JPH09134608A - 撮像用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの照明装置照明によって照明の方向や面
積をきめ細かく可変設定し、被撮像物に応じて適切な照
明条件を実現すること。 【解決手段】 光源３と、光源３の前方に配置されて複
数個のセグメント７を備え、各セグメント７に対する電
圧印加を個別に選択設定されることにより光透過部Ｃと
光遮断部Ｄとを創生して所定の投光パターンを形成する
液晶パネル５とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、撮像用照明装置
に関し、特にテレビカメラを撮像手段（入力手段）とし
て用いて工具、機械部品の形状測定や外観検査を行う画
像処理システムなどにて使用される撮像用照明装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビカメラを撮像手段として使用する
画像処理システムにおいて、被撮像物に光を照射してこ
れの照明を行う撮像用照明装置は、電球や蛍光灯などを
光源として被撮像物を直接照明あるいは間接照明する。

【０００３】図７は工具の損傷検査における撮像用照明
装置の従来例を示している。撮像用照明装置は、テレビ
カメラ５１の両側に配置された蛍光灯５３と反射鏡５５
とを有し、テレビカメラ５１の前方に配置された被撮像
物である工具Ｔを照明する。

【０００４】工具の損傷検査においては、テレビカメラ
５１によって撮像された工具Ｔの刃先部分をモニタ装置
に拡大して画像表示し、作業者の目視により欠損部の有
無を調べたり、その画像データをコンピュータに取り込
んで画像処理を行い、パターン認識技術などを使用して
欠損部の有無を検出することが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のような撮像にお
いて得られる画像の品質は照明の仕方に依存することが
大きいことは従来よりよく認識されていることであり、
被撮像物に対する光照射の角度、照射位置（領域）は、
必要とする高品質の画像、例えば工具の欠損の有無を調
べるのに好適な画像を得るために、被撮像物の形状や大
きさ等に応じて個々に好適条件を選定されなけばならな
い。

【０００６】このため、従来は、作業者が光源やテレビ
カメラの位置や角度をマニュアルにより動かし、調整す
ることが行われている。この調整作業は面倒であり、し
かも、このように調整が行われても、被撮像物が別のも
のになると、再度、調整し直す必要がある。

【０００７】このことに鑑みて、各々個別に照明条件を
設定された複数個の照明装置を準備し、被撮像物に応じ
て照明装置を切り換え使用することが考えられている
が、この場合には装置が大型化し、また高価なものにな
る。

【０００８】また、従来の照明装置は、何れのものも照
明の方向と面積とをきめ細かく可変設定することはでき
ない。図８はフライス工具を正面より撮像して得られた
画像をプリントしたものであり、フライス工具は同心円
上に６個のチップＡを有している。図９はチップの欠損
検査や工具長測定の自動化を目指して従来の照明装置に
よって照明してフライス工具を正面より撮像した結果を
示している。この撮像結果では、チップに比べて工具中
央部分が明るく照明され、重要なチップ部分が鮮明な画
像になっていないことが解る。

【０００９】図１０はドリル工具を正面より撮像して得
られた画像をプリントしたものであり、符号Ｂがドリル
工具本体で、その周りの円環状画像はドリル工具のホル
ダ等である。図１１はドリル先端のエッジ部分の欠損検
査や摩耗量測定の自動化を目指して従来の照明装置によ
って照明してドリル工具を正面より撮像した結果を示し
ている。この撮像結果では、ドリル工具に比べてその周
辺部が明るく照明され、重要なドリル先端部分が鮮明な
画像になっていないことが解る。

【００１０】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、一つの照明装置によって照明の方
向や面積をきめ細かく可変設定でき、被撮像物に応じて
適切な照明条件を実現する撮像用照明装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明の請求項１による撮像用照明装置は、光
源と、前記光源の前方に配置されて複数個のセグメント
を備え、各セグメントに対する電圧印加を個別に選択設
定されることにより光透過部と光遮断部とを創生して所
定の投光パターンを形成する液晶パネルとを有してい
る。

【００１２】この発明による撮像用照明装置では、液晶
パネルの各セグメントに対する電圧印加を個別に選択設
定されることにより、液晶パネルが各セグメントを一つ
のピクセルとして光透過部と光遮断部とを創生する。光
源が放つ光線は、この液晶パネルの光透過部を透過し、
光遮断部では遮光されるから、光透過部の位置、面積、
形状の調整により、所定の投光パターンをもって照明の
方向や面積がきめ細かく可変設定される。

【００１３】また上述の目的を達成するために、この発
明の請求項２による撮像用照明装置は、請求項１に記載
の撮像用照明装置において、投光パターンに応じて電圧
印加するセグメントと電圧印加しないセグメントとを定
義した投光パターンデータを複数種類記憶する投光パタ
ーンデータ記憶手段と、外部より選択信号を与えられる
ことにより前記投光パターンデータ記憶手段より読み出
された投光パターンデータに従って前記液晶パネルの各
セグメントに対する電圧印加を制御する制御装置を有し
ている。

【００１４】この発明による撮像用照明装置では、選択
信号が与えられることにより投光パターンデータ記憶手
段より投光パターンデータが読み出され、この投光パタ
ーンデータに従って液晶パネルの各セグメントに対する
電圧印加のパターンが自動設定される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。

【００１６】図１はこの発明による撮像用照明装置の一
つの実施の形態を示している。図１において撮像用照明
装置は符号１により示されている。撮像用照明装置１
は、電球等による光源３と、光源３の前方に配置された
液晶パネル５とを有している。

【００１７】液晶パネル５は、ネマティック方式の液晶
シャッタのようなものであり、縦横に複数個の矩形のセ
グメント７をマトリックス状に有し、各セグメント７に
対する電圧印加を個別に選択設定されることにより、光
透過部Ｃと光遮断部Ｄとを創生して所定の投光パターン
を形成する。工具Ｔの検査のための撮像では、一つのセ
グメント７の大きさは投光パターンが形成される工具上
で３ｍｍ×３ｍｍ程度であってよく、セグメント７の配
列個数は、横１００、縦８０程度であればよい。

【００１８】各セグメント７に対する電圧印加を個別に
選択設定されることにより、液晶パネル５は各セグメン
ト７を一つのピクセルとして光透過部Ｃと光遮断部Ｄと
を創生する。光源３が放つ光線は、液晶パネル５の光透
過部Ｃを透過して被撮像物である工具Ｔに到達するが、
光遮断部Ｄでは遮光される。

【００１９】これにより工具Ｔにおいて、光遮断部Ｄに
対応する部分は暗部になり、光透過部Ｃに対応する部分
のみが照明される。即ち、光透過部Ｃの形状に応じた投
光パターンをもって照明が行われ、光透過部Ｃの位置、
面積、形状の調整により照明の方向や面積がきめ細かく
可変設定できる。

【００２０】なお、図１において、符号９は、ＣＣＤな
どによるテレビカメラであり、工具Ｔの撮像を行う。

【００２１】図２はこの発明による撮像用照明装置の制
御系の一つの実施の形態を示している。

【００２２】この制御系は、投光パターンに応じて電圧
印加するセグメント７と電圧印加しないセグメント７と
を定義した投光パターンデータを複数種類記憶した投光
パターンデータ記憶装置１１と、外部より選択信号を与
えられることにより投光パターンデータ記憶装置１１よ
り投光パターンデータを読み出し、その投光パターンデ
ータに従って液晶パネル５の各セグメント７に対する電
圧印加を制御する制御装置１３とを有している。

【００２３】この実施の形態では、投光パターンデータ
記憶装置１１は各工具の種類やサイズ毎に投光パターン
データを格納しており、工具に装着されているツールＩ
Ｄと称されている工具認識装置より工具認識信号を選択
信号として制御装置１３に入力されることにより、制御
装置１３が撮像対象の工具に対応する投光パターンデー
タを投光パターンデータ記憶装置１１より読み出し、そ
の投光パターンデータに従って液晶パネル５の各セグメ
ント７に対する電圧印加を制御する。

【００２４】これにより光透過部Ｃの位置、面積、形状
が工具認識信号により特定される工具に応じたものに自
動設定される。

【００２５】なお、この投光パターンデータの呼び出
し、換言すれば投光パターンの選択設定は、工具認識信
号による以外に、作業者によるキースイッチ操作により
マニュアル設定することも可能である。

【００２６】図３は図４に示されているような投光パタ
ーンを液晶パネル５により生成して照明を行った場合の
フライス工具の撮像結果を示している。この投光パター
ンでは、中央部に円形の光遮断部Ｄがあることから、工
具中央部分が暗部になり、その周りにあるチップ部分を
鮮明に浮かび上がらせた画像が得られる。これにより全
体の画像よりチップ部分のみを取り出し、チップの欠損
等を観察することが容易に行われ得るようになる。

【００２７】図５は図６に示されているような投光パタ
ーンを液晶パネル５により生成して照明を行った場合の
ドリル工具の撮像結果を示している。この投光パターン
では、中央部にのみ円形の光透過部Ｃがあることから、
工具中央部分以外は暗部になり、工具中央部分が重点的
に照明され、工具中央部分、即ちドリル刃先部が鮮明に
撮像される。これによりドリル刃先の欠損の観察が容易
に行われ得るようになる。

【００２８】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定
されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施
の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１による撮像用照明装置によれば、液晶パネルの各セグ
メントに対する電圧印加を個別に選択設定されることに
より液晶パネルが各セグメントを一つのピクセルとして
光透過部と光遮断部とを創生するから、光透過部の位
置、面積、形状の調整によって一つの照明装置で照明の
方向や面積がきめ細かく可変設定でき、各被撮像物に応
じて適切な照明条件を実現することができる。

【００３０】請求項２による撮像用照明装置によれば、
選択信号が与えられることにより投光パターンデータ記
憶手段より投光パターンデータが読み出され、この投光
パターンデータに従って液晶パネルの各セグメントに対
する電圧印加のパターンが自動設定されるから、各被撮
像物に応じた適切な照明条件を選択信号の入力だけで実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による撮像用照明装置の一つの実施の
形態を示す概略構成図である。

【図２】この発明による撮像用照明装置の制御系の一つ
の実施の形態を示すブロック線図である。

【図３】この発明による撮像用照明装置を使用した場合
のフライス工具の撮像結果を示す説明図である。

【図４】この発明による撮像用照明装置においてフライ
ス工具を撮像する場合の液晶パネルの投光パターンを示
す説明図である。

【図５】この発明による撮像用照明装置を使用した場合
のドリル工具の撮像結果を示す説明図である。

【図６】この発明による撮像用照明装置においてドリル
工具を撮像する場合の液晶パネルの投光パターンを示す
説明図である。

【図７】従来の撮像用照明装置を示す構成図である。

【図８】フライス工具を正面より撮像して得られた画像
のプリント例を示す説明図である。

【図９】従来の撮像用照明装置を使用した場合のフライ
ス工具の撮像結果を示す説明図である。

【図１０】ドリル工具を正面より撮像して得られた画像
のプリント例を示す説明図である。

【図１１】従来の撮像用照明装置を使用した場合のドリ
ル工具の撮像結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 撮像用照明装置 ３ 光源 ５ 液晶パネル ７ セグメント ９ テレビカメラ １１ 投光パターンデータ記憶装置 １３ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源の前方に配置されて複
   数個のセグメントを備え、各セグメントに対する電圧印
   加を個別に選択設定されることにより光透過部と光遮断
   部とを創生して所定の投光パターンを形成する液晶パネ
   ルとを有していることを特徴とする撮像用照明装置。
2. 【請求項２】 投光パターンに応じて電圧印加するセグ
   メントと電圧印加しないセグメントとを定義した投光パ
   ターンデータを複数種類記憶する投光パターンデータ記
   憶手段と、外部より選択信号を与えられることにより前
   記投光パターンデータ記憶手段より読み出された投光パ
   ターンデータに従って前記液晶パネルの各セグメントに
   対する電圧印加を制御する制御装置を有していることを
   特徴とする請求項１に記載の撮像用照明装置。