图像测量方法和图像测量装置制造方法及图纸

一种图像测量方法和图像测量装置，由于设有基于从外部设定并输入的指示值求出基于照明装置（２０）的亮度的被测量物（Ｗ）照度的照度算出步骤和求出摄影机构（３０）的曝光时间的曝光时间算出步骤，根据算出的照度和曝光时间控制照明装置（２０）和摄影机构（３０）并拍摄图像，所以可以拍摄叠合被测量物（Ｗ）的照度和摄影机构（３０）的曝光时间所得到的亮度的图像。从而，即使照明装置（２０）的亮度的控制范围受限制，不能把亮度提高到其上限以上，通过时间控制并延长摄影机构（３０）的曝光时间，在外观上可以拍摄亮度超过照明装置（２０）的亮度的上限的图像。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像测量方法和图像测量装置，例如涉及设有亮度可变的照明装置和摄影机构，把来自照明装置的照明光照射在被测量物上，用摄像机构拍摄来自该被测量物的反射光，依据拍摄的图像测量被测量物的形状等的图像测量方法和图像测量装置。
技术介绍
设有向被测量物(工件)照射照明光的照明装置和拍摄来自工件的反射光的摄影机构，对用摄影机构拍摄的图像进行适当的图像处理，而测量工件的形状、尺寸、颜色等的图像测量装置已被公知(例如，参照日本特开2000-9459号公报)。该图像测量装置设有对工件摄影并输出其图像数据的CCD照相机和用于把照明光照射在工件上的环型照明装置。该照明装置经光缆连接到设置在电源单元上的卤灯等发光光源上。另外，图像测量装置设有控制外加在发光光源上的外加电流而控制发光光源的亮度的照明控制机构和设置成能从外部操作的输入机构而构成。在这样的构成中，当使用者用输入机构指示照明光的亮度时，照明控制机构以使照明光按所指示的亮度进行照射的方式对发光光源外加上规定的外加电流。通过外加该外加电流，按所指示的亮度使照明光向工件照射。然后，来自工件的反射光被CCD照相机接受，通过对拍摄的图像的边缘进行检出等能测量工件的形状、尺寸、颜色等。在此，在图像测量中，照射在工件上的照明光、即被照射了照明光的工件的照度是非常重要的。例如，在实际上的照明照度比指示的照度暗的场合，因光量不足而不能得到图像或者不能进行边缘检出。在实际的照明照度比指示的照度亮的场合，由于光饱和使图像模糊(图像消失)而不能进行边缘检出。即，控制流向发光光源的外加电流来正确地控制照明光在精密的测量中是极其重要的。另外，在图像测量中，在正确地控制照明光的同时，控制时的响应速度的高速化和能够控制照明光的照射角度也很重要。对于卤灯来说，就有控制亮度时的响应速度慢的缺点。进而，卤灯也有消耗电力大、寿命短等缺点。另外，在经光缆与发光光源连接的照明装置中，控制从各个光纤光缆照射的照明光的点亮/熄灭并控制照明光的照射角度是困难的。为此，将具有高速反应性、省电、长寿命等特点，能分别控制点亮/熄灭的半导体发光器件(发光二极管，LEDLight Emitting Diode)用做光源的图像测量装置被提出(例如，在日本特开2001-154098号公报中记述的图像传感器等)。该图像测量装置设有CCD照相机、把工件的图像成像在该CCD照相机上的摄影光学系统、用于反射照明工件的反射照明装置、从摄影光学系统的周围倾斜地照明工件的环型照明装置。这些照明装置分别设有由多只发光二极管构成的光源，根据需要，具有把来自光源的照明光导向工件的照明光学系统。这些照明装置也与前述的装置一样，可以用照明控制机构控制照度，而对于多只发光二极管，由于可以在每个或每个区段上控制点亮/熄灭、调光，所以可以从任意方向把照明光照射在工件上。从而，通过把发光二极管用作光源，实现了照明装置的小型化，轻量化，与使用卤灯的场合相比，具有可以实现控制速度的高速化、省电和长寿命的效果。但是，在原有的图像测量装置中，由于无论哪一种装置都是由所控制的发光光源的亮度即工件的照度决定拍摄的图像的亮度，所以由于所得到的图像的亮度被限定在能控制的照度的范围内，因此产生了下面的问题。即，在工件表面为反射率低的颜色(黑色)等的场合，反射光的光量不足，拍摄的图像的亮度不足，有时不能进行边缘检出。另外，在把发光二极管用作发光光源的场合，由于与卤灯相比发光二极管的亮度低，所以存在图像的亮度不足的情况。再有，由于发光二极管在每个产品上具有个体差异、亮度在每个个体上不同，所以要以亮度低的产品为准进行控制，结果照明装置全体的亮度被抑制。也可以考虑去除亮度低的产品，只选用高亮度的发光二极管，但当这样选用时，成本就增加了。另外，可以考虑通过使用亮度更高的发光光源，增加发光光源的设置数量或者提高CCD照相机的增益(放大率)使拍摄的图像变亮，但会产生下面的问题。例如，在使用高亮度型发光二极管的场合，发热量大往往对测量精度有影响。而在增加发光光源的设置数量的场合，发热量变大，同时导致消耗的电量增加和照明装置的大型化。而且，当提高CCD照相机的增益时，混合在被拍摄的图像中的噪音变大，导致测量精度的恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供即使不使用亮度高的照明装置也能拍摄明亮图像的图像测量方法和图像测量装置。本专利技术的图像测量方法，是设有亮度可变的照明装置和曝光时间可变的摄影机构，将来自前述照明装置的照明光照射在被测量物上，用前述摄影机构拍摄来自该被测量物的反射光和/或透射光，根据拍摄出的图像测量前述被测量物的图像测量方法，其特征在于，设有基于从外部设定并输入的指示值，求出基于前述照明装置的亮度的前述被测量物的照度的照度算出步骤和求出前述摄影机构的曝光时间的曝光时间算出步骤，在前述照度算出步骤中按以下方式算出前述照度，即，在前述指示值处于小于等于规定值的范围时，随着该指示值的增加，使前述照度增加至预先设定的设定照度，而在前述指示值处于大于前述规定指示值的范围时，使前述照度维持前述设定照度，在前述曝光时间算出步骤中按以下方式算出前述曝光时间，即，在前述指示值处于小于等于规定指示值的范围时，使前述曝光时间维持预先设定的设定曝光时间，而在前述指示值处于大于前述规定指示值的范围时，随着该指示值的增加使前述曝光时间从前述设定曝光时间开始增加，根据算出的照度和曝光时间控制前述照明装置和摄影机构，拍摄具有叠合该照度和曝光时间所得到的规定的亮度的前述图像。在此，由于拍摄的图像的亮度由基于照明装置的亮度的被测量物的照度和摄影机构的曝光时间的乘积求出，所以即使被测量物的照度是固定的，如果延长摄影机构的曝光时间，图像的亮度会与曝光时间成正比地变亮。另外，在小于等于与照明装置通常被使用的范围中的最大亮度(被测量物的最大照度)对应的指示值(100％指示值)的范围内，可以对规定指示值进行任意设定。根据这样的构成，基于从外部设定并输入的指示值，在照度算出步骤和曝光时间算出步骤中算出基于照明装置的亮度的被测量物的照度和摄影机构的曝光时间，同时，依据该算出的照度和曝光时间控制照明装置和摄影机构，所以可以拍摄叠合被测量物的照度和摄影机构的曝光时间所得到的亮度的图像。从而，即使照明装置的亮度的控制范围受限制而不能把亮度提高到其上限以上，通过同时控制并延长摄影机构的曝光时间，在视觉效果上可以拍摄出亮度超过照明装置的亮度调整范围的上限的图像。另外，在指示值处于小于等于规定指示值的范围时，控制照明装置的亮度来增减被测量物的照度，把摄影机构的曝光时间控制成固定，由此，可以用与原来同样的照明装置的控制方法和摄影机构的摄影方法实施测量。而在指示值处于大于规定指示值的范围时，把照明装置的亮度控制成固定，增减摄影机构的曝光时间，由此可以连续地控制图像的亮度。从而，根据指示值自动地控制照明装置和摄影机构而改变拍摄的图像的亮度，由此测量者不需要单独地控制照明装置或者摄影机构，就可以通过仅输入指示值的容易的操作实施测量作业。本专利技术的图像测量方法，在前述照度算出步骤中按以下方式算出前述照度，即，使前述指示值处于小于等于前述规定指示值的范围时的前述照度相对于该指示值以固定的增量进行增加，在前述曝光时间算出步骤中按以下方式算出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像测量方法，是设有亮度可变的照明装置和曝光时间可变的摄影机构，将来自前述照明装置的照明光照射在被测量物上，用前述摄影机构拍摄来自该被测量物的反射光和／或透射光，根据拍摄出的图像测量前述被测量物的图像测量方法，其特征在于，设有基 于从外部设定并输入的指示值，求出基于前述照明装置的亮度的前述被测量物的照度的照度算出步骤和求出前述摄影机构的曝光时间的曝光时间算出步骤，在前述照度算出步骤中按以下方式算出前述照度，即，在前述指示值处于小于等于规定值的范围时，随着该指 示值的增加，使前述照度增加至预先设定的设定照度，而在前述指示值处于大于前述规定指示值的范围时，使前述照度维持前述设定照度，在前述曝光时间算出步骤中按以下方式算出前述曝光时间，即，在前述指示值处于小于等于规定指示值的范围时，使前述曝光 时间维持预先设定的设定曝光时间，而在前述指示值处于大于前述规定指示值的范围时，随着该指示值的增加使前述曝光时间从前述设定曝光时间开始增加，根据算出的照度和曝光时间控制前述照明装置和摄影机构，拍摄具有叠合该照度和曝光时间所得到的规定的 亮度的前述图像。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉田博行，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：JP[日本]