JP2018200211A - Optical measuring system - Google Patents
Optical measuring system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018200211A JP2018200211A JP2017104548A JP2017104548A JP2018200211A JP 2018200211 A JP2018200211 A JP 2018200211A JP 2017104548 A JP2017104548 A JP 2017104548A JP 2017104548 A JP2017104548 A JP 2017104548A JP 2018200211 A JP2018200211 A JP 2018200211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- emitting elements
- optical
- measurement object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学測定装置に関する。 The present invention relates to an optical measuring device.
例えば特許文献1には、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備えた光学測定装置が開示されている。この光学測定装置では、光学特性が互いに異なる複数の背景材料を用いて繰り返し測定を行うことにより、測定対象物が背景と判定される誤判定を減らすことができる。 For example, Patent Literature 1 discloses an optical measurement device including a light source that irradiates light to a measurement target and an imaging unit that captures reflected light from the measurement target. In this optical measurement apparatus, it is possible to reduce misjudgments in which a measurement object is determined to be the background by repeatedly performing measurement using a plurality of background materials having different optical characteristics.
特許文献1に記載の光学測定装置では、光源として点光源が用いられている。このため、例えば測定対象物の形状によっては、測定対象物に十分に光を照射することができず、測定対象物からの反射光を適切に撮像できない場合がある。 In the optical measuring device described in Patent Document 1, a point light source is used as a light source. For this reason, for example, depending on the shape of the measurement object, the measurement object cannot be sufficiently irradiated with light, and reflected light from the measurement object may not be appropriately imaged.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる光学測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical measurement apparatus that can appropriately image reflected light from a measurement object.
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、光源を制御する制御部と、を備え、光源は、1以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、複数の発光素子は、複数の発光素子から照射される照射光の光軸が測定対象物を向くように配置され、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに制御する。 An optical measurement apparatus according to an aspect of the present invention includes a light source that irradiates light to a measurement target, an imaging unit that captures reflected light from the measurement target, and a control unit that controls the light source. The light source includes a plurality of light emitting elements arranged in a plurality of regions including one or more light emitting elements, and the plurality of light emitting elements has an optical axis of irradiation light emitted from the plurality of light emitting elements facing a measurement object. The control unit controls the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions.
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、複数種類の発光素子は、光軸が測定対象物を向くように配置されている。 An optical measurement device according to one embodiment of the present invention includes a light source that irradiates light to a measurement object and an imaging unit that images reflected light from the measurement object, and the light sources are different from each other for each type. It has a plurality of types of light emitting elements that irradiate light in the wavelength band, and the plurality of types of light emitting elements are arranged so that the optical axis faces the measurement object.
本発明によれば、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる光学測定装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical measuring device which can image appropriately the reflected light from a measuring object is provided.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、光源を制御する制御部と、を備え、光源は、1以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、複数の発光素子は、複数の発光素子から照射される照射光の光軸が測定対象物を向くように配置され、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに制御する。ここで、本願において、「反射光」は「拡散反射光」を含む。 An optical measurement apparatus according to an aspect of the present invention includes a light source that irradiates light to a measurement target, an imaging unit that captures reflected light from the measurement target, and a control unit that controls the light source. The light source includes a plurality of light emitting elements arranged in a plurality of regions including one or more light emitting elements, and the plurality of light emitting elements has an optical axis of irradiation light emitted from the plurality of light emitting elements facing a measurement object. The control unit controls the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions. Here, in the present application, “reflected light” includes “diffuse reflected light”.
この光学測定装置では、複数の発光素子が複数の領域ごとに制御されるので、例えば測定対象物の形状に合わせて、測定対象物に十分に光を照射することができる。これにより、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる。 In this optical measurement apparatus, since the plurality of light emitting elements are controlled for each of the plurality of regions, for example, the measurement object can be sufficiently irradiated with light according to the shape of the measurement object. Thereby, the reflected light from a measurement object can be imaged appropriately.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子の出力を複数の領域ごとに制御し、制御部は、複数の領域のうち、照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子の出力が大きくなるように、複数の発光素子の出力を制御してもよい。反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きくなるほど、発光素子の出力が大きくなるので、この角度による反射光強度の低下を抑制することができる。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, the control unit controls the outputs of the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions, and the control unit includes the optical axis of the irradiation light and the measurement target among the plurality of regions. You may control the output of a several light emitting element so that the output from the light emitting element in the said area | region may become large, so that the area | region where the angle made with the optical axis of the reflected light which goes to an imaging part from a thing becomes large. The reflected light intensity varies depending on the angle formed by the optical axis of the irradiation light and the optical axis of the reflected light, and it tends to decrease as the angle increases. In this case, as the angle increases, the output of the light emitting element increases, so that a decrease in reflected light intensity due to this angle can be suppressed.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子を撮像部のフレームレートよりも高速で点滅させると共に、複数の発光素子の点滅条件を複数の領域ごとに制御し、制御部は、複数の領域のうち、照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、複数の発光素子の点滅条件を制御してもよい。上述のように、反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きくなるほど、発光素子の点灯時間が長くなるので、この角度による反射光強度の低下を抑制することができる。 In the optical measurement device according to one aspect of the present invention, the control unit causes the plurality of light emitting elements to blink at a higher speed than the frame rate of the imaging unit, and controls the blinking conditions of the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions. The control unit is configured such that, in a plurality of regions, the region where the angle formed by the optical axis of the irradiation light and the optical axis of the reflected light from the measurement object toward the imaging unit becomes larger per predetermined time of the light emitting element in the region. You may control the blinking conditions of several light emitting elements so that lighting time may become long. As described above, the reflected light intensity varies depending on the angle formed by the optical axis of the irradiation light and the optical axis of the reflected light, and it tends to decrease as the angle increases. In this case, the longer the angle, the longer the lighting time of the light emitting element, so that the reduction in reflected light intensity due to this angle can be suppressed.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに順番に点灯させてもよい。この場合、光源の位置を変えずに複数の入射角から測定対象物に光を照射し、反射光を撮像することができるので、反射光を適切に撮像することができる。なお、入射角とは、照射光の光軸と基準面の法線とのなす角度である。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, the control unit may turn on the plurality of light emitting elements in order for each of the plurality of regions. In this case, the reflected light can be imaged by irradiating the measurement object with light from a plurality of incident angles without changing the position of the light source, so that the reflected light can be appropriately imaged. The incident angle is an angle formed by the optical axis of the irradiation light and the normal line of the reference plane.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数の発光素子は、湾曲面に配置されていてもよい。この場合、光軸が測定対象物を向くように複数の発光素子を配置し易い。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, the plurality of light emitting elements may be arranged on a curved surface. In this case, it is easy to arrange a plurality of light emitting elements so that the optical axis faces the measurement object.
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、複数種類の発光素子は、光軸が測定対象物を向くように配置されている。 An optical measurement device according to one embodiment of the present invention includes a light source that irradiates light to a measurement object and an imaging unit that images reflected light from the measurement object, and the light sources are different from each other for each type. It has a plurality of types of light emitting elements that irradiate light in the wavelength band, and the plurality of types of light emitting elements are arranged so that the optical axis faces the measurement object.
この光学測定装置では、複数種類の発光素子が種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射するので、例えば測定対象物に合わせて測定に用いる波長帯域を選択することができる。これにより、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる。 In this optical measurement apparatus, since a plurality of types of light emitting elements irradiate light of different wavelength bands for each type, for example, a wavelength band used for measurement can be selected according to the measurement object. Thereby, the reflected light from a measurement object can be imaged appropriately.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、種類ごとに互いに異なる領域に配置され、複数種類の発光素子から照射される照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きい領域ほど、撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されている。上述のように、反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きい領域ほど、撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されているので、この角度による反射光強度の低下の影響を抑制することができる。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, the plurality of types of light-emitting elements are arranged in different regions for each type, and the optical axis of the irradiation light emitted from the plurality of types of light-emitting elements and the measurement object are used for imaging. In a region where the angle formed by the optical axis of the reflected light toward the part is larger, a light emitting element of a type that emits light in a wavelength band in which the sensitivity of the imaging unit is higher is arranged. As described above, the reflected light intensity varies depending on the angle formed by the optical axis of the irradiation light and the optical axis of the reflected light, and it tends to decrease as the angle increases. In this case, since the light emitting element of a type that irradiates light in a wavelength band in which the sensitivity of the imaging unit is high is disposed in a region where the angle is large, it is possible to suppress the influence of a decrease in reflected light intensity due to this angle. .
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、互いに混在して配置されていてもよい。この場合、測定対象物に対して、複数の波長帯域の光を混合して照射することができる。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, a plurality of types of light-emitting elements may be mixed and arranged. In this case, the object to be measured can be irradiated with a mixture of light in a plurality of wavelength bands.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子を種類ごとに順番に点灯させる制御部を更に備えてもよい。この場合、分光画像に相当する画像を容易に得ることができる。 The optical measurement apparatus according to one embodiment of the present invention may further include a control unit that turns on a plurality of types of light emitting elements in order for each type. In this case, an image corresponding to the spectral image can be easily obtained.
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、湾曲面に配置されていてもよい。この場合、光軸が測定対象物を向くように複数種類の発光素子を配置し易い。 In the optical measurement device according to one embodiment of the present invention, the plurality of types of light emitting elements may be arranged on a curved surface. In this case, it is easy to arrange a plurality of types of light emitting elements so that the optical axis faces the measurement object.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明に係る光学測定装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
Specific examples of the optical measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to the claim are included.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る光学測定装置の概略構成図である。図1に示されるように、光学測定装置1Aは、光源10と、撮像部20と、制御部30と、を備えている。光学測定装置1Aは、測定対象物2に対して光を照射し、その反射光を撮像部20で検出することで、測定対象物2に係る測定を行う装置である。測定対象物2は、特に限定されない。測定対象物2として、例えば、食品、薬品、工業製品、又は生体組織等が挙げられる。測定対象物2は、例えばステージ3上に配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical measurement apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical measurement device 1 </ b> A includes a
図2は、図1に示される光源を測定対象物側から見た図である。図1及び図2に示される光源10は、制御部30に電気的に接続されている。光源10は、制御部30からの指示信号に基づいて、ステージ3上における測定対象物2に対して光を照射する。光源10は、湾曲部材11と、複数の発光素子12と、を有している。
FIG. 2 is a view of the light source shown in FIG. 1 as viewed from the measurement object side. The
湾曲部材11は、例えば矩形板をその短辺に沿って湾曲させた部材である。すなわち、湾曲部材11は、長辺方向から見て、短辺の延在方向に沿う円弧状を呈している。なお、湾曲部材11は、長辺方向から見て、短辺の延在方向に沿う楕円弧状を呈していてもよい。湾曲部材11は、長辺方向には湾曲されていない。以下、湾曲部材11の長辺方向をx方向とし、短辺方向をy方向とする。
The bending
湾曲部材11は、湾曲面11aを有し、湾曲面11aが測定対象物2を向くように配置されている。湾曲面11aは、y方向に沿って並ぶ複数(ここでは、n)の領域R1〜Rnを有している。領域R1〜Rnは、x方向に延在する帯状の領域である。湾曲部材11は、y方向の一端11bが撮像部20側、他端11cがステージ3側に配置されている。一端11b及び他端11cは、ステージ3に平行である。
The bending
発光素子12は、例えば、高輝度及び低コヒーレンスな点光源である。発光素子12は、例えば、LED(発光ダイオード)、LD(レーザダイオード)、又はSLD(スーパールミネッセントダイオード)である。複数の発光素子12のそれぞれは、1以上の発光素子12を含む複数の領域R1〜Rnのいずれかに配置されている。各領域R1〜Rnには、複数の発光素子12がx方向において一列に配列されている。ここでは、複数の発光素子12は、マトリックス状に配置されている。発光素子12は、発光素子12から照射される照射光Lの光軸が測定対象物2(具体的には、ステージ3上における測定対象物2が配置されるべき領域)を向くように配置されている。
The
複数の領域R1〜Rnにおける発光素子12から照射される照射光L1〜Lnの光軸と、測定対象物2から撮像部20に向かう反射光Lrの光軸とは、角度θ1〜θnをなしている。角度θ1〜θnは、角度θ1からこの順に大きくなり、角度θnで最大となる。
The optical axis of the irradiation light L 1 to L n irradiated from the
撮像部20は、測定対象物2からの反射光Lrを撮像する。撮像部20は、制御部30に電気的に接続され、制御部30からの指示信号に基づいて撮像を行う。撮像部20は、レンズ21及びカメラ22を有している。レンズ21には、発光素子12からの照射光L1〜Lnが測定対象物2において反射された反射光Lrが入射される。カメラ22は、レンズ21に入射された反射光Lrを受光する。これにより、撮像部20は、測定対象物2の撮像を行う。
The
カメラ22は、例えば、光を電流に変換して出力する受光素子がライン状又は2次元に配置された受光面を有している。カメラ22は、受光面において発生した電荷をA/D変換器によってデジタル変換し、波長領域ごとに光強度の分布を示すデジタル情報を生成する。生成されたデジタル情報は、図示しない分析部へ送られて、所望の演算処理等を行った後に出力される構成としてもよい。
The
撮像部20は、画像を取得するイメージセンサであるが、ハイパースペクトルセンサであってもよい。ハイパースペクトル画像とは、一画素がN個の波長データにより構成されている画像であり、画素ごとにそれぞれ複数の波長に対応した反射強度データからなるスペクトル情報が含まれている。すなわち、ハイパースペクトル画像は、画像を構成する画素ごとに、それぞれ複数波長の強度データを持つという特徴から、画像としての二次元的要素と、スペクトルデータとしての要素をあわせ持った三次元的構成のデータである。なお、本実施形態では、ハイパースペクトル画像とは、1画素あたり少なくとも3つの波長帯域における強度データを保有している画素によって構成された画像のことをいう。
The
制御部30は、光源10及び撮像部20に電気的に接続され、光源10及び撮像部20を制御する。制御部30は、複数の発光素子12の出力を領域R1〜Rnごとに制御する。制御部30は、例えば、複数の発光素子12の駆動電流等を制御することで、複数の発光素子12の出力を制御する。制御部30は、複数の領域R1〜Rnのうち、角度θ1〜θnが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子12の出力が大きくなるように、複数の発光素子12の出力を制御する。上述のように、角度θ1〜θnは、角度θ1からこの順に大きくなる。したがって、制御部30は、複数の発光素子12の出力が領域R1から領域Rnに向かうにつれて大きくなるように、複数の発光素子12の出力を制御する。
The
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)、光源10及び撮像部20との間の通信を行う通信モジュール、並びにハードディスク等の補助記憶装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。そして、これらの構成要素が動作することにより、制御部30としての機能が発揮される。
The
以上説明したように、光学測定装置1Aでは、複数の発光素子12が領域R1〜Rnごとに制御されるので、例えば測定対象物2の形状に合わせて、測定対象物2に十分に光を照射することができる。これにより、測定対象物2からの反射光Lrを適切に撮像することができる。
As described above, in the
測定対象物2からの反射光には、光源10からの照射光が測定対象物2の表面で正反射した正反射光と、光源10からの照射光が測定対象物2の表面で拡散反射した拡散反射光と、がある。正反射光によれば、光量(強度)は多いものの測定対象物2の情報は少ないため、測定対象物2に係る情報を正確に検出することが困難である。また、撮像部20に向かう反射光Lrに正反射光が混入すると、カメラ22のセンサ出力が飽和する場合がある。したがって、撮像部20に向かう反射光Lrは拡散反射光とし、正反射光が反射光Lrに混入することを抑制する必要がある。特に、複数の領域R1〜Rnのうち、照射光L1〜Lnの光軸と、測定対象物2から撮像部20に向かう反射光Lrの光軸とのなす角度θ1〜θnが小さくなる領域ほど、当該領域における発光素子12が正反射光を反射光Lrに混入させ易い。一方、複数の領域R1〜Rnのうち、照射光L1〜Lnの光軸と、反射光Lrの光軸とのなす角度θ1〜θnが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子12による反射光Lrの強度が低下し易い。このため、測定結果がダークレベル(ダークノイズ)に埋もれ易い。
The reflected light from the
そこで、制御部30は、複数の領域R1〜Rnのうち、照射光L1〜Lnの光軸と、測定対象物2から撮像部20に向かう反射光Lrの光軸とのなす角度θ1〜θnが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子12の出力が大きくなるように、複数の発光素子12の出力を制御する。これにより、複数の領域R1〜Rnのうち、発光素子12による正反射光が反射光Lrに混入し易い領域では、発光素子12の出力が小さくなるので、正反射光が反射光Lrに混入することを抑制可能となる。一方、複数の領域R1〜Rnのうち、発光素子12による反射光Lrの強度が低下し易い領域では、発光素子12の出力が大きくなるので、反射光Lrの強度が低下することを抑制可能となる。
Therefore, the
また、光学測定装置1Aでは、湾曲面11aに複数の発光素子12が配置されている。このため、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2を向くように複数の発光素子12を配置し易い。また、湾曲面11aはx方向には湾曲していないので、測定対象物2に対してx方向に沿って並んだ光源10は、光を同方向に照射することができる。したがって、カメラ22がラインカメラの場合に、カメラ22の視野領域に均一な光量の光を照射することができる。
In the
光学測定装置1Aでは、制御部30が複数の発光素子12の出力を領域R1〜Rnごとに制御する代わりに、複数の発光素子12を点滅させると共に、複数の発光素子12の点滅条件を領域R1〜Rnごとに制御する構成としてもよい。この場合、制御部30は、具体的には、複数の発光素子12を撮像部20のフレームレートよりも高速で点滅させる。制御部30は、更に、複数の領域R1〜Rnのうち、角度θ1〜θnが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子12の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、複数の発光素子12の点滅条件を制御する。
In the
つまり、制御部30は、複数の発光素子12の所定時間当たりの点灯時間が領域R1から領域Rnに向かうにつれて大きくなるように、複数の発光素子12の点滅条件を制御する。複数の発光素子12は、撮像部20のフレームレートよりも高速で点滅するので、このような点灯時間の制御により、照射光L1〜Lnの実効的な強度(光量)が制御される。したがって、発光素子12の出力を制御する場合と同等の効果が得られる。発光素子12の一回あたりの点灯時間が一定値である場合、制御部30は、点滅の周波数を制御することにより、照射光L1〜Lnの実効的な強度を制御することができる。上述のように、光学測定装置1Aでは、発光素子12としてLED、LD又はSLD等が用いられているため、このような高速点滅による調光が可能となる。例えばハロゲンランプを用いる光源では、電圧の変更により光量を調整することができるものの、電圧の変更後、光量が調整されるまでに時間(例えば数分以上)かかる。
That is, the
光学測定装置1Aでは、制御部30が複数の発光素子12の出力を領域R1〜Rnごとに制御する代わりに、複数の発光素子12を領域R1〜Rnごとに順番に点灯(発光)させる構成としてもよい。制御部30は、発光素子12を点灯させる領域以外では、発光素子12を消灯(発光停止)させる。これにより、測定対象物2に対して、複数の領域R1〜Rnにおける発光素子12から照射光L1〜Lnが順番に照射される。制御部30は、点灯させる領域の切り替えを撮像部20のフレームレートと同期させて行う。このため、撮像部20では、照射光L1〜Lnによる反射光Lrが順番に撮像される。
In the
この構成によれば、照射光L1〜Lnを測定対象物2に順番に照射することができる。つまり、光源10の位置を変えずに、光源10から複数の入射角から測定対象物2を順番に光を照射することができる。なお、入射角とは、照射光L1〜Lnの光軸とステージ3の上面の法線とのなす角度である。照射光L1〜Lnの入射角は、測定対象物2の直上に撮像部20が配置されている場合θ1〜θnに等しい。
According to this configuration, it is possible to irradiate sequentially irradiated light L 1 ~L n in the
例えば測定対象物2が立体物である場合、又は測定対象物2に凹凸が存在している場合、特定の入射角から測定対象物2に光を照射する光源では、撮像部20に向かう反射光Lrに正反射光が混入してセンサ出力が飽和したり、逆に反射光Lrの強度が不足したりして、適切な撮像が行えない可能性がある。入射角を変更するために、光源自体を機械的に移動又は回転させる構成も考えられるが、時間、コスト及び保守の観点から望ましくない。
For example, when the
これに対して、光学測定装置1Aでは、照射光L1〜Lnを用いて複数の画像を取得することができるので、例えば、取得された複数の画像を分析し、適切な光強度の画像を測定結果として選択(ピックアップ)することができる。したがって、光学測定装置1Aでは、測定対象物2の形状によらず、適切な撮像を行うことができる。なお、このような画像の分析処理は、例えば、図示しない分析部により行われてもよいし、制御部30又は外部機器により行われてもよい。また、適切な光強度の画像が画素単位で選択され、計測画像として再構成されてもよい。
On the other hand, in the
(第2実施形態)
続いて、図1及び図3を参照して、第2実施形態に係る光学測定装置1Bについて説明する。図3は、第2実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。光学測定装置1Bは、主に光源10の点で、光学測定装置1Aと相違している。以下では、光学測定装置1Aとの相違点を中心にして、光学測定装置1Bについて説明する。
(Second Embodiment)
Next, an
光学測定装置1Bの光源10は、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ1〜λnの光を照射する複数種類の発光素子121〜12nを有している。発光素子121〜12nは、種類ごとに互いに異なる領域R1〜Rnに配置され、波長帯域λ1〜λnの照射光L1〜Lnを照射する。発光素子121〜12nは、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2(具体的には、ステージ3上における測定対象物2が配置されるべき領域)を向くように湾曲面11aに配置されている。撮像部20の感度は、波長帯域λ1〜λnの順で高くなり、波長帯域λ1で最も低く、波長帯域λnで最も高い。すなわち、光学測定装置1Bでは、複数種類の発光素子121〜12nから照射される照射光L1〜Lnの光軸と、測定対象物2から撮像部20に向かう反射光Lrの光軸とのなす角度θ1〜θnが大きい領域ほど、撮像部20の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されていると言える。
The
上述のように、角度θ1〜θnが大きくなる領域ほど、反射光Lrの強度が低下し易い。これに対して、光学測定装置1Bでは、角度θ1〜θnが大きい領域ほど、撮像部20の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されているので、角度θ1〜θnによる反射光強度の低下の影響を抑制することができる。
As described above, the intensity of the reflected light Lr tends to decrease as the angles θ 1 to θ n increase. On the other hand, in the
また、光学測定装置1Bでは、湾曲面11aに複数種類の発光素子121〜12nが配置されている。このため、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2を向くように複数種類の発光素子121〜12nを配置し易い。
In the
(第3実施形態)
続いて、図1及び図4を参照して、第3実施形態に係る光学測定装置1Cについて説明する。図4は、第3実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。光学測定装置1Cは、主に光源10の点で、光学測定装置1Aと相違している。以下では、光学測定装置1Aとの相違点を中心にして、光学測定装置1Cについて説明する。
(Third embodiment)
Then, with reference to FIG.1 and FIG.4, 1 C of optical measuring apparatuses which concern on 3rd Embodiment are demonstrated. FIG. 4 is a diagram of the light source of the optical measurement device according to the third embodiment as viewed from the measurement object side. The
光学測定装置1Cの光源10は、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ1〜λnの光を照射する複数種類の発光素子121〜12nを有している。発光素子121〜12nは、互いに混在してマトリックス状に配置されている。ここでは、例えば、3種類の発光素子121〜123が、x方向においてこの順に繰り返し配列されると共に、y方向においてもこの順に繰り返し配列されている。発光素子121〜12nは、波長帯域λ1〜λnの照射光L1〜Lnを照射する。発光素子121〜12nは、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2(具体的には、ステージ3上における測定対象物2が配置されるべき領域)を向くように湾曲面11aに配置されている。なお、発光素子121〜12nは、完全にランダムに配置されていてもよい。
The
このように光学測定装置1Cでは、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ1〜λnの光を照射する複数種類の発光素子121〜12nを有し、発光素子121〜12nが互いに混在して配置されている。このため、測定対象物2に対して、発光素子121〜12nの照射光L1〜Lnを混合して照射することができる。つまり、光学測定装置1Cによれば、例えば、同じ波長帯域の光を照射する1種類の発光素子を用いる場合に比べて、広帯域の光を測定対象物2に照射することができる。これにより、光源10を実効的な白色光源とすることもできる。なお、各発光素子121〜12nの波長帯域の幅(出力波長範囲)は、例えば100nm程度である。
As described above, the
また、光学測定装置1Cでは、湾曲面11aに複数種類の発光素子121〜12nが配置されている。このため、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2を向くように複数種類の発光素子121〜12nを配置し易い。
In the
本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
例えば、光学測定装置1Aでは、湾曲面11aでなく1又は複数の平面に複数の発光素子12が配置されていてもよい。光学測定装置1B,1Cでは、湾曲面11aになく1又は複数の平面に複数種類の発光素子121〜12nが配置されていてもよい。このように平面の場合でも、複数の発光素子12及び複数種類の発光素子121〜12nは、照射光L1〜Lnの光軸が測定対象物2を向くように配置される。
For example, in the
光学測定装置1Aでは、各領域R1〜Rnには、複数の発光素子12が二列以上でx方向において配列されていてもよい。また、各領域R1〜Rnには、1つ以上の発光素子12が配置されていればよい。各領域R1〜Rnに1つの発光素子12が配置されている場合、制御部30は、複数の発光素子12を個別に制御することになる。
In the
光学測定装置1Bでは、各領域R1〜Rnには、複数種類の発光素子121〜12nが二列以上でx方向において配列されていてもよい。また、各領域R1〜Rnには、1つ以上の発光素子121〜12nが配置されていればよい。各領域R1〜Rnに1つの発光素子121〜12nが配置されている場合、制御部30は、発光素子121〜12nを個別に制御することになる。
In the
光学測定装置1B,1Cでは、制御部30は、複数種類の発光素子121〜12nを一斉に点灯又は消灯させる構成としてもよいが、これに限られず、例えば、複数種類の発光素子121〜12nを種類ごとに順番に点灯させる構成としてもよい。この場合、例えば、撮像部20が分光機能を有していなくても、分光画像に相当する画像(擬似的な分光画像)を容易に得ることができる。特に、光学測定装置1Cでは、複数種類の発光素子121〜12nが互いに混在して配置されているため、複数種類の発光素子121〜12nの配置の偏りによる照射光の波長依存性を抑制しながら(照射ムラの影響を抑えながら)、分光画像に相当する画像を得ることができる。また、光学測定装置1B,1Cでは、発光素子121〜12nを一斉に点灯又は消灯させるためのスイッチを光源10が備える構成としてもよい。
In the
1A〜1C…光学測定装置、2…測定対象物、10…光源、11a…湾曲面、12,121〜12n…発光素子、20…撮像部、30…制御部、L1〜Ln…照射光、Lr…反射光、R1〜Rn…領域、θ1〜θn…角度、λ1〜λn…波長帯域。
1A-1C ... optical measuring device, 2 ...
Claims (10)
前記測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、
前記光源を制御する制御部と、を備え、
前記光源は、1以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、前記複数の発光素子から照射される照射光の光軸が前記測定対象物を向くように配置され、
前記制御部は、前記複数の発光素子を前記複数の領域ごとに制御する、光学測定装置。 A light source for irradiating the measurement object with light;
An imaging unit for imaging reflected light from the measurement object;
A control unit for controlling the light source,
The light source has a plurality of light emitting elements arranged in a plurality of regions including one or more light emitting elements,
The plurality of light emitting elements are arranged such that an optical axis of irradiation light emitted from the plurality of light emitting elements faces the measurement object,
The control unit controls the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions.
前記制御部は、前記複数の領域のうち、前記照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における前記発光素子の出力が大きくなるように、前記複数の発光素子の出力を制御する、請求項1に記載の光学測定装置。 The control unit controls the outputs of the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions,
In the plurality of regions, the controller emits light in the region as an angle between an optical axis of the irradiation light and an optical axis of reflected light from the measurement object toward the imaging unit increases. The optical measurement apparatus according to claim 1, wherein the outputs of the plurality of light emitting elements are controlled so that the outputs of the elements are increased.
前記制御部は、前記複数の領域のうち、前記照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における前記発光素子の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、前記複数の発光素子の点滅条件を制御する、請求項1に記載の光学測定装置。 The control unit causes the plurality of light emitting elements to blink at a speed higher than a frame rate of the imaging unit, and controls a blinking condition of the plurality of light emitting elements for each of the plurality of regions.
In the plurality of regions, the controller emits light in the region as an angle between an optical axis of the irradiation light and an optical axis of reflected light from the measurement object toward the imaging unit increases. The optical measurement apparatus according to claim 1, wherein a blinking condition of the plurality of light emitting elements is controlled so that a lighting time per predetermined time of the elements becomes long.
前記測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、
前記光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、
前記複数種類の発光素子は、光軸が前記測定対象物を向くように配置されている、光学測定装置。 A light source for irradiating the measurement object with light;
An imaging unit that images reflected light from the measurement object,
The light source has a plurality of types of light emitting elements that irradiate light of different wavelength bands for each type,
The plurality of types of light emitting elements are optical measuring devices arranged such that an optical axis faces the measurement object.
前記複数種類の発光素子から照射される照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きい領域ほど、前記撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されている、請求項6に記載の光学測定装置。 The plurality of types of light emitting elements are arranged in different regions for each type,
A wavelength band in which the sensitivity of the imaging unit is higher in a region where the angle between the optical axis of irradiation light emitted from the plurality of types of light emitting elements and the optical axis of reflected light from the measurement object toward the imaging unit is larger. The optical measuring device according to claim 6, wherein a light emitting element of a kind that irradiates the light is arranged.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017104548A JP2018200211A (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Optical measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017104548A JP2018200211A (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Optical measuring system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018200211A true JP2018200211A (en) | 2018-12-20 |
Family
ID=64667932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017104548A Pending JP2018200211A (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Optical measuring system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018200211A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102139670B1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-07-30 | 국방과학연구소 | Laser dazzling effectiveness measuring apparatus and method |
-
2017
- 2017-05-26 JP JP2017104548A patent/JP2018200211A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102139670B1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-07-30 | 국방과학연구소 | Laser dazzling effectiveness measuring apparatus and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10097741B2 (en) | Camera for measuring depth image and method of measuring depth image using the same | |
| JP6339133B2 (en) | Multispectral illumination apparatus and imaging system | |
| JP6583725B2 (en) | Substance detector | |
| US10972675B2 (en) | Endoscope system | |
| TW201213849A (en) | Image generation device | |
| JP6748984B2 (en) | Distance measuring device and moving body | |
| JP2010112941A (en) | Surface inspection apparatus | |
| JP6481762B2 (en) | Imaging device | |
| JP2013537976A (en) | Apparatus and method for inspecting an object | |
| JP6859962B2 (en) | Image inspection equipment and lighting equipment | |
| JP2012234081A (en) | Illumination device and optical device | |
| US10578848B2 (en) | Measurement apparatus configured to control the on/off state of illumination source | |
| JP7643669B2 (en) | Multi-LED array with non-overlapping segmentation - Patents.com | |
| JP2018200211A (en) | Optical measuring system | |
| KR101996023B1 (en) | Illumination system | |
| JP2006284211A (en) | Unevenness inspection device and unevenness inspection method | |
| JP7637614B2 (en) | Measuring device and measuring method | |
| JP4973836B2 (en) | Displacement sensor with automatic measurement area setting means | |
| JP2009222614A (en) | Surface inspection apparatus | |
| JPWO2017099032A1 (en) | Color measuring device | |
| JP2018509640A5 (en) | ||
| JP2018200212A (en) | Optical measuring system | |
| JP2021043297A (en) | Image detection device, pulse illumination device, and pulse illumination method | |
| EP4528254A1 (en) | Optical apparatus, optical inspection system, and method for imaging object | |
| JP2016130667A (en) | Optical measuring method and optical measuring device |