JPWO2018020638A1

JPWO2018020638A1 - 撮像装置、撮像システム及び撮像処理方法

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Publication number: JPWO2018020638A1
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Inventors: 信夫大石
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Abstract

撮像装置２０は、撮像部２２とワークＷ（対象物）とが相対的に移動しながらワークＷを撮像する。この撮像装置２０は、撮像部２２が撮像した第１解像度の画像内にワークＷを検出する粗検出部２７と、第１解像度で撮像部２２に画像を撮像させ、粗検出部２７によりワークＷが第１解像度の画像内に検出されたときには、ワークＷが所定位置に至るタイミングで第１解像度よりも高い第２解像度で撮像部２２に画像を撮像させ、制御装置４０へ撮像した第２解像度の画像を出力し、その後、第１解像度で撮像部２２に画像を撮像させるＣＰＵ３０と、を備える。

Description

本発明は、撮像装置、撮像システム及び撮像処理方法に関する。

従来、撮像装置としては、例えば、動画の記録が指示された場合に、第１の駆動方法で撮像素子を駆動して得られた画像データを記録し、動画記録中に静止画の撮影が指示された場合に、第１の駆動方法と画角が等しくフレームレートが高い第２の駆動方法で撮像素子を駆動し、焦点調節処理を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、焦点調節後に第１の駆動方式よりも高解像度の第３の駆動方法で静止画を撮像する。この装置では、静止画撮影用のＡＦ動作をより短時間で完了できるとしている。

特開２００８−１４１２３６号公報

ところで、このような撮像装置では、移動する対象物を撮影する場合がある。上述した特許文献１に記載された装置では、動画及び静止画の撮像開始は、使用者が入力するものであり、その入力が適切なタイミングに行うことができないときには、対象物の適切な画像が得られないことがあった。このように、撮像装置では、撮像部と対象物とが相対的に移動する場合において、より適切な対象物の画像を得ることが望まれていた。

また、撮像対象物との相対速度が大きい撮像装置では、より高速なフレームレートでの撮像が必要となる。それに対応する為に、高速イメージセンサーとその信号伝送用の高速インターフェース、さらに画像処理、制御を行うための高速なＣＰＵ等が必要となり、高速撮像、高速画像処理を行う為のシステムは、専用の高価で大規模なものが必要となる事が多い。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、撮像部と対象物とが相対的に移動する場合において、より適切な対象物の画像を得ることができる撮像装置、撮像システム及び撮像処理方法を、量産デバイスで提供する事を主たる目的とする。ここで提供する手法によって、対象物との相対速度が大きい場合に必要な時間分解能(フレームレート)に加えて、その時に得られる画像の解像度、或いは、画像処理結果の精度としての空間分解能の双方を同時に高く保つ事ができる。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本明細書で開示する撮像装置は、
撮像部と対象物とが相対的に移動しながら前記撮像部が前記対象物を撮像する撮像装置であって、
前記撮像部が撮像した第１解像度の画像内に前記対象物を検出する検出部と、
前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、前記検出部により前記対象物が前記第１解像度の画像内に検出されたときには、前記対象物が所定位置に至るタイミングで前記第１解像度よりも高い第２解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、制御装置へ前記撮像した第２解像度の画像を出力し、その後、前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させる制御部と、
を備えたものである。

この装置では、第１解像度で撮像部に画像を撮像させ、対象物が第１解像度の画像内に検出されたときには、対象物が所定位置に至るタイミングで第１解像度よりも高い第２解像度で撮像部に画像を撮像させ、制御装置へ撮像した第２解像度の画像を出力する。一般的に、撮像装置において、高解像度の画像を継続して撮像すると必然的にフレームレートが低下するため、画像転送中に対象物が通り過ぎるなど、移動する対象物を適切に検出しにくい場合がある。一方、この装置では、対象物を検出する際には低解像度の画像を撮像し、対象物を検出したあとにはこの対象物をより高解像度の画像で撮像する。このため、この装置では、撮像部と対象物とが相対的に移動する場合において、より適切な対象物の画像を得ることができ、かつ、その高解像度画像を使って、主目的の画像処理を行う行為、高精度な検出が可能となる。

撮像システム１０の一例を表す概略説明図。撮像処理ルーチンの一例を示すフローチャート。撮像装置２０での撮像結果を経時的に表す説明図。画像サイズや転送時間などの経時的変化の一例を表す説明図。画像転送の一般例と本実施形態の一例を示す説明図。対象物判定処理ルーチンの一例を示すフローチャート。

本発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の一例である撮像システム１０の概略説明図である。撮像システム１０は、撮像部２２に対して相対的に移動する対象物であるワークＷを撮像装置２０が撮像し、撮像結果に基づいて、ワークＷの外観状態を検査する装置として構成されている。撮像システム１０は、ワーク検査装置１１と、制御装置４０とを備えている。ワークＷは、撮像する対象物であればどのようなものであってもよいが、例えば、食品、化学品、部品などが挙げられる。部品としては、機械部品、電気部品、電子部品、化学部品などが挙げられ、例えば、ボルト、ナット、ワッシャ、ねじ、釘及びリベットなどのうち１以上の締結部材としてもよい。ここでは、ワークＷの具体例としてボトルを用いて説明する。なお、撮像システム１０における、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りである。

ワーク検査装置１１は、垂直多関節ロボットとして構成された多軸ロボットである。このワーク検査装置１１は、撮像ヘッド１２、第１アーム１３、第２アーム１４、基台１５、採取部１６及び搬送部１８を備えている。撮像ヘッド１２は、第１アーム１３の先端に回動可能に装着されており、その下面にはワークＷを撮像する撮像装置２０が配設されている。第２アーム１４は、一端側に配設された第１アーム１３を支持すると共に、他端側に基台１５が配設されている。第１アーム１３、第２アーム１４及び基台１５は、図示しないモータによって駆動される。採取部１６は、ワークＷを挟み込んで採取する部材であり、撮像ヘッド１２の下面側に配設されている。この採取部１６は、検査結果に応じて、不具合のあるワークＷを搬送部１８上から除去するのに用いられる。搬送部１８は、ワークＷを一定速度で搬送するベルトコンベアである。

撮像装置２０は、可変焦点レンズ２１、撮像部２２、出力インタフェース２６、粗検出部２７、フォーカス評価演算部２８、ＣＰＵ３０及び駆動部３４を備える。撮像部２２は、撮像素子２３、撮像処理部２５、信号検出部３１、同期部３２及び読出制御部３３を備える。撮像部２２は、可変焦点レンズ２１を通過した光を受光して画像データを生成するモジュールである。撮像素子２３は、光を受光しその光を光電変換して各々の画素に対応する画像信号を生成する。撮像素子２３は、例えばＣＭＯＳイメージセンサとしてもよい。撮像素子２３は、上下左右の４つの画素の信号を加算して１つの画素の信号として読み出すビニング処理や、画素の信号をライン単位で読み飛ばすデシメーション処理を行い、画素を間引くことが可能な構成を有する。この撮像装置２０では、デシメーション処理時に、ライン方向に並ぶ画素の信号を読み飛ばすか、画素の加算を行うことにより縦横の解像度を合わせる間引き処理部を備えるものとしてもよい。読出制御部３３がその時の読み出しタイミングの制御を行う。図４に一例を示す画像サイズ／フレームレートで撮像素子２３の駆動タイミングを読出制御部３３が制御する。この撮像素子２３は、例えば、２Ｇｂｐｓ以上の伝送性能を有するものとしてもよい。撮像処理部２５は、撮像素子２３から入力した画像信号から画像データを生成する。この撮像処理部２５は、間引き処理を行った場合、最も高い解像度（第２解像度）よりも小さい第１解像度の画像を生成する。間引き処理としてビニング処理を行った場合、この第１解像度の画像は、例えば、ＶＧＡ（６４０×４８０画素）サイズの画像としてもよい。また、撮像処理部２５は、間引き処理を行わない場合、最も高い第２解像度（例えば１２８０×９６０画素など）で画像を生成する。この第２解像度は、第１解像度の４倍以上であるものとしてもよい。

出力インタフェース２６は、撮像処理部２５で生成した画像データを制御装置４０へ出力する。この撮像装置２０では、解像度がより低い第１解像度のデータは、撮像装置２０内部で利用し、より解像度の高い第２解像度の画像データを制御装置４０へ出力する。粗検出部２７は、撮像部２２が撮像した第１解像度の画像内に対象物であるワークＷを検出するものである。粗検出部２７は、予め登録された基準画像であるテンプレートとの適合率に応じて画像内にあるワークＷを検出する。この粗検出部２７は、ワークＷが撮像範囲内のどこに存在するのかを監視するため、最高フレームレート（例えば１０００ｆｐｓ）においても１フレーム（１ｍｓ）以内にサーチを完了させる能力を有している。粗検出部２７は、例えば、ワークＷの局所領域（セル）の輝度の勾配方向及び勾配強度を含むＨＯＧ（Histograms of Oriented Gradients）特徴量を抽出してテンプレートとし、第１解像度の画像（入力画像）の局所領域のＨＯＧ特徴量を演算し、テンプレートとの一致度に基づいてワークＷが入力画像中にあるかを検出するものとしてもよい。フォーカス評価演算部２８は、第１解像度の画像を用いて、可変焦点レンズ２１のフォーカス値を演算する。ＣＰＵ３０は、撮像装置２０の全体を制御するものである。

信号検出部３１は、制御装置４０の同期信号発生部４３からの同期信号を検出する。同期部３２は、信号検出部３１で検出された信号に基づいて、読出制御部３３へ撮像素子２３の読出信号を出力する。読出制御部３３は、同期部３２からの読出信号に基づき、撮像素子２３のフレームレートを制御する。読出制御部３３は、最も高い第１フレームレートと、第１フレームレートよりも低い第２フレームレートで撮像素子２３から画像信号を出力させる。第１フレームレートは、例えば、８００ｆｐｓ以上、より好ましくは、１０００ｆｐｓ以上としてもよいし、第２フレームレートは、第１フレームレートの１／４以下のフレームレート（２５０ｆｐｓ以下）としてもよい。駆動部３４は、フォーカス評価演算部２８の評価結果に応じて同期部３２からの駆動信号により可変焦点レンズ２１を駆動する。

この撮像装置２０において、ＣＰＵ３０は、第１解像度且つ第１フレームレートで撮像部２２に画像を撮像させ、粗検出部２７によりワークＷが第１解像度の画像内に検出されたときには、ワークＷが所定位置に至るタイミングで第１解像度よりも高い第２解像度且つ第１フレームレートより低い第２フレームレートで撮像部２２に画像を撮像させる。続いて、ＣＰＵ３０は、制御装置４０へ撮像した第２解像度の画像を１フレーム分出力し、その後再び、第１解像度且つ第１フレームレートで撮像部２２に画像を撮像させる。

制御装置４０は、ワーク検査装置１１を制御するコンピュータである。制御装置４０は、装置全体を制御するＣＰＵ４１や、精密検出部４２、同期信号発生部４３などを備えている。精密検出部４２は、撮像装置２０で撮像された高解像度の画像を用いて、ワークＷに異常がないかを検査するものである。精密検出部４２は、ワークＷの基準画像とのマッチングにより、ワークＷについて傷、へこみ等の外観検査や寸法測定、品種判別等の画像処理を行う。同期信号発生部４３は、ワーク検査装置１１の可変焦点レンズ２１や撮像部２２、各アームなどの動作に関する同期信号を出力する。

次に、こうして構成された本実施形態の撮像システム１０の動作、まず、撮像装置２０でワークＷを撮像する処理について説明する。図２は、撮像装置２０のＣＰＵ３０が実行する撮像処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０によりワークＷの検査処理が開始されたあとＣＰＵ３０により実行される。このルーチンを開始すると、ＣＰＵ３０は、第１フレームレートで第１解像度の画像を撮像処理部２５から出力させる（ステップＳ１００）。このとき、ＣＰＵ３０は、読出制御部３３から撮像素子２３へ第１フレームレート（例えば、１０００ｆｐｓ）の読出信号を出力させ、撮像素子２３からの画像信号を撮像処理部２５へ入力させる。例えば、撮像素子２３は、ビニング処理により４つの画素の信号を加算して１つの画素の信号を出力する。撮像処理部２５は、撮像素子２３から間引きされた画像信号を入力し、例えば、ＶＧＡサイズの低解像度の画像を出力する。

次に、ＣＰＵ３０は、撮像処理部２５から入力した第１解像度の画像とワークＷの基準画像（テンプレート）との画像マッチング処理を実行する（ステップＳ１１０）。粗検出部２７は、ＨＯＧ特徴量を用いて、画像マッチング処理を実行する。撮像装置２０は、この画像マッチング処理においてＨＯＧ特徴量を用いることによって、画像検出に必要なデータ量を低減することができ、高速で対象物の検出を実現することができる。

次に、ＣＰＵ３０は、画像マッチング処理の適合率に基づいて、対象物であるワークＷを画像内に検出したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、ワークＷを画像内に検出しないときには、ステップＳ１００以降の処理を実行する。画像マッチング処理の適合率は、ワークＷが画像内にあると判定できる値に経験的に定めるものとすればよい。一方、対象物であるワークＷを画像内に検出したときには、撮像部２２に対するワークＷの相対速度を計測する処理を実行する（ステップＳ１３０）。この処理では、例えば、前回と今回のワークＷの位置の差を求めることにより、ワークの単位時間あたりの移動量として求めることができる。続いて、ＣＰＵ３０は、第２フレームレートで第２解像度の画像を出力するタイミングを設定する（ステップＳ１４０）。このタイミングは、例えば、ワークＷが撮像範囲の中央領域に存在するタイミングであるものとしてもよい。ＣＰＵ３０は、ステップＳ１３０で求めた相対速度を用いてこのタイミングを設定するものとしてもよい。ＣＰＵ３０は、ワークＷの相対移動速度が一定値であることから、画像内にワークＷを検出したのち所定時間又は所定フレーム経過後に第２解像度の画像を撮像部２２に撮像させるものとしてもよい。ここで、「撮像範囲の中央領域に存在する」とは、例えば、撮像範囲の中心から各辺の長さの１０％以内の領域にワークＷの中心が存在する場合をいうものとする。次に、ＣＰＵ３０は、設定したタイミングに至ったか否かを判定し（ステップＳ１５０）、設定したタイミングに至っていないときには、そのまま待機する。

一方、設定したタイミングに至ったとき、即ちワークＷが撮像範囲の中央領域に至ったときには、ＣＰＵ３０は、第２フレームレートで第２解像度の画像を撮像処理部２５から出力させる（ステップＳ１６０）。このとき、ＣＰＵ３０は、読出制御部３３から撮像素子２３に第２フレームレートの読出信号を出力させ、撮像素子２３から撮像処理部２５へ入力させる。撮像処理部２５は、例えば、ＶＧＡの４倍程度の１２８０×９６０画素の高解像度の画像を生成する。また、撮像素子２３は、２５０ｆｐｓ程度のフレームレートで画像信号を出力する。その後、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１００以降の処理を継続する。

図３は、撮像装置２０での撮像結果を経時的に表す説明図であり、ワークＷが検出された低解像度の第１画像５１及び高解像度の第２画像５２の一例を表す。図４は、画像サイズや転送時間などの経時的変化の一例を表す説明図である。図５は、画像転送を示す説明図であり、図５（ａ）が本実施形態の画像転送の一例であり、図５（ｂ）が画像転送の一般例である。上述した撮像処理ルーチンのように、この撮像装置２０では、撮像範囲にワークＷが存在しない通常時には、解像度を低くするが、フレームレートはできる限り高い状態を保ち、ワークＷをできるだけ早く確実に検出する（図３，４参照）。ワークＷを検出すると、撮像装置２０は、例えば、その３フレーム後などに、第２解像度の高画質画像を撮像する。そして、撮像装置２０では、撮像範囲の中央領域にワークＷが存在する検査時には、解像度を高くするが、フレームレートはできる限り高い状態を保ち、ワークＷを高画質で撮像する。撮像装置では、一般的に、画像の解像度が高くなると転送データ量は増大し、フレームレートは低下する（図５（ｂ））。つまり、転送データ量とフレームレートとは相反するものであり、従来の撮像装置では、位置等の検出精度（空間分解能）とフレームレート（時間分解能）との双方を同時に高い状態で画像処理することは困難であった。この撮像装置２０においては、平均的なフレームレートを高速に保ちながら、検査処理に必要充分な解像度を得ることで、空間分解能と時間分解能との双方を同時に高度に保つことができる（図５（ａ））。

次に、制御装置４０が実行する対象物判定処理について説明する。図６は、制御装置４０のＣＰＵ４１が実行する対象物判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０が起動されたあと開始される。このルーチンを開始するとＣＰＵ４１は、第２解像度の画像を撮像装置２０から入力したか否かを判定し（ステップＳ２００）、第２解像度の画像を入力していないときにはそのまま待機する。一方、第２解像度の画像を入力したときには、ＣＰＵ４１は、画像認識処理を実行する（ステップＳ２１０）。画像認識処理は、例えば、ワークＷの基準画像や基準寸法等を予め登録しておき、この基準画像と、入力した画像とのマッチングを行うものとする。画像認識処理を行ったあと、ＣＰＵ４１は、基準に対してワークＷに何らかの形状的な差異があるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。形状的な差異としては、例えば、キズやへこみなどの外観異常や寸法が公差範囲外になる場合などが挙げられる。そして、ワークＷに基準に対する差異がない場合は、図示しない記憶部に異常なしを記憶する一方（ステップＳ２３０）、ワークＷに基準に対する差異がある場合は、記憶部に異常有りを記憶すると共にそのワークＷを搬送部１８から排出させる（ステップＳ２４０）。ステップＳ２３０、Ｓ２４０のあと、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２００以降の処理を実行する。このように、制御装置４０は、解像度の高い画像を用いてワークＷの検査を行うことができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のワークＷが本発明の対象物に相当し、撮像部２２が撮像部に相当し、粗検出部２７が検出部に相当し、ＣＰＵ３０が制御部に相当し、搬送部１８が移動部に相当し、制御装置４０が制御装置に相当する。なお、本実施形態では、撮像装置２０の動作を説明することにより本発明の撮像処理方法の一例も明らかにしている。

以上説明した本実施形態の撮像装置２０は、ワークＷを移動しながら、第１解像度で撮像部２２に画像を撮像させ、ワークＷが第１解像度の画像内に検出されたときには、ワークＷが所定位置に至るタイミングで第１解像度よりも高い第２解像度で撮像部２２に画像を撮像させる。そして、撮像装置２０は、制御装置４０へ撮像した第２解像度の画像を出力する。一般的に、撮像装置において、高解像度の画像を継続して撮像すると必然的にフレームレートが低下するため、画像転送中に対象物が通り過ぎるなど、移動する対象物を適切に検出しにくい場合がある。一方、この装置では、ワークＷを検出する際には低解像度の画像を撮像し、ワークＷを検出したあとにはワークＷをより高解像度の画像で撮像する。このため、撮像装置２０では、撮像部２２とワークＷとが相対的に移動する場合において、より適切なワークＷの画像を得ることができる。

また、ＣＰＵ３０は、撮像部２２の解像度／フレームレートを場面に応じてより適切に制御している。時間分解能が必要な対象物を捜索する場面では高フレームレートに、対象物が見つかり、精密な検査をする為に空間分解能が必要な場面では高解像度に設定する事で、場面に応じて必要な性能を引き出している。

また、ＣＰＵ３０は、撮像部２２の撮像範囲の中央領域にワークＷがあるときに第２解像度で撮像部２２に画像を撮像させる。一般的に撮像範囲の中央領域は画像のひずみなどが少ないため、形状認識や位置、寸法の検出及びキズなどの判定に有利である。更に、ＣＰＵ３０は、ワークＷの相対移動速度が一定値である場合において、ワークＷを検出したのち所定時間又は所定フレーム経過後に第２解像度の画像を撮像部に撮像させるため、比較的容易にワークＷの画像を得ることができる。

一般的に、撮像装置は、例えば、１２８０×９６０画素の画像を１０００ｆｐｓで出力するとした場合は、１０Ｇｂｐｓで転送可能なイメージセンサや出力インタフェースを要する。この場合は、既存の汎用的なものが利用できず、大型且つ高価で電力消費量の大きな撮像装置になる。これに対して、上述した撮像装置２０では、ワークＷが画像内の所定位置に存在する場合は、高解像度の画像を出力する一方、ワークＷが画像内の所定位置に存在しない場合は、１０００ｆｐｓなど高フレームレートでＶＧＡ程度の低解像度の画像を転送する。このため、撮像装置２０では、高フレームレート時においては、２．３Ｇｂｐｓ程度の転送レートになり、汎用的なインタフェースが利用可能である。また、撮像装置２０では、イメージセンサも流通量の多い比較的安価なものを利用することができる。したがって、撮像装置２０は、汎用的なものを利用することにより、比較的安価に高速、高解像度のシステムを構成することができる。また、一般的に、ワークＷの検査を行う撮像システムでは、撮像及び画像処理のタイミングと、ワークＷを搬送するコンベアの速度制御タイミングとを同期させる必要があった。このため、撮像システムにおいては、各種センサーを配置し、これらを監視する必要があり、システムが複雑で制御が難しかった。これに対して、上述した撮像システム１０では、撮像、画像処理、ワークＷの良否判断などがより高速に行うことができるため、各タイミングの同期をとる必要がなく、各種センサーの配置が不要でシステムを簡素且つ安価なものとすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、撮像範囲の中央領域を所定位置とし、この領域にワークＷがあるときに第２解像度で画像を撮像させるものとしたが、例えば、中央領域以外を所定位置としてもよい。この撮像装置でも、撮像部２２とワークＷとが相対的に移動する場合において、より適切なワークＷの画像を得ることができる。

上述した実施形態では、ワークＷの相対移動速度が一定値であるものとしたが、特にこれに限定されず、例えばワークＷの相対移動速度が変動するものとしてもよい。この装置では、ワークＷを複数回に亘って検出し、その移動距離と時間に応じて第２解像度の画像を撮像部２２に撮像させるものとしてもよい。この装置においても、撮像部２２とワークＷとが相対的に移動する場合において、より適切なワークＷの画像を得ることができる。

上述した実施形態では、ワーク検査装置１１はワークＷの検査処理を行うものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、ワーク検査装置１１は、ワークＷの位置把握処理を行うものとしてもよい。位置把握処理とは、ワークＷがどこに配置されているかを把握する処理としてもよい。この装置では、より適切なワークＷの画像を用いて、ワークＷの位置を把握することができる。

上述した実施形態では、撮像装置２０は、多関節ロボットの先端に配設されているものとしたが、搬送部１８の上部に配設された筐体などに固定されているものとしてもよい。この装置においても、撮像部２２とワークＷとが相対的に移動する場合において、より適切なワークＷの画像を得ることができる。

上述した実施形態では、ワークＷが搬送部１８により移動するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、ワークＷと撮像部２２とが共に相対的に移動するものとしてもよいし、ワークＷが固定され、撮像部２２が移動するものとしてもよい。

上述した実施形態では、第１解像度の画像をＶＧＡサイズの画像としたが、特にこれに限られない。また、第１フレームレートを１０００ｆｐｓとしたが、特にこれに限定されない。また、第２解像度を第１解像度の４倍としたが、特にこれに限られない。また、第２フレームレートを第１フレームレートの１／４である２５０ｆｐｓとしたが、特にこれに限られない。第１解像度、第２解像度、第１フレームレート及び第２フレームレートは、適宜、適切な値とすればよい。

上述した実施形態では、制御装置４０が精密検出部４２を備えるものとしたが、例えば、撮像装置２０が精密検出部４２を備えるものとしてもよい。この装置においても、撮像部２２とワークＷとが相対的に移動する場合において、より適切なワークＷの画像を得ることができる。

上述した実施形態では、ワーク検査装置１１と制御装置４０とを備えた撮像システム１０として説明したが、撮像装置２０のみとしてもよいし、撮像処理方法として提供されるものとしてもよい。なお、この撮像処理方法において、上述した撮像装置２０の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した撮像装置２０の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本発明は、ワークを撮像処理する装置の技術分野に利用可能である。

１０撮像システム、１１ワーク検査装置、１２撮像ヘッド、１３第１アーム、１４第２アーム、１５基台、１６採取部、１８搬送部、２０撮像装置、２１可変焦点レンズ、２２撮像部、２３撮像素子、２５撮像処理部、２６出力インタフェース、２７粗検出部、２８フォーカス評価演算部、３０ＣＰＵ、３１信号検出部、３２同期部、３３読出制御部、３４駆動部、４０制御装置、４１ＣＰＵ、４２精密検出部、４３同期信号発生部、５１第１画像、５２第２画像、Ｗワーク。

Claims

撮像部と対象物とが相対的に移動しながら前記撮像部が前記対象物を撮像する撮像装置であって、
前記撮像部が撮像した第１解像度の画像内に前記対象物を検出する検出部と、
前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、前記検出部により前記対象物が前記第１解像度の画像内に検出されたときには、前記対象物が所定位置に至るタイミングで前記第１解像度よりも高い第２解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、制御装置へ前記撮像した第２解像度の画像を出力し、その後、前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させる制御部と、
を備えた撮像装置。
前記制御部は、前記第１解像度の画像の撮像時には第１フレームレートで前記撮像部に画像を撮像させ、前記第２解像度の画像の撮像時には第１フレームレートよりも低い第２フレームレートで前記撮像部に画像を撮像させる、請求項１に記載の撮像装置。
前記制御部は、前記第２解像度は前記第１解像度の４倍以上の解像度で、前記第２フレームレートは前記第１フレームレートの１／４以下のフレームレートで前記撮像部に画像を撮像させる、請求項２に記載の撮像装置。
前記制御部は、前記撮像部の撮像範囲の中央領域に前記対象物があるときに前記第２解像度で前記撮像部に画像を撮像させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記制御部は、前記対象物の相対移動速度が一定値である場合に前記対象物を検出したのち所定時間又は所定フレーム経過後に第２解像度の画像を前記撮像部に撮像させるか、あるいは、前記対象物の相対移動速度が変動する場合に対象物を複数回に亘って検出しその移動距離と時間に応じて第２解像度の画像を前記撮像部に撮像させるか、の少なくとも一方を実行させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記対象物を撮像する撮像部を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像部及び前記対象物のうち１以上を相対的に移動させる移動部と、
前記撮像装置から取得した前記第２解像度の画像を解析し所定の処理を行う制御装置と、
を備えた撮像システム。
前記所定の処理は、前記対象物の検査処理、及び前記対象物の位置把握処理のうちいずれかである、請求項６に記載の撮像システム。
撮像部と対象物とが相対的に移動しながら前記撮像部が前記対象物を撮像する撮像処理方法であって、
（ａ）前記撮像部が撮像した第１解像度の画像内に前記対象物を検出するステップと、
（ｂ）前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、前記ステップ（ａ）により前記対象物が前記第１解像度の画像内に検出されたときには、前記対象物が所定位置に至るタイミングで前記第１解像度よりも高い第２解像度で前記撮像部に画像を撮像させ、制御装置へ前記撮像した第２解像度の画像を出力し、その後、前記第１解像度で前記撮像部に画像を撮像させるステップと、
を含む撮像処理方法。