特開 2024-131434 撮像システム

(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】P2024131434

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】撮像システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/10 20060101AFI20240920BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20240920BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01B11/10 H

H04N23/60

H04N23/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041689

(22)【出願日】2023-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003528

【氏名又は名称】東京製綱株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】511292161

【氏名又は名称】株式会社エクスビジョン

(74)【代理人】

【識別番号】110001830

【氏名又は名称】弁理士法人東京ＵＩＴ国際特許

(72)【発明者】

【氏名】平勢 理士

(72)【発明者】

【氏名】田子 和秀

(72)【発明者】

【氏名】木原 伸次郎

【テーマコード（参考）】

2F065

5C122

【Ｆターム（参考）】

2F065AA12

2F065AA17

2F065AA26

2F065BB12

2F065BB15

2F065DD03

2F065FF02

2F065HH13

2F065JJ03

2F065JJ05

2F065JJ09

2F065JJ26

2F065LL59

2F065QQ18

5C122DA12

5C122DA13

5C122EA06

5C122EA67

5C122FA01

5C122FA06

5C122FA17

5C122FA18

5C122GG01

5C122GG26

5C122HB02

5C122HB05

(57)【要約】

【課題】被写体を複数方向から撮像しつつ画像解析の精度を悪化させないようにする。
【解決手段】撮像システムは，ロープ１の走行路に沿ってロープ１を異なる方向から撮像するように設けられ，移動するロープ１の画像データを出力するイメージセンサをそれぞれが含む第１，第２カメラ11，21，ロープ１を挟んでカメラ11，21のそれぞれと対向して設けられ，カメラ11，21のそれぞれに向けて光を照射する第１，第２対向照明装置13，23，ならびにカメラ11，21および対向照明装置13，23のそれぞれの動作を制御する同期信号回路40を備える。同期信号回路40は一対の第１カメラ11および第１対向照明装置13，ならびに一対の第２カメラ21および第２対向照明装置23が同じタイミングに駆動し，かつ第１カメラ11および第１対向照明装置13の対，第２カメラ21および第２対向照明装置23の対のそれぞれが異なるタイミングに駆動するように制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体の移動路に沿って上記被写体を異なる方向から撮像するように設けられ，上記移動路中を移動する被写体を被写体像に含む画像データを出力するイメージセンサをそれぞれが含む複数台のカメラ，
上記被写体の移動路を挟んで上記複数台のカメラのそれぞれと対向して設けられ，上記複数台のカメラのそれぞれに向けて光を照射する複数台の対向照明装置，ならびに
上記複数台のカメラおよび複数台の対向照明装置のそれぞれの動作を制御する制御装置を備え，
上記制御装置は，対向して設けられる一対の上記カメラおよび上記対向照明装置が同じタイミングに同期して駆動し，かつ複数対の上記カメラおよび上記対向照明装置のそれぞれが異なるタイミングに駆動するように上記複数台のカメラおよび複数台の対向照明装置を制御するものである，
撮像システム。

【請求項2】

上記対向照明装置の発光時間よりも長い時間間隔が，上記対向照明装置同士の駆動タイミング間に確保されている，
請求項１に記載の撮像システム。

【請求項3】

上記複数台のカメラの露光時間および上記複数台の対向照明装置の発光時間が等しい，
請求項１または２に記載の撮像システム。

【請求項4】

上記カメラの近傍に配置され，カメラ側から上記被写体に向けて光を照射する前方照明装置が，上記カメラのそれぞれに設けられており，
上記制御装置は，
上記カメラおよび上記前方照明装置が同じタイミングに同期して駆動し，かつ上記カメラおよび上記対向照明装置の駆動タイミングと異なるタイミングに上記カメラおよび上記前方照明装置が駆動するように，上記複数台のカメラおよび複数台の前方照明装置を制御するものである，
請求項１に記載の撮像システム。

【請求項5】

被写体の移動路に沿って上記被写体を異なる方向から撮像するように設けられ，上記移動路中を移動する被写体を被写体像に含む画像データを出力するイメージセンサをそれぞれが含む複数台のカメラ，
上記被写体の移動路を挟んで上記複数台のカメラのそれぞれと対向して設けられ，上記複数台のカメラのそれぞれに向けて光を照射する対向照明装置，ならびに
上記複数台のカメラのそれぞれの動作を制御する制御装置を備え，
上記制御装置は，
上記複数台のカメラのそれぞれが異なるタイミングに駆動するように上記複数台のカメラを制御するものであり，
上記複数台のカメラのそれぞれが，
被写体を撮像するタイミングに同期して，上記カメラに対向して設けられている対をなす一の照明装置が光を照射するように上記複数台の対向照明装置を制御するものである，
撮像システム。

【請求項6】

上記被写体が上記移動路に沿う長手方向を持ち，移動路に沿って移動する線条体であり，
上記複数台のカメラが上記線条体を中心とする同心円上に角度間隔をあけて設けられている，
請求項１または５に記載の撮像システム。

【請求項7】

上記被写体が上記移動路上を移動する複数の同一形状の物体であり，
上記複数台のカメラが上記移動路を挟んで設けられている，
請求項１または５に記載の撮像システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は撮像システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は，カメラを用いてワイヤロープを撮像し，撮像によって得られた画像を用いてワイヤロープの直径を算出するワイヤロープ検査装置を開示する。カメラを用いて撮像されるワイヤロープの画像領域の幅の画素数とワイヤロープの幅の実寸法との換算係数（１画素あたりの実寸法）が設定され，この換算係数を利用してワイヤロープの画像からワイヤロープの幅の実寸法が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１３／１４５８２３号公報

【0004】

ワイヤロープを挟んでカメラと光源とを対向して配置することにより，カメラは光源から照射された光がワイヤロープによって遮られることによってできる影を撮像する。安定した（はっきりした）ワイヤロープの輪郭が撮像され，高精度に画像解析を実行することができ，たとえば高精度にワイヤロープの直径を画像から算出することができる。

【0005】

品質保証の観点からは，複数方向からワイヤロープを撮像し，ワイヤロープを複数方向から撮像した画像を用いてワイヤロープの画像解析を実行するのが好ましい。しかしながら，対向して配置されるカメラと光源の対を２対以上設けると，ワイヤロープと対向しない光源からの光によってカメラと光源の対を１対だけ設けたときに取得されるワイヤロープ画像と比べて，取得されるワイヤロープ画像における輪郭がはっきりしなくなる（ぼやける）ことがある。輪郭がはっきりしないと画像解析の精度が悪化することがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この発明は，被写体を複数方向から撮像できるようにしつつ，画像解析の精度を悪化させないようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明による撮像システムは，被写体の移動路に沿って上記被写体を異なる方向から撮像するように設けられ，上記移動路中を移動する被写体を被写体像に含む画像データを出力するイメージセンサをそれぞれが含む複数台のカメラ，上記被写体の移動路を挟んで上記複数台のカメラのそれぞれと対向して設けられ，上記複数台のカメラのそれぞれに向けて光を照射する複数台の対向照明装置，ならびに上記複数台のカメラおよび複数台の対向照明装置のそれぞれの動作を制御する制御装置を備え，上記制御装置は，対向して設けられる一対の上記カメラおよび上記対向照明装置が同じタイミングに同期して駆動し，かつ複数対の上記カメラおよび上記対向照明装置のそれぞれが異なるタイミングに駆動するように上記複数台のカメラおよび複数台の対向照明装置を制御するものである。

【0008】

制御装置は，撮像システムが備える複数台のカメラおよび複数台の対向照明装置の駆動を制御する。撮像システムは対向して配置される一対のカメラおよび対向照明装置を，複数対備えている。一対のカメラおよび対向照明装置は制御装置によって同期駆動され，カメラの撮像タイミング（露光タイミング）に合わせて対向照明装置は発光する。

【0009】

制御装置によってカメラの駆動を制御し，他方，カメラと対をなす対向照明装置については制御装置に代えてカメラによって駆動制御してもよい。対向照明装置をカメラによって制御する撮像システムは，被写体の移動路に沿って上記被写体を異なる方向から撮像するように設けられ，上記移動路中を移動する被写体を被写体像に含む画像データを出力するイメージセンサをそれぞれが含む複数台のカメラ，上記被写体の移動路を挟んで上記複数台のカメラのそれぞれと対向して設けられ，上記複数台のカメラのそれぞれに向けて光を照射する対向照明装置，ならびに上記複数台のカメラのそれぞれの動作を制御する制御装置を備え，上記制御装置は，上記複数台のカメラのそれぞれが異なるタイミングに駆動するように上記複数台のカメラを制御するものであり，上記複数台のカメラのそれぞれが，被写体を撮像するタイミングに同期して，上記カメラに対向して設けられている対をなす一の照明装置が光を照射するように上記複数台の対向照明装置を制御するものである。

【0010】

一実施態様では，上記被写体が上記移動路に沿う長手方向を持ち，移動路に沿って移動する線条体であり，上記複数台のカメラが上記線条体を中心とする同心円上に角度間隔をあけて設けられている。線状体の周面を広い範囲にわたって撮像することができる。

【0011】

他の実施態様では，上記被写体が上記移動路上を移動する複数の同一形状の物体であり，上記複数台のカメラが上記移動路を挟んで設けられている。移動路上を移動する物体（たとえばコンベアによって搬送される物体，自由落下する物体）を複数方向から撮像することができる。

【0012】

この発明によると，複数台のカメラが被写体の移動路に沿って上記被写体を異なる方向から撮像するように設けられているので，被写体の広い範囲（全体，全周）にわたる被写体像を得ることができ，被写体の外観検査，寸法計測等，被写体像を表す画像データを用いたその後の画像解析の精度を高めることができる。

【0013】

一対のカメラと対向照明装置は同じタイミングに同期駆動し，かつ他のカメラと対向照明装置の対とは異なるタイミングに駆動する。被写体の移動路を挟んでカメラと対向して配置される対向照明装置から照射される光は，移動路を移動する被写体によってその一部が遮られ，これによってカメラのイメージセンサには，被写体によって光が遮られた部分に暗い画像部分（影）が，その周囲に明るい画像部分が結像する。イメージセンサに結像する被写体像において輪郭（エッジ）を表す部分に大きな輝度の変化が生じるので，安定した（はっきりした）被写体像の輪郭が撮像され，高精度に画像解析を実行することができる。他の対に含まれる対向照明装置からの光が入射しないので，被写体の輪郭が他の対に含まれる対向照明装置からの光によってはっきりしなくなることもない。

【0014】

一実施態様では，上記対向照明装置の発光時間よりも長い時間間隔が，上記対向照明装置同士の駆動タイミング間に確保されている。他の対に含まれる対向照明装置からの光の影響を確実に無くすことができる。

【0015】

好ましくは，上記複数台のカメラの露光時間および上記複数台の対向照明装置の発光時間が等しい。すなわち，カメラと対向照明装置の対のそれぞれは，カメラと対向照明装置の駆動タイミングが同じであり，かつ駆動時間（カメラの撮像（露光）時間，対向照明装置の発光時間）が等しい。複数対のカメラおよび対向照明装置を，駆動タイミングをずらして制御しやすくすることができる。

【0016】

一実施態様では，上記カメラの近傍に配置され，カメラ側から上記被写体に向けて光を照射する前方照明装置が，上記カメラのそれぞれに設けられており，上記制御装置は，上記カメラおよび上記前方照明装置が同じタイミングに同期して駆動し，かつ上記カメラおよび上記対向照明装置の駆動タイミングと異なるタイミングに上記カメラおよび上記前方照明装置が駆動するように，上記複数台のカメラおよび複数台の前方照明装置を制御するものである。前方照明装置によって被写体に向けてカメラ側から光を照射することによって被写体の表面の様子をカメラによって撮像することができる。カメラおよび前方照明装置は同じタイミングに同期駆動し，かつカメラおよび対向照明装置の対の駆動タイミングと異なるタイミングに駆動するので，前方照明装置が上述した被写体像の輪郭を分かりにくくすることはない。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施例のワイヤロープの画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図2】第１実施例のワイヤロープの画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図3】デジタルカメラおよび対向照明装置の駆動のタイミングチャートである。

【図4】ワイヤロープシルエット画像を示す。

【図5】ワイヤロープシルエット画像を示す。

【図6】ワイヤロープシルエット画像を模式的に示す。

【図7】ワイヤロープシルエット画像の右側エッジおよび左側エッジを実線により表したワイヤロープ画像を模式的に示す。

【図8】第１実施例の変形例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図9】第１実施例の変形例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図10】第１実施例のさらに他の変形例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図11】第２実施例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図12】第２実施例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図13】デジタルカメラ，対向照明装置および前方照明装置の駆動のタイミングチャートである。

【図14】ワイヤロープ画像を示す。

【図15】ワイヤロープ画像を示す。

【実施例0018】

図１，図２はワイヤロープの画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【0019】

ワイヤロープの画像計測装置は，撮像システムと記録／解析装置４５とを含む。撮像システムは，ワイヤロープ１が走行する走行路（移動路）を挟んで対向して配置される第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３の対と，同様にワイヤロープ１を挟んで対向して配置される第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３の対と，第１，第２デジタルカメラ１１，２１の前方に設けられるレンズ１２，２２と，同期信号回路４０とを含む。

【0020】

被測定対象物であるワイヤロープ１（図１，図２において円形の断面で示されている）が通過する走行路の一方側に第１デジタルカメラ１１が，他方側に第１対向照明装置１３が，それぞれ対向して配置されている。第１対向照明装置１３から照射される光はワイヤロープ１によってその一部が遮られ，ワイヤロープ１によって遮られなかった光がレンズ１２を介して第１デジタルカメラ１１のイメージセンサ（図示略）によって受光される（図１）。同様に，第２デジタルカメラ２１と第２対向照明装置２３もワイヤロープ１が通過する走行路を挟んで対向して配置されており，第２対向照明装置２３から照射される光はワイヤロープ１によってその一部が遮られ，ワイヤロープ１によって遮られなかった光がレンズ２２を介して第２デジタルカメラ２１のイメージセンサ（図示略）によって受光される（図２）。

【0021】

第１デジタルカメラ１１と第１対向照明装置１３とを結ぶ方向と，第２デジタルカメラ２１と第２対向照明装置２３とを結ぶ方向は互いに直交しており，かつ第１，第２デジタルカメラ１１，２１および第１，第２対向照明装置１３，２３はいずれもワイヤロープ１を中心とする同心円上に配置されており，第１デジタルカメラ１１が備えるイメージセンサとワイヤロープ１との間の距離と，第２デジタルカメラ２１が備えるイメージセンサとワイヤロープ１との間の距離は等しい。第１デジタルカメラ１１によって撮像されるワイヤロープ部分（面）と第２デジタルカメラ２１によって撮像されるワイヤロープ部分（面）は互いに異なるものとなる。

【0022】

レンズ１２，２２には好ましくはテレセントリックレンズが用いられる。テレセントリックレンズを用いることによってレンズ１２，２２の光軸に対して平行に入射した光だけが第１，第２デジタルカメラ１１，２１が備えるイメージセンサ上に結像し，歪みのない被写体像を得ることができる。

【0023】

第１，第２デジタルカメラ１１，２１が備えるイメージセンサは，複数の撮像素子が垂直方向および水平方向の二次元に配列されたエリアセンサであってもよいし，水平方向に配列された複数の撮像素子を備えるラインセンサであってもよい。撮像素子はＣ－ＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）素子であってもよいし，ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）素子であってもよい。イメージセンサのフレームレートは，走行しているワイヤロープ１の走行速度に応じて任意に設定することができ，たとえば１０～５００ｆｐｓ程度のフレームレートによってワイヤロープ１を撮像する。イメージセンサの画素数は任意であるが，画素数が多いほど，以下に説明する画像解析を詳細に（細かく）実行することができる。

【0024】

第１，第２デジタルカメラ１１，２１から出力される画像データは記録／解析装置４５に送信される（図１にのみ記録／解析装置４５を図示する）。記録／解析装置４５は，記録／解析装置４５の動作を統括的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit），各種データを一時的に記憶するメモリ，各種データを記憶する記憶媒体，第１，第２デジタルカメラ１１，２１との間でデータ通信するための通信装置，画像データに基づくワイヤロープ１の画像解析処理（画像を用いたワイヤロープ１の直径ｄの計測，ワイヤロープ１の表面に形成される隣り合う山部間の長さＭの計測など）を実行するコンピュータ装置である。第１，第２デジタルカメラ１１，２１から送信される画像データは記録／解析装置４５の記憶媒体に記憶され，記憶媒体に記憶された画像データを用いてワイヤロープ１の画像解析が実行される。記録／解析装置４５の記憶媒体には，第１，第２デジタルカメラ１１，２１から送信される画像データのほか，記録／解析装置４５に解析処理を実行させるためのプログラム，オペレーティングシステム・プログラム等も記憶される。

【0025】

図１，図２を参照して，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３と，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３は，タイミングを異ならせてそれぞれ同期して駆動する。この第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３の同期駆動，ならびに第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３の同期駆動が，同期信号回路４０から出力される同期信号によって制御される。

【0026】

同期信号回路４０は所定周波数の基準信号を生成する発振器を備えるもので，発振器が生成する基準信号のうちの一部が，第１，第２デジタルカメラ１１，２１，および第１，第２対向照明装置１３，２３に与えられる同期信号として用いられる。第１，第２デジタルカメラ１１，２１，および第１，第２対向照明装置１３，２３は，いずれも同期信号回路４０から出力される同期信号にしたがうタイミングで駆動する。

【0027】

図３は，同期信号回路４０から与えられる同期信号にしたがう，第１，第２デジタルカメラ１１，２１，および第１，第２対向照明装置１３，２３の駆動のタイミングチャートを示している。

【0028】

第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３には，同期信号回路４０から同じタイミングで同期信号Ｓ１，Ｓ３が与えられ，これによって第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３は同じタイミングで駆動する（図１）。同様に，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３には，同期信号回路４０から同じタイミングで同期信号Ｓ２，Ｓ４が与えられ，これによって第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３も同じタイミングで駆動する（図２）。

【0029】

第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３に与えられる同期信号Ｓ１，Ｓ３の周期と，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３に与えられる同期信号Ｓ２，Ｓ４の周期は等しく，たとえば2.5msecの周期を持つ。他方，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３に与えられる同期信号Ｓ１，Ｓ３と，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３に与えられる同期信号Ｓ２，Ｓ４とは，所定時間たとえば0.5msecだけタイミングがずらされる。

【0030】

たとえば，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３に与えられる同期信号Ｓ１から0.5msec後に，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３に同期信号Ｓ２が与えられる。同様に，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３に与えられる同期信号Ｓ３から0.5msec後に，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３に同期信号Ｓ４が与えられる。この同期信号Ｓ１とＳ２の時間差（駆動時間間隔），および同期信号Ｓ３とＳ４の時間差は，第１，第２デジタルカメラ１１，２１の露光時間（たとえば0.2msec）および第１，第２対向照明装置１３，２３の発光時間（たとえば0.2msec）よりも長い時間が確保される。これにより，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３が駆動され，第１対向照明装置１３による照明下において第１デジタルカメラ１１によってワイヤロープ１が撮像された後，第１対向照明装置１３による照明の影響を受けることなく，第２対向照明装置２３による照明下において第２デジタルカメラ２１によってワイヤロープ１を撮像することができる。第２デジタルカメラ２１によってワイヤロープ１を撮像するときに，第２デジタルカメラ２１と対向しない第１対向照明装置１３は消灯し，第１対向照明装置１３からの光の影響を受けないので，第２デジタルカメラ２１によって撮像されるワイヤロープ画像における輪郭がはっきりしなくなることが防止される。第１デジタルカメラ１１についても第１デジタルカメラ１１と対向しない第２対向照明装置２３からの光の影響を受けずにワイヤロープ１を撮像することができる。

【0031】

同期信号回路４０から第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３の両方に同期信号Ｓ１，Ｓ３を与えるのに代えて，第１デジタルカメラ１１にのみ同期信号Ｓ１，Ｓ３を与え，同期信号Ｓ１が与えられたときに第１デジタルカメラ１１から第１対向照明装置１３に制御信号を出力し，第１デジタルカメラ１１の露光に連動して第１対向照明装置１３から光を照射するようにしてもよい。第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３についても同様である。

【0032】

図４は，第１対向照明装置１３による照明下において第１デジタルカメラ１１によって撮像されたワイヤロープ１の画像５１を示している。図５は，図４に示すワイヤロープ画像５１の撮像直後のタイミング（たとえば図３に示す同期信号Ｓ１とＳ２との関係）において，第２対向照明装置２３による照明下において第２デジタルカメラ２１によって撮像されたワイヤロープ１の画像５２を示している。

【0033】

ワイヤロープ１を挟んで一方側に第１デジタルカメラ１１が，他方側に第１対向照明装置１３がそれぞれ設置されているので（図１参照），第１デジタルカメラ１１によって撮像されるワイヤロープ画像５１は，第１対向照明装置１３から照射される光がワイヤロープ１によって遮られる暗い画像部分（以下，ワイヤロープシルエット画像５１Ａという）とその周囲の明るい画像部分（以下，背景画像５１Ｂという）を含むものとなる。図４に示すようにワイヤロープ１の幅方向全体が撮像されるように第１デジタルカメラ１１は設置される。

【0034】

図５を参照して，第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３についても，ワイヤロープ１を挟んでそれぞれが反対側に設置されているので（図２参照），第２デジタルカメラ２１によって撮像されるワイヤロープ画像５２にも，ワイヤロープシルエット画像５２Ａとその周囲の明るい背景画像５２Ｂを含むものとなる。

【0035】

第１デジタルカメラ１１および第２デジタルカメラ２１は，ワイヤロープ１に対して互いに直交して配置されているので（図１，図２），第１デジタルカメラ１１では撮像することができない範囲を第２デジタルカメラ２１によって撮像することができ，逆に第２デジタルカメラ２１では撮像することができない範囲を第１デジタルカメラ１１によって撮像することができる。ワイヤロープ１のほぼ全周にわたる外形を２台のデジタルカメラ１１，２１を用いることで撮像することができるので，たとえば画像計測および計測結果に基づくワイヤロープ１の品質検査の精度を向上させることができる。

【0036】

ワイヤロープ１は走行しており，かつ第１デジタルカメラ１１と第２デジタルカメラ２１の駆動タイミングがずれているので，図４に示すワイヤロープシルエット画像５１Ａと図５に示すワイヤロープシルエット画像５２Ａは厳密にはワイヤロープ１の同じ位置（ワイヤロープ１の長手方向の同じ位置）を撮像するものではない。しかしながら，たとえばワイヤロープ１の走行速度が30ｍ／minとすると，第１デジタルカメラ１１が駆動した直後に第２デジタルカメラ２１が駆動するまでの時間0.5msecの間のワイヤロープ１の移動距離は0.25mmである。一般的なワイヤロープ１の寸法は直径14mm，山部と山部の間隔は14.47mm程度（ストランド本数が６本の場合）であり，0.25mm程度のずれは微小と考えることができ，図４に示すワイヤロープシルエット画像５１Ａと図５に示すワイヤロープシルエット画像５２Ａはワイヤロープ１の同じ位置を撮像したものと考えて支障はない。

【0037】

第１，第２デジタルカメラ１１，２１から出力される画像データは，記録／解析装置４５の記憶媒体に記録される。記憶媒体に記録される画像データを用いて，たとえばワイヤロープ１の直径ｄを算出することができる。

【0038】

ワイヤロープ１は複数本（たとえば６本）のストランドを撚り合わせて作られるので，隣り合うストランド同士の境界にはらせん状の谷部（溝部，ニップ）が形成され，かつ谷部と谷部の間に山部（クラウン）が形成される。ワイヤロープ１の直径ｄの測定ではワイヤロープ１の山部に沿うワイヤロープ１の横断面の外接円の直径が用いられる。記録／解析装置４５によって実行される画像データを用いたワイヤロープ１の直径ｄの測定処理においても，ワイヤロープ１の山部に相当する画像部分が直径ｄの算出に用いられる。

【0039】

図６，図７を参照して，ワイヤロープ画像を用いた直径ｄの算出方法を説明する。図６は第１，第２デジタルカメラ１１，２１から出力される画像データによって表されるワイヤロープ画像（フレーム画像）５３を模式的に示している。ワイヤロープ画像５３にはワイヤロープシルエット画像５３Ａ（左右のエッジの両方）が含まれる。図７は後述するようにして求められるワイヤロープシルエット画像５３Ａの右側エッジおよび左側エッジを実線によって表したワイヤロープ画像５３である。

【0040】

ワイヤロープ画像５３は複数の行単位の画像（以下，ライン画像という）を含む。ライン画像のそれぞれを用いてワイヤロープシルエット画像５３Ａの左側エッジ位置および右側エッジ位置が決定される（たとえば輝度が変化する位置が左側エッジ位置，右側エッジ位置に決定される）。また，決定された左側エッジ位置と右側エッジ位置から等距離の位置が中点に決定される。複数のライン画像のそれぞれについて求められる複数の中点からワイヤロープシルエット画像５３Ａの中心線５３Ｂ（図７において破線で示す）が算出される。

【0041】

ワイヤロープ画像５３に含まれるすべてのライン画像について左側エッジ位置と右側エッジ位置が決定されることで，図７に示すように，ワイヤロープシルエット画像５３Ａの左側エッジおよび右側エッジのそれぞれにサインカーブに類似するエッジ曲線が描かれる。上述したようにワイヤロープ１は複数本のストランドを撚り合わせることによって構成されており，ワイヤロープ１の表面にはワイヤロープ１の長手方向に沿って山部と谷部とが繰り返し現れるからである。

【0042】

たとえば，右側エッジ曲線に対して最小二乗法を用いて直線（エッジ直線）を描くことによって右側エッジ曲線とエッジ直線の複数の交点が生じる。隣り合う２つの交点の中点を山部（山部の頂点が位置する箇所）および谷部（谷部の頂点が位置する箇所）と決定することができる。左側エッジ曲線についても同様に山部および谷部の位置が決定される。

【0043】

上記中心線５３Ｂから上記中点を通って右側エッジ曲線に達するまでの最大距離Ｌ_Ｒと，上記中心線５３Ｂから上記中点を通って左側エッジ曲線に達するまでの最大距離Ｌ_Ｌの合計が，ワイヤロープの直径ｄと決定される。

【0044】

ワイヤロープ画像５３に複数の山部が含まれる場合には，隣り合う山部同士の距離Ｍからワイヤロープ１のピッチも算出することができる。

【0045】

たとえばワイヤロープ１に断線が発生していると，断線が発生した箇所のワイヤロープ画像を用いて算出されるワイヤロープ１の直径ｄが極端に大きくなることがある（図４参照）。上述したワイヤロープ１の直径ｄの算出処理はワイヤロープ１に生じている異常検出にも用いることができる。

【0046】

図８および図９は，第１実施例の変形例の画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【0047】

図８および図９の撮像システムは，第１デジタルカメラ１１および第２デジタルカメラ２１がワイヤロープ１に対して直交配置されていず，１２０度の角度をずらして配置されている点が，第１実施例の撮像システム（図１および図２）と異なる。第１実施例の変形例の撮像システムのように，第１，第２デジタルカメラ１１，２１は必ずしも直交配置されていなくてもよく，この場合でも第１デジタルカメラ１１では撮像することができない範囲を第２デジタルカメラ２１によって撮像することができる。

【0048】

図１０は第１実施例のさらに他の変形例のワイヤロープの画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

【0049】

図１０に示す画像計測装置は，ワイヤロープ１を挟んで対向して配置される第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３，ならびに第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３に加えて，同様にワイヤロープ１を挟んで対向して配置される第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３を備えている。第１，第２，第３デジタルカメラ１１，２１，３１は，ワイヤロープ１の周りに１２０度の角度間隔をあけて配置されている。第１，第２，第３対向照明装置１３，２３，３３も，ワイヤロープ１の周りに１２０度の角度間隔をあけて配置されている。第３デジタルカメラ３１の前方にもレンズ３２が設けられる。また，同期信号回路４０からは第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３にも同期信号が与えられる。

【0050】

３台のデジタルカメラ１１，２１，３１を設けることによってワイヤロープ１の外観をさらに精度よく撮像することができ，画像計測および計測結果に基づくワイヤロープ１の品質検査の精度を向上させることができる。

【0051】

第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３を備える撮像システムについても，第１実施例の撮像システムと同様に，第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３には同期信号回路４０から同じタイミングで同期信号が与えられ，これによって第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３は同じタイミングに駆動する。また，第３デジタルカメラ３１および第３対向照明装置３３は，第１デジタルカメラ１１および第１対向照明装置１３の駆動タイミング，ならびに第２デジタルカメラ２１および第２対向照明装置２３の駆動タイミングとは異なるタイミングに駆動し，第１実施例と同様に，第１，第２，第３デジタルカメラ１１，２１，３１の露光時間および第１，第２，第３対向照明装置１３，２３，３３の発光時間よりも長い駆動時間差が確保される。これによって，第３デジタルカメラ３１が露光するタイミングには第３対向照明装置３３のみが光を出射し，第３デジタルカメラ３１によって撮像されるワイヤロープ画像についてもはっきりした輪郭を撮像することができる。

【0052】

図１１および図１２は第２実施例のワイヤロープの画像計測装置のハードウエア構成を示すブロック図である。第１実施例の画像計測装置（図１および図２）とは，第１デジタルカメラ１１の前方に設けられたレンズ１２の周囲に第１前方照明装置１４が設けられ，第２デジタルカメラ２１の前方に設けられたレンズ２２の周囲にも第２前方照明装置２４が設けられている点が異なる。同期信号回路４０からの同期信号は第１，第２前方照明装置１４，２４にも与えられる。

【0053】

第１，第２前方照明装置１４，２４は環状（枠状）の形状を備えるもので，第１，第２デジタルカメラ１１，２１の視野を遮ることなく，第１，第２デジタルカメラ１１，２１の前方に向けて光を照射する。第１，第２前方照明装置１４，２４によって第１，第２デジタルカメラ１１，２１に対向するワイヤロープ１の表面に光が照射される。

【0054】

図１３は，同期信号回路４０から与えられる同期信号にしたがう，第１，第２デジタルカメラ１１，２１，第１，第２対向照明装置１３，２３，および第１，第２前方照明装置１４，２４の駆動のタイミングチャートを示している。

【0055】

第１デジタルカメラ１１の撮影周期（たとえば2.5msec）の２倍の周期（たとえば５msec）で第１対向照明装置１３および第１前方照明装置１４は駆動する。これによって第１デジタルカメラ１１は，第１対向照明装置１３による照明下におけるワイヤロープ１の撮像（図１３の同期信号Ｓ１，Ｓ５のタイミング）と，第１前方照明装置１４による照明下におけるワイヤロープ１の撮像（図１３の同期信号Ｓ３のタイミング）とを交互に繰り返す。同様に，第２デジタルカメラ２１の撮影周期の２倍の周期で第２対向照明装置２３および第２前方照明装置２４は駆動し，第２デジタルカメラ２１も，第２対向照明装置２３による照明下におけるワイヤロープ１の撮像（図１３の同期信号Ｓ２，Ｓ６のタイミング）と，第２前方照明装置２４による照明下におけるワイヤロープ１の撮像（図１３の同期信号Ｓ４のタイミング）とを交互に繰り返す。

【0056】

第２実施例においても，同期信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のタイミングは，第１，第２デジタルカメラ１１，２１の露光時間，およびすべての照明装置１３，１４，２３，２４の発光時間を考慮して互いに重ならないタイミングとされ，これによって，たとえば第１デジタルカメラ１１が第１前方照明装置１４の照明下においてワイヤロープ１を撮像しているタイミング（同期信号Ｓ３のタイミング）では，他の照明装置１３，２３，２４は消灯される。

【0057】

図１４は，第１前方照明装置１４による照明下において第１デジタルカメラ１１によって撮像されたワイヤロープ１の画像５４を示している。図１５は，図１４に示すワイヤロープ画像５４の撮像直後のタイミングにおいて，第２前方照明装置２４による照明下において第２デジタルカメラ２１によって撮像されたワイヤロープの画像５５を示している。画像輪郭をぼやけさせることなく，かつデジタルカメラの台数を増やすことなく，ワイヤロープ１の表面画像を撮影することができる。

【0058】

上述の実施例では，ワイヤロープ１を被測定対象物としているが，ワイヤロープ１以外の線条体，たとえばパイプ，ケーブル等を被測定対象物とすることもできるのは言うまでもない。さらに，缶，瓶その他の容器の外観検査（たとえばベルトコンベア上を搬送される缶を撮像することによって得られるシルエット画像を用いた缶の寸法測定，形状検査，異物検査），ねじ，ボルト，ナット，コネクタ等の検査（たとえば自由落下するねじを撮像することによって得られるシルエット画像を用いて多数の同一形状のねじの数を計数したり，異物を検査したりする）にも，上述した画像計測装置（撮像システム）を用いることができる。

【符号の説明】

【0059】

１ ワイヤロープ
１１，２１，３１ デジタルカメラ
１２，２２，３２ レンズ
１３，２３，３３ 対向照明装置
１４，２４ 前方照明装置
４０ 同期信号回路（制御装置）
４５ 記録／解析装置
５１，５２，５３，５４，５５ ワイヤロープ画像
５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ ワイヤロープシルエット画像
５１Ｂ，５２Ｂ 背景画像
５３Ｂ ワイヤロープシルエット画像の中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】