摄像元件的摄像方法

摄像元件的摄像方法
【专利摘要】本发明公开了一种摄像元件的摄像方法，摄像元件包括：一三原色投影仪，三原色投影仪可以发出多种颜色和多种亮度的照射光，三原色投影仪发出的照射光照射于一被检测物；一摄像头，摄像头用于拍摄被检测物形成一图像；一调控模组，调控模组分析图像并调整三原色投影仪照射光的颜色或亮度对待检测物的局部区域进行光线补偿；将图像传输至调控模块，调控模组预先设定一阈值针对所述图像图元的灰度值，将被检测物影像中图元的灰度值与阈值比对分析，对于被检测物影像中灰度值不在阈值内的局部区域，调控模组调整三原色投影仪中对应区块的发光区域，进而配合摄像头拍摄出清晰的被检测物影像。
【专利说明】摄像元件的摄像方法 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及摄像元件的摄像方法，尤指一种用于视觉检测处理系统摄像元件的摄 像方法。 【【背景技术】】
[0002] 视觉检测处理系统主要包括视觉检测处理软件及摄像元件，其主要功能是通过摄 像元件拍摄被检测物而获得图像，然后通过视觉检测处理软件从拍摄的图像中提取出尺 寸、划痕、字符等各种信息资讯，根据获取的各种信息资讯分别对被检测物进行检测、量测、 识别等其它各项操作。在此过程中，视觉检测处理软件从图像中精确获取各种信息资讯就 显得尤为重要，为了准确地从图像中获取各种信息资讯，就需要摄像元件能够拍摄出清晰 的被检测物图像。
[0003] 在摄像元件拍摄被检测物的过程中，常常因为外界光线亮度不够需要增设一光源 提升拍摄时光线的亮度；同时，被检测物也往往并非单一的颜色，假如光源仅能发出单一颜 色的光线如红色光线，所述被检测物具有一红色区域和一蓝色区域，所述摄像元件拍摄的 图像中对应所述蓝色区域的部分就会模糊不清，此时就需要利用不同颜色的光对被检测物 的不同颜色区域进行照射，这就要求一个光源的不同区域能够发出不同颜色的照射光。此 夕卜，摄像元件大多数不能确保一次拍摄就能得到清晰的被检测物图像，使用者需要多次调 整光源的照射光颜色或亮度对被检测物进行拍摄，此过程会浪费使用者大量时间；至于拍 摄图像是否清晰，是通过使用者目测拍摄后的图像，如果使用者认为图像清晰，就输出拍摄 图像；如果使用者认为图像不清晰，就调整光源的照射光颜色或亮度重新拍摄图像，直至使 用者认为拍摄的图像清晰为止，此过程主要凭借使用者本身的技术经验来判定，如此，拍摄 图像是否清晰亦会存在很大的不确定性。
[0004] 因此，有必要设计一种更好的摄像方法，以克服上述问题。 【
【发明内容】
】
[0005] 针对【背景技术】所面临的问题，本发明的目的在于提供一种能够拍摄出清晰图像的 摄像方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
[0007] 一种摄像元件的摄像方法，所述摄像元件包括：一三原色投影仪，所述三原色投影 仪可以发出多种颜色和多种亮度的照射光，所述三原色投影仪发出的照射光照射于一被检 测物；一摄像头，所述摄像头用于拍摄所述被检测物产生一图像，所述摄像头与所述三原色 投影仪照射方向不同；一调控模组，所述调控模组包括一图像分析处理模块及一光线补偿 模块，所述图像分析处理模块用于对所述图像进行分析，所述光线补偿模块用以调整所述 三原色投影仪照射光的颜色或亮度；所述三原色投影仪发出一第一照射光照射于所述被检 测物，使所述摄像头拍摄所述被检测物形成所述图像，将所述图像传输至所述调控模组，所 述调控模组预先设定一阈值针对所述图像图元的灰度值，所述图像分析处理模块将所述图 像中局部的所述被检测物影像图元的灰度值与所述阈值进行比对，对于所述被检测物影像 灰度值不在所述阈值内的区块，所述光线补偿模块调整所述三原色投影仪局部发出一第二 照射光重新照射于所述被检测物的局部区域，所述摄像头重新拍摄所述被检测物，直至所 述摄像头拍摄的所述图像中所述被检测物影像的每一图元均符合设定的所述阈值。
[0008] 进一步，在所述摄像头拍摄所述被检测物之前，预先建立所述三原色投影仪与所 述被检测物之间的坐标映射关系。
[0009] 进一步，针对所述摄像头拍摄的所述图像，经过一图像检测模块判断所述被检测 物是否存在于所述图像中，当所述被检测物存在于所述图像中时，将所述图像传输至所述 调控模组。
[0010] 进一步，针对所述摄像头拍摄的所述图像，经过一图像检测模块判断所述被检测 物是否存在于所述图像中，当所述被检测物不存在于所述图像中时，移动所述摄像头或所 述被检测物后再次拍摄，此过程循环至所述被检测物存在于所述图像中，将所述图像传输 至所述调控模组。
[0011] 进一步，在所述三原色摄影仪与所述被检测物之间增设一棱镜，所述棱镜与所述 三原色投影仪的照射光光轴之间夹角为45度，所述三原色投影仪的照射光经所述棱镜后 照射至所述被检测物。
[0012] 进一步，所述摄像头与所述三原色投影仪照射方向彼此相互垂直。
[0013] 进一步，将所述调控模组装设于所述三原色投影仪中。
[0014] 进一步，在所述三原色投影仪的镜头前方装设有一透镜模组，所述透镜模组用于 扩大所述三原色投影仪的照射光范围。
[0015] 进一步，所述三原色投影仪包括至少一液晶面板及至少一滤光镜，所述滤光镜用 于分离出三原色光线，所述液晶面板用于控制三原色光线的混合率。
[0016] 进一步，所述三原色投影仪包括至少一数字微反射器及一色盘，所述数字微反射 器具有多个微反射镜片，所述色盘具有红色、绿色、蓝色三个区域。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] 所述三原色投影仪可以发出多种颜色和多种亮度的照射光，所述三原色投影仪发 出的照射光对应投射在所述被检测物上，所述摄像头拍摄所述被检测物形成一图像，将图 像传输至所述调控模组，所述调控模组针对图像中所述被检测物影像图元的灰度值预设一 阈值，所述图像分析处理模块将所述被检测物影像图元的灰度值与所述阈值比对分析，对 于灰度值不在所述阈值内的区块，根据所述三原色投影仪与所述被检测物的坐标映射关 系，所述光线补偿模块调整所述三原色投影仪中对应所述区块的发光区域，使得所述发光 区域改变照射光的颜色或亮度照射于所述被检测物的局部区域，进而配合所述摄像头拍摄 出清晰的所述被检测物影像。 【【专利附图】

【附图说明】】
[0019] 图1为本发明摄像元件的摄像方法拍摄被检测物图像的示意图；
[0020] 图2为本发明摄像元件的摄像方法拍摄被检测物图像的流程图；
[0021] 图3为本发明图像检测模块的流程图；
[0022] 图4为本发明图像分析处理模块的流程图；
[0023] 图5为本发明三原色投影仪光线补偿模块的流程图；
[0024] 图6为本发明摄像元件的摄像方法拍摄被检测物图像第二实施例的示意图。

【具体实施方式】 [0025] 的附图标号说明：
[0026] 三原色投影仪 1 摄像头 2 调控模组3
[0027] 图像分析处理模31光线补偿模块32被检测物4
[0028] 块
[0029] 红色区域 41蓝色区域 42载物台 5
[0030] 棱镜 6 透镜模组 7 【【具体实施方式】】
[0031] 为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施 方式对本发明作进一步说明。
[0032] 请参阅图1所示，本发明摄像元件的摄像方法是利用所述摄像装置拍摄图像，所 述摄像装置包括：一三原色投影仪1，所述三原色投影仪1可以发出多种颜色和多种亮度的 照射光，所述三原色投影仪1发出的照射光对应投射在一被检测物4上；一调控模组3 (所 述调控模组3可以是一计算机，亦可以是装设于计算机中的一软件）包括一图像分析处理 模块31及一光线补偿模块32,所述图像分析处理模块31用于对所述图像进行分析，所述光 线补偿模块32用以调整所述三原色投影仪1照射光的颜色或亮度；一摄像头2,所述摄像 头2拍摄所述被检测物4并将拍摄的图像传输至所述调控模组3,所述摄像头2通过数据线 或者无线传输（如Wi-Fi、蓝牙等）的方式将拍摄图像传输至所述调控模组3。
[0033] 所述三原色投影仪1用于发出三原色光线（未图示），即红色光线、绿色光线及蓝 色光线，由于所述被检测物4往往并非单一的颜色，假如所述三原色投影仪1仅能发出单一 颜色的光线如红色光线，而此时所述被检测物4又具有一红色区域41和一蓝色区域42,所 述摄像头2拍摄的图像中对应所述蓝色区域42的部分就会模糊不清，因此，所述三原色投 影仪1需能够发出多种颜色的光线，所述三原色投影仪1通过三原色光线的不同混合比率 从而实现发出多种颜色和多种亮度的照射光。
[0034] 根据所述三原色投影仪1需发出三原色光线这一需求，所述三原色投影仪1可以 是如下两种方式中的一种方式，第一种方式，所述三原色投影仪1包括至少一液晶面板（未 图示）及至少一滤光镜（未图示），所述三原色投影仪1的光源发出光线经所述滤光镜分离 出三原色光线，三原色光线穿过所述液晶面板经由液晶分子的偏转量调控三原色光线的混 合率，进而使得光线射出所述三原色投影仪1变成不同颜色或不同亮度的照射光。
[0035] 第二种方式，所述三原色投影仪1包括至少一数字微反射器（Digital Micromirror Device)(未图示）及一色轮（未图示），所述数字微反射器包括多个微反射 镜片，所述色轮包括红色、绿色、蓝色三个区域，所述三原色投影仪1的光源发出光线照射 至旋转的所述色轮，光线经所述色轮后照射至所述微反射镜片上，经所述微反射镜片反射 出所述三原色投影仪1变成各种颜色或各种亮度的照射光。
[0036] -载物台5用于承载所述被检测物4,在实际应用中，所述被检测物4的表面大多 数情况下并非完全平滑，如果所述三原色投影仪1的照射光直接投射至所述被检测物4凹 凸不平的表面上，照射光无法完全地反射至所述摄像头2,造成所述摄像头2拍摄的图像整 体亮度较低。
[0037] 在所述三原色投影仪1与所述被检测物4之间增设一棱镜6,将所述棱镜6设置成 与所述三原色投影仪1的照射光光轴呈45度夹角，此时，所述三原色投影仪1与所述摄像 头2的照射方向彼此相互垂直，照射光即可沿着光轴经所述棱镜6反射后投射至所述被检 测物4的表面，并使照射光沿着光轴反射入所述摄像头2,如此，所述摄像头2拍摄出的所述 被检测物4图像具有较高的亮度。
[0038] 本实施例中，所述三原色投影仪1与所述摄像头2的可以互换位置，仅需满足所述 棱镜6与所述三原色投影仪1的照射光光轴呈45度夹角。
[0039] 利用本发明摄像方法拍摄清晰的所述被检测物影像步骤如下：
[0040] 步骤1 :建立三原色投影仪1与被检测物4的坐标映射关系：
[0041] 请参阅图1和图2所示，在所述摄像头2拍摄所述被检测物4之前，预先建立所述 三原色投影仪1与所述被检测物4之间的坐标映射关系，使得所述被检测物4上的局部区 域与所述三原色投影仪1上的局部发光区域一一对应。
[0042] 步骤2 :投影仪投射出均匀的白色照射光，摄像头拍摄图像：
[0043] 请参阅图1和图2所示，预先设定所述三原色投影仪1发出一第一照射光，本实施 例中所述第一照射光为白色光，所述第一照射光经所述棱镜6反射后照射至所述被检测物 4,所述第一照射光由三原色光混合而成，能拍摄显示出所述被检测物4上各种颜色区域的 轮廓，触发所述摄像头2拍摄图像。
[0044] 步骤3:图像检测模块：
[0045] 请参阅图1、图2和图3所示，所述图像检测模块用于检测所述被检测物4影像是 否存在于所述图像中，将所述摄像头2拍摄的图像传输至所述图像检测模块进行分析，经 过所述图像检测模块的判定，当所述被检测物4存在于所述摄像头2拍摄的图像中时，将所 述摄像头2拍摄的图像传输至所述调控模组3 ;当所述被检测物4不存在于所述摄像头2拍 摄的图像中时，或者所述摄像头2仅拍摄到了所述被检测物4的局部区域，此时移动所述摄 像头2或者移动所述被检测物4再次触发所述摄像头2拍摄图像，此过程循环至所述被检 测物4存在于所述摄像头2拍摄的图像中，然后再将所述摄像头2拍摄的图像传输至所述 调控模组3。
[0046] 步骤4 :图像分析处理模块：
[0047] 请参阅图1、图2和4所示，用于分析处理所述图像，将所述调控模组3接收的图 像传输至所述图像分析处理模块31进行分析，所述图像分析处理模块31针对图像中图元 的灰度值（亦可以是图像中图元的其它性能参数，如图元的亮度值、色彩饱和度值、曝光值 等）设定一阈值，再将图像中所述被检测物4的影像提取出来，此过程可采用边缘轮廓法提 取所述被检测物4的影像，然后将所述被检测物4影像图元的灰度值与所述阈值进行比对 分析。
[0048] 步骤5 :光线补偿模块：
[0049] 请参阅图1、图2和图5所示，用于对所述被检测物4进行光线补偿，将所述图像 分析处理模块31处理后的图像传输至所述三原色投影仪1的所述光线补偿模块32进行处 理，根据步骤4中的比对分析结果，判定所述被检测物4影像图元的灰度值是否在所述阈值 内，如果所述被检测物4影像图元的灰度值均在所述阈值内，此时即可输出图像；针对所述 被检测物4影像上灰度值不在所述阈值内的局部区域，所述调控模组3发出一指令给所述 三原色投影仪1，根据所述三原色投影仪1与所述被检测物4之间的坐标映射关系，所述指 令调整所述三原色投影仪1对应所述局部区域的发光区域，使得所述发光区域改变照射光 的颜色或亮度照射于所述被检测物4的局部区域进行光线补偿。
[0050] 所述调控模组3调整所述三原色投影仪1照射光的亮度或颜色补偿所述被检测物 4说明如下，在本实施例，所述被检测物4具有所述红色区域41及所述蓝色区域42,所述三 原色投影仪1发出一第一照射光，本实施例中所述第一照射光为白色光，所述第一照射光 对应照射至所述被检测物4,所述摄像头2拍摄所述被检测物4并将拍摄图像传输至所述调 控模组3,所述图像分析处理模块31将图像中图元的色彩饱和度值与所述阈值比对分析， 图像中对应所述红色区域41和所述蓝色区域42的图元色彩饱和度值不在所述阈值内，所 述光线补偿模块32调整所述三原色投影仪1照射光对应所述红色区域41发出一第二照射 光，本实施例中所述第二照射光为红色光；对应所述蓝色区域42发出一第三照射光，本实 施例中所述第三照射光为蓝色光。
[0051] 在其它实施例，所述被检测物4上具有一凹陷区域（凹陷区域未显示），所述三原 色投影仪1发出一第一照射光（如白色光）投射至所述被检测物4,所述摄像头2拍摄所 述被检测物4并将拍摄图像传输至所述调控模组3,所述图像分析处理模块31将图像中图 元的灰度值与所述阈值进行比对分析，图像中对应所述凹陷区域部分的图元灰度值不在所 述阈值内，所述光线补偿模块32调整所述三原色投影仪1发出一第四照射光（如高亮度白 光）照射于所述凹陷区域。
[0052] 步骤6:输出图像
[0053] 请参阅图2所示，配合所述摄像头2拍摄出清晰的所述图像，触发所述摄像头2对 光线补偿后的所述被检测物4拍摄图像，将图像传输至所述调控模组3重复步骤5中的处 理，此过程循环至所述被检测物4影像中图元的灰度值均在所述阈值内。
[0054] 综合上述步骤可以得知，经过所述图像分析处理模块31针对所述摄像头2拍摄图 像的分析处理，根据所述三原色投影仪1与所述被检测物4的坐标映射关系，所述光线补偿 模块32调整所述三原色投影仪1发出不同颜色或不同亮度的照射光，使得所述三原色投影 仪1对所述被检测物4的局部区域进行光线色度或光线亮度的补偿，通过摄像头2拍摄出 清晰的所述被检测物4影像。
[0055] 请参阅图6所示，所述调控模组3设置成一集成芯片，将所述芯片装设于所述三原 色投影仪1中，减少所述调控模组3的占用空间，同时简化所述调控模组3与所述三原色投 影仪1之间的连接设计关系。在所述三原色投影仪1的应用中，所述三原色投影仪1的照 射光自镜头投射而出，而镜头相对而言往往比较小，为了扩大所述三原色投影仪1照射光 的照射范围，在所述三原色投影仪1的镜头前方装设一透镜模组7,所述三原色投影仪1的 照射光自所述透镜模组7的焦点位置处照射而出，如此所述三原色投影仪1的照射光经所 述透镜模组7后成彼此相互平行的照射光。
[0056] 综上所述，本发明摄像元件的摄像方法有下列有益效果：
[0057] 1.所述调控模组3将所述被检测物4影像中图元的性能参数与所述阈值比对分 析，对于性能参数不在所述阈值内的局部区域，所述调控模组3调整所述三原色投影仪1中 对应所述局部区域的发光区域，使得所述发光区域改变照射光的颜色或亮度照射于所述被 检测物4的局部区域，进而配合所述摄像头2拍摄出清晰的所述被检测物4影像。
[0058] 2.由于所述被检测物4往往并非单一的颜色，预先设定所述三原色投影仪1发出 均匀的白色光，白色光由三原色光混合而成，能拍摄出所述被检测物4上各种颜色区域的 图形。
[0059] 3.在所述三原色投影仪1与所述被检测物4之间增设一棱镜6,所述棱镜6与所 述三原色投影仪1的照射光光轴之间夹角为45度，使得所述摄像头2拍摄出的所述被检测 物4图像具有较高的亮度。
[0060] 4.在所述三原色投影仪1的镜头前方装设有一透镜模组7,所述透镜模组7用于 扩大所述三原色投影仪1的照射光范围。
[0061] 5.所述调控模组3设置成一集成芯片，将所述芯片装设于所述三原色投影仪1中， 减少所述调控模组3的占用空间，同时简化所述调控模组3与所述三原色投影仪1之间的 连接设计关系。
[〇〇62] 上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明的专利范围，所 以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。
【权利要求】
1. 一种摄像元件的摄像方法，其特征在于，所述摄像元件包括： 一三原色投影仪，所述三原色投影仪可以发出多种颜色和多种亮度的照射光，所述三 原色投影仪发出的照射光照射于一被检测物； 一摄像头，所述摄像头用于拍摄所述被检测物产生一图像，所述摄像头与所述三原色 投影仪照射方向不同； 一调控模组，所述调控模组包括一图像分析处理模块及一光线补偿模块，所述图像分 析处理模块用于对所述图像进行分析，所述光线补偿模块用以调整所述三原色投影仪照射 光的颜色或亮度； 所述三原色投影仪发出一第一照射光照射于所述被检测物，使所述摄像头拍摄所述被 检测物形成所述图像，将所述图像传输至所述调控模组，所述调控模组预先设定一阈值针 对所述图像图元的灰度值，所述图像分析处理模块将所述图像中局部的所述被检测物影像 图元的灰度值与所述阈值进行比对，对于所述被检测物影像灰度值不在所述阈值内的局部 区域，所述光线补偿模块调整所述三原色投影仪局部发出一第二照射光重新照射于所述被 检测物的局部区域，所述摄像头重新拍摄所述被检测物，直至所述摄像头拍摄的所述图像 中所述被检测物影像的每一图元均符合设定的所述阈值。
2. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：在所述摄像头拍摄所述被 检测物之前，预先建立所述三原色投影仪与所述被检测物之间的坐标映射关系。
3. 如权利要求2所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：针对所述摄像头拍摄的所 述图像，经过一图像检测模块判断所述被检测物是否存在于所述图像中，当所述被检测物 存在于所述图像中时，将所述图像传输至所述调控模组。
4. 如权利要求2所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：针对所述摄像头拍摄的所 述图像，经过一图像检测模块判断所述被检测物是否存在于所述图像中，当所述被检测物 不存在于所述图像中时，移动所述摄像头或所述被检测物后再次拍摄，此过程循环至所述 被检测物存在于所述图像中，将所述图像传输至所述调控模组。
5. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：在所述三原色摄影仪与所 述被检测物之间增设一棱镜，所述棱镜与所述三原色投影仪的照射光光轴之间夹角为45 度，所述三原色投影仪的照射光经所述棱镜后照射至所述被检测物。
6. 如权利要求5所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：所述摄像头与所述三原色 投影仪照射方向彼此相互垂直。
7. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：将所述调控模组装设于所 述三原色投影仪中。
8. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：在所述三原色投影仪的镜 头前方装设有一透镜模组，所述透镜模组用于扩大所述三原色投影仪的照射光范围。
9. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：所述三原色投影仪包括至 少一液晶面板及至少一滤光镜，所述滤光镜用于分离出三原色光线，所述液晶面板用于控 制三原色光线的混合率。
10. 如权利要求1所述的摄像元件的摄像方法，其特征在于：所述三原色投影仪包括至 少一数字微反射器及一色盘，所述数字微反射器具有多个微反射镜片，所述色盘具有红色、 绿色、蓝色三个区域。
【文档编号】H04N5/232GK104092941SQ201410340056
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】廖德林, 林文杰 申请人:深圳市得意自动化科技有限公司