特許ウォッチ

公開番号2025079290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2024063686
出願日2024-04-11
発明の名称カメラ
出願人株式会社ヴィーネックス
代理人個人
主分類H04N 1/19 20060101AFI20250514BHJP(電気通信技術)
要約【課題】被写界深度が深くコンパクト化されたカメラを実現する。
【解決手段】受光レンズ11と、受光レンズ11を透過した光を受光する受光素子(受光素子アレイ120)とを備え、読取位置において照明された対象物からの光を受光レンズ11により受光素子に結像させるカメラであって、受光レンズ11と読取位置との間の距離をW、受光レンズ11の視野の幅をXとしたときに、W<Xを満たし、かつ、W>30mmであり、被写界深度が4mm以上である。
【選択図】図16

特許請求の範囲【請求項１】
受光レンズと、前記受光レンズを透過した光を受光する受光素子とを備え、読取位置において照明された対象物からの光を前記受光レンズにより前記受光素子に結像させるカメラであって、
前記受光レンズと前記読取位置との間の距離をＷ、前記受光レンズの視野の幅をＸとしたときに、Ｗ＜Ｘを満たし、かつ、Ｗ＞３０ｍｍであり、
被写界深度が４ｍｍ以上であることを特徴とするカメラ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記受光レンズ及び前記受光素子が、それぞれ主走査方向に沿ってライン状に複数配置されており、
副走査方向に搬送される対象物を主走査方向に延びる読取ライン上の読取位置で読み取ることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記複数の受光素子は少なくとも２列以上の前記読取ラインを形成し、
前記受光レンズは、テレセントリック光学系を構成しており、副走査方向における幅が主走査方向における幅よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記受光レンズは、前記主走査方向及び前記副走査方向に直交する方向から見て矩形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項５】
前記複数の受光レンズは、該受光レンズの主走査方向における幅以下に互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項６】
前記受光レンズのＮ．Ａ．が０．００１＜Ｎ．Ａ．＜０．０５を満足するように、前記受光レンズの副走査方向における幅が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の光学ライセンサ。
【請求項７】
前記複数の受光素子は、２列以上のアレイ状に配置されることにより複数の受光素子アレイを構成し、
前記複数の受光レンズは、前記複数の受光素子アレイに対応した数だけ配置され、各受光レンズを透過して各受光素子アレイに導かれる光の光軸は、各受光素子アレイの略中央部を貫くことを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項８】
前記複数の受光素子は、２列以上のアレイ状に配置されることにより複数の受光素子アレイを構成し、
前記複数の受光レンズは、前記複数の受光素子アレイに対応した数だけ配置され、各受光レンズを透過して各受光素子アレイに導かれる光の光軸は、各受光素子アレイの略中央部から副走査方向に平行に離れた位置を貫くことを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項９】
前記複数の受光素子アレイは、２列の読取ラインにそれぞれ複数配置された各読取ラインよりも短い受光素子アレイであり、一方の読取ラインに配置された受光素子アレイと他方の読取ラインに配置された受光素子アレイとが、主走査方向に沿って交互に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のカメラ。
【請求項１０】
前記複数の受光レンズが、それぞれ倒立像を形成する屈折率分布型レンズ、或いは、アクロマート、或いは、アポクロマートを含むことを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、主として印刷物やフィルムなど薄い対象物の表面のキズ・欠陥及び透明フィルムの内部のキズ・欠陥を検出する光学ラインセンサなどのカメラに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
紙幣などの真贋を判別する検査機や、業務用複写機や、家庭用プリンタスキャナなどのフラットベットスキャナに用いられてきた密着型光学センサ（以下ＣＩＳと記す）を、印刷物の印刷の出来のチェック、薄物・広幅のフィルム製品の製造工程における表面検査、各種の飲料容器や食品容器及び缶などに貼り付けたラベルの検査などを検査対象とした所謂面検機に応用することが検討されてきており、一部は製品化されている。
【０００３】
しかしながら、依然としてＳＥＬＦＯＣレンズ（「ＳＥＬＦＯＣ」は登録商標、以下同様）を応用したＣＩＳでは作動距離（ワーキングディスタンス）が短く、工程で用いる場面では接触を回避するため、ワーキングディスタンスの長いＣＩＳが望まれている。加えて、紙幣等の紙葉類の検査では、被写界深度は比較的浅くとも使用に耐えられたが、前記対象物の製造工程では該対象物の光軸方向への変動が大きい理由からも被写界深度が深いＣＩＳも強く望まれている。
【０００４】
被写界深度の深いＣＩＳは、特許文献１～５に示されるようにミラー光学系を用いたテレセントリック光学系が代表的である。前記特許文献から、該光学系は非常に複雑であることが分かる。該光学系を製造し、商品として運用する際には、非常な困難を伴う。即ち、製造時には、工程が複雑化し、製造安定性やコストアップが問題となる。また、商品化された後にも、環境の変化や経時変化による複雑な光学系であるが故の光軸の狂いが発生し、従来の簡素な構造のＣＩＳに比べて性能の劣化を生じ易いなどの問題が残る。
【０００５】
そこで、前記テレセントリック反射光学系を用いず、ガラスや樹脂を用いた屈折系のレンズを用い、ワーキングディスタンスや被写界深度を向上させることが考えられる。前記の屈折系の光学系については、特許文献６及び特許文献７に示されるように一定程度の解決策が提案されている。例えば、特許文献６においては、千鳥配置したラインセンサに1個のテレセントリック屈折光学系を離間させて配置し、前記屈折光学系であるレンズを離間配置してアレイ化することにより、被写界深度の深い光学系を実現しようとしている。また、特許文献７においては、離間したレンズの間に仕切り板を設けることにより、レンズ間のクロストークを防止する方法について検討されている。前記の特許文献６及び特許文献７においては、被写界深度の向上並びにレンズ間のクロストークを防止することは出来るが、通常のテレセントリック屈折光学系は、大型であり、コンパクト化は困難である。また、特許文献７に示されている仕切り板では、読み取り時に欠落画素が発生し、読み取りが不完全となる。更に、レンズが離間することにより発生する1個のレンズが原理的に有するシェーディングの解決策については、示されていない。読取ライン方向の所謂リップルの抑制方法についても言及されていない。しかも、現在までに前記の屈折光学系方式は、実現されてもいない。
【０００６】
更に、前記方式と別方式であるラインカメラなどのカメラレンズを用いた検査機は、大型であり、製造現場の広幅の対象物に対応させるためには、多くの台数が必要である。そのため、装置全体が非常に大型になり、しかもそのコストも莫大なものとなるため、工場の各工程に配備することは困難である。
【０００７】
上記の問題を解決するために、工場の各工程に対しても導入可能な小型で安価であり、かつ、ワーキングディスタンスが長く被写界深度の深い新たな屈折系レンズを用い、かつ個々のレンズの有するシェーディングに起因する受光センサ上の光学的ムラであるリップルに対し、新たな抑制方法を用いた照明系からなるカメラが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１８－０１９３３４号公報
特開２０１８－１５２７１３号公報
特開２００９－２４４５００号公報
特開２０１８－０１９３３４号公報
特開２０１８－０２２９４８号公報
特開２００９－２４６６２３号公報
特開平５－１４６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本願発明は、被写界深度が深くコンパクト化されたカメラを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明に係るカメラは、受光レンズと、前記受光レンズを透過した光を受光する受光素子とを備え、読取位置において照明された対象物からの光を前記受光レンズにより前記受光素子に結像させるカメラであって、前記受光レンズと前記読取位置との間の距離をＷ、前記受光レンズの視野の幅をＸとしたときに、Ｗ＜Ｘを満たし、かつ、Ｗ＞３０ｍｍであり、被写界深度が４ｍｍ以上である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許