特許 6247842 検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6247842

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/06 20060101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/06 D

【請求項の数】6

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-124097(P2013-124097)

(22)【出願日】2013年6月12日

(65)【公開番号】特開2014-240823(P2014-240823A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】中馬 隆

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 淳志

(72)【発明者】

【氏名】秦 拓也

(72)【発明者】

【氏名】原田 千寛

【審査官】 北川 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−００３５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１４９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３５００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２９７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１６７４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０７４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５６５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１３５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３３６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２２０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２２９８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４１００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００ − １５／１４

Ｇ０１Ｂ １１／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｖ ９／００ − ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光スペクトルのピーク波長が可変である第１面光源と、
前記第１面光源に対向して配置された第１撮像部と、
前記第１撮像部が生成した第１画像データを処理して、前記第１面光源と前記第１撮像部との間の空間における物の有無を検出する画像処理部と、
を備え、
前記画像処理部は、第１面光源の前記ピーク波長が前記空間における物の色の補色のとき、前記空間における物の有無を検出する検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の検出装置において、
前記画像処理部は、前記第１画像データを処理して、前記物の位置を検出する検出装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記第１面光源の前記ピーク波長が前記空間における物の色の補色となるように制御する制御部をさらに備える検出装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記第１面光源の前記ピーク波長は、自動的に切り替わる検出装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記画像処理部は、前記第１面光源が前記ピーク波長を変えるたびに、前記空間における物の有無及びその位置を検出する検出装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記空間に、前記第１面光源とは異なる方向から光を照射する第２面光源と、
前記第２面光源との間で前記空間を挟んでいる第２撮像部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記第１画像データ及び前記第２撮像部が生成した第２画像データを処理して、前記空間における物の有無を検出する検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物の有無を検出する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

粒子などの浮遊物を検出する方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、検査光を用いる方法がある。特許文献１において、この検査光はレーザである。そして、微粒子が存在していた場合、このレーザは微粒子によって散乱される。特許文献１に記載の信号処理装置は、この散乱光の検出結果に基づいて、微粒子の有無を判断している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−６９１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

検出装置の光源としてレーザを用いる場合、レーザのスポット径は小さいため、物の有無の検出対象エリアを広げることは難しい。

【0005】

本発明が解決しようとする課題としては、物の有無の検出対象エリアを広げることが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、第１面光源と、
前記第１面光源に対向して配置された第１撮像部と、
前記第１撮像部が生成した第１画像データを処理して、前記第１面光源と前記第１撮像部との間の空間における物の有無を検出する画像処理部と、
を備える検出装置である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る検出装置の構成を示す図である。

【図2】検出装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。

【図3】実施例１に係る検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】実施例２に係る検出装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0009】

なお、以下に示す説明において、画像処理部１３０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。画像処理部１３０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

【0010】

図１は、実施形態に係る検出装置１０の構成を示す図である。実施形態に係る検出装置１０は、第１面光源１１０、第１撮像部１２０、及び画像処理部１３０を備えている。第１撮像部１２０は、第１面光源１１０に対向して配置されており、画像データ（以下、第１画像データと記載）を生成する。画像処理部１３０は、第１画像データを処理して、第１面光源１１０と第１撮像部１２０の間の空間Ｓにおける物の有無を検出する。以下、詳細に説明する。

【0011】

第１面光源１１０は、発光素子として例えば有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）素子を有しており、空間Ｓの全域に光を照射する。ただし、第１面光源１１０が有する発光素子は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよく、この場合は光拡散板などを介して照射することが望ましい。またＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や無機ＥＬ（Inorganic Electroluminescence）であっても良い。 第１面光源１１０は、例えば白色を発光しても良いし、他の色を発光しても良い。

【0012】

第１撮像部１２０は、空間Ｓを撮像して第１画像データを生成する。第１撮像部１２０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの光電変換素子を複数マトリクス状に配置したデバイスを有している。複数の光電変換素子は、いずれも第１面光源１１０からの光を光電変換する。そして空間Ｓに物が存在していた場合、第１撮像部１２０が有する光電変換素子のうちその物の投影部分に位置する素子は、他の素子と比較して出力が小さくなる。すなわち第１撮像部１２０は、空間Ｓに存在する物の影を検出する。

【0013】

画像処理部１３０は、第１撮像部１２０が生成した第１画像データを処理して、空間Ｓ内の物の有無を検出する。ここで検出される物は、例えば空間Ｓの中に位置する粒子である。なお、空間Ｓ内には、空気が充填されていても良いし、水などの液体が充填されていても良い。後者の場合、例えば空間Ｓには、液体が入った容器が配置される。画像処理部１３０は、例えば、第１画像データを構成する画素のうち輝度が基準値以下の画素を検出することにより、空間Ｓにおける物の有無及びその大きさを検出する。ここで空間Ｓの中に複数の物が存在している場合、画像処理部１３０は、物の数をカウントすることもできる。

【0014】

なお、画像処理部１３０は、第１画像データを処理することにより、空間Ｓにおける物の位置を算出しても良い。例えば画像処理部１３０は、第１画像データを構成する画素のうち輝度が基準値以下の画素の位置に基づいて、検出された物の位置を判断する。

【0015】

なお、画像処理部１３０は、第１面光源１１０及び第１撮像部１２０を制御する制御部を兼ねていてもよい。

【0016】

図２は、検出装置１０が行う処理の一例を示すフローチャートである。まず、第１面光源１１０が発光する（ステップＳ２０）と、第１撮像部１２０は第１画像データを生成する（ステップＳ４０）。そして画像処理部１３０は、第１画像データを処理して、空間Ｓ内における物の有無を判断する。ここで物が検出された場合、画像処理部１３０は、その物の位置も算出する（ステップＳ６０）。そして画像処理部１３０は、処理結果を出力する（ステップＳ８０）。この出力先は、ディスプレイであっても良いし、メモリであっても良い。

【0017】

以上、本実施形態によれば、検出装置１０は、光源として第１面光源１１０を有している。従って、検出対象となる空間Ｓを大きくすることができる。また、空間Ｓの中に複数の物が存在している場合、画像処理部１３０は、物の数をカウントすることもできる。さらに、第１面光源１１０を用いているため、画像処理部１３０は空間Ｓの中における物の位置及びその大きさを算出することができる。さらに、ステップＳ２０〜Ｓ８０の処理を繰り返すと、空間Ｓの中における物の動きを検出することができる。

【実施例】

【0018】

（実施例１）
本実施例に係る検出装置１０において、第１面光源１１０は、発光スペクトルのピーク波長が可変である。言い換えると、第１面光源１１０は、複数の色の光を発光することができる。第１面光源１１０のピーク波長は、例えば画像処理部１３０（制御部）によって制御されている。

【0019】

第１面光源１１０は、例えば複数種類の発光素子を有している。そして、これら複数種類の発光素子は、互いに異なる発光スペクトル及びピーク波長を有している。これら複数種類の発光素子のそれぞれは、ストライプ状であっても良い。この場合、複数種類の発光素子は、第１面光源１１０の全面に繰り返し配置されているのが好ましい。さらに第１面光源１１０の発光素子が有機ＥＬ素子である場合、この有機ＥＬ素子は、互いに異なる色を発光する発光層を複数積層した構造を有していても良い。

【0020】

また、第１撮像部１２０は、第１面光源１１０のピーク波長が変わるたびに、第１画像データを生成する。そして画像処理部１３０は、第１面光源１１０のピーク波長が変わるたびに、空間Ｓにおける物の有無、その数、大きさ、及び位置を算出する。

【0021】

なお、検出装置１０の他の構成は、実施形態と同様である。

【0022】

図３は、本実施例に係る検出装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。まず画像処理部１３０は、第１面光源１１０が発光する光のピーク波長を設定する（ステップＳ１０）。そして、検出装置１０は、ステップＳ２０〜Ｓ６０に示した処理を行う。そして画像処理部１３０は、全てのピーク波長でステップＳ２０〜Ｓ６０に示した処理が行われるまで、ステップＳ１０〜Ｓ６０に示した処理を繰り返す（ステップＳ７０）。

【0023】

そして画像処理部１３０は、複数のピーク波長それぞれにおける物の検出結果を出力する（ステップＳ８０）。

【0024】

本実施例によっても、実施形態と同様の効果が得られる。また、画像処理部１３０は、第１面光源１１０の発光スペクトルのピーク波長は可変である。従って、空間Ｓの中にある物の表面に色がついている場合、第１面光源１１０のピーク波長がその色の補色となったとき、第１画像データにおける物の影のコントラストは大きくなる。従って、検出装置１０による物の検出感度は高くなる。特に本実施例では、画像処理部１３０がピーク波長を自動的に切り替えるため、検出装置１０の使用者の負荷は小さくなる。

【0025】

（実施例２）
図４は、実施例２に係る検出装置１０の構成を示す図である。本実施例に係る検出装置１０は、以下の点を除いて、実施形態又は実施例１に係る検出装置１０と同様の構成である。

【0026】

まず、検出装置１０は、第１面光源１１０及び第１撮像部１２０に加えて、第２面光源１１２及び第２撮像部１２２を有している。第２面光源１１２は、第１面光源１１０とは異なる方向から空間Ｓに向けて光を照射する。第２面光源１１２の向きは、例えば第１面光源１１０の向きと直交している。第２撮像部１２２は、空間Ｓを挟んで第２面光源１１２の逆側に配置されており、画像データ（以下、第２画像データと記載）を生成する。画像処理部１３０は、第１画像データ及び第２画像データを処理して、第１面光源と第１撮像部の間の空間Ｓにおける物の有無を検出する。

【0027】

第２面光源１１２は、第１面光源１１０と同様に、発光素子として例えば有機ＥＬ素子を有しており、空間Ｓの全域に光を照射する。ただし、第１面光源１１０が有する発光素子は、ＬＥＤであってもよく、この場合は光拡散板などを介して照射することが望ましい。またＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や無機ＥＬ（Inorganic Electroluminescence）であっても良い。第２面光源１１２は、発光スペクトルのピーク波長が可変であってもよい。この場合、第２面光源１１２は、例えば画像処理部１３０によって制御される。画像処理部１３０は、第２面光源１１２に、第１面光源１１０と同一の色の光を発光させてもよいし、第１面光源１１０とは異なる色の光を発光させてもよい。

【0028】

第２撮像部１２２は、第１撮像部１２０とは異なる角度から空間Ｓを撮像して、第２画像データを生成する。第２撮像部１２２の構成は、第１撮像部１２０の構成と同様である。第２面光源１１２の発光スペクトルのピーク波長が可変である場合、第２撮像部１２２は、第２面光源１１２のピーク波長が変わるたびに、第２画像データを生成する。

【0029】

画像処理部１３０は、第１画像データを処理して空間Ｓにおける物の有無およびその位置を算出するとともに、第２画像データを処理して空間Ｓおける物の有無およびその位置を算出する。

【0030】

なお、本図に示す例では、第２面光源１１２は、ベース１４０上に配置されている。そしてベース１４０には、第１アーム１５０及び第２アーム１５２が取り付けられている。第１アーム１５０は第１撮像部１２０を支持しており、第２アーム１５２は第１面光源１１０及び第２撮像部１２２を支持している。

【0031】

本実施例において、第１画像データ及び第２画像データは、互いに異なる方向から空間Ｓを撮像したデータである。従って、画像処理部１３０による検出結果の精度は高くなる。また、画像処理部１３０は、３次元で物の位置を算出することができる。

【0032】

なお、本実施例において、面光源（以下、第３面光源と記載）及び撮像部（以下、第３撮像部と記載）をさらにもう一組加えても良い。この場合、第３面光源は、第１面光源１１０及び第２面光源１１２のいずれとも異なる方向（例えばいずれとも直交する方向）から、空間Ｓに向けて光を照射する。そして第３撮像部は、空間Ｓを挟んで第３面光源とは反対側に位置しており、画像データ（以下、第３画像データと記載）を画像処理部１３０に出力する。画像処理部１３０は、第１画像データ及び第２画像データに加えて、第３画像データも処理して、空間Ｓにおける物の有無及びその位置を算出する。

【0033】

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0034】

１０ 検出装置
１１０ 第１面光源
１１２ 第２面光源
１２０ 第１撮像部
１２２ 第２撮像部
１３０ 画像処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】