JPH07333174A - 移動物体の撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動物体撮像用の照明装置の寿命を長くす
る。 【構成】 移動物体検出器４と、移動物体１の移動距離
を測定するエンコーダ３と、テレビカメラ５と、照明装
置６，７と、移動物体検出器４とエンコーダ３の出力か
ら、移動物体１がテレビカメラ５の位置にきたときトリ
ガ信号を出力する制御部８とを備え、テレビカメラ５は
トリガ信号によりＣＣＤ撮像素子を所定時間動作させる
シャッタ部を有し、照明装置６，７はトリガ信号により
点灯し、テレビカメラ５のシャッタ部動作時間とほぼ同
じ時間点灯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動物体を照明して撮像
する移動物体の撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルトラインなどに搭載されて移送され
る製品などを検査するため、テレビカメラなどで撮像し
て静止面を得て、これを表示装置に表示し、欠陥等を検
出することが行われている。このような撮像方法として
ストロボにより照明する方法や電子的シャッタを備えた
テレビカメラを用いる方法がある。

【０００３】ストロボを用いる方法では、テレビカメラ
は移動物体を撮像する撮像位置を常に撮像しており、移
動物体が撮像位置を通過する時、ストロボを発光する。
また、電子的シャッタを備えたテレビカメラは、ＣＣＤ
（チャージ・カップルド・デバイス）撮像素子が主とし
て用いられ、ＣＣＤ撮像素子の電荷蓄積時間を予め設定
できるようにしたものである。これによりＣＣＤ撮像素
子は動作開始から設定された時間まで動作するので、シ
ャッタ機能を有することになる。この撮像方法は、移動
物体の撮像位置を常に照明しておき、撮像位置を移動物
体が通過するとき電子的シャッタが動作して撮像する方
法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ストロボを用いる場
合、ストロボは高価であり、ストロボ放電管の寿命が短
く、頻繁に交換しなければならない。また、発光時、騒
音を発生する。また、テレビカメラは常に動作している
ため、ストロボ非発光時にも環境光がテレビカメラに入
光するので画面の劣化（ブレ）を伴う。このため通常、
撮像装置全体を暗箱に入れる等の処理がなされている。

【０００５】電子的シャッタを備えたテレビカメラを用
いて撮像する場合、撮像する時間が短いので、この短い
時間に良質な画像を得る為にはハロゲンランプ等で強力
に照明する必要があり、このため照明管の寿命が短いと
いう問題点がある。

【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、電荷蓄積時間を設定することの出来る固体撮像素
子を用い、照明時間を電荷蓄積時間とほぼ同じくするこ
とにより照明装置の寿命を長くする移動物体の撮像装置
を提供することを目的とする。また、低輝度の光源に短
時間過電流を印加することにより十分な照明が得られる
ようにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、移動物体を検出し検出信号を出力する移動物体検出
器と、移動物体の移動距離を測定する移動距離測定器
と、移動物体の撮像位置に設けられ移動物体を撮像する
テレビカメラと、前記撮像位置を照明する照明装置と、
前記検出信号と前記移動距離測定器からの移動距離を入
力し、移動物体が撮像位置にくるときを算出してトリガ
信号を出力する制御部とを備え、前記テレビカメラは、
撮像を電気信号に変換する際の電荷蓄積時間が設定可能
な固体撮像素子を有し、前記トリガ信号により固体撮像
素子を動作させ、前記照明装置は、前記トリガ信号によ
り点灯し、前記固体撮像素子が電荷を蓄積している時間
とほぼ同じ時間点灯を持続するようにしたものである。

【０００８】また、前記照明装置は、照明体を周期Ｔ、
点灯時間をｔ（≪Ｔ）で点灯する場合、照明体への通電
電流を照明体の定格電流のほぼＴ／（１０ｔ）〜１倍の
範囲とするようにしたものである。

【０００９】

【作用】移動物体が撮像位置にきたとき、トリガ信号が
制御部より出力されるとテレビカメラの固体撮像素子が
動作し、設定された時間電荷を蓄積し移動物体の撮像が
行われる。この固体撮像素子と同時にトリガ信号を入力
した照明装置は点灯を開始し、ほぼ固体撮像素子の電荷
蓄積時間点灯した後に点灯を終了する。これにより、照
明装置の点灯時間は撮像時間とほぼ同じ時間程度の少な
い時間であるので、従来のように常時点灯している場合
に比べ、照明装置の寿命が長くなり、温度上昇も少な
く、エネルギー消費も少なくなる。

【００１０】照明装置が周期的に点灯し、その周期内で
の点灯時間ｔが周期Ｔに比べ短い場合（ｔ≪Ｔ）は、点
灯電流を照明体の定格電流のＴ／ｔ倍にしても短時間の
通電なので寿命に影響を与えない。安全をみてＴ／（１
０ｔ）倍程度の過電流とする。これにより比較的低輝度
の光源、例えば、発光ダイオードを用いても実用上十分
な照明が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は実施例の構成を示すブロック図であ
る。図１において、１は移動物体で、検査などのために
撮像される。２は移動物体１を搬送するベルトコンベア
で左右に設けられたローラ２ａにより移動物体１を一定
の速度で搬送する。３はローラ２ａの回転軸の回転を検
出するエンコーダで、ベルトコンベア２の搬送距離、つ
まり移動物体１の移動距離に対応してパルスＢを発生す
る。このパルス数を計数すると移動物体１の移動距離が
得られる。４は移動物体検出器で近接センサを備え、ベ
ルトコンベア２のあらかじめ定められた位置を通過する
移動物体１を検出し、物体検出信号Ａを出力する。

【００１２】テレビカメラ５はベルトコンベア２直上
で、移動物体検出器４より距離Ｌ下流の撮像位置に設け
られている。ＣＣＤ撮像素子を内蔵し、このＣＣＤ撮像
素子は電荷蓄積時間を予め設定できるように構成されて
いる。なお、ＣＣＤ撮像素子の代わりにＭＯＳなど他の
固体撮像素子を用いてもよい。電荷蓄積時間は数１０μ
ｓから数１００μｓの範囲で設定できるようになってい
る。照明ランプ６は撮像位置を照明するように配置され
る。発光素子として発光が瞬時に生じる発光ダイオード
などが用いられる。発光ダイオードは安価で寿命が長
く、消費電力も少ない。

【００１３】ランプドライバ７は照明ランプ６に通電
し、発光素子を所定時間発光をさせる。発光時間はタイ
マーにより調整するようにし、テレビカメラ５の電荷蓄
積設定時間より少し長くなるようにタイマーを設定す
る。これによりＣＣＤ撮像素子が動作している間は移動
物体１は確実に照明される。制御部８は移動物体検出器
４から物体検出信号Ａを入力すると、エンコーダ３から
のパルスＢを計数し、移動物体１が移動物体検出器４よ
り距離Ｌ移動してテレビカメラ５の直下の撮像位置にき
たとき、トリガＣを発生する。このトリガＣによりテレ
ビカメラ５はＣＣＤ撮像素子を動作させ、設定された電
荷蓄積時間後に動作を停止し、ランプドライバ７は照明
ランプ６を点灯させ設定された時間後消灯する。

【００１４】図２は本実施例のタイミングチャートを示
す。移動物体検出器４より物体検出信号Ａが出力された
後、移動物体１が距離Ｌ移動してテレビカメラ５直下の
撮像位置にきたとき、トリガＣが制御部８より出力され
る。トリガＣにより照明ランプ６は瞬時に点灯し、テレ
ビカメラ５のＣＣＤ撮像素子は動作を開始し、電荷蓄積
設定時間が過ぎると停止する。少し遅れて照明ランプ６
も消灯する。

【００１５】次に照明ランプ６に用いる発光素子の通電
電流について説明する。移動物体１が出現する繰り返し
時間（周期）Ｔを１／１０秒、テレビカメラ５のＣＣＤ
撮像素子の電荷蓄積設定時間、つまり照明ランプ６点灯
の最小必要時間ｔを１００μｓ（０．１ｍｓ）とした場
合、デューテイ比（ｔ／Ｔ）は１／１０００となる。発
光素子の定格電流は発熱により制限されているので、こ
のようなデューテイ比で通電する場合、発熱量が定格電
流の時と同じになる電流値は１０００倍となるが、安全
率を１０とし、定格電流の１００倍で１周期の１／１０
００時間通電することができる。以上は一例を説明した
ものであるが、このように短時間の通電には大電流が可
能であるので、比較的低輝度の光源である発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）を用いても、短時間過電流を通電すること
により寿命を短くすることなく実用上十分な照明が得ら
れる。

【００１６】次に環境光の影響について説明する。環境
光は、照明ランプ６以外の光源から移動物体１に照射さ
れる光である。テレビカメラ５はＣＣＤ撮像素子の動作
時間内の撮像を取り込むが、この期間は照明ランプ６に
よる光と環境光とが加算される。なお、ストロボを用い
る場合は、テレビカメラ５は常に開放されているので、
ストロボ発光時以外の時は環境光のみが入射される。移
動物体１は常に移動しているので、発光時の像と非発光
時の環境光による像とが重なり画像がぶれた状態となっ
て画質が劣化する。テレビカメラ５にシャッタ機能を持
たせることにより、ストロボ撮影に伴う欠点を除去する
ことができ、かつ環境光を積極的に利用することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はテレビカメラの固体撮像素子にシャッタ機能を有する
ものを用い、この固体撮像素子の動作時間とほぼ同期間
のみ移動物体を照明するようにしたので、照明用光源の
寿命を長くすることができる。また、発光時間が短い場
合は、定格電流で低輝度の発光素子に対して過電流を印
加することにより寿命を短くすることなく十分な照明を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 移動物体 ２ ベルトコンベア ３ エンコーダ ４ 移動物体検出器 ５ テレビカメラ ６ 照明ランプ ７ ランプドライバ ８ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体を検出し検出信号を出力する移
   動物体検出器と、移動物体の移動距離を測定する移動距
   離測定器と、移動物体の撮像位置に設けられ移動物体を
   撮像するテレビカメラと、前記撮像位置を照明する照明
   装置と、前記検出信号と前記移動距離測定器からの移動
   距離を入力し、移動物体が撮像位置にくるときを算出し
   てトリガ信号を出力する制御部とを備え、 前記テレビカメラは、撮像を電気信号に変換する際の電
   荷蓄積時間が設定可能な固体撮像素子を有し、前記トリ
   ガ信号により固体撮像素子を動作させ、 前記照明装置は、前記トリガ信号により点灯し、前記固
   体撮像素子が電荷を蓄積している時間とほぼ同じ時間点
   灯を持続することを特徴とする移動物体の撮像装置。
2. 【請求項２】 前記照明装置は、照明体を周期Ｔ、点灯
   時間をｔ（≪Ｔ）で点灯する場合、照明体への通電電流
   を照明体の定格電流のほぼＴ／（１０ｔ）〜１倍の範囲
   とすることを特徴とする請求項１記載の移動物体の撮像
   装置。