JPH08339434A - 曲面画像入力方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、対象物をラフに位置決めして
も、あるいは、画像取り込み開始位置の位置決めをしな
くても、一定の位置から対象物の曲面の２次元画像を安
定に入力できる曲面画像入力方法および装置を提供す
る。 【構成】 ラインセンサーカメラ２が対象物１の曲面に
一定距離で沿うよう対象物１を回転ステージ３で回転さ
せることにより、ラインセンサーカメラ２の１次元走査
と回転移動の副走査により２次元画像を得る。ここで、
対象物１の回転による絵柄の濃度レベル変化を色識別セ
ンサー９で検出する。その濃度レベルの変化点で画像入
力開始信号をセンサーコントローラ４からカメラコント
ローラ５に出力し、ラインセンサーカメラ２による画像
取り込み走査を開始させる。このように、絵柄の濃度レ
ベル変化から画像入力開始位置を指定することにより、
簡単な構成で、常に一定の位置から絵柄の画像入力を可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒面をはじめとする
曲面に印刷された絵柄を画像入力する方法および装置に
関する。特に、ラインセンサーカメラを用いて、曲面の
絵柄を２次元的に展開した画像を入力する方法および装
置に関する。本発明は、高精細画像を入力することによ
り工業製品の品質管理を行なったり、入力した画像デー
タの処理により欠陥を自動で画像検査したりする分野に
おいて好適に使用される技術である。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に画像入力を行なう場合は、
２次元の濃淡画像を取り込むエリアセンサーカメラが用
いられている。対象物が円筒曲面等の曲面の画像入力を
行なう技術としては、例えば対象物の回りに上記エリア
センサーカメラを複数個配置することにより、各々のエ
リアセンサーカメラで対象物を部分的な２次元画像とし
て取り込む方法がある。

【０００３】また、１次元のラインセンサーカメラを用
いて、平面状の対象物をコンベアなどにより移動させる
ことにより２次元画像を得る方法がある。曲面の対象物
に対しては、回転機構を用いて円筒対象物を回転させな
がらラインセンサーカメラの１次元走査を行なうことに
より、円筒曲面の絵柄を２次元的に展開した画像を得る
方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
曲面画像入力方法において、複数のエリアセンサーカメ
ラを対象物の回りに配置して取り込む場合では、エリア
センサーカメラは各々曲面対象物の一部しか観測できな
いため、曲面全体の連続した絵柄を獲得することができ
ないという問題がある。また、曲面の絵柄を２次元でと
らえるので、入力画像には曲面の曲率に応じた画像の歪
みが生じるため、高精度の画像が得られないという問題
がある。また、この歪を補正して曲面に沿った２次元画
像とするためには、歪に応じた画像の伸縮の補正などの
特別な処理を要するという問題がある。

【０００５】一方、ラインセンサーカメラを用いて、曲
面対象物を回転させながらラインセンサーカメラの１次
元走査により２次元画像を得る場合では、画像入力開始
位置が定まらないため、得られる絵柄の領域が一定にな
らないという問題がある。

【０００６】従って、常に、画像の入力開始位置を一定
にするために曲面対象物の位置決めが必要となる。位置
決めのためには、通常、対象物の底面に位置決め用の凹
凸を設け、凹凸に嵌合する位置決め機構が用いられる
が、対象物毎に位置決めの治具を要するため、治具のた
めのコストを要するという問題がある。また、位置決め
機構の誤差により、入力される絵柄の位置がずれるとい
う問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、簡単な構成で、ラフな位置決
めでも、あるいは位置決めをしなくても、安定に一定の
位置から対象物の曲面の画像を入力できる曲面画像入力
方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の発明では、対象物の曲面絵柄の展開
画像を入力する方法において、画像入力観測面が該対象
物曲面に一定の距離を保って沿うように前記画像入力観
測面と前記対象物とを相対的に移動動作させる第１の段
階と、前記対象物曲面の濃度レベルを観測して該濃度レ
ベルの変化を検出し該検出した濃度レベルに基づいて画
像入力開始信号を出力する第２の段階と、前記画像入力
開始信号をトリガとして前記画像入力観測面の走査を開
始することにより前記対象物の曲面絵柄の２次元画像を
得る第３の段階と、を有することを特徴とする曲面画像
入力方法を手段とする。

【０００９】また、本発明の第２の発明では、上記の第
２の段階において、濃度レベルの任意の変化点を検出
し、該変化点で画像入力開始信号を出力することを特徴
とする曲面画像入力方法を手段とする。

【００１０】また、本発明の第３の発明では、上記の第
１の段階において、画像入力観測面と対象物とを相対的
に移動動作させる際に該移動動作量をパルス数に変換し
て出力し、第２の段階において、まず、予め設定した、
あるいは、任意に設定された基準観測開始位置から濃度
レベルの観測を開始して、濃度レベルの変化を前記観測
した濃度レベルの値が予め設定した条件に合致すること
で検出し、該濃度レベルの変化を検出した場合には前記
濃度レベルの変化のブロック毎にあるいは所定時間のブ
ロック毎に前記パルス数を計測し、該計測を前記画像入
力観測面と前記対象物との相対的な移動動作の１サイク
ルにわたって行って保持し、次に、前記保持された濃度
レベルの変化の中で予め設定した条件を有するブロック
を選出し、次に、前記選出したブロックの前記基準観測
開始位置からのパルス数あるいは経過時間を算出し、次
に、２サイクル目以降の前記画像入力観測面と対象物の
相対的な移動動作時に前記基準観測開始位置から前記算
出されたパルス数あるいは経過時間の経過時に画像入力
開始信号を出力することを特徴とする曲面画像入力方法
を手段とする。

【００１１】また、本発明の第４の発明では、曲面絵柄
を有する対象物の該曲面を観測するように配置したライ
ンセンサーカメラと、前記ラインセンサーカメラと前記
対象物の対象物曲面が一定距離を保って沿うように移動
動作を行なう移動機構と、相対的の移動動作される対象
物曲面を観測するように配置した濃度レベルセンサー
と、前記濃度レベルセンサーにより濃度レベル変化を検
出し該検出した濃度レベルの変化に基づいて画像入力開
始信号を出力する制御手段と、前記画像入力開始信号の
カメラコントローラへの入力をトリガとして前記ライン
センサーカメラによる走査を開始するカメラ操作手段
と、を有することを特徴とする曲面画像入力装置を手段
とする。

【００１２】また、本発明の第５の発明では、上記の第
４の発明の濃度レベルセンサーが、対象物曲面を観測す
るラインセンサーカメラを兼ねるラインセンサーカメラ
の出力から該対象物曲面の濃度レベルを観測する画像処
理部を有してなることを特徴とする曲面画像入力装置を
手段とする。

【００１３】さらに、本発明の第６の発明では、以上の
曲面画像入力装置において、ラインセンサーカメラと対
象物曲面が一定距離を保って沿うように移動動作を行な
う移動機構は、前記ラインセンサーカメラまたは対象物
の移動動作量をパルス数に変換する手段を有し、制御手
段は、任意に設定され基準観測開始位置から濃度レベル
センサーによる観測を開始し該観測した濃度レベルの値
が予め設定した条件に合致する場合に、前記パルス数の
計測を行なってデータメモリの各ブロックに格納する処
理を、前記対象物またはラインセンサーカメラの１サイ
クル分の移動にわたって行なう手段と、前記データメモ
リ内のブロックのパルス数について予め設定した条件を
有するブロックを選出することにより、該ブロックの前
記基準観測開始位置からのパルス数あるいは経過時間を
算出する手段と、２サイクル目以降の前記対象物あるい
はラインセンサーカメラの移動動作時に前記基準観測開
始位置から前記算出されたパルス数あるいは経過時間の
経過時に画像入力開始信号を出力する手段と、を有する
ことを特徴とする曲面画像入力装置を手段とする。

【００１４】

【作用】第１、第２および第４の発明の曲面画像入力方
法および装置では、ラインセンサーカメラ等の観測面が
対象物の曲面に一定の距離で沿うように、対象物または
ラインセンサーカメラ等を移動させることにより、ライ
ンセンサーカメラ等の１次元走査と移動の副走査により
２次元画像を得る。ここで、対象物の移動により変化す
る対象物の絵柄の一部分等の濃度レベルの変化を検出し
て、その濃度レベルの変化に基づいて（第２の発明では
その変化点で）画像入力開始信号を出力し、この画像入
力開始信号をトリガとして、ラインセンサーカメラ等に
よる画像取り込み走査を開始する。このように、絵柄の
濃度レベルの変化に基づいて画像の取り込み開始位置を
指定することにより、簡単な構成で、常に一定の位置か
ら画像入力を開始させ、２次元画像として得られる絵柄
の切り出し領域を安定にする。

【００１５】また、第３および第６の発明の曲面画像入
力方法および装置では、対象物またはラインセンサーカ
メラ等の移動量をパルス数に変換し、対象物の絵柄上の
一部分を、予め設定したあるいはフリーに設定された基
準観測開始位置を起点として１サイクル目の移動時に観
測し、濃度レベル変化のサイクル毎、あるいは、所定の
時間毎などのブロック毎にパルス数を計測（パルスのア
ドレスの計測を含む）し、対象物またはラインセンサー
カメラ等の１サイクル分の移動にわたって保持する。次
に、１サイクルの移動により得られたパルス数につい
て、予め設定した条件を有するブロックを選出する。こ
こでの条件としては、パルス数が最大のブロックや、最
小のブロックとする。この選出の際、基準観測開始位置
からのパルス数あるいは経過時間を算出し、続いて、２
サイクル目以降の対象物あるいはラインセンサーカメラ
の移動を行ない、基準観測開始位置から上記の通り得ら
れたパルス数あるいは経過時間の経過時に、画像入力開
始信号を出力して画像入力を開始する。このように、対
象物の絵柄を１サイクル目の移動時に観測しておき、２
サイクル目以降の移動時に画像入力開始信号を出力して
画像入力を開始することで、さらに精度良く画像入力開
始信号を出力し、対象物をラフに設定しても、あるいは
対象物の位置決めをしなくても、常に一定の画像領域の
２次元画像を得られるようにする。

【００１６】また、第５の発明の曲面画像入力装置で
は、画像入力用のラインセンサーカメラを濃度レベルセ
ンサーを兼ねるようにすることにより、構成をより簡単
化する。

【００１７】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施例としての曲
面画像入力方法および装置の構成を示す説明図であり、
図２は、円筒対象物の曲面に印刷された絵柄の例を示す
図である。

【００１９】図１において、円筒の対象物１の対象面に
は、図２の絵柄が印刷されているものとする。本例の絵
柄としては、４つのアルファベット（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
と、横幅の異なる４種類の矩形が描かれているものと
し、背景色は白とする。

【００２０】本実施例では、対象物１の絵柄を入力する
ためのセンサーとしてラインセンサーカメラ２を用い
る。ラインセンサーカメラ２は１次元走査であるので、
２次元的な画像を得るために、ラインセンサーカメラ２
の観測面が対象物曲面に一定の距離を保って沿うよう、
対象物１またはラインセンサーカメラ２を移動させる機
構を設ける。本実施例では、対象物１の方を回転ステー
ジ３で回転させ、ラインセンサーカメラ２の１次元走査
と対象物１の回転による副走査により、図２に示す円筒
面の絵柄を展開した画像を入力する。

【００２１】図１に示すように、対象物１は回転ステー
ジ３に載せられ、回転ステージ３は矢印の方向に回転す
るようになっている。また、ラインセンサーカメラ２
は、円筒対象物１の円筒面上の１つの母線を一定の距離
で観測するように設置されている。ラインセンサーカメ
ラ２の画像取り込みは、センサーコントローラ４および
カメラコントローラ５によって制御されており、センサ
ーコントローラ４からカメラコントローラ５に画像取り
込みを開始させるための画像入力開始信号が入力される
ことにより、ラインセンサーカメラ２の走査が開始さ
れ、予め設定した回数の１次元走査を行なう。この走査
回数は、例えば、対象物１の円筒面が１回転する時間に
合わせて設定すればよい。

【００２２】回転ステージ３下部には一枚の反射板６が
取り付けられており、回転ステージ３の回転と同じ速度
で、反射板６も回転するようになっている。また、回転
ステージ３回りの反射板６の高さには、反射型の第１の
光電センサー７と第２の光電センサー８が設置されてい
る。信号が反射されない場合は各光電センサー７，８の
出力はＯＦＦとなっているが、反射板６が各々の光電セ
ンサー７，８の前を通過する際に、反射板６がセンサー
信号を反射し、その反射信号を受けて光電センサー７，
８の出力がＯＮになる。

【００２３】また、対象物１の印刷面を観測するように
色識別センサー９が設置されている。色識別センサー９
は絵柄上の１ポイントあるいは所定範囲の濃淡レベルに
応じてＯＮ，ＯＦＦを出力するように設定することがで
きる。ここでは、観測点が絵柄部の場合にＯＮを出力
し、背景部の場合にＯＦＦを出力するように設定されて
いるものとする。

【００２４】各センサー７，８，９の出力信号は、セン
サーの感度調整を行なうセンサーアンプ１０，１１，１
２を介してセンサーコントローラ４に入力される。セン
サーコントローラ４は、入力される複数のチャンネルの
ＯＮ／ＯＦＦ信号の動作に対して予め出力条件をプログ
ラムすることができ、光電センサー７、８や色識別セン
サー９の信号の入力を受け、その信号の動作に基づき、
予め設定した動作プログラムに基づいて、画像入力開始
信号を出力する。

【００２５】画像入力開始信号はカメラコントローラ５
へ入力される。カメラコントローラ５はラインセンサー
カメラ２の動作制御を行なうものである。画像入力開始
を外部の信号入力により制御することが可能であり、画
像入力開始信号の入力をトリガとして、ラインセンサー
カメラ２による走査を開始する。

【００２６】以上の構成による本実施例における動作例
を述べる。図３は各センサーの動作タイミングを示すタ
イムチャートであり、センサー信号の動作タイミングに
基づいて画像入力開始信号を出力する設定例を示してい
る。

【００２７】回転ステージ３の回転に応じて、色識別セ
ンサー９は図３（１）に示すようなＯＮ／ＯＦＦ信号を
出力する。観測時刻ＳからＥまでが回転ステージ３の１
回転で得られる動作である。

【００２８】円筒対象物１の位置が予めおおまかに設定
されており、観測時刻Ｓ以前の時刻Ｔ１に第１の光電セ
ンサー７の出力信号がｄ１の期間、ＯＮとなり、そのＯ
Ｎ持続中の時刻Ｔ２に第２の光電センサー８の出力信号
がｄ１の期間、ＯＮになるものとする（図３（２）およ
び（３））。なお、光電センサー７，８の信号がＯＮと
なる持続時間ｄ１は、反射板６の横幅長により決定され
るものである。

【００２９】第１の光電センサー７の出力信号がＯＮ状
態の時に第２の光電センサー８の出力信号がＯＦＦから
ＯＮに変化するという条件で、センサーコントローラ４
内の一時記憶の信号がＯＮになるようにプログラムを行
なう。図３（４）に示すように、観測時刻Ｔ２の時点で
一時記憶の信号がＯＮになる。一時記憶の出力がＯＮで
ある持続時間は予めタイマー設定可能であり、ここでは
観測時刻Ｔ２から時間ｄ２の間だけ一時記憶がＯＮにな
るものとする。

【００３０】一時記憶がＯＮの状態で、色識別センサー
９による出力信号がＯＮになる条件で、センサーコント
ローラ４の出力信号をＯＮにする（図３（５））。この
出力信号が画像入力開始信号としてカメラコントローラ
５に入力され、この信号入力を受けてラインセンサーカ
メラ２の走査が開始される。

【００３１】なお、回転ステージ３の逆回転により、第
１のセンサー７よりも第２のセンサー８の信号が先にＯ
Ｎになった場合には、第１のセンサー７がＯＮとなって
も一時記憶の信号はＯＦＦのままであるようにプログラ
ムされている。従って、逆回転時には画像入力開始信号
が出力されないようになっている。

【００３２】このような構成によれば、常に特定の絵柄
の位置で画像入力開始信号を出力することができるの
で、常に一定の領域の画像を入力することができる。

【００３３】上述の説明では色識別センサー９は絵柄の
矩形領域を観測するようにしたが、これに限らず、色識
別センサー９を円筒対象物１の任意の高さの位置に設定
して印刷された絵柄を観測するように設定することが可
能である。この場合、印刷面の絵柄に応じて、安定した
画像入力開始信号が得られるように、図３に示す動作タ
イミングに基づき、予め最適な位置を選択しておけばよ
い。

【００３４】絵柄の変化に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号の出
力を行なうために、上述の説明では色識別センサー９を
設置して使用したが、これに限らず、例えば、画像入力
を行なうラインセンサーカメラ２を共用するようにして
もよい。

【００３５】画像入力用と色識別用のセンサーを共用す
る本発明の第２の実施例の画像入力装置と画像入力方法
を、図４の構成図により説明する。

【００３６】図１の第１の実施例の構成と同様に、第２
の実施例でも円筒対象物１、ラインセンサーカメラ２、
回転ステージ３、センサーコントローラ４、カメラコン
トローラ５、反射板６、第１の光電センサー７、第２の
光電センサー８、センサーアンプ１０，１１が設置され
ている。ただし、色識別センサーとそのセンサーアンプ
は無く、代わりにラインセンサーカメラ２の画像信号が
画像処理部１３に入力され、画像処理部１３から絵柄の
濃淡の変化に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号が出力され、セン
サーコントローラ４に入力されるようになっている。

【００３７】この場合の動作例を図５の説明図を用いて
述べる。画像入力には８ｂｉｔ（２５６階調）、１０２
４画素のラインセンサーカメラ２を用いることとする。
従って、１ラインの走査毎に、１０２４個の濃度レベル
値（０から２５５までの値）ｖ（ｉ）（ｉ＝１，２，
３，…，１０２４）が得られる。図５に示すように、予
め、Ｋ番目の画素からＫ＋Ｎ−１番目の画素までの幅Ｎ
画素を、信号出力用の算出領域として選択しておく。各
走査毎に、リアルタイムで

【００３８】

【数１】

【００３９】を算出し、予め決定しておいた閾値Ｆ_thと
の大小関係により、例えばＦ＜Ｆ_thの場合にＯＦＦ信号
を出力し、Ｆ≧Ｆ_thの場合にはＯＮ信号を出力する。こ
の結果、画像処理部１３からの出力信号として、図３
（１）に示す色識別センサー９の出力と同等の時系列信
号が得られるので、上述の動作タイミングに基づく信号
処理により、所定の絵柄の位置で画像入力開始信号を得
ることができる。

【００４０】次に、本発明の第３の実施例としての曲面
画像入力装置とその画像入力方法について説明する。図
６はその曲面画像入力装置の構成図である。

【００４１】本実施例は、図１の第１の実施例と同様
に、対象物１、ラインセンサーカメラ２、回転ステージ
３、センサーコントローラ（プログラマブル・コントロ
ーラ（ＰＬＣ））４、カメラコントローラ５、反射板
６、第１の光電センサー７、第２の光電センサー８、色
識別センサー９、センサーアンプ１０，１１，１２が設
置されている。本実施例では、さらに、対象物１を回転
させる回転ステージ３にロータリーエンコーダ１４が接
続されている。ロータリーエンコーダ１４は回転ステー
ジ３の回転角度に応じてパルス信号を発生し、発生した
パルス信号は上記センサーコントローラ（ＰＬＣ）４に
入力される。

【００４２】本実施例における動作例を図７のタイムチ
ャートに示す。この動作例では、対象物１を搭載した回
転ステージ３の回転により、色識別センサー９によるＯ
Ｎ／ＯＦＦ波形（図７（１）、Ｓ１〜Ｓ５はＯＮのタイ
ミング、Ｅ１〜Ｅ５はＯＦＦのタイミング）、第１の光
電センサー７および第２の光電センサー８による信号波
形（図７（２）および（３））が得られるものとする。
また、ロータリーエンコーダ１４により図７（４）に示
すパルス信号が得られるものとする。

【００４３】第１の光電センサー７は時刻Ｔ１にＯＮと
なり、反射板６の幅に応じてｄ１の時間だけＯＮ状態が
継続する。また、第２の光電センサー８は第１の光電セ
ンサー７に遅れてそのＯＮ状態の間の時刻Ｔ２にＯＮと
なり、同様にＯＮ状態が時間ｄ１だけ持続する。次の回
転に移るタイミングでの時刻Ｔ３およびＴ４についても
同様である。さて、第１の光電センサー７がＯＮの状態
で第２の光電センサー８がＯＦＦからＯＮに変化する時
刻としてＴ２を検出する。そして、対象物１が１回転
し、次に第１の光電センサー７がＯＮの状態で第２の光
電センサー８がＯＦＦからＯＮに変化する時刻としてＴ
４が検出される。

【００４４】時刻Ｔ２をパルス入力開始時刻とする。時
刻Ｔ２以降、図７（１）の絵柄による波形がＯＮ／ＯＦ
Ｆするパルスのアドレスを、パルス数の計数により生成
してセンサーコントローラ４内のデータメモリに格納す
る。例えば、図７（１）では１回転のはじめに時刻Ｓ１
に絵柄がＯＮとなり、時刻Ｅ１にＯＦＦとなるが、これ
に対応する時刻Ｔ２からのパルスのアドレスは、図７
（４）に示すようにアドレス８と１２であるので、図８
に示すように、センサーコントローラ４内のデータメモ
リにデータ１としてＯＮのアドレスが８、ＯＦＦのアド
レスが１２のように、アドレスデータが格納される。セ
ンサーコントローラ４では、同時に、ＯＮ／ＯＦＦ信号
のアドレスの差分処理が行なわれ、差分値が格納され
る。例えば、データ１の場合、差分値として値４（＝１
２−８）が格納される。同様の処理が時刻Ｔ２から１回
転の間行われ、全ての絵柄のＯＮ／ＯＦＦ信号に対し
て、図８のようなテーブルが作成される。

【００４５】上記の１回転目（１サイクル目）の計測処
理に続いて、差分値の中の最大値を検出する。図８に示
す例では、２番目のデータ２が最大値となる。この結
果、データ２のＯＮ信号アドレスとして格納されている
アドレス２０が、画像入力開始信号の出力タイミングと
して最適な位置であると決定される。そこで、図７
（５）に示すように、２回転目（２サイクル目）のパル
スのアドレスが２０の位置で、画像入力開始信号が出力
される。

【００４６】なお、差分値の最大値などの検出処理に時
間を要する場合は、必ずしも２回転目に画像入力開始信
号を出力しなくてもよく、３回転目（３サイクル目）以
降に画像入力開始信号を出力するようにしてもよい。ま
た、差分値に対する処理では、最大値の検出に限らず、
最小値検出、閾値を用いた条件設定に基づく検出など、
任意の処理を行なうように設定可能である。

【００４７】さらに、本発明の第４の実施例としての曲
面画像入力方法について説明する。

【００４８】本実施例では、図６に示したと同様の構成
によって実施する。すなわち、対象物１、ラインセンサ
ーカメラ２、回転ステージ３、センサーコントローラ
（プログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ））４、カメ
ラコントローラ５、反射板６、第１の光電センサー７、
第２の光電センサー８、色識別センサー９、センサーア
ンプ１０，１１，１２が設置されている。また、回転ス
テージ３にロータリーエンコーダ１４が接続されてい
る。ロータリーエンコーダ１４は回転ステージ３の回転
角度に応じてパルス信号を発生し、発生したパルス信号
は上記センサーコントローラ（ＰＬＣ）４に入力され
る。

【００４９】本実施例による動作例を図９のタイムチャ
ートにより説明する。対象物１を搭載した回転ステージ
３の回転により、色識別センサー９によるＯＮ／ＯＦＦ
波形（図９（１））、および第１の光電センサー７およ
び第２の光電センサー８による信号波形（図９（２）お
よび（３））が得られるものとする。また、ロータリー
エンコーダ１４により図９（４）に示すパルス信号が得
られるものとする。

【００５０】第１の光電センサー７は時刻Ｔ３にＯＮと
なり、反射板６の幅に応じてｄ３の時間だけＯＮ状態が
継続する。また、第２の光電センサー８は第１の光電セ
ンサー７に遅れてそのＯＮ状態の間の時刻Ｔ４にＯＮと
なり、同様にＯＮ状態が時間ｄ３だけ持続する。回転ス
テージ３の１回転後の時刻Ｔ５およびＴ６についても同
様である。さて、第１の光電センサー７がＯＮの状態で
第２の光電センサー８がＯＦＦからＯＮに変化する時刻
としてＴ４を検出する。そして、対象物１が１回転し、
次に第１の光電センサー７がＯＮの状態で第２の光電セ
ンサー８がＯＦＦからＯＮに変化する時刻としてＴ６を
検出する。

【００５１】色識別センサー９による信号（図９
（１））がＯＮの状態でパルス信号（図９（４））がＯ
Ｎとなる回数を、センサーコントローラ４において、時
刻Ｔ４から時刻Ｔ６までカウントする。図９（５）に示
すように、ここでは時刻Ｔ４からＴ６までを６つの時間
ブロックに分割し、各ブロックにおいて上記のパルス数
をカウントするようになっている。この例では、第１ブ
ロックから第６ブロックまでのパルス数は、各々、３，
６，８，５，５，３のように計測される。

【００５２】続いて、ブロックの中で計測パルス数が最
大のブロックを選択する。図９の例では、Ｎｏ．３のブ
ロックが選択される。さて、Ｎｏ．３のブロックの計測
開始時刻をＴ７とする。最大パルス数を有するブロック
のナンバーが確定すると、時刻Ｔ４から時刻Ｔ７までの
時間ｄ４、および、時間ｄ４の間にロータリーエンコー
ダ１４から出力されるパルス数Ｐ４が確定する。

【００５３】時刻Ｔ５から回転ステージ３は２回転目の
回転を行なうが、時刻Ｔ６から開始して、Ｐ４番目のパ
ルス発生時刻Ｔ８において、センサーコントローラ４は
出力信号をＯＮにする（図９（６））。この出力信号が
画像入力開始信号であり、時刻Ｔ８から、ラインセンサ
ーカメラ２の走査が開始し、画像信号が外部の画像メモ
リに転送される。

【００５４】この方法によれば、対象物１の位置決めの
手段を設けておらず、フリーに回転させていても、１回
転目で所定の絵柄の位置を検出し、２回転目の信号を出
力することができるので、常に所定の絵柄領域を画像入
力することができる。

【００５５】上記においては、時間ブロックの時間幅を
短くすることで、入力開始信号出力タイミングの精度を
向上させることができる。また、安定した絵柄の位置で
出力信号を得るためには、予め、色識別センサー９の観
測位置を設定しておく必要がある。

【００５６】なお、２回転目（２回転目以降でもよい）
において画像入力開始信号を出力するタイミングを、時
刻Ｔ６から開始してＰ４番目のパルス発生時とするのみ
ならず、単に、時刻Ｔ６からｄ４時間後に信号を出力す
るようにしてもよい。

【００５７】また、上記説明では各ブロックにおける計
測パルス数の処理において、パルス数が最大となるブロ
ックを選択したが、パルス数最大のブロックを選択する
方法に限らず、パルス数最小のブロックを選択したり、
パルス数がＮ₁以上、Ｎ₂以下の条件で最も先頭のブロッ
クを選択するなど、選択方法は任意に決定することがで
きる。

【００５８】上記ブロックの他の選択方法の例を図１０
のタイムチャートに示す。この例では、色識別センサー
９による絵柄に応じた信号（図１０（１））および各時
間ブロックにおける計測パルス数（図１０（２））が得
られているとする。光電センサーがＯＮとなるタイミン
グから、時刻Ｔ１および次の回転に移る時刻Ｔ２が得ら
れるものとする。パルス数の計測は、１回転目で、時刻
Ｔ１から時刻Ｔ２まで行なわれる。パルス数はブロック
Ｎｏ．７およびＮｏ．８で最大となっている。ブロック
Ｎｏ．７の前でパルス数がゼロとなるブロックＮｏ．３
を起点として、予め設定した数のパルスがＯＮとなるタ
イミングで信号を出力するようにする。例えば、このパ
ルス数を７とすると、ブロックＮｏ．３から数えて計測
される７番目のパルスの位置（時刻Ｔ）を信号出力の位
置と決定する。このパルス位置は、先頭のブロック即ち
時刻Ｔ１から数えると、１１番目のパルスである。Ｎ
ｏ．４ブロックの計測開始時刻から時刻Ｔまでの時間を
ｄとし、Ｎｏ．１のブロックの計測開始時刻から時刻Ｔ
までの時間をｄ０とする。さて、画像入力開始信号は回
転ステージ３の２回転目に出力されるが、１回転目での
計測結果に基づき、時刻Ｔ２を起点として、１１番目の
計測パルスのタイミングで出力信号をＯＮとすればよい
ことになる。即ち、時刻Ｔ２を起点として、ｄ０時間後
に画像入力開始信号を出力する。ロータリーエンコーダ
１４から得られるパルス数により出力タイミングを決定
するようにしてもよく、この場合は、ｄ０時間内に発生
されるパルス数が２回転目の移動に先だって解っている
ので、このパルス数をｐとすると、時刻Ｔ２からｐパル
ス目の時間に画像入力開始信号を出力すればよい。

【００５９】前述の図４に示す構成によっても、図９で
示した第４の実施例による曲面画像入力方法が実現でき
る。前述と同様に、色識別センサーによる信号を、ライ
ンセンサーカメラ２を用いた画像処理により得ることが
できる。即ち、画像処理の結果により、画像処理部１３
から図９（１）の絵柄に応じた波形を出力する。この波
形と、光電センサー信号波形およびパルス信号を用いた
処理により、上記第４の実施例による方法と同様に、１
回転目で所定の時間ブロックを決定し、２回転目で所定
の時間に信号を出力することができる。

【００６０】上述の説明で画像入力の対象としては、断
面形状が円である円筒物体の印刷面としたが、これに限
らず、楕円や任意の断面形状を有する物体を対象として
もよいし、通常の平面を対象としてもよい。対象物体形
状に応じてステージを移動させる機構を設けることによ
り、任意の物体の絵柄面をラインセンサーカメラで入力
できる。ラインセンサーカメラと走査する絵柄面のライ
ンとの距離が一定でない場合（例えば楕円体）は、回転
ステージの回転機構（例えば楕円のカムを使う等）、あ
るいは、入力信号についての距離の補正が必要となる。
また、対象物とラインセンサーカメラの距離が一定であ
ってもラインセンサーカメラと絵柄面の両端の距離が異
なる場合（例えば円錐体）にも、その分についての距離
の補正は回転ステージの回転機構（例えば回転軸を斜め
にする等）、あるいは、入力信号についての補正の処理
により行う必要がある。

【００６１】上述の説明では、画像取り込みにラインセ
ンサーカメラを用いたが、１ラインに撮像素子の配置さ
れたセンサーのみならず、複数のライン素子を配置した
エリア型のセンサーを用いて、特定のラインの濃度信号
を出力したり、複数のライン間について処理を行なった
結果を出力するようにしてもよい。

【００６２】また、色識別センサーとしては１個のセン
サーを使用する方法のみならず、例えば、図１１に示す
絵柄のラインＡおよびラインＢに対して、各々、色識別
センサーＡおよび色識別センサーＢを設置した場合、図
１２に示すような動作タイムチャートが得られる。色識
別センサーＡおよびＢにより得られる信号を図１２
（１）および（２）に示す。また、センサーコントロー
ラ内の第１の一時記憶としては、色識別センサーＡがＯ
ＦＦからＯＮに変化する時点から時間ｄ１０の間だけＯ
Ｎとなり、第２の一時記憶としては、同様に色識別セン
サーＢがＯＦＦからＯＮに変化する時点から時間ｄ１０
の間だけＯＮとなるものとする。センサーコントローラ
から出力する画像入力開始信号は図１２に示すように、
第１の一時記憶および第２の一時記憶がともにＯＮとな
る場合に出力される。このように、絵柄によって、複数
の色識別センサーを配置して、出力信号の動作をプログ
ラムしてもよい。なお、色識別センサーの配置位置も任
意の設定が可能である。

【００６３】色識別センサーの観測に適した観測位置を
設定する場合に、１つの色識別センサーの観測位置を移
動させて使用するのみならず、予め、複数の色識別セン
サーを配置しておいて、使用する色識別センサーを選択
するようにしてもよい。

【００６４】また、色識別センサーに代えて、ラインセ
ンサーカメラと画像処理部によりＯＮ信号を出力する場
合も、単一のラインについてのみ観測するのみならず、
複数のラインについて観測を行なうようにしてもよい。

【００６５】上述の説明では、ラインセンサーカメラに
よる画像入力にあたり、回転ステージに乗った対象物を
回転させるなど、対象物を移動させる方法であったが、
これに限定されず、ラインセンサーカメラを移動させる
ことにより２次元画像を得ることも可能である。この場
合は、絵柄の変化に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する
色識別センサーも、ラインセンサーカメラと一体として
移動させるようにすればよい。

【００６６】また、画像入力を行なうラインセンサーカ
メラの個数は任意の設定が可能であり、任意の方向から
対象物を観測するように配置することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明の第１およ
び第４の曲面画像入力方法および装置によれば、対象物
またはラインセンサーカメラ等の移動動作により画像入
力観測面が対象物曲面に一定の距離で沿う動作を行な
い、対象物曲面の濃度レベルを観測して濃度レベル変化
を検出し、これに基づいて画像入力開始信号を出力し、
これをトリガとしてラインセンサーカメラ等による走査
を開始するという極めて簡易な構成により、２次元画像
を得ることができる。

【００６８】また、本発明の第３および第６の曲面画像
入力方法および装置によれば、対象物またはラインセン
サーカメラ等の移動の際に、移動量をパルス数に変換す
る手段を設けておき、基準観測開始位置から絵柄の濃度
レベルの観測を開始して、観測濃度レベルの値が予め設
定した条件に合致する場合に、上記パルス数の計測を濃
度レベルの変化サイクル毎、もしくは所定時間毎等のブ
ロック毎に、対象物またはラインセンサーカメラ等の１
サイクル分の移動にわたって行なって保持し、そのブロ
ックのパルス数について予め設定した条件を有するブロ
ックを選出することで、基準観測開始位置からのパルス
数あるいは経過時間が得られ、続いて、２サイクル目以
降の移動時に、基準観測開始位置から上記の通り得られ
たパルス数あるいは経過時間の経過時に、画像入力開始
信号を出力し、これをトリガとして、ラインセンサーカ
メラ等による走査を開始するという極めて簡素な構成に
より、２次元画像を得ることができる。

【００６９】また、本発明の第２の曲面画像入力方法に
よれば、特に、濃度レベルの変化点で画像入力開始信号
を出力し、それをトリガとして画像入力を開始させるよ
うにしたので、より一層簡素な構成で曲面画像を入力す
ることができる。

【００７０】また、本発明の第５の曲面画像入力装置に
よれば、特に、ラインセンサーカメラを濃度レベルセン
サーを兼ねるようにしたので、より一層簡素な構成で曲
面画像を入力することができる。

【００７１】以上の通り、簡素な構成で曲面の絵柄の２
次元画像を獲得することができるが、さらに、それぞれ
の発明は、画像入力開始信号により画像入力開始位置が
指定されるので、対象物のラフな位置決めを行なうだけ
で、あるいは、対象物の画像取り込み開始位置の位置決
めを行なうこと無く、対象物の印刷面の特定の絵柄領域
の画像を安定して入力することができるという、優れた
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図であって、円筒
対象物の絵柄をラインセンサーカメラにより入力する方
法および装置を示す説明図である。

【図２】上記第１の実施例の対象物の曲面に印刷された
絵柄の例を示す図である。

【図３】上記第１の実施例における色識別センサーおよ
び光電センサーの信号を用いて画像入力開始信号を得る
ための動作タイムチャートである。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図であって、ライ
ンセンサーカメラの算出領域に対する画像処理により発
生させた絵柄のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて画像入力開始
信号を得る方法の説明図である。

【図５】上記第２の実施例における展開した絵柄の算出
領域を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示す図であって、ロー
タリーエンコーダによるパルス信号を用いて画像入力開
始信号を出力する方法の説明図である。

【図７】上記第３の実施例の動作例を示す図であって、
ロータリーエンコーダによるパルス信号を用いて画像入
力開始信号を出力するための動作例のタイムチャートで
ある。

【図８】上記第３の実施例のパルスの計測アドレスを示
すテーブルである。

【図９】本発明の第４の実施例を示す図であって、ロー
タリーエンコーダによるパルス信号を用いて画像入力開
始信号を出力するための動作例のタイムチャートであ
る。

【図１０】上記第４の実施例における絵柄に対するＯＮ
／ＯＦＦ信号とデータブロック内の計測パルス数を用い
て画像入力開始信号の出力タイミングを決定する方法に
ついて説明する動作タイムチャートである。

【図１１】本発明における複数の色識別センサーを用い
る場合の絵柄の例を示す図である。

【図１２】本発明における複数の色識別センサーを用い
る場合のＯＮ／ＯＦＦ信号の動作タイミングを示すタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１…対象物 ２…ラインセンサーカメラ ３…回転ステージ ４…センサーコントローラ ５…カメラコントローラ ６…反射板 ７，８…光電センサー ９…色識別センサー １０，１１，１２…センサーアンプ １３…画像処理部 １４…ロータリーエンコーダ

フロントページの続き (72)発明者 久保田 洋一 東京都新宿区西新宿８丁目14番24号 エ ヌ・ティ・ティ・ファネット・システムズ 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の曲面絵柄の展開画像を入力する
   方法において、 画像入力観測面が該対象物曲面に一定の距離を保って沿
   うように前記画像入力観測面と前記対象物とを相対的に
   移動動作させる第１の段階と、 前記対象物曲面の濃度レベルを観測して該濃度レベルの
   変化を検出し該検出した濃度レベルに基づいて画像入力
   開始信号を出力する第２の段階と、 前記画像入力開始信号をトリガとして前記画像入力観測
   面の走査を開始することにより前記対象物の曲面絵柄の
   ２次元画像を得る第３の段階と、 を有することを特徴とする曲面画像入力方法。
2. 【請求項２】 第２の段階において、濃度レベルの任意
   の変化点を検出し、該変化点で画像入力開始信号を出力
   することを特徴とする請求項１記載の曲面画像入力方
   法。
3. 【請求項３】 第１の段階において、画像入力観測面と
   対象物とを相対的に移動動作させる際に該移動動作量を
   パルス数に変換して出力し、 第２の段階において、まず、予め設定した、あるいは、
   任意に設定された基準観測開始位置から濃度レベルの観
   測を開始して、濃度レベルの変化を前記観測した濃度レ
   ベルの値が予め設定した条件に合致することで検出し、
   該濃度レベルの変化を検出した場合には前記濃度レベル
   の変化のブロック毎にあるいは所定時間のブロック毎に
   前記パルス数を計測し、該計測を前記画像入力観測面と
   前記対象物との相対的な移動動作の１サイクルにわたっ
   て行って保持し、次に、前記保持された濃度レベルの変
   化の中で予め設定した条件を有するブロックを選出し、
   次に、前記選出したブロックの前記基準観測開始位置か
   らのパルス数あるいは経過時間を算出し、次に、２サイ
   クル目以降の前記画像入力観測面と対象物の相対的な移
   動動作時に前記基準観測開始位置から前記算出されたパ
   ルス数あるいは経過時間の経過時に画像入力開始信号を
   出力することを特徴とする請求項１記載の曲面画像入力
   方法。
4. 【請求項４】 曲面絵柄を有する対象物の該曲面を観測
   するように配置したラインセンサーカメラと、 前記ラインセンサーカメラと前記対象物の対象物曲面が
   一定距離を保って沿うように移動動作を行なう移動機構
   と、 相対的の移動動作される対象物曲面を観測するように配
   置した濃度レベルセンサーと、 前記濃度レベルセンサーにより濃度レベル変化を検出し
   該検出した濃度レベルの変化に基づいて画像入力開始信
   号を出力する制御手段と、 前記画像入力開始信号のカメラコントローラへの入力を
   トリガとして前記ラインセンサーカメラによる走査を開
   始するカメラ操作手段と、 を有することを特徴とする曲面画像入力装置。
5. 【請求項５】 濃度レベルセンサーは、対象物曲面を観
   測するラインセンサーカメラを兼ねるラインセンサーカ
   メラの出力から該対象物曲面の濃度レベルを観測する画
   像処理部を有してなることを特徴とする請求項４記載の
   曲面画像入力装置。
6. 【請求項６】 ラインセンサーカメラと対象物曲面が一
   定距離を保って沿うように移動動作を行なう移動機構
   は、前記ラインセンサーカメラまたは対象物の移動動作
   量をパルス数に変換する手段を有し、 制御手段は、任意に設定され基準観測開始位置から濃度
   レベルセンサーによる観測を開始し該観測した濃度レベ
   ルの値が予め設定した条件に合致する場合に、前記パル
   ス数の計測を行なってデータメモリの各ブロックに格納
   する処理を、前記対象物またはラインセンサーカメラの
   １サイクル分の移動にわたって行なう手段と、前記デー
   タメモリ内のブロックのパルス数について予め設定した
   条件を有するブロックを選出することにより、該ブロッ
   クの前記基準観測開始位置からのパルス数あるいは経過
   時間を算出する手段と、２サイクル目以降の前記対象物
   あるいはラインセンサーカメラの移動動作時に前記基準
   観測開始位置から前記算出されたパルス数あるいは経過
   時間の経過時に画像入力開始信号を出力する手段と、を
   有することを特徴とする請求項４または請求項５記載の
   曲面画像入力装置。