JP2020197611A - カメラ装置および生産システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、工場のラインなどの生産システムにおいて、撮像範囲内を通過する被写体(ワーク)に光を照射し、照射された光を反射するマーカを有する被写体(ワーク)を撮像し、撮像画像の被写体を撮像する撮像装置が知られている。上述した撮像装置における撮像部は、高速のシャッタ速度を有する。これにより撮像装置は、搬送装置によって搬送されるより多くの被写体を撮像して画像処理を行うことができた。しかし、撮像装置は、画像処理を行う撮像画像の枚数が増加するため、画像処理に要する時間が増え、多大な演算負荷が生じていた。したがって、このような撮像装置を用いた生産システムは、タクトタイム(例えば、ラインの稼働速度など)が低下する可能性があった。
図1は、実施の形態1に係る点検装置の一例を示す斜視図である。実施の形態1に係る生産システムは、点検装置の一例としての点検車10を含んで構成される。点検車10は、カメラ装置の一例としてのカメラユニット30を搭載し、レール(軌条)80上を移動する。
実施の形態1に係る生産システムは、点検車10が移動しながら被写体Wkを撮像する場合を示した。以下に説明する実施の形態1の変形例1に係る生産システム100Aは、移動する複数の被写体Wkのそれぞれをカメラユニット30Aによって撮像する場合の生産システムについて説明する。なお、実施の形態1の変形例1において、上述した実施の形態1と同一の構成要素については、同一の符号を付与し、説明を省略する。
実施の形態1に係るカメラユニット30は、ドラム31の周面に配置されるカメラヘッド35の数が1つであった。カメラヘッド35が1つである場合、実施の形態1に係るカメラユニット30は、撮像可能な画角と撮像のタイミングが限定されるため、画角内に被写体Wkの全体が映るように撮像することが好ましく、カメラヘッド35と被写体Wkとの間の撮像距離を近づけることは困難であった。実施の形態1に係るカメラユニット30は、カメラユニット30を大型化しないために従来と同様の照明(照明部33)を使用するため、撮像画像の解像度が低下する。さらに、実施の形態1に係るカメラユニット30は、カメラヘッド35が旋回しながら撮像するため、撮像画像のうち周縁部の歪みが中心部に対して大きくなる可能性があった。
図21は、実施の形態2の変形例1に係るカメラユニット30Cの内部構成例を示す図である。カメラユニット30Cは、ドラム31Bの周面に4つの開口部のそれぞれが形成される。4つの開口部のそれぞれは、カメラユニット30Cを4等分する線(図21のカメラユニット30Cに引かれた2本の一点鎖線のそれぞれ)からそれぞれ距離Bだけずれた位置に形成される。また、4つのカメラヘッド35E,35F,35G,35Hのそれぞれは、カメラユニット30Cを4等分する線からそれぞれ距離Bだけずれた位置に風車状に配置される。これにより、4つのカメラヘッド35E〜35Hのそれぞれおよび4つの撮像素子42E,42F,42G,42Hのそれぞれは、図18に示す4つのカメラヘッド35A〜35Dのそれぞれを備えるカメラユニット30Bよりも、カメラユニット30Cの回転中心に近い位置に位置することができる。
図22は、実施の形態2の変形例2に係るカメラユニット30Dの内部構成例を示す図である。カメラユニット30Dは、ドラム31Cの周面に4つの開口部のそれぞれが角度(90°)間隔で形成される。また2つのカメラヘッド35I,35Kのそれぞれおよび2つの撮像素子42I,42Kのそれぞれは、カメラユニット30Dを4等分する線を中央位置とする位置に、互い対向して配置される。また、カメラヘッド35Jおよび撮像素子42Jは、カメラヘッド35Kおよび撮像素子42Kと平行かつ反対方向に向けられて配置される。カメラヘッド35Lおよび撮像素子42Lは、カメラヘッド35Iおよび撮像素子42Iと平行かつ反対方向に向けられて配置される。
図23は、実施の形態2の変形例3に係るカメラユニット30Eの内部構成例を示す図である。カメラユニット30Eは、2つのドラム31D1,31D2のそれぞれによって構成され、ドラム31およびドラム31Bと比較して約2倍の厚さを有する。
図24は、実施の形態2の変形例4に係るカメラユニット30Fの内部構成例を示す図である。実施の形態2の変形例4に係るカメラユニット30Fは、実施の形態2の変形例3に示すカメラユニット30Eと同様に、ドラム31およびドラム31Bと比較して約2倍の厚さを有する。カメラユニット30Fは、ドラム31のドラム31Eの下部の周面に4つのカメラヘッド35Q,35R,…のそれぞれを備え、ドラム31Eの上部の周面には、4つのカメラヘッド35S,35T,…のそれぞれを備える。4つのカメラヘッド35Q,35R,…のそれぞれと4つのカメラヘッド35S,35T,…のそれぞれとは、ドラム31Eの円周方向(カメラユニット30Eの回転方向)において互いに並び合う位置に配置される。
実施の形態1、2では、ドラムの周面にカメラヘッドが配置された。実施の形態3では、ドラムの側面にカメラヘッドが配置される場合を示す。また、実施の形態3では、カメラユニットが移動しながら被写体を撮像する場合を示す。実施の形態3のカメラ装置において、上述した実施の形態1、2と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。
実施の形態4において、カメラヘッド35Wは、ドラム31Hの周面に配置され、ドラム31Hが回転して移動する間、常に一方向(被写体TgDの方向)を向いて撮像する。実施の形態4のカメラユニット30Hにおいて、実施の形態1と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。
上述した実施の形態1〜4のそれぞれに係るカメラユニットは、ドラムを回転させることでカメラヘッドと被写体との間の相対速度を略ゼロにすることで被写体を撮像することができた。以下に説明する実施の形態5に係るカメラユニットは、ピストン機構を有し、このピストン機構を駆動させることでカメラヘッドと被写体との相対速度を略ゼロにして被写体を撮像する例について説明する。
30 カメラユニット
31 ドラム
35 カメラヘッド
37 回転モータ
43 ハーネス
45 ワーク速度検知センサ
44J,44L 開口部
46J,46L ミラー
50,50A カメラコントロールユニット
80,180 レール
100 生産システム
131 第1のギア
132 第2のギア
152 駆動シャフト
153,163 カム
154,164 コンロッド
Claims (11)
- 被写体を撮像する少なくとも1つの撮像部と、
前記撮像部を所定の回転速度で回転させる回転モータと、
前記撮像部によって撮像された撮像画像を出力する出力部と、
前記撮像部と前記回転モータと前記出力部とを内蔵する筺体と、を備え、
前記出力部は、前記撮像画像のうち前記撮像部と前記被写体との位置が略平行となる撮像位置における少なくとも1つの撮像画像を出力する、
カメラ装置。 - 前記撮像部は、前記筺体の回転軸に対して垂直方向を撮像可能に設置される、
請求項1に記載のカメラ装置。 - 前記撮像部は、前記筺体の回転軸と同一方向を撮像可能に配置される、
請求項1に記載のカメラ装置。 - 複数の前記撮像部のそれぞれは、前記筺体の回転軸に対して垂直方向かつ同一面上に配置される、
請求項1に記載のカメラ装置。 - 少なくとも1つのミラーと、
前記ミラーが前記撮像位置から光を入射するための少なくとも1つの開口部と、をさらに備え、
複数の前記撮像部のそれぞれのうち少なくとも1つの撮像部は、前記ミラーによる反射光に基づいて前記被写体を撮像する、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載のカメラ装置。 - 前記回転モータに連結され、前記回転モータの回転動作を伝達する第1のギアと、
前記第1のギアに連結され、前記回転動作を前記撮像部に伝達する第2のギアと、をさらに備え、
前記撮像部は、前記第1のギアおよび第2のギアを介して、撮像方向が常に前記撮像位置の方向と同一方向となるように回転する、
請求項1に記載のカメラ装置。 - 一端側に前記撮像部を有する少なくとも2つのコンロッドと、
前記コンロッドの他端側に連結された少なくとも2つのカムと、
前記回転モータに連結され、前記回転モータの回転動作を複数の前記カムのそれぞれに伝達する駆動シャフトと、をさらに備え、
複数の前記撮像部のそれぞれは、前記被写体を交互に撮像する、
請求項1に記載のカメラ装置。 - 前記撮像画像に基づいて、前記被写体の移動速度を検出する被写体速度検知部、をさらに備える、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載のカメラ装置。 - 前記撮像位置における前記撮像部と前記被写体との間の相対速度がゼロとなる前記回転モータの回転速度を算出して設定する、
請求項8に記載のカメラ装置。 - 被写体を撮像するカメラと画像処理装置とが通信可能に接続された生産システムであって、
前記カメラは、
回転モータによって所定の回転速度で回転する少なくとも1つの撮像部と被写体との位置が略平行となる撮像位置における少なくとも1つの撮像画像を送信し、
前記画像処理装置は、
受信された前記撮像画像から前記被写体の状態を分析して出力する、
生産システム。 - 前記カメラを所定の移動速度で移動させる搬送装置、をさらに備え、
前記搬送装置の移動速度に基づいて、前記撮像位置における前記撮像部と前記被写体との間の相対速度がゼロとなる前記回転モータの回転速度を算出して、設定する、
請求項10に記載の生産システム。
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