特許 6703805 撮像装置

(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】6703805

(24)【登録日】2020年5月13日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/19 20060101AFI20200525BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20200525BHJP

   H04N 1/401 20060101ALI20200525BHJP

   H04N 1/46 20060101ALI20200525BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/19

   G06T1/00 460D

   H04N1/401

   H04N1/46

   H04N5/232

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-205173(P2014-205173)

(22)【出願日】2014年10月3日

(65)【公開番号】特開2016-76793(P2016-76793A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2017年5月23日

【審判番号】不服2019-5736(P2019-5736/J1)

【審判請求日】2019年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001096

【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】高田 仁夫

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 昭夫

【合議体】

【審判長】 千葉 輝久

【審判官】 須田 勝巳

【審判官】 渡辺 努

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３４２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２５３２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０９８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２７７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７６１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５９１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H04N1/04-1/207

G06T1/00

H04N1/40-1/409

H04N1/46-1/64

H04N5/222-5/257

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置であって、
被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
前記画像データを校正するための複数の校正データを予め有する記憶手段と、
前記複数の校正データを切り替えて前記画像データの校正を行う校正手段と、
校正後の画像データの画像信号を外部出力時の伝送レートに応じて低階調化して精度を低下させて当該撮像装置の外部に出力する出力手段と、
を当該撮像装置の内部に備え、
前記校正手段は、前記画像データを前記出力手段による低階調化処理の影響を受けていない状態で、校正することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであって、
前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段である、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

撮像装置であって、
被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段を校正するための前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する複数の校正データを予め有する記憶手段と、
前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段の校正を行う校正手段と、
校正後の撮像手段が得た画像データの画像信号を外部出力時の伝送レートに応じて低階調化して精度を低下させて当該撮像装置の外部に出力する出力手段と、
を当該撮像装置の内部に備える撮像装置。

【請求項4】

撮像装置であって、
被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段を校正するための前記撮像手段におけるゲインに関する複数の校正データを予め有する記憶手段と、
前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段の校正を行う校正手段と、
校正後の撮像手段が得た画像データの画像信号を外部出力時の伝送レートに応じて低階調化して精度を低下させて当該撮像装置の外部に出力する出力手段と、
を当該撮像装置の内部に備える撮像装置。

【請求項5】

前記校正データは、撮像時の照明条件に対応して校正を行うための校正データであって、
前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えに対応して、前記複数の校正データから撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えて校正を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替える、請求項５に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替える、請求項１に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、校正手段を有する撮像装置に関し、特に、シェーディング補正手段を有する撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた撮像装置によって得られる画像データの明るさのムラを補正する技術が検討されている。例えば、撮像素子の感度や照明のばらつき、レンズ等に起因する明るさムラを補正する技術として、シェーディング補正が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このシェーディング補正は、ラインセンサ各画素の感度特性のばらつきを補正する技術であって、白基準データと黒基準データに基づいて、画像データを規格化することによって各画素の感度ばらつきを補正している。このため、シェーディング補正では、各ラインセンサ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各画素毎にそれぞれ白基準データと黒基準データをもつ。

【0003】

また、カラーラインセンサ用にＲＧＢ各色について設けられた３つのシェーディング補正回路をもつデータ処理回路がある（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−３０７６７２号公報

【特許文献2】特開２００９−９４９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のシェーディング補正技術では、ＲＧＢの３つの撮像素子に対して、ＲＧＢそれぞれの撮像素子についての補正データは持つものの、これらの補正データは、特定の照明条件における補正データであって、複数の照明条件毎の補正データは有していない。

【0006】

しかし、撮像時の照明条件が異なればシェーディング補正のためのデータも変化する。そのため、複数の照明を切り替えて撮像する場合等のように複数の撮像条件を切り替えて撮像する場合には、１つの撮像条件における補正データだけでは正確なシェーディング補正は困難である。

【0007】

本発明は、複数の撮像条件に対応した校正を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る撮像装置は、被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る撮像装置によれば、撮像条件に対応する校正データによって撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件に対応した適切な校正を行うことができる。また、撮像装置の内部に、校正データを有する記憶手段と、校正手段とを備えるので、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の画像信号の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態２に係る撮像装置を含む照明付き撮像システムの構成を示すブロック図である。

【図3】図２の撮像装置のシェーディング補正手段の動作を示す概略図である。

【図4】シェーディング補正データを構成する各画素の白基準と黒基準と、補正前の画像信号と、補正後の画像信号と、を示すグラフである。

【図5】ｍ_ｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、校正を行って校正後の画像データを得る撮像方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

第１の態様に係る撮像装置は、被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
を備えることを特徴とする。

【0012】

第２の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであってもよい。
この場合に、前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段であってもよい。

【0013】

第３の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する校正データであってもよい。
この場合に、前記校正手段は、前記蓄積時間に関する校正データを用いて前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間を調整する手段であってもよい。

【0014】

第４の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段におけるゲインに関する校正データであってもよい。
この場合に、前記校正手段は、前記ゲインに関する校正データを用いて前記撮像手段におけるゲインを調整する手段であってもよい。

【0015】

第５の態様に係る撮像装置は、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記校正データは、撮像時の照明条件に対応して校正を行うための校正データであってもよい。
この場合に、前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えに対応して、前記複数の校正データから撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えて校正を行ってもよい。

【0016】

上記構成によって、照明条件毎に対応する校正データを用いた校正ができる。また、撮像装置内部で校正を行うことで、外部出力時の低階調化の影響を受けることなく高階調画像信号による高精度な補正処理ができる。

【0017】

第６の態様に係る撮像装置は、上記第５の態様において、前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えてもよい。

【0018】

上記構成によって、照明条件の切り替えと同期して校正データを切り替えることで、各照明条件ごとに対応する校正を順次実行できる。

【0019】

第７の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替えてもよい。

【0020】

第８の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、校正後の画像データの画像信号を低階調化して外部に出力する出力手段を備えてもよい。

【0021】

第９の態様に係る検査装置は、上記第１から第８のいずれかの態様における前記撮像装置を含む。

【0022】

以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

【0023】

（実施の形態１）
＜撮像装置＞
図１は、実施の形態１に係る撮像装置１０の構成を示すブロック図である。この撮像装置１０は、被撮像物５の画像データを得る撮像手段１と、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するための校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを記憶する記憶手段２と、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する校正手段３と、を備える。また、校正後の画像データの画像信号を外部に出力する出力手段４を備えてもよい。
この撮像装置では、撮像条件に対応する校正データによって撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件に対応した適切な校正を行うことができる。また、撮像装置１０の内部において、校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する記憶手段２と、校正手段３とを備えるので、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。

【0024】

以下に、この撮像装置１０を構成する各構成要素について説明する。

【0025】

＜撮像手段＞
撮像手段１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子１ａと、撮像素子１ａを制御する撮像制御手段１ｂとを含んでもよい。また、撮像手段１は、ラインセンサあるいはエリアセンサのいずれであってもよい。例えば、被撮像物５が搬送されている場合には、搬送方向に沿って高速に走査するために、ラインセンサを用いてもよい。ラインセンサは単一のモノクロラインセンサであってもよい。

【0026】

＜記憶手段＞
記憶手段２は、複数の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有している。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するためのものである。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとしては、例えば、シェーディング補正データであってもよい。あるいは、校正データは、画像全体の明るさを調整するための校正データ、例えば、撮像手段１における撮像素子１ａの蓄積時間に関する校正データであってもよい。また、校正データは、撮像手段１におけるゲインに関する校正データであってもよい。なお、校正データがシェーディング補正データである場合については実施の形態２において詳述する。

【0027】

＜校正手段＞
校正手段３によって、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する。校正手段３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記校正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。

【0028】

また、校正データが撮像手段１における撮像素子の蓄積時間に関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１の撮像素子の蓄積時間を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得ることができる。実際には、校正手段３は、記憶手段２から蓄積時間に関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることで撮像素子１ａの蓄積時間を変更する。
校正データが撮像手段１におけるゲインに関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１のゲイン（アナログゲイン又はデジタルゲイン）を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得る。実際には、校正手段３は、記憶手段２からゲインに関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることでゲインを変更する。
なお、校正手段３は、撮像手段１における撮像と同期して校正データを切り替えてもよい。

【0029】

＜出力手段＞
出力手段４によって校正後の画像データの画像信号を外部に出力する。
なお、出力手段４は、外部出力時に伝送レートが制限される場合があり、画像信号を低階調化処理して外部出力する場合がある。この場合には、高精度の画像信号の精度を低下させて出力する。
この撮像装置１０では、上述のように、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。なお、その後の外部出力で校正済み画像データは低階調化処理を受けるが、低階調化処理後に校正を行った場合に比べて低階調化の影響、例えば大幅な桁落ちなど、を受けないため、精度低下の影響を抑制できる。

【0030】

＜バッファメモリ＞
この撮像装置１０では、撮像手段１と校正手段３との間にバッファメモリを設けてもよい。バッファメモリは、撮像手段１からの画像信号を一時的に保持しておくことができる。これによって、撮像のタイミングと校正のタイミングとを同期させない場合にも、校正前の画像データを所定期間にわたって保持できる。

【0031】

（実施の形態２）
＜撮像装置＞
図２は、実施の形態２に係る撮像装置２０を含む照明付き撮像システム３０の構成を示すブロック図である。この撮像装置２０は、被撮像物５の画像データを得る撮像手段１１と、画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを記憶する記憶手段１２と、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを用いて画像データをシェーディング補正するシェーディング補正手段１３と、を備える。また、補正後の画像データの画像信号を外部に出力する出力手段１４を備えてもよい。

【0032】

この撮像装置２０では、撮像時の照明条件に対応するシェーディング補正データによって画像データをシェーディング補正できるので、撮像条件に対応した適切な補正を行うことができる。また、この撮像装置２０は、その内部において、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有する記憶手段１２と、シェーディング補正手段１３とを備える。そこで、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままでシェーディング補正を行うことができ、高精度の補正済みの画像データを得ることができる。

【0033】

以下に、この撮像装置２０を構成する各構成要素について説明する。

【0034】

＜撮像手段＞
撮像手段１１は、実施の形態１における撮像手段１と実質的に同様のものを用いることができる。そこで、詳細の説明を省略する。
なお、図２では、レンズ１５を撮像手段１１とは分離して示しているが、これは、単に略真上から撮像している撮像状態を示すために便宜的にレンズ１５を撮像手段１１から分離して示しているにすぎない。なお、レンズ１５は、撮像手段１１に含まれてもよい。また、図２では撮像装置を一体のものとして示しているが、例えば、ヘッド分離型の構成（撮像手段１１とレンズ１５がヘッド部、それより後段の処理部がコントローラ部として分離した構造）であってもよい。

【0035】

＜記憶手段＞
記憶手段１２は、複数のシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有している。各シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、各照明条件について、撮像手段１１の撮像素子１１ａの各画素の白基準と黒基準とからなる。例えば、図４は、シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗと黒基準Ｂとを示すグラフである。図４の横軸は、画素位置を表し、縦軸は、輝度を表している。
また、第１シェーディング補正データ１２ａ、第２シェーディング補正データ１２ｂ、第３シェーディング補正データ１２ｃ、第４シェーディング補正データ１２ｄは、それぞれ照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）、照明Ｌ４（１８ｄ）による照明条件に対応している。なお、照明の数とシェーディング補正データの数とは一致している必要はなく、様々な照明条件の組み合わせに対応した複数のシェーディング補正データを必要な数だけ記憶しておき、照明条件の切り替えに対応して適切なシェーディング補正データを用いればよい。
シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗは、各照明毎に白の校正板を用いて撮像して得ることができる。あるいは、各照明から撮像手段１１の撮像素子１１ａに直接照射して撮像して白基準Ｗを得る場合もある。黒基準Ｂは、撮像手段１１の撮像素子１１ａに全く光が入らない状態、例えば、レンズ１５にフタをした状態で撮像して得ることができる。あるいは、白基準Ｗと同様に、各照明毎に黒の校正板を用いて撮像して黒基準Ｂを得るようにしてもよい。なお、黒基準Ｂは、すべての照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄについて共通のデータとしてもよい。

【0036】

＜シェーディング補正手段＞
シェーディング補正手段１３は、シェーディング補正データを用いて画像データをシェーディング補正する。シェーディング補正手段１３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記補正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。
なお、シェーディング補正手段１３を電気回路として構成した場合には、照明条件毎に設けた複数のシェーディング補正回路を、撮像および照明の点灯と同期して切り替えることで、照明切り替えの度に記憶手段１２からシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを読み出す時間が不要になり、より高速な補正処理ができる。

【0037】

図３は、図２の撮像装置２０のシェーディング補正手段１３の動作を示す概略図である。図４は、１つのシェーディング補正データを構成する各画素ｉの白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉを全画素にわたってそれぞれ要素として含む白基準Ｗと黒基準Ｂと、各画素ｉの補正前の画像信号Ｓｉを全画素にわたって要素として含む補正前の画像信号Ｓと、各画素ｉの補正後の画像信号Ｓ’ｉを全画素にわたって要素として含む補正後の画像信号Ｓ’、の一例を示すグラフである。
シェーディング補正手段１３によるシェーディング補正について以下に説明する。
（ａ）シェーディング補正手段１３は、画像信号Ｓと、撮像条件である照明条件に対応するシェーディング補正データを構成する白基準Ｗ及び黒基準Ｂと、をそれぞれラインメモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに記憶する。
（ｂ）次いで、各画素ｉごとに白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｗｉ−Ｂｉ）と、画像信号Ｓｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｓｉ−Ｂｉ）をそれぞれ算出する。
（ｃ）その後、各画素ｉごとに画像信号Ｓｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｓｉ−Ｂｉ）を白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｗｉ−Ｂｉ）で除して規格化した値（Ｓｉ−Ｂｉ）／（Ｗｉ−Ｂｉ）を得る。
（ｄ）この規格化値にｎビットの画像信号Ｓｉの最大値２^ｎ−１を乗じた値（Ｓｉ−Ｂｉ）／（Ｗｉ−Ｂｉ）＊（２^ｎ−１）を補正後の画像信号Ｓ’ｉとして出力する。
以上によって、照明条件に対応したシェーディング補正を行うことができる。

【0038】

＜出力手段＞
出力手段１４は、実施の形態１における出力手段４と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。

【0039】

＜バッファメモリ＞
バッファメモリは、実施の形態１におけるバッファメモリと実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。

【0040】

＜照明付き撮像システム＞
照明付き撮像システム３０は、実施の形態２に係る撮像装置２０と、同期信号発生手段１６と、照明制御手段１７と、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと、を備える。この照明付き撮像システム３０は、特開２０１２−４２２９７号公報に記載のように、撮像手段１１の撮像タイミングに同期して複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを切り替えながら撮像する、いわゆるスイッチング撮像方式で駆動させることができる。
なお、この照明付き撮像システム３０は、撮像手段１１の撮像タイミングと複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えとを同期させることなく駆動してもよく、撮像タイミングと照明の切り替えとの同期は、必須の構成ではない。

【0041】

以下に、この照明付き撮像システム３０を構成する各構成要素について説明する。

【0042】

＜撮像装置＞
撮像装置２０は、上記撮像装置２０を利用できるので、説明を省略する。

【0043】

＜照明＞
この照明付き撮像システム３０では、拡散反射光となる照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）と、正反射光となる照明Ｌ４（１８ｄ）とを有している。また、照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を照射し、照明Ｌ４（１８ｄ）は、白色光を照射する。
なお、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの数は４つに限られるものではない。例えば、照明の数は１つ、２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。また上記の例では、３つの拡散反射光と、１つの正反射光との組合せで構成しているが、これに限られず、例えば、さらに透過光を組み合わせてもよい。

【0044】

＜同期信号発生手段＞
同期信号発生手段１６は、撮像手段１１と、シェーディング補正手段１３と、照明制御手段１７と、に同期信号を送り、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えと、撮像のタイミングと、を同期させる。また、撮像の終了後、次の照明への切り替えと、１つ前の照明によって撮像された画像信号についてのシェーディング補正とを、同期させる。したがって、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えと、１つ前の照明に対応するシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの読み込みとを同期させることとなる。
なお、同期信号発生手段１６は、撮像装置２０、照明制御手段１７のいずれに設けられていてもよい。あるいは、別体として設けられていてもよい。

【0045】

＜照明制御手段＞
照明制御手段１７によって照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを制御する。照明制御手段１７は、上記同期信号に基づいて照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを順次切り替える。なお、スイッチング撮像における照明の制御は、複数の照明を順次切り替えることだけに限られず、例えば、２つ以上の照明を組み合わせて同時に照射してもよく、また、１つの照明を、波長や明るさを切り替えながら複数回照射してもよい。

【0046】

＜搬送手段＞
搬送手段１９は、例えば、被撮像物５を一方向に搬送するものであってもよい。搬送手段１９としては、例えば、ベルトコンベアであってもよい。

【0047】

＜撮像方法＞
図５は、ｍ_ｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、校正を行って校正後の画像データを得る撮像方法のフローチャートである。
（１）予め、各照明毎のシェーディング補正データ・蓄積時間・ゲインを記憶手段に記憶する（Ｓ０１）。なお、各照明に対応するシェーディング補正データの取得は、上述のように各照明ごとの白基準及び黒基準を得ることに対応する。蓄積時間・ゲインについても各照明ごとの輝度と蓄積時間・ゲインとの関係を得ることによって、校正データが得られる。
（２）初期設定として、ｎ＝１、ｍ＝１に設定する（Ｓ０２）。
（３）ｎライン目の撮像を開始する（Ｓ０３）。
（４）ｍ番目の校正データで蓄積時間・ゲインを設定する（Ｓ０４）。例えば、照明が正反射光等のために明るすぎる場合には撮像手段１１の撮像素子１１ａの蓄積時間を減らすか又はゲインを低下させ、逆に透過光等のために暗すぎる場合には撮像素子１１ａの蓄積時間を増やすか又はゲインを増大させてもよい。
（５）ｍ番目の照明を点灯する（Ｓ０５）。
（６）露光して撮像し、画像信号を得る（Ｓ０６）。
（７）ｍ番目の照明を消灯する（Ｓ０７）。
（８）ｍ番目の校正データ（シェーディング補正データ）で画像信号をシェーディング補正して出力する（Ｓ０８）。
（９）照明の番号ｍがｍ_ｍａｘか否か判断（Ｓ０９）し、ｍ_ｍａｘである場合には照明の番号ｍを１にリセット（Ｓ１０）し、ｍ_ｍａｘでない場合にはｍをインクリメント（ｍ＝ｍ＋１）（Ｓ１１）し、ステップＳ０４に戻る。なお、照明の番号ｍのリセット（Ｓ１０）は、この段階で行う場合に限られない。例えば、ｎライン目の撮像を開始する（Ｓ０３）際に同時に照明の番号ｍをリセットしてもよい。
（１０）照明の番号ｍを１にリセットした後、ラインの番号ｎがｎ_ｍａｘであるか判断（Ｓ１２）し、ｎ_ｍａｘである場合には撮像を終了する。ラインの番号ｎがｎ_ｍａｘでない場合、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）（Ｓ１３）し、ステップＳ０３に戻る。
以上によって、ｍ_ｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、各照明条件に対応する校正データ（シェーディング補正データ、蓄積時間、ゲイン）を用いて撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正して、校正後の画像データを得ることができる。

【0048】

上記撮像方法によれば、ラインセンサ等の撮像手段１１の画素ごとの感度ムラと、照明条件の差異に起因する照明ムラとを、撮像装置２０の内部で同時に補正することができる。

【0049】

なお、上記撮像方法では、シェーディング補正、蓄積時間、ゲインの全てを校正する場合について説明したが、これら全てを校正する必要はない。シェーディング補正、蓄積時間、ゲインのいずれか１つ又はこれらの組合せについて校正を行ってもよい。

【0050】

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態が有する効果を奏することができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明に係る撮像装置によれば、撮像条件に対応する校正データによって撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件に対応した適切な校正を行うことができる。

【符号の説明】

【0052】

１、１１ 撮像手段
１ａ、１１ａ 撮像素子
１ｂ、１１ｂ 撮像制御手段
２、１２ 記憶手段
２ａ 第１校正データ
２ｂ 第２校正データ
２ｃ 第３校正データ
２ｄ 第４校正データ
３ 校正手段
４、１４ 出力手段
１０、２０ 撮像装置
１２ａ 第１シェーディング補正データ
１２ｂ 第２シェーディング補正データ
１２ｃ 第３シェーディング補正データ
１２ｄ 第４シェーディング補正データ
１３ シェーディング補正手段
１５ レンズ
１６ 同期信号発生手段
１７ 照明制御手段
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 照明
１９ 搬送手段
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ ラインメモリ
３０ 照明付き撮像システム
５ 被撮像物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】