特開 2023-151245 画像処理装置、及びこれを構成するユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151245

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】画像処理装置、及びこれを構成するユニット

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/50 20230101AFI20231005BHJP

   G03B 17/04 20210101ALI20231005BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20231005BHJP

   H04N 23/63 20230101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H04N5/225 100

G03B17/04

G03B30/00

H04N5/232 930

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060747

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】500103199

【氏名又は名称】マクセルフロンティア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】島 雄一郎

【テーマコード（参考）】

2H101

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H101BB00

5C122EA53

5C122FH00

5C122FK19

5C122FK29

5C122GC52

5C122GC86

5C122GE03

5C122GE06

5C122GE07

5C122GE13

5C122GE14

5C122GE16

5C122GE17

5C122GG21

5C122HA81

(57)【要約】      （修正有）

【課題】カメラ一体型とカメラ分離型の両構成にも対応する画像処理装置及びこれを構成するユニットを提供する。
【解決手段】画像処理装置は、外部のカメラと接続するカメラＩ／Ｆを有するカメラＩ／Ｆユニット３０と、カメラを有するカメラユニット６０と、画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニット１０と、を有する。カメラＩ／Ｆユニットは、第１の拡張Ｉ／Ｆを備え、カメラユニットは、第２の拡張Ｉ／Ｆを備え、画像処理ユニットは、第３の拡張Ｉ／Ｆを備える。第１の拡張Ｉ／Ｆ及び第２の拡張Ｉ／Ｆは、第３の拡張Ｉ／Ｆと夫々勘合し、カメラＩ／Ｆユニットと画像処理ユニットが、第１の拡張Ｉ／Ｆと第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと分離した分離型画像処理装置を構成し、カメラユニットと画像処理ユニットが、第２の拡張Ｉ／Ｆと第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと一体の一体型画像処理装置を構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カメラで撮影した画像データを画像処理する画像処理装置であって、
外部のカメラと接続するカメラＩ／Ｆを有するカメラＩ／Ｆユニットと、
カメラを有するカメラユニットと、
画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニットを有し、
前記カメラＩ／Ｆユニットは第１の拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記カメラユニットは第２の拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記画像処理ユニットは第３の拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記第１及び第２の拡張Ｉ／Ｆは、前記第３の拡張Ｉ／Ｆと勘合するように構成され、
前記カメラＩ／Ｆユニットと前記画像処理ユニットが、前記第１の拡張Ｉ／Ｆと前記第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと分離した分離型画像処理装置を構成し、
前記カメラユニットと前記画像処理ユニットが、前記第２の拡張Ｉ／Ｆと前記第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと一体の一体型画像処理装置を構成することを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記カメラＩ／Ｆユニットは、前記カメラＩ／Ｆからのカメラの画像データの該カメラを構成するセンサ毎に異なる各種データフォーマットから共通フォーマットに変換する第１のカメラＩ／Ｆ変換部を有し、
前記カメラユニットは、前記カメラからの画像データの該カメラを構成するセンサ毎に異なる各種データフォーマットから共通フォーマットに変換する第２のカメラＩ／Ｆ変換部を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記画像処理ユニットは、照明制御機能を有し、照明装置を制御するための照明制御Ｉ／Ｆが前記第３の拡張Ｉ／Ｆに接続され、
前記カメラＩ／Ｆユニットは、外部の照明装置と接続する第１の照明Ｉ／Ｆを有し前記第１の拡張Ｉ／Ｆを介して接続されており、
前記カメラユニットは、外部の照明装置と接続する第２の照明Ｉ／Ｆまたは照明装置を有し前記第２の拡張Ｉ／Ｆを介して接続されていることを特徴とする画像処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記画像処理ユニットは、状態表示のための表示素子を備え、
前記状態表示は、温度検知状態、前記第１の拡張Ｉ／Ｆまたは前記第２の拡張Ｉ／Ｆと前記第３の拡張Ｉ／Ｆとの勘合検知状態、または動作しているアプリケーションの検知状態の何れかの表示であることを特徴とする画像処理装置。

【請求項5】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記第１の拡張Ｉ／Ｆまたは前記第２の拡張Ｉ／Ｆと前記第３の拡張Ｉ／Ｆとの勘合検知は、前記第１、第２、第３の拡張Ｉ／Ｆに配置される検出ピンによって検知されることを特徴とする画像処理装置。

【請求項6】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記カメラＩ／Ｆユニットは、第１の取り外し溝を有し、
前記カメラユニットは、第２の取り外し溝を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項7】

画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニットであって、
拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記拡張Ｉ／Ｆが、外部のカメラと接続するカメラＩ／Ｆを有するカメラＩ／Ｆユニットまたはカメラを有するカメラユニットと勘合することで、それぞれカメラと分離した分離型画像処理装置またはカメラと一体の一体型画像処理装置を構成することを特徴とする画像処理ユニット。

【請求項8】

請求項７に記載の画像処理ユニットにおいて、
状態表示のための表示素子を備え、
前記状態表示は、温度検知状態、前記拡張Ｉ／Ｆの前記カメラＩ／Ｆユニットまたは前記カメラユニットとの勘合検知状態、または動作しているアプリケーションの検知状態の何れかの表示であることを特徴とする画像処理ユニット。

【請求項9】

請求項７に記載の画像処理ユニットにおいて、
前記拡張Ｉ／Ｆの前記カメラＩ／Ｆユニットまたは前記カメラユニットとの勘合検知は、前記拡張Ｉ／Ｆに配置される検出ピンによって検知されることを特徴とする画像処理ユニット。

【請求項10】

外部のカメラと接続するカメラＩ／Ｆを有するカメラＩ／Ｆユニットであって、
拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記拡張Ｉ／Ｆが、画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニットと勘合することで、カメラと分離した分離型画像処理装置を構成することを特徴とするカメラＩ／Ｆユニット。

【請求項11】

請求項１０に記載のカメラＩ／Ｆユニットにおいて、
前記カメラＩ／Ｆからのカメラの画像データの該カメラを構成するセンサ毎に異なる各種データフォーマットから共通フォーマットに変換するカメラＩ／Ｆ変換部を有することを特徴とするカメラＩ／Ｆユニット。

【請求項12】

請求項１０に記載のカメラＩ／Ｆユニットにおいて、
前記勘合により構成された分離型画像処理装置から該カメラＩ／Ｆユニットを取り外すための取り外し溝を有することを特徴とするカメラＩ／Ｆユニット。

【請求項13】

カメラを有するカメラユニットであって、
拡張Ｉ／Ｆを備え、
前記拡張Ｉ／Ｆが、画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニットと勘合することで、カメラと一体の一体型画像処理装置を構成することを特徴とするカメラユニット。

【請求項14】

請求項１３に記載のカメラユニットにおいて、
前記カメラからの画像データの該カメラを構成するセンサ毎に異なる各種データフォーマットから共通フォーマットに変換するカメラＩ／Ｆ変換部を有することを特徴とするカメラユニット。

【請求項15】

請求項１３に記載のカメラユニットにおいて、
前記勘合により構成された一体型画像処理装置から該カメラユニットを取り外すための取り外し溝を有することを特徴とするカメラユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラで撮影した画像データを画像処理する画像処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、カメラで撮影した画像データを画像処理する画像処理装置は、対象物を撮像するレンズと撮像素子からなるカメラと、該カメラで撮影した画像データを画像処理する画像処理部で構成される。

【0003】

ここで、このような画像処理装置は、その構成として、カメラと画像処理部が一体となったカメラ一体型や、カメラと画像処理部が別体でありそれらをケーブル等で接続して使用するカメラ分離型がある。

【0004】

本技術分野における背景技術として、例えば、特許文献１、２がある。特許文献１では、レンズと撮像素子からなるカメラ部と、カメラ部からの画像信号に所定の信号処理を行いデジタル画像信号を出力する画像処理手段とが一体となったカメラ一体型のデジタルカメラが開示されている。また、特許文献２では、撮像素子とレンズをユニット化して制御ユニットと分離させたヘッド分離型カメラが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－８７６１６号公報

【特許文献2】国際公開第２０１８／０２５３３３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、カメラ部と画像処理部が一体となったカメラ一体型のデジタルカメラであるので、例えば、画像データを用いて検査や監視を行なうシステムにおいて、そのデジタルカメラをそのまま付加するだけでシステムを構築できる手軽さがあるが、カメラやレンズの選択肢に自由度がないという課題がある。

【0007】

また、特許文献２では、カメラ部と画像処理部が分離されたヘッド分離型カメラであり、そのカメラを、同様に、画像データを用いて検査や監視を行なうシステムに組み込む際には、カメラやレンズは市販のものをケーブル接続で利用でき、その選択肢に自由度があるという利点はあるが、カメラやレンズをそれぞれ設置する手間がかかり、さらに単品なので高価となり、また、選定のための知識が必要であり、設置や導入コストが高いという課題がある。

【0008】

本発明の目的は、上記課題を鑑み、カメラ一体型とカメラ分離型のどちらの構成にも対応できる画像処理装置、及びこれを構成するユニット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、その一例を挙げるならば、カメラで撮影した画像データを画像処理する画像処理装置であって、外部のカメラと接続するカメラＩ／Ｆを有するカメラＩ／Ｆユニットと、カメラを有するカメラユニットと、画像データを取り込んで画像処理し外部に送信する画像処理ユニットを有し、カメラＩ／Ｆユニットは第１の拡張Ｉ／Ｆを備え、カメラユニットは第２の拡張Ｉ／Ｆを備え、画像処理ユニットは第３の拡張Ｉ／Ｆを備え、第１及び第２の拡張Ｉ／Ｆは、第３の拡張Ｉ／Ｆと勘合するように構成され、カメラＩ／Ｆユニットと画像処理ユニットが、第１の拡張Ｉ／Ｆと第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと分離した分離型画像処理装置を構成し、カメラユニットと画像処理ユニットが、第２の拡張Ｉ／Ｆと第３の拡張Ｉ／Ｆとが勘合することでカメラと一体の一体型画像処理装置を構成する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、カメラ一体型とカメラ分離型のどちらの構成にも対応できる画像処理装置、及びこれを構成するユニットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１におけるカメラ分離型とカメラ一体型の画像処理装置の切替えを説明する外観構成図である。

【図2】実施例１における分離型画像処理装置の外観構成図である。

【図3】実施例１における一体型画像処理装置の外観構成図である。

【図4】実施例１における分離型モードでの分離型画像処理装置の機能構成図である。

【図5】実施例１における一体型モードでの一体型画像処理装置の機能構成図である。

【図6】実施例１におけるカメラＩ／Ｆ変換部の機能構成図である。

【図7】実施例２における一体型モードでの一体型画像処理装置の外観構成図である。

【図8】実施例２におけるカメラユニットの機能構成図である。

【図9】実施例３における一体型モードでの一体型画像処理装置の外観構成図である。

【図10】実施例３における分離型モードでの分離型画像処理装置の外観構成図である。

【図11】実施例３における状態表示のモード遷移図である。

【図12】実施例３における状態表示関連の機能構成図である。

【図13】実施例３における勘合検知のための検出ピンの配置説明図である。

【図14】実施例３における勘合検知の説明図である。

【図15】実施例４における一体型画像処理装置および分離型画像処理装置の外観側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

【実施例0013】

図１は、本実施例におけるカメラ分離型とカメラ一体型の画像処理装置の切替えを説明する外観構成図である。図１に示すように、本実施例では、分離型モードまたは一体型モードにより、画像処理ユニット１０に、カメラＩ／Ｆユニット３０（Ｉ／Ｆはインターフェースの略）またはカメラユニット６０の何れかを、拡張Ｉ／Ｆで結合し、勘合させることで、分離型画像処理装置５０と一体型画像処理装置８０の切替えが可能となる。具体的には、詳細は後述するが、各ユニットにそれぞれ、拡張Ｉ／Ｆとして例えばスタッキングコネクタを設け、それぞれのスタッキングコネクタを勘合させることで分離型画像処理装置５０または一体型画像処理装置８０を構成する。

【0014】

図２は、本実施例における分離型画像処理装置の外観構成図である。図２において、左側はカメラＩ／Ｆユニット３０の正面側斜視図と背面側斜視図を示しており、背面側に拡張Ｉ／Ｆ３１を有している。また中央は画像処理ユニット１０を示しており、拡張Ｉ／Ｆ１１を有している。また、右側は画像処理ユニット１０とカメラＩ／Ｆユニット３０を拡張Ｉ／Ｆ１１及び３１により結合することにより構成された分離型画像処理装置５０を示している。なお、カメラＩ／Ｆユニット３０は、画像処理ユニット１０から簡単に外れないように、例えば、画像処理ユニット１０とカメラＩ／Ｆユニット３０をネジ止めして固定する。図２に示すように、分離型画像処理装置５０は、分離型モードとして、画像処理ユニット１０とカメラＩ／Ｆユニット３０を拡張Ｉ／Ｆ１１及び３１により結合することにより構成される。なお、画像処理ユニット１０とカメラＩ／Ｆユニット３０は、それぞれ後述するケーブル接続端子２０及び４０を有しており、結合後の分離型画像処理装置５０は、ケーブル接続端子４０によりケーブルを介して外付けのセンサとレンズからなるカメラや照明装置と接続してカメラで撮影した画像データを取得し、その画像データを画像処理した後の画像データをケーブル接続端子２０により、外部の表示装置や制御装置に送信する。

【0015】

また、図３は、本実施例における一体型画像処理装置の外観構成図である。図３において、左側はカメラユニット６０の正面側斜視図と背面側斜視図を示しており、背面側に拡張Ｉ／Ｆ６１を有している。また中央は図２と同様の画像処理ユニット１０を示している。また、右側は画像処理ユニット１０とカメラユニット６０を拡張Ｉ／Ｆ１１及び６１により結合することにより構成された一体型画像処理装置８０を示している。なお、カメラユニット６０は、レンズを有しており、画像処理ユニット１０から簡単に外れないように、例えば、画像処理ユニット１０とカメラユニット６０をネジ止めして固定する。図３に示すように、一体型画像処理装置８０は、一体型モードとして、画像処理ユニット１０とカメラユニット６０を拡張Ｉ／Ｆ１１及び６１により結合することにより構成される。

【0016】

図２、３に示すように、本実施例における画像処理装置は、画像処理ユニット１０、カメラＩ／Ｆユニット３０、カメラユニット６０の何れかで構成され、各ユニットの組み合わせにより カメラ一体型とカメラ分離型のどちらの構成にも対応できる画像処理装置を提供する。

【0017】

このように、本実施例では、カメラ分離型構成では、カメラやレンズの選択肢に自由度があるという利点があり、また、カメラ一体型構成では、応用システムにそのまま付加するだけでシステムを構築できる手軽さがあるという利点があり、ユーザが用途に応じて分離型と一体型を選択できる。

【0018】

図４は、本実施例における分離型モードでの分離型画像処理装置５０の機能構成図である。図４において、画像処理ユニット１０は、カメラで撮影した画像データを取り込んで画像処理し、画像処理した後の画像データを外部の表示装置や制御装置に送信する機能を有する。すなわち、画像処理ユニット１０は、画像処理部１２として画像処理プロセッサ１３とそれを制御するＣＰＵ１４を有し、画像データを記憶するメモリ１５、画像データを伝送するための電気的インターフェースであるカメラＩ／Ｆ２３を有する。

【0019】

また、ＣＰＵ１４は照明制御の機能を有し、画像処理ユニット１０は、ＬＥＤ照明を制御するための電気的インターフェースであるＬＥＤ制御Ｉ／Ｆ２４を有する。なお、照明装置としてＬＥＤ照明に限定されるものではなく、ＬＥＤ制御Ｉ／Ｆも一般的な照明制御Ｉ／Ｆとしてもよい。

【0020】

また、画像処理ユニット１０は、ＤＩＯＩ／Ｆ（デジタル入出力Ｉ／Ｆ）１６、ＬＡＮ(Local Area Network)Ｉ／Ｆ１７、ＵＳＢ(Universal Serial Bus（登録商標）)Ｉ／Ｆ１８、ディスプレイＩ／Ｆ１９を有し、これらは、電気的かつ物理的なＩ／Ｆであり、物理的Ｉ／Ｆ部分は前述したケーブル接続端子２０として物理的なコネクタとして構成される。

【0021】

また、カメラＩ／Ｆ２３とＬＥＤ制御Ｉ／Ｆ２４は、拡張Ｉ／Ｆ１１を介して、カメラＩ／Ｆユニット３０と接続される。具体的には、拡張Ｉ／Ｆ１１とカメラＩ／Ｆユニット３０の拡張Ｉ／Ｆ３１は互いに勘合するように構成されており、例えばスタッキングコネクタであって、これらが勘合することで画像処理ユニット１０とカメラＩ／Ｆユニット３０が一体となって分離型画像処理装置５０を構成する。

【0022】

図４において、カメラＩ／Ｆユニット３０は、外付けのセンサとレンズからなるカメラと接続する物理的なＩ／ＦであるカメラＩ／Ｆ３３とカメラＩ／Ｆ変換部３２が接続され、カメラからの画像データがカメラＩ／Ｆ変換部３２によって後述する所定のデータフォーマットに変換後、拡張Ｉ／Ｆ３１に接続される。また、拡張Ｉ／Ｆ３１を介して物理的なＩ／ＦであるＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ３４に接続される。カメラＩ／Ｆ３３およびＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ３４は前述したケーブル接続端子４０として物理的な接続端子として構成される。なお、カメラＩ／Ｆ３３およびＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ３４には、ケーブルを介して外付けのセンサとレンズからなるカメラやＬＥＤ照明が接続される。

【0023】

図５は、本実施例における一体型モードでの一体型画像処理装置８０の機能構成図である。図５において、画像処理ユニット１０は図４と同様である。図５において、カメラユニット６０は、センサとレンズからなるカメラ６３を有し、カメラ６３からの画像データが、図４におけるカメラＩ／Ｆ変換部３２と同様のカメラＩ／Ｆ変換部６２によって後述する所定のデータフォーマットに変換後、図４における拡張Ｉ／Ｆ３１と同様の拡張Ｉ／Ｆ６１に接続される。また拡張Ｉ／Ｆ６１を介して図４におけるＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ３４と同様のＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ６４に接続される。拡張Ｉ／Ｆ１１とカメラユニット６０の拡張Ｉ／Ｆ６１は互いに勘合するように構成されており、例えばスタッキングコネクタであって、これらが勘合することで画像処理ユニット１０とカメラユニット６０が一体となって一体型画像処理装置８０を構成する。

【0024】

図６は、本実施例におけるカメラＩ／Ｆ変換部３２及び６２の機能構成図である。カメラＩ／Ｆ変換部３２及び６２では、カメラＩ／Ｆ３３毎、またカメラ６３を構成するセンサ毎に異なる各種データフォーマットを共通フォーマットに変換する。具体的には、図６に示すように、カメラＩ／Ｆ変換部３２及び６２は、電気的Ｉ／Ｆ変換７１を介して、画像データフォーマット変換７２により、データのビット構成（８ｂｐｐ，１０ｂｐｐなど）や、データ配列などを共通フォーマットに変換する。また、同期信号フォーマット変換７３により、垂直・水平同期ありなし、Ｈｉｇｈアクティブ／Ｌｏｗアクティブなどを共通フォーマットに変換する。また、トリガ信号フォーマットに変換７４により、Ｈｉｇｈアクティブ／Ｌｏｗアクティブ、電気的Ｉ／ＦなどをカメラＩ／Ｆ３３、カメラ６３を構成するセンサ仕様に合わせて選択する。さらに、通信信号フォーマット変換７５により、Ｉ２Ｃ(Inter-Integrated Circuit)、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)などをカメラＩ／Ｆ３３やカメラ６３を構成するセンサ仕様に合わせて選択する。これらのデータフォーマット変換より、カメラＩ／Ｆ変換部３２及び６２から画像データや各種制御信号が共通フォーマット７０として拡張Ｉ／Ｆ３１または６１を介して画像処理ユニット１０に伝送される。

【0025】

以上のように、本実施例によれば、カメラ一体型とカメラ分離型のどちらの構成にも対応できる画像処理装置、及びこれを構成するユニットを提供できる。これにより、カメラ分離型構成では、カメラやレンズの選択肢に自由度があるという利点があり、また、カメラ一体型構成では、応用システムにそのまま付加するだけでシステムを構築できる手軽さがあるという利点があり、ユーザが用途に応じて分離型と一体型を選択できるという効果がある。

【実施例0026】

図５で説明した一体型画像処理装置８０で使用するカメラユニット６０は、ＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ６４を有し、照明装置としては、ケーブルを介して外付けのＬＥＤ照明を使用することを前提としていた。これに対して、本実施例では、照明装置も一体としたカメラユニットについて説明する。

【0027】

図７は、本実施例における一体型モードでの一体型画像処理装置の外観構成図である。図７において、図３と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。図７に示すように、一体型画像処理装置８１は、一体型モードとして、画像処理ユニット１０とカメラユニット６５を拡張Ｉ／Ｆ１１及び６１により結合することにより構成される。ここで、カメラユニット６５は、センサとレンズからなるカメラに加え、照明装置であるＬＥＤ照明６６を有している。図７に示すように、ＬＥＤ照明６６は、カメラのレンズの先端に接続され、撮像の邪魔にならないように周辺のみにＬＥＤが配置され、カメラの撮像対象の照明を行う。

【0028】

図８は、本実施例におけるカメラユニット６５の機能構成図である。図８において、図５と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。図８において、図５と異なる点は、ＬＥＤ照明Ｉ／Ｆ６４に代えてＬＥＤ照明６６を設けたことである。なお、照明装置としてＬＥＤ照明に限定されるものではない。

【0029】

本実施例によれば、カメラに加え照明装置も一体と出来るので、画像データを用いて検査や監視を行なう応用システムに本実施例における一体型画像処理装置をそのまま付加するだけで、カメラや照明装置をそれぞれ設置する手間が不要であり、簡単にシステムを構築できるという効果がある。