JP2015075583A - Subject imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体の撮像システムに係り、曲面形状を有する被写体上を走査して、この被写体の表面を撮像する撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging system for a subject, and relates to an imaging system that scans a subject having a curved surface and images the surface of the subject.
生産ライン等において生産される製品には、曲面形状を有するものがある。このような製品を撮像し、これによって取得された撮像データを用いて、被写体である製品が良品であるか否かの判断を行うことがある。 Some products produced on a production line have a curved shape. An image of such a product may be imaged, and it may be determined whether or not the product that is the subject is a non-defective product using the image data acquired thereby.
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献1には、被検査面に対して斜めに光を照射し、被検査面からの正反射光を受けて煽り撮像し、この煽り撮像の画像の明度値と予め記憶された明度値とを比較することにより、表面の曲面を検査する表面の曲面検査方法が開示されている。 As a technique related to the present invention, for example, in Patent Document 1, light is obliquely applied to an inspection surface, specular reflection light from the inspection surface is picked up and picked up. A surface curved surface inspection method for inspecting a surface curved surface by comparing a lightness value with a previously stored lightness value is disclosed.
ラインスキャンカメラを用いて、曲面形状を有する製品を撮像する場合、ラインスキャンカメラを走査して製品の全体を撮像する。この場合、走査中にラインスキャンカメラと製品の表面との距離が変わって焦点が合わなくなることがある。 When imaging a product having a curved surface shape using a line scan camera, the line scan camera is scanned to image the entire product. In this case, the distance between the line scan camera and the surface of the product may change during scanning, resulting in out of focus.
本発明の目的は、ラインスキャンカメラを用いて、曲面形状を有する製品を撮像する場合に、製品の表面に焦点を合わせることを可能とする被写体の撮像システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a subject imaging system that can focus on the surface of a product when imaging a product having a curved shape using a line scan camera.
本発明に係る被写体の撮像システムは、曲面形状を有する被写体上を走査して前記被写体の表面を撮像するラインスキャン部と、前記被写体に対して前記ラインスキャン部を移動させて前記被写体の表面に前記ラインスキャン部の焦点位置を合わせる移動機構と、を備えることを特徴とする。 An object imaging system according to the present invention includes a line scan unit that scans a subject having a curved surface to image the surface of the subject, and moves the line scan unit relative to the subject to move the line scan unit to the surface of the subject. And a moving mechanism for adjusting the focal position of the line scan unit.
また、本発明に係る被写体の撮像システムにおいて、前記被写体は、前記ラインスキャン部の長手方向と該長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面上に配置され、前記基準面からの高さが前記ラインスキャン部の長手方向に沿って一定であり前記走査方向に沿って変化する前記曲面形状を有するときに、前記ラインスキャン部は、前記被写体上を前記走査方向に沿って走査することが好ましい。 Further, in the subject imaging system according to the present invention, the subject is disposed on a reference plane parallel to a scanning plane defined by a longitudinal direction of the line scanning unit and a scanning direction orthogonal to the longitudinal direction, and the reference plane When the height of the line scanning unit is constant along the longitudinal direction of the line scanning unit and has the curved surface shape that varies along the scanning direction, the line scanning unit moves on the subject along the scanning direction. Scanning is preferred.
また、本発明に係る被写体の撮像システムにおいて、前記ラインスキャン部は、走査されたデータを用いて前記被写体の表面の二次元画像を形成することが好ましい。 In the subject imaging system according to the present invention, it is preferable that the line scan unit forms a two-dimensional image of the surface of the subject using scanned data.
本発明によれば、移動機構によって、被写体に対してラインスキャン部を移動させて被写体の表面にラインスキャン部の焦点位置を合わせる。これにより、被写体の全体を撮像する際に常に焦点を合わせることができる。 According to the present invention, the line scanning unit is moved with respect to the subject by the moving mechanism, and the focal position of the line scanning unit is adjusted to the surface of the subject. Thereby, it is possible to always focus when imaging the entire subject.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。また、以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Also, in the following, corresponding elements in all drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、撮像システム10を示す図である。図2の上図は、製品12とラインスキャンカメラ14との位置関係を示す側面図である。図2の下図は、図2の上図の平面図である。撮像システム10は、曲面形状を有する製品12上を走査して、製品12の表面を撮像するラインスキャンカメラ14と、製品12に対してラインスキャンカメラ14を移動させて製品12の表面にラインスキャンカメラ14の焦点位置を合わせる移動機構16とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating an
製品12は、ベルトコンベア18の上面20に載せられた状態で運ばれる。ベルトコンベア18は、制御部22の制御によって駆動する2つの回転駆動部19に架けられた無端状の幅広のベルトを移動させる装置である。ベルトコンベア18の上面20は、ラインスキャンカメラ14の長手方向と、この長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面である。製品12は、図1に示されるように、基準面20からの高さがラインスキャンカメラ14の長手方向に沿って一定であり、走査方向に沿って変化する曲面形状を有する。なお、ベルトコンベア18の移動方向と、ラインスキャンカメラ14の走査方向は、図1,2に示されるように反対方向である。
The
ラインスキャンカメラ14は、複数の撮像素子が長手方向に沿って一列に並んで構成される撮像部を有し、この撮像部を走査することにより取得する撮像データを用いて製品12の表面の二次元画像を形成する撮像装置である。ラインスキャンカメラ14は、制御部22の作動制御により、図1に示される走査方向に沿って走査する。ラインスキャンカメラ14で撮像された撮像データは、図示しない記憶装置に記憶される。ラインスキャンカメラ14は、照明器17から照射されて製品12によって反射された反射光との関係に基づいて、製品12が所望の表示方法で撮像されるように、撮像方向Vの向きが設定される。ラインスキャンカメラ14が形成した二次元画像は、制御部22に伝送された後、必要に応じて液晶モニタ23等に表示することができる。
The
距離計測器15は、ラインスキャンカメラ14と製品12と間の距離を計測する装置である。距離計測器15は、制御部22の制御により、センサ内部の光源から製品12の表面に向けて光が照射された時刻から、製品12の表面にあたって反射され、センサの受光素子で受光する時刻までの時間、及び距離計測器15の光の照射方向Lとラインスキャンカメラ14の撮像方向Vとがなす角度θ等に基づいて、ラインスキャンカメラ14と製品12と間の距離に換算する。換算された距離情報は、制御部22に伝送される。
The distance measuring
照明器17は、ラインスキャンカメラ14が製品12を撮像する際に、製品12が所望の表示方法で撮像されるように照射する装置である。照明器17は、制御部22によって作動制御される。
The
ラインスキャンカメラ14、距離計測器15及び照明器17は、板状の保持部材24に保持される。板状の保持部材24は、移動機構16のナット部28に接合して取り付けられる。
The
移動機構16は、制御部22の制御により、保持部材24を上昇または下降させる装置である。移動機構16は、ねじ軸26とナット部28との間に図示しないボール等とを含んで構成されるボールねじと、ねじ軸26を回転させる電動モータ30とを備えるボールねじアクチュエータである。
The
ねじ軸26は、略コの字形状を有する支持部材27の上部25と下部29の間に取り付けられる。ねじ軸26の上部側端部は、支持部材27の上部25を貫通して電動モータ30に接続される。ナット部28は、中央部に貫通孔を有し、この貫通孔にはボール等を介してねじ軸26が挿入される。
The
電動モータ30は、支持部材27の上部25に取り付けられ、制御部22の制御によって、ねじ軸26を回転させる回転駆動機構を有する。電動モータ30は、例えば、ステッピングモータを用いて構成することができる。
The
制御部22は、外部起動信号に応じて、ベルトコンベア18を作動させる。制御部22は、ベルトコンベア18の作動に伴って、ラインスキャンカメラ14が製品12を撮像するとともに、照明器17が製品12を照らすように、ラインスキャンカメラ14及び照明器17を制御する。
The
制御部22は、距離計測器15から伝送される距離情報に基づいて、製品12の表面がラインスキャンカメラ14の焦点位置Fに合うように、保持部材24の上昇または下降距離を算出する。この算出された距離に基づいて、制御部22は、保持部材24が上昇または下降するように移動機構16の電動モータ30の回転を制御する。
Based on the distance information transmitted from the
続いて、上記構成の撮像システム10の作用について説明する。製品12のA方向をラインスキャンカメラ14の長手方向に一致させ、製品12のB方向をラインスキャンカメラ14の走査方向に一致させた状態で製品12をベルトコンベア18の基準面20に配置する。その後、外部起動信号に応じて、ベルトコンベア18が作動すると、ラインスキャンカメラ14は、走査方向に沿って製品12上を走査して、製品12の表面を撮像する。
Next, the operation of the
図2の上図に示されるように、製品12の表面は曲面を有しているが、撮像システム10によれば、距離計測器15が計測した距離に基づいて、製品12の表面がラインスキャンカメラ14の焦点位置Fに合うにように、保持部材24の上昇または下降距離が算出される。そして、移動機構16によって、上記算出された距離分だけ、保持部材24が上昇または下降する。
As shown in the upper diagram of FIG. 2, the surface of the
これにより、ラインスキャンカメラ14の走査中に、ラインスキャンカメラ14と製品12との距離が変化した場合であっても、製品12の表面がラインスキャンカメラ14の焦点位置Fに合うようにラインスキャンカメラ14が上昇または下降するため、常に焦点が合った撮像を行うことができる。
As a result, even when the distance between the
なお、上記では、製品12の曲面形状であるとして説明したが、ここで言う曲面形状は、例えば、波型形状や折曲形状も含まれる。
In the above description, the curved shape of the
また、撮像システム10では、ラインスキャンカメラ14が製品12を撮像する場合に、ベルトコンベア18を作動させることにより走査するものとして説明したが、ラインスキャンカメラ14自体を移動させて走査してもよい。
Further, in the
撮像システム10では、ラインスキャンカメラ14の焦点位置に製品12の表面を合わせるために、ラインスキャンカメラ14を保持する保持部材24を上昇または下降させるものとして説明したが、製品12側を上昇または下降させてもよい。
In the
10 撮像システム、12 製品、14 ラインスキャンカメラ、15 距離計測器、16 移動機構、17 照明器、18 ベルトコンベア、19 回転駆動部、20 基準面、22 制御部、23 液晶モニタ、24 保持部材、25 上部、26 ねじ軸、27 支持部材、28 ナット部、29 下部、30 電動モータ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記被写体に対して前記ラインスキャン部を移動させて前記被写体の表面に前記ラインスキャン部の焦点位置を合わせる移動機構と、
を備えることを特徴とする被写体の撮像システム。 A line scan unit that scans on a subject having a curved surface and images the surface of the subject;
A moving mechanism that moves the line scan unit relative to the subject to adjust the focal position of the line scan unit to the surface of the subject;
An imaging system for a subject characterized by comprising:
前記被写体は、前記ラインスキャン部の長手方向と該長手方向に直交する走査方向とで定まる走査面に平行な基準面上に配置され、前記基準面からの高さが前記ラインスキャン部の長手方向に沿って一定であり前記走査方向に沿って変化する前記曲面形状を有するときに、
前記ラインスキャン部は、前記被写体上を前記走査方向に沿って走査することを特徴とする被写体の撮像システム。 The subject imaging system according to claim 1,
The subject is disposed on a reference plane parallel to a scanning plane defined by a longitudinal direction of the line scanning unit and a scanning direction orthogonal to the longitudinal direction, and a height from the reference plane is a longitudinal direction of the line scanning unit. Having the curved surface shape that is constant along the scanning direction and varies along the scanning direction,
The line scan unit scans the subject along the scanning direction.
前記ラインスキャン部は、走査されたデータを用いて前記被写体の表面の二次元画像を形成することを特徴とする被写体の撮像システム。 In the imaging system of the subject according to claim 1 or 2,
The line scan unit forms a two-dimensional image of the surface of the subject using the scanned data.
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