JP4429683B2 - 画像入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像入力装置に関し、特に、周期性パターンを有する部品の検査を行うために、その画像を入力するための装置に関する。

表面に周期性パターンが形成された部品は、様々な分野で利用されている。たとえば、液晶用カラーフィルタ、ＣＲＴ用シャドウマスク、プラズマディスプレイパネルなど、ディスプレイ装置の表示画面用の部品には、表示画素に応じた周期で、周期性パターンが形成されている。このような部品について、欠陥や汚れの有無や周期性パターンの不均一性を検査するいわゆる「ムラ検査」を行う場合、通常、ＣＣＤカメラなどを備えた画像入力装置によって部品表面の画像を入力し、入力画像をコンピュータを用いた検査システムで解析する、という手法がとられている。

周期性パターンを有する撮像対象物の画像を入力する場合、モアレの発生が問題となる。複数の周期性パターンが所定角度をもって互いに重なり合うとモアレが発生する現象は広く知られており、ＣＣＤカメラおよびレンズを含む撮像装置の分解能と、撮像対象物上の周期性パターンの空間周波数とが一定の関係になると、入力した画像上にモアレが発生することになる。このモアレは、上述した「ムラ検査」において誤検出を生じさせる要因になり好ましくない。

そこで、従来から、周期性パターンを有する撮像対象物の画像を入力するための画像入力装置では、モアレを発生させないための対策や、モアレを軽減させるための対策が試みられている。たとえば、下記の特許文献１には、撮像対象物の周期性パターンのピッチと撮像装置の分解能とを一定値に設定することにより、モアレを軽減する手法が開示されている。また、特許文献２には、撮像時に光学フィルタを用意して、光学的フーリエ変換を行うことにより、モアレを軽減する手法が開示されており、特許文献３には、撮像対象物と撮像装置との相対角度を調整することにより、モアレを軽減する手法が開示されている。この他、入力した画像に対して平滑化フィルタなどを用いた画像処理を行ってモアレを軽減する手法なども提案されている。
特許第３３３２１７５号公報 特許第３１３６０７１号公報 特開２００１−２０１４５９号公報

ＣＣＤカメラなどの撮像装置としては、受光素子を二次元平面状に配置したエリアセンサと、受光素子を一次元ライン状に配置したラインセンサとが用いられている。ところが、上述した種々のディスプレイ装置用の部品についての「ムラ検査」を行う上では、主としてラインセンサを組み込んだ画像入力装置が利用されている。これは、ディスプレイ装置用の部品が比較的大型な平板状部品となり、大面積をカバーできるエリアセンサを用意することが困難なためである。特に最近は、ディスプレイ装置の大型化が進んでおり、このような大型ディスプレイ装置用の平板状部品の検査を行う上では、ラインセンサを組み込んだ画像入力装置が不可欠である。

しかしながら、従来の画像入力装置では、ラインセンサを用いて画像入力を行った場合、種々の撮像対象物について、効果的なモアレ除去を行うことができない。たとえば、前掲の特許文献１に開示された手法は、特定の周期をもったパターンが形成された撮像対象物には対応可能であるが、複数種類の撮像対象物に対応することはできない。また、特許文献２に開示された手法は、個々の撮像対象物ごとにそれぞれ専用の光学フィルタを用意する必要が生じるため、実用上、コストと時間が必要になる。一方、特許文献３に開示されら手法は、エリアセンサを用いる場合には適しているが、ラインセンサを用いる場合には適用することができず、大型の撮像対象物についての画像入力には適していない。また、入力した画像に対して所定の画像処理を行う方法には、モアレとともに欠陥や汚れの画像まで消去されてしまうという問題がある。

そこで本発明は、周期性パターンをもった多種類の大型撮像対象物について撮像を行う際に、モアレを低減することが可能な画像入力装置を提供することを目的とする。

(1) 本発明の第１の態様は、周期性パターンを有する撮像対象物の画像を入力するための画像入力装置において、
撮像対象物を所定の搬送路に沿って搬送する搬送装置と、
搬送路上の撮像対象物における線状視野領域内の画像を取り込むラインセンサと、
線状視野領域を照明するための照明装置と、
撮像対象物に対する線状視野領域の角度が変化するように、撮像対象物とラインセンサとについて、一方を他方に対して所定の回転軸に関して回転させる回転装置と、
搬送装置、ラインセンサ、照明装置、回転装置を制御するとともに、ラインセンサから取り込んだ画像を解析し、画像上に生じているモアレの振幅を求める制御装置と、
を設け、
制御装置が、回転装置および必要に応じて搬送装置を制御することにより、撮像対象物に対する線状視野領域の角度を複数通りに変化させ、それぞれの状態でラインセンサから取り込んだ画像を解析し、それぞれの角度とモアレ振幅との相関関係を求める機能を有するようにしたものである。

(2) 本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る画像入力装置において、
回転装置が、搬送路上の撮像対象物を、搬送方向に対して直交する回転軸に関して回転させる機能を有するようにしたものである。

(3) 本発明の第３の態様は、上述の第２の態様に係る画像入力装置において、
搬送装置を、コロコンベアにより構成し、
回転装置を、コロコンベアにおけるコロの空隙部分に配置され、コロコンベア上を搬送されてきた撮像対象物の下面を支持できる支持面を有する支持体と、この支持体を、撮像対象物がコロから浮き上がった状態になるように支持面により撮像対象物を持ち上げることが可能な上部位置と、支持面が撮像対象物から離隔した状態になる下部位置と、の間で上下駆動させる上下駆動手段と、支持体を鉛直線を回転軸として回転駆動させる回転駆動手段と、により構成したものである。

(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る画像入力装置において、
搬送路上の所定位置に線状視野領域が固定されるようにラインセンサを設置し、搬送路の線状視野領域より前方および後方に、それぞれ回転装置を設けるようにしたものである。

(5) 本発明の第５の態様は、上述の第３または第４の態様に係る画像入力装置において、
搬送路上の所定位置に線状視野領域が固定されるようにラインセンサを設置し、この線状視野領域の位置に回転装置を設けるようにしたものである。

(6) 本発明の第６の態様は、上述の第５の態様に係る画像入力装置において、
照明装置を搬送路の上方に配置し、回転装置を構成する支持体の支持面を遮光性材料により構成し、この支持体の両脇に遮光板を配置し、少なくとも線状視野領域の部分に、下方へ透過する光を遮蔽する遮光領域が形成されるようにしたものである。

(7) 本発明の第７の態様は、上述の第５の態様に係る画像入力装置において、
照明装置を搬送路の下方に配置し、回転装置を構成する支持体の少なくとも線状視野領域と重なる部分に、照明装置からの光を上方へと透過させるための透光部を設けるようにしたものである。

(8) 本発明の第８の態様は、上述の第１の態様に係る画像入力装置において、
回転装置が、撮像対象物の搬送方向に対して直交する回転軸に関して、ラインセンサを回転させる機能を有することを特徴とする画像入力装置。

(9) 本発明の第９の態様は、上述の第８の態様に係る画像入力装置において、
回転装置が、照明装置を、回転軸に対してラインセンサと反対となる位置に回転させる機能を有するようにしたものである。

(10) 本発明の第１０の態様は、上述の第９の態様に係る画像入力装置において、
搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
回転装置が、鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体と、この上部回転駆動体から水平方向に伸びた水平アームと、上部回転駆動体から垂直下方に伸びた垂直アームと、を有し、
水平アームの先端にラインセンサを取り付け、垂直アームの先端に照明装置を取り付けるようにしたものである。

(11) 本発明の第１１の態様は、上述の第９の態様に係る画像入力装置において、
搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
回転装置が、鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体と、この鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の下方に配置された下部回転駆動体と、上部回転駆動体から水平方向に伸びた水平アームと、下部回転駆動体から垂直上方に伸びた垂直アームと、を有し、
水平アームの先端にラインセンサを取り付け、垂直アームの先端に照明装置を取り付けるようにしたものである。

(12) 本発明の第１２の態様は、上述の第１〜第１１の態様に係る画像入力装置において、
搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
ラインセンサが、水平方向に配列された複数の受光素子により、搬送路上の撮像対象物における線状視野領域を斜め上方から撮像する機能を有し、
回転装置が、鉛直方向を向いた回転軸に関する回転操作を行うようにしたものである。

(13) 本発明の第１３の態様は、上述の第１〜第１２の態様に係る画像入力装置において、
制御装置が、撮像対象物の周期性パターンの周期と光学倍率を考慮したラインセンサの受光素子配置周期との関係に基づいて定まる所定の空間周波数をもった濃淡パターンをモアレと認識する機能を有するようにしたものである。

(14) 本発明の第１４の態様は、上述の第１〜第１３の態様に係る画像入力装置において、
制御装置が、特定の撮像対象物についての角度とモアレ振幅との相関関係に基づいて、モアレ振幅が最小となる角度を当該特定の撮像対象物についての最適角度と定めるテスト段階処理と、この特定の撮像対象物と同品種の多数の撮像対象物が搬送装置によって搬送路上に流されてきたときに、個々の撮像対象物の角度が最適角度となる状態で撮像が行われるように回転装置を制御する実段階処理と、を行う機能を有するようにしたものである。

(15) 本発明の第１５の態様は、上述の第１４の態様に係る画像入力装置において、
制御装置が、実段階処理において、個々の撮像対象物の角度が最適角度となるように回転させる前処理と、撮像完了後に、個々の撮像対象物の角度を元に戻す後処理と、を実行するようにしたものである。

(16) 本発明の第１６の態様は、上述の第１〜第１５の態様に係る画像入力装置において、
ラインセンサの焦点位置を、線状視野領域に対する適正焦点位置よりもずれた位置に設定するようにしたものである。

本発明の画像入力装置によれば、ラインセンサによる線状視野領域の撮像対象物に対する角度を調整できる機構を設けたため、周期性パターンをもった多種類の大型撮像対象物について撮像を行う際にも、モアレを効果的に低減することが可能になる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
＜＜＜ 第１章：基本原理 ＞＞＞
図１は、ラインセンサを用いた一般的な画像入力装置の構成を示す概念図である。図のように、撮像対象物１０は、図示しない搬送装置により、矢印Ｃで示す搬送方向へと搬送される。この搬送路上には、ラインセンサ２０が配置されており、撮像対象物１０上の線状視野領域Ｆ内の画像が一次元画像として取り込まれ、制御装置３０へと送られる。撮像対象物１０の形状は特に限定されるものではないが、図示の例では、板状の部材が撮像対象物１０として用いられている。線状視野領域Ｆは、本願の図では便宜上、ある程度の幅のある帯状領域にハッチングを施して示してあるが、実際には、非常に細い線状の領域である。ラインセンサ２０は、受光素子を一次元に配列してなる撮像装置であり（線状視野領域Ｆの長手方向に平行な方向に多数の受光素子が画素として配列されている）、線状視野領域Ｆを一次元画像として撮像する。実際には、ラインセンサ２０は、レンズなどの光学系とともに、撮像装置の筐体内に組み込まれて用いることになるが、ここでは、このような光学系や筐体も含めてラインセンサ２０と呼ぶことにする。

制御装置３０は、パソコンなどのコンピュータによって構成することができる。ラインセンサ２０の出力信号は、制御装置３０内に組み込まれた画像入力ボード（ラインセンサ２０がアナログ信号を出力するタイプの場合は、Ａ／Ｄ変換機能を有するもの）を介して、デジタル信号として取り込まれる。図示されていない搬送装置も、制御装置３０によって制御される。撮像対象物１０を搬送方向Ｃに向かって搬送しながら、ラインセンサ２０による撮像を繰り返し行えば、線状視野領域Ｆによって、撮像対象物１０の全面を走査することができるので、制御装置３０内で一次元画像を合成することにより、撮像対象物１０の表面に対応する二次元画像を得ることができる。通常、線状視野領域Ｆは搬送方向Ｃに対して直交する方向にとられる。

このようなラインセンサ２０を用いた画像入力装置は、板状で大型の撮像対象物１０の表面画像を入力するのに適しており、液晶用カラーフィルタ、ＣＲＴ用シャドウマスク、プラズマディスプレイパネルなど、ディスプレイ装置の表示画面用の部品の検査装置に広く利用されている。しかしながら、既に述べたとおり、このようなディスプレイ装置用の部品は、周期性パターンを有しているため、光学系を含めたラインセンサ２０の分解能と、この周期性パターンの空間周波数とが一定の関係になると、入力した画像上にモアレが発生し、「ムラ検査」などを行った場合、誤検出を生じさせる要因になる。

モアレの発生は、複数の周期性パターンが所定角度をもって互いに重なり合った場合に起こる。たとえば、図２に示すように、矩形状の撮像対象物１０の一辺に対して複数通りの角度で交わるラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３（この例では、いずれもＰ点を通っている）を定義し、線状視野領域Ｆが各ラインに沿うような複数の態様で撮像を行うと、それぞれの撮像態様でモアレの発生状況は異なることになる。たとえば、ラインＬ１に沿った方向に線状視野領域Ｆを配置して撮像した画像では著しいモアレが発生するが、ラインＬ２に沿った方向に線状視野領域Ｆを配置して撮像した画像ではモアレが軽減し、ラインＬ３に沿った方向に線状視野領域Ｆを配置して撮像した画像ではモアレがほとんどなくなった、というような現象が生じる。

したがって、撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度（撮像対象物１０の表面上に定義された所定軸に対する線状視野領域Ｆの長手方向軸のなす角度）を調整することにより、モアレの発生を軽減したり、モアレを完全に消失させたりすることが可能になる。本発明の基本概念は、撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度を調整して、モアレが最も軽減される最適角度を見つけ出し、この最適角度による配置条件で撮像を行うようにする、というものである。

具体的には、まず、図２に示すラインＬ１に沿った方向に線状視野領域Ｆが配置されるように、撮像対象物１０とラインセンサ２０との相対位置を設定し、撮像対象物１０を、たとえば図の右方向に搬送させながら、線状視野領域Ｆによって撮像対象物１０の上面を走査し、この撮像対象物１０の上面の二次元画像を入力し、この二次元画像についてのモアレの振幅を求める。同様の画像入力を、ラインＬ２に沿った方向に線状視野領域Ｆが配置されるような条件下で実施し、更に、ラインＬ３に沿った方向に線状視野領域Ｆが配置されるような条件下で実施する、というように、種々の角度で実施すれば、図３に示すように、角度とモアレ振幅との関係を示すグラフを得ることができる。そこで、このグラフに基づいて、モアレ振幅が最小となる角度θｘを求めれば、この角度θｘが、当該撮像対象物１０についての最適角度ということになる。図３に示す例では、モアレ振幅は、最大値Max〜最小値Minの間に分布していることになるので、最小値Minをとるグラフ上の点Ｑの横座標値として最適角度θｘが求められている。

入力画像上に生じるモアレの周期は、撮像対象物１０上の周期性パターンの周期よりも大きく、また、光学倍率を考慮したラインセンサ２０の受光素子配置周期よりも大きくなる。要するに、モアレの周期は、撮像対象物の周期性パターンの周期と光学倍率を考慮したラインセンサの受光素子配置周期との関係に基づいて定まる所定範囲の値になる。そこで、制御装置３０は、個々の入力画像について、この所定範囲に相当する空間周波数をもった濃淡パターンを確認する処理を行い、この濃淡パターンをモアレと認識する処理を行えばよい。

なお、図３に示すグラフは連続関数として示されているが、実際の測定では、角度を、たとえば１°おきとか、５°おきとか、所定間隔で変化させて画像入力を行うため、得られるグラフは離散的な点の集合から構成される。また、角度を変化させる範囲は、０°〜９０°の範囲に設定すれば十分である。角度０°の基準位置は、任意に設定することが可能であり、矩形状の撮像対象物１０を用いる場合であれば、たとえば、側辺に直交する位置（図２のラインＬ１の位置）を基準角度０°にとる、というように予め定めておくようにすればよい。

撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度を複数とおりに変化させた状態で撮像を行うことができるようにするためには、撮像対象物１０とラインセンサ２０とについて、一方を他方に対して所定の回転軸に関して回転させる回転装置を設けておけばよい。たとえば、図４は、コンベアなどの搬送装置４０の搬送路上に、回転装置として機能するターンテーブルＴ０を設けた構成例を示す上面図である。この搬送装置４０の搬送方向Ｃは、図示のとおり右方であり、左方向から搬送されてきた撮像対象物１０は、このターンテーブルＴ０を経て、図の右方向へと搬送されてゆく。ターンテーブルＴ０の斜め上方には、ラインセンサ２０が配置されており、このラインセンサ２０の線状視野領域Ｆ（図ではハッチングを施した領域として示す）は、図示のとおり、ターンテーブルＴ０の直上にくるように設定されている。

ここで、左方向から搬送されてきた撮像対象物１０を、線状視野領域Ｆの下を通して右方向へと搬送すれば、撮像対象物１０と線状視野領域Ｆとの角度を所定の角度（ここでは、便宜上、基準角度０°と呼ぶ）に保ったまま、撮像対象物１０の上面を走査することができ、角度０°についての二次元画像を入力することができる。続いて、再び、撮像対象物１０をターンテーブルＴ０の上まで移動し、ここでターンテーブルＴ０を所定角度（たとえば、５°）だけ回転させるようにする。そして、この５°の角度設定のまま、撮像対象物１０を搬送方向Ｃへと移動させて、線状視野領域Ｆによって、その上面を走査すれば、角度５°についての二次元画像を入力することができる。同様に、角度１０°，１５°，…，９０°についての二次元画像を入力した上で、各画像に現れるモアレの振幅を求めれば、図３に示すようなグラフを得ることができ、当該撮像対象物１０についての最適角度θｘを決定することができる。

以上が、いわばテスト段階処理である。このテスト段階処理は、要するに、特定の撮像対象物１０についての最適角度θｘを決定するための処理ということになる。このテスト段階処理が完了したら、続いて、実段階処理を行うことができる。この実段階処理では、搬送装置４０上に、多数の撮像対象物１０を流しながら、個々の撮像対象物１０について画像入力処理が行われることになる。この実段階処理において搬送装置４０上に流される多数の撮像対象物１０は、いずれもテスト段階処理の撮像対象物１０と同品種の撮像対象物１０であり、テスト段階処理と同じ角度で流されることになる。たとえば、テスト段階処理において、撮像対象物１０を、その側辺が搬送方向Ｃに平行になるような角度で流したとすれば、実段階処理においても、同品種の撮像対象物を、その側辺が搬送方向Ｃに平行になるような角度で流すようにする。

実段階処理では、こうして流れてきた撮像対象物１０に対して、角度調整操作を行うようにする。すなわち、撮像対象物１０がターンテーブルＴ０上にきた段階で、搬送を一時停止し、ターンテーブルＴ０を回転させて、線状視野領域Ｆに対する撮像対象物１０の角度が最適角度θｘとなるように調整する。このような調整が完了した後、再び搬送装置４０を駆動し、撮像対象物１０の上面全体が、線状視野領域Ｆによって走査されるようにして画像入力を行う。そうすれば、当該撮像対象物１０に関して、モアレを最も軽減させることができる最適な角度条件で、画像入力が可能になる。このような実段階処理を行えば、搬送装置４０上に流される多数の同品種の撮像対象物１０について、それぞれ最適角度θｘなる条件下で画像入力を行うことが可能である。

もちろん、別な品種を撮像対象物１０とする画像入力を行う際には、当該別な品種である撮像対象物１０について、テスト段階処理を実行して、当該別な品種に固有の最適角度θｘを決定した後、当該別な品種を多数流す実段階処理を行うようにすればよい。一般に、新たな品種については、最初に１回だけテスト段階処理を実施して最適角度θｘを求めておけば、以後は、この最適角度θｘを利用した実段階処理を実施することが可能になる。

なお、図４は、搬送装置４０の搬送路上の所定位置に線状視野領域Ｆが固定されるようにラインセンサ２０を設置し、この線状視野領域Ｆの位置に、回転装置として機能するターンテーブルＴ０を設けた例であるが、ターンテーブルは、必ずしも線状視野領域Ｆの位置に設ける必要はない。図５は、やはり搬送装置４０の搬送路上の所定位置に線状視野領域Ｆが固定されるようにラインセンサ２０を設置した例であるが、搬送路の線状視野領域Ｆより前方および後方に、それぞれ回転装置として機能するターンテーブルＴ１，Ｔ２を設けた例である。この例においても、撮像対象物１０は、搬送方向Ｃに示す方向に搬送されることになるが、まず、ターンテーブルＴ１上で一時停止させ（図に破線で示す撮像対象物１０ａの状態）、ここで所定角度だけ回転させた後、線状視野領域Ｆの直下を通過させてラインセンサ２０による撮像を行い（図に、破線で示す撮像対象物１０ｂの状態）、続いて、ターンテーブルＴ２上で一時停止させ、ここで角度を元に戻した後（図に破線で示す撮像対象物１０ｃの状態）、図の右方向へと搬送することになる。

テスト段階処理を行う上では、図４に示す構成例のように、線状視野領域Ｆの直下にターンテーブルＴ０を設置した方が、撮像対象物１０の移動距離が少なくて便利であるが、実段階処理を行う上では、図５に示す構成例のように、線状視野領域Ｆの前後にそれぞれターンテーブルＴ１，Ｔ２を設置した方が便利である。図５に示す構成例では、ターンテーブルＴ１で回転した後、線状視野領域Ｆの下を搬送し、ターンテーブルＴ２で回転する、という連続した手順を実行でき、撮像対象物１０を順次搬送方向Ｃに移動させながら、連続して流れてくる多数の撮像対象物１０に対して画像入力処理を行うことが可能になる。もちろん、図４の構成例と図５の構成例とを組み合わせ、搬送路上に３つのターンテーブルＴ０，Ｔ１，Ｔ２を設けるようにし、これらを適宜使い分けるようなことも可能である。

なお、図５に示す構成例において、ターンテーブルＴ２を設けて、撮像対象物１０の角度を元の状態（ターンテーブルＴ１で回転させる前の状態）に戻しているのは、後の処理工程での便宜を配慮したためである。たとえば、矩形状の撮像対象物１０は、その側辺が搬送方向Ｃに平行となる向きで搬送するのが一般的であり、この後の工程においても、そのような向きで搬送した方が好ましい場合が多い。図５に示す構成例を採ることにより、後の工程の便宜を乱すことなく、撮像対象物１０を搬送することが可能になる。もちろん、後の工程の便宜を配慮する必要がない場合には、ターンテーブルＴ２は設ける必要はない。

また、上述の実施形態では、テスト段階処理において、所定の角度条件に設定した撮像対象物１０を、搬送装置４０によって搬送し、撮像対象物１０の全面を線状視野領域Ｆによって走査することにより二次元画像を取り込むようにしているが、テスト段階処理の目的は、モアレ振幅を求めることであるから、必ずしも撮像対象物１０の全面の画像を入力する必要はない。たとえば、二次元的な走査を行うことなしに、ラインセンサ２０から得られた線状視野領域Ｆに対応する一次元画像のみからモアレの存在を認識し、その振幅を求めることができるのであれば、テスト段階処理では、個々の角度について、それぞれ一次元画像のみを撮像するようにしてもかまわない。この場合、図４に示す構成例を用いれば、テスト段階処理では、撮像対象物１０をターンテーブルＴ０上に載せたまま、ターンテーブルＴ０を回転させ、それぞれの角度条件におけるラインセンサ２０からの一次元画像出力を得るだけで、最適角度θｘの決定を行うことが可能である。

図４や図５の上面図には、照明装置の図示を省略しているが、実用上は、線状視野領域Ｆを照明するための照明装置を設けるのが好ましい。図６は、このような照明装置の配置例を示す側面図である。搬送装置４０は、コンベアなどから構成されており、その上方に配置されたラインセンサ２０は、搬送装置４０によって搬送されてきた撮像対象物１０（図示省略）上の線状視野領域Ｆを、斜め上方位置から撮像する機能を有している。このとき、少なくとも線状視野領域Ｆには、撮像に十分な光量の照明が照射されている必要がある。照明装置５１，５２は、このように線状視野領域Ｆを照明する機能を果たす装置であり、具体的には、蛍光灯などの直管型のランプを光源とする照明装置を用いるのが好ましい。また、この照明装置５１，５２用の電源としては、交流電源ノイズの混入を避けるために、高周波点灯電源を用いるのが好ましい。

照明装置５１は、反射型照明を行う場合に適した構成要素であり、搬送装置４０の上方から線状視野領域Ｆを照明する機能を有し、照明装置５２は、透過型照明を行う場合に適した構成要素であり、搬送装置４０の下方から線状視野領域Ｆを照明する機能を有する。実用上は、撮像対象物１０の材質などを考慮して、いずれか一方の照明装置を用いれば十分である。一般的には、撮像対象物１０が不透明な材料の場合には、照明装置５１による反射型照明を行い、透明な材料の場合には、照明装置５２による透過型照明を行えばよい。

実用上は、図６に示す構成例のように、搬送装置４０による搬送方向は、水平面に沿った方向にするのが好ましい。また、ラインセンサ２０は、水平方向に配列された複数の受光素子により、搬送路上の撮像対象物における線状視野領域Ｆを斜め上方から撮像する形態とし、撮像対象物を回転させるための回転装置が、鉛直方向を向いた回転軸に関する回転操作を行うようにするのが好ましい。そうすれば、搬送中の撮像対象物を重力によって搬送路上に容易に支持することができ、回転時にも安定した回転が可能になる。

また、ラインセンサ２０の焦点位置は、必要に応じて、線状視野領域Ｆに対する適正焦点位置よりもずれた位置に設定できるようにしておくのが好ましい。これは、最適角度θｘなる条件で撮像しても、完全にはモアレを解消することができない場合には、状況に応じて、ラインセンサ２０の焦点位置を適正焦点位置から若干ずらすことにより（いわゆるデフォーカスさせることにより）、モアレをより軽減させる効果を得ることができるようにするための配慮である。

図７は、本発明に係る画像入力装置の基本構成を示すブロック図であり、これまで述べてきた個々の構成要素をそれぞれブロックとして示してまとめたものである。すなわち、この画像入力装置は、周期性パターンを有する撮像対象物の画像を入力するための画像入力装置であり、図示のとおり、ラインセンサ２０、制御装置３０、搬送装置４０、照明装置５０、回転装置６０によって構成されている。搬送装置４０は、撮像対象物を所定の搬送路に沿って搬送する機能を有し、ラインセンサ２０は、この搬送路上の撮像対象物における線状視野領域Ｆ内の画像を取り込む機能を有する。また、照明装置５０は、線状視野領域Ｆを照明するための照明装置である。

ラインセンサ２０によって一度に取り込まれる画像は、線状視野領域Ｆに対応する一次元画像であるが、搬送装置４０による搬送操作と組み合わせることにより、線状視野領域Ｆによって撮像対象物の表面を走査することが可能になり、二次元画像を入力することができるようになる。回転装置６０は、撮像対象物に対する線状視野領域Ｆの角度が変化するように、撮像対象物とラインセンサ２０とについて、一方を他方に対して所定の回転軸に関して回転させる機能を有する。既に述べたとおり、この回転装置６０の回転機能により、モアレが最も軽減される最適な条件での画像入力が可能になる。

制御装置３０は、ラインセンサ２０、搬送装置４０、照明装置５０、回転装置６０を制御する機能をもった構成要素であり、具体的には、パソコンなどのコンピュータおよびその周辺機器によって構成され、種々の記憶装置、ディスプレイ装置、Ａ／Ｄ変換器をもった画像入力ボード、などを含むものである。なお、制御装置３０は必ずしもパソコンで構成する必要はなく、一部の制御機能は別な機器に委ねてもかまわない。たとえば、照明装置５０の制御が単なるＯＮ／ＯＦＦ制御で十分な場合は、制御装置３０のうち、照明装置５０の制御を行う部分については、ＯＮ／ＯＦＦスイッチによって構成することができる。また、搬送装置４０や回転装置６０を制御するために、必要があれば、シーケンサ回路などを制御装置３０内に組み込むようにする。この制御装置３０の重要な機能は、ラインセンサ２０、搬送装置４０、照明装置５０、回転装置６０を制御して、所定の条件下での撮像対象物１０上の画像を取り込むことと、この取り込んだ画像を解析し、画像上に生じているモアレの振幅を求めることである。

ここに示す実施形態では、制御装置３０には、テスト段階処理のためのプログラムと、実段階処理のためのプログラムとが組み込まれている。テスト段階処理は、特定の撮像対象物についての角度とモアレ振幅との相関関係に基づいて、モアレ振幅が最小となる角度を当該特定の撮像対象物についての最適角度と定める処理である。このテスト段階処理を実行するために、制御装置３０には、種々の角度条件におけるモアレ振幅を自動的に測定する機能が組み込まれている。すなわち、制御装置３０は、回転装置６０および必要に応じて搬送装置４０を制御することにより、撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度を複数通りに変化させ、それぞれの状態でラインセンサ２０から取り込んだ画像を解析し、個々の角度とモアレ振幅との相関関係を求め、図３に示すようなグラフに相当するデータを収集することができ、収集したデータに基づいて、最適角度θｘを決定することができる。

一方、実段階処理は、テスト段階処理で用いられた特定の撮像対象物１０と同品種の多数の撮像対象物１０が搬送装置４０によって搬送路上に流されてきたときに、個々の撮像対象物１０の角度が、テスト段階処理で決定された最適角度θｘとなる状態で撮像が行われるように、回転装置６０を制御した上で、ラインセンサ２０による撮像を行う処理である。図５に示す構成例を用いた場合は、この実段階処理において、個々の撮像対象物１０の角度が最適角度θｘとなるように回転させる前処理（ターンテーブルＴ１を駆動する処理）と、撮像完了後に、個々の撮像対象物１０の角度を元に戻す後処理（ターンテーブルＴ２を駆動する処理）と、が実行されることになる。

図８は、本発明に係る画像入力装置による処理手順を示す流れ図である。まず、ステップＳ１において、この画像入力装置によってこれから処理する撮像対象物１０が、新規対象物か否かが判断される。ここで、新規対象物とは、まだテスト段階処理が行われていない対象物を意味し、まだ最適角度θｘが決定されていない対象物を意味する。実際には、オペレータによる入力に基づいて、新規対象物か否かの判断が行われることになる。

新規対象物であった場合には、当該撮像対象物１０に対して、ステップＳ２〜Ｓ７のテスト段階処理が実行される。まず、ステップＳ２において、角度パラメータθが初期値に設定され、ステップＳ３において、撮像対象物１０の線状視野領域Ｆに対する角度がθとなるように、撮像対象物１０に対する回転が行われた後、ステップＳ４において撮像が行われる。ステップＳ５，Ｓ６を経ることにより、このような撮像作業が繰り返し実行されるが、毎回、ステップＳ６において、角度θの値が更新されることになる（たとえば、θを５°ずつ増加させる更新を行う）。こうして、予め設定された全角度範囲（たとえば、θ＝０°〜９０°）についての撮像が完了したら、ステップＳ７において、最適角度θｘの決定が行われる。この決定は、既に述べたとおり、図３に示すようなグラフに基づいて行われる。以上で、テスト段階処理は完了である。

こうして、撮像対象物１０について、最適角度θｘが決定されたら、ステップＳ８〜Ｓ１２の実段階処理が実行される。既に述べたとおり、この実段階処理で用いられる撮像対象物１０は、上述したテスト段階処理で用いられた撮像対象物１０と同品種の対象物である。ここでは、説明の便宜上、図５に示す構成例を用いて、１枚の撮像対象物１０についての実段階処理を実行する手順を示す。まず、ステップＳ８において、搬送装置４０により撮像対象物１０を搬送し、ステップＳ９において、この撮像対象物１０の角度が最適角度θｘ（テスト段階処理で決定した値）になるように回転操作を行う。図５に示す構成例では、ターンテーブルＴ１による回転操作が行われることになる。そして、ステップＳ１０で撮像が行われた後、ステップＳ１１で角度を元に戻す処理が行われる。すなわち、図５に示す構成例では、ターンテーブルＴ２による回転操作が行われることになる。最後に、ステップＳ１２において、当該撮像対象物１０は搬出される。以上が１枚の撮像対象物１０についての実段階処理であるが、実際には、多数の撮像対象物１０について、ステップＳ８〜Ｓ１２の手順が繰り返し実行されることになる。

一方、過去に既にテスト段階処理が行われていた撮像対象物１０の場合は、新規対象物ではないので、ステップＳ１から、ステップＳ８へと移行し、テスト段階処理を行うことなしに、実段階処理が実行される。この場合、ステップＳ９で用いられる最適角度θｘは、過去のテスト段階処理で決定された値ということになる。したがって、制御装置３０内には、個々の品種について、それぞれ過去のテスト段階処理で決定された最適角度θｘを記憶させておく必要がある。

＜＜＜ 第２章：撮像対象物を回転させる具体的実施形態 ＞＞＞
これまで、本発明に係る画像入力装置の基本概念を示したが、ここでは、より実用的な実施形態を述べることにする。本発明では、撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度を調整する機構が必須になるが、このような調整機構としては、原理的に２通りの機構が考えられる。第１の機構は、撮像対象物１０側を回転させる機構であり、第１章での説明は、この第１の機構を前提としたものである。第２の機構は、ラインセンサ２０側を回転させる機構である。ここでは、第１の機構の具体的な実施形態を述べることにし、第２の機構の具体的な実施形態については、第３章で述べることにする。

第１の機構の概念的な構成例は、図４および図５に示したとおりであり、回転装置６０として機能するターンテーブルが、搬送路上の撮像対象物１０を、搬送方向Ｃに対して直交する回転軸（図４，図５の紙面に対して垂直な軸）に関して回転させる機能を有している。ここでは、搬送装置４０およびターンテーブルＴ０，Ｔ１，Ｔ２の具体的な実施例を説明する。

図９は、この具体的な実施例の斜視図である。図示のとおり、この実施例では、搬送装置４０は、フレーム部４１、軸芯部４２、コロ４３からなるコロベアリングによって構成されている。一部の軸芯部４２は、図示されていない駆動装置により回転駆動されることになり、コロ４３も所定方向に回転することになる。したがって、コロ４３の上に載置されていた撮像対象物１０は、フレーム部４１の長手方向に沿って搬送される。このコロコンベアにおけるコロ４３の空隙部分には、図示のとおり、ターンテーブルＴが設けられている。ここでは、このターンテーブルＴを支持体Ｔと呼ぶことにする。この支持体は、文字通り、撮像対象物１０を支持する機能を有しており、コロコンベア上を搬送されてきた撮像対象物１０の下面を支持できる支持面（図示の例では、円形の上面）を有している。

この支持体Ｔは、図の矢印Ａで示すように上下方向に移動する機能と、図の矢印Ｂで示すように支持体Ｔの中心を通る鉛直線を回転軸として回転する機能と、を備えている。もちろん、実際には、支持体Ｔを上下駆動させる上下駆動手段と、回転駆動させる回転駆動手段とが設けられている。これらの駆動手段は、一般的な技術により構成可能な要素であるため、ここでは具体的な構造についての図示は省略する。支持体Ｔの上下駆動の範囲は、次のように設定されている。すなわち、支持体Ｔは、撮像対象物１０がコロ４３から浮き上がった状態になるように支持面（上面）により撮像対象物１０を持ち上げることが可能な上部位置と、支持面（上面）が撮像対象物１０から離隔した状態になる下部位置と、の間を上下駆動させられる。なお、支持体Ｔの支持面（上面）には、撮像対象物１０を確実に支持できるように、何らかの吸着機構（たとえば電磁石や真空吸引を利用した機構）を設けておくのが好ましい。

このような構造をもった回転装置により、撮像対象物１０を回転させる動作を、図１０〜図１４を参照して説明する。いずれも(a) は上面図、(b) は側面図（フレーム部４１は省略）であるが、便宜上、撮像対象物１０については、その外枠のみを太線で示すことにする。まず、図１０(a) に示すとおり、図の左方から搬送方向Ｃに向かって搬送されてきた撮像対象物１０を、支持体Ｔの直上で停止させる。このとき、支持体Ｔは、図１０(b) に示すとおり、下部位置の状態となっており、支持面と撮像対象物１０の下面との間には空隙が空いている。したがって、撮像対象物１０の搬送時に、支持体Ｔが搬送路を妨げることはない。

続いて、図１１(b) の矢印Ａに示すように、支持体Ｔを上方に駆動し、支持面（上面）を撮像対象物１０の下面に接触させて支持し、そのまま撮像対象物１０がコロ４３から浮き上がった状態になるように持ち上げる。このとき、上面図である図１１(a) は、図１０(a) と同じ状態である。次に、図１２(a) および(b) の矢印Ｂに示すように、支持体Ｔを回転軸に関して所定角度だけ回転させる。すると、支持体Ｔの上に載っている撮像対象物１０も一緒に回転することになり、図１２(a) に明瞭に示されているとおり、撮像対象物１０は所望の角度位置に設定される。

次に、図１３(b) の矢印Ａに示すように、支持体Ｔを下方に駆動し、支持面（上面）が撮像対象物１０の下面から離れるようにする。撮像対象物１０は、再びコロ４３の上に載置された状態になるが、この時点では、図１３(a) に示すように、所望の角度位置に向きを変えている。この後、搬送装置４０による搬送動作を行えば、図１４(a) ，(b) に示すように、撮像対象物１０は向きを変えたままの状態で搬送方向Ｃへと移動してゆくことになる。

なお、このような機能をもった支持体Ｔを、図５に示すターンテーブルＴ１，Ｔ２として利用する場合（搬送路の線状視野領域Ｆより前方および後方に、それぞれ回転装置を設けた場合）には、撮像時の特別な配慮は必要ないが、図４に示すターンテーブルＴ０として利用する場合（線状視野領域Ｆの位置に回転装置を設けた場合）には、撮像時の特別な配慮を行うのが好ましい。すなわち、図４に示すターンテーブルＴ０は、線状視野領域Ｆの直下に配置されるため、ラインセンサ２０による撮像処理に影響を与えないような配慮を施しておくのが好ましい。

図１５は、このような配慮を施した変形例を示す上面図（図１５(a) ）および側面図（図１５(b) ）であり、特に、上方からの反射型照明を行う場合に効果的である。たとえば、撮像対象物１０が透光性をもった材料であった場合を考えてみよう。ディスプレイ装置用部品の場合、ガラスなどの透明材料から構成されている場合も少なくない。このような透光性材料からなる撮像対象物１０についての画像入力を行う場合、撮像対象物１０の下方が背景として透けて写ってしまうことになり好ましくない。そこで、図１５に示す例では、まず、回転装置を構成する支持体Ｔの少なくとも支持面（上面）を遮光性材料により構成してある。また、この支持体の両脇に遮光板７１，７２を配置してある。遮光板７１，７２と支持体Ｔの上面との間の空隙は、支持体Ｔの回転に支障がない限り、できるだけ狭く設定しておくのが好ましい。

このような構成をとることにより、少なくとも線状視野領域Ｆの部分に関しては、下方へ透過する光を遮蔽する遮光領域が形成されるようになり、背景として無用な画像が写り込まないようにすることができる。なお、実用上は、遮光板７１，７２の上面および支持体Ｔの上面は、黒色などの均一色に塗装しておくのが好ましい。

一方、図１６は、下方からの透過型照明を行う場合に効果的な配慮を施した変形例を示す上面図（図１６(a) ）および側面図（図１６(b) ：支持体Ｔａ，Ｔｂの部分は側断面図）である。透過型照明を行う場合、照明装置５３は、搬送装置４０の下方に配置され、この下方に配置された照明装置５３からの光が、ラインセンサ２０まで到達するようにする必要がある。そこで、回転装置を構成する支持体の少なくとも線状視野領域と重なる部分に、照明装置５３からの光を上方へと透過させるための透光部を設けるようにしている。図示の例では、具体的には、支持体を、第１の部分Ｔａと第２の部分Ｔｂとに分けて構成するようにし、両者の間に形成された空隙部を、照明装置５３からの光を透過させるための透光部として利用している。

図１６(a) の上面図に示されているとおり、照明装置５３は、線状視野領域Ｆの照明に適した細長い光源を用いた装置であるが、支持体を、第１の部分Ｔａと第２の部分Ｔｂとに分け、両者の間に空隙部を形成するようにしたので、線状視野領域Ｆ（図１６(a) における照明装置５３とほぼ同じ領域）への照明が阻害されることはない。なお、第１の部分Ｔａと第２の部分Ｔｂとの間に形成される透光部は、必ずしも空隙部によって構成する必要はなく、ガラスなどの透明材料を埋め込むことにより透光部を構成してもかまわない。

＜＜＜ 第３章：ラインセンサを回転させる具体的実施形態 ＞＞＞
ここでは、ラインセンサ２０側を回転させる機構の具体的な実施形態について述べる。図１７は、このような機構の基本原理を示す上面図である。図示のとおり、撮像対象物１０は、搬送装置４０上を搬送方向Ｃに向かって搬送されることになるが、ここでは、撮像対象物１０に対する角度調節は行われない。その代わりに、この撮像対象物１０の搬送方向Ｃに対して直交する回転軸Ｚ（図の紙面に対して垂直な軸）に関して、ラインセンサ２０側を回転させる機構が設けられている。図に示す矢印Ｄは、ラインセンサ２０の回転方向を示すものである。図では、ラインセンサ２０を、回転軸Ｚを中心軸として、矢印Ｄに沿って回転させることにより、３通りの位置に配置させた状態が重ねて描かれている。ラインセンサ２０を個々の位置に回転移動させると、それに応じて線状視野領域Ｆの向きも変わることになり、結果的に、撮像対象物１０に対する線状視野領域Ｆの角度が変化することになる。なお、回転軸Ｚは、線状視野領域Ｆの中心位置に一致させるようにする。

このように、ラインセンサ２０側を回転させる実施形態のメリットは、搬送装置４０側に何ら特別な機構を設ける必要がないという点である。したがって、撮像対象物１０について、既存の搬送装置４０が既に存在するような場合には、この既存の搬送装置４０を改変することなしに、本発明を導入することが可能になる。

図１７の矢印Ｄに示すようにラインセンサ２０を回転させるためには、それなりの構造をもった回転装置が必要になる。また、ラインセンサ２０の移動により、線状視野領域Ｆも移動することになるため、照明装置５０も同様に移動させるようにするのが好ましい。すなわち、回転装置により、ラインセンサ２０とともに照明装置５０を回転させるようにすればよい。具体的には、照明装置５０を、回転軸Ｚに対してラインセンサ２０と反対となる位置に回転させるようにすればよい。

図１８は、このような機能をもったラインセンサ２０および照明装置５０の回転装置の一例を示す斜視図である。搬送装置４０は、撮像対象物１０を搬送方向Ｃへと搬送する構成要素であり、前述したコロコンベアなど、任意の搬送装置でかまわない。ここに示す例では、搬送方向Ｃは水平方向を向いている。図示の回転装置は、鉛直線を回転軸Ｚとして回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体８１と、この上部回転駆動体８１から水平方向に伸びた水平アーム８２と、上部回転駆動体８１から垂直下方に伸びた垂直アーム８３と、により構成されている。上部回転駆動体８１は、図示のとおり、円盤状の部材であり、橋梁体８４および脚部８５，８６によって、搬送路の上方に支持されている。また、水平アーム８２の先端には、ラインセンサ２０が取り付けられており、垂直アーム８３の先端には、照明装置５０が取り付けられている。この例では、照明装置５０は、線状視野領域Ｆの照明に適した直管型の光源を有する照明となっている。

図１９は、図１８に示す回転装置の側面図である。図示の便宜上、橋梁体８４および脚部８５，８６は省略されている。図示のとおり、水平アーム８２の先端にラインセンサ２０を取り付けるようにしたため、ラインセンサ２０は、搬送方向Ｃへと移動する撮像対象物１０上の線状視野領域Ｆを斜め上方から撮像することが可能になり、垂直アーム８３の先端に照明装置５０を取り付けるようにしたため、照明装置５０は線状視野領域Ｆを近傍から効率的に照明することができるようになっている。平板状の撮像対象物１０の場合、ラインセンサ２０を斜め上方に配置し、光軸が撮像対象物１０の表面に対して傾斜するようにして撮像した方が、より欠陥の発見に適している場合がある。このような場合に、図示の回転装置は最適である。

上部回転駆動体８１内にモータなどの駆動機構を組み込んでおけば、上部回転駆動体８１を橋梁体８４に対して、回転軸Ｚを中心に回転させることができる。このとき、ラインセンサ２０および照明装置５０は、上部回転駆動体８１に対して反対側に取り付けられているので、相互に反対となる位置に回転することになる。このため、照明装置５０は、常に、ラインセンサ２０による線状視野領域Ｆの位置を照明することができる。

図２０は、図１９に示す回転装置の変形例である。図１９に示す例では、照明装置５０が撮像対象物１０の上方に設けられており、反射型照明が行われるのに対し、図２０に示す例では、照明装置５０が撮像対象物１０の下方に設けられており、透過型照明が行われることになる。この例では、鉛直線からなるＺ軸を回転軸として回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体８１と、同じくＺ軸を回転軸として回転するように搬送路の下方に配置された下部回転駆動体８７とが設けられている。図示されていないが、上部回転駆動体８１も下部回転駆動体８７も、橋梁部や脚部を介して、図示の位置に支持されている。

上部回転駆動体８１から水平方向に伸びた水平アーム８２の先端にラインセンサ２０が取り付けられ、下部回転駆動体８７から垂直上方に伸びた垂直アーム８８の先端に照明装置５０が取り付けられている。照明装置５０の照明光放射方向は、ラインセンサ２０の方向に向けられており、搬送方向Ｃへと移動する撮像対象物１０上の線状視野領域Ｆを斜め下方から照明した状態で、これを斜め上方から撮像することが可能になる。上部回転駆動体８１と同様に、下部回転駆動体８７内にもモータなどの駆動機構を組み込んでおけば、上部回転駆動体８１とともに、下部回転駆動体８７を同じ方向に回転駆動させることができ、ラインセンサ２０および照明装置５０を、相互に反対となる位置に回転させることができる。このため、照明装置５０は、常に、ラインセンサ２０による線状視野領域Ｆの位置を照明することができる。

ラインセンサを用いた一般的な画像入力装置の構成を示す概念図である。 平板状の撮像対象物１０の上面に定義された線状視野領域Ｆの配置ラインＬ１〜Ｌ３を示す上面図である。 撮像対象物に対する線状視野領域の角度と発生するモアレ振幅との関係の一例を示すグラフである。 本発明に係る画像入力装置において、コンベアなどの搬送装置４０の搬送路上に、回転装置として機能するターンテーブルＴ０を設けた構成例を示す上面図である。 本発明に係る画像入力装置において、コンベアなどの搬送装置４０の搬送路上の線状視野領域Ｆより前方および後方に、それぞれ回転装置として機能するターンテーブルＴ１，Ｔ２を設けた構成例を示す上面図である。 本発明に係る画像入力装置における照明装置の配置例を示す側面図である。 本発明に係る画像入力装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像入力装置による処理手順を示す流れ図である。 図４および図５に用いられている搬送装置４０およびターンテーブルＴ０，Ｔ１，Ｔ２の具体的な実施例を示す斜視図である。 図９の実施例により撮像対象物１０を回転させる動作の第１段階を示す上面図および側面図である。 図９の実施例により撮像対象物１０を回転させる動作の第２段階を示す上面図および側面図である。 図９の実施例により撮像対象物１０を回転させる動作の第３段階を示す上面図および側面図である。 図９の実施例により撮像対象物１０を回転させる動作の第４段階を示す上面図および側面図である。 図９の実施例により撮像対象物１０を回転させる動作の第５段階を示す上面図および側面図である。 図９の実施例において、撮像処理に影響を与えないような改良を加えた第１の変形例を示す上面図および側面図である。 図９の実施例において、撮像処理に影響を与えないような改良を加えた第２の変形例を示す上面図および側面図（支持体Ｔａ，Ｔｂの部分は側断面図）である。 ラインセンサ２０側を回転させる機構の基本原理を示す上面図である。 図１７に基本原理に基づいてラインセンサ２０を回転させる機能をもった回転装置の一例を示す斜視図である。 図１８に示す回転装置の側面図（一部は省略）である。 図１９に示す回転装置の変形例を示す側面図（一部は省略）である。

符号の説明

１０…撮像対象物
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…撮像対象物の各位置
２０…ラインセンサ
３０…制御装置（パソコン）
４０…搬送装置
４１…フレーム部
４２…軸芯部
４３…コロ
５０，５１，５２，５３…照明装置
６０…回転装置
７１，７２…遮光板
８１…上部回転駆動体
８２…水平アーム
８３…垂直アーム
８４…橋梁体
８５，８６…脚部
８７…下部回転駆動体
Ａ…支持体Ｔの上下駆動方向を示す矢印
Ｂ…支持体Ｔの回転駆動方向を示す矢印
Ｃ…撮像対象物１０の搬送方向を示す矢印
Ｄ…ラインセンサ２０の回転方向を示す矢印
Ｆ…ラインセンサ２０による線状視野領域
Ｌ１〜Ｌ３…線状視野領域Ｆの配置ライン
Max…モアレ振幅の最大値
Min…モアレ振幅の最小値
Ｐ…撮像対象物１０上の点
Ｑ…グラフ上の点
Ｓ１〜Ｓ１２…流れ図の各ステップ
Ｔ…ターンテーブル（支持体）
Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２…ターンテーブル
Ｔａ，Ｔｂ…支持体を構成する各部
Ｚ…回転軸
θ…設定角度
θｘ…最適角度

Claims (16)

1. 周期性パターンを有する撮像対象物の画像を入力するための画像入力装置であって、
   撮像対象物を所定の搬送路に沿って搬送する搬送装置と、
   前記搬送路上の撮像対象物における線状視野領域内の画像を取り込むラインセンサと、
   前記線状視野領域を照明するための照明装置と、
   撮像対象物に対する線状視野領域の角度が変化するように、撮像対象物とラインセンサとについて、一方を他方に対して所定の回転軸に関して回転させる回転装置と、
   前記搬送装置、前記ラインセンサ、前記照明装置、前記回転装置を制御するとともに、前記ラインセンサから取り込んだ画像を解析し、画像上に生じているモアレの振幅を求める制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置が、前記回転装置および必要に応じて前記搬送装置を制御することにより、前記撮像対象物に対する線状視野領域の角度を複数通りに変化させ、それぞれの状態で前記ラインセンサから取り込んだ画像を解析し、前記角度とモアレ振幅との相関関係を求める機能を有することを特徴とする画像入力装置。
2. 請求項１に記載の画像入力装置において、
   回転装置が、搬送路上の撮像対象物を、搬送方向に対して直交する回転軸に関して回転させる機能を有することを特徴とする画像入力装置。
3. 請求項２に記載の画像入力装置において、
   搬送装置を、コロコンベアにより構成し、
   回転装置を、前記コロコンベアにおけるコロの空隙部分に配置され、前記コロコンベア上を搬送されてきた撮像対象物の下面を支持できる支持面を有する支持体と、前記支持体を、前記撮像対象物がコロから浮き上がった状態になるように前記支持面により前記撮像対象物を持ち上げることが可能な上部位置と、前記支持面が前記撮像対象物から離隔した状態になる下部位置と、の間で上下駆動させる上下駆動手段と、前記支持体を鉛直線を回転軸として回転駆動させる回転駆動手段と、により構成したことを特徴とする画像入力装置。
4. 請求項３に記載の画像入力装置において、
   搬送路上の所定位置に線状視野領域が固定されるようにラインセンサを設置し、搬送路の前記線状視野領域より前方および後方に、それぞれ回転装置を設けたことを特徴とする画像入力装置。
5. 請求項３または４に記載の画像入力装置において、
   搬送路上の所定位置に線状視野領域が固定されるようにラインセンサを設置し、前記線状視野領域の位置に回転装置を設けたことを特徴とする画像入力装置。
6. 請求項５に記載の画像入力装置において、
   照明装置を搬送路の上方に配置し、回転装置を構成する支持体の支持面を遮光性材料により構成し、この支持体の両脇に遮光板を配置し、少なくとも線状視野領域の部分に、下方へ透過する光を遮蔽する遮光領域が形成されるようにしたことを特徴とする画像入力装置。
7. 請求項５に記載の画像入力装置において、
   照明装置を搬送路の下方に配置し、回転装置を構成する支持体の少なくとも線状視野領域と重なる部分に、前記照明装置からの光を上方へと透過させるための透光部を設けたことを特徴とする画像入力装置。
8. 請求項１に記載の画像入力装置において、
   回転装置が、撮像対象物の搬送方向に対して直交する回転軸に関して、ラインセンサを回転させる機能を有することを特徴とする画像入力装置。
9. 請求項８に記載の画像入力装置において、
   回転装置が、照明装置を、回転軸に対してラインセンサと反対となる位置に回転させる機能を有することを特徴とする画像入力装置。
10. 請求項９に記載の画像入力装置において、
    搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
    回転装置が、鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体と、前記上部回転駆動体から水平方向に伸びた水平アームと、前記上部回転駆動体から垂直下方に伸びた垂直アームと、を有し、
    前記水平アームの先端にラインセンサを取り付け、前記垂直アームの先端に照明装置を取り付けたことを特徴とする画像入力装置。
11. 請求項９に記載の画像入力装置において、
    搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
    回転装置が、鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の上方に配置された上部回転駆動体と、前記鉛直線を回転軸として回転するように搬送路の下方に配置された下部回転駆動体と、前記上部回転駆動体から水平方向に伸びた水平アームと、前記下部回転駆動体から垂直上方に伸びた垂直アームと、を有し、
    前記水平アームの先端にラインセンサを取り付け、前記垂直アームの先端に照明装置を取り付けたことを特徴とする画像入力装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の画像入力装置において、
    搬送装置が、撮像対象物を水平面に沿った搬送方向に搬送する機能を有し、
    ラインセンサが、水平方向に配列された複数の受光素子により、搬送路上の撮像対象物における線状視野領域を斜め上方から撮像する機能を有し、
    回転装置が、鉛直方向を向いた回転軸に関する回転操作を行うことを特徴とする画像入力装置。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の画像入力装置において、
    制御装置が、撮像対象物の周期性パターンの周期と光学倍率を考慮したラインセンサの受光素子配置周期との関係に基づいて定まる所定の空間周波数をもった濃淡パターンをモアレと認識する機能を有することを特徴とする画像入力装置。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の画像入力装置において、
    制御装置が、特定の撮像対象物についての角度とモアレ振幅との相関関係に基づいて、モアレ振幅が最小となる角度を当該特定の撮像対象物についての最適角度と定めるテスト段階処理と、前記特定の撮像対象物と同品種の多数の撮像対象物が搬送装置によって搬送路上に流されてきたときに、個々の撮像対象物の角度が前記最適角度となる状態で撮像が行われるように回転装置を制御する実段階処理と、を行う機能を有することを特徴とする画像入力装置。
15. 請求項１４に記載の画像入力装置において、
    制御装置が、実段階処理において、個々の撮像対象物の角度が最適角度となるように回転させる前処理と、撮像完了後に、個々の撮像対象物の角度を元に戻す後処理と、を実行することを特徴とする画像入力装置。
16. 請求項１〜１５のいずれかに記載の画像入力装置において、
    ラインセンサの焦点位置が、線状視野領域に対する適正焦点位置よりもずれた位置に設定されていることを特徴とする画像入力装置。