｓ２は、それぞれ撮像素子１の露光０〜２に対応する。

図５ａでは、撮像素子１は、同期センサＳによる製品Ｐの検知により（図１）、同期入力部８からの同期入力に基づく撮影タイミングで撮影を開始する。撮像素子１は、この撮影タイミングで、１つの製品Ｐを３回連続して撮影する。

まず、図５ｂではシャッター時間Ｓ０（露光０）で製品Ｐを撮影する。このとき、図５ｃで設定値Ａにて照射される。その撮影画像が画像メモリ２へ転送され、図５ｄでは画像処理部３にて画像処理０が行われる。次に、図５ｂではシャッター時間Ｓ１（露光１）で該製品Ｐを撮影する。このとき、図５ｃで設定値Ｂにて照射される。その撮影画像が画像メモリ２へ転送され、図５ｄでは画像処理部３にて画像処理１が行われる。最後に、図５ｂではシャッター時間Ｓ２（露光２）で該製品Ｐを撮影する。このとき、図５ｃで設定値Ｃにて照射される。その撮影画像が画像メモリ２へ転送され、図５ｄでは画像処理部３にて画像処理２が行われる。
図５ｅでは、処理結果出力部４から、画像処理０〜２の処理結果が出力される。
この撮影タイミングで外乱光が入ってきて、撮影時に急に明るくなった場合、例えば設定値Ｃでシャッター時間Ｓ２の撮影画像が本来の正常な画像に最も近くなる。

こうして、本発明では、指定された撮影タイミングおよびシャッター時間で、シャッター時間ごとに内蔵された照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子１が製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するので、複数の相異なる輝度の照明をそれぞれ可変させて、複数の相異なる輝度を可変させてそれぞれ撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品Ｐの種類の変化の影響を受けない本来の正常な画像に近い画像が得られるから、容易に撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品Ｐの種類の変化に対応できる。

なお、この実施形態では、撮像素子１のシャッター時間を、各撮影ごとに相異なる時間幅としているが、一定時間幅でもよい。

つぎに、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と異なり、設定値メモリ６が、撮像素子１の各撮影ごとに複数の相異なる時間幅のシャッター時間、および前記複数の相異なる時間幅のシャッター時間に対応する照明装置Ｌの各照明用光源の複数の相異なる輝度、を含む撮影設定値を予め記憶し、撮影条件指定手段７が、製品Ｐを撮影する撮影タイミングと、記憶された前記複数の相異なる時間幅のシャッター時間とを指定する。

そして、撮影制御手段５は、指定された撮影タイミングおよび前記複数の相異なる時間幅のシャッター時間で、前記複数の相異なる時間幅のシャッター時間に対応して照明駆動回路１５により駆動された照明装置Ｌの各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子１が製品Ｐごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

第１実施形態では、撮像素子１が、設定値メモリ６に記憶された設定値Ａ〜Ｃで各照明輝度について相異なる時間幅のシャッター時間でシャッター回数をそれぞれ１回ずつ、複数回連続して撮影していたが、この第２実施形態は、設定値メモリ６に記憶された設定値Ａ〜Ｃで各照明輝度について相異なる時間幅のシャッター時間でシャッター回数を例えばそれぞれ５回ずつ、複数回連続して撮影する。

この第２実施形態では、複数の相異なる時間幅のシャッター時間および複数の相異なる輝度の照明をそれぞれ可変させて、連続撮影された複数の画像の中から、撮影時に外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化の影響を受けない本来の正常な画像により近い画像が容易に得られ、撮影時における外乱光などの明るさの変動や製品の種類の変化により対応できる。

撮像素子、搬送コンベアおよび照明装置を備えた画像処理装置の構成図である。本発明の第１実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図である。照明装置の第１例を示す図である。照明装置の第２例を示す図である。図２の画像処理装置の動作を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１：撮像素子
３：画像処理部
５：撮影制御部
６：設定値記憶手段（設定値メモリ）
７：撮影条件指定手段
８：同期入力部
１０：シャッター時間部
１４：照明輝度部
１５：照明駆動回路
Ｌ：照明装置
Ｐ：製品
Ｓ：同期センサ

Claims

搬送される製品を複数の照明用光源からなる照明装置で照射しながら撮像素子で撮影し、製品の撮像データを画像処理するもので、照明装置を駆動する照明駆動回路が内蔵された画像処理装置であって、
製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮像素子に撮影させる撮影制御部を備え、
前記撮影制御部は、
撮像素子の各撮影のシャッター時間、および前記シャッター時間ごとに照明装置の各照明用光源における複数の相異なる輝度、を含む撮影設定値を予め記憶する設定値記憶手段と、
製品を撮影する撮影タイミングと、記憶された前記シャッター時間とを指定する撮影条件指定手段とを有し、
指定された撮影タイミングおよび前記シャッター時間で、前記シャッター時間ごとに照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する、画像処理装置。
請求項１において、
前記設定値記憶手段は、撮像素子の各撮影ごとに相異なる時間幅のシャッター時間、および前記相異なる時間幅のシャッター時間ごとに照明装置の各照明用光源における複数の相異なる輝度、を含む撮影設定値を予め記憶し、
前記撮影条件指定手段は、製品を撮影する撮影タイミングと、記憶された前記相異なる時間幅のシャッター時間とを指定するものであり、
前記撮影制御部は、指定された撮影タイミングおよび前記相異なる時間幅のシャッター時間で、前記相異なる時間幅のシャッター時間ごとに照明駆動回路により駆動された照明装置の各照明用光源の複数の相異なる輝度で照射しながら、撮像素子が製品ごとにそれぞれ複数回連続して撮影するよう制御する、画像処理装置。
請求項１において、
前記照明装置の複数の照明用光源は、それぞれ複数の赤色、緑色、青色のＬＥＤからなり、
前記設定値記憶手段に記憶された前記相異なる輝度が、各赤色、緑色、青色のＬＥＤの相異なる輝度の組合せからなる、画像処理装置。
請求項１において、
前記照明装置の複数の照明用光源は、製品に対する照射角が相異なる位置にそれぞれ配置され、
前記設定値記憶手段に記憶された前記相異なる輝度が、前記照射角が相異なる位置に配置された各照明用光源の相異なる輝度の組合せからなる、画像処理装置。