JPH0452875A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像入力装置に関するものであり、例えば、
画像処理によるワークの正否や良否の判別等に利用可能
なものである。

（従来の技術） 例えば、画像処理装置では、ワークの画像信号を処理装
置に入力す、るための画像入力装置が必要である。画像
入力装置は、基本的にはワークの載置部と、この載置部
に載置されたワークの被検査面に対向配置したカメラ乃
至は結像光学系とを有しでなる。

しかるに、従来の画像入力装置は、ワーク載置部と照明
手段と画像入力手段とが個別に作られて個別に配置され
ているため、システム全体が大型化するという問題があ
り、これに伴って外部光による障害を受けやすいとか、
照明むらを生じやすいというような問題を生じ、これら
の問題をできるだけ解消するためには、光源を強化しな
ければならなかった。

そこで本出願人は、ワークの被撮像面の画像を取り込む
ための画像取り込み部を有するケースと、このケースに
取付けられワークの被撮像面の画像を入力する画像入力
手段と、上記ケース内の画像取り込み部と画像入力手段
との間に設置されワークの被撮像面を照明する照明手段
とを備えてなる画像入力装置に関して先に特許出願をし
た。特願平１−２２５１２１号がそれである。

第８図ないし第１−０図は上記出願にかかる画像入力装
置と実質的に同じ画像入力装置の例を示す。

第８図ないし第１ｏ図において、直方体状のケース１５
の内部には、同ケース１５の長手方向の一半部（第９図
において左半部）であって幅方向両側に、照明手段１８
．１８が対をなして配置されている。照明手段１８．１
８は、それぞれ複数の光源４，４とその上方に配置され
た拡散板２，２とを有してなる。光源４は、例えばＬＥ
Ｄなどでなり、複数の光源４が基板上に列をなし、また
、一方の光源４の列と他方の光源４の列が相互に列方向
にずらされて千鳥状に配列されている。

一対の照明手段１８．１８からの照明光は拡散板２，２
により拡散され、ケース１５の天板１６に達するが、こ
の天板１６には透明で長方形のカバーガラス１が固定さ
れている。天板１６の上記カバーガラス１を有してなる
部分は画像取り込み部１９となっていて、第８図に矢印
で示すように。

ワーク９がカバーガラス１の上を同カバーガラス１を幅
方向に横切って搬送されるようになっている。ワーク９
は、例えばコインやメダルなどであり、カバーガラス１
の上面と接するワーク９の下面が被撮像面となっている
。

上記一対の照明手段１８．１８の間にはミラー３がほぼ
４５°に斜設されている。ミラー３は細長い長方形に形
成されている。ミラー３の斜設の向きは、上方からの光
を第９図において右方に反射する向きである。ワーク９
の被撮像面からの反射光は、ミラー３で側方に反射され
、結像光学系とラインセンサ等を有してなる画像入力手
段２０に導かれる。画像入力手段２０は、照明手段１８
゜１８によって照明されたワーク９の被撮像面の画像を
、ワーク９の搬送方向に対し直交する方向に１ラインご
とに検出し、画像信号として出力する。

この画像信号は、画像処理装置等に入力される。

上記画像入力装置によれば、システム全体を小型にまと
めることができ、外部光による障害を受けにくく、照明
むらもなく、しかも、光源を強化する必要もない、とい
うように優れた効果を奏する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のような優れた効果を奏する画像入力装置
にも、解決すべき課題が残されている。

それは、全体を小型にまとめるという条件を満足させる
ために、照明手段１８を構成する複数の光源４を一方向
に直線状に配列せざるを得す、ワーク９を全方向から均
等に照明することができず、ワーク９の一部分の画像が
鮮明に取り込まれないことである。その理由をさらに詳
細に説明する。

複数の光源４の配列方向からは被撮像面に十分な照明光
が照射されて十分な照度が得られるが、第９図に矢印Ａ
、Ｂで示すように、光源４の配列方向両端部から被撮像
面に向かう照明光はほとんどない。そこで、第１１図に
示すように、ワーク９としてコインを想定した場合、ワ
ーク９の搬送方向を矢印Ｓの方向とすると、光源４によ
るワーク９の照明範囲は、第１１図に符号Ｅで示すよう
に、上記搬送方向に直交する方向の狭い範囲になる。

この照明範囲Ｅのうち第１１図に符号ａ、ｂで示す両端
部の照明範囲は、矢印Ａ、Ｂで示すように、光源４の配
列方向両端部から照明されるべき範囲である。しかるに
、上記のように、光源４の配列方向両端部から被撮像面
に向かう照明光はほとんどないため、上記範囲ａ、ｂで
は凹凸形状が明確に出す、画像処理の精度が悪化すると
いう問題がある。

本発明は、上述の問題点を解消するためになされたもの
で、照明むらがなく、ワーク全体の画像を正確に取り込
むことができるようにして、正しい画像処理を行なうこ
とができるようにした画像処理装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ワークの被撮像面の画像を取り込む画像取り
込み部と、ワークの被撮像面の画像を入力する画像入力
手段と１画像取り込み部と画像入力手段との間に設置さ
れワークの被撮像面を照明する照明手段とを備えた画像
入力装置において。

照明手段からの照明光をワークの被撮像面に向かって反
射させる反射部材を、照明手段と画像取り込み部との間
の空間を取り囲むように配置したことを特徴とする。

（作　用） 照明手段は、画像取り込み部にあるワークの被撮像面を
照明する。被撮像面の画像は画像入力手段によって撮像
され、画像処理装置等に入力される。照明手段と画像取
り−込み部との間の空間を取り囲むようにして配置した
反射部材は、照明手段からの照明光をワークの被撮像面
に向かって反射させる。このとき、上記反射部材はリン
グ照明手段と同等のものとみなすことができ、被撮像面
における照明範囲を均一に照明することができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像入力装置
の実施例について説明する。なお、第８図ないし第１０
図の例と共通の構成部分には共通の符号を使用する。

第１図ないし第４図において、直方体状のケース１５の
内部には、同ケース１５の長手方向の一半部（第２図に
おいて左半部）であって幅方向両側に、照明手段１８．
１８が対をなして配置されている。照明手段１８．１８
は、それぞれ複数の光ｇ４，４とその上方に配置された
拡散板２，２とを有してなる。光源４は、例えばＬＥＤ
などの適宜の発光素子でなり、複数の光源４が基板上に
列をなして、また、一方の光源４の列と他方の光源４の
列が相互に列方向にずらされて千鳥状に配列されている
。この実施例では、各光源４，４は照明光の出射部分が
凸レンズ状に形成されることにより指向性をもっており
、この指向性光源４゜４から上方に向かって出た照明光
はそれぞれ拡散板２，２で拡散される。各拡散板２，２
の上方にはミラー１０．１０が斜設されていて、光源４
゜４から出たあと拡散板２，２で拡散された照明光をミ
ラー１０．１０が斜め上方に反射するようになっている
。

光源４を構成する発光素子の列数及び発光素子全体の数
は、後述のワークの大きさやその材質等によって適宜変
更してよい、光源４としては、ＬＥＤのほか、ハロゲン
ランプ、蛍光管、陰極線管などを用いてもよい。

一対の照明手段１８．１８からの照明光は拡散板２，２
により拡散され、ミラー１０．１０で反射されてケース
１５の天板１６に達するが、この天板１６には透明のカ
バーガラス１が固定されている。カバーがラス１は長方
形をなし、その長手方向をケース１５の長手方向に向け
て固定されている。また、カバーガラス１の上面は上記
天板１６の上面と一致するように、天板１６の窓孔にカ
バーガラス１が埋め込まれた状態で取付けられている。

天板１６の上記カバーガラス１を有してなる部分は画像
取り込み部１９となっていて、第１図に矢印で示すよう
に、ワーク９がカバーガラス１の上を同カバーガラス１
を幅方向に横切って搬送されるようになっている。ワー
ク９は、例えばコインやメダルなどであり、カバーガラ
ス１の上面と接するワーク９の下面が被撮像面９ａとな
っている。

上記各ミラー１０．１０を経てワーク９の被撮像面９ａ
に向かう照明光軸の上記被撮像面９ａに対する入射角度
θは、はぼ４５″程度になるように各ミラー１０．１０
の角度が設定されている。

上記一対の照明手段１８．１８の間にはミラー３がほぼ
４５″に斜設されている。ミラー３は細長い長方形に形
成されている。ミラー３はプリズムで構成してもよい。

ミラー３の斜設の向きは、上方からの光を第２図におい
て右方に反射する向きである。

ワーク９の被撮像面９ａからの反射光は、ミラー３で側
方に反射され、結像光学系５に至る。結像光学系５は、
ワーク９の被撮像面９ａの画像をラインセンサ６上に結
像させる。結像光学系５はピント調整部材によってピン
ト調整可能である。

ラインセンサ６はケース１５の長手方向の一半部であっ
て照明手段１８．１８の配置部とは反対側の半部に光軸
調整部材７を介して固定されている。

ラインセンサ６は、照明手段１８．１８によって照明さ
れたワーク９の被撮像面９ａの画像を、ワーク９の搬送
方向に対し直交する方向に１ラインごとに検出し、画像
信号として出力する。この画像信号は、画像処理装置等
に人力される。結像光学系５とラインセンサ６を含む部
分は画像入力手段２０を構成している。

以上のようにして、一つのケース１５内に、照明手段１
８．１８、画像取り込み部１９、画像入力手段２０が設
置されており、また、画像取り込み部１９と画像入力手
段２０との間に照明手段１８．１８が設置されている。

拡散板２，２とその上方の天板１６とで形成される空間
には、上述した反射部材としてのミラー１０．１０以外
に、上記空間の周囲を囲むようにして反射部材としての
反射板１１，１２，１１゜１３が配置されている。反射
板１１．１１は各光源４，４の列に沿ってケース１５の
内壁面に固定されている。反射板１２．１３は、各光源
４，４の列の両端部に適宜の部材、例えば、ケース１５
の内部を長手方向に部分する部材やケース１５の内壁面
等に固定されている。また、反射板１２゜１３は、列を
なす各光源４，４からの照明光を効率よく被撮像面９ａ
に向かって反射することができるように、適宜の角度に
傾けて固定さねている。

反射板１１，１２．１１，１３の反射面は、アルミ蒸着
や光沢アルミ板などで構成することができる。

このように、拡散板２，２の上方の空間を囲むようにし
て反射板１１，１２，１１．１３を配置することにより
、拡散板２，２で拡散されて周囲に漏れようとする照明
光をカバーがラス１の方に向かって反射することができ
、被撮像面９ａでの照度を約１０％程度向上させること
ができる。また、各反射板１．１，１２，１１，１３は
間接的な照明光源とみなすことができ、この間接的な照
明光源が照明手段１８と画像取り込み部１９との間の空
間を取り囲むようにして配置され、被撮像面９ａに対し
てはあたかもリング照明と同様の配置関係となっている
ため、上記被撮像面９ａを照明むらのない均一な光量で
照明することができる。

第５図は、このようにして照明されるワーク９を示すも
ので、コイン状のワーク９を矢印方向に搬送するものと
すると、ワーク９の搬送方向両端部の範ｇ！１１０Ａも
、ワーク９の搬送方向に直交する方向の両端部の範囲１
２Ａ、１３Ａも、均一に照明される。ちなみに、上記符
号１０Ａで示す範囲はミラー１０．１０および反射板１
１．、、１．１て反射さ九た照明光による照明範囲を、
符号１２Ａ。

Ｌ３Ａで示す範囲は反射板１２．１３で反射された照明
光による照明範囲をそれぞれ示す。このように、照明手
段１８と画像取り込み部１９との間の空間を取り囲むよ
うにして反射板１１，１２゜１１．１３を配置すること
により、ワーク９を全範囲にわたって、かつ、均一に照
明することができ５画像入力部２０において被撮像面９
ａの凹凸あるいは模様が鮮明に浮き出し、ワーク９の画
像を明確に取り込むことができる。ちなみに、第５図に
おいてワーク９の周縁部に示したドツトは、５百円硬貨
等におけるドツトであって、このようなドツトを全周に
わたって鮮明に浮き出させることができる。

上記実施例では１画像取り込み部１９と画像入力手段２
０との間に照明手段１８．１８が設置されているため、
照明手段１８．１８に何らかの対策を施さないとすれば
、照明手段１８．１８の照明光が直接画像人力手段２０
に入射して画像を劣化させる恐れがある。そこで、各光
源４，４とミラー３との間に遮光板８，８を立て、光源
４，４からの照明光が直接画像入力手段２ｏに入射する
ことのないようにしている。

ケース１５は各構成部材の総てを内装するもので坐り、
外乱光が画像信号に影響を及ぼすことのないように、外
乱光の遮蔽の役目もしている。

いま、光源４，４から照明光を出射させると、照明光は
拡散板２，２で拡散され、さらに、ミラー１０．１０で
反射されて画像取り込み部１９を均一に照明する。この
状態で、ワーク９を上記画像取り込み部１９上において
搬送すると、ワーク９の被撮像面９ａが上記照明光で照
明され、この照明光が被撮像面９ａで反射される。この
反射光はカバーガラス１を通り、ミラー３で側方に反射
され、結像光学系５によってラインセンサ６上に結像さ
れる。ラインセンサ６は上記反射光に応じワーク９の画
像信号として１ラインずつ出力する。

この画像信号は図示されない画像処理装置に入力され、
ワークの正否や良否の判別等所定の画像処理に供される
。

光源４，４の発光量は、ラインセンサ６の出力レベルに
応じて制御することが望ましい。また、ワーク９の材質
により被撮像面９ａの反射率が異なる場合にも同様にし
て光源４，４の発光量を制御することが望ましい。従っ
て、光源４，４は光量を調整できるものであることが望
ましい。

上、記実施例によれば、画像取り込み部１９と画像入力
手段２０と照明手段１８とを一つのケース１５内に一体
化して設置することにより極めて小型化した画像入力装
置において、照明手段１８からの照明光をワーク９の被
撮像面９ａに向かって反射させる反射部材１１，１２，
１１．１３を、照明手段１８と画像取り込み部１９との
間の空間を取り囲むように配置したため、被撮像面９ａ
の全範囲にわたって照明むらのないソフトな照明が得ら
れ、ワーク９の被撮像面９ａの凹凸や模様を明確に浮き
上がらせて、その画像信号を画像入力手段２０によって
的確に得ることができる。

上記反射板１２．１３の取付は角度は特に限定されるも
のではないが、これら反射板１２．１３で反射される照
明光の中心線が被撮像面９ａに対して４０’ないし５０
”の入射角度となるような取付は角度に設定するのが望
ましい。また、設計上の条件によっては、第６図に示す
ように、反射板１２．１３を垂直に固定せざるを得ない
場合もある。この場合でも、光源４の列の両端部から照
明光を画像取り込み部１９の方に向かって反射すること
ができるため、前述の実施例と同様の作用効果を奏する
。

また、第７図に示すように、反射板１２，１３に代えて
光源４と同じ波長の光源２５．２７を画像取り込み部１
９の方に向かって配置し、その照明光をそれぞれ拡散板
２６．２８を介して画像取り込み部１９に照射するよう
にしてもよい。こうすれば、リング照明の効果がさらに
向上する。

なお、以上説明した各実施例では、光源４は出射面が集
光レンズの機能をもった指向性光源であり、この指向性
光源４に拡散板２の組合せていたが、無指向性の光源を
用いてもよく、また、無指向性光源とこの光源からの照
明光を集めるシリンドリカルレンズを組み合わせたもの
でもよい。

さらに、前記実施例における反射部材としてのミラー１
０．１０は平面ミラーであったが、これに変えて反射面
が凹面のミラーを用いてもよい。

なお、画像入力手段には、図示の実施例におけるライン
センサ６に代えて、２次元の画像信号を入力することが
できるイメージセンサを用いてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、画像取り込み部と画像入力手段と照明
手段とを有する画像入力装置において、照明手段からの
照明光をワークの被撮像面に向かって反射させる反射部
材を、照明手段と画像取り込み部との間の空間を取り囲
むように配置したため、被撮像面の照度を向上させるこ
とができるし、被撮像面の全範囲にわたって照明むらの
ないソフトな照明が得られ、ワークの被撮像面の凹凸や
模様を明確に浮き上がらせて、その画像信号を画像入力
手段によって的確に得−ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる画像入力装置の実施例を示す外
観平面図、第２図は同上実施例の断面正面図、第３図は
同上実施例の断面平面図、第４図は同上実施例の断面側
面図、第５図は上記実施例の反射部材によるワークの照
明の様子を示す平面図、第６図は本発明にかかる画像入
力装置の別の実施例を示す断面側面図、第７図は本発明
にかがる画像入力装置のさらに別の実施例を示す断面側
面図、第８図は従来考えられていた画像入力装置の例を
示す断面平面図、第９図は同上断面正面図、第１０図は
同上断面側面図、第１１図は上記従来考えられていた画
像入力装置によるワークの照明の様子を示す平面図であ
る。 ９・・・ワーク、　９ａ・・・被撮像面、　　１８・・
・照明手段、　１９−：・・画像取り込み部、　２０・
・・画像入力手段、　１１，１２，１３・・・反射部材
、１０反射部材としてのミラー 第 図 第 図 弔 図 ′″−１５ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ワークの被撮像面の画像を取り込む画像取り込み部と
   、ワークの被撮像面の画像を入力する画像入力手段と、
   上記画像取り込み部と画像入力手段との間に設置されワ
   ークの被撮像面を照明する照明手段とを備えてなる画像
   入力装置において、照明手段からの照明光をワークの被
   撮像面に向かって反射させる反射部材を、照明手段と画
   像取り込み部との間の空間を取り囲むように配置したこ
   とを特徴とする画像入力装置。