JPH0452877A - 画像入力装置 - 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、画像入力装置に関するものであり、例えば、
画像処理によるワークの正否や良否の判別等に利用可能
なものである。

（従来の技術） 例えば１画像処理装置では、ワークの画像信号を処理装
置に人力するための画像入力装置が必要である９画像入
力装置は、基本的にはワークの載置部と、この載置部に
載置されたワークの被検査面に対向配置したカメラ乃至
は結像光学系とを有してなる。

しかるに、従来の画像入力装置は、ワーク載置部と照明
手段と画像入力手段とが個別に作られて個別に配置され
ているため、システム全体が大型化するという問題があ
り、これに伴って外部光による障害を受けやすいとか、
照明むらを生じやすいというような問題を生じ、これら
の問題をできるだけ解消するためには、光源を強化しな
ければならなかった。

そこで本呂願人は、ワークの被撮像面の画像を取り込む
ための画像取り込み部を有するケースと、このケースに
取付けられワークの被撮像面の画像を入力する画像入力
手段と、上記ケース内の画像取り込み部と画像入力手段
との間に設置されワークの被撮像面を照明する照明手段
とを備えてなる画像入力装置に関して先に特許出願をし
た。特願平１−２２５１２１号がそれである。

上記出願にかかる画像入力装置によれば、システム全体
を小型にまとめることかでき、外部光による障害を受け
に＜＜、照明むらもなく、しかも。

光源を強化する必要もない、というように優れた効果を
奏する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のような優れた効果を奏する上記出願にか
かる画像入力装置にも、解決すべき課題が残されている
。それは、ワークの被撮像面の状態が平滑な光沢面であ
るかまたは乱反射面であるかによって、取り込まれる光
量が大きく変動し、均一な画像入力が難しくなることで
ある。これは照明手段の光源として指向性の光源を用い
ることに起因している。

第７図、第８図は上記の問題点を説明している。

第７図は、ワーク９の被撮像面の状態が平滑な光沢面９
１である場合を示しており、ワーク９の被撮像面に対し
照明光９３が入射角θａで入射すると、照明光９３は上
記光沢面９１で反射角θｂて反射される。このときの反
射光９４の反射角θｂは入射角θａと等しくなる。第８
図は、ワーク９の被撮像面が乱反射面９２である場合を
示しており、ワーク９の被撮像面に対する照明光９３の
入射角θａに対して、反射光９５はあらゆる反射角度で
あらゆる方向に向かう。従って、第７図、第８図に示す
ように、被撮像面の法線上に画像入力手段としてのライ
ンセンサ６を配置すると、被撮像面が光沢面であるか乱
反射面であるかによってラインセンサ６への入射光量が
大きく異なり、入力される画像が大きく異なって正しい
画像処理を行なうことができない。このような事態は、
例えば、ワーク９がコインの場合のように、新しいもの
と使い古されたものとで表面の光沢が大きく異なるもの
などにおいて生じる。

本発明は、上述の問題点を解消するためになされたもの
で、ワークの表面状態が光沢面であるか乱反射面である
かにかかわりなく、はぼ均一な光量を取り込むことがで
きるようにし、もって、ワークの表面状態にかかわりな
く正しい画像処理を行なうことができるようにした画像
処理装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ワークの被撮像面の画像を取り込む画像取り
込み部と、ワークの被撮像面の画像を入力する画像入力
手段と、画像取り込み部と画像入力手段との間に設置さ
れワークの被撮像面を照明する照明手段とを備えた画像
入力装置において、照明手段の光源として、無指向性の
照明光源を用いたことを特徴とする。

（作用） 照明手段は、画像取り込み部にあるワークの被撮像面を
照明する。被撮像面の画像は画像入力手段によって撮像
され１画像処理装置等に入力される。無指向性の光源か
らはあらゆる方向に均一な照明光が出射し、被撮像面を
均一に照明するソフトな照明が得られ、被撮像面の凹凸
を浮き出させて良好な画像取り込みを行なうことができ
る。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像入力装置
の実施例について説明する。

第１図ないし第４図において、直方体状のケース１５の
内部には、同ケース１５の長手方向の一半部（第２図に
おいて左半部）であって幅方向両側に、照明手段１８．
１８が対をなして配置されている。照明手段１８．１８
は、それぞれ複数の光源４，４を有してなる。光源４は
、例えばＬＥＤなどの適宜の発光素子でなり、複数の光
源４が基板上に列をなして、また、一方の光源４の列と
他方の光源４の列が相互に列方向にずらされて千鳥状に
配列されている。各光源４，４は、照明光の出射面が平
坦面に形成されることにより無指向性光源となっており
、この無指向性光源４，４の出射面からは、照明光があ
らゆる方向に均一に拡散状に出射される。各光源４，４
は、その出射面が斜め上を向くように斜設されている。

光源４の列数及び全体の数は、後述のワークの大きさや
その材質等によって適宜変更してよい。

光源４としては、無指向性のものであればよく、ＬＥＤ
のほか、ハロゲンランプ、蛍光管、陰極線管などを用い
てもよい。

一対の照明手段１８．１８を構成する無指向性光源４，
４からの照明光はケース１５の天板１６に達するが、こ
の天板１６には透明のカバーカラス１が固定されている
。カバーがラス１は長方形をなし、その長手方向をケー
ス１５の長手方向に向けて固定されている。また、カバ
ーガラス１の上面は上記天板１６の上面と一致するよう
に、天板１６の窓孔にカバーガラス１が埋め込まれた状
態で取付けられている。天板１６の上記カバーガラス１
を有してなる部分は画像取り込み部１９となっていて、
第１図に矢印で示すように、ワーク９がカバーガラス１
の上を同カバーガラス１を幅方向に横切って搬送される
ようになっている。ワーク９は１例えばコインやメダル
などであり、カバーガラス１の上面と接するワーク９の
下面が被撮像面９ａとなっている。

前記一対の列をなす各光源４，４は、その出射面からあ
らゆる方向に出射される照明光の中心線がワーク９の被
撮像面９ａに向かうように傾けて固定され、上記照明の
中心線が上記被撮像面９ａの法線に対して角度θだけ傾
いている。この角度θの範囲は特に限定されるものでは
なく、各部材の大きさや配置関係その他各種設計条件に
応じて設定すればよい。

上記一対の照明手段１８．１８の間にはミラー３がほぼ
４５°に斜設されている。ミラー３は細長い長方形に形
成されている。ミラー３はプリズムで構成してもよい。

ミラー３の斜設の向きは、上方からの光を第２図におい
て右方に反射する向きである。

ワーク９の被撮像面９ａからの反射光は、ミラー３で側
方に反射され、結像光学系５に至る。結像光学系５は、
ワーク９の被撮像面９ａの画像をラインセンサ６上に結
像させる。結像光学系５はピント調整部材によってピン
ト調整可能である。

ラインセンサ６はケース１５の長手方向の一半部であっ
て照明手段１８．１８の配置部とは反対側の半部に光軸
調整部材７を介して固定されている。

ラインセンサ６は、照明手段１８．１８によって照明さ
れたワーク９の被撮像面９ａの画像を、ワーク９の搬送
方向に対し直交する方向に１ラインごとに検出し１画像
信号として出力する。この画像信号は、画像処理装置等
に入力される。結像光学系５とラインセンサ６を含む部
分は画像入力手段２０を構成している。

以上のようにして、一つのケース１５内に、照明手段１
８．１８、画像取り込み部１９、画像入力手段２０が設
置されており、また、画像取り込み部１゛９と画像入力
手段２０との間に照明手段１８．１８が設置されている
。

照明手段１８．１８の配置空間には、この空間を囲むよ
うにして反射板１１，１２，１１，１３が配置されてい
る。反射板１１．１１は各光源４゜４の列に沿ってケー
ス１５の内壁面に固定されている。反射板１２．１３は
、各光源４，４の列の両端部に適宜の部材１例えば、ケ
ース１５の内部を長手方向に部分する部材やケース１５
の内壁面等に固定されている。

このように、照明手段１８．１８の配置空間を囲むよう
にして反射板１１，１２，１１，１３を配置することに
より、無指向性光源４，４の出射面から拡散状に出射し
て周囲に漏れようとする照明光をカバーがラス１の方に
向かって反射することができ、被撮像面９ａでの照度を
約１０％程度向上させることができる。また、各反射板
１１゜１２．１１．１３は間接的な照明光源とみなすこ
とができ、この間接的な照明光源が周囲に配置されて被
撮像面９ａに対してはあたかもリング照明と同様の配置
関係となっているため、上記被撮像面９ａを照明むらの
ない均一な光量で照明することができ、もって、画像入
力部２０において被撮像面９ａの凹凸あるいは模様を明
確に取り込むことができる。

なお、反射板１２．１３に代えて光源４と同じ波長で無
指向性の光源を配置し、その照明光を被撮像面９ａに照
射するようにすれば、リング照明の効果がさらに向上す
る。

図示の実施例では、画像取り込み部１９と画像入力手段
２０との間に照明手段１８．１８が設置されているため
、照明手段１８，１８に何らがの対策を施さないとすれ
ば、照明手段１８．１８の照明光が直接画像入力手段２
０に入射して画像を劣化させる恐れかある。そこで、各
光ｇ４，４とミラー３との間に遮光板８，８を立て、光
源４゜４からの照明光が直接画像入力手段２０に入射す
ることのないようにしている。

ケース１５は各構成部材の総てを内装するものであり、
外乱光か画像信号に影響を及ぼすことのないように、外
乱光の遮蔽の役目もしている。

いま、無指向性の光源４，４から照明光を拡散状に出射
させると、照明光は画像取り込み部１９を均一に照明す
る。この状態で、ワーク９を上記画像取り込み部１９上
において搬送すると、ワーク９の被撮像面９ａが上記照
明光で照明され、この照明光が被撮像面９ａで反射され
る。この反射光はカバーガラス１を通り、ミラー３で側
方に反射され、結像光学系５によってラインセンサ６上
に結像される。ラインセンサ６は上記反射光に応じワー
ク９の画像信号として１ラインずつ出力する。この画像
信号は図示されない画像処理装置に入力され、ワークの
正否や良否の判別等所定の画像処理に供される。

光源４，４の発光量は、ラインセンサ６の出力レベルに
応じて制御することが望ましい。また、ワーク９の材質
により被撮像面９ａの反射率が異なる場合にも同様にし
て光源４，４の発光量を制御することが望ましい。従っ
て、光源４，４は光量を調整できるものであることが望
ましい。

このように、上記実施例によれば、画像取り込み部１９
と画像入力手段２ｏと照明手段１８とを一つのケース１
５内に一体化して設置することにより極めて小型化した
画像入力装置において、照明手段１８の光源として、無
指向性照明光源４を用いたため、光源４からはあらゆる
方向に均一な照明光が出射し、被撮像面９ａを均一に照
明するソフトな照明が得られ、被撮像面９ａの凹凸や模
様を明確に浮き上がらせて、その画像信号を画像入力手
段２０によって的確に得ることができる。

以上説明した実施例では、照明手段１８の構成部材とし
て無指向性の光源４だけを用いていたが、光源４と、同
光源４からの照明光を集めるシリンドリカルレンズとを
組み合わせ、このシリンドリカルレンズを光源４の出射
面に固定したものでもよい。第５図はそのようにした実
施例を示すもので、各無指向性光源４の平坦な出射面に
シリンドリカルレンズ２４を固定し、光源４の出射面か
らあらゆる方向に出射する照明光をシリンドリカルレン
ズ２４によって一方向に集光するようになっている。シ
リンドリカルレンズ２４による光源４からの照明光の集
光方向は、ワーク９の被撮像面９ａの長手方向に直交す
る方向であり、よって、シリンドリカルレンズ２４で集
光された照明光は上記被撮像面９ａに同被撮像面９ａの
長手方向に線状に照射される。その他の構成は前記実施
例と同じであるから、共通の構成部分には共通の符号を
付して説明を省略する。この場合も、光源４は無指向性
であるため、上記線状の照明範囲内では照度が均一でソ
フトな照明となる。

照明手段１８を構成する無指向性光源４からの照明光は
これを直接被撮像面９ａに導くのではなく、ミラーで一
旦反射して被撮像面９ａに導くようにしてもよい。第６
図はそのようにした実施例を示すもので、各無指向性光
源４，４の上方にミラー１０．１０を斜設し、無指向性
光源４，４から出射した照明光をミラー１０．１０で反
射して被撮像面９ａに導くようになっている。また、こ
の実施例では、ミラー１０．−１０で反射されたあと被
撮像面９ａに至る照明光の中心線の上記被撮像面９ａに
対する入射角θ□が４５°前後になるように、光源４，
４からの出射角度およびミラー１０．１０の斜設角度が
設定されている。こうすることによって、被撮像面９ａ
の凹凸や模様を的確に認識できると共に、ワーク９のエ
ツジ部が強調されすぎることもなく、ワーク９の画像を
的確に取り込むことができる。もちろん、光源４は無指
向性であるため、被撮像面９ａを均一かつソフトに照明
することができ、この点からもワーク９の画像を的確に
取り込むことができる。その他の構成は前記実施例と同
じであるから、共通の構成部分には共通の符号を付して
説明を省略する。

なお１画像入力手段には１図示の実施例におけるライン
センサ６に代えて、２次元の画像信号を入力することが
できるイメージセンサを用いてもよい。

無指向性の光源にシリンドリカルレンズを付加するかど
うかは任意である。従って、第６図に示す実施例におけ
る光源４，４の出射面にシリンドリカルレンズを付加し
てもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、画像取り込み部と画像入力手段と照明
手段とを有する画像入力装置において、照明手段の光源
として、無指向性の照明光源を用いたため、照明にむら
のないソフトな照明が得られ、ワークの被撮像面の凹凸
や模様を明確に浮き上がらせて、その画像信号を画像入
力手段によって的確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる画像入力装置の実施例を示す外
観平面図、第２図は同上実施例の断面正面図、第３図は
同上実施例の断面平面図、第４図は同上実施例の断面側
面図、第５図は本発明にかかる画像入力装置の別の実施
例を示す断面側面図、第６図は本発明にかかる画像入力
装置のさらに別の実施例を示す断面側面図、第７図は被
撮像面か光沢面である場合の反射の様子を示す側面図、
第８図は被撮像面が乱反射面である場合の反射の様子を
示す側面図である。 ４・・・無指向性の光源、　９・・・ワーク、　９ａ・
・・被撮像面、　１８・・・照明手段、　　１９・・画
像取り込み部、　２０・・・画像入力手段。 第 図 第３図 第２図 第７図 く６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークの被撮像面の画像を取り込む画像取り込み部と、
   ワークの被撮像面の画像を入力する画像入力手段と、上
   記画像取り込み部と画像入力手段との間に設置されワー
   クの被撮像面を照明する照明手段とを備えてなる画像入
   力装置において、上記照明手段の光源として、無指向性
   の照明光源を用いたことを特徴とする画像入力装置。