JPH02300619A - 画像処理用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高速移動中の物体を静止画像として捕えるた
めの画像処理用照明装置に関する。

［従来の技術］ ディジタル画像処理において忠実に原画像の描出を行な
うためには、光源の選択と被写体に対する照明方法とか
非常に重要である。従来は、光量の安定度、被写体表面
での反射状態等の問題により、十分満足すべき原画像描
出ができない場合が多かった。そこで、シェーディング
補正、フィルタリング処理によるノイズ除去、特徴値の
強調等の二次処理を行なっているのが現状である。

近年、ＦＡ分野において、画像処理による製品の自動１
］視検査装置が導入され、省力化と製品の品質向上とが
計られている。被写体は続々と高速移動するライン上の
ワークであるから、ワークごとに二次処理を行なう時間
的余裕がなく、原画像をリアルタイム処理する必要があ
る。

したかって、光源の選択と照明方法の工夫とかより重要
となっている。

ＢＱｉ速移動中の被写体を静止画像として捕えるだめの
技術としては、シャッタカメラを用いる方法や、キセノ
ンランプのフラッシュ光をストロボ照明光として用いる
方法が知られている。

ＣＣＤカメラの前部にシャッタを配したシャッタカメラ
を用いる場合には、ストロボを使用せずに所定のシャッ
タ速度でシャッタを開く。キセノンランプのストロボ照
明光を用いる場合には、被写体を瞬間的に照らし出して
これを静止画像として捕える。

［発明が解決しようとする課題］ シャッタカメラやキセノンランプを用いる前記従来の方
法では、可視光領域での光の影響が大きく、人の影や昼
夜の別により、カメラ側での感度差が出やすい問題かあ
った。また、被写体の色の影響が大きいためにビデオ信
号に対する二値化レベルの設定か難しく、ときには致命
的欠陥に至ることもあった。

フレーム転送方式のＣＣＤカメラではフレームごとの転
送期間が必要であり、これらの転送期間を避けて光源を
点灯させる必要かある。ところが、転送のタイミングか
各社の製品によって一定していない実情があり、ＣＣＤ
カメラを自由に選択できない問題があった。

また、キセノンランプのストロボ照明光を使用する場合
には、光量調整が原理的に不可能であるばかりか、ラン
プ形状が大きいためにその設置位置が限定され、照明む
らが発生しやすい問題があった。また、キセノンランプ
は高電圧駆動の必要があるため、電源が大きくなるばか
りかノイズ発生レベルも大きくなる。また、ランプ寿命
が短い問題もあった。

本発明は、以上の問題の解決を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る画像処理用照明装置は、タイミングパルス
を受けた時から可変の禁止時間だけ禁止信号を出力する
発光禁止回路と、禁止信号の出力が解除された時から可
変の駆動時間だけ駆動信号を出力する発光駆動回路と、
駆動信号で発光が駆動される赤外発光ダイオード（以下
、赤外ＬＥＤという。）とからなり、この赤外しＥＤか
らストロボ照明光を得ることを特徴とする。

照明むらを極力押えるためには、透光性の散乱板を介し
て赤外ＬＥＤからのストロボ照明光を放出する。

［作　用コ 本発明に係る画像処理用照明装置では、発光禁止回路と
発光駆動回路との作用により、タイミングパルスから禁
止時間ｔだけ後の時刻から発光時間Ｔだけ、赤外ＬＥＤ
が照明光を発する。

高速移動中の被写体は発光時間Ｔだけ照らし出され、Ｃ
ＣＤカメラ等の撮像装置を通して移動物体の静止画像が
得られる。

赤外ＬＥＤの前方に透光性の散乱板を配置すれば、この
ＬＥＤから発せられた赤外光が散乱板を透過する際に散
乱を受ける。したかって、この散乱板が面光源となって
、被写体が均等に照らし出される。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例に係る画像処理用照明装置を
ＣＣＤカメラと組合せた状態を示すブロック図である。

この画像処理用照明装置は、発光ユニット１０と駆動ユ
ニット３０とからなる。

発光ユニット１０は、中央に貫通孔１１を設けたリング
状の筐体１２を有する。ただし、この筐体１２は、下面
が透光性を有する乳白色の散乱板１４で構成されるが、
他の面は全て不透明である。

筐体１２内には下面に対して水平にプリント基板１６が
設けられ、このプリント基板１６に複数の赤外ＬＥＤ１
ｇがリング状に配置され、かつ全ＬＥＤが下向きに取付
けられる。筐体１２の貫通孔１１内には、ＣＣＤカメラ
２０が下方を望むように挿入・支持される。なお、ＣＣ
Ｄカメラ２０の前部には可視光カットフィルタが取付け
られている。

ＣＣＤカメラ２０のビデオ信号出力ＶＩＤＥＯは、自動
ｌ」視検査装置等の画像処理装置に入力されるとともに
、駆動ユニット３０の同期分離回路３２にも入力される
。この同期分離回路３２は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ及
び奇数フィールドと偶数フィー　６　＝ −ルドとを区別するフィールド信号ＯＤ　／　Ｅ　Ｖを
出力する。一方、外部同期信号ＥｘＴがフォトカプラ等
からなる絶縁回路３４を介して入力される。

垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、フィールド信号０１）／　Ｅ
　Ｖ及び絶縁回路３４を介した外部同期信号Ｅ　Ｘ　′
ｒは、同期信号切換スイッチ３６で切換えられて、これ
らのうちの１つの信号がタイミングパルスＴＭＮＧとし
て発光禁止回路３８に与えられる。

例えばワンショット回路からなる発光共ＩＪ二回路３８
には、時定数を決定するためのコンデンサ４０と可変抵
抗器４２とが接続される。この発光禁止回路３８は、タ
イミングパルスＴＭＮＧの立上がり時からコンデンサ４
０の静電容量値と可変抵抗器４２の抵抗値とて決定され
る可変の禁止時間ｔだけ、Ｈレベルの禁止信号ＩＮＩＩ
を出力する。この禁止信号ＩＮＩ＋は、同様にワンショ
ット回路からなる発光駆動回路４４に与えられる。この
発光駆動回路４４にも、時定数を決定するだめのコンデ
ンサ４６と可変抵抗器４８とか接続される。この発光駆
動回路４４は、禁止信号ｌＮ１１の立下がり時からコン
デンサ４６の静電容量値と可変抵抗器４８の抵抗値とで
決定される可変の駆動時間Ｔだけ、Ｈレベルの駆動信号
ＤＲＶを出力する。ただし、可変抵抗器４２．４８に代
えて複数の固定抵抗器をそれぞれ設けておき、これらの
固定抵抗器を切換使用しても良い。

以上に説明したタイミングパルスＴＭＮＧ、禁止信号ｌ
Ｎ１１及び駆動信号ＤＲＶの関係を第２図のタイミング
チャートに示す。なお、タイミングパルスＴＭＮＧの立
下がりで禁止信号ＩＮＨを立上げても良い。禁止時間を
及び駆動時間Ｔは、それぞれ例えば５００μｓ〜４ｍｓ
の範囲で可変とすれば良い。複数の固定抵抗器による多
段階切換の場合には、同範囲で５００μｓきざみとする
のが適当である。

発光駆動回路４４の出力すなわち駆動信号ＤＲＶは、フ
ォトカプラ等からなる絶縁回路５０と増幅回路５２とを
順次弁して、発光ユニット１０の各赤外Ｌ　Ｅ　Ｄ　１
８に与えられる。

移動ライン６０には被写体としての多数のワーク６２か
載せられており、ライン６０の移動にともなって順次こ
れらのワーク６２がＣＣＤカメラ２０の下方を高速で通
過する。

駆動ユニット３０において発光禁止回路３８の計時を開
始させるためのタイミングパルスＴＭＮＧは、同期信号
切換スイッチ３Ｇの切換により垂直同期信号ＶＳＹＮＣ
、フィールド信号ＯＤ／ＥＶ及び外部同期信号ＥＸＴの
うちから必要に応じて選択可能である。タイミングパル
スＴＭＮＧが与えられた発光禁止回路３８は、禁１１一
時間ｔの後に禁止信号ｌＮ１（の立下がりで発光駆動回
路４４の計時を開始させる。計時を開始した発光駆動回
路４４は、駆動時間Ｔの間だけＨレベルの駆動信号ＤＲ
Ｖを出力して赤外ＬＥＤ１８を発光させる。したがって
、ワーク６２に対して時間Ｔの赤外ストロボ照明光か与
えられる。しかも、透光性の散乱板１４を全赤外ＬＥＤ
１８とワーク６２との間に設けているために、この散乱
板１４か面光源となってワーク６２がむらなく照らし出
される。

ワーク６２に照射された赤外線は、このワークで反射を
受けてＣＣＤカメラ２０に入り、このカメラ内のＣＣＤ
素子に画像情報として蓄積される。ただし、可視光は、
このＣＣＤカメラ２０の前部に取付けられたフィルタで
カットされる。

ＣＣＤ素子に蓄積された情報は、転送期間を経てビデオ
信号ＶＩＤＥＯとして出力される。つまり、ワーク６２
の静止画像がＣＣＤカメラ２０を通して得られる。

以上に説明した照明装置では可視光ではなく赤外線を照
明光として使用しているので、外光やワーク６２の色の
影響を受けにくい。しかも、発光禁止回路３８において
禁止時間ｔを調整可能としているから、種々のＣＣＤカ
メラに適用可能である。また、発光駆動回路４４におい
て駆動時間Ｔを調整可能としているから、ワーク６２に
対する光量調整が容易である。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明に係る画像処理用照明装置
では可視光ではなく赤外ストロボ光を被写体の照明に使
用しているので、外光や披−ｌ〇　− 写体の色の影響を受けにくい。したがって、ディジタル
画像処理における二値化レベルの設定か外光条件や被写
体の色条性に無関係となり、安定した画像二値化が可能
となる。しかも、発光禁止回路において禁止時間を調整
可能としているから、種々のＣＣＤカメラを自由に選択
することができる。また、発光駆動回路において駆動時
間を調整可能としているから、被写体に対する光量調整
が容品である。

更に、赤外ＬＥＤは従来のキセノンランプに比べて小型
の光源で゛あるから、従来設置不可能なスペースにもこ
れを設置することかできる。

多数の赤外Ｌ’ＥＤを任意配置することもてきる。

また、赤外ＬＥＤは低電圧駆動であるから、その電源は
小さく、ノイズ発生ｌノベルも小さいばかりか、ローコ
ストでもある。しかも、ＣＣＤカメラの絞り、赤外Ｌ　
Ｅ　Ｄの印加電圧及び点灯時間、二値化レベル等の調整
により、このＬＥＤの半永久使用が可能である。

また、赤外ＬＥＤから発せられるストロホ照明光を透光
性の散乱板を介して放出する場合には、この散乱板か面
光源となるから、被写体に対する照明むらを極力押える
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る画像処理用照明装置を
ＣＣＤカメラと組合せた状態を示すブロック図、 第２図は、面図の画像処理用照明装置中の駆動ユニット
の動作を示すタイムチャートである。 ｎ号の説明 １０・・−・・・発光ユニット、 １４・　・・・散乱板、 １８・・・・・・赤外ＬＥＤ。 ２０　　・・・ＣＣＤカメラ、 ３０・　・・・駆動ユニット、 ３８・・・・・・・・発光禁止回路、 ４４・・・・・・・・発光駆動回路、 １）ｉｒ　ｖ　　・・駆動信号、 １Ｎ１１　・・・・禁止信号、 １・・・・・・・・禁止時間、 Ｔ・・・・・・・・駆動時間、 ＴＭＮＧ・・　タイミングパルス、 Ｖｌｌ）ＥＯ・・ビデオ信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイミングパルスを受けた時から可変の禁止時間だ
   け禁止信号を出力する発光禁止回路と、禁止信号の出力
   が解除された時から可変の駆動時間だけ駆動信号を出力
   する発光駆動回路と、駆動信号で発光が駆動される赤外
   発光ダイオードとからなり、この赤外発光ダイオードか
   らストロボ照明光を得ることを特徴とする画像処理用照
   明装置。 ２、透光性の散乱板を介して赤外発光ダイオードからの
   ストロボ照明光を放出することを特徴とする請求項１記
   載の画像処理用照明装置。