成像辅助工具、成像设备以及成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于对受到强烈的镜面反射的、具有凹面或者凸面的物体成像的成像 辅助工具、成像设备以及成像方法。
【背景技术】
[0002] 一种对物体表面上的凹部和凸部成像以使用获得的图像用于检查、认证等的系统 已经被构想出。
[0003] 例如，专利文献1描述了一种光照射设备，包括光扩散体、多个光照射体和圆柱形 构件，其中光扩散体呈大体上平板形或穹形，被提供为邻近并覆盖由检查相机成像的检查 区域，多个光照射体被提供在光扩散体之外以彼此分开并且使光透射穿过光扩散体以利用 该光照射检查区域，圆柱形构件从被提供用于光扩散体成像和观察的孔周围在相机方向上 延伸，其被配置使得相机可以通过圆柱形构件和用于观察的孔对检查区域成像，并且使得 来自光照射体的光不直接进入相机侧的圆柱形构件的开口。
[0004] 另一方面，已经开始尝试使用物体的微小的凸部和凹部的个体差异用于验证和认 证。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利申请公开No. 2008-102103。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 然而，当使用物体的微小的凸部和凹部中的这种个体差异用于验证和认证以便获 得稳定的验证结果时，需要获得如下捕获的图像，从该图像中可以分别在注册的时间和在 验证的时间提取相同的特征点。为此，捕获的图像应当在物体的表面的微小的凸部和凹部 中具有清晰的对比度。
[0010] 然而，虽然涉及用于对物体的凹部和凸部成像的成像辅助工具，专利文献1的技 术目的在于解决照度缺失或者照度不规则。因此，专利文献1的技术从所有方向和所有光 照射立体角度发射光，并且因此不能清晰地对物体的微小凹部和凸部的阴影差异成像。
[0011] 鉴于上述问题，本发明已经被设想出并且目的在于提供能够突出物体的表面上的 凹部和凸部（例如在物品上提供的梨皮（pearskin)图案）的对比度以及使得能够获得稳 定的特征点能够从中被提取并且不易受在成像时不可避免的物体的位置或者取向中的微 小差异的影响的捕获的图像的成像引导工具、成像设备和成像方法。
[0012] 问题的解决方案
[0013] 本发明是辅助对具有微小凹部和凸部并且受到强烈的镜面反射的物体的表面的 预定区域成像的成像辅助工具，包括：照射光的光源单元；具有覆盖物体的表面的预定区 域的形状的罩盖（cover lid)，其中与从与预定区域正对的法线方向起的预定角度范围相 对应的罩盖表面的一部分为黑色表面，并且与另一角度范围相对应的罩盖的另一表面由扩 散和发射从光源单元照射的光的光源表面形成。
[0014] 本发明是对在物体上提供的具有梨皮图案的梨皮表面成像的成像设备，包括：照 射光的光源单元；相机；具有覆盖梨皮表面的预定区域的形状的罩盖，其中与从梨皮表面 的预定区域的法线方向起的预定角度范围相对应的梨皮表面的一部分是黑色表面，与另一 角度范围相对应的另一表面由扩散从光源单元照射的光的表面形成，并且安装相机的成像 孔被提供在黑色表面的中心处。
[0015] 本发明是用于辅助对具有微小凹部和凸部并且受到强烈镜面反射的物体的表面 的预定区域成像的成像方法，其中罩盖具有覆盖物体的表面的预定区域的形状，与从与预 定区域正对的法线方向起的预定角度范围相对应的罩盖的表面的一部分为黑色表面，并且 与另一角度范围相对应的罩盖的另一表面由扩散和发射从光源单元照射的光的光源表面 形成。
[0016] 本发明的有益效果
[0017] 本发明可以捕获如下图像，在该图像上物体表面的凹部和凸部、例如在物体表面 上提供的梨皮图案，被突出。
【附图说明】
[0018] 图1是解释本发明的概况的图。
[0019] 图2是解释罩盖的黑色表面区域的图。
[0020] 图3是解释通过使用本发明对梨皮表面成像所获得的图像和通过不使用本发明 成像所获得的图像的图。
[0021] 图4是示出根据本发明的第一示例性实施例的成像辅助工具的配置的图。
[0022] 图5是示例根据第一示例性实施例的其中物体被配合到成像辅助工具的状态的 图。
[0023] 图6是示出根据第一示例性实施例的成像辅助工具的修改示例的图。
[0024] 图7是示出根据第一示例性实施例的成像辅助工具的修改示例的图。
[0025] 图8是示出根据第一示例性实施例的成像辅助工具的修改示例的图。
[0026] 图9是示出根据本发明的第二示例性实施例的成像设备的配置的图。
[0027] 图10是示出根据第三示例性实施例的成像辅助工具的图。
[0028] 图11是示出根据第四示例性实施例的成像辅助工具的图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明涉及对物体表面的凹部和凸部（例如，提供在物体表面上的梨皮图案）成 像的成像辅助工具和成像设备。本发明的示例性实施例被详细说明如下。
[0030] 参考图1描述本发明的概况。根据本发明的示例性实施例的成像辅助设备为辅助 对物体的具有微小凹部和凸部并且受到强烈镜面反射的表面的预定区域（例如，具有梨皮 图案的梨皮表面）成像的成像辅助工具，并包括照射光的光源单元1和具有覆盖物体表面 的预定区域的形状的罩盖2,与从正对于预定区域的法线方向起的预定角度范围相对应的 罩盖2的表面的一部分为黑色并且吸收光，与另一角度范围相对应的罩盖2的另一表面由 扩散和发射从光源单元1照射的光的光源表面形成。
[0031] 例如，罩盖2被形成为与梨皮表面平行、被提供有通过其从梨皮表面的法线方向 执行图像捕获的成像孔、并且包括具有与呈黑色的梨皮表面相对的区域的上部分、以及被 形成为与上表面垂直的并且由扩散光源单元1的光的材料形成的侧部分。
[0032] 罩盖2的黑色表面区域由相对于物体的梨皮表面的验证区域中的表面的法线的 暗区域θ的角度范围和明区域φ的角度范围来确定。以该方式，仅通过相对于梨皮表面的 法线方向的角度范围来确定黑色表面和扩散表面的分布，并且其表面的形式和角度是任意 的。换句话说，虽然在段[0015]中扩散材料的表面被解释为与黑色表面垂直，但这仅是一 个示例，并且其形式和布置角度是任意的。黑色表面也可以不是平面的，并且可以具有任意 形式，只要其覆盖从梨皮表面的法线方向起的角度θ的所有范围即可。
[0033] 由于罩盖2的黑色表面区域并不反射来自光源单元1的照明光，因此与安装到上 表面的成像孔的相机正对的梨皮表面的凸部的顶部部分被成像为黑色。如图2所示，在罩 盖2的黑色表面区域的尺寸与暗区域的角度范围Θ之间存在一种关系，诸如黑色暗区域的 角度范围Θ越大，罩盖2的黑色表面区域就变得越大，而暗区域的角度范围Θ越小，罩盖2 的黑色表面区域就变得越小。随着罩盖2的黑色表面区域越大，成像为黑色的梨皮表面的 部分就变得越大，而随着黑色表面区域越小，成像为黑色的梨皮表面的部分就变得越小。在 本发明中，调整角度范围Θ和φ使得在捕获的梨皮表面的图像中的验证区域中黑色像素 的数目或者在验证区域中像素的亮度值的分离度为预定值（例如，25%)。特别地，可以改 变罩盖2的黑色表面区域的尺寸，或者可以改变罩盖2的侧表面的高度。各种方法可以用 于实现