图像处理设备制造技术

本发明专利技术涉及一种图像处理设备。在满足液晶面板的角度特性的要求的同时，使照明装置小型化。光源(31b)布置在液晶面板(31d)的位于照相壳体的径向外侧的外端部侧的上方。液晶面板(31d)和光源(31b)之间的相对位置被设置成使得从光源(31b)发射的光入射在液晶面板(31d)的有效角度范围内。

【技术实现步骤摘要】
图像处理设备
本专利技术涉及图像处理设备，该图像处理设备包括用于对测量对象进行照明的照明装置和用于接收从测量对象反射的光的摄像装置，并且本专利技术特别地属于能够获取测量对象的三维形状的构造的

技术介绍
传统上，作为这种图像处理设备，已知有所谓的图案投影法，该图案投影法将根据位置而具有不同的光强度分布的图案光投射到测量对象上以接收从测量对象反射的光，并且使用基于受光量所获得的高度信息来获取测量对象的三维形状。作为图案投影法，存在以不同的相位多次投射照度分布以正弦图案变化的图案光、并且每次均进行摄像的相移法。日本专利4,011,561公开了用于生成并投射图案光的照明装置，其中该照明装置包括：光源；聚光透镜，用于会聚从光源发射的光；以及液晶面板，其中由聚光透镜会聚的光入射到该液晶面板上，并且该照明装置被配置为将在液晶面板上形成的图案投射到测量对象上。在使用液晶面板的情况下，当光平行于液晶面板的显示面的法线入射时，光透过率变为最高。在显示面的法线和光的入射方向之间形成的角度越大，光透过率越低。总之，液晶面板具有光透过率根据光的入射方向而改变的角度特性。因此，在使用液晶面板生成图案光时，存在将发生与图案光的位置相对应的亮度不均匀的风险。因此，通常，如日本专利4,011,561中所公开的，光源和液晶面板被定位成使得从光源发射的光的入射方向平行于液晶面板的显示面的法线。另外，在输送多个测量对象的现场，期望尽可能缩短用于获取一个测量对象的三维形状的时间。然而，在图案投影法中，可能将多个类型的图案光顺次投射到一个测量对象上，并且可能延长获取三维形状所需的时间。结果，可以设想使用响应速度高的TN系统的液晶面板来以高速切换多个类型的图案光。然而，在TN系统的情况下，由于光的入射方向而引起的光透过率的变化大。结果，上述的亮度不均匀的发生显著出现，并且更严格地定义了光的入射方向与液晶面板之间的位置关系。因此，在使用液晶面板的情况下，需要将光源和液晶面板布置成使得光的入射方向与液晶面板的显示面的法线平行，并且如日本专利4,011,561那样，在液晶面板相对于测量对象倾斜的状态下安装照明装置。另外，由于需要在光源和液晶面板之间布置聚光透镜来会聚光，因此难以使照明装置小型化。此外，在要将图案光从多个方向投射到测量对象上以减少不可测量区域的情况下，照明装置的大小将进一步增大。
技术实现思路
本专利技术是有鉴于这一点而作出的，并且本专利技术的目的是在满足液晶面板的角度特性的要求的同时，使照明装置小型化。为了实现该目的，在第一专利技术中，一种图像处理设备，用于对测量对象的高度进行测量，其中所述图像处理设备包括：照明装置，其包括：照明壳体，其具有形成在所述照明壳体的中心的开口部；光源，其在所述照明壳体内被设置在上部，并且发射扩散光；液晶面板，其以从所述光源向下分离的状态设置在所述照明壳体中，并且从所述光源发射的光入射到所述液晶面板上；以及光投射控制部，用于控制所述光源和所述液晶面板，使得将不同的图案光从所述液晶面板多次投射到所述测量对象上；摄像装置，用于经由所述照明壳体的所述开口部接收从所述液晶面板投射的多个图案光中的来自所述测量对象的反射光，并且生成图案图像集；检查对象图像生成部，用于基于所述摄像装置所生成的图案图像集，来生成包括所述测量对象在所述照明装置的中心轴方向上的高度信息的检查对象图像；以及检查部，用于基于所述检查对象图像生成部所生成的检查对象图像来执行检查处理，其中，所述光源被布置在所述液晶面板的位于所述照明壳体的径向外侧的外端部侧的上方，并且所述液晶面板和所述光源之间的相对位置被设置成使得从所述光源发射的光在所述液晶面板上入射到所述液晶面板的有效角度范围内。根据该结构，在从光源发射的扩散光入射到形成有图案的液晶面板上的情况下，生成图案光并使该图案光投射到测量对象上。从光源发射的光是扩散光，并且该扩散光在液晶面板上入射到液晶面板的有效角度范围内。因此，不太可能发生由于液晶面板的角度特性引起的与图案光的位置相对应的亮度不均匀。在该结构中，不需要使用聚光透镜的聚光构造，因而在将图案光从多个方向投射到测量对象上时，可以使照明装置小型化。摄像装置接收从液晶面板投射的图案光中的来自测量对象的反射光，并且生成多个图案图像。检查对象图像生成部基于摄像装置所生成的图案图像来生成包括测量对象的高度信息的检查对象图像，并且检查部基于检查对象图像来执行检查处理。在第二专利技术中，所述液晶面板的有效角度范围是能够确保图案光的对比度等于或大于预定值的角度范围。也就是说，由于液晶面板的角度特性，在液晶面板的显示面的法线与光的入射方向之间所形成的角度越大，光透过率越低。因此，认为图案光的对比度根据光的入射角而下降。在本结构中，可以设置液晶面板和光源之间的相对位置，使得图案光的对比度等于或大于预定值，即等于或大于可以基于摄像装置所拍摄到的图案图像来获得测量对象的高度信息的对比度。在第三专利技术中，所述液晶面板的有效角度范围是如下的角度范围：在从所述光源发射的光穿过处于光最容易透过的液晶分子排列状态的所述液晶面板时，衰减的光的衰减率为10％以下。根据该结构，通过设置液晶面板和光源之间的相对位置使得光的衰减率为10％以下，可以确保能够基于摄像装置所拍摄到的图案图像来获得测量对象的高度信息的对比度。光最容易透过的液晶分子排列状态是指液晶分子的排列在几乎不会阻挡光路的方向上的状态，并且这可以通过施加到液晶面板的电压来创建。还可以设置液晶面板的有效角度范围，使得衰减率为5％以下。在第四专利技术中，所述液晶面板的驱动方法是扭曲向列(TN)法。也就是说，通过使用TN方法作为液晶面板的驱动方法，在顺次投射多个类型的图案光的情况下，可以高速切换图案光。然而，光透过率根据光的入射方向而大幅改变，因而认为有可能发生由于液晶面板的角度特性而引起的与图案光的位置相对应的亮度不均匀。在该结构中，由于光入射到有效角度范围内，因此即使由于液晶面板光的入射方向而引起的光透过率的变化大，也不太可能发生与图案光的位置相对应的亮度不均匀。在第五专利技术中，所述液晶面板和所述光源之间的相对位置被设置成使得：由从所述光源向着所述液晶面板的显示面绘制的该显示面的法线与外侧虚线所形成的角度为10°以下，所述外侧虚线是从所述光源向着所述液晶面板的有效角度范围中的所述外端部侧的边界绘制的。根据该结构，从光源发射的光入射到液晶面板上时的角度范围是TN液晶面板的最佳范围，结果可以确保图案光的对比度等于或大于预定值。由法线和外侧虚线形成的角度可以是5°以下，并且也可以是0°。在第六专利技术中，所述液晶面板和所述光源之间的相对位置被设置成使得：由从所述光源向着所述液晶面板的显示面绘制的该显示面的法线与内侧虚线所形成的角度为50°以下，所述内侧虚线是从所述光源向着所述液晶面板的有效角度范围中的位于所述照明壳体的径向内侧的内端部侧的边界绘制的。根据该结构，从光源发射的光入射到液晶面板上时的角度范围是TN液晶面板的最佳范围，结果可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理设备，用于对测量对象的高度进行测量，其中所述图像处理设备包括：/n照明装置，其包括：照明壳体，其具有形成在所述照明壳体的中心的开口部；光源，其在所述照明壳体内被设置在上部，并且发射扩散光；液晶面板，其以从所述光源向下分离的状态设置在所述照明壳体中，并且从所述光源发射的光入射到所述液晶面板上；以及光投射控制部，用于控制所述光源和所述液晶面板，使得将不同的图案光从所述液晶面板多次投射到所述测量对象上；/n摄像装置，用于经由所述照明壳体的所述开口部接收从所述液晶面板投射的多个图案光中的来自所述测量对象的反射光，并且生成图案图像集；/n检查对象图像生成部，用于基于所述摄像装置所生成的图案图像集，来生成包括所述测量对象在所述照明装置的中心轴方向上的高度信息的检查对象图像；以及/n检查部，用于基于所述检查对象图像生成部所生成的检查对象图像来执行检查处理，/n其中，所述光源被布置在所述液晶面板的位于所述照明壳体的径向外侧的外端部侧的上方，并且所述液晶面板和所述光源之间的相对位置被设置成使得从所述光源发射的光在所述液晶面板上入射到所述液晶面板的有效角度范围内。/n

【技术特征摘要】
20190215 JP 2019-0257351.一种图像处理设备，用于对测量对象的高度进行测量，其中所述图像处理设备包括：
照明装置，其包括：照明壳体，其具有形成在所述照明壳体的中心的开口部；光源，其在所述照明壳体内被设置在上部，并且发射扩散光；液晶面板，其以从所述光源向下分离的状态设置在所述照明壳体中，并且从所述光源发射的光入射到所述液晶面板上；以及光投射控制部，用于控制所述光源和所述液晶面板，使得将不同的图案光从所述液晶面板多次投射到所述测量对象上；
摄像装置，用于经由所述照明壳体的所述开口部接收从所述液晶面板投射的多个图案光中的来自所述测量对象的反射光，并且生成图案图像集；
检查对象图像生成部，用于基于所述摄像装置所生成的图案图像集，来生成包括所述测量对象在所述照明装置的中心轴方向上的高度信息的检查对象图像；以及
检查部，用于基于所述检查对象图像生成部所生成的检查对象图像来执行检查处理，
其中，所述光源被布置在所述液晶面板的位于所述照明壳体的径向外侧的外端部侧的上方，并且所述液晶面板和所述光源之间的相对位置被设置成使得从所述光源发射的光在所述液晶面板上入射到所述液晶面板的有效角度范围内。


2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述液晶面板的有效角度范围是能够确保图案光的对比度等于或大于预定值的角度范围。


3.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述液晶面板的有效角度范围是如下的角度范围：在从所述光源发射的光穿过处于光最容易透过的液晶分子排列状态的所述液晶面板时，衰减的光的衰减率为10％以下。


4.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，
所述液晶面板的驱动方法是扭曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田一，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：日本;JP