JPS60207980A - 画像取込用装置および方法 - 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】 本発明は、欠陥検査、微小凹凸の為に通常では充分なコ
ントラストが得られず認識困難なマーク等の対象物の自
動読取等に使用して所望の画像を得るための画像取込用
装置および方法に関するものである。

最近、素材産業における欠陥検査や部品、部材の寸法測
定、さらには部品表面にほどこされる刻印文字等の自動
読取のため、対象物の画像をＣＯＤあるいはビジコンカ
メラを用いて取込み、目的に応じた画像処理を行なう必
要性が増大してきた。従来の画像取込装置においては、
画像取込時にハロゲンランプ等の白色光源を用いて対象
物を照明していた。このとき、１個の光源を使用して照
明（ると、外乱光（周辺光）の取込画像に対する影響が
増大し、光源距離の変化による対象物上での光量の増減
が大きく、そのため取込画像について２値化条件の設定
が困難となる欠点があつｌこ　。

さらに、上述した欠点を除去するため、複数個の光源を
同時に点灯して対象物を均一に照明しようとする例もあ
るが、この場合でも基本的には散乱光を用いた照明であ
るため、例えば部品表面にほどこされる刻印の場合を例
にとると０の字を均一に照明して良好に判断することが
できず、そのため画像処理装置等でソフト的に処理しな
ければならず手間のかかる欠点があった。また、上述し
た複数個の光源を同時に点灯づ゛る場合は、構造化のメ
リッ１−を出しにくい欠点があった。

本発明の目的は、上述した不具合を解消して、所定の位
置に設置した複数光源を順次ａａ点灯し、各点灯毎の画
像を撮像して合成することにより、必要な画像情報をｈ
速に取出せる画像取込用装置および方法を提供しようと
するものである。

本発明は、測定対象物を特定波長域を含む光で異なる角
度から照明するように所定の位置関係で配置された高速
点灯可能な複数の光源ど、これら複数の光源を順次切替
で点灯制御する光源ドライバと、前記特定波長域の光だ
けを透過するフィルタと、前記フィルタを透過した光を
光源毎にｆＩｉ像して取り込むための撮像装置と、この
ＩＩｌ像装置で撮像した画像のゲインを調整する自動ゲ
インコントロール回路と、対象物上では均一な光ｍとな
るよう画像データを補正する光量補正回路と、画像のエ
ツジ部分を強調するエツジ強調回路とを含む前処理回路
と、前記各装置および回路の１１１１１ｆｌとともに光
源毎の画像を処理して所望の測定を行なう画像処理装置
とを具えることを特徴とするものである。

さらに本発明は、測定対象物を異なる角度から照明する
ような位置関係に配置された複数個の光源を順次切替点
灯して、光源の各点灯毎の画像を各別に撮像することに
より、所望の画像を取り込むことを特徴とするものであ
る。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の画像取込用装置の一実施例を示すブ
ロック図である。第１図に示す例では、光源が２個の例
を示している。光源１，２はＧａＡｓ’固体レーザ（出
力２０ｍＷ、波長８３０ｎｍ　）により構成され、画像
処理装置９の制御のもとに光源ドライバであるレーザド
ライバ１０により高速で交互に点灯する。各点灯毎の対
象物３の画像は、ＧａＡｓ固体レーザの有ヅる波長（８
３０ｎｍ　）の光だけを透過するフィルタ４を介してＴ
Ｖカメラ５に入射して１ｌｉｌ像される。撮像されＩＣ
画像データは、まずＡＧＣ回路６に供給される。ＡＧＣ
回路６にＪ３いては、画像データの分散を考慮してその
データが各画像の最大出力と最小出力の間に亘って広く
分布するように信号の利得を制御する。ＡＧＣ回路６で
の処理を終えた画像データは、光量補正回路７へ供給さ
れ、光源位置の変化による対象物上での照明光量の増減
を、対象物上では均一な光量となる画像データを得るよ
うに照明光強度分イＩＩと逆の利得を与えて補正する。

補正後の画像データはエツジ強調回路８により画像中の
エツジ部分を強調された後、画像処理装置９内のグレイ
ンｔりに各点灯の画像毎にデジタル値として記憶され、
２値化等の画像処理を行なうのに使用される。」二連し
たＡＧＣ６，光間補正７．エツジ強調８の各回路よりな
る前処理回路は、アナログ回路として構成してもデジタ
ル回路として構成してもとららでも良い。

次に、例えばタイヤ製造工程中の欠陥検査に」二連した
構成の画像取込用装置を使用した例を承り。

まず第２図のようなベルトコンベヤ上を移動Ｊる加硫前
のゴムシート上にＶ字状の欠陥がある場合を考えると、
光源１により照明したときの画像は第３図に示づように
なり、Ｖ字状欠陥の０面は黒レベルとして表示されるた
め簡単に２値化して欠陥と判断できるが、Ｖ字状欠陥の
０面は黒レベルと１よならず背景とは微妙に相違するが
ハーフトーンとなるため、簡単には２値化できず欠陥と
判断Ｊるには多くの手間がかかる。これに対して光源２
により照明した場合は、第４図に示すように０面は簡単
に欠陥と判断できるが０面は判断に手間がかかる。その
ため、単一光源による画像（第３゜４図のいずれか一方
のみ）の２値化では欠陥を正確に判断できないし、また
両光源を同時に照明してもＣ，Ｄ両面がハーフトーンに
なってしまい欠陥と判断することは困難であった。そこ
で本発明の上述した構成においては、光源１．２の照射
毎の画像を画像処理装置９中のグレイメモリに階層的に
記憶してそれらのＡＮＤをとるような形で画面をオーバ
ラップさせることによって、正確に欠陥を検知している
。

上述した本発明の画像取込用装置および方法では、従来
のような単一画像の２１１ｇ化処理では画像メモリ上で
のグレースケール演算等の手法を用いて必要な情報の取
り出しにかなりの時間を要していたのに対し、これらの
ソフト的処理の一部を構造化された複数の光源を順次切
替え使用りることにより必要情報の取出しがほぼ実時間
で達成出来る為に従来方式に比べかなり高速化が得られ
るという特長をもつ。

第５図は本発明による画像取込７’Ｊ法を実／１１！す
る装置の他の例を示す線図である。測定対象物３上の垂
直線の左右対称な位置に第１および第２のＴＶカメラ１
１．１２を配置すると共に同じく左右対称に第１および
第２の光源１３．１４を配置する。カメラ１１および１
２の前面には特定の波長の光を透過するフィルタ１５お
よび１Ｇをそれぞれ配置する。これら２台のＴＶカメラ
１３および１４はカメラコントローラ１７によって駆動
制御する。その他の構成は前述した実施例と同様であり
、光源１１Ｊ３よび１２は画像処理装置１７によりイン
ターフェース１８および光源ドライバ１９を介して駆動
制御され、ＴＶカメラ１３および１４からの画像信号を
インターフェース２０、ＡＧＣ回路２１．光量補正回路
２２およびエツジ強調回路２３を介して画１象処理装＠
１１へ取込むように構成する。本例では先ず第１の光源
１１を点灯して、第１および第２のＴＶカメラ１３およ
び１４で撮像を行ない、次に第１の光源１１を消灯し、
第２の光源１２を点刻して第１および第２のＴＶカメラ
１：Ｊ３よび１４により＠像を行なう。このようにして
異なる角度から見た４つの画面についての画像情報を各
別に画像処理装置１７に取込むことができるので、画像
処理装置１７においてこれらを適切に処理づることによ
り必要な情報を正確に得ることができる。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更を加えることができる。例えば上述
した実施例では、２個の光源を設りたが、測定対象物を
中心として４個の光源を９０°の角度を以って設けるこ
ともでき、この場合には、ｒＯＪのようなアルファベラ
１−を正確に認ＩＩることかできる。また、上述した実
施例では前処理としてＡＧＣ５光量補正、エツジ強調の
処理を画像に対して施したが、他の処理を前処理として
行なっても良い。

以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の画像取込用ａ置おＪ：び方法によれば、複数光源を順
次異なる方向から点灯して対象物を照明して、各点月毎
の画像を合成して必要な画像情報を得ているため、高速
かつ正確に欠陥や部品表面にほどこされる刻印の読取等
の処理が可能となる。また、狭帯域の波長を持つ固体レ
ーザを狭帯域フィルタおよびカメラと組み合わせること
によって、外乱光等の影響を最小限にすることができる
。ざらにレーザ光はビームエクスパンダ等を通すことに
よりさらに指向性が良くなり、白色光と比較して距離に
よる減衰比が小となる。このため、対象物と光源との距
離関係がある程度自由となる。

また、複数光源を用いて照明をかなり複雑に［ｉ化でき
るため、必要な画像情報を取り出すためのアルゴリズム
作成の自由度が大きくなる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像取込用装置の一実施例を示すブロ
ック図、 第２図は本発明によるゴムシート部の欠陥を検査する場
合の一実施例を示す斜視図、 第３．４図は各照明毎に取り込んだ画像の状態を示す図
、 第５図は本発明の画像取込用装置の他の実施例を示タブ
ロック図である。 １、　２．１１．１２・・・光源　３・・・対象物４、
１５．１６・・・フイ／Ｌｚ夕５．１３．１４−ＴＶカ
メラ６．２１・・・ＡＧＣ回路　７，２２・・・光量補
正回路８．２３・・・エツジ強調回路 ９．１７・・・画像処理装置　１０．１９・・・光源ド
ライバ。 第１図 第２図 第３図 第４図 Ｃυ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定対象物を特定波長域を含む光で異なる角度から
   照明するように所定の位置関係で配置された高速点灯可
   能な複数の光源と、これら複数の光源を順次切替で点灯
   制御する光源ドライバと、 前記特定波長域の光だけを透過するフィルタと、 前記フィルタを透過した光を光源毎に撮像して取り込む
   ための撮像装置と、 この撮像装置で撮像した画像のゲインを調整する自動ゲ
   インコントロール回路と、対象物」二では均一な光量と
   なるよう画像データを補正する光量補正回路と、画像の
   エツジ部分を強調するエツジ強調回路とを含む前処理回
   路と、 前記各装置および回路の制御とともに光源毎の画像を処
   理して所望の測定を行なう画像処理装置とを具えること
   を特徴とＪる画像取込用装置。 ２、前記光源としてＱａ　ＡＳ固体レーザを使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像取込用
   装置。 ３、測定対象物を異なる角度から照明するような位置関
   係に配置された複数個の光源を順次切替点灯して、光源
   の各点灯毎の画像を各別に撮像することにより、所望の
   画像を取り込むことを特徴とする画像取込方法。