画像処理装置
【課題】ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御可能な画像処理装置を提供する。
【解決手段】制御部６１４は画像情報ＩＭＧを差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換してコントローラ２０に送信する。また、制御部６１４は、レンズ部６２または照明部６３を制御する制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受けて、レンズ部６２または照明部６３を制御する。レンズ部６２や照明部６３をコントローラ２０から遠隔制御するために撮像装置６０とコントローラ２０との間に接続される信号ケーブルは信号ケーブル８１のみでよくなる。よって、コントローラ２０と撮像装置６０との間の配線をコンパクトにすることができる。
【解決手段】制御部６１４は画像情報ＩＭＧを差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換してコントローラ２０に送信する。また、制御部６１４は、レンズ部６２または照明部６３を制御する制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受けて、レンズ部６２または照明部６３を制御する。レンズ部６２や照明部６３をコントローラ２０から遠隔制御するために撮像装置６０とコントローラ２０との間に接続される信号ケーブルは信号ケーブル８１のみでよくなる。よって、コントローラ２０と撮像装置６０との間の配線をコンパクトにすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置に関し、特に、産業用のデジタルカメラとこのカメラから得られる画像データを処理する処理装置とを備える画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）用のデジタルカメラ（以下、単に「カメラ」とも称する）から処理装置（たとえばパーソナルコンピュータに搭載される画像入力ボード等）に画像データを伝送する規格として、ＲＳ−６４４やＲＳ−４２２といった規格が従来用いられている。これらの規格は画像データの伝送方式を定めるものであるが、カメラと処理装置との接続に使用するケーブルやコネクタ、コネクタのピン配置等を定めるものではない。そのため、カメラメーカーや画像入力ボードのメーカーは、各社独自に定めた形式に従って製品を製造していた。よって、ユーザは互換性のない製品同士の接続に手間を要していた。
【０００３】
このような不便を解消するために「カメラリンク」という規格が制定された（たとえば非特許文献１）。カメラリンク規格では、コネクタ形状、コネクタのピン配置、ケーブルの仕様、通信方式等が規定されている。すなわちカメラリンク規格に準じた製品は互換性を有している。
【非特許文献１】゛Specifications of the Camera Link Interface Standard for Digital Cameras and Frame Grabbers"、[online］、2000年10月、［平成１７年１２月２日］、インターネット＜URL:http://www.pulnix.com/CameraLink/CameraLink5.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの場合、カメラにはレンズ（たとえば電動ズーム機能付きのレンズ）が接続される。また、ＦＡ用のカメラの場合には被写体（たとえば製造ライン上の製品）を照らす照明装置がカメラと同時に使用されることがある。これらレンズや照明装置は従来から遠隔制御可能である。以下、従来の画像処理装置が有する課題について、図を参照しながら説明する。
【０００５】
図１０は、従来の画像処理装置の構成例を示す図である。
図１０を参照して、画像処理装置８００は、コントローラ２０と、撮像装置６０とを備える。撮像装置６０は、カメラ６１と、レンズ部６２と、照明部６３とを備える。カメラ６１、レンズ部６２、および照明部６３のそれぞれに対応して、コントローラ２０からの制御信号を伝達する信号ケーブル８１，８１１，８１２が設けられる。
【０００６】
このように、従来の画像処理装置（特にＦＡ用のカメラを備える画像処理装置）では、カメラ、レンズ部、および照明部の各々とコントローラとを接続する信号ケーブルが必要である。よって、従来の画像処理装置では、配線数が多いために信号線の引き回しや結線が煩雑になるという課題がある。
【０００７】
上述のカメラリンク規格は、コントローラ２０からカメラ６１への制御、カメラ６１からコントローラ２０への画像データの伝送、に関して規定がなされている。しかし、カメラリンク規格にはコントローラ２０からレンズ部６２および照明部６３への制御について明確な規定が存在しない。よって、カメラリンク規格に準じたケーブルを信号ケーブル８１に用いたとしても、コントローラ２０からレンズ部６２および照明部６３を制御するために信号ケーブル８１１，８１２が必要になる。
【０００８】
本発明の目的は、ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御可能な画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は要約すれば、画像処理装置であって、撮像装置を備える。撮像装置は、レンズ部と、撮像部と、制御部とを含む。レンズ部は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有する。撮像部は、レンズ部を介して、被写体を撮像する。制御部は、レンズ部を制御する差動の制御信号を受けて、レンズ部が有するズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を制御するとともに、撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する。画像処理装置は、本体部と、単数の信号ケーブルとをさらに備える。本体部は、制御部から差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、レンズ部を制御する制御命令を、差動の制御信号に変換して出力する。信号ケーブルは、差動の画像信号および差動の制御信号を伝送する。信号ケーブルは、差動の画像信号を制御部から本体部に伝送する信号線対と、差動の制御信号を本体部から制御部に伝送する信号線対とを含む。
【００１０】
好ましくは、レンズ部と撮像部とは、互いに別の筐体に収納される。制御部は、差動の制御信号を制御命令に変換する。制御部は、制御命令が撮像部に対する制御を示す場合には、制御命令に基づいて撮像部を制御し、制御命令がレンズ部に対する制御を示す場合には、制御命令に応じた指示信号を生成してレンズ部に送信する。レンズ部は、指示信号に応じてレンズ部の動作を制御する動作制御部を含む。
【００１１】
本発明の他の局面に従うと、画像処理装置であって、撮像装置を備える。撮像装置は、照明部と、撮像部と、制御部とを含む。撮像部は、被写体を撮像する。制御部は、照明部を制御する差動の制御信号を受けて、照明部を制御するとともに、撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する。画像処理装置は、本体部と、単数の信号ケーブルとをさらに備える。本体部は、制御部から差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、照明部を制御する制御命令を、差動の制御信号に変換して出力する。信号ケーブルは差動の画像信号および差動の制御信号を伝送する。信号ケーブルは、差動の画像信号を制御部から本体部に伝送する信号線対と、差動の制御信号を本体部から制御部に伝送する信号線対とを含む。
【００１２】
好ましくは、照明部と撮像部とは、互いに別の筐体に収納される。制御部は、差動の制御信号を制御命令に変換する。制御部は、制御命令が撮像部に対する制御を示す場合には、制御命令に基づいて撮像部を制御し、制御命令が照明部に対する制御を示す場合には、制御命令に応じた指示信号を生成して照明部に送信する。照明部は、指示信号に応じて照明部の動作を制御する動作制御部を含む。
【００１３】
より好ましくは、信号ケーブルは、カメラリンク規格に準じたケーブルである。
さらに好ましくは、被写体は、製造現場において搬送される製品である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像処理装置によれば、本体部からレンズ部や照明部の遠隔制御をコンパクトな配線を用いて実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１６】
図１は、本実施の形態の画像処理装置の適用例を示す図である。
図１を参照して、センサシステム１は、製造ライン１００等の製造現場において搬送される製品１０１〜１０４の検査に用いられる。製品１０１〜１０４は完成品または半製品である。
【００１７】
センサシステム１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０と、ネットワーク回線１１と、操作部３０Ａ〜３０Ｃと、表示部４０Ａ〜４０Ｃと、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）５０Ａ，５０Ｂと、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとを備える。画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は本実施の形態の画像処理装置に相当する。
【００１８】
ＰＣ１０はネットワーク回線１１を介して、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとの間で情報の授受を行なう。ネットワーク回線１１は、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）用の回線である。作業者はＰＣ１０を用いることで、たとえば製造ライン１００の稼動状況の監視や画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの遠隔操作を行なうことができる。
【００１９】
図１において、画像処理装置８０Ａは製品１０１を撮影する。同様に、画像処理装置８０Ｂは製品１０２，１０３を撮影し、画像処理装置８０Ｃは製品１０４を撮影する。各画像処理装置は予め記憶した画像パターン（画像情報）と撮影した画像の情報とを比較して比較結果を出力する。
【００２０】
ＰＬＣ５０Ａは画像処理装置８０Ａからの比較結果を受ける。ＰＬＣ５０Ｂは画像処理装置８０Ｂ，８０Ｃからの比較結果を受ける。製品に色むらや傷などがあれば、各画像処理装置からの比較結果は、記憶する画像情報と撮影により得られた画像情報とが一致しないことを示す。ＰＬＣ５０Ａ，５０Ｂはこの比較結果に基づいて、製品１０１〜１０４を次の製造工程に進めるか、製品１０１〜１０４を製造ライン１００から排出するかを決定する。
【００２１】
画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、コントローラと撮像装置とを含む。コントローラは、本発明の画像処理装置における「本体部」に相当する。図１では画像処理装置８０Ａはコントローラ２０Ａと撮像装置６０Ａとを含む。画像処理装置８０Ｂはコントローラ２０Ｂと撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２とを含む。画像処理装置８０Ｃはコントローラ２０Ｃと撮像装置６０Ｃとを含む。画像処理装置８０Ｂのように、本実施の形態の画像処理装置では１台のコントローラ（コントローラ２０Ｂ）に対して複数台の撮像装置（撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２）が設けられてもよい。なおコントローラ２０Ａ〜２０Ｃの各々はネットワーク回線１１に接続される。
【００２２】
画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、さらに、コントローラと撮像装置との間で信号を伝送する信号ケーブルを含む。画像処理装置８０Ａは、信号ケーブル８１Ａをさらに含む。同様に、画像処理装置８０Ｂは、信号ケーブル８１Ｂ１，８１Ｂ２をさらに含む。画像処理装置８０Ｃは信号ケーブル８１Ｃをさらに含む。信号ケーブルの構成は後述する。
【００２３】
操作部３０Ａ〜３０Ｃはコントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続される。同様に、表示部４０Ａ〜４０Ｃはコントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続される。操作部３０Ａ〜３０Ｃは、たとえばマウスやキーボードなどである。表示部４０Ａ〜４０Ｃは、たとえば液晶ディスプレイである。ユーザは表示部や操作部を用いて撮像装置の設定を行なう。撮像装置の設定に関する情報は、コントローラから信号ケーブルを介して撮像装置に送られる。撮像装置はこの情報に応じ、たとえばレンズのズーム倍率の変更やシャッタ速度の変更などを行なう。
【００２４】
次に、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの構成を説明する。なお、コントローラ２０Ａ〜２０Ｃは互いに同様の構成を有する。撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃは互いに同様の構成を有する。信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃは互いに同様の構成を有する。よって、以後の説明ではコントローラ２０Ａ〜２０Ｃを「コントローラ２０」と総称し、撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃを「撮像装置６０」と総称し、信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃを「信号ケーブル８１」と総称する。
【００２５】
図２は、撮像装置６０の構成を概略的に示す図である。
図２を参照して、撮像装置６０は、カメラ６１と、補助部６１Ａと、信号ケーブル８２とを含む。補助部６１Ａは、レンズ部６２と照明部６３とを有する。カメラ６１はレンズ部６２を介して図１に示す製品（被写体）を撮像する装置である。
【００２６】
レンズ部６２は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有する。照明部６３は被写体に光を照射する。
【００２７】
コントローラ２０はレンズ部６２および照明部６３を制御するため、信号ケーブル８１を介してカメラ６１に制御信号を送る。カメラ６１は、受け取った制御信号がレンズ部６２または照明部６３への制御のための信号である場合には、信号ケーブル８２を介して指示信号をレンズ部６２または照明部６３に送信する。レンズ部６２または照明部６３は受けた指示信号に応じて動作する。図１０に示す従来の構成例では、コントローラ２０からレンズ部６２と照明部６３とに対して制御を行なうため、レンズ部６２と照明部６３とに対して信号ケーブル８１１，８１２がそれぞれ必要である。画像処理装置８０では信号ケーブル８１のみコントローラ２０に接続される。よって、本実施の形態によれば、ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御することができる。
【００２８】
カメラ６１はコントローラ２０から自身の制御に関する制御信号も受ける。この場合には、カメラ６１は受けた制御信号に基づいてたとえばシャッタ速度等を変更する。
【００２９】
なお、図２に示す信号ケーブル８２を用いずに、カメラ６１と補助部６１Ａとは雄コネクタと雌コネクタとにより直接接続されてもよい。
【００３０】
図３は、図２のコントローラ２０の構成を示す図である。
図３を参照して、コントローラ２０はカメラＩ／Ｆ（インターフェース）２１と、ＲＡＭ（揮発性メモリ）２２と、外部Ｉ／Ｆ２３と、ＣＰＵ（中央処理装置）２４と、フラッシュメモリ２５と、グラフィックコントローラ２６と、操作Ｉ／Ｆ２７と、内部バス２９とを含む。
【００３１】
タイミングセンサ７０は、図１には示されていないが、たとえば図１の製造ライン１００に設置される光センサである。ある製品がタイミングセンサ７０の設置箇所を通過した場合、タイミングセンサ７０はＣＰＵ２４に対してタイミング信号を送信する。
【００３２】
ＣＰＵ２４はタイミング信号の受信に応じ、撮像装置６０に対して撮像指示を出力する。また、ＣＰＵ２４は撮像装置６０から受ける画像情報に応じて所定の処理を行なう。さらに、ＣＰＵ２４はコントローラ２０の全体の動作を制御する。
【００３３】
カメラＩ／Ｆ２１は、コントローラ２０において撮像装置６０との交信を行なう回路である。ＲＡＭ２２はカメラＩ／Ｆ２１が受けた画像情報を一時的に記憶するとともにＣＰＵ２４が行なう各種処理に必要なデータを一時的に記憶する。フラッシュメモリ２５はＣＰＵ２５が実行するプログラムや保存しておくべきパラメータ等を不揮発的に記憶する。グラフィックコントローラ２６は表示部４０が撮像装置６０からの画像情報やＣＰＵ２４が処理した後の画像情報を表示するために、これらの画像情報を表示部４０に対して出力する。外部Ｉ／Ｆ２３はＰＣ１０やＰＬＣ５０から入力される情報をＣＰＵ２４に与える。操作Ｉ／Ｆ２７は操作部３０に接続されて、操作部３０がユーザの操作に応じて出力する情報を受ける。この情報は操作Ｉ／Ｆ２７からＣＰＵ２４に送られる。コントローラ２０の内部において、これらの情報は内部バス２９を伝送する。
【００３４】
図４は、図２のカメラ６１および補助部６１Ａの構成を詳細に示す図である。
図４を参照して、カメラ６１は被写体（図１の製品１０１〜１０４）を撮像する撮像部６１０を含む。撮像部６１０は、撮像素子６１１と、ドライバ６１２と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）６１３とを含む。
【００３５】
撮像素子６１１は、たとえばＣＣＤ（charge coupled device）やＣＭＯＳ（complementary mental-oxide semiconductor device）センサ等の複数の画素を含む素子である。被写体の撮像に応じて、複数の画素の各々から画素信号が出力される。ドライバ６１２は撮像素子６１１からの画素信号を増幅したり、撮像素子６１１の駆動（たとえばシャッタ処理）を行なったりする。ＡＤＣ６１３はドライバ６１２から受けるアナログの画素信号をデジタル信号に変換する。
【００３６】
カメラ６１は、さらに、制御部６１４を含む。
制御部６１４はコントローラ２０から受ける差動の制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を命令データＣＭＤ（制御命令）に変換する。そして、制御部６１４は、命令データＣＭＤの内容に応じて、撮像部６１０を制御するか、補助部６１Ａ（レンズ部６２および照明部６３の少なくとも一方）を制御するかのいずれかを行なう。制御部６１４はレンズ部６２または照明部６３を制御する場合には、命令データＣＭＤに応じて指示信号ＣＭＤ１を生成して、指示信号ＣＭＤ１を出力する。また、制御部６１４は、撮像部６１０で得られる画像情報ＩＭＧを差動の画像信号（差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ）に変換して外部出力する。
【００３７】
制御部６１４は、たとえば、画像情報を差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換するデコーダ部、差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを命令データＣＭＤに変換するエンコーダ部、および、命令データＣＭＤに応じて処理を切換えるＣＰＵ等を含んで構成される。
【００３８】
このように、制御部６１４は画像情報ＩＭＧを差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換してコントローラ２０に送信する。また、制御部６１４は、レンズ部６２を制御する制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受けて、レンズ部６２が有するズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を制御する。なお、制御信号が照明部６３Ａを制御するための信号である場合には、制御部６１４は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを受けて、照明部６３を制御する。本実施の形態によれば、レンズ部６２や照明部６３をコントローラ２０から遠隔制御するために撮像装置６０とコントローラ２０との間に接続される信号ケーブルは信号ケーブル８１のみでよくなる。よって、コントローラ２０と撮像装置６０との間の配線をコンパクトにすることができる。
【００３９】
補助部６１Ａは、図２に示すレンズ部６２、照明部６３の他に動作制御部９０を含んで構成される。動作制御部９０は、レンズ部６２、照明部６３に共通して用いられる。よって、図４では動作制御部９０は、レンズ部６２と照明部６３との双方に含まれるよう示される。
【００４０】
レンズ部６２は絞り６２２とモータ６２３とレンズ６２４とを含む。絞り６２２はモータ６２３によって開口径を変化させる。レンズ６２４はモータ６２３によってズーム倍率を変化させたりフォーカスを変化させたりする。これにより、上述のズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能が実現可能になる。
【００４１】
照明部６３は照明駆動部６３１と照明器６３２とを含む。照明器６３２はたとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子や蛍光灯などである。照明駆動部６３１はたとえばＬＥＤに駆動電流を印加する回路や蛍光灯の点灯回路などである。
【００４２】
動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１に応じてモータ６２３または照明駆動部６３１の動作を制御する。これにより、絞り６２２、レンズ６２４、照明器６３２の各々の動作が制御される。
【００４３】
続いてコントローラ２０側の処理について説明する。ＣＰＵ２４は、内部バス２９を介してカメラＩ／Ｆ２１に命令データＣＭＤを送る。また、ＣＰＵ２４はカメラＩ／Ｆ２１から内部バス２９を介して画像情報ＩＭＧを受ける。カメラＩ／Ｆ２１は、命令データＣＭＤを差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂに変換して送信する。また、カメラＩ／Ｆ２１は、差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを画像情報ＩＭＧに変換する。
【００４４】
図４では、説明の便宜上、コントローラ２０についてカメラＩ／Ｆ２１、ＣＰＵ２４および内部バス２９のみ示しているが、図４で示していない部分は図３の構成と同様である。
【００４５】
信号ケーブル８１は、信号線対８３，８４を含む。信号線対８３は差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを制御部６１４からコントローラ２０に伝送する。信号線対８４は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂをコントローラ２０から制御部６１４に伝送する。信号ケーブル８１はカメラリンク規格に準じたケーブルである。
【００４６】
カメラリンク規格に準じた信号ケーブルは、１３の信号線対を含む。１３の信号線対のうち、画像データの伝送に４つの信号線対が割り当てられ、クロック信号の伝送に１つの信号線対が割り当てられる。本実施の形態では、残り８つの信号線対の中から１対の信号線を用いて差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂが伝送される。
【００４７】
なお、レンズ部６２と撮像部６１０とは、互いに別の筐体に収納される。同様に、照明部６３と撮像部６１０とは、互いに別の筐体に収納される。言い換えれば、補助部６１Ａは、カメラ６１に着脱可能である。
【００４８】
図５は、カメラリンク規格に準じて画像データの転送を行なうためのハードウェア構成を説明する図である。
【００４９】
図５を参照して、制御部６１４はマルチプレクサＭ１とクロック回路ＣＬ１とドライバＤ１〜Ｄ５とを含む。カメラＩ／Ｆ２１はレシーバＲ１〜Ｒ５とデマルチプレクサＤＭとクロック回路ＣＬ２とを含む。信号ケーブル８１は、信号線対８３Ａ〜８３Ｅを含む。すなわち、ドライバＤ１〜Ｄ５に対応して信号線対８３Ａ〜８３Ｅがそれぞれ設けられるとともに、レシーバＲ１〜Ｒ５がそれぞれ設けられる。
【００５０】
カメラリンク規格では、カメラからＬＶＤＳ（低電圧差動信号）チャネルにより画像データの送信を行なうよう定められる。ＬＶＤＳ方式では１つのデータ（１ビット）を１つの信号線対で差動伝送するため、ノイズの影響を受けにくくなるという利点が得られる。
【００５１】
カメラリンク規格では２８ビットのパラレルデータを４本のＬＶＤＳチャネルを用いて送信する。マルチプレクサＭ１はクロック回路ＣＬ１からのクロック信号に応じて、図４のＡＤＣ６１３から送られる画像情報（２８ビットデータ）をドライバＤ１〜Ｄ４に分割して出力する。ドライバＤ１〜Ｄ４の各々は、受けたデータ信号を差動信号に変換して出力する。信号線対８３Ａ〜８３Ｄの各々では７ビットのデータ信号がシリアル伝送される。
【００５２】
このようにカメラリンク規格ではＲＧＢ２４ビットのカラー画像や１２ビットのモノクロ画像のデータ伝送を４対の信号線で実現できる。よってＲＳ−６４４などの従来規格と比較すると、カメラリンク規格では信号ケーブルに含まれる信号線の数を削減できる。
【００５３】
レシーバＲ１〜Ｒ４はドライバＤ１〜Ｄ４からそれぞれ送られる７ビットの信号を受けてシングルエンドの信号に変換する。デマルチプレクサＤＭはレシーバＲ１〜Ｒ４から出力されるデータをクロック回路ＣＬ２からのクロック信号に従って２８ビットのパラレルデータとして出力する。なお、クロック回路ＣＬ１，ＣＬ２でクロック信号を同期させるため、クロック回路ＣＬ１からクロック回路ＣＬ２にクロック信号が送られる。
【００５４】
図６は、図４の命令データＣＭＤの構成を示す図である。
図６を参照して、命令データＣＭＤは機種コードＣＤ１と、動作指示コードＣＤ２と、命令コードＣＤ３と、設定値ＤＴ１とを含む。
【００５５】
機種コードＣＤ１は、たとえば０，１，２などの値である。機種コードＣＤ１の値が「０」の場合には、図６の命令データＣＭＤはカメラ６１を制御するためのデータとして用いられる。機種コードＣＤ１が「１」，「２」の場合には、この命令データＣＭＤはそれぞれレンズ部６２と照明部６３とを制御するためのデータとして用いられる。この場合、制御部６１４は命令データＣＭＤに応じた指示信号ＣＭＤ１を生成して出力する。
【００５６】
動作指示コードＣＤ２の値はたとえば０，１のいずれかの値である。たとえば動作指示コードＣＤ２の値が「０」の場合には、制御部６１４は命令データの受信に応じて処理を直ちに開始するが、動作指示コードＣＤ２の値が「１」のときには、たとえば制御部６１４は次の命令データを受けるまで待機状態になる。
【００５７】
命令コードＣＤ３は、制御部６１４や動作制御部９０が行なう制御を示す。撮像部６１０に対する制御の場合には、たとえばシャッタ速度の変更が行なわれる。また、レンズ部６２に対する制御の場合には、たとえばフォーカス調整やズーム倍率の変更や絞りの開口径の変更などが行なわれる。照明部６３に対する制御の場合には、たとえば照明器６３２の点灯や消灯や光量の変更などが行なわれる。
【００５８】
設定値ＤＴ１は、上述の命令コードＣＤ３により設定される各種動作の具体的な数値（パラメータ）を示す。
【００５９】
図７は、レンズ部６２および照明部６３の制御に関する処理を説明するフローチャートである。
【００６０】
図７を参照して、まずステップＳ１において、コントローラ２０のＣＰＵ２４は命令データＣＭＤを生成する。続いてステップＳ２においてカメラＩ／Ｆ２１はＣＰＵ２４から受ける命令データＣＭＤを差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂに変換する。続いてステップＳ３において、カメラＩ／Ｆ２１は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを制御部６１４に対して送信する。差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂの送信によりコントローラ２０の処理は終了する。
【００６１】
次に、カメラ６１の処理を説明する、処理が開始されるとステップＳ１１において制御部６１４は差動信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受信する。ステップＳ１２において、制御部６１４は差動信号を命令データに変換する。制御部６１４は変換後の命令データが撮像部６１０に対する制御を示すか、レンズ部６２（または照明部６３）に対する制御を示すかのいずれかを図６の機種コードＣＤ１に基づいて判定する。この場合、変換後の命令データはレンズ部６２または照明部６３に対する制御を示すので、制御部６１４は指示信号ＣＭＤ１を図４の動作制御部９０に送信する。指示信号ＣＭＤ１の送信によりカメラ６１（制御部６１４）の処理は終了する。
【００６２】
続いてレンズ部６２および照明部６３（すなわち補助部６１Ａ）の処理について説明する。処理が開始されると、ステップＳ２１において、動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１を受信する。次にステップＳ２２において、動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１に基づいてレンズ部６２または照明部６３を制御する。レンズ部６２または照明部６３は各種の動作を行なう。このようにしてコントローラ２０からレンズ部６２または照明部６３に対して遠隔制御が行なわれる。
【００６３】
図８は、本実施の形態の画像処理装置による画像処理を説明するフローチャートである。
【００６４】
図８を参照して、まず、電源投入に応じて図２のコントローラ２０および撮像装置６０の電源がともにオンする。
【００６５】
コントローラ２０では電源オンに応じて処理が開始される。ステップＳ３１において、図３のタイミングセンサ７０からＣＰＵ２４にタイミング信号が入力される。次に、ステップＳ３２においてＣＰＵ２４は撮像装置６０に対して撮像指示を送信する。
【００６６】
撮像装置６０側でも電源オンに応じて処理が開始される。ステップＳ４１において、制御部６１４はＣＰＵ２４から撮像指示を受ける。次にステップＳ４２において、制御部６１４が撮像部６１０を制御することにより、撮像部６１０は製造ライン上の製品（被写体）を撮像する。ステップＳ４３において制御部６１４は撮像部６１０から受ける画像データ（画像情報ＩＭＧ）をコントローラ２０に送信する。ステップＳ４３での処理が終了すると、撮像装置６０における処理が終了する。
【００６７】
再びコントローラ２０の処理について説明する。ステップＳ３３において、ＣＰＵ２４はカメラＩ／Ｆ２１を介して画像データを受信する。次に、ステップＳ３４においてＣＰＵ２４は、画像処理（所定の処理）を行なう。ステップＳ３４の処理が終了すると、コントローラ２０における一連の処理が終了する。
【００６８】
図９は、図８のステップＳ３４における画像処理を模式的に説明する図である。
図９を参照して、画像情報ＭＤＴは図３のＲＡＭ２２に予め記憶される画像情報である。画像情報には画像パターンＰＴ１が含まれる。ＣＰＵ２４は撮像装置６０から取得した画像情報ＩＭＧをこの画像情報ＭＤＴと比較する。画像情報ＩＭＧは画像パターンＰＴ２を含む。図９において、画像パターンＰＴ２は、製品の傷や汚れ等に起因する画像パターンＰＴ３を含む。画像パターンＰＴ３が存在しなければＣＰＵ２４は、画像パターンＰＴ２は画像パターンＰＴ１と一致すると判定する。しかし図９の例の場合、ＣＰＵ２４は画像パターンＰＴ２と画像パターンＰＴ１とは一致しないと判定する。なお、ステップＳ３４の画像処理は図９の例に限定されるものではなく、たとえば撮影画像のコントラストや輪郭を補正するものであってもよい。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、コントローラから撮像装置に含まれるレンズや照明に対する遠隔制御をコンパクトな配線を用いて実現することができる。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施の形態の画像処理装置の適用例を示す図である。
【図２】撮像装置６０の構成を概略的に示す図である。
【図３】図２のコントローラ２０の構成を示す図である。
【図４】図２のカメラ６１および補助部６１Ａの構成を詳細に示す図である。
【図５】カメラリンク規格に準じて画像データの転送を行なうためのハードウェア構成を説明する図である。
【図６】図４の命令データＣＭＤの構成を示す図である。
【図７】レンズ部６２および照明部６３の制御に関する処理を説明するフローチャートである。
【図８】本実施の形態の画像処理装置による画像処理を説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ３４における画像処理を模式的に説明する図である。
【図１０】従来の画像処理装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ センサシステム、１１ ネットワーク回線、２０，２０Ａ〜２０Ｃ コントローラ、２１ カメラＩ／Ｆ、２２ ＲＡＭ、２３ 外部Ｉ／Ｆ、２４ ＣＰＵ、２５ フラッシュメモリ、２６ グラフィックコントローラ、２７ 操作Ｉ／Ｆ、２９ 内部バス、３０，３０Ａ〜３０Ｃ 操作部、４０，４０Ａ〜４０Ｃ 表示部、６０，６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃ 撮像装置、６１ カメラ、６１Ａ 補助部、６２ レンズ部、６３ 照明部、７０ タイミングセンサ、８０，８０Ａ〜８０Ｃ 画像処理装置、８１，８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃ，８１１，８１２，８２ 信号ケーブル、８３，８３Ａ〜８３Ｅ，８４ 信号線対、９０ 制御基板、１００ 製造ライン、１０１〜１０４ 製品、６１０ 撮像部、６１１ 撮像素子、６１２ ドライバ、６１３ ＡＤＣ、６１４ 制御部、６２３ モータ、６２４ レンズ、６３１ 照明駆動部、６３２ 照明器、ＣＤ１ 機種コード、ＣＤ２ 動作指示コード、ＣＤ３ 命令コード、ＣＬ１，ＣＬ２ クロック回路、Ｄ１〜Ｄ５ ドライバ、ＤＭ デマルチプレクサ、ＩＭＧ，ＭＤＴ 画像情報、Ｍ１ マルチプレクサ、ＰＴ１〜ＰＴ３ 画像パターン、Ｒ１〜Ｒ５ レシーバ、Ｓ１〜Ｓ４３ ステップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置に関し、特に、産業用のデジタルカメラとこのカメラから得られる画像データを処理する処理装置とを備える画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）用のデジタルカメラ（以下、単に「カメラ」とも称する）から処理装置（たとえばパーソナルコンピュータに搭載される画像入力ボード等）に画像データを伝送する規格として、ＲＳ−６４４やＲＳ−４２２といった規格が従来用いられている。これらの規格は画像データの伝送方式を定めるものであるが、カメラと処理装置との接続に使用するケーブルやコネクタ、コネクタのピン配置等を定めるものではない。そのため、カメラメーカーや画像入力ボードのメーカーは、各社独自に定めた形式に従って製品を製造していた。よって、ユーザは互換性のない製品同士の接続に手間を要していた。
【０００３】
このような不便を解消するために「カメラリンク」という規格が制定された（たとえば非特許文献１）。カメラリンク規格では、コネクタ形状、コネクタのピン配置、ケーブルの仕様、通信方式等が規定されている。すなわちカメラリンク規格に準じた製品は互換性を有している。
【非特許文献１】゛Specifications of the Camera Link Interface Standard for Digital Cameras and Frame Grabbers"、[online］、2000年10月、［平成１７年１２月２日］、インターネット＜URL:http://www.pulnix.com/CameraLink/CameraLink5.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの場合、カメラにはレンズ（たとえば電動ズーム機能付きのレンズ）が接続される。また、ＦＡ用のカメラの場合には被写体（たとえば製造ライン上の製品）を照らす照明装置がカメラと同時に使用されることがある。これらレンズや照明装置は従来から遠隔制御可能である。以下、従来の画像処理装置が有する課題について、図を参照しながら説明する。
【０００５】
図１０は、従来の画像処理装置の構成例を示す図である。
図１０を参照して、画像処理装置８００は、コントローラ２０と、撮像装置６０とを備える。撮像装置６０は、カメラ６１と、レンズ部６２と、照明部６３とを備える。カメラ６１、レンズ部６２、および照明部６３のそれぞれに対応して、コントローラ２０からの制御信号を伝達する信号ケーブル８１，８１１，８１２が設けられる。
【０００６】
このように、従来の画像処理装置（特にＦＡ用のカメラを備える画像処理装置）では、カメラ、レンズ部、および照明部の各々とコントローラとを接続する信号ケーブルが必要である。よって、従来の画像処理装置では、配線数が多いために信号線の引き回しや結線が煩雑になるという課題がある。
【０００７】
上述のカメラリンク規格は、コントローラ２０からカメラ６１への制御、カメラ６１からコントローラ２０への画像データの伝送、に関して規定がなされている。しかし、カメラリンク規格にはコントローラ２０からレンズ部６２および照明部６３への制御について明確な規定が存在しない。よって、カメラリンク規格に準じたケーブルを信号ケーブル８１に用いたとしても、コントローラ２０からレンズ部６２および照明部６３を制御するために信号ケーブル８１１，８１２が必要になる。
【０００８】
本発明の目的は、ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御可能な画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は要約すれば、画像処理装置であって、撮像装置を備える。撮像装置は、レンズ部と、撮像部と、制御部とを含む。レンズ部は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有する。撮像部は、レンズ部を介して、被写体を撮像する。制御部は、レンズ部を制御する差動の制御信号を受けて、レンズ部が有するズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を制御するとともに、撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する。画像処理装置は、本体部と、単数の信号ケーブルとをさらに備える。本体部は、制御部から差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、レンズ部を制御する制御命令を、差動の制御信号に変換して出力する。信号ケーブルは、差動の画像信号および差動の制御信号を伝送する。信号ケーブルは、差動の画像信号を制御部から本体部に伝送する信号線対と、差動の制御信号を本体部から制御部に伝送する信号線対とを含む。
【００１０】
好ましくは、レンズ部と撮像部とは、互いに別の筐体に収納される。制御部は、差動の制御信号を制御命令に変換する。制御部は、制御命令が撮像部に対する制御を示す場合には、制御命令に基づいて撮像部を制御し、制御命令がレンズ部に対する制御を示す場合には、制御命令に応じた指示信号を生成してレンズ部に送信する。レンズ部は、指示信号に応じてレンズ部の動作を制御する動作制御部を含む。
【００１１】
本発明の他の局面に従うと、画像処理装置であって、撮像装置を備える。撮像装置は、照明部と、撮像部と、制御部とを含む。撮像部は、被写体を撮像する。制御部は、照明部を制御する差動の制御信号を受けて、照明部を制御するとともに、撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する。画像処理装置は、本体部と、単数の信号ケーブルとをさらに備える。本体部は、制御部から差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、照明部を制御する制御命令を、差動の制御信号に変換して出力する。信号ケーブルは差動の画像信号および差動の制御信号を伝送する。信号ケーブルは、差動の画像信号を制御部から本体部に伝送する信号線対と、差動の制御信号を本体部から制御部に伝送する信号線対とを含む。
【００１２】
好ましくは、照明部と撮像部とは、互いに別の筐体に収納される。制御部は、差動の制御信号を制御命令に変換する。制御部は、制御命令が撮像部に対する制御を示す場合には、制御命令に基づいて撮像部を制御し、制御命令が照明部に対する制御を示す場合には、制御命令に応じた指示信号を生成して照明部に送信する。照明部は、指示信号に応じて照明部の動作を制御する動作制御部を含む。
【００１３】
より好ましくは、信号ケーブルは、カメラリンク規格に準じたケーブルである。
さらに好ましくは、被写体は、製造現場において搬送される製品である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像処理装置によれば、本体部からレンズ部や照明部の遠隔制御をコンパクトな配線を用いて実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１６】
図１は、本実施の形態の画像処理装置の適用例を示す図である。
図１を参照して、センサシステム１は、製造ライン１００等の製造現場において搬送される製品１０１〜１０４の検査に用いられる。製品１０１〜１０４は完成品または半製品である。
【００１７】
センサシステム１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０と、ネットワーク回線１１と、操作部３０Ａ〜３０Ｃと、表示部４０Ａ〜４０Ｃと、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）５０Ａ，５０Ｂと、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとを備える。画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は本実施の形態の画像処理装置に相当する。
【００１８】
ＰＣ１０はネットワーク回線１１を介して、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃとの間で情報の授受を行なう。ネットワーク回線１１は、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）用の回線である。作業者はＰＣ１０を用いることで、たとえば製造ライン１００の稼動状況の監視や画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの遠隔操作を行なうことができる。
【００１９】
図１において、画像処理装置８０Ａは製品１０１を撮影する。同様に、画像処理装置８０Ｂは製品１０２，１０３を撮影し、画像処理装置８０Ｃは製品１０４を撮影する。各画像処理装置は予め記憶した画像パターン（画像情報）と撮影した画像の情報とを比較して比較結果を出力する。
【００２０】
ＰＬＣ５０Ａは画像処理装置８０Ａからの比較結果を受ける。ＰＬＣ５０Ｂは画像処理装置８０Ｂ，８０Ｃからの比較結果を受ける。製品に色むらや傷などがあれば、各画像処理装置からの比較結果は、記憶する画像情報と撮影により得られた画像情報とが一致しないことを示す。ＰＬＣ５０Ａ，５０Ｂはこの比較結果に基づいて、製品１０１〜１０４を次の製造工程に進めるか、製品１０１〜１０４を製造ライン１００から排出するかを決定する。
【００２１】
画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、コントローラと撮像装置とを含む。コントローラは、本発明の画像処理装置における「本体部」に相当する。図１では画像処理装置８０Ａはコントローラ２０Ａと撮像装置６０Ａとを含む。画像処理装置８０Ｂはコントローラ２０Ｂと撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２とを含む。画像処理装置８０Ｃはコントローラ２０Ｃと撮像装置６０Ｃとを含む。画像処理装置８０Ｂのように、本実施の形態の画像処理装置では１台のコントローラ（コントローラ２０Ｂ）に対して複数台の撮像装置（撮像装置６０Ｂ１，６０Ｂ２）が設けられてもよい。なおコントローラ２０Ａ〜２０Ｃの各々はネットワーク回線１１に接続される。
【００２２】
画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの各々は、さらに、コントローラと撮像装置との間で信号を伝送する信号ケーブルを含む。画像処理装置８０Ａは、信号ケーブル８１Ａをさらに含む。同様に、画像処理装置８０Ｂは、信号ケーブル８１Ｂ１，８１Ｂ２をさらに含む。画像処理装置８０Ｃは信号ケーブル８１Ｃをさらに含む。信号ケーブルの構成は後述する。
【００２３】
操作部３０Ａ〜３０Ｃはコントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続される。同様に、表示部４０Ａ〜４０Ｃはコントローラ２０Ａ〜２０Ｃにそれぞれ接続される。操作部３０Ａ〜３０Ｃは、たとえばマウスやキーボードなどである。表示部４０Ａ〜４０Ｃは、たとえば液晶ディスプレイである。ユーザは表示部や操作部を用いて撮像装置の設定を行なう。撮像装置の設定に関する情報は、コントローラから信号ケーブルを介して撮像装置に送られる。撮像装置はこの情報に応じ、たとえばレンズのズーム倍率の変更やシャッタ速度の変更などを行なう。
【００２４】
次に、画像処理装置８０Ａ〜８０Ｃの構成を説明する。なお、コントローラ２０Ａ〜２０Ｃは互いに同様の構成を有する。撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃは互いに同様の構成を有する。信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃは互いに同様の構成を有する。よって、以後の説明ではコントローラ２０Ａ〜２０Ｃを「コントローラ２０」と総称し、撮像装置６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃを「撮像装置６０」と総称し、信号ケーブル８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃを「信号ケーブル８１」と総称する。
【００２５】
図２は、撮像装置６０の構成を概略的に示す図である。
図２を参照して、撮像装置６０は、カメラ６１と、補助部６１Ａと、信号ケーブル８２とを含む。補助部６１Ａは、レンズ部６２と照明部６３とを有する。カメラ６１はレンズ部６２を介して図１に示す製品（被写体）を撮像する装置である。
【００２６】
レンズ部６２は、ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有する。照明部６３は被写体に光を照射する。
【００２７】
コントローラ２０はレンズ部６２および照明部６３を制御するため、信号ケーブル８１を介してカメラ６１に制御信号を送る。カメラ６１は、受け取った制御信号がレンズ部６２または照明部６３への制御のための信号である場合には、信号ケーブル８２を介して指示信号をレンズ部６２または照明部６３に送信する。レンズ部６２または照明部６３は受けた指示信号に応じて動作する。図１０に示す従来の構成例では、コントローラ２０からレンズ部６２と照明部６３とに対して制御を行なうため、レンズ部６２と照明部６３とに対して信号ケーブル８１１，８１２がそれぞれ必要である。画像処理装置８０では信号ケーブル８１のみコントローラ２０に接続される。よって、本実施の形態によれば、ＦＡ用のカメラと同時に使用されるレンズ部や照明部を、コンパクトな配線を介して遠隔制御することができる。
【００２８】
カメラ６１はコントローラ２０から自身の制御に関する制御信号も受ける。この場合には、カメラ６１は受けた制御信号に基づいてたとえばシャッタ速度等を変更する。
【００２９】
なお、図２に示す信号ケーブル８２を用いずに、カメラ６１と補助部６１Ａとは雄コネクタと雌コネクタとにより直接接続されてもよい。
【００３０】
図３は、図２のコントローラ２０の構成を示す図である。
図３を参照して、コントローラ２０はカメラＩ／Ｆ（インターフェース）２１と、ＲＡＭ（揮発性メモリ）２２と、外部Ｉ／Ｆ２３と、ＣＰＵ（中央処理装置）２４と、フラッシュメモリ２５と、グラフィックコントローラ２６と、操作Ｉ／Ｆ２７と、内部バス２９とを含む。
【００３１】
タイミングセンサ７０は、図１には示されていないが、たとえば図１の製造ライン１００に設置される光センサである。ある製品がタイミングセンサ７０の設置箇所を通過した場合、タイミングセンサ７０はＣＰＵ２４に対してタイミング信号を送信する。
【００３２】
ＣＰＵ２４はタイミング信号の受信に応じ、撮像装置６０に対して撮像指示を出力する。また、ＣＰＵ２４は撮像装置６０から受ける画像情報に応じて所定の処理を行なう。さらに、ＣＰＵ２４はコントローラ２０の全体の動作を制御する。
【００３３】
カメラＩ／Ｆ２１は、コントローラ２０において撮像装置６０との交信を行なう回路である。ＲＡＭ２２はカメラＩ／Ｆ２１が受けた画像情報を一時的に記憶するとともにＣＰＵ２４が行なう各種処理に必要なデータを一時的に記憶する。フラッシュメモリ２５はＣＰＵ２５が実行するプログラムや保存しておくべきパラメータ等を不揮発的に記憶する。グラフィックコントローラ２６は表示部４０が撮像装置６０からの画像情報やＣＰＵ２４が処理した後の画像情報を表示するために、これらの画像情報を表示部４０に対して出力する。外部Ｉ／Ｆ２３はＰＣ１０やＰＬＣ５０から入力される情報をＣＰＵ２４に与える。操作Ｉ／Ｆ２７は操作部３０に接続されて、操作部３０がユーザの操作に応じて出力する情報を受ける。この情報は操作Ｉ／Ｆ２７からＣＰＵ２４に送られる。コントローラ２０の内部において、これらの情報は内部バス２９を伝送する。
【００３４】
図４は、図２のカメラ６１および補助部６１Ａの構成を詳細に示す図である。
図４を参照して、カメラ６１は被写体（図１の製品１０１〜１０４）を撮像する撮像部６１０を含む。撮像部６１０は、撮像素子６１１と、ドライバ６１２と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）６１３とを含む。
【００３５】
撮像素子６１１は、たとえばＣＣＤ（charge coupled device）やＣＭＯＳ（complementary mental-oxide semiconductor device）センサ等の複数の画素を含む素子である。被写体の撮像に応じて、複数の画素の各々から画素信号が出力される。ドライバ６１２は撮像素子６１１からの画素信号を増幅したり、撮像素子６１１の駆動（たとえばシャッタ処理）を行なったりする。ＡＤＣ６１３はドライバ６１２から受けるアナログの画素信号をデジタル信号に変換する。
【００３６】
カメラ６１は、さらに、制御部６１４を含む。
制御部６１４はコントローラ２０から受ける差動の制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を命令データＣＭＤ（制御命令）に変換する。そして、制御部６１４は、命令データＣＭＤの内容に応じて、撮像部６１０を制御するか、補助部６１Ａ（レンズ部６２および照明部６３の少なくとも一方）を制御するかのいずれかを行なう。制御部６１４はレンズ部６２または照明部６３を制御する場合には、命令データＣＭＤに応じて指示信号ＣＭＤ１を生成して、指示信号ＣＭＤ１を出力する。また、制御部６１４は、撮像部６１０で得られる画像情報ＩＭＧを差動の画像信号（差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ）に変換して外部出力する。
【００３７】
制御部６１４は、たとえば、画像情報を差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換するデコーダ部、差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを命令データＣＭＤに変換するエンコーダ部、および、命令データＣＭＤに応じて処理を切換えるＣＰＵ等を含んで構成される。
【００３８】
このように、制御部６１４は画像情報ＩＭＧを差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂに変換してコントローラ２０に送信する。また、制御部６１４は、レンズ部６２を制御する制御信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受けて、レンズ部６２が有するズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を制御する。なお、制御信号が照明部６３Ａを制御するための信号である場合には、制御部６１４は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを受けて、照明部６３を制御する。本実施の形態によれば、レンズ部６２や照明部６３をコントローラ２０から遠隔制御するために撮像装置６０とコントローラ２０との間に接続される信号ケーブルは信号ケーブル８１のみでよくなる。よって、コントローラ２０と撮像装置６０との間の配線をコンパクトにすることができる。
【００３９】
補助部６１Ａは、図２に示すレンズ部６２、照明部６３の他に動作制御部９０を含んで構成される。動作制御部９０は、レンズ部６２、照明部６３に共通して用いられる。よって、図４では動作制御部９０は、レンズ部６２と照明部６３との双方に含まれるよう示される。
【００４０】
レンズ部６２は絞り６２２とモータ６２３とレンズ６２４とを含む。絞り６２２はモータ６２３によって開口径を変化させる。レンズ６２４はモータ６２３によってズーム倍率を変化させたりフォーカスを変化させたりする。これにより、上述のズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能が実現可能になる。
【００４１】
照明部６３は照明駆動部６３１と照明器６３２とを含む。照明器６３２はたとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子や蛍光灯などである。照明駆動部６３１はたとえばＬＥＤに駆動電流を印加する回路や蛍光灯の点灯回路などである。
【００４２】
動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１に応じてモータ６２３または照明駆動部６３１の動作を制御する。これにより、絞り６２２、レンズ６２４、照明器６３２の各々の動作が制御される。
【００４３】
続いてコントローラ２０側の処理について説明する。ＣＰＵ２４は、内部バス２９を介してカメラＩ／Ｆ２１に命令データＣＭＤを送る。また、ＣＰＵ２４はカメラＩ／Ｆ２１から内部バス２９を介して画像情報ＩＭＧを受ける。カメラＩ／Ｆ２１は、命令データＣＭＤを差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂに変換して送信する。また、カメラＩ／Ｆ２１は、差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを画像情報ＩＭＧに変換する。
【００４４】
図４では、説明の便宜上、コントローラ２０についてカメラＩ／Ｆ２１、ＣＰＵ２４および内部バス２９のみ示しているが、図４で示していない部分は図３の構成と同様である。
【００４５】
信号ケーブル８１は、信号線対８３，８４を含む。信号線対８３は差動信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを制御部６１４からコントローラ２０に伝送する。信号線対８４は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂをコントローラ２０から制御部６１４に伝送する。信号ケーブル８１はカメラリンク規格に準じたケーブルである。
【００４６】
カメラリンク規格に準じた信号ケーブルは、１３の信号線対を含む。１３の信号線対のうち、画像データの伝送に４つの信号線対が割り当てられ、クロック信号の伝送に１つの信号線対が割り当てられる。本実施の形態では、残り８つの信号線対の中から１対の信号線を用いて差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂが伝送される。
【００４７】
なお、レンズ部６２と撮像部６１０とは、互いに別の筐体に収納される。同様に、照明部６３と撮像部６１０とは、互いに別の筐体に収納される。言い換えれば、補助部６１Ａは、カメラ６１に着脱可能である。
【００４８】
図５は、カメラリンク規格に準じて画像データの転送を行なうためのハードウェア構成を説明する図である。
【００４９】
図５を参照して、制御部６１４はマルチプレクサＭ１とクロック回路ＣＬ１とドライバＤ１〜Ｄ５とを含む。カメラＩ／Ｆ２１はレシーバＲ１〜Ｒ５とデマルチプレクサＤＭとクロック回路ＣＬ２とを含む。信号ケーブル８１は、信号線対８３Ａ〜８３Ｅを含む。すなわち、ドライバＤ１〜Ｄ５に対応して信号線対８３Ａ〜８３Ｅがそれぞれ設けられるとともに、レシーバＲ１〜Ｒ５がそれぞれ設けられる。
【００５０】
カメラリンク規格では、カメラからＬＶＤＳ（低電圧差動信号）チャネルにより画像データの送信を行なうよう定められる。ＬＶＤＳ方式では１つのデータ（１ビット）を１つの信号線対で差動伝送するため、ノイズの影響を受けにくくなるという利点が得られる。
【００５１】
カメラリンク規格では２８ビットのパラレルデータを４本のＬＶＤＳチャネルを用いて送信する。マルチプレクサＭ１はクロック回路ＣＬ１からのクロック信号に応じて、図４のＡＤＣ６１３から送られる画像情報（２８ビットデータ）をドライバＤ１〜Ｄ４に分割して出力する。ドライバＤ１〜Ｄ４の各々は、受けたデータ信号を差動信号に変換して出力する。信号線対８３Ａ〜８３Ｄの各々では７ビットのデータ信号がシリアル伝送される。
【００５２】
このようにカメラリンク規格ではＲＧＢ２４ビットのカラー画像や１２ビットのモノクロ画像のデータ伝送を４対の信号線で実現できる。よってＲＳ−６４４などの従来規格と比較すると、カメラリンク規格では信号ケーブルに含まれる信号線の数を削減できる。
【００５３】
レシーバＲ１〜Ｒ４はドライバＤ１〜Ｄ４からそれぞれ送られる７ビットの信号を受けてシングルエンドの信号に変換する。デマルチプレクサＤＭはレシーバＲ１〜Ｒ４から出力されるデータをクロック回路ＣＬ２からのクロック信号に従って２８ビットのパラレルデータとして出力する。なお、クロック回路ＣＬ１，ＣＬ２でクロック信号を同期させるため、クロック回路ＣＬ１からクロック回路ＣＬ２にクロック信号が送られる。
【００５４】
図６は、図４の命令データＣＭＤの構成を示す図である。
図６を参照して、命令データＣＭＤは機種コードＣＤ１と、動作指示コードＣＤ２と、命令コードＣＤ３と、設定値ＤＴ１とを含む。
【００５５】
機種コードＣＤ１は、たとえば０，１，２などの値である。機種コードＣＤ１の値が「０」の場合には、図６の命令データＣＭＤはカメラ６１を制御するためのデータとして用いられる。機種コードＣＤ１が「１」，「２」の場合には、この命令データＣＭＤはそれぞれレンズ部６２と照明部６３とを制御するためのデータとして用いられる。この場合、制御部６１４は命令データＣＭＤに応じた指示信号ＣＭＤ１を生成して出力する。
【００５６】
動作指示コードＣＤ２の値はたとえば０，１のいずれかの値である。たとえば動作指示コードＣＤ２の値が「０」の場合には、制御部６１４は命令データの受信に応じて処理を直ちに開始するが、動作指示コードＣＤ２の値が「１」のときには、たとえば制御部６１４は次の命令データを受けるまで待機状態になる。
【００５７】
命令コードＣＤ３は、制御部６１４や動作制御部９０が行なう制御を示す。撮像部６１０に対する制御の場合には、たとえばシャッタ速度の変更が行なわれる。また、レンズ部６２に対する制御の場合には、たとえばフォーカス調整やズーム倍率の変更や絞りの開口径の変更などが行なわれる。照明部６３に対する制御の場合には、たとえば照明器６３２の点灯や消灯や光量の変更などが行なわれる。
【００５８】
設定値ＤＴ１は、上述の命令コードＣＤ３により設定される各種動作の具体的な数値（パラメータ）を示す。
【００５９】
図７は、レンズ部６２および照明部６３の制御に関する処理を説明するフローチャートである。
【００６０】
図７を参照して、まずステップＳ１において、コントローラ２０のＣＰＵ２４は命令データＣＭＤを生成する。続いてステップＳ２においてカメラＩ／Ｆ２１はＣＰＵ２４から受ける命令データＣＭＤを差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂに変換する。続いてステップＳ３において、カメラＩ／Ｆ２１は差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを制御部６１４に対して送信する。差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂの送信によりコントローラ２０の処理は終了する。
【００６１】
次に、カメラ６１の処理を説明する、処理が開始されるとステップＳ１１において制御部６１４は差動信号（差動信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ）を受信する。ステップＳ１２において、制御部６１４は差動信号を命令データに変換する。制御部６１４は変換後の命令データが撮像部６１０に対する制御を示すか、レンズ部６２（または照明部６３）に対する制御を示すかのいずれかを図６の機種コードＣＤ１に基づいて判定する。この場合、変換後の命令データはレンズ部６２または照明部６３に対する制御を示すので、制御部６１４は指示信号ＣＭＤ１を図４の動作制御部９０に送信する。指示信号ＣＭＤ１の送信によりカメラ６１（制御部６１４）の処理は終了する。
【００６２】
続いてレンズ部６２および照明部６３（すなわち補助部６１Ａ）の処理について説明する。処理が開始されると、ステップＳ２１において、動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１を受信する。次にステップＳ２２において、動作制御部９０は指示信号ＣＭＤ１に基づいてレンズ部６２または照明部６３を制御する。レンズ部６２または照明部６３は各種の動作を行なう。このようにしてコントローラ２０からレンズ部６２または照明部６３に対して遠隔制御が行なわれる。
【００６３】
図８は、本実施の形態の画像処理装置による画像処理を説明するフローチャートである。
【００６４】
図８を参照して、まず、電源投入に応じて図２のコントローラ２０および撮像装置６０の電源がともにオンする。
【００６５】
コントローラ２０では電源オンに応じて処理が開始される。ステップＳ３１において、図３のタイミングセンサ７０からＣＰＵ２４にタイミング信号が入力される。次に、ステップＳ３２においてＣＰＵ２４は撮像装置６０に対して撮像指示を送信する。
【００６６】
撮像装置６０側でも電源オンに応じて処理が開始される。ステップＳ４１において、制御部６１４はＣＰＵ２４から撮像指示を受ける。次にステップＳ４２において、制御部６１４が撮像部６１０を制御することにより、撮像部６１０は製造ライン上の製品（被写体）を撮像する。ステップＳ４３において制御部６１４は撮像部６１０から受ける画像データ（画像情報ＩＭＧ）をコントローラ２０に送信する。ステップＳ４３での処理が終了すると、撮像装置６０における処理が終了する。
【００６７】
再びコントローラ２０の処理について説明する。ステップＳ３３において、ＣＰＵ２４はカメラＩ／Ｆ２１を介して画像データを受信する。次に、ステップＳ３４においてＣＰＵ２４は、画像処理（所定の処理）を行なう。ステップＳ３４の処理が終了すると、コントローラ２０における一連の処理が終了する。
【００６８】
図９は、図８のステップＳ３４における画像処理を模式的に説明する図である。
図９を参照して、画像情報ＭＤＴは図３のＲＡＭ２２に予め記憶される画像情報である。画像情報には画像パターンＰＴ１が含まれる。ＣＰＵ２４は撮像装置６０から取得した画像情報ＩＭＧをこの画像情報ＭＤＴと比較する。画像情報ＩＭＧは画像パターンＰＴ２を含む。図９において、画像パターンＰＴ２は、製品の傷や汚れ等に起因する画像パターンＰＴ３を含む。画像パターンＰＴ３が存在しなければＣＰＵ２４は、画像パターンＰＴ２は画像パターンＰＴ１と一致すると判定する。しかし図９の例の場合、ＣＰＵ２４は画像パターンＰＴ２と画像パターンＰＴ１とは一致しないと判定する。なお、ステップＳ３４の画像処理は図９の例に限定されるものではなく、たとえば撮影画像のコントラストや輪郭を補正するものであってもよい。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、コントローラから撮像装置に含まれるレンズや照明に対する遠隔制御をコンパクトな配線を用いて実現することができる。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施の形態の画像処理装置の適用例を示す図である。
【図２】撮像装置６０の構成を概略的に示す図である。
【図３】図２のコントローラ２０の構成を示す図である。
【図４】図２のカメラ６１および補助部６１Ａの構成を詳細に示す図である。
【図５】カメラリンク規格に準じて画像データの転送を行なうためのハードウェア構成を説明する図である。
【図６】図４の命令データＣＭＤの構成を示す図である。
【図７】レンズ部６２および照明部６３の制御に関する処理を説明するフローチャートである。
【図８】本実施の形態の画像処理装置による画像処理を説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ３４における画像処理を模式的に説明する図である。
【図１０】従来の画像処理装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ センサシステム、１１ ネットワーク回線、２０，２０Ａ〜２０Ｃ コントローラ、２１ カメラＩ／Ｆ、２２ ＲＡＭ、２３ 外部Ｉ／Ｆ、２４ ＣＰＵ、２５ フラッシュメモリ、２６ グラフィックコントローラ、２７ 操作Ｉ／Ｆ、２９ 内部バス、３０，３０Ａ〜３０Ｃ 操作部、４０，４０Ａ〜４０Ｃ 表示部、６０，６０Ａ，６０Ｂ１，６０Ｂ２，６０Ｃ 撮像装置、６１ カメラ、６１Ａ 補助部、６２ レンズ部、６３ 照明部、７０ タイミングセンサ、８０，８０Ａ〜８０Ｃ 画像処理装置、８１，８１Ａ，８１Ｂ１，８１Ｂ２，８１Ｃ，８１１，８１２，８２ 信号ケーブル、８３，８３Ａ〜８３Ｅ，８４ 信号線対、９０ 制御基板、１００ 製造ライン、１０１〜１０４ 製品、６１０ 撮像部、６１１ 撮像素子、６１２ ドライバ、６１３ ＡＤＣ、６１４ 制御部、６２３ モータ、６２４ レンズ、６３１ 照明駆動部、６３２ 照明器、ＣＤ１ 機種コード、ＣＤ２ 動作指示コード、ＣＤ３ 命令コード、ＣＬ１，ＣＬ２ クロック回路、Ｄ１〜Ｄ５ ドライバ、ＤＭ デマルチプレクサ、ＩＭＧ，ＭＤＴ 画像情報、Ｍ１ マルチプレクサ、ＰＴ１〜ＰＴ３ 画像パターン、Ｒ１〜Ｒ５ レシーバ、Ｓ１〜Ｓ４３ ステップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理装置であって、
撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、
前記レンズ部を介して、被写体を撮像する撮像部と、
前記レンズ部を制御する差動の制御信号を受けて、前記レンズ部が有する前記ズーム機能、前記焦点距離変換機能、および前記絞り機能の少なくとも１つの機能を制御するとともに、前記撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する制御部とを含み、
前記画像処理装置は、
前記制御部から前記差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、前記レンズ部を制御する制御命令を、前記差動の制御信号に変換して出力する本体部と、
前記差動の画像信号および前記差動の制御信号を伝送する、単数の信号ケーブルとをさらに備え、
前記信号ケーブルは、
前記差動の画像信号を前記制御部から前記本体部に伝送する信号線対と、
前記差動の制御信号を前記本体部から前記制御部に伝送する信号線対とを含む、画像処理装置。
【請求項２】
前記レンズ部と前記撮像部とは、互いに別の筐体に収納され、
前記制御部は、前記差動の制御信号を前記制御命令に変換し、前記制御命令が前記撮像部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に基づいて撮像部を制御し、前記制御命令が前記レンズ部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に応じた指示信号を生成して前記レンズ部に送信し、
前記レンズ部は、
前記指示信号に応じて前記レンズ部の動作を制御する動作制御部を含む、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
画像処理装置であって、
撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
照明部と、
被写体を撮像する撮像部と、
前記照明部を制御する差動の制御信号を受けて、前記照明部を制御するとともに、前記撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する制御部とを含み、
前記画像処理装置は、
前記制御部から前記差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、前記照明部を制御する制御命令を、前記差動の制御信号に変換して出力する本体部と、
前記差動の画像信号および前記差動の制御信号を伝送する、単数の信号ケーブルとをさらに備え、
前記信号ケーブルは、
前記差動の画像信号を前記制御部から前記本体部に伝送する信号線対と、
前記差動の制御信号を前記本体部から前記制御部に伝送する信号線対とを含む、画像処理装置。
【請求項４】
前記照明部と前記撮像部とは、互いに別の筐体に収納され、
前記制御部は、前記差動の制御信号を前記制御命令に変換し、前記制御命令が前記撮像部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に基づいて撮像部を制御し、前記制御命令が前記照明部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に応じた指示信号を生成して前記照明部に送信し、
前記照明部は、
前記指示信号に応じて前記照明部の動作を制御する動作制御部を含む、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記信号ケーブルは、カメラリンク規格に準じたケーブルである、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記被写体は、製造現場において搬送される製品である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１】
画像処理装置であって、
撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
ズーム機能、焦点距離変換機能、および絞り機能の少なくとも１つの機能を有するレンズ部と、
前記レンズ部を介して、被写体を撮像する撮像部と、
前記レンズ部を制御する差動の制御信号を受けて、前記レンズ部が有する前記ズーム機能、前記焦点距離変換機能、および前記絞り機能の少なくとも１つの機能を制御するとともに、前記撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する制御部とを含み、
前記画像処理装置は、
前記制御部から前記差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、前記レンズ部を制御する制御命令を、前記差動の制御信号に変換して出力する本体部と、
前記差動の画像信号および前記差動の制御信号を伝送する、単数の信号ケーブルとをさらに備え、
前記信号ケーブルは、
前記差動の画像信号を前記制御部から前記本体部に伝送する信号線対と、
前記差動の制御信号を前記本体部から前記制御部に伝送する信号線対とを含む、画像処理装置。
【請求項２】
前記レンズ部と前記撮像部とは、互いに別の筐体に収納され、
前記制御部は、前記差動の制御信号を前記制御命令に変換し、前記制御命令が前記撮像部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に基づいて撮像部を制御し、前記制御命令が前記レンズ部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に応じた指示信号を生成して前記レンズ部に送信し、
前記レンズ部は、
前記指示信号に応じて前記レンズ部の動作を制御する動作制御部を含む、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
画像処理装置であって、
撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
照明部と、
被写体を撮像する撮像部と、
前記照明部を制御する差動の制御信号を受けて、前記照明部を制御するとともに、前記撮像部で得られた画像情報を、差動の画像信号に変換して出力する制御部とを含み、
前記画像処理装置は、
前記制御部から前記差動の画像信号を受けて所定の処理を行なうとともに、前記照明部を制御する制御命令を、前記差動の制御信号に変換して出力する本体部と、
前記差動の画像信号および前記差動の制御信号を伝送する、単数の信号ケーブルとをさらに備え、
前記信号ケーブルは、
前記差動の画像信号を前記制御部から前記本体部に伝送する信号線対と、
前記差動の制御信号を前記本体部から前記制御部に伝送する信号線対とを含む、画像処理装置。
【請求項４】
前記照明部と前記撮像部とは、互いに別の筐体に収納され、
前記制御部は、前記差動の制御信号を前記制御命令に変換し、前記制御命令が前記撮像部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に基づいて撮像部を制御し、前記制御命令が前記照明部に対する制御を示す場合には、前記制御命令に応じた指示信号を生成して前記照明部に送信し、
前記照明部は、
前記指示信号に応じて前記照明部の動作を制御する動作制御部を含む、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記信号ケーブルは、カメラリンク規格に準じたケーブルである、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記被写体は、製造現場において搬送される製品である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１６６３７４（Ｐ２００７−１６６３７４Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１６１０（Ｐ２００５−３６１６１０）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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