JPS63268075A - 固体光源装置 - 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〉 この発明は、視覚画像処理用に撮像される物体を照明す
るための装置に関連し、殊にこの発明は、光源として固
体発光素子が用いられた固体光源装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば産業用ロボットにおいて、アーム先端部には被処
理物体を撮像して画像認識するための撮像装置が配備さ
れると共に、この認識対象物に対し適度な照明を施すた
めの照明装置が設けられている。

ところで前記撮像装置で得る物体画像は、画像処理され
て２値画像となるが、もし前記照明装置による光が物体
に対し斜めに照射されると、物体の影が発生して２値画
像に悪影害が現れる。

そこで撮像装置の光軸に対し同軸状の照明を施すことで
、物体の影の発生を防止し、これにより均一な照明を実
現している。

このような同軸照明装置には、光源として電球や蛍光灯
を用いたものがあり、前者の例として光学系にハーフミ
ラ−を用いたものや複数本の光ファイバをリング配列し
たものが存在し、また後者の例として蛍光灯にリング形
状のものを用いたものが存在する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが光源に電球を用いたものでは、振動や衝撃によ
りフィラメントが切れ易く、また長期の使用で光量が変
化したり、フィラメント切れをおこしたりするなど、強
度や寿命の点で問題がある。しかも光学系にハーフミラ
−や光ファイバを用いると、装置の全体重量が嵩んで大
型化し、アームの動作に支障をきたす虞れがある。一方
光源に蛍光灯を用いたものでは、照度のチラッキや電極
部の存在による照度むらが生じ、また劣化して長期の使
用に耐えないなどの問題がある。

この考案は、上記問題に着目してなされたもので、光源
として固体発光素子を用いることにより、軽量かつ耐久
性に優れた新規な固体光源装置を提供することを目的と
する。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、撮像装置の光
軸の周囲に、光照射方向を撮像装置の向きに対応させて
固体発光素子を複数個配備すると共に、各固体発光素子
は、他の固体発光素子の光照射で生ずる被撮像物体の影
が消失するよう配列することにした。

く作用〉 物体の撮像に際し、各固体発光素子を駆動すると、各固
体発光素子が固体発光し、その光が被撮像物体に対し影
を生じさせずに均一な証明が得られる。この物体の画像
は撮像装置で生成され、画像処理装置に送られて２値化
処理されるが、均一照明によって物体の影が生じていな
いから、２値画像に影による悪影古は現れない。

また光源として固体発光素子が用いであるから、装置全
体が軽量かつ小型化され、また耐久性に優れた照明装置
を得ることができる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる固体光源装置１
と、視覚画像処理用の撮像装置２とをロボットアーム３
の先端部に装着した状態を示している。前記固体光源装
置１は、ロボットアーム３により処理される物体（図示
せず）に対し、その影が生じない均一な照明を施すため
のものであり、また撮像装置２はその物体を撮像して画
像認識するためのものである。

撮像装置２にはＬ型金具４の一辺４Ａがビス止めされ、
このＬ型金具４をロボットアーム３に取り付けることで
、撮像装置２をロボットアーム３の先端部に位置決め固
定する。

このＬ型金具４の他辺４Ｂには固体光源装置１が取り付
けである。この固体光源装置１は前面開口の保護フード
５を備え、この保護フード５およびＬ型金具４の辺４Ｂ
の中央に孔６．７を設けて、その孔６，７より撮像装置
２のレンズ部８を突出させている。保護フード５の内側
には、第２図に示す如く、中央に円形の貫通孔１０を備
えたプリント基板９が配備しである。

前記貫通孔１０は撮像装置２の光軸にその中心が一致さ
せてあり、レンズ視野に応じた大きさに形成しである。

この貫通孔１０の周囲には光照射方向を撮像装置２の向
きに対応させて複数個の固体発光素子１１が配備されて
いる。図示例の固体発光素子１１は発光ダイオードであ
るが、これに限らず、例えばレーザダイオードであって
もよい。

各固体発光素子１１は、他の固体発光素子の光照射で生
ずる被撮像物体の影を打ち消して消失するような配列方
法で配設されるもので、図示例では撮像装置２の光軸を
中心とする仮想円ｌに沿ってリング状かつ密に配列され
ている。

第３図は、プリント基板９上の固体発光素子１１の他の
配列例を示しており、撮像装置２の光軸を中心とする径
の異なる同心円７！、、Ｚ２を想定して、各同心円Ｅ＋
、１２に沿って複数個の固体発光素子１１を一定間隔毎
に配列しである。

第４図は、プリント基板９上の固体発光素子１１のさら
に他の配列例を示しており、撮像装置２の光軸の周囲に
複数個の固体発光素子１１が網目状かつ密に配列しであ
る。なお同図のプリント基板９は正方形状をなしており
、この場合は前記保護フード５も同様の形状に設定する
ことは勿論である。

なお固体発光素子１１の配列方法は、上記に限らず、均
一照明を実現できる配列、すなわち被撮像物体の影を発
生させないような配列であれば、いかなる配列方法であ
ってもよい。この場合に少ない個数の固体発光素子１１
をもって均一照明を実現すれば装置のコストを低減でき
る。

前記プリント基板９には固体発光素子１１の配列に対応
する導電パターンが形成してあり、この導電パターンを
通じて各固体発光素子１１へ順方向電流を流すことによ
り、全ての固体発光素子１１が固体発光して、被撮像物
体に対して均一な照明を施す。

第５図は、第１，２図に示す固体光源装置１による光照
射面１２の照度分布１３を示している。図中、ｌｌａ、
ｌｌｂは撮像装置２の光軸に対し対角位置にある固体発
光素子であって、前記照度分布１３は各固体発光素子１
１ａ　、　ｌｌｂによる照度分布１４ａ、１４ｂを合成
した形となる。同図によれば、各固体発光素子１１ａ。

１１ｂをある高さｈに位置させたときの照度分布１３は
中央部分において平坦な形状、すなわち均一照明状態と
なっている。なお前記の高さｈは、固定発光素子１１ａ
、ｌｌｂ間の間隔ｄと各固体発光素子１１ａ、ｌｌｂの
照射光の拡がり角度θとから決まる。

第１図に戻って、保護フード５の開口面には中央に透光
孔１５を備えた保護板１６が配備しである。この保護板
１６は保護フード５内の固体光源装置１を保護するため
のもので、必要に応じて装着すればよい。図示例の場合
、この保護板１６は光を拡散させるための拡散板が用い
であるが、これに限らず、透明のガラス仮や樹月旨牟反
であってもよい。

しかして固体光源装置１の各固体発光素子１１へ順方向
電流を流して駆動すると、各固体発光素子１１が固体発
光し、その光は被撮像物体に対し影を生じさせることな
（照射され、均一照明の状態が形成される。この物体は
撮像装置２により撮像されて画像化され、その画像信号
は画像処理装置に送られて２値化される。この場合に均
一照明により物体の影が生じていないから、２値化画像
に影による悪影古は現れず、適正画像が生成される。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、光源として複数個の固体発光素
子を用いたから、電球のようにフィラメント切れがなく
長寿命であり、振動や衝撃に対する強度にも優れている
。また固体光源装置の全体重量は軽く、これをロボット
アームに取り付けた場合に、その可搬重量を最大限に使
うことができる。さらに螢光灯のようなチラッキや照度
むらがなく、劣化についても殆ど問題とならないなど、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる固体光源装置の構
成例を示す断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線に沿う断面
図、第３図および第４図は固体発光素子の他の配列方法
を示すプリント基板の構造説明図、第５図はこの発明の
固体光源装置による光照射面の照度分布を示す説明図で
ある。 １・・・・固体光源装置　　２・・・・撮像装置１１・
・・・固体発光素子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像装置の光軸の周囲に、光照射方向を撮像装置
   の向きに対応させて固体発光素子が複数個配備されると
   共に、各固体発光素子は、他の固体発光素子の光照射で
   生ずる被撮像物体の影が消失するよう配列されて成る固
   体光源装置。
2. （２）前記固体発光素子は、発光ダイオードである特許
   請求の範囲第１項記載の固体光源装置。
3. （３）前記固体発光素子は、レーザダイオードである特
   許請求の範囲第１項記載の固体光源装置。
4. （４）各固体発光素子は、撮像装置の光軸の周囲に、リ
   ング状に配設されている特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載の固体光源装置。
5. （５）各固体発光素子は、撮像装置の光軸の周囲に、径
   が異なる複数の同心円に沿って配設されている特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の固体光源装置
   。
6. （６）各固体発光素子は、撮像装置の光軸の周囲に、網
   目状に配設されている特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれかに記載の固体光源装置。