特許 6262094 外観検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6262094

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20180104BHJP

   G01B 11/30 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/88 J

   G01B11/30 A

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-158020(P2014-158020)

(22)【出願日】2014年8月1日

(65)【公開番号】特開2016-35407(P2016-35407A)

(43)【公開日】2016年3月17日

【審査請求日】2017年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006932

【氏名又は名称】リコーエレメックス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】松尾 啓史

【審査官】 横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８１２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０２６５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５０８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６６３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１５９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２４３９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９１／１０１１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１７１１７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ライトシートに照らされることで、相対的に移動する検査対象面上に形成された、一方向に略沿って延びた線状の光の画像を、前記ライトシートと交叉した方向から撮像する撮像部と、
複数の線状の光の画像について、当該線状の光の画像の前記一方向に沿った各点での基準位置からのずれに応じて当該各点での高さに応じた輝度値を決定し、当該各点に対応した線状の光の画像の位置の経時変化に基づいて前記ずれ、前記高さ、または前記輝度値を補正して、前記検査対象面の前記一方向および当該一方向と直交する他方向の二次元の疑似画像データを生成する疑似画像データ生成部と、
前記疑似画像データの画像処理によって検査対象面における異常領域を決定する異常領域決定部と、
を備えた、外観検査装置。

【請求項2】

前記疑似画像データ生成部は、前記線状の光の画像の代表位置の経時変化の大きさが閾値を超えた場合に、前記補正を実行する、請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項3】

前記疑似画像データ生成部は、検査対象面の移動方向一方側への前記代表位置の閾値を超えた経時変化が生じた後、検査対象面の移動方向他方側への前記代表位置の閾値を超えた経時変化が生じた場合に、前記補正を実行する、請求項２に記載の外観検査装置。

【請求項4】

前記疑似画像データ生成部は、前記移動方向他方側への前記代表位置の閾値を超えた経時変化が、前記移動方向一方側への前記代表位置の閾値を超えた経時変化が生じてから、検査対象面の移動速度に応じた所定時間経過後の時刻を含む第一の時間範囲内に生じた場合に、前記補正を実行する請求項３に記載の外観検査装置。

【請求項5】

前記疑似画像データ生成部は、前記代表位置の経時変化の大きさが閾値を超えてから前記代表位置の経時変化の大きさが閾値を超えるまでの第二の時間範囲内の各時刻での、前記ずれ、前記高さ、または前記輝度値の補正を、前記第二の時間範囲の前および後の少なくとも一方の前記ずれに基づいて実行する、請求項３または４に記載の外観検査装置。

【請求項6】

前記疑似画像データ生成部は、前記線状の光の画像の、検査対象面の移動方向上流側の端部の位置の、経時変化の大きさが、対応する閾値を超えた後、前記線状の光の画像の、検査対象面の移動方向下流側の端部の位置の、経時変化の大きさが、対応する閾値を超えた場合に、前記補正を実行する請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項7】

前記疑似画像データ生成部は、前記移動方向一方側への前記移動方向上流側の端部の位置の閾値を超えた経時変化が生じた後、前記移動方向他方側への前記移動方向下流側の端部の位置の閾値を超えた経時変化が生じた場合に、前記補正を実行する請求項６に記載の外観検査装置。

【請求項8】

前記疑似画像データ生成部は、前記移動方向他方側への前記移動方向下流側の端部の位置の対応する閾値を超えた経時変化が、前記移動方向一方側への前記移動方向上流側の端部の位置の対応する閾値を超えた経時変化が生じてから、検査対象面の移動速度に応じた所定時間経過後の時刻を含む第一の時間範囲内に生じた場合に、前記補正を実行する請求項７に記載の外観検査装置。

【請求項9】

前記疑似画像データ生成部は、前記線状の光の画像の、検査対象面の移動方向上流側の端部の位置の経時変化が、対応する閾値を超えてから、前記線状の光の画像の、移動方向下流側の端部の位置の経時変化が、対応する閾値を超えるまでの第二の時間範囲内の各時刻での、前記ずれ、前記高さ、または前記輝度値の補正を、前記第二の時間範囲の前および後の少なくとも一方の前記ずれに基づいて実行する、請求項６〜８のうちいずれか一つに記載の外観検査装置。

【請求項10】

ライトシートに照らされることで、相対的に移動する検査対象面上に形成された、一方向に略沿って延びた線状の光の画像を、前記ライトシートと交叉した方向から撮像する撮像部と、
複数の線状の光の画像について、当該線状の光の画像の前記一方向に沿った各点での基準位置からのずれに応じて当該各点での高さに応じた輝度値を決定し、当該各点に対応した線状の光の画像の位置の、副走査方向の単位長さあたりの変化量に基づいて前記ずれ、前記高さ、または前記輝度値を補正して、前記検査対象面の前記一方向および当該一方向と直交する他方向の二次元の疑似画像データを生成する疑似画像データ生成部と、
前記疑似画像データの画像処理によって検査対象面における異常領域を決定する異常領域決定部と、
を備えた、外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外観検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所謂光切断法によって、検査対象面の三次元形状に対応した画像を得ることが可能な外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。光切断法による外観検査装置では、例えば、検査対象面に照射された線状の光の位置や形状に基づいて検査対象領域の各位置での高さが算出され、さらに当該高さに応じた各位置での輝度値が設定されることにより当該各位置の高さに対応した二次元の疑似画像が生成され、当該疑似画像に対する画像処理によって各位置での高さに応じた輝度値に基づいて凹凸としての不良が検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１４１２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の外観検査装置では、線状の光の中心の位置の基準位置とのずれに応じて高さが算出されていた。発明者らの鋭意研究により、このようなずれに基づく高さの算出に伴う不都合をより減らすことが可能な、新規な構成を見出すに至った。

【0005】

すなわち、実施形態の課題の一つは、光切断法による外観検査装置において、線状の光の位置の基準位置とのずれに応じて高さを算出する場合により不都合を減らすことが可能な新規な構成を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の外観検査装置にあっては、一例としては、ライトシートに照らされることで、相対的に移動する検査対象面上に形成された、一方向に略沿って延びた線状の光の画像を、ライトシートと交叉した方向から撮像する撮像部と、複数の線状の光の画像について、当該線状の光の画像の一方向に沿った各点での基準位置からのずれに応じて当該各点での高さに応じた輝度値を決定し、当該各点に対応した線状の光の画像の位置の経時変化に基づいてずれ、高さ、または輝度値を補正して、検査対象面の一方向および当該一方向と直交する他方向の二次元の疑似画像データを生成する疑似画像データ生成部と、疑似画像データの画像処理によって検査対象面における異常領域を決定する異常領域決定部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の外観検査装置によれば、一例としては、線状の光の画像の領域の幅または端部の位置の経時変化に基づいて補正を行うことによって、高さの算出における不都合がより減りやすい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の外観検査装置の一例が示された模式的な斜視図である。

【図2】図２は、実施形態の外観検査装置で得られた検査対象領域に当てられた線状の光の一例が示された模式的な平面図である。

【図3】図３は、実施形態の外観検査装置の一例が示された模式的なブロック図である。

【図4】図４は、実施形態の外観検査装置の制御部の一例が示された模式的なブロック図である。

【図5】図５は、実施形態の外観検査装置による補正方法の一例が示されたフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態の外観検査装置で得られた線状の光の画像の基準位置に対する領域の経時変化の一例が示された模式図である。

【図7】図７は、実施形態の外観検査装置で得られた線状の光の画像の基準位置に対する領域の経時変化の別の一例が示された模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成や制御以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成や制御によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。

【0010】

本実施形態では、一例として、図１〜４に示される外観検査装置１は、検査対象物１００を撮像した画像に基づいて、当該検査対象物１００の検査対象面１０１の検査を行う。図３に示されるように、外観検査装置１は、光源２や、撮像部３、制御部４０、搬送装置５（搬送部）、表示装置６（表示部）、入力装置７（入力部）、搬送状態センサ８（速度センサ）等を備える。

【0011】

図１，２に示されるように、光源２は、ライトシートＬＳ（シート状の光、平坦なカーテン状の光、スリット光）を出射し、検査対象面１０１に線状の光Ｌを照射する。光源２は、例えば、輝線照射用のレーザ光源等である。ライトシートＬＳは、例えば、レーザーライトシートである。撮像部３は、ライトシートＬＳと交叉する方向から検査対象領域Ａを含む検査対象面１０１上の二次元領域を撮像する。

【0012】

図１に示されるように、光源２は、検査対象面１０１の法線方向（図１中のＺ方向）と線状の光Ｌ（検査対象領域Ａ）の幅方向（図１，２中のＹ方向、主走査方向）との間の斜め方向（斜め上方向）から、線状の検査対象領域Ａを照らしている。検査対象面１０１が平面であった場合、検査対象面１０１上の光Ｌ（輝線）は直線状である。しかしながら、検査対象面１０１が凸部を有していた場合、検査対象面１０１が平面であった場合の光Ｌを基準線Ｒ（直線、基準位置）とすると、当該凸部に当たった光Ｌは、基準線Ｒから光源２側（光源２に近い側）にずれる。また、逆に、検査対象面１０１が凹部を有していた場合、当該凹部に当たった光Ｌは、基準線Ｒから光源２とは反対側（光源２から遠い側）にずれる。すなわち、撮像部３で撮像した画像中の光Ｌの位置（形状、基準線Ｒからのずれ）によって、検査対象面１０１の凹凸ならびに当該凹凸の程度（凸部の高さ、凹部の深さ、法線方向における位置）を判別することができる。なお、ライトシートＬＳの出射方向ならびに撮像部３による撮像方向は、種々に設定することが可能である。

【0013】

撮像部３は、ライトシートＬＳと交叉した方向であり、かつ検査対象面１０１の上方（本実施形態では、一例として法線方向に離れた位置）から、少なくとも検査対象領域Ａにおける光Ｌの画像を撮像する。撮像部３は、例えば、二次元に配列された光電変換素子（光電変換部）を有したエリアセンサ（固体撮像素子、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等）である。

【0014】

搬送装置５は、検査対象物１００を光Ｌ（検査対象領域Ａ）の幅方向（検査対象物１００の長手方向、図１，２中のＸ方向、副走査方向）に搬送し、検査対象面１０１における検査対象領域Ａを移動させる。これにより、検査対象面１０１の二次元領域について、データが取得される。なお、検査対象物１００が固定され、光源２や撮像部３等が検査対象面１０１に沿って移動する構成（搬送装置５によって動かされる構成）であってもよい。

【0015】

また、外観検査装置１は、図３に示されるように、制御部４０（例えばＣＰＵ（central processing unit）等）や、ＲＯＭ４１（read only memory）、ＲＡＭ４２（random access memory）、補助記憶装置４３、コントローラ４４〜４９等を備えることができる。補助記憶装置４３は、例えばＨＤＤ（hard disk drive）や、ＳＳＤ（solid state drive）、フラッシュメモリ等である。コントローラ４４は、制御部４０からの制御信号に基づいて、光源２の発光（オン、オフ）等を制御する。コントローラ４５は、制御部４０からの制御信号に基づいて、撮像部３による撮像を制御する。コントローラ４６は、制御部４０から受けた制御信号に基づいて、搬送装置５を制御し、検査対象物１００の搬送（開始、停止、速度等）を制御する。コントローラ４７は、制御部４０からの制御信号に基づいて、表示装置６（例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等）を制御する。コントローラ４８は、入力装置７（例えば、キーボードや、つまみ、操作ボタン、タッチパネル等）での入力操作に応じたデータを、制御部４０に送る。コントローラ４９は、搬送状態センサ８（例えば、搬送装置５の回転源の回転部分に設けられたロータリエンコーダ）からの信号（例えば、パルス信号）やデータを、制御部４０に送る。

【0016】

また、制御部４０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ４１や補助記憶装置４３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ４２は、制御部４０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図３に示されるハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部４０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。

【0017】

また、本実施形態では、一例として、制御部４０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、外観検査装置１の少なくとも一部として機能（動作）する。すなわち、図４に示されるように、制御部４０は、光照射制御部４０ａや、撮像制御部４０ｂ、搬送制御部４０ｃ、画像処理部４０ｄ、可変設定部４０ｅ、表示制御部４０ｆ等として機能する。プログラムには、図４に示される各部に対応したモジュールが含まれる。

【0018】

画像処理部４０ｄは、線状画像取得部４０ｇや、エッジ検出部４０ｈ、画素ずれ量算出部４０ｉ、経時変化量算出部４０ｊ、記憶制御部４０ｋ、開始終了検出部４０ｍ、疑似画像データ生成部４０ｎ、補正部４０ｐ、異常領域決定部４０ｒ等を含む。光照射制御部４０ａは、コントローラ４４を制御し、ひいては、光源２を制御する。撮像制御部４０ｂは、コントローラ４５を制御し、ひいては、撮像部３を制御する。搬送制御部４０ｃは、コントローラ４６を制御し、ひいては、搬送装置５を制御する。画像処理部４０ｄは、撮像部３が取得した画像データを画像処理する。また、表示制御部４０ｆは、コントローラ４７を制御し、ひいては、表示装置６を制御する。

【0019】

画像処理部４０ｄの疑似画像データ生成部４０ｎは、複数の検査対象領域Ａ（図１，２参照）の各点（検査対象領域Ａの長手方向（Ｙ方向）の各点）に対応した光Ｌの画像の基準線Ｒ（基準位置）からのずれに応じて、当該各点での輝度値を決定することにより、二次元の疑似画像データを生成する。輝度値は、検査対象領域Ａの各点の高さに応じた値となる。一例として、疑似画像データ生成部４０ｎは、各位置での基準線Ｒから光源２に近い側（図１の左上側）へのずれが大きいほど輝度値を高く設定し（画素（点）を明るくし）、光源２から遠い側（図１の右下側）へのずれが大きいほど輝度値を低く設定する（画素を暗くする）。これにより、疑似画像は、検査対象領域Ａの二次元の外観に近い画像となる。表示制御部４０ｆは、疑似画像が表示されるよう、表示装置６を制御することができる。疑似画像は、検査対象面１０１の凹凸の状態（大きさや、位置等）を視覚的に判断しやすいという利点も有している。

【0020】

発明者らの鋭意研究により、検査対象面１０１の表面性状（色、材質、面粗さ等）によって線状の光Ｌの画像の領域（幅）が変化し、これに伴って、従来の方法では、検査対象面１０１の高さの誤検知が生じる場合があることが判明した。この現象の一例が、図６が参照されつつ説明される。図６には、平らな（凹凸の無い）検査対象面１０１に、黒色領域と白色領域とがあり、検査対象物１００の搬送（移動）によって、線状の光Ｌならびに検査対象領域Ａが黒色領域から白色領域に移動する場合の、検査対象領域Ａ内のＹ方向の１点（例えば、図２中の位置Ｐ）における、線状の光Ｌの画像ＩＬのＸ方向の領域（幅）の経時変化が例示されている。図６では、横軸は時刻（ｔ）、縦軸は各画素の基準線Ｒに対する搬送方向（移動方向、図１のＸ方向）の位置（ｘ）であり、図６の右側に向かうほど時刻（タイミング）が遅く、図６の下側に向かうほど画素の位置が搬送方向下流側である。図６では、各時刻ｔにおける線状の光Ｌの画像ＩＬの領域（幅、範囲、区間）が、ドットパターンで示されている。なお、図６では、各画素の輝度値が、閾値に対する大小（高低）によって、二値化されている。ドットパターン内は、輝度値が閾値以上である画素の領域である。また、図６において、線状の光Ｌの画像ＩＬの上端ｘｌは搬送方向上流側の端部（エッジ）であり、線状の光Ｌの画像ＩＬの下端ｘｔは搬送方向下流側の端部（エッジ）である。検査対象面１０１の搬送によって、まずは、線状の光Ｌの搬送方向上流側の端部が、黒色領域から出て白色領域に入る。黒色領域は光の反射率が低く、白色領域は光の反射率が高い。このため、白色領域では黒色領域に比べて線状の光Ｌの領域（幅）が拡大する。よって、図６に示されるように、まずは時刻ｔ１からｔ２にかけて、線状の光Ｌの画像ＩＬの搬送方向上流側の端部ｘｌが、搬送方向上流側に向けて拡大する。ただし、線状の光Ｌが白色領域に進入した当初の状態では、線状の光Ｌの搬送方向下流側の端部は、白色領域には進入していない。よって、図６に示されるように、線状の光Ｌの画像ＩＬの搬送方向下流側の端部ｘｔの位置は、変化しない。その後、時刻ｔ３からｔ４にかけて、線状の光Ｌの搬送方向下流側の端部（近傍の領域、手前の領域）が、黒色領域から出て白色領域へ入る。これに伴って、線状の光Ｌの画像ＩＬの搬送方向下流側の端部ｘｔが、搬送方向下流側に向けて拡大する。時刻ｔ４（＋α）以降は、線状の光Ｌの全域が白色領域内に入るため、線状の光Ｌの画像ＩＬにおける搬送方向上流側の端部ｘｌならびに搬送方向下流側の端部ｘｔの双方の位置が変化しない。すなわち、線状の光Ｌの画像ＩＬについては、まずは時刻ｔ１からｔ２にかけて、搬送方向上流側の端部ｘｌが搬送方向上流側に移動するとともに、搬送方向の幅Ｗ１が幅Ｗ２へ広がる。時刻ｔ２からｔ３にかけては、端部ｘｌ，ｘｔの位置ならびに幅Ｗ２は変化しない。時刻ｔ３からｔ４にかけては、搬送方向下流側の端部ｘｔが搬送方向下流側に移動するとともに、搬送方向の幅Ｗ２が幅Ｗ３に広がる。従来は、画像処理によって線状の光Ｌの画像ＩＬの中心の位置Ｃが算出され、この位置Ｃの基準位置Ｒからのずれに応じて高さが算出されていた。このため、図６に示されるように、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて、線状の光Ｌの画像ＩＬの中心の位置Ｃの、基準位置Ｒからのずれが生じ、本来は高さの変化が無い期間であるにも拘わらず、高さが変化しているかのような結果（高さ、ひいては凹凸についての誤った検出結果）が得られていた。

【0021】

そこで、本実施形態では、一例として、画像処理部４０ｄ（制御部４０）は、線状画像取得部４０ｇや、エッジ検出部４０ｈ、画素ずれ量算出部４０ｉ、経時変化量算出部４０ｊ、記憶制御部４０ｋ、開始終了検出部４０ｍ、補正部４０ｐ等を有している。以下、図５が参照されて、検査対象面１０１の表面性状が変化する遷移期間Ｔｔ（図６参照、第二の時間範囲）における誤検知を抑制する画像処理部４０ｄ（制御部４０）の演算処理の一例が説明される。

【0022】

まず、制御部４０は、線状画像取得部４０ｇとして機能し、線状の光Ｌの画像ＩＬを取得する（Ｓ１０）。次に、制御部４０は、エッジ検出部４０ｈとして機能し、線状の光Ｌの画像ＩＬのＹ方向の各位置（各点）におけるＸ方向のエッジ（端部）を検出する（Ｓ１１）。このＳ１１で、画像ＩＬの搬送方向（移動方向、Ｘ方向、検査対象領域Ａの幅方向）の上流側の端部ｘｌならびに下流側の端部ｘｔの各位置が取得される。次に、制御部４０は、画素ずれ量算出部４０ｉとして機能し、上流側の端部ｘｌの位置ならびに下流側の端部ｘｔの位置から代表位置（例えば中点）を取得し、当該代表位置における基準位置Ｒからの画素ずれ量（一例としては、図６の中点Ｃの基準位置Ｒからのずれ量、Ｘ方向の位置座標）を算出する（Ｓ１２）。

【0023】

次に、制御部４０は、経時変化量算出部４０ｊとして機能し、画素ずれ量の経時変化を算出する（Ｓ１３）。Ｓ１３での算出にあたり、記憶部５０には、過去の一定期間における画素ずれ量が記憶されている。記憶部５０は、不揮発性の書き換え可能な記憶部であって、例えば、補助記憶装置４３である。Ｓ１３では、画素ずれ量の時間微分（単位時間あたりの変化率）を算出する。時間微分は、現時刻（最新時刻）での画素ずれ量と一つ前の時刻での画素ずれ量との差分として算出されうるし、あるいは、現時刻での画素ずれ量と現時刻より前の複数の時刻での画素ずれ量とを用いた差分として算出されうる。次に、制御部４０は、記憶制御部４０ｋ（ライト処理部、書込部、書換部、更新処理部）として機能し、記憶部５０に記憶されるデータ（情報）を更新する（書き換える）（Ｓ１４）。記憶部５０には、例えば、Ｙ方向の各位置での各時刻における、画素ずれ量や、上流側の端部ｘｌの位置座標、下流側の端部ｘｔの位置座標、画素ずれ量の経時変化量等が、記憶されうる。

【0024】

次に、制御部４０は、開始終了検出部４０ｍ（遷移期間検出部）として機能し、検査対象面１０１の表面状態が変化する遷移期間（遷移区間）が開始されたことあるいは終了されたことを検出する（Ｓ１５）。Ｓ１５において、開始終了検出部４０ｍは、遷移期間の開始あるいは終了を、以下に例示される手法で検出されうる。

【0025】

＜１．線状の光の画像の代表位置の経時変化＞
図６からわかるように、遷移期間Ｔｔにおいて、代表位置（例えば、線状の光Ｌの画像ＩＬの搬送方向上流側の端部ｘｌと搬送方向下流側の端部ｘｔとの中点ＣのＸ方向の位置）は、時間の経過に応じて比較的急に変化する。したがって、代表位置の経時変化（時間微分、単位時間あたりの代表位置の変化量、代表位置の時間変化率、図６のグラフにおける中点Ｃの傾き）に対応した閾値が設定され、代表位置の経時変化が閾値と同じかあるいは超えた場合に、遷移期間Ｔｔの開始を検出することができる。
また、代表位置（例えば、中点Ｃの位置）は、遷移期間Ｔｔの開始時には、搬送方向一方側（図６の例では、搬送方向上流側、図６の上側）に移動し、遷移期間Ｔｔの終了時には、搬送方向他方側（図６の例では、搬送方向下流側、図６の下側）に移動する。このように、遷移期間Ｔｔの開始時と遷移期間Ｔｔの終了時とで、代表位置の移動方向が異なる（相反する）。なお、図示されないが、線状の光Ｌが検査対象面１０１の白色領域から黒色領域に移動した場合にあっては、遷移期間Ｔｔの開始時には代表位置は搬送方向下流側へ移動し、遷移期間Ｔｔの終了時には代表位置は搬送方向上流側へ移動する。したがって、代表位置の搬送方向の一方側への経時変化が閾値と同じかあるいは超えた後、代表位置の搬送方向の他方側への経時変化が閾値と同じかあるいは超えた場合に、前者を遷移期間Ｔｔの開始、後者を遷移期間Ｔｔの終了として検出することができる。開始時の閾値と終了時の閾値とは、一例としては、同じ値を用いることができる。
さらに、遷移期間Ｔｔの開始時において閾値を超える代表位置の経時変化が生じた時刻（例えば、開始時の経時変化が終了した時刻ｔ２）と、遷移期間Ｔｔの終了時において閾値を超える代表位置の経時変化が生じた時刻（例えば、終了時の経時変化が終了した時刻ｔ４）との間の時間δｔ（所定時間）は、線状の光Ｌの幅と、検査対象面１０１の搬送速度とで、定まる。したがって、例えば、画像ＩＬの幅Ｗ１と、搬送速度Ｖとから、時間δｔは、
δｔ≒Ｗ１／Ｖ ・・・ （１）
の式から、算出することができる。ここで、幅Ｗ１の値は、例えば、拡散率が低い状態での値等が用いられるが、これには限定されない。式（１）を用いて、例えば、遷移期間Ｔｔの終了時における経時変化が、遷移期間Ｔｔの開始時における経時変化が生じてから、移動速度Ｖに応じた所定期間δｔ経過後を含む所定時間範囲Ｔｍ（第一の時間範囲）内に生じた場合、すなわち、図６の場合、例えば、時刻ｔ４と時刻ｔ２との時間差が、所定期間δｔに対して許容範囲（所定時間範囲Ｔｍ）内であるとして、
δｔ−Ｔｍ／２≦ｔ４−ｔ２≦δｔ＋Ｔｍ／２ ・・・（２）
が満たされることを条件として、時刻ｔ２で終わる開始時の経時変化と、時刻ｔ４で終わる終了時の経時変化とが生じたことが検出されてもよい。
なお、凹部や凸部によって、偶々、表面性状の変化の場合と同一の中点Ｃの経時変化が生じる可能性は低い。また、表面性状による経時変化の態様が予め把握されている状況であれば、表面性状による経時変化と凹部や凸部による経時変化とを所要の精度で識別することは可能である。

【0026】

＜２．線状の光の画像の端部の位置の経時変化＞
図６からわかるように、遷移期間Ｔｔにおいて、線状の光Ｌの画像ＩＬの搬送方向上流側の端部ｘｌと搬送方向下流側の端部ｘｔの位置（Ｘ方向の位置）は、時間の経過に応じて比較的急に変化する。したがって、端部ｘｌ，ｘｔの位置の経時変化に対応した閾値が設定され、端部ｘｌ，ｘｔの位置の経時変化（時間微分、単位時間あたりの位置の変化量、位置の時間変化率、図６のグラフにおける端部ｘｌ，ｘｔの傾き）が閾値と同じかあるいは超えた場合に、遷移期間Ｔｔの開始を検出することができる。
また、遷移期間Ｔｔの開始時には、搬送方向上流側（図６の上側）の端部ｘｌが搬送方向の一方側へ移動し、遷移期間Ｔｔの終了時には、搬送方向他方側（図６の例では、搬送方向下流側、図６の下側）の端部ｘｔが搬送方向の他方側へ移動する。このように、遷移期間Ｔｔの開始時と遷移期間Ｔｔの終了時とで、移動する端部ｘｌ，ｘｔとその移動方向とが異なる（相反する）。したがって、搬送方向上流側の端部ｘｌの位置の搬送方向の一方側への経時変化が閾値と同じかあるいは超えた後、搬送方向下流側の端部ｘｔの位置の搬送方向の他方側への経時変化が閾値と同じかあるいは超えた場合に、前者を遷移期間Ｔｔの開始、後者を遷移期間Ｔｔの終了として検出することができる。開始時の閾値と終了時の閾値とは、一例としては、同じ値を用いることができる。
さらに、搬送方向上流側の端部ｘｌの位置の搬送方向の一方側への閾値を超える経時変化が生じてから、搬送方向下流側の端部ｘｔの位置の搬送方向の他方側への閾値を超える経時変化が生じるまでの経過時間も、上記代表位置の場合と同様である。したがって、端部ｘｌ，ｘｔの位置についても、式（１）および式（２）を用いた開始および終了の検出が可能である。
なお、上述した遷移期間の開始および終了の検出、ならびに後述する補正の演算処理は、検査対象領域Ａ上のＹ方向の各点（全点）で実行可能である。

【0027】

次に、制御部４０は、記憶制御部４０ｋとして機能し、遷移期間Ｔｔの開始あるいは終了が検出された場合に、検出された遷移期間Ｔｔの開始時刻ｔ１、終了時刻ｔ４を記憶するとともに、ステータス情報を更新する（Ｓ１６）。ステータス情報は、遷移期間Ｔｔの開始が検出されたこと、遷移期間Ｔｔの終了が検出されたこと、あるいは遷移期間Ｔｔ外であることを識別可能な情報である。具体的には、ステータス情報は、例えば、２ビットのデータ（フラグ）であることができる。ステータス情報は、例えば、ＲＡＭ４２や、補助記憶装置４３等に記憶されうる。以降のＳ１７やＳ１９での判断は、このステータス情報に基づいて実行されうる。

【0028】

遷移期間Ｔｔ外である場合（Ｓ１７でＹｅｓ）、制御部４０は、疑似画像データ生成部４０ｎとして機能し、各点（検査対象領域Ａの長手方向（Ｙ方向）の各点）に対応した線状の光Ｌの代表位置（例えば中点Ｃ）の基準線Ｒ（基準位置）からのずれに応じて、当該各点での輝度値を決定することにより、疑似画像データを生成する（Ｓ１８）。Ｓ１７でＮｏの場合、Ｓ１９へ進む。

【0029】

遷移期間Ｔｔ終了後、所定時間（例えば、図６のＴ２）が経過した時点で（Ｓ１９でＹｅｓ）、制御部４０は、補正部４０ｐとして機能し、遷移期間Ｔｔ内のデータを補正する（Ｓ２０）。Ｓ２０で、補正部４０ｐは、遷移期間Ｔｔ内における各時刻ｔでの中点Ｃｍ（代表値）の値を、例えば、遷移期間Ｔｔ外の中点Ｃ（例えば、遷移期間Ｔｔに隣接した期間Ｔ１内の複数の中点Ｃならびに期間Ｔ２内の複数の中点Ｃ）の値の内挿によって算出する。内挿は、具体的には、線形補間やスプライン補間等で行われうる。これにより、図６の例では、遷移期間Ｔｔで上下変動していた中点Ｃの値が、変化しない一定の中点Ｃｍの値に補正される。図６は、高さの変動が無く、検査対象面１０１の色だけが変化した場合が例示されており、妥当な補正結果となる。一方、図７には、検査対象面１０１の色が変化するとともに、当該色の変化によって線状の光Ｌの画像ＩＬが変化する遷移期間Ｔｔにおいて、検査対象面１０１の高さが漸増する（検査対象面１０１が傾斜している）例が示されている。この場合も、補正部４０ｐは、遷移期間Ｔｔ外（例えば、期間Ｔ１，Ｔ２）の中点Ｃの値の内挿（例えば、スプライン補間）によって、遷移期間Ｔｔ内の中点Ｃｍの値を算出することができる。

【0030】

次に、制御部４０は、疑似画像データ生成部４０ｎとして機能し、遷移期間Ｔｔでの補正されたデータに基づいて、当該遷移期間Ｔｔにおける疑似画像データを生成する（Ｓ２１）。

【0031】

異常領域決定部４０ｒは、得られた疑似画像データの画像処理によって、異常領域を検出する。異常領域決定部４０ｒは、公知の手法により、参照データとのパターンマッチングによって一致しない領域や、所定の閾値以上の大きさ（高さや広さ）の凸部（突出部、突起）や凹部（開口部、穴）等の領域を、異常領域として検出する。表示制御部４０ｆは、検出された異常領域を示す画像が表示されるよう、コントローラ４７ひいては表示装置６を制御する。この際、表示制御部４０ｆは、異常領域を示す画像が、疑似画像データとともに表示装置６に表示されるよう、制御することができる。

【0032】

なお、以上の制御部４０による演算処理は、「時刻」を「副走査方向（検査対象面の移動方向）の位置（疑似画像データの座標）」に、「時間」を「副走査方向の区間（長さ）」に、また「経時変化（量）」を「副走査方向の単位長さあたりの変化量」にそれぞれ置き換えて、実行することができる。

【0033】

また、可変設定部４０ｅは、例えば、表示装置６での表示にしたがったオペレータによる入力装置７での操作に応じて、閾値や、時間等の各種パラメータを可変設定することができる。

【0034】

以上、説明したように、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、線状の光Ｌの画像ＩＬの一方向に沿った各点に対応した、線状の光Ｌの画像ＩＬの位置の経時変化に基づいて、ずれ、高さ、または輝度値を補正する。よって、本実施形態によれば、一例としては、検査対象面１０１の高さとは異なる要因で画像ＩＬが変化した場合に、当該画像ＩＬに基づくずれ、高さ、または輝度値を補正することができる。よって、本実施形態によれば、一例としては、高さの算出における不都合な事象が減りやすい。また、検査対象面１０１の性状に起因する誤検出が抑制されやすい。なお、上記実施形態では、検査対象面１０１の色が異なる部分の境界での補正が例示されたが、本発明によれば、色以外の表面性状（例えば、面粗度、材質、塗装の有無、反射率、吸収率等）に基づく画像ＩＬの差を反映して、補正が実行されうる。

【0035】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、線状の光Ｌの画像ＩＬの代表位置（例えば、中点Ｃの位置）の経時変化の大きさが閾値を超えた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、一例としては、高さとは異なる要因で代表位置の変化が生じて補正の実行が望ましい場合（状態、遷移期間Ｔｔ）が、より容易にあるいはより精度良く検出されやすい。

【0036】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、検査対象面１０１の移動方向一方側への代表位置の閾値を超えた経時変化が生じた後、検査対象面１０１の移動方向他方側への代表位置の閾値を超えた経時変化が生じた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、一例としては、検査対象面１０１の表面性状の変化によって画像ＩＬの幅が変化する場合が、実際の変化の仕方に応じて、より容易にあるいはより精度良く検出されやすい。

【0037】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、移動方向他方側への代表位置の閾値を超えた経時変化が、移動方向一方側への代表位置の閾値を超えた経時変化が生じてから（時刻ｔ２後）、検査対象面１０１の移動速度に応じた所定時間δｔ経過後の時刻ｔ４を含む時間範囲Ｔｍ内に生じた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、一例としては、画像ＩＬの幅が変化する場合が、搬送速度（移動速度）に応じて、より一層容易にあるいはより一層精度良く検出されやすい。

【0038】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、代表位置の経時変化の大きさが閾値を超えてから代表位置の経時変化の大きさが次に閾値を超えまでの時間範囲（遷移期間Ｔｔ）内の各時刻での、ずれ、高さ、または輝度値の補正を、時間範囲の前および後の少なくとも一方のずれに基づいて実行してもよい。この場合には、一例としては、ずれ、高さ、または輝度値の補正が、より精度よく実行されやすい。

【0039】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、線状の光Ｌの画像ＩＬの、検査対象面１０１の移動方向上流側の端部ｘｌの位置の、経時変化の大きさが、対応する閾値を超えた後、線状の光Ｌの画像ＩＬの、検査対象面１０１の移動方向下流側の端部ｘｔの位置の、経時変化の大きさが、対応する閾値を超えた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、補正が必要な場合（状態、遷移期間Ｔｔ）が、より容易にあるいはより精度良く検出されやすい。

【0040】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、移動方向一方側への移動方向上流側の端部ｘｌの位置の閾値を超えた経時変化が生じた後、移動方向他方側への移動方向下流側の端部ｘｔの位置の閾値を超えた経時変化が生じた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、検査対象面１０１の表面性状の変化によって画像ＩＬの幅が変化する場合が、実際の変化の仕方に応じて、より容易にあるいはより精度良く検出されやすい。

【0041】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、移動方向他方側への移動方向下流側の端部ｘｔの位置の閾値を超えた経時変化が、移動方向一方側への移動方向上流側の端部ｘｌの位置の閾値を超えた経時変化が生じてから（時刻ｔ２後）、検査対象面１０１の移動速度に応じた所定時間δｔ経過後の時刻ｔ４を含む時間範囲Ｔｍ内に生じた場合に、補正を実行してもよい。この場合には、一例としては、画像ＩＬの幅が変化する場合が、搬送速度（移動速度）に応じて、より一層容易にあるいはより一層精度良く検出されやすい。

【0042】

また、本実施形態では、一例として、補正部４０ｐは、線状の光Ｌの画像ＩＬの、検査対象面１０１の移動方向上流側の端部ｘｌの位置の、経時変化の大きさが、対応する閾値を超えてから、線状の光Ｌの画像ＩＬの、移動方向下流側の端部ｘｔの位置の、経時変化の大きさが、次に対応する閾値を超えるまでの時間範囲（遷移期間Ｔｔ）内の各時刻での、ずれ、高さ、または輝度値の補正を、時間範囲の前および後の少なくとも一方のずれに基づいて実行してもよい。この場合には、一例としては、ずれ、高さ、または輝度値の補正が、より精度よく実行されやすい。

【0043】

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、検査対象物は、例えば、円環状のもの（例えば、タイヤ等）など、帯状以外の物であってもよい。また、代表位置は中点以外であってもよい。また、代表位置は、二値化されていない輝度値のデータの重心であってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１…外観検査装置、３…撮像部、４０ｎ…疑似画像データ生成部、４０ｒ…異常領域決定部、１０１…検査対象面、Ｃ…中点（代表位置）、ＩＬ…（線状の光の）画像、Ｌ…線状の光、ＬＳ…ライトシート、δｔ…所定時間、Ｔｍ…（第一の）時間範囲、Ｔｔ…遷移期間（第二の時間範囲）、Ｒ…基準位置、ｘｌ…（移動方向上流側の）端部、ｘｔ…（移動方向下流側の）端部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】