JP4922127B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置が着脱可能に接続される撮像装置接続部を備え、撮像装置接続部を通して撮像装置に電源が供給される画像処理装置に関するものである。

従来から、撮像対象を含む空間領域をＴＶカメラのような撮像装置により撮像し、撮像された画像にコンピュータ画像処理を施すことにより、撮像対象について形状、寸法、傷の有無などの特定情報を抽出する技術が知られている。画像に対してコンピュータ画像処理を施す画像処理装置には、監視カメラのように撮像装置と一体化されたものがあるが、撮像装置とは別体であってコネクタである撮像装置接続部に撮像装置を着脱可能に接続する形態の画像処理装置も知られている。この種の画像処理装置は、たとえば、物品の製造工程における検査用に用いられている。

この形態の画像処理装置では、撮像装置の動作に必要な電源や撮像装置の撮像条件（露光時間、絞り値など）を撮像装置接続部を通して撮像装置に与える構成のものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開平７−２９４４４５号公報

特許文献１に記載された画像処理装置のように、撮像装置接続部を通して撮像装置に電源を供給する構成では、画像処理装置の電源が投入されている間には撮像装置接続部にも電源が供給されている。

通常の使用にあたっては、画像処理装置の撮像装置接続部に撮像装置を接続した後に画像処理装置の電源が投入されるから、電源投入時には画像処理装置と撮像装置との間の電路が確立されており、撮像装置に電源の供給が開始されたときに撮像装置に突入電流などの異常電流が流れることはない。

しかしながら、画像処理装置の電源を投入することによって撮像装置接続部に電源が供給されている状態で撮像装置を撮像装置接続部に接続すると、撮像装置に異常電流が流れることがあり、場合によっては、異常電流により撮像装置が破損することがある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、撮像装置が接続されていない状態では撮像装置接続部に電源が供給されないようにすることで、撮像装置接続部に電源が供給された状態で撮像装置が接続されることに伴って生じる不都合を回避した画像処理装置を提供することにある。

請求項１の発明は、撮像対象を含む空間領域を撮像する撮像装置が着脱可能に接続される撮像装置接続部と、撮像装置接続部を通して撮像装置に電源を供給する電源部と、撮像装置から出力され撮像装置接続部を通して入力される画像からコンピュータ画像処理により撮像対象に関する特定情報を抽出する画像処理部と、撮像装置が撮像装置接続部から分離されたことを検出する分離検出部と、分離検出部により撮像装置の分離が検出されると電源部から撮像装置接続部への電源供給を停止させ撮像装置が撮像装置接続部に接続されるとともに撮像の有効が指示されるまで電源供給を禁止する電源制御部とを備え、電源投入の直後には分離検出部の動作を無効にする不感期間を設けていることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記撮像装置は前記電源部から電源が供給されているときに前記撮像装置接続部を通して前記分離検出部に同期信号を入力しており、分離検出部は撮像装置からの同期信号が入力されなくなったときに分離として検出することを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、使用者の操作により前記電源制御部に撮像の有効を指示する入力装置が付加されていることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記撮像装置は撮像条件に関するデータを保持する揮発性の条件記憶部を備え、条件記憶部は前記電源部から撮像装置への電源供給が行われている間に前記撮像装置接続部を通して撮像条件に関するデータを受け取ることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、撮像装置が撮像装置接続部から分離されたことが分離検出部により検出されると、撮像装置接続部から電源部への電源供給を停止させ、かつ次に撮像装置接続部に撮像装置が接続され撮像の有効が指示されるまでは電源供給を禁止するから、撮像装置が撮像装置接続部に接続されていない状態では、撮像装置接続部に対して電源部からの電源供給がなされず、撮像装置が接続されていない状態では撮像装置接続部に電源が供給されず、撮像装置接続部に電源が供給された状態で撮像装置が接続された場合に生じる可能性のある突入電流のような異常電流の発生を防止できる。その結果、撮像装置の着脱に伴って撮像装置が破損する可能性がなくなる。しかも、電源投入の直後には分離検出部の動作を無効にする不感期間を設けているから、不安定な期間が経過した後に分離検出部の動作を有効にすることができる。

請求項２の発明の構成によれば、分離検出部において撮像装置の動作時に発生する同期信号を監視し、同期信号が入力されないときに撮像装置が分離されたと判断するから、撮像装置の分離を検出するために機械スイッチのような構造物を別途に設ける必要がなく、撮像装置接続部の構成が複雑化することがない。しかも、撮像装置から同期信号が入力されなくなると分離として検出することにより、撮像装置を一旦分離して電源供給が停止した後には、再度接続しても撮像の有効が指示されるまでは電源が供給されることがないから、撮像装置に不用意に異常電流が流れることを確実に防止することができる。

請求項３の発明の構成によれば、使用者が入力装置を操作して撮像の有効を指示するから、撮像装置が分離された後には使用者が入力装置を操作しなければ撮像装置への電源供給が開始されることがなく、撮像装置に異常電流が流れる可能性を確実に回避することができる。

請求項４の発明の構成によれば、撮像条件（露光時間や絞り値）を保持するために撮像装置に設けられている揮発性の条件記憶部に対して、撮像装置に電源が供給されている間に撮像装置接続部を通して撮像条件が与えられるから、撮像装置が分離されることにより撮像装置への電源供給が停止し条件記憶部から撮像条件が消去されている場合でも、撮像装置の接続後に与えられる撮像条件で撮像装置を動作させることができる。

本実施形態の画像処理装置１は、図１に示すように、ＴＶカメラのような撮像装置２が着脱可能に接続されるコネクタからなる撮像装置接続部１１を備え、撮像装置２で撮像された画像が撮像装置接続部１１を通して入力されるとともに、撮像装置接続部１１を通して電源部１２から撮像装置２に電源を供給するようにしてある。本実施形態では、画像処理装置１を物品の検査に用いる場合を例として示す。したがって、撮像装置２は検査対象となる物品を含む空間領域を撮像し、画像処理装置１では撮像された物品の画像から形状、寸法、傷の有無などの特定情報を抽出するものとする。

画像処理装置１は、撮像装置接続部１１から入力される画像の取込タイミングを制御する取込制御部１３と、取込制御部１３を通して取り込んだ画像を記憶する画像メモリ１４と、画像メモリ１４に記憶した画像にコンピュータ画像処理を施して特定情報を抽出する画像処理部１０とを備える。さらに、画像処理装置１は、画像処理部１０において物品の特定情報を抽出する際に用いる検査用データ（物品に関する基準値やテンプレート）を保持するデータ保持部１５と、画像処理部１０において抽出した特定情報を出力したり外部装置からの指示を画像処理部１０に入力するための入出力制御部１６と、外部装置を接続するためのインターフェイス１７とを備える。画像処理装置１は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する）を主構成要素として構成される。

画像処理部１０における画像の処理内容は、物品から抽出しようとする特定情報に応じて適宜に選択されるが、本発明の要旨ではないから説明を省略する。インターフェイス１７にはパラレルインターフェイスを用いている。インターフェイス１７には、画像処理装置１の処理内容を提示したり、画像処理装置１の動作を規定するためのプログラムやパラメータを与えるための外部装置が接続可能である。外部装置としては、たとえば、表示用のモニタ装置とともに操作用の入力装置（キーボード、マウス、スイッチ、タッチスイッチなどどのようなものでもよい）を有しＧＵＩ（Graphical User Interface）を実現する装置を用いることができる。この種の外部装置として、パーソナルコンピュータを用いてもよい。

ところで、撮像装置２が物品を撮像する際には、露光時間や絞り値、あるいは焦点距離などの撮像条件を設定する必要がある。この種の撮像条件は、撮像装置２の仕様、物品を配置している環境、物品から抽出しようとする特定情報の種類などにより異なる。したがって、撮像条件を記憶するための条件記憶部２１を設けた撮像装置２が提供されている。条件記憶部２１に記憶された撮像条件（撮像パラメータ）を用いて撮像するのである。

撮像条件の変更が容易になるように、条件記憶部２１にはＲＡＭのような揮発性の半導体メモリが用いられ、撮像装置２に電源が供給されている間にのみ条件記憶部２１に撮像条件が保持されるようにしてある。また、撮像条件は、画像処理装置１から撮像装置接続部１１を通して与えられる。

撮像装置２は、電源が供給されている間にはフレームの同期をとるための同期信号を出力している。この同期信号は撮像装置接続部１１を通して画像処理装置１に入力される。本実施形態では、この同期信号の有無を判断することにより撮像装置２が画像処理装置１から分離されたことを検出する分離検出部１８を画像処理装置１に設けている。

上述したように、撮像装置２へは撮像装置接続部１１を通して電源部１２から電源を供給しているから、撮像装置接続部１１から撮像装置２が分離された状態（取り外された状態）では、撮像装置２には電源が供給されず、撮像装置２から同期信号は出力されない。すなわち、分離検出部１８に同期信号が入力されないから、分離検出部１８では撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続されていないことを検出することができる。

言い換えると、撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続され、電源部１２から撮像装置２に電源が供給されている状態では、同期信号が分離検出部１８に入力されているから、分離検出部１８では撮像装置２が接続されていることを認識し、その後、撮像装置２が撮像装置接続部１１から取り外されると、分離検出部１８に同期信号が入力されなくなるから、分離検出部１８では、撮像装置２が撮像装置接続部１１から分離されたことを検出することができる。

なお、ノイズを考慮して同期信号の複数個分の時間で同期信号の有無を判断したとしても、判断に要する時間は１秒以下のごく短時間であるから、撮像装置２が撮像装置接続部１１から分離されると実質的に同時と言える程度（つまり、無視できる程度）の短時間で分離検出部１８は分離を検出する。

分離検出部１８は、電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給を行うか否かを制御する電源制御部１９に接続されており、撮像装置２が撮像装置接続部１１から分離されたことを検出すると、電源制御部１９に対して撮像装置接続部１１への電源供給を停止する指示を行う。電源制御部１９では撮像装置接続部１１に対して電源を供給していた状態から電源の供給を一旦停止すると、次には撮像の有効が指示されるまで電源供給を禁止する。

撮像の有効が指示されるとは、撮像を開始するための指示であり、インターフェイス１７に接続された外部装置のＧＵＩを用いて使用者が与えるようにしてある。外部装置を用いる代わりに、画像処理装置１に別途のスイッチ等を設けて撮像の有効を指示するようにしてもよい。

撮像の有効の指示が与えられることにより、電源制御部１９が電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給を開始したときに、撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続されていれば、分離検出部１８に同期信号が入力されるから、電源部１２から撮像装置２への電源供給が維持される。

また、撮像装置２を撮像装置接続部１１から一旦分離した後には、撮像の有効の指示が与えられない限り撮像装置接続部１１への電源供給が禁止されるから、撮像装置２を撮像装置接続部１１から分離した後は、撮像装置２を撮像装置接続部１１に接続する際に、撮像装置接続部１１に電源が供給されていることはない。その結果、撮像装置２を画像処理装置１に接続する際に、撮像装置２に突入電流のような過大な異常電流が流れて撮像装置２が破損する可能性をなくすことができる。

一方、電源供給を開始したときに、撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続されていなければ、分離検出部１８に同期信号が入力されないから、電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給はただちに停止される。つまり、撮像装置２が接続されていない状態であっても、使用者が撮像の有効の指示をＧＵＩなどを通して行うと、撮像装置接続部１１に電源供給がなされる期間が短時間だけ生じるが、上述したように、分離検出部１８において同期信号の有無を判断する時間は無視できる程度の短時間である。したがって、撮像装置２を撮像装置接続部１１に接続する前に誤って撮像の有効の指示を行ったとしても、撮像装置接続部１１に電源が供給されている状態で撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続される可能性は実質的にないと言える。

ここにおいて、画像処理装置１の電源を投入した直後には電源部１２の出力電圧や内部回路の動作が安定するまでに時間遅れがあるから、電源投入の直後には分離検出部１８の動作を無効にする不感期間を設け、不安定な期間が経過する程度の所定時間が経過した後に分離検出部１８の動作を有効にするのが望ましい。また、分離検出部１８の動作を有効する直前に、電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給を開始するのが望ましい。

撮像装置２に設けた条件記憶部２１は揮発性であり、撮像装置２１が撮像装置接続部１１から分離され電源が供給されなくなると、条件記憶部２１から撮像条件が消失する。したがって、撮像装置２を撮像装置接続部１１に接続し、撮像の有効の指示によって撮像装置２への電源供給が開始された後に、条件記憶部２１に撮像条件を設定することになる。撮像条件の設定は、インターフェイス１７に接続された外部装置のＧＵＩの機能を用いて行う。

あるいはまた、画像処理装置１において撮像条件を記憶しておき、撮像の有効の指示によって撮像装置２に電源供給が開始されると、撮像条件を自動的に撮像装置２に転送する構成を採用してもよい。なお、条件記憶部２１に不揮発性の半導体メモリを用いているときには、この処理は不要であるから、撮像装置１の構成に応じて撮像条件を自動的に転送するか、使用者の操作後に転送するかを選択する構成を採用してもよい。

上述の動作をまとめて図２に示す。まず、画像処理装置１の電源が投入され電源部１２からの電源供給が開始されると（Ｓ１）、所定時間が経過した後に分離検出部１８の動作が有効になり（Ｓ２）、分離検出部１８では撮像装置２からの同期信号の有無を検出する（Ｓ３）。撮像装置２からの同期信号があれば電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給を継続するが、同期信号が検出されないときには撮像装置２が分離したと判断し、電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給を停止する（Ｓ４）。

撮像装置接続部１１への電源供給が停止した状態でも画像処理装置１の内部回路への電源供給は継続される。このことにより、画像処理装置１の動作は安定動作状態に維持される。次に、外部装置などによって撮像の有効の指示がなされると（Ｓ５）、電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給が開始される（Ｓ６）。その後、ステップＳ３に戻ることによって、分離検出部１８により撮像装置２からの同期信号の有無が監視される。

なお、上述のように画像処理装置１は、マイコンを主構成要素に用いているが、分離検出部１８および電源制御部１９は、通常はマイコンとは別のハードウェアにより構成されるから、撮像装置２が分離されたことを分離検出部１８が検出するとマイコンに割込信号を与え、割込信号を受けたマイコンが電源制御部１９に電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給の停止を指示する構成を採用するのが望ましい。つまり、電源制御部１９はマイコンにより制御される。

上述の構成例では、分離検出部１８において撮像装置２からの同期信号が検出されなくなることによって撮像装置接続部１１から分離されたことを検出しているが、撮像装置接僕１１に撮像装置２が分離されたことを検出する機械スイッチを設け、機械スイッチを分離検出部１８に用いることも可能である。この場合、撮像装置２が撮像装置接続部１１に接続された状態から分離されたことが機械スイッチにより検出されると、マイコンは電源制御部１９に対して電源部１２から撮像装置接続部１１への電源供給の停止を指示し、その後、撮像の有効が指示されるまで電源供給を禁止する構成を採用すればよい。

実施形態を示すブロック図である。 同上の動作説明図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
２ 撮像装置
１０ 画像処理部
１１ 撮像装置接続部
１２ 電源部
１７ インターフェイス
１８ 分離検出部
１９ 電源制御部
２１ 条件記憶部

Claims (4)

1. 撮像対象を含む空間領域を撮像する撮像装置が着脱可能に接続される撮像装置接続部と、撮像装置接続部を通して撮像装置に電源を供給する電源部と、撮像装置から出力され撮像装置接続部を通して入力される画像からコンピュータ画像処理により撮像対象に関する特定情報を抽出する画像処理部と、撮像装置が撮像装置接続部から分離されたことを検出する分離検出部と、分離検出部により撮像装置の分離が検出されると電源部から撮像装置接続部への電源供給を停止させ撮像装置が撮像装置接続部に接続されるとともに撮像の有効が指示されるまで電源供給を禁止する電源制御部とを備え、電源投入の直後には分離検出部の動作を無効にする不感期間を設けていることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記撮像装置は前記電源部から電源が供給されているときに前記撮像装置接続部を通して前記分離検出部に同期信号を入力しており、分離検出部は撮像装置からの同期信号が入力されなくなったときに分離として検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 使用者の操作により前記電源制御部に撮像の有効を指示する入力装置が付加されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記撮像装置は撮像条件に関するデータを保持する揮発性の条件記憶部を備え、条件記憶部は前記電源部から撮像装置への電源供給が行われている間に前記撮像装置接続部を通して撮像条件に関するデータを受け取ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

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