JP2011076863A - 照明装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光を被照明物に一層均一に照射することができる照明装置を提供すること。
【解決手段】撮像部３と被照明物Ｔとの間に配置される中空体５であって、撮像部３側に形成される撮像部側開口部５１と、撮像部側開口部５１とは反対側であって被照明物Ｔ側に形成される被照明物側開口部５２と、撮像部側開口部５１と被照明物側開口部５２とをつなぐように形成されると共に、撮像部３が被照明物Ｔを撮像する撮像方向Ｓに延びるように形成される内側面部５６と、を有する中空体５と、内側面部５６に発光面６ａが向くように中空体５の内部に配置される発光部６であって、光を内側面部５６に向けて放射すると共に、光を被照明物Ｔに直接的に照射不能な発光部６と、内側面部５６に沿って配置され、中空体５の内側に露出する複数の凹凸を有することにより発光部６から放射される光を被照明物Ｔに向けて拡散して反射させる拡散反射部７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被照明物を照射する照明装置及び照明装置を備える画像処理装置に関する。

従来より、光を被照明物に照射する照明装置と、被照明物を撮像する撮像部としてのカメラと、を備える画像処理装置が知られている。このような画像処理装置においては、照明装置を用いて光を被照明物に照射することで、カメラで被照明物を撮像する際に必要とされる照度などを確保している。
この照明装置において、光を被照明物に直接的に照射させた場合、被照明物に照射される光の強度の差が現れやすいため、光を被照明物に均一に照射することができないという問題点があった。

このような問題点を解決するために、光を被照明物に直接的に照射させると共に間接的に照射させる照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の照明装置は、光を被照明物に間接的に照射させているが、光を被照明物に直接的にも照射させているため、光を被照明物に均一に照射することができない可能性がある。

また、光を被照明物に間接的に照射させる照明装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の照明装置は、一方の面が開口する開口部を有する箱体と、箱体の内部に配置されると共に被照明物に直接的に照射不能な発光部と、発光部からの光を乱反射して開口部側へ反射させる乱反射板と、開口部に配置された透過拡散板と、を備える。

特許文献２に記載の照明装置においては、被照明物は、箱体における開口部側の外方に配置される。また、乱反射板は、箱体の内面における被照明物に対向する位置に配置される。そして、照明装置は、光を乱反射板で乱反射させて、更に、乱反射板で乱反射された光を拡散透過板により拡散させて、光を被照明物に照射させるものである。これにより、特許文献２に記載の照明装置によれば、被照明物に照射される光が分散されて、光を被照明物に均一に照射することができるとされている。

特開２００５−１５８４９０号公報 特開平２−１９６９０３号公報

特許文献２に記載の照明装置においては、乱反射板は、被照明物に対向して箱体の内面に配置されている。つまり、被照明物には、乱反射板が延びる方向に直交する方向から光が照射される。また、特許文献２に記載の照明装置は、被照明物の外縁近傍に照射される光を均一にすることができるとされている。
そのため、実際には、特許文献２に記載の照明装置は、光を被照明物の中央部を含めた被照明物の全体に均一に照射することができない可能性がある。

従って、本発明は、光を被照明物に一層均一に照射することができる照明装置及び前記照明装置を備える画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、被照明物を撮像する撮像部を有する画像処理装置に用いられる照明装置であって、前記撮像部と前記被照明物との間に配置される中空体であって、前記撮像部側に形成される撮像部側開口部と、前記撮像部側開口部とは反対側であって前記被照明物側に形成される被照明物側開口部と、前記撮像部側開口部と前記被照明物側開口部とをつなぐように形成されると共に、前記撮像部が前記被照明物を撮像する方向である撮像方向に延びるように形成される内側面部と、を有する中空体と、前記内側面部に発光面が向くように前記中空体の内部に配置される発光部であって、光を前記内側面部に向けて放射すると共に、光を前記被照明物に直接的に照射不能な発光部と、前記内側面部に沿って配置され、前記中空体の内側に露出する複数の凹凸を有することにより前記発光部から放射される光を前記被照明物に向けて拡散して反射させる拡散反射部と、を備える照明装置に関する。

また、前記内側面部は、前記撮像方向に略平行に延びるように形成され、前記発光部は、前記発光面が前記撮像方向に略直交する方向を向くように配置されることが好ましい。

また、前記発光部は、２つ設けられ、２つの前記発光部は、それぞれの前記発光面から放射される光が互いに離間する方向に放射されるように配置されることが好ましい。

また、前記発光部は、２つ設けられ、２つの前記発光部は、それぞれの前記発光面が向かい合うように対向して配置されることが好ましい。

本発明は、前記照明装置と、前記被照明物に対向して配置され、前記照明装置の前記中空体を介して前記被照明物を撮像する前記撮像部と、を備える画像処理装置に関する。

本発明によれば、光を被照明物に一層均一に照射することができる照明装置及び前記照明装置を備える画像処理装置を提供することができる。

第１実施形態の画像処理装置１における各構成要素の配置を説明するための側面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 第２実施形態の画像処理装置１Ａにおける各構成要素の配置を説明するための側面図である。 図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 第１実施形態の画像処理装置１における変形例を発光方向Ｈから視た図である。

＜第１実施形態＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態の画像処理装置１について説明する。図１は、第１実施形態の画像処理装置１における各構成要素の配置を説明するための側面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２に示すように、画像処理装置１は、光を被照明物Ｔに照射する照明装置２と、被照明物Ｔを撮像する撮像部としてのカメラ３と、を備える。
図２に示すように、被照明物Ｔは、フィルムシート等からなる包装紙１５における照明装置２により光が照射される部分により構成される。具体的には、第１ローラ２０ａと第２ローラ２０ｂとの間には、長尺の包装紙１５が掛けられている。第１ローラ２０ａの外周面に沿うように掛けられた包装紙１５は、第１ローラ２０ａから第２ローラ２０ｂに向かう搬送方向Ｌ１に向かって搬送され、第２ローラ２０ｂの外周面に沿うように掛けられて方向転換されている。なお、包装紙１５の搬送方向Ｌ１を、第１ローラ２０ａから第２ローラ２０ｂに向かう方向としたが、これに制限されない。例えば、包装紙１５ｂの搬送方向を、第２ローラ２０ｂから第１ローラ２０ａに向かう方向としてもよい。

包装紙１５の表面には、画像としての複数の文字などが形成されている。表面に複数の文字などが形成された包装紙１５は、図２に示すように、順次照明エリアＥを通過する。照明エリアＥは、照明装置２により光が照射される領域である。本実施形態においては、搬送される包装紙１５における照明エリアＥに位置する部分を「被照明物Ｔ」という。

カメラ３は、被照明物Ｔに対向して配置される。カメラ３は、照明装置２により照射される照明エリアＥに位置する被照明物Ｔの表面に形成された文字などを撮像する。本実施形態においては、カメラ３が被照明物Ｔを撮像する方向を「撮像方向Ｓ」ともいう。撮像方向Ｓは、上下方向でもある。
カメラ３は、被照明物Ｔを撮像可能な所定の視野角を有して構成される。カメラ３と被照明物Ｔとの間には、撮像方向Ｓに沿うように、撮像空間Ｋが形成される。撮像空間Ｋは、カメラ３により被照明物Ｔを撮像する場合に、撮像の妨げとなる他の部材などを配置してはならない空間である。

照明装置２は、カメラ３により撮像される被照明物Ｔを照射する。
照明装置２は、中空体としての筒状部５と、２つの発光部６、６と、拡散反射部としての拡散反射シート７と、拡散透過板８と、仕切板１１と、カバー部材９とを有する。

筒状部５は、カメラ３と被照明物Ｔとの間に配置される。筒状部５は、上下方向に開口部を有すると共に、横断面が長方形の筒状の中空体である。筒状部５は、４枚の長方形状の側板から形成される。

筒状部５は、カメラ３側に形成される撮像部側開口部５１と、撮像部側開口部５１とは反対側であって被照明物Ｔ側に形成される被照明物側開口部５２と、撮像部側開口部５１と被照明物側開口部５２とをつなぐように形成される内側面部５６とを有する。撮像部側開口部５１及び撮像部側開口部５１は、撮像方向Ｓから視た場合に、略同一形状の長方形状に形成される。

内側面部５６は、撮像方向Ｓに延びるように形成される。本実施形態においては、内側面部５６は、撮像方向Ｓに平行に延びるように形成される。内側面部５６は、筒状部５の内周面における周方向の全域に亘って形成される。

仕切板１１は、カメラ３が配置される空間と照明装置２とを仕切る板である。仕切板１１は、カメラ３が配置される側からの被照明物Ｔへのネジ等の落下を防止する。仕切板１１は、板状に形成されている。仕切板１１は、筒状部５の上部側に配置される。仕切板１１は、筒状部５の撮像部側開口部５１をカメラ３の側から仕切る部材である。
仕切板１１は、カメラ３の先端側が貫通するカメラ貫通孔１１ａを有する。カメラ貫通孔１１ａは、カメラ３の先端側が貫通して配置される。

発光部６は、光を発光して光を放射する機能を有する。
発光部６は、光が放射される発光面６ａを有する。
２つの発光部６、６は、筒状部５の内側面部５６に発光面６ａ、６ａが向くように筒状部５の内部に配置される。発光部６の発光面６ａは、撮像方向Ｓに略直交する方向を向いている。発光面６ａから放射される光は、水平方向に放射される。本実施形態においては、発光面６ａが向く方向を「発光方向Ｈ」ともいう。発光方向Ｈは、水平方向でもある。

２つの発光部６、６それぞれは、発光方向Ｈにおいて、被照明物Ｔをカメラ３で撮像するために必要とされる撮像空間Ｋを避けるように、水平方向において、撮像空間Ｋと筒状部５の内側面部５６、５６との間に配置される。２つの発光部６、６それぞれは、内側面部５６、５６それぞれから筒状部５の内部側に、水平方向に所定距離だけ離間する位置に配置される。

また、２つの発光部６、６は、それぞれの発光面６ａから放射される光が互いに離間するように配置される。詳細には、２つの発光部６、６は、発光面６ａが内側面部５６に向くように配置される。つまり、２つの発光部６、６それぞれの発光面６ａ、６ａは、筒状部５の外部側を向いている。

発光部６は、複数のＬＥＤ６１と、ケース部材６３と、を有する。
複数のＬＥＤ６１は、撮像方向Ｓに直交する方向であると共に発光方向Ｈに直交する方向に並んで配置される。複数のＬＥＤ６１は、略等しい間隔を開けて直線状に配置される。本実施形態においては、複数のＬＥＤ６１が並ぶ方向を「配列方向Ｌ」ともいう。配列方向Ｌは、水平方向でもある。

複数のＬＥＤ６１それぞれは、複数のＬＥＤ６１それぞれの外形を形成する断面がＵ字形状のＬＥＤ放射面６１ａを有する。ＬＥＤ放射面６１ａからは、ＬＥＤ６１の放射特性に基づいて、ＬＥＤ放射面６１ａにおける先端を中心として所定の放射角度で光が放射状に放射される。ＬＥＤ放射面６１ａにおける先端は、筒状部５の内側面部５６側を向いて配置される。複数のＬＥＤ６１は、ケース部材６３に収容される。

ケース部材６３は、発光部６の外形を形成する。ケース部材６３は、筒状部５の内側面部５６側の面が開放されたＬＥＤ６１の配列方向Ｌに長い直方体形状である。ケース部材６３は、筒状部５の内部において配列方向Ｌの全域に亘って配置される。ケース部材６３は、撮像方向Ｓにおいて、筒状部５における被照明物Ｔ側の端部からカメラ３側に、上下方向（撮像方向Ｓ）に所定距離をおいて配置される。

ケース部材６３における配列方向Ｌの両端部は、固定部材６５により筒状部５の内面に固定される。

ケース部材６３における開放された内側面部５６側に形成される撮像方向Ｓ及び配列方向Ｌに平行な面は、発光部６における発光面６ａとして機能する。発光部６は、ケース部材６３に収容された複数のＬＥＤ６１が光を放射することで、発光面６ａから光を放射する。

ケース部材６３は、複数のＬＥＤ６１が載置される長方形状の載置板６３ａと、周壁部６３ｂと、を有する。載置板６３ａは、ＬＥＤ６１の配列方向Ｌに平行に長く延びている。周壁部６３ｂは、載置板６３ａの外周縁から載置板６３ａに対して直角方向（水平方向）に延びる壁部である。

ケース部材６３は、収容された複数のＬＥＤ６１から放射される光が直接被照明物Ｔへ照射されないように遮蔽する部材としても機能する。具体的には、ケース部材６３の周壁部６３ｂは、ケース部材６３の内部に配置された複数のＬＥＤ６１のＬＥＤ放射面６１ａから所定の放射角度で放射される被照明物Ｔに向かう方向への光を遮蔽する。これにより、発光部６は、光を内側面部５６に向けて放射すると共に、光を被照明物Ｔに直接的に照射不能に構成される。

拡散透過板８は、透明白色の板材により形成される。拡散透過板８は、発光部６における発光面６ａに沿うように配置される。拡散透過板８は、発光面６ａから放射される光を透過して拡散させる。

拡散反射シート７は、白色のシートにより形成される。拡散反射シート７は、例えば、ポリプロピレンなどによりシート状に形成される。
拡散反射シート７は、筒状部５の内側面部５６に沿って配置される。具体的には、拡散反射シート７は、筒状部５の内側面部５６における発光部６からの光が照射される位置よりも被照明物Ｔ側に配置されている。拡散反射シート７は、筒状部５の内側面部５６における周方向の全域に亘って配置されている。

拡散反射シート７は、表面に複数の凹凸を有する。拡散反射シート７の表面に形成される複数の凹凸は、拡散反射シート７の裏面が筒状部５の内側面部５６に当接して配置されることで、筒状部５の内側に露出する。

拡散反射シート７は、発光部６から放射された光を被照明物Ｔに向けて拡散して反射させる。例えば、拡散反射シート７の表面の略全域には、微細な複数の凹凸が一様に形成される。これにより、拡散反射シート７は、発光部６から放射された光を拡散して反射させる。本実施形態においては、拡散反射シート７は、発光部６から放射された光を拡散して１回又は複数回反射させる。拡散反射シート７に拡散されて１回又は複数回反射された光は、被照明物Ｔに対して略均一に照射される。

カバー部材９は、直方体の箱状に形成される。カバー部材９は、筒状部５の撮像部側開口部５１と略同一の形状に形成される下側開口部と、上部貫通孔９ａとを有する。下側開口部は、撮像部側開口部５１に接合される。上部貫通孔９ａには、カメラ３のケーブルやコネクタなどが貫通する。カバー部材９の内部空間には、カメラ３が配置される。

第１実施形態の照明装置２によれば、例えば、次のような効果が奏される。
第１実施形態の照明装置２は、カメラ３と被照明物Ｔとの間に配置される筒状部５であって、カメラ３が被照明物Ｔを撮像する方向である撮像方向Ｓに延びるように形成される内側面部５６を有する筒状部５と、光を内側面部５６に向けて放射すると共に、光を被照明物Ｔに直接的に照射不能な発光部６と、内側面部５６に沿って配置され、複数の凹凸を有することにより発光部６から放射される光を被照明物Ｔに向けて拡散して反射させる拡散反射シート７と、を備える。

そのため、発光部６から放射された光は、被照明物Ｔに直接的に照射されずに、筒状部５の内側面部５６に配置された拡散反射シート７に向けて放射される。また、拡散反射シート７に放射された光は、拡散反射シート７の表面に形成された複数の凹凸により拡散して１回又は複数回反射される。また、拡散反射シート７に拡散して反射された光は、斜め方向から均一に被照明物に照射される。これにより、照明装置２は、光を被照明物Ｔに一層均一に照射することができる。

また、第１実施形態の照明装置２においては、内側面部５６は、撮像方向Ｓに略平行に延びるように形成され、発光部６は、発光面６ａが撮像方向Ｓに略直交する方向を向くように配置される。そのため、被照明物Ｔには、拡散された光が一層均一に照射される。これにより、照明装置２は、光を被照明物Ｔに一層均一に照射することができる。

また、第１実施形態の照明装置２においては、発光部６、６は、２つ設けられ、２つの発光部６、６は、それぞれの発光面６ａから放射される光が互いに離間する方向に放射されるように配置される。そのため、照明装置２は、２つの発光部６、６により光を被照明物Ｔに一層均一に照射することができる。
また、第１実施形態の照明装置２は、後述する第２実施形態の照明装置２Ａに比して、発光方向Ｈにおいて対向する２つの拡散反射シート７、７同士の間の距離を短くするように構成することができる。これにより、第１実施形態の照明装置２は、第２実施形態の照明装置２Ａに比して、筒状部５における発光方向Ｈの長さを小さくすることができる。従って、第１実施形態の照明装置２は、第２実施形態の照明装置２Ａに比して、コンパクトに構成することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。

＜第２実施形態＞
図３及び図４を参照して、本発明の第２実施形態の画像処理装置１Ａの概略について説明する。図３は、第２実施形態の画像処理装置１Ａにおける各構成要素の配置を説明するための側面図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。
第２実施形態の画像処理装置１Ａは、第１実施形態の画像処理装置１に比して、２つの発光部６、６は、それぞれの発光面６ａ、６ａが向かい合うように対向して配置される点が主として異なる。

図３及び図４に示すように、第２実施形態における２つの発光部６、６それぞれは、第１実施形態における２つの発光部６、６それぞれと同様に、複数のＬＥＤ６１と、ケース部材６３と、を有する。
第２実施形態の画像処理装置１Ａにおける２つの発光部６、６それぞれは、筒状部５の内部において、発光方向Ｈにおける両端部に配置される。
２つの発光部６、６それぞれの外形を構成するケース部材６３、６３それぞれは、筒状部５における発光方向Ｈに直交する２つの内側面部５６に固定されて配置される。２つのケース部材６３、６３の２つの載置板６３ａ、６３ａが筒状部５の内側面部５６に固定されることで、２つの発光部６、６の発光面６ａ、６ａそれぞれは、撮像空間Ｋを挟んで向かい合うように対向する。つまり、２つの発光部６、６それぞれは、筒状部５の内部側を向いている。

第２実施形態における筒状部５Ａは、第１実施形態における筒状部５に比して被照明物側開口部５２及び撮像部側開口部５１における発光方向Ｈの長さが長く形成される。

筒状部５Ａの撮像部側開口部５１は、仕切板１１Ａ、カバー部材９Ａの一部（下部）及び平面板１０で塞がれる。

カバー部材９Ａは、カメラ３の撮像方向Ｓに沿うようにカメラ３を被覆する。カバー部材９Ａの下側開口部は、筒状部５Ａの撮像部側開口部５１よりも小さく形成される。筒状部５Ａにおける撮像部側開口部５１の一部は、カバー部材９Ａの下端部近傍における側板の一部により塞がれる。
仕切板１１Ａは、カバー部材９Ａの下端部から所定距離だけ上側に配置される。仕切板１１Ａは、カメラ３が配置される空間と照明装置２Ａとを仕切る板である。仕切板１１Ａは、カメラ３が配置される側からの被照明物Ｔへのネジ等の落下を防止する。
平面板１０は、筒状部５Ａの撮像部側開口部５１における仕切板１１Ａ及びカバー部材９Ａで塞ぎきれない部分に配置されて、撮像部側開口部５１の一部を塞いでいる。

第２実施形態の照明装置２Ａによれば、例えば、次のような効果が奏される。
第２実施形態の照明装置２Ａにおいては、発光部６は、２つ設けられ、２つの発光部６、６は、それぞれの発光面６ａ、６ａが向かい合うように対向して配置される。そのため、第２実施形態の照明装置２Ａは、第１実施形態の照明装置２と同様に、２つの発光部６、６により光を被照明物Ｔに一層均一に照射することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の第１実施形態では、発光部６における複数のＬＥＤ６１は、撮像方向（上下方向）Ｓに１列に配置されているが、これに制限されない。複数のＬＥＤ６１は、例えば、撮像方向Ｓにおいて複数列に配置されていてもよい。
図５を参照して、第１実施形態における複数のＬＥＤ６１の配列に関する変形例について具体的に説明する。図５は、第１実施形態の画像処理装置１における変形例を発光方向Ｈから視た図である。発光部６における複数のＬＥＤ６１は、例えば、図５に示すように、撮像方向Ｓにおいて４列に配置され且つ配列方向Ｌに複数並んで配置されることにより、千鳥状に配置されていてもよい。

また、前述の実施形態では、発光部６の発光面６ａは、水平方向を向いているが、水平方向から下方に傾いていてもよい。
また、前述の実施形態では、照明装置２は、拡散透過板８を有する構成としているが、これに制限されない。例えば、照明装置２は、拡散透過板８を有さない構成としてもよい。

また、前述の実施形態では、拡散反射部としての拡散反射シート７を筒状部５の内側面部５６に沿って配置する構成としているが、これに制限されない。例えば、筒状部５の内側面部５６に拡散反射部を直接形成するように構成してもよい。

また、前述の実施形態では、筒状部５は、横断面が長方形状の枠状であるが、これに制限されない。例えば、筒状部５は、横断面が円筒状やドーム形状の枠状であってもよい。

また、前述の実施形態では、照明エリアＥを方形状の領域としたが、これに制限されない。
また、前述の実施形態では、包装紙１５における搬送方向Ｌ１に直交する方向（発光方向）Ｈの長さは、これに制限されない。包装紙１５の発光方向Ｈの長さは、例えば、筒状部５における発光方向Ｈの長さよりも長くてもよい。
また、前述の実施形態では、被照明物Ｔは、長尺の包装紙１５による構成にしたが、これに制限されない。被照明物Ｔは、例えば、搬送ベルトなどにより搬送される非長尺物（ラベル）などにより構成してもよい。

１ 画像処理装置
２ 照明装置
３ カメラ（撮像部）
５ 筒状部（中空体）
６ 発光部
６ａ 発光面
７ 拡散反射シート（拡散反射部）
５１ 撮像部側開口部
５２ 被照明物側開口部
５６ 内側面部
Ｔ 被照明物
Ｓ 撮像方向

Claims (5)

1. 被照明物を撮像する撮像部を有する画像処理装置に用いられる照明装置であって、
   前記撮像部と前記被照明物との間に配置される中空体であって、前記撮像部側に形成される撮像部側開口部と、前記撮像部側開口部とは反対側であって前記被照明物側に形成される被照明物側開口部と、前記撮像部側開口部と前記被照明物側開口部とをつなぐように形成されると共に、前記撮像部が前記被照明物を撮像する方向である撮像方向に延びるように形成される内側面部と、を有する中空体と、
   前記内側面部に発光面が向くように前記中空体の内部に配置される発光部であって、光を前記内側面部に向けて放射すると共に、光を前記被照明物に直接的に照射不能な発光部と、
   前記内側面部に沿って配置され、前記中空体の内側に露出する複数の凹凸を有することにより前記発光部から放射される光を前記被照明物に向けて拡散して反射させる拡散反射部と、
   を備える照明装置。
2. 前記内側面部は、前記撮像方向に略平行に延びるように形成され、
   前記発光部は、前記発光面が前記撮像方向に略直交する方向を向くように配置される
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記発光部は、２つ設けられ、
   ２つの前記発光部は、それぞれの前記発光面から放射される光が互いに離間する方向に放射されるように配置される
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記発光部は、２つ設けられ、
   ２つの前記発光部は、それぞれの前記発光面が向かい合うように対向して配置される
   請求項２に記載の照明装置。
5. 前記１から４のいずれかの照明装置と、
   前記被照明物に対向して配置され、前記照明装置の前記中空体を介して前記被照明物を撮像する前記撮像部と、
   を備える画像処理装置。

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