WO2023100734A1 - 画像形成システム、画像形成方法、及びプログラム - Google Patents

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light
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dimensional
illumination pattern
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祥一 田尾
誉之 岡野
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means

Definitions

  • the present invention relates to an image forming system, an image forming method, and a program.
  • a single-element detector such as a photodiode or a PMT (photomultiplier tube) may be used in visual inspection of an object.
  • a technique called SPI single pixel imaging
  • the object is irradiated with different illumination patterns multiple times, the scattered light intensity at that time is acquired with a single-element detector, and the primary measurement is performed based on the signal intensity of the detector for the illumination pattern It is a technique of reconstructing a 1D or 2D image.
  • the object of the present invention is to achieve the one-dimensional or two-dimensional image acquisition of a moving object or the one-dimensional or two-dimensional image acquisition of a moving object with a single-element detector. That is.
  • the image forming system of the present invention includes: an illumination projection unit that irradiates light of a plurality of illumination patterns onto an object to be measured that moves at a substantially constant speed; a detection unit that detects the light intensity of light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern; an illumination control unit that sequentially switches the illumination pattern from among the plurality of illumination patterns and irradiates light from the illumination projection unit; a generation unit that generates a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern; Prepare.
  • the image forming system of the present invention includes: an illumination projection unit that irradiates a measurement object with light of a plurality of illumination patterns and that moves at a substantially constant speed; a detection unit that detects the light intensity of light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern; an illumination control unit that sequentially switches the illumination pattern from among the plurality of illumination patterns and irradiates light from the illumination projection unit; a generation unit that generates a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern; Prepare.
  • the image forming method of the present invention is Light of a plurality of illumination patterns is sequentially switched to irradiate an object to be measured moving at a substantially constant speed, detecting the light intensity of the light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern; A reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern is generated.
  • the image forming method of the present invention is Moving at a substantially constant speed, sequentially switching the light of a plurality of illumination patterns, irradiating the object to be measured, detecting the light intensity of the light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern; A reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern is generated.
  • the program of the present invention is an illumination projection unit that irradiates light of a plurality of illumination patterns onto an object to be measured that moves at a substantially constant speed; and a detection unit that detects the light intensity of light reflected from the object to be measured by the light of the illumination pattern.
  • a computer of an image forming system comprising an illumination control unit that sequentially switches the illumination pattern from among the plurality of illumination patterns and irradiates light from the illumination projection unit; a generation unit that generates a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern; function as
  • the program of the present invention is an illumination projection unit that irradiates a measurement object with light of a plurality of illumination patterns and that moves at a substantially constant speed; and a detection unit that detects the light intensity of light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern.
  • a computer of an image forming system comprising an illumination control unit that sequentially switches the illumination pattern from among the plurality of illumination patterns and irradiates light from the illumination projection unit; a generation unit that generates a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern; function as
  • a single-element detector can acquire a one-dimensional or two-dimensional image of a moving object or acquire a one-dimensional or two-dimensional image of an object while moving.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the image forming system of the first embodiment
  • FIG. It is an example of a one-dimensional structure illumination projection part. It is an example of a one-dimensional illumination pattern.
  • 4 is a flowchart of image forming processing; It is a figure which shows the relationship between a scanning period and detection time.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to a second embodiment
  • FIG. It is an example of an illumination projection part of a two-dimensional structure. It is an example of a two-dimensional illumination pattern.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to a third embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to a fourth embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to another embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to another embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to another embodiment
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system according to another embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between scan cycle and detection time in a conventional image forming system
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between scan cycle and detection time in a conventional image forming system
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming system 100 of the first embodiment. Then, the image forming system 100 is mainly used to output information about the appearance of the object, which is a non-luminous object.
  • FIG. 1 is an example of observing a measuring object H having a glossy surface such as a metal electric saw blade.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the image forming system 100 of this embodiment.
  • the electric saw blade which is the object H to be measured, is placed on a pedestal portion 18 that moves at a substantially constant speed.
  • the image forming system 100 includes a control section 11, an illumination projection section 12, a detection section 13, a storage section 14, a display section 15, an operation section 16, a communication section 17, and the like.
  • the illumination projection unit 12 having a one-dimensional structure sequentially changes the one-dimensional illumination pattern P at regular intervals (scanning period s), and irradiates the measuring object H moving at a substantially constant speed. Then, the detector 13 detects reflected light from the object H to be measured, and sends a time-varying received light signal S to the controller 11 . Based on the sequentially changed one-dimensional illumination pattern P and the one-dimensional light reception signal S corresponding to each one-dimensional illumination pattern P, the control unit 11 uses the SPI technique to scan a constant period (scan period s), a one-dimensionally reconstructed reconstructed image (first image) is generated, and a two-dimensional second image is generated by arranging the first images.
  • the control unit 11 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the control unit 11 is connected to each unit (the illumination projection unit 12, the detection unit 13, the storage unit 14, the display unit 15, the operation unit 16, and the communication unit 17) of the image forming system 100, and controls the operation of each unit.
  • the control unit 11 cooperates with the programs stored in the storage unit 14 to execute various processes including image forming processing, which will be described later.
  • the control unit 11 controls the illumination pattern P of the illumination projection unit 12 as an illumination control unit. Also, the control unit 11 controls the scan period s and the detection time t.
  • the scan cycle s is the time for the image forming system 100 to one-dimensionally read (scan) the measurement object H for each fixed distance d (movement distance d) in which the measurement object H is moved. In other words, it is the time for the measuring object H to move by the constant distance d.
  • each illumination pattern P irradiation area of the measurement object H may be read (scanned).
  • the detection time t is the time during which all the illumination patterns P are sequentially irradiated and the detection unit 13 detects the reflected light. The relationship between the scan period s and the detection time t will be described later in detail.
  • control unit 11 acquires the light intensity (light receiving signal S) corresponding to the illumination pattern P from the detecting unit 13, and from the illumination pattern P and the light intensity (light receiving signal S), every constant cycle (scan cycle s) , to generate a first image reconstructed in one dimension. Further, the control unit 11 generates a new second image based on a plurality of first images generated at regular intervals (scanning cycle s).
  • the illumination projection unit 12 is, for example, a projection projector with a one-dimensional structure using a DMD (Digital Mirror Device). Note that the illumination projection unit 12 may be various projectors, and is not limited to a projection projector using a DMD. As shown in FIG. 3, the illumination projection unit 12 sequentially changes the one-dimensional illumination pattern P shown in FIG. The resolution of the one-dimensional illumination pattern P irradiated by the illumination projection unit 12 affects the resolution of the reconstructed image, and the number of irradiated one-dimensional illumination patterns P also affects the resolution of the reconstructed image. do. Although the DMD has a frame rate of 60 Hz or 120 Hz, the two-dimensional illumination pattern P per unit time can be increased by the following technique.
  • the DMD is capable of projecting the bits of an image in sequence.
  • one pixel of an image consists of 8 bits each of RGB, totaling 24 bits.
  • an image in which one pixel is expressed by one bit cannot express gradation, and only a so-called black-and-white image can be projected.
  • an image expressed as a so-called black-and-white image such as Hadamard illumination, as an illumination pattern, it is possible to project an image 24 times the frame rate in a unit time.
  • the detection unit 13 measures the light intensity (light receiving signal S) of reflected light from the measuring object H with respect to the light of each illumination pattern P that is sequentially irradiated.
  • the detection unit 13 includes, for example, a two-dimensional sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device), a one-dimensional sensor such as a line CCD, an array of photodiodes (photodetectors), a single photodiode (photodetector), and the like. Available.
  • the storage unit 14 is composed of a nonvolatile semiconductor memory, a hard disk, or the like, and includes a program executed by the control unit 11, data necessary for executing the program, an illumination pattern P, a light reception signal S of the detection unit 13, various generated Images, shooting history, etc. are stored. Note that the illumination pattern P is created by the control unit 11 . Moreover, the illumination pattern P may be stored in the storage unit 14 in advance.
  • the display unit 15 displays the operation screen, the operation status of the image forming system 100, etc. on the display according to the display control of the control unit 11.
  • FIG. 15 displays the operation screen, the operation status of the image forming system 100, etc. on the display according to the display control of the control unit 11.
  • the operation unit 16 includes a group of keys used for input operations such as processing start and a touch panel integrated with the display of the display unit 15 , and generates operation signals according to these operations and outputs them to the control unit 11 . do.
  • the communication unit 17 has a communication interface and communicates with external devices on the network.
  • control unit 11 causes the illumination projection unit 12 to irradiate the measurement object H with one illumination pattern P in a certain scan cycle s (step S11).
  • control unit 11 acquires the received light signal S, which is the received light from the measurement object H, from the detection unit 13 (step S12).
  • control unit 11 determines whether all the illumination patterns P have been emitted by the illumination projection unit 12 (step S13). If all the illumination patterns P have been emitted by the illumination projection unit 12 (step S13; YES), proceed to step S14. , the control unit 11 causes the illumination projection unit 12 to irradiate the next illumination pattern P, in step S11.
  • the control unit 11 reconstructs a one-dimensional image (first image) from the one-dimensional illumination pattern P and the received light signal S in a certain scan period s (step S14). Specifically, during the detection time t in a certain scan cycle s, the measurement object H is assumed to be substantially stationary, and the control unit 11 controls all the primary A one-dimensional image (first image) is reconstructed from the original illumination pattern P and the received light signal S corresponding to each illumination pattern P using SPI. That is, a one-dimensional image (first image) of the illumination pattern P irradiation area of the measurement object H is reconstructed.
  • control unit 11 generates a two-dimensional second image using the first image in each scan period s (step S15). Specifically, the control unit 11 generates a two-dimensional second image by arranging the first images in each scan period s in order of the scan period s.
  • control unit 11 displays the second image on the display unit 15 (step S16).
  • control unit 11 determines whether the inspection is finished based on the instruction from the operation unit 16 (step S17). If the inspection is completed (step S17; YES), the image forming process is completed. If the inspection is not completed (step S17; NO), the process proceeds to step S18. Note that the control unit 11 may automatically determine the end of the inspection. For example, if there is an abnormality in the measurement object H on the second image, the control unit 11 automatically determines and ends the inspection.
  • step S18 determines whether or not the scanning cycle s has passed since the timing when the illumination projection unit 12 was caused to irradiate the measurement object H with the first illumination pattern P in step S11 (step S18). If the scan period s has elapsed (step S18; YES), the process proceeds to step S11 to sequentially irradiate all the illumination patterns P again. If the scan period s has not elapsed (step S18; NO), the process proceeds to step S18. That is, step S18 is repeated until the scan cycle s elapses.
  • FIG. The detection time t is the time during which all the illumination patterns P are sequentially irradiated and the detection unit 13 detects the reflected light.
  • Step S13; YES indicates the time.
  • the scan period s is the time for the image forming system 100 to one-dimensionally read the measurement object H for each illumination pattern P irradiation area of the measurement object H. It indicates the time from the start of the loop (step S11) to the end (step S18; YES).
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the scan period s and the detection time t in the case where a conventional line sensor camera or standard SPI is applied one-dimensionally.
  • the illumination pattern is repeated in order as 1, 2, 3 . . . N, 1, 2, 3 . In order to keep switching, the scan period and the detection time t had to be substantially matched.
  • step S14 to step S17 is performed in parallel with steps S11 to S13 and step S18. In other words, even if the processes of reconstruction of the first image in step S14, generation of the second image in step S15, display of the second image in step S16, and determination of inspection end in step S17 have not been completed for a long time. If, in step S11, the scan cycle s has elapsed since the timing at which the first illumination pattern P was irradiated, it is determined in step S18 that the scan cycle s has elapsed (step S18; YES), and the process proceeds to step S11.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the image forming system 100 of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the image forming system 100 of the second embodiment.
  • the illumination projection unit 22 having a two-dimensional structure sequentially changes the one-dimensional illumination pattern P at regular intervals (scanning period s), and irradiates the measuring object H moving at a substantially constant speed. Then, the detector 13 detects reflected light from the object H to be measured, and sends a time-varying received light signal S to the controller 11 . Then, based on the sequentially changed one-dimensional illumination pattern P and the one-dimensional light receiving signal S corresponding to each illumination pattern P, the control unit 11 uses SPI technology to perform scanning at regular intervals (scan intervals s). First, a one-dimensional reconstructed image (first image) is generated, and a two-dimensional second image is generated by arranging the first images.
  • first image a one-dimensional reconstructed image
  • second image is generated by arranging the first images.
  • the illumination projection unit 22 is, for example, a two-dimensional structure projection projector using a DMD (Digital Mirror Device). As shown in FIG. 8, the illumination projection unit 22, for example, projects the two-dimensional illumination pattern P shown in FIG. -1]; the one-dimensional illumination pattern P) is sequentially changed, and the object H to be measured is illuminated.
  • DMD Digital Mirror Device
  • All illumination patterns P are assumed to be stored in the storage unit 14 . Further, in FIG. 10, all illumination patterns P refer to the one-dimensional illumination pattern P for all rows of the two-dimensional illumination pattern P, and one illumination pattern P refers to the one-dimensional illumination pattern P for each row. .
  • steps S21 to S23 are the same as steps S11 to S13 in FIG.
  • the control unit 11 determines whether or not the illumination projection unit 22 has caused the illumination projection unit 22 to irradiate all the illumination patterns P onto the same portion of the measurement object H (step S24). Specifically, for example, when all the illumination patterns P are successively illuminated several times in the two-dimensional illumination pattern P, the part at the distance d from the front end in the moving direction of the measurement object H is not illuminated by all illumination. Since the pattern P is irradiated, the one-dimensional image (first image) can be reconstructed in step S25.
  • step S24 When the control unit 11 determines that the illumination projection unit 22 has caused the illumination projection unit 22 to irradiate all the illumination patterns P onto the same location of the measurement object H (step S24; YES), the process proceeds to step S25, and a one-dimensional image (first image ) is reconstructed. On the other hand, if the control unit 11 does not determine that irradiation has been performed (step S24; NO), the process proceeds to step S28.
  • FIG. 11 shows a one-dimensional illumination pattern P sequentially irradiated onto the measurement object H in each scan period s by the illumination projection unit 22 .
  • the arrow shown on the left side of the measurement target H indicates the direction in which the measurement target H moves.
  • the moving direction of the measuring object H coincides with the moving direction of the row of the one-dimensional illumination pattern P in the two-dimensional illumination pattern P.
  • FIG. the movement direction of the columns of the one-dimensional illumination pattern P in the two-dimensional illumination pattern P is opposite.
  • all the illumination patterns P are sequentially irradiated (the number of columns ⁇ 1) times of the two-dimensional illumination pattern P, and the last primary of the illumination pattern P in the immediately following scan period s
  • all the illumination pattern P is illuminated for the portion of the distance d from the front end in the moving direction of the measurement object H, and in the case of FIG. (the number of rows ⁇ 1) times of the pattern P, all the illumination patterns P are successively illuminated, and immediately after that the one-dimensional illumination pattern P is illuminated, the distance d from the front end of the measurement object H in the moving direction. All the illumination patterns P are applied to the part, and the reconstruction of the first image can be started in step S25.
  • the reconstruction of the image in step S25 is performed using the following equation (1).
  • the two-dimensional illumination pattern P has M rows and N columns
  • the two-dimensional second image (measurement object H) is an image represented by M rows and q columns.
  • the first image for each row of the two-dimensional second image (object H to be measured) is represented by T[n], T[n+1], T[n+2] . . . T[n+q ⁇ 1].
  • T[j] in the scan period s(i, 1 to N) is illuminated with P[i ⁇ 1] and the light amount of I_i_j is detected by the detection unit 13 .
  • the area of T[j] is illuminated with P[i ⁇ 1] at the scan period s(i)
  • the amount of light of I_i_j is measured
  • the amount of light of P[i ⁇ 1 ] is illuminated
  • the amount of light I'_i_j is measured
  • the reconstruction of the image in step S25 is performed using equation (2) below.
  • E_i(I_i_j) is the average value of I_i_j for i.
  • E_i(P[i-1]) is an M-row ⁇ 1-column matrix obtained by averaging P[i-1] for i.
  • steps S26 to S29 are the same as steps S15 to S18 in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the schematic configuration of the image forming system 100 of the third embodiment.
  • FIG. 12 shows the schematic configuration of the image forming system 100 of the third embodiment.
  • the illumination projection unit 32 having a two-dimensional structure sequentially changes the two-dimensional illumination pattern P at each constant cycle (scan cycle s), and irradiates the measurement object H moving at a substantially constant speed.
  • a plurality of detectors 33 detect reflected light from the object H to be measured, and send a time-varying received light signal S to the controller 11 .
  • the control unit 11 based on the sequentially changed two-dimensional illumination pattern P and the one-dimensional light reception signal S corresponding to each column (four columns in the third embodiment) of the two-dimensional illumination pattern P, the control unit 11 Using the SPI technique, a reconstructed image (first image) that is one-dimensionally reconstructed for each row of the two-dimensional illumination pattern P is generated for each constant cycle (scan cycle s), and the first image is A two-dimensional second image is generated by arranging them.
  • the illumination projection unit 32 is, for example, a two-dimensional structure projection projector using a DMD (Digital Mirror Device). As shown in FIG. 12, the illumination projection unit 32, for example, in the two-dimensional illumination pattern P shown in FIG. [12] ⁇ , ⁇ P[1], P[5], P[9], P[13] ⁇ ... ⁇ P[N-13], P[N-9], P[N-5] , P[N ⁇ 1] ⁇ ; two-dimensional illumination pattern P), and illuminates the object H to be measured.
  • DMD Digital Mirror Device
  • a plurality of detectors 33 are required (at least four detectors in the third embodiment) to detect time-varying one-dimensional light reception signals S corresponding to each row (four rows in the third embodiment) of the two-dimensional illumination pattern P. required).
  • the rows of the two-dimensional illumination pattern P to be irradiated are spaced apart, or It is good to provide partitions.
  • the illumination projection unit 22 sequentially irradiates each row of the two-dimensional illumination pattern P in the second embodiment. In the form, irradiation is sequentially performed every four rows).
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the image forming system 100 of the fourth embodiment.
  • modes different from the first to third embodiments will be described.
  • the illumination projection unit 42 having a two-dimensional structure irradiates a two-dimensional illumination pattern P onto the measuring object H moving at a substantially constant speed at each constant cycle (scan cycle s).
  • a plurality of detectors 43 detect reflected light from the object H to be measured, and send light reception signals S to the controller 11 .
  • the control unit 11 Based on the two-dimensional illumination pattern P and the one-dimensional light receiving signal S corresponding to each row (all rows in the fourth embodiment) of the two-dimensional illumination pattern P, the control unit 11 uses the SPI technology to Then, a reconstructed image (first image) that is one-dimensionally reconstructed for each row of the two-dimensional illumination pattern P is generated for each fixed period (scan period s), and the first images are arranged. Generate a second image of the dimension.
  • the illumination projection unit 42 is, for example, a two-dimensional structure projection projector using a DMD (Digital Mirror Device). As shown in FIG. 13, the illumination projection unit 42, for example, projects the two-dimensional illumination pattern P shown in FIG. -1]; a two-dimensional illumination pattern P) is applied to the object H to be measured.
  • DMD Digital Mirror Device
  • the detector 43 detects the one-dimensional light reception signal S corresponding to each row (all rows in the fourth embodiment) of the two-dimensional illumination pattern P, so there are as many as the number of rows of the two-dimensional illumination pattern P.
  • the illumination projection unit 42 instead of the illumination projection unit 22 sequentially irradiating each row of the two-dimensional illumination pattern P in the second embodiment, the illumination projection unit 42 That is, the two-dimensional illumination pattern P is all arranged to be illuminated at once.
  • the image forming system 100 does not move with respect to the measurement object H moving at a substantially constant speed.
  • a configuration in which the measuring object H does not move with respect to the projection unit) may also be used.
  • the one-dimensional illumination pattern P is sequentially changed at each constant cycle (scan cycle s) by the one-dimensional illumination projection unit 52 that moves at a substantially constant speed. and irradiates the object H to be measured. Note that the flow of image forming processing is the same as in FIG. In the image forming system 100 shown in FIG.
  • an illumination projection unit 62 having a two-dimensional structure that moves at a substantially constant speed sequentially changes a one-dimensional illumination pattern P at each constant cycle (scan cycle s) to Irradiate H.
  • the flow of image forming processing is the same as in FIG.
  • the two-dimensional illumination pattern P (a plurality of rows; for example, four rows) is generated by the illumination projection unit 72 having a two-dimensional structure that moves at a substantially constant speed at each constant cycle (scanning cycle s). are sequentially changed, and the object H to be measured is irradiated.
  • the flow of the image forming process is the same as in FIG. In the image forming system 100 shown in FIG.
  • an illumination projection unit 82 having a two-dimensional structure that moves at a substantially constant speed projects a two-dimensional illumination pattern P (all columns) to the measurement object at regular intervals (scan intervals s). Irradiate object H.
  • the detection unit 73 and the detection unit 83 detect the one-dimensional light receiving signal S corresponding to each row of the two-dimensional illumination pattern P. Similar to the form, a plurality of them are necessary, and they need to move in the same direction and at the same speed as the illumination projection unit 72 and the illumination projection unit 82 that move at substantially the same speed. Also in the case of FIGS. 14 and 15, the detection unit 13 may be moved.
  • the image forming system 100 includes the illumination projection unit 12 that irradiates the measurement object moving at a substantially constant speed with light of a plurality of illumination patterns, and the light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern.
  • a detection unit 13 that detects light intensity
  • an illumination control unit control unit 11
  • a generation unit control unit 11
  • a generation unit control unit 11 that generates a two-dimensionally reconstructed image from the light intensity of the reflected light, so that a single-element detector can detect a moving object in one dimension or Acquiring a two-dimensional image can be realized.
  • the direction of movement of the object to be measured is defined as rows, and the direction orthogonal to the direction of movement is defined as columns.
  • the unit (control unit 11) causes the illumination projection unit 12 to sequentially irradiate light of a plurality of one-dimensional illumination patterns, and the generation unit (control unit 11) generates a first image, which is a one-dimensional reconstructed image in the column direction. Since one image is generated and the second image, which is a two-dimensional reconstructed image, is generated based on the first image, the number of illumination patterns P in each scan period s can be reduced.
  • the illumination pattern consists of N ⁇ N pixels
  • a squared pattern of N or a squared pattern of 2 ⁇ N is required.
  • an N pattern or a 2N pattern is sufficient when irradiating a one-dimensional illumination pattern.
  • the moving direction of the object to be measured is defined as rows, and the direction orthogonal to the moving direction is defined as columns.
  • the unit 11) causes the illumination projection unit 22 to sequentially irradiate light of a two-dimensional illumination pattern for each column, and the generation unit (control unit 11) generates a first image that is a one-dimensional reconstructed image in the column direction. is generated, and the second image, which is a two-dimensional reconstructed image, is generated based on the first image, so the number of illumination patterns P in each scan cycle s can be reduced.
  • the moving direction of the object to be measured is the row
  • the direction orthogonal to the moving direction is the column
  • the illumination projection unit (illumination projection unit 32 or illumination projection unit 42) has a two-dimensional structure
  • the illumination control unit causes the illumination projection unit (illumination projection unit 32 or illumination projection unit 42) to sequentially irradiate light of a two-dimensional illumination pattern for each of a plurality of columns
  • the detection unit (detection unit 33 or The detection unit 43) has a number equal to or greater than the number of the irradiated plural rows, and detects the light intensity of the reflected light corresponding to each light of the rows of the illumination pattern.
  • the signals are acquired at once, further reducing the number of illumination patterns P in each scan period s. Specifically, when the number of rows of two-dimensional illumination patterns to be sequentially irradiated is k rows, the number of illumination patterns P in each scan cycle s is 1/k times the number of illumination patterns P compared to the case of irradiating a one-dimensional illumination pattern. can be reduced to
  • the image forming system 100 includes an illumination projection unit 52 that irradiates the object to be measured with light of a plurality of illumination patterns and that moves at a substantially constant speed, and the light intensity of the light reflected from the object to be measured by the light of the illumination pattern.
  • a detection unit 13 for detection an illumination control unit (control unit 11) that sequentially switches an illumination pattern from among a plurality of illumination patterns and irradiates light from an illumination projection unit 12, an illumination pattern and reflected light corresponding to the illumination pattern and a generation unit (control unit 11) that generates a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the light intensity of the single-element detector. It is possible to achieve the acquisition of
  • the direction of movement of the illumination projection unit 52 is defined as rows, and the direction perpendicular to the direction of movement is defined as columns.
  • the control unit causes the illumination projection unit 52 to sequentially irradiate light of a plurality of one-dimensional illumination patterns, and the generation unit (control unit 11) generates a one-dimensional reconstructed image in the column direction. Since the first image is generated and the second image, which is a two-dimensional reconstructed image, is generated based on the first image, the number of illumination patterns P in each scan cycle s can be reduced.
  • the direction of movement of the illumination projection unit 62 is defined as rows, and the direction perpendicular to the direction of movement is defined as columns.
  • the control unit 11) causes the illumination projection unit 62 to sequentially irradiate light of a two-dimensional illumination pattern for each row, and the generation unit (control unit 11) directs the first image, which is a one-dimensional reconstructed image in the column direction.
  • the number of illumination patterns P in each scan period s can be reduced because the images are generated and based on the first images, the second images, which are two-dimensional reconstructed images, are generated.
  • the moving direction of the illumination projection unit is defined as a row
  • the direction orthogonal to the movement direction is defined as a column
  • the illumination projection unit (illumination projection unit 72 or illumination projection unit 72) is defined as a column.
  • unit 82) irradiates light of a two-dimensional illumination pattern
  • the illumination control unit causes the illumination projection unit (illumination projection unit 72 or illumination projection unit 82) to emit light of the two-dimensional illumination pattern.
  • the detector detector 73 or detector 83
  • the generation unit (control unit 11) generates a first image that is a one-dimensional reconstructed image in the column direction for each column, and generates a second image that is a two-dimensional reconstructed image based on the first image. Therefore, in one irradiation, the received light signals for each of the plurality of columns are acquired at once, and the number of illumination patterns P in each scan cycle s can be further reduced.
  • the illumination control unit (control unit 11) separately controls the detection time in the detection unit 13 and the period at which the image forming system 100 reads the measurement object
  • the moving speed of the measurement object H is adjusted to can be arbitrarily slow. That is, by arbitrarily slowing down the moving speed of the measuring object H, it is possible to further reduce the number of illumination patterns P irradiated per unit time.
  • the detection unit 13 is a photodiode, it is inexpensive.
  • the illumination projection unit 12 includes a DMD, and the illumination control unit (control unit 11) associates the bit-by-bit RGB image with the clock frequency of the DMD, and converts the bit-by-bit RGB image to Since it is projected by the illumination projection unit 12 as an independent pattern, it is possible to increase the number of two-dimensional illumination patterns per unit time.
  • the image forming method includes sequentially switching light of a plurality of illumination patterns to irradiate an object to be measured which moves at a substantially constant speed, and detecting the light intensity of light reflected from the object to be measured by the light of the illumination pattern. , a two-dimensionally reconstructed image is generated from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern. It becomes possible to realize to acquire a dimensional or two dimensional image.
  • the image forming method moves at a substantially constant speed, sequentially switches the light of a plurality of illumination patterns, irradiates the measurement object, and detects the light intensity of the light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern. Then, a reconstructed image that is two-dimensionally reconstructed from the illumination pattern and the light intensity of the reflected light corresponding to the illumination pattern is generated. It becomes possible to realize to acquire a dimensional or two dimensional image.
  • the program includes an illumination projection unit 12 that irradiates light of a plurality of illumination patterns onto an object to be measured that moves at a substantially constant speed, and a detection that detects the light intensity of light reflected from the object to be measured by the light of the illumination pattern.
  • an illumination control unit (control unit 11) that causes the computer of the image forming system 100 to sequentially switch illumination patterns from among a plurality of illumination patterns and irradiate light from the illumination projection unit 12;
  • a single-element detector detects a moving object. It is possible to obtain a one-dimensional or two-dimensional image of the .
  • the program also includes an illumination projection unit 12 that irradiates a measurement object with light of a plurality of illumination patterns and that moves at a substantially constant speed, and a detection that detects the light intensity of light reflected from the measurement object by the light of the illumination pattern.
  • an illumination control unit (control unit 11) that causes the computer of the image forming system 100 to sequentially switch illumination patterns from among a plurality of illumination patterns and irradiate light from the illumination projection unit 12;
  • a single-element detector detects the object while moving. Acquiring one-dimensional or two-dimensional images can be realized.
  • the pedestal portion 18 of the object be made of a member that does not easily reflect the light of the projection projector.
  • light other than the illumination projection unit 12, for example, from indoor lighting is also reflected by the object and becomes a factor that lowers the S/N ratio of the analysis device. can be created.
  • each detection unit 13 emits a one-dimensional illumination pattern that constitutes a different two-dimensional illumination pattern P, and detects reflected light.
  • the number of illumination is several times that of the second embodiment (“the number of different two-dimensional illumination patterns P”), so that the quality of the first image can be improved.
  • the N detectors may be N single detectors such as photodiodes, and a combination of a line sensor and a cylindrical lens may be used. Multiple DMD projector and single detector combinations may be provided.
  • an example using a hard disk, a semiconductor non-volatile memory, or the like is disclosed as a computer-readable medium for the program according to the present invention, but the present invention is not limited to this example.
  • portable recording media such as CD-ROMs can be applied.
  • a carrier wave is also applied as a medium for providing program data according to the present invention via a communication line.
  • the present disclosure can be used for image forming systems, image forming methods, and programs.
  • control unit 12 illumination projection unit 13 detection unit 14 storage unit 15 display unit 16 operation unit 17 communication unit 22 illumination projection unit 32 illumination projection unit 33 detection unit 42 illumination projection unit 43 detection unit 52 illumination projection unit 62 illumination Projector 72 Illumination Projector 73 Detector 82 Illuminator Projector 83 Detector

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Abstract

単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得する又は動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することができる画像形成システム、画像形成方法、及びプログラムを提供する。画像形成システム１００は、複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部１２と、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部１３と、複数の照明パターンの中から順次照明パターンを切り替えて照明投影部１２から光を照射させる照明制御部（制御部１１）と、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部（制御部１１）と、を備える。

Description

画像形成システム、画像形成方法、及びプログラム
　本発明は、画像形成システム、画像形成方法、及びプログラムに関する。
　従来、対象物の外観検査において、フォトダイオードやＰＭＴ（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ　ｔｕｂｅ）などの単一素子の検出器を用いる場合がある。
　そして、単一素子の検出器で一次元また二次元の画像を取得する方法として、特許文献１や特許文献２に示されているように、ＳＰＩ（ｓｉｎｇｌｅ　ｐｉｘｅｌ　ｉｍａｇｉｎｇ）と呼ばれる手法が知られている。
　ＳＰＩとは、対象物に対して、複数回の異なる照明パターンを照射して、その際の散乱光強度を単一素子の検出器で取得し、照明パターンに対する検出器の信号強度を基に一次元または二次元の画像を再構成するという手法である。
特開２０２０－９６２７２号 特開２０２１－５７８４８号
　ＳＰＩでは、その手法の特性上、複数回の異なる照明パターンは同一箇所に照射される必要があるため、対象物や照明パターンの投影装置は共に静止していることが前提となっている。
　したがって、工場における製造工程での対象物の外観検査を想定すると、ベルトコンベア上に乗せられた製品／部品や、ロールツーロールで生産されている製品などでは、静止することが困難であった。また、これらの製品は、連続的に生産されていて、１個１個の区切りがなかったりする。このため、移動する対象物の外観検査にＳＰＩを適用されていなかった。また、動きながら対象物の外観検査を行う場合にも、ＳＰＩを適用されていなかった。
　本発明の課題は、単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得する又は動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することである。
　上記課題を解決するため、本発明の画像形成システムは、
　複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部と、
　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、
　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部と、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部と、
　を備える。
　上記課題を解決するため、本発明の画像形成システムは、
　複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部と、
　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、
　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部と、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部と、
　を備える。
　また、本発明の画像形成方法は、
　複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、略等速度で移動する測定対象物に照射し、
　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出し、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する。
　また、本発明の画像形成方法は、
　略等速度で移動し、複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、測定対象物に照射し、
　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出し、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する。
　また、本発明のプログラムは、
　複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部と、前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、とを備える画像形成システムのコンピューターを、
　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部、
　として機能させる。
　また、本発明のプログラムは、
　複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部と、前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、とを備える画像形成システムのコンピューターを、
　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部、
　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部、
　として機能させる。
　本発明によれば、単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得する又は動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得できる。
第１実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 第１実施形態の画像形成システムの機能構成を示すブロック図である。 一次元構造の照明投影部の例である。 一次元照明パターンの例である。 画像形成処理のフローチャートである。 スキャン周期と検出時間の関係を示す図である。 第２実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 二次元構造の照明投影部の例である。 二次元照明パターンの例である。 画像形成処理のフローチャートである。 物体の移動方向と、同一箇所に照射される照明パターンの関係を示す図である。 物体の移動方向と、同一箇所に照射される照明パターンの関係を示す図である。 第３実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 第４実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 その他実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 その他実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 その他実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 その他実施形態の画像形成システムの概略構成を示す概略図である。 従来の画像形成システムにおけるスキャン周期と検出時間の関係を示す図である。 従来の画像形成システムにおけるスキャン周期と検出時間の関係を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。特に、図面は、説明の都合上簡略されており、照明パターンと対象物との比率とは異なる場合がある。
＜第１実施形態＞
（画像形成システムの構成）
　図１は、第１実施形態の画像形成システム１００の概略構成を示す概略図である。そして、画像形成システム１００は、主に非発光物体である対象物の外観に関する情報を出力するために用いられる。
　図１は、金属製の電動のこぎり刃のような光沢面を有する測定対象物Ｈを観察する場合の例である。図２は、本実施形態の画像形成システム１００の機能構成を示すブロック図である。ここで、測定対象物Ｈである電動のこぎり刃は、略等速度で移動する台座部１８に配置されている。
　図１、図２に示すように、画像形成システム１００は、制御部１１、照明投影部１２、検出部１３、記憶部１４、表示部１５、操作部１６、通信部１７などを備える。
　画像形成システム１００では、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元構造の照明投影部１２により一次元の照明パターンＰを順次変更し、略等速度で移動する測定対象物Ｈに照射する。そして、測定対象物Ｈからの反射光を検出部１３が検出し、時間変動する受光信号Ｓを制御部１１に送る。そして、制御部１１は、順次変更された一次元の照明パターンＰと、各一次元の照明パターンＰに対応する一次元の受光信号Ｓを基に、ＳＰＩ技術を用いて、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元に再構成された再構成画像（第１画像）を生成し、その第１画像を並べることで二次元の第２画像を生成する。
　制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。制御部１１は、画像形成システム１００の各部（照明投影部１２、検出部１３、記憶部１４、表示部１５、操作部１６、通信部１７）に接続されており、各部の動作を制御する。また、制御部１１は、記憶部１４に記憶されているプログラムとの協働により、後述する画像形成処理を始めとする各種処理を実行する。
　制御部１１は、照明制御部として照明投影部１２の照明パターンＰを制御する。
　また、制御部１１は、スキャン周期ｓと検出時間ｔを制御する。ここで、スキャン周期ｓとは、測定対象物Ｈの移動した一定距離ｄ（移動距離ｄ）ずつ、画像形成システム１００が、一次元的に測定対象物Ｈを読み取る（スキャン）時間である。つまり、測定対象物Ｈが一定距離ｄだけ移動する時間である。なお、測定対象物Ｈの照明パターンＰ照射領域ずつ読み取ってもよい（スキャン）。また、検出時間ｔは、全ての照明パターンＰを順次照射し、検出部１３が反射光を検出する時間である。スキャン周期ｓと検出時間ｔの関係については、詳しくは後述する。
　また、制御部１１は、照明パターンＰに対応した光強度（受光信号Ｓ）を検出部１３から取得し、照明パターンＰと光強度（受光信号Ｓ）から、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元に再構成された第１画像を生成する。
　また、制御部１１は、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に生成された複数の第１画像に基づいて、新たな第２画像を生成する。
　照明投影部１２は、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた一次元構造の投影プロジェクタである。なお、照明投影部１２は、各種プロジェクタでもよく、ＤＭＤを用いた投影プロジェクタに限定されない。
　照明投影部１２は、図３に示すように、例えば、図４に示す一次元の照明パターンＰを、順次変更し、測定対象物Ｈに対して照射する。
　なお、照明投影部１２により照射される一次元の照明パターンＰの解像度は、再構成画像の解像度に影響すると共に、照射する一次元の照明パターンＰの照射枚数も再構成画像の解像度にも影響する。
　また、ＤＭＤのフレームレートは６０Ｈｚとか１２０Ｈｚではあるが次の手法により、単位時間当たりの二次元の照明パターンＰを増加させる事が出来る。
　ＤＭＤはその原理的な特徴から、画像のビットを順々に投影することが可能である。また、一般に画像の１画素はＲＧＢ各８ビットの計２４ビットで構成されており、各ビットを１枚の画像としてＤＭＤのクロック周波数に対して対応させ、順々に投影する。ただし、１画素が１ビットで表現される画像は諧調の表現は不可能であり、いわゆる白黒画像のみが投影可能である。例えばアダマール照明のように、いわゆる白黒画像として表現される画像を照明パターンとして用いることで、フレームレートの２４倍の画像を単位時間で投影可能となる。
　検出部１３は、順次照射される各照明パターンＰの光に対する測定対象物Ｈからの反射光の光強度（受光信号Ｓ）を測定する。
　検出部１３は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）のような二次元センサー、ラインＣＣＤのような一次元センサー、フォトダイオード（フォトディテクター）のアレイ、単一のフォトダイオード（フォトディテクター）等が使用可能である。
　記憶部１４は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成され、制御部１１により実行されるプログラムやプログラムの実行に必要なデータ、照明パターンＰ、検出部１３の受光信号Ｓ、各種生成された画像、撮影履歴等を記憶している。なお、照明パターンＰは、制御部１１にて作成される。また、照明パターンＰは、あらかじめ記憶部１４に記憶されていてもよい。
　表示部１５は、制御部１１の表示制御に従って、ディスプレイに操作画面、画像形成システム１００の動作状況等を表示する。
　操作部１６は、処理開始等の入力操作に用いるキー群の他、表示部１５のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。
　通信部１７は、通信インターフェイスを備え、ネットワーク上の外部機器と通信を行う。
（画像形成処理）
　画像形成処理のフローを、図５を用いて説明する。なお、全ての照明パターンＰは、記憶部１４に記憶されているものとする。
　まず、制御部１１は、あるスキャン周期ｓにおいて、照明投影部１２に、１つの照明パターンＰを測定対象物Ｈに照射させる（ステップＳ１１）。
　次に、制御部１１は、検出部１３から、測定対象物Ｈからの光を受信した受光信号Ｓを取得する（ステップＳ１２）。
　次に、制御部１１は、全ての照明パターンＰを照明投影部１２に照射させたか判断する（ステップＳ１３）。全ての照明パターンＰを照明投影部１２に照射させた場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進み、全ての照明パターンＰを照明投影部１２に照射させ終わっていない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１１に進み、制御部１１は、照明投影部１２に次の照明パターンＰを照射させる。
　次に、制御部１１は、あるスキャン周期ｓにおける一次元の照明パターンＰと受光信号Ｓから一次元の画像（第１画像）を再構成する（ステップＳ１４）。具体的には、あるスキャン周期ｓにおける検出時間ｔの間に、測定対象物Ｈは略停止しているとみなし、制御部１１は、測定対象物Ｈの同一箇所に順次照射された全ての一次元の照明パターンＰと各照明パターンＰに対応した受光信号Ｓから、ＳＰＩを用いて、一次元の画像（第１画像）を再構成する。つまり、測定対象物Ｈの照明パターンＰ照射領域の一次元の画像（第１画像）が再構成される。
　次に、制御部１１は、各スキャン周期ｓにおける第１画像を用いて、二次元の第２画像を生成する（ステップＳ１５）。具体的には、制御部１１は、各スキャン周期ｓにおける第１画像を、スキャン周期ｓ順に並べることで、二次元の第２画像を生成する。
　次に、制御部１１は、表示部１５に、第２画像を表示する（ステップＳ１６）。
　次に、制御部１１は、操作部１６からの指示に基づき、検査終了か判断する（ステップＳ１７）。検査終了の場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、画像形成処理は終了し、検査終了していない場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ１８に進む。なお、検査終了は、制御部１１が自動で判断してもよい。例えば、第２画像上で測定対象物Ｈに異常がある場合、制御部１１が自動で判断し検査終了する。
　次に、制御部１１は、照明投影部１２にステップＳ１１にて１つ目の照明パターンＰを測定対象物Ｈに照射させたタイミングからスキャン周期ｓ経過したか判断する（ステップＳ１８）。スキャン周期ｓ経過した場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進み、再度全照明パターンＰを順次照射し、スキャン周期ｓ経過していない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、ステップＳ１８に進む。つまり、スキャン周期ｓ経過するまで、ステップＳ１８が繰り返される。
　ここで、スキャン周期ｓと検出時間ｔの関係を、図６と、図５の処理を用いて、説明する。検出時間ｔは、全ての照明パターンＰを順次照射し、検出部１３が反射光を検出する時間であるから、ステップＳ１１からステップＳ１３までの処理のループが開始（ステップＳ１１）されてから終了（ステップＳ１３；ＹＥＳ）するまでの時間を指すこととなる。一方で、スキャン周期ｓは、測定対象物Ｈの照明パターンＰ照射領域ずつ、画像形成システム１００が、一次元的に測定対象物Ｈを読み取る時間であるから、ステップＳ１１からステップＳ１８までの処理のループが開始（ステップＳ１１）されてから終了（ステップＳ１８；ＹＥＳ）するまでの時間を指すこととなる。
　なお、図１８は、従来のラインセンサカメラや標準的なＳＰＩを１次元に適用したケースの場合の、スキャン周期ｓと検出時間ｔの関係を示す図である。従来のラインセンサカメラでは、対象物体の送り速度、スキャンレート（スキャン周期ｓ）、露光時間（検出時間ｔ）を制御して、連続的に像を取得する。そのため、好適な画像を取得するためには、送り速度とスキャンレートには、スキャンレート＝送り速度／分解能という制約があり、略停止中の対象物体の像を取得するため、図１８Ａに示すように露光時間≦スキャンレートとし、露光時間を十分短くする必要があった。また、従来の１次元構造の照明パターンを用いるＳＰＩにおいては、１、２、３・・・Ｎ、１、２、３・・・Ｎ、・・・のように順々に繰り返して照明パターンを切り替え続けるため、スキャン周期と検出時間ｔは概ね一致させる必要があった。
　また、ステップＳ１４からステップＳ１７までの処理は、ステップＳ１１からステップＳ１３、ステップＳ１８と並列して実施する。つまり、ステップＳ１４における第１画像の再構成や、ステップＳ１５における第２画像の生成や、ステップＳ１６における第２画像の表示や、ステップＳ１７における検査終了の判断の処理が長引き完了していない場合でも、ステップＳ１１にて１つ目の照明パターンＰを照射したタイミングからスキャン周期ｓ経過した場合は、ステップＳ１８においてスキャン周期ｓ経過を判断し（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進む。
＜第２実施形態＞
　図７は、第２実施形態の画像形成システム１００の概略構成を示す概略図である。以下、第１実施形態と異なる形態に関して、説明する。
　画像形成システム１００では、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元構造の照明投影部２２により一次元の照明パターンＰを順次変更し、略等速度で移動する測定対象物Ｈに照射する。そして、測定対象物Ｈからの反射光を検出部１３が検出し、時間変動する受光信号Ｓを制御部１１に送る。そして、制御部１１は、順次変更された一次元の照明パターンＰと、各照明パターンＰに対応する一次元の受光信号Ｓを基に、ＳＰＩ技術を用いて、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元に再構成された再構成画像（第１画像）を生成し、その第１画像を並べることで二次元の第２画像を生成する。
　照明投影部２２は、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた、二次元構造の投影プロジェクタである。
　照明投影部２２は、図８に示すように、例えば、図９に示す二次元の照明パターンＰを、一列ごと（Ｐ［０］、Ｐ［１］、Ｐ［２］・・・Ｐ［Ｎ－１］；一次元の照明パターンＰ）に、順次変更し、測定対象物Ｈに対して照射する。
（画像形成処理）
　画像形成処理のフローを、図１０を用いて説明する。なお、全ての照明パターンＰは、記憶部１４に記憶されているものとする。また、図１０における、全ての照明パターンＰとは二次元の照明パターンＰの全列の一次元の照明パターンＰを指し、１つの照明パターンＰとは一列ごとの一次元の照明パターンＰを指す。
　まず、ステップＳ２１からステップＳ２３は、図５のステップＳ１１からステップＳ１３と同じである。
　次に、制御部１１は、測定対象物Ｈの同一箇所に全ての照明パターンＰを照明投影部２２に照射させたか判断する（ステップＳ２４）。具体的には、例えば、二次元の照明パターンＰの列数回、全ての照明パターンＰが順次照射された場合、測定対象物Ｈの移動方向の前端から距離ｄの部分については、全ての照明パターンＰが照射されることとなるため、ステップＳ２５における一次元の画像（第１画像）の再構成が可能となる。
　制御部１１が、測定対象物Ｈの同一箇所に全ての照明パターンＰを照明投影部２２に照射させたと判断した場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、一次元の画像（第１画像）の再構成が行われる。一方、制御部１１が、照射させたと判断しなかった場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、ステップＳ２８に進む。
　ここで、図１１を用いて、ステップＳ２５における第１画像の再構成方法を説明する。図１１に、照明投影部２２により各スキャン周期ｓにおける測定対象物Ｈに順次照射された一次元の照明パターンＰを示す。なお、測定対象物Ｈの左側に示す矢印は、測定対象物Ｈの移動方向である。
　図１１Ａは、測定対象物Ｈの移動方向と、二次元の照明パターンＰにおける一次元の照明パターンＰの列の移動方向が一致する場合、一方、図１１Ｂは、測定対象物Ｈの移動方向と、二次元の照明パターンＰにおける一次元の照明パターンＰの列の移動方向が反対の場合である。
　ここで、測定対象物Ｈは、照明投影部２２により照射される照明領域の、測定対象物Ｈの移動方向の長さをＬとした際に、スキャン周期ｓあたり、Ｌ／Ｎ（＝ｄ）だけ移動する。より正確には、図１１Ａの場合、Ｌ／（Ｎ＋１）、図１１Ｂの場合、Ｌ／（Ｎ－１）だけ移動することが望ましい。
　すると、測定対象物Ｈの同一箇所には、例えば、図１１の太枠で囲まれた一次元の照明パターンＰが照射されることとなる。
　つまり、正確には、図１１Ａの場合、二次元の照明パターンＰの（列数―１）回、全ての照明パターンＰが順次照射され、その直後のスキャン周期ｓにおける照明パターンＰの最後の一次元の照明パターンＰが照射された時点において、測定対象物Ｈの移動方向の前端から距離ｄの部分については、全ての照明パターンＰが照射されることとなり、図１１Ｂの場合、二次元の照明パターンＰの（列数―１）回、全ての照明パターンＰが順次照射され、その直後の一次元の照明パターンＰが照射された時点において、測定対象物Ｈの移動方向の前端から距離ｄの部分については、全ての照明パターンＰが照射されることとなり、ステップＳ２５における第１画像の再構成が開始可能となる。
　そして、二次元の照明パターンＰが直交基底に基づいている場合、ステップＳ２５における画像の再構成は、以下の式（１）を用いて行われる。
　なお、図９に示すように、二次元の照明パターンＰは、Ｍ行×Ｎ列であり、二次元の第２画像（測定対象物Ｈ）は、Ｍ行×ｑ列で表される画像であるとする。また、二次元の第２画像（測定対象物Ｈ）の一列ごとの第１画像をＴ［ｎ］、Ｔ［ｎ＋１］、Ｔ［ｎ＋２］・・・Ｔ［ｎ＋ｑ－１］と表すものとする。また、スキャン周期ｓ（ｉ、１～Ｎ）におけるＴ［ｊ］の領域にＰ［ｉ－１］の照明が当たり、Ｉ＿ｉ＿ｊの光量が検出部１３で検出されるとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　より正確には、スキャン周期ｓ（ｉ）でＴ［ｊ］の領域にＰ［ｉ－１］の照明が当たり、Ｉ＿ｉ＿ｊの光量が測定されて、Ｔ［ｊ］の領域にＰ［ｉ－１］を反転した照明Ｐ’［ｉ－１］が当たり、Ｉ’＿ｉ＿ｊの光量が測定された場合、ステップＳ２５における画像の再構成は、以下の式（２）を用いて行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、二次元の照明パターンＰがランダムな照明パターンの場合、ステップＳ２５における画像の再構成は、以下の式（３）を用いて行われる。
　なお、Ｅ＿ｉ（Ｉ＿ｉ＿ｊ）は、Ｉ＿ｉ＿ｊのｉについての平均値である。
　また、Ｅ＿ｉ（Ｐ［ｉ－１］）は、Ｐ［ｉ－１］のｉについての平均をとったＭ行×１列の行列である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次のステップＳ２６からステップＳ２９は、図５のステップＳ１５からステップＳ１８と同じである。
＜第３実施形態＞
　図１２は、第３実施形態の画像形成システム１００の概略構成を示す概略図である。以下、第１実施形態や第２実施形態と異なる形態に関して、説明する。
　画像形成システム１００では、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元構造の照明投影部３２により二次元の照明パターンＰを順次変更し、略等速度で移動する測定対象物Ｈに照射する。そして、測定対象物Ｈからの反射光を複数の検出部３３が検出し、時間変動する受光信号Ｓを制御部１１に送る。そして、制御部１１は、順次変更された二次元の照明パターンＰと、二次元の照明パターンＰの各列（第３実施形態では４列）に対応する一次元の受光信号Ｓを基に、ＳＰＩ技術を用いて、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元の照明パターンＰの列ごとに一次元に再構成された再構成画像（第１画像）を生成し、その第１画像を並べることで二次元の第２画像を生成する。
　照明投影部３２は、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた、二次元構造の投影プロジェクタである。
　照明投影部３２は、図１２に示すように、例えば、図９に示す二次元の照明パターンＰの内、４列ごと（例えば｛Ｐ［０］、Ｐ［４］、Ｐ［８］、Ｐ［１２］｝、｛Ｐ［１］、Ｐ［５］、Ｐ［９］、Ｐ［１３］｝・・・｛Ｐ［Ｎ－１３］、Ｐ［Ｎ－９］、Ｐ［Ｎ－５］、Ｐ［Ｎ―１］｝；二次元の照明パターンＰ）に、順次変更し、測定対象物Ｈに対して照射する。
　検出部３３は、二次元の照明パターンＰの各列（第３実施形態では４列）に対応する時間変動する一次元の受光信号Ｓを検出するため、複数必要（第３実施形態では少なくとも４個必要）である。
　なお、測定対象物Ｈからの二次元の照明パターンＰの各列に対応する反射光が干渉しないよう、照射する二次元の照明パターンＰの各列の間隔をあけるか、検出部３３の間に仕切りを設ける等するとよい。
　以上のように、第３実施形態は、第２実施形態において照明投影部２２が二次元の照明パターンＰの一列ごとに順次照射していたところを、照明投影部３２が複数列（第３実施形態では４列）ごとに順次照射するようにしたものである。
＜第４実施形態＞
　図１３は、第４実施形態の画像形成システム１００の概略構成を示す概略図である。以下、第１実施形態から第３実施形態と異なる形態に関して、説明する。
　画像形成システム１００では、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元構造の照明投影部４２により二次元の照明パターンＰを、略等速度で移動する測定対象物Ｈに照射する。そして、測定対象物Ｈからの反射光を複数の検出部４３が検出し、受光信号Ｓを制御部１１に送る。そして、制御部１１は、二次元の照明パターンＰと、二次元の照明パターンＰの各列（第４実施形態では全列）に対応する一次元の受光信号Ｓを基に、ＳＰＩ技術を用いて、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元の照明パターンＰの列ごとに一次元に再構成された再構成画像（第１画像）を生成し、その第１画像を並べることで二次元の第２画像を生成する。
　照明投影部４２は、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた、二次元構造の投影プロジェクタである。
　照明投影部４２は、図１３に示すように、例えば、図９に示す二次元の照明パターンＰを、全列（Ｐ［０］、Ｐ［１］、Ｐ［２］・・・Ｐ［Ｎ－１］；二次元の照明パターンＰ）、測定対象物Ｈに対して照射する。
　検出部４３は、二次元の照明パターンＰの各列（第４実施形態では全列）に対応する一次元の受光信号Ｓを検出するため、二次元の照明パターンＰの列数分ある。
　以上のように、第４実施形態は、第２実施形態において照明投影部２２が二次元の照明パターンＰの一列ごとに順次照射していたところを、照明投影部４２が、全列ごとに、つまり、二次元の照明パターンＰ全列を一度に照射するようにしたものである。
＜その他実施形態＞
　上記１から４の実施形態では、略等速度で移動する測定対象物Ｈに対して、移動しない画像形成システム１００という構成であったが、略等速度で移動する画像形成システム１００（特に、照明投影部）に対して、移動しない測定対象物Ｈという構成でもよい。
　具体的には、図１４に示す画像形成システム１００では、略等速度で移動する一次元構造の照明投影部５２により、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元の照明パターンＰを順次変更し、測定対象物Ｈに照射する。なお、画像形成処理のフローは、図５と同様である。
　図１５に示す画像形成システム１００では、略等速度で移動する二次元構造の照明投影部６２により、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、一次元の照明パターンＰを順次変更し、測定対象物Ｈに照射する。なお、画像形成処理のフローは、図１０と同様である。
　図１６に示す画像形成システム１００では、略等速度で移動する二次元構造の照明投影部７２により、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元の照明パターンＰ（複数列；例えば４列）を順次変更し、測定対象物Ｈに照射する。なお、画像形成処理のフローは、図１０と同様である。
　図１７に示す画像形成システム１００では、略等速度で移動する二次元構造の照明投影部８２により、一定周期（スキャン周期ｓ）毎に、二次元の照明パターンＰ（全列）を、測定対象物Ｈに照射する。なお、画像形成処理のフローは、図１０と同様である。
　なお、図１６や図１７の場合、検出部７３や検出部８３は、二次元の照明パターンＰの各列に対応する一次元の受光信号Ｓを検出するため、第３実施形態や第４実施形態と同様に複数必要であり、略等速度で移動する照明投影部７２や照明投影部８２と同じ方向及び速度で移動する必要がある。また、図１４や図１５の場合も、検出部１３を移動させてもよい。
＜効果＞
　以上のことから、画像形成システム１００は、複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部１２と、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部１３と、複数の照明パターンの中から順次照明パターンを切り替えて照明投影部１２から光を照射させる照明制御部（制御部１１）と、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部（制御部１１）と、を備えるため、単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　また、画像形成システム１００は、測定対象物の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部１２は、列方向に一次元の照明パターンの光を照射し、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部１２に、複数の一次元の照明パターンの光を、順次照射させ、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数を減らすことができる。
　具体的には、照明パターンがＮ×Ｎピクセルからなる場合、各スキャン周期ｓにおいて、二次元の照明パターンを照射する場合、Ｎの２乗パターンまたは２×Ｎの２乗パターンを必要とするが、一次元の照明パターンを照射する場合、Ｎパターンまたは２Ｎパターンで十分である。
　また、画像形成システム１００は、測定対象物の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部２２は、二次元の照明パターンの光を照射し、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部２２に、二次元の照明パターンの光を、一列ごとに順次照射させ、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数を減らすことができる。
　また、画像形成システム１００は、測定対象物の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部（照明投影部３２または照明投影部４２）は、二次元構造であり、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部（照明投影部３２または照明投影部４２）に、二次元の照明パターンの光を、複数列ごとに順次照射させ、検出部（検出部３３または検出部４３）は、照射した複数列の数以上有しあり、照明パターンの列の各々の光に対応する反射光の光強度を検出し、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を列ごとに生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、一度の照射において、複数の各列の受光信号を、一度に取得することとなり、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数をさらに減らすことができる。
　具体的には、順次照射する二次元の照明パターンの列数をｋ列とした場合、一次元の照明パターンを照射する場合に比べ、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数を１／ｋ倍に減らすことができる。
　また、画像形成システム１００は、複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部５２と、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部１３と、複数の照明パターンの中から順次照明パターンを切り替えて照明投影部１２から光を照射させる照明制御部（制御部１１）と、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部（制御部１１）と、を備えるため、単一素子の検出器で、動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　また、画像形成システム１００は、照明投影部５２の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部５２は、列方向に一次元の照明パターンの光を照射し、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部５２に、複数の一次元の照明パターンの光を、順次照射させ、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数を減らすことができる。
　また、画像形成システム１００は、照明投影部６２の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部６２は、二次元の照明パターンの光を照射し、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部６２に、二次元の照明パターンの光を、一列ごとに順次照射させ、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数を減らすことができる。
　また、画像形成システム１００は、照明投影部（照明投影部７２または照明投影部８２）の移動方向を行とし、移動方向に直交した方向を列とし、照明投影部（照明投影部７２または照明投影部８２）は、二次元の照明パターンの光を照射し、照明制御部（制御部１１）は、照明投影部（照明投影部７２または照明投影部８２）に、二次元の照明パターンの光を、複数列ごとに順次照射させ、検出部（検出部７３または検出部８３）は、照射した複数列の数以上有し、照明パターンの列の各々の光に対応する反射光の光強度を検出し、生成部（制御部１１）は、列方向に一次元の再構成画像である第１画像を列ごとに生成し、第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成するため、一度の照射において、複数の各列の受光信号を、一度に取得することとなり、各スキャン周期ｓにおける照明パターンＰの数をさらに減らすことができる。
　また、照明制御部（制御部１１）は、検出部１３における検出の時間と、画像形成システム１００が、測定対象物を読み取る周期とを、別々に制御するため、測定対象物Ｈの移動速度を任意に遅くできる。つまり、測定対象物Ｈの移動速度を任意に遅くすることで、単位時間当たりの照明パターンＰの照射枚数をさらに減らすことが可能となる。
　また、検出部１３は、フォトダイオードであるため、安価である。
　また、照明投影部１２は、ＤＭＤを含み、照明制御部（制御部１１）は、ＤＭＤのクロック周波数に対して、ＲＧＢ画像のビットごとの画像を対応させ、ＲＧＢ画像のビットごとの画像を、独立したパターンとして、照明投影部１２に投影させるため、単位時間当たりの二次元照明パターンを増加させる事が可能となる。
　また、画像形成方法は、複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、略等速度で移動する測定対象物に照射し、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出し、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成するという方法であるため、単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　また、画像形成方法は、略等速度で移動し、複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、測定対象物に照射し、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出し、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成するという方法であるため、単一素子の検出器で、動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　また、プログラムは、複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部１２と、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部１３と、とを備える画像形成システム１００のコンピューターを、複数の照明パターンの中から順次照明パターンを切り替えて照明投影部１２から光を照射させる照明制御部（制御部１１）、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部（制御部１１）、として機能させるため、単一素子の検出器で、動いている対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　また、プログラムは、複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部１２と、照明パターンの光による測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部１３と、とを備える画像形成システム１００のコンピューターを、複数の照明パターンの中から順次照明パターンを切り替えて照明投影部１２から光を照射させる照明制御部（制御部１１）、照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部（制御部１１）、として機能させるため、単一素子の検出器で、動きながら対象物の一次元また二次元の画像を取得することを実現することが可能となる。
　以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、上述した本実施形態における記述は、本発明に係る好適な一例であり、これに限定されるものではない。
　例えば、検出時間ｔにおいて、高速で二次元の照明パターンを切り替え、測定対象物に照射し、二次元の再構成画像を得る実施形態も考えられる。
　また、対象物検知という観点では、対象物の台座部１８は投影プロジェクタの光を反射しにくい部材で構成することが望ましい。また、照明投影部１２以外の例えば室内照明からの光も対象物で反射し解析装置のＳ／Ｎ比を低下させる要因にはなるが、ＳＰＩ解析の中でもこの影響を加味した上で再構成画像を作成しうる。
　また、一般的な製造ラインや検査ラインで想定される、ベルトコンベア上に複数の対象物が間隔をあけて、並んでいる場合、各対象物の移動方向の端部を検知したり、一定周期ごとに対象物を測定したりすることで、対象物の間隔部分を測定しないことで、無駄な測定を減らすことができる。
　また、実施形態３や実施形態４、実施形態７、実施形態８において、検出部１３ごとに、異なる二次元の照明パターンＰを構成する一次元の照明パターンを照射させ、反射光を検知することで、実施形態２の数倍の枚数（「異なる二次元の照明パターンＰの数」倍）が結果的に照射されることとなるため、第１画像を高画質化できる。
　また、実施形態３や実施形態４、実施形態７、実施形態８において、Ｎ個の検出器はフォトダイオードなどの単一検出器をＮ個用意してもよく、ラインセンサとシリンドリカルレンズの組み合わせを利用してもよく、ＤＭＤプロジェクタと単一検出器の組み合わせを複数用意してもよい。
　また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。
　その他、画像形成システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
　本開示は、画像形成システム、画像形成方法、及びプログラムに利用できる。
１００　画像形成システム
１１　制御部
１２　照明投影部
１３　検出部
１４　記憶部
１５　表示部
１６　操作部
１７　通信部
２２　照明投影部
３２　照明投影部
３３　検出部
４２　照明投影部
４３　検出部
５２　照明投影部
６２　照明投影部
７２　照明投影部
７３　検出部
８２　照明投影部
８３　検出部
 

Claims (15)

  1. 　複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部と、
    　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、
    　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部と、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部と、
    　を備える画像形成システム。
  2. 　前記測定対象物の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、前記列方向に一次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、複数の一次元の前記照明パターンの光を、順次照射させ、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項１に記載の画像形成システム。
  3. 　前記測定対象物の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、二次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、二次元の前記照明パターンの光を、一列ごとに順次照射させ、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項１に記載の画像形成システム。
  4. 　前記測定対象物の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、二次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、二次元の前記照明パターンの光を、複数列ごとに順次照射させ、
    　前記検出部は、照射した前記複数列の数以上有し、前記照明パターンの前記列の各々の光に対応する反射光の光強度を検出し、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を前記列ごとに生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項１に記載の画像形成システム。
  5. 　複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部と、
    　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、
    　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部と、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部と、
    　を備える画像形成システム。
  6. 　前記照明投影部の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、前記列方向に一次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、複数の一次元の前記照明パターンの光を、順次照射させ、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項５に記載の画像形成システム。
  7. 　前記照明投影部の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、二次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、二次元の前記照明パターンの光を、一列ごとに順次照射させ、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項５に記載の画像形成システム。
  8. 　前記照明投影部の移動方向を行とし、前記移動方向に直交した方向を列とし、
    　前記照明投影部は、二次元の前記照明パターンの光を照射し、
    　前記照明制御部は、前記照明投影部に、二次元の前記照明パターンの光を、複数列ごとに順次照射させ、
    　前記検出部は、照射した前記複数列の数以上有し、前記照明パターンの前記列の各々の光に対応する反射光の光強度を検出し、
    　前記生成部は、前記列方向に一次元の再構成画像である第１画像を前記列ごとに生成し、前記第１画像に基づき、二次元の再構成画像である第２画像を生成する請求項５に記載の画像形成システム。
  9. 　前記照明制御部は、前記検出部における検出の時間と、前記画像形成システムが、前記測定対象物を読み取る周期とを、別々に制御する請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  10. 　前記検出部は、フォトダイオードである請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  11. 　前記照明投影部は、ＤＭＤを含み、
    　前記照明制御部は、前記ＤＭＤのクロック周波数に対して、ＲＧＢ画像のビットごとの画像を対応させ、
    　ＲＧＢ画像のビットごとの画像を、独立したパターンとして、前記照明投影部に投影させる請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  12. 　複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、略等速度で移動する測定対象物に照射し、
    　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出し、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する画像形成方法。
  13. 　略等速度で移動し、複数の照明パターンの光を、順次切り替えて、測定対象物に照射し、
    　前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出し、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する画像形成方法。
  14. 　複数の照明パターンの光を、略等速度で移動する測定対象物に照射する照明投影部と、前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、とを備える画像形成システムのコンピューターを、
    　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部、
    　として機能させるプログラム。
  15. 　複数の照明パターンの光を測定対象物に照射する、略等速度で移動する照明投影部と、前記照明パターンの光による前記測定対象物からの反射光の光強度を検出する検出部と、とを備える画像形成システムのコンピューターを、
    　複数の前記照明パターンの中から順次前記照明パターンを切り替えて前記照明投影部から光を照射させる照明制御部、
    　前記照明パターンと当該照明パターンに対応した反射光の前記光強度から二次元に再構成された再構成画像を生成する生成部、
    　として機能させるプログラム。
     
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012147804A1 (ja) * 2011-04-25 2012-11-01 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置
JP2021177186A (ja) * 2013-07-16 2021-11-11 株式会社キーエンス 三次元画像処理装置及び三次元画像処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012147804A1 (ja) * 2011-04-25 2012-11-01 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置
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