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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025040897
(43)【公開日】2025-03-25
(54)【発明の名称】撮像装置および撮像方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/88 20060101AFI20250317BHJP
【ＦＩ】
G01N21/88 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023147986
(22)【出願日】2023-09-12
(71)【出願人】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】内田 雄太
(72)【発明者】
【氏名】中川 倫宏
【テーマコード（参考）】
2G051
【Ｆターム（参考）】
2G051AB07
2G051CA04
2G051CB01
2G051DA08
2G051EA23
2G051EB01
(57)【要約】
【課題】ワークの表面を適切に検査する。
【解決手段】撮像装置１０は、曲面形状を有するワーク２０を撮像するカメラ１１と、ワーク２０に対して光を照射する照明装置１２と、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０をカメラ１１の光軸Ａ１と交差する回動軸Ａ２まわりに回動させることによってカメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々でのワーク２０をカメラ１１によりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得し、複数の撮像画像を合成して合成画像を生成する制御装置１４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】撮像装置１０は、曲面形状を有するワーク２０を撮像するカメラ１１と、ワーク２０に対して光を照射する照明装置１２と、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０をカメラ１１の光軸Ａ１と交差する回動軸Ａ２まわりに回動させることによってカメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々でのワーク２０をカメラ１１によりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得し、複数の撮像画像を合成して合成画像を生成する制御装置１４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
曲面形状を有するワークを撮像するカメラと、
前記ワークに対して光を照射する照明装置と、
前記カメラおよび前記照明装置に対して相対的に前記ワークを前記カメラの光軸と交差する回動軸まわりに回動させることによって前記カメラおよび前記照明装置に対して相対的に前記ワークの姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々での前記ワークを前記カメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得し、前記複数の撮像画像を合成して合成画像を生成する制御装置と、
を備える、
撮像装置。
前記ワークに対して光を照射する照明装置と、
前記カメラおよび前記照明装置に対して相対的に前記ワークを前記カメラの光軸と交差する回動軸まわりに回動させることによって前記カメラおよび前記照明装置に対して相対的に前記ワークの姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々での前記ワークを前記カメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得し、前記複数の撮像画像を合成して合成画像を生成する制御装置と、
を備える、
撮像装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記合成画像を生成する前に、前記複数の撮像画像の各々において前記ワークが表示される領域の寸法が、前記互いに異なる複数の姿勢における特定の姿勢での前記ワークを前記カメラにより撮像した場合に得られる画像において前記ワークが表示される領域の寸法と一致するように、前記複数の撮像画像の少なくとも一部を補正する、
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記複数の撮像画像の各々から輝度が第１閾値を上回る第１領域を除いて、前記合成画像を生成する、
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記複数の撮像画像の各々から輝度が第２閾値を下回る第２領域を除いて、前記合成画像を生成する、
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記合成画像に基づいて、前記ワークの表面に形成されている傷を検出する、
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記カメラおよび前記照明装置を回動させずに、前記ワークを前記回動軸まわりに回動させることによって、前記ワークの姿勢を変化させる、
請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項7】
曲面形状を有するワークを撮像するカメラ、および、前記ワークに対して光を照射する照明装置に対して相対的に前記ワークを前記カメラの光軸と交差する回動軸まわりに回動させることによって前記カメラおよび前記照明装置に対して相対的に前記ワークの姿勢を変化させることと、
コンピュータが、互いに異なる複数の姿勢の各々での前記ワークを前記カメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得することと、
前記コンピュータが、前記複数の撮像画像を合成して合成画像を生成することと、
を含む、
撮像方法。
コンピュータが、互いに異なる複数の姿勢の各々での前記ワークを前記カメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得することと、
前記コンピュータが、前記複数の撮像画像を合成して合成画像を生成することと、
を含む、
撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【0002】
生産現場において、ワークの表面の検査が行われている。例えば、特許文献１に開示されているように、ワークに対して光を照射した状態でワークをカメラにより撮像し、得られた画像を用いて、ワークの表面の傷の有無等の検査を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－０３８２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ワークが曲面形状を有する場合、ワークの表面における光の反射方向は、表面上の位置によって異なる。それにより、ワークが映る画像に、輝度が過度に高い領域、または、輝度が過度に低い領域が含まれる場合がある。例えば、ワークに対して照射された光の一部がカメラに向かって反射し、得られる画像の一部が白飛びするハレーションと呼ばれる現象が生じる場合がある。ハレーション等が生じると、ワークの表面を適切に検査することが困難となり得る。
【0005】
本開示の目的は、ワークの表面を適切に検査することが可能な撮像装置および撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示の撮像装置は、曲面形状を有するワークを撮像するカメラと、ワークに対して光を照射する照明装置と、カメラおよび照明装置に対して相対的にワークをカメラの光軸と交差する回動軸まわりに回動させることによってカメラおよび照明装置に対して相対的にワークの姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々でのワークをカメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得し、複数の撮像画像を合成して合成画像を生成する制御装置と、を備える。
【0007】
制御装置は、合成画像を生成する前に、複数の撮像画像の各々においてワークが表示される領域の寸法が、互いに異なる複数の姿勢における特定の姿勢でのワークをカメラにより撮像した場合に得られる画像においてワークが表示される領域の寸法と一致するように、複数の撮像画像の少なくとも一部を補正してもよい。
【0008】
制御装置は、複数の撮像画像の各々から輝度が第１閾値を上回る第１領域を除いて、合成画像を生成してもよい。
【0009】
制御装置は、複数の撮像画像の各々から輝度が第２閾値を下回る第２領域を除いて、合成画像を生成してもよい。
【0010】
制御装置は、合成画像に基づいて、ワークの表面に形成されている傷を検出してもよい。
【0011】
制御装置は、カメラおよび照明装置を回動させずに、ワークを回動軸まわりに回動させることによって、ワークの姿勢を変化させてもよい。
【0012】
上記課題を解決するために、本開示の撮像方法は、曲面形状を有するワークを撮像するカメラ、および、ワークに対して光を照射する照明装置に対して相対的にワークをカメラの光軸と交差する回動軸まわりに回動させることによってカメラおよび照明装置に対して相対的にワークの姿勢を変化させることと、コンピュータが、互いに異なる複数の姿勢の各々でのワークをカメラによりそれぞれ撮像した複数の撮像画像を取得することと、コンピュータが、複数の撮像画像を合成して合成画像を生成することと、を含む。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、ワークの表面を適切に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0016】
図１は、本実施形態に係る撮像装置１０の構成を示す模式図である。撮像装置１０は、ワーク２０の表面の検査のために、ワーク２０が被写体となる画像を得るための装置である。図１に示すように、撮像装置１０は、カメラ１１と、照明装置１２と、位置決め装置１３と、制御装置１４とを備える。図１の上方向が鉛直上方向と一致し、図１の下方向が鉛直下方向と一致する。ただし、鉛直方向に対する各構成要素の姿勢は図１の例に限定されない。
【0017】
カメラ１１は、可視光画像を撮像する。具体的には、カメラ１１は、可視光を感知する複数の撮像素子を有する。上記の撮像素子によって可視光が感知されることによって、可視光画像が得られる。後述するように、カメラ１１の光軸Ａ１上にワーク２０が位置する状態で、カメラ１１による撮像が行われる。それにより、カメラ１１は、ワーク２０を撮像することができる。
【0018】
図１の例では、カメラ１１は上下方向に延在している。ゆえに、カメラ１１の光軸Ａ１は上下方向に延在している。カメラ１１の下端に撮像素子が位置する。カメラ１１の撮像範囲は、カメラ１１の下端から下方に放射状に拡がっている。カメラ１１は、ワーク２０よりも上方に配置される。カメラ１１の位置は、調整可能となっていてもよい。
【0019】
照明装置１２は、ワーク２０に対して光を照射する。図１の例では、照明装置１２は、円環形状を有する。照明装置１２が円環形状を有することにより、ワーク２０の表面に影が形成されにくくなる。ただし、照明装置１２の形状は、円環形状に限定されず、例えば、棒形状等であってもよい。図１の例では、照明装置１２は、カメラ１１の光軸Ａ１と同軸上に配置される。照明装置１２は、カメラ１１の下端よりも下方に位置する。照明装置１２は、ワーク２０よりも上方に配置される。照明装置１２の位置は、調整可能となっていてもよい。
【0020】
位置決め装置１３は、ワーク２０の位置決めを行う。位置決め装置１３は、ワーク２０が取り付けられる取付部１３ａを備える。例えば、位置決め装置１３は、略直方体形状を有する。位置決め装置１３の側面に取付部１３ａが設けられる。例えば、取付部１３ａは、略円柱形状を有する。取付部１３ａは、光軸Ａ１に直交する回動軸Ａ２と同軸上に配置される。つまり、取付部１３ａの中心軸が回動軸Ａ２と一致する。取付部１３ａは、回動軸Ａ２まわりに回動可能となっている。ただし、回動軸Ａ２は、光軸Ａ１と交差していればよく、光軸Ａ１に直交していなくてもよい。
【0021】
取付部１３ａは、例えば、不図示の３つ爪チャック等の把持機構を用いて、ワーク２０を把持することができる。ワーク２０が取付部１３ａに取り付けられた状態で、取付部１３ａが回動することによって、ワーク２０が回動軸Ａ２まわりに回動する。それにより、ワーク２０の姿勢が変化する。
【0022】
位置決め装置１３は、水平方向に移動可能となっていてもよい。位置決め装置１３が水平方向に移動することによって、ワーク２０を水平方向に移動させることができる。
【0023】
制御装置１４は、撮像装置１０の各装置の制御、および、画像処理を行う。制御装置１４は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、および、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む。
【0024】
【0025】
取得部１４ａは、各種情報を取得する。例えば、取得部１４ａは、カメラ１１により得られる画像をカメラ１１から取得する。
【0026】
制御部１４ｂは、撮像装置１０の各装置の動作を制御する。例えば、制御部１４ｂは、カメラ１１の動作を制御する。また、例えば、制御部１４ｂは、照明装置１２の動作を制御する。また、例えば、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の動作を制御する。
【0027】
処理部１４ｃは、各種の画像処理を行う。処理部１４ｃにより行われる画像処理の詳細については、後述する。
【0028】
ただし、制御装置１４の機能は、１つの装置によって実現されてもよく、複数の装置に分担されてもよい。また、後述するように、制御装置１４が行う処理の一部が作業者により手動で行われる処理に置き換えられてもよい。
【0029】
上述したように、撮像装置１０は、ワーク２０の表面の検査のために用いられる。ワーク２０の表面の検査では、後述するように、照明装置１２からワーク２０へ光が照射された状態で、ワーク２０がカメラ１１により撮像される。そして、得られる画像を用いて、例えば、ワーク２０の表面に形成されている傷の検出等が行われる。
【0030】
後述する図４等に示すように、ワーク２０は、曲面形状を有する。つまり、ワーク２０の表面の少なくとも一部が湾曲している。ゆえに、ワーク２０の表面における光の反射方向は、表面上の位置によって異なる。特に、ワーク２０は、例えば、金属材料により形成されている。ゆえに、ワーク２０の表面において、光を反射する性質が高い。ワーク２０が曲面形状を有することに起因して、ワーク２０が映る画像に、輝度が過度に高い領域、または、輝度が過度に低い領域が含まれる場合がある。例えば、ワーク２０に対して照射された光の一部がカメラ１１に向かって反射し、得られる画像の一部が白飛びするハレーションと呼ばれる現象が生じる場合がある。ハレーション等が生じると、ワーク２０の表面を適切に検査することが困難となり得る。以下、ワーク２０の表面を適切に検査するための本実施形態の工夫について説明する。
【0031】
【0032】
図３に示す処理フローが開始すると、ステップＳ１０１において、制御部１４ｂは、ワーク２０への光の照射を開始する。
【0033】
ステップＳ１０１では、制御部１４ｂは、照明装置１２による光の照射を開始する。それにより、照明装置１２からワーク２０へ光が照射される。
【0034】
ステップＳ１０１の次に、ステップＳ１０２において、制御部１４ｂは、ワーク２０の姿勢を変更する。
【0035】
ステップＳ１０２では、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の取付部１３ａを回動軸Ａ２まわりに回動させる。それにより、ワーク２０が回動軸Ａ２まわりに回動し、ワーク２０の姿勢が変化する。ワーク２０の姿勢の変更が完了した後、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の取付部１３ａの回動を停止する。
【0036】
ステップＳ１０２の次に、ステップＳ１０３において、制御部１４ｂは、ワーク２０の撮像を行う。
【0037】
ステップＳ１０３では、制御部１４ｂは、直前のステップＳ１０２で変更された姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像する。それにより、取得部１４ａは、ワーク２０が映る撮像画像を取得できる。
【0038】
ステップＳ１０３の次に、ステップＳ１０４において、制御部１４ｂは、全ての姿勢でのワーク２０の撮像が終了したか否かを判定する。全ての姿勢でのワーク２０の撮像が終了していないと判定された場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３が再度行われる。一方、全ての姿勢でのワーク２０の撮像が終了したと判定された場合（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。
【0039】
上記のように、撮像装置１０を用いた撮像方法では、ワーク２０の姿勢を複数の姿勢に変化させ、各姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像する。以下では、ワーク２０の姿勢を、第１姿勢、第２姿勢および第３姿勢の各姿勢に変化させる例を説明する。この例では、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３が３回ずつ繰り返される。ただし、後述するように、撮像装置１０を用いた撮像方法においてワーク２０が取り得る姿勢は、以下の例に限定されない。
【0040】
図４は、ワーク２０の第１姿勢を示す図である。図５は、ワーク２０の第２姿勢を示す図である。図６は、ワーク２０の第３姿勢を示す図である。図４から図６は、ワーク２０を回動軸Ａ２方向に見た図である。図４から図６の上方向が鉛直上方向と一致し、図４から図６の下方向が鉛直下方向と一致する。
【0041】
図４から図６に示すように、ワーク２０は、略平板形状を有する。ワーク２０の厚みは、位置によらず略一定となっている。ワーク２０は、回動軸Ａ２に直交する断面において湾曲している。ワーク２０は、回動軸Ａ２に沿った方向に延在している。回動軸Ａ２に直交する断面におけるワーク２０の断面形状は、回動軸Ａ２の軸方向における各位置で略一致している。ただし、ワーク２０の形状は、図４から図６の例に限定されない。
【0042】
例えば、１回目のステップＳ１０２において、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の取付部１３ａを回動させ、ワーク２０の姿勢を図４の第１姿勢にする。図４に示すように、第１姿勢では、ワーク２０の中央部の領域Ｒ１１において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。領域Ｒ１１は、回動軸Ａ２に沿った方向に延在する領域である。
【0043】
また、２回目のステップＳ１０２において、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の取付部１３ａを回動させ、ワーク２０の姿勢を図４の第１姿勢から図５の第２姿勢に変更する。具体的には、制御部１４ｂは、図４の状態において、ワーク２０を図４の時計回りに回動させることにより、ワーク２０の姿勢を図５の第２姿勢にする。図５に示すように、第２姿勢では、ワーク２０を取付部１３ａと逆側から回動軸Ａ２に沿った方向に見た場合におけるワーク２０の左端部と中央部との間の領域Ｒ２１、および、上記の場合におけるワーク２０の右端部と中央部との間の領域Ｒ２２において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。領域Ｒ２１および領域Ｒ２２は、回動軸Ａ２に沿った方向に延在する領域である。
【0044】
また、３回目のステップＳ１０２において、制御部１４ｂは、位置決め装置１３の取付部１３ａを回動させ、ワーク２０の姿勢を図５の第２姿勢から図６の第３姿勢に変更する。具体的には、制御部１４ｂは、図５の状態において、ワーク２０を図５の時計回りに回動させることにより、ワーク２０の姿勢を図６の第３姿勢にする。図６に示すように、第３姿勢では、ワーク２０を取付部１３ａと逆側から回動軸Ａ２に沿った方向に見た場合におけるワーク２０の左端部の領域Ｒ３１、および、上記の場合におけるワーク２０の右端部の領域Ｒ３２において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。領域Ｒ３１および領域Ｒ３２は、回動軸Ａ２に沿った方向に延在する領域である。
【0045】
そして、上述したように、各回のステップＳ１０２の次に、ステップＳ１０３において、ワーク２０の撮像が行われる。
【0046】
図７は、第１姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ１を示す図である。図８は、第２姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ２を示す図である。図９は、第３姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ３を示す図である。図７から図９では、各画像において、ハレーションが生じている領域がハッチングにより示されている。
【0047】
上述したように、１回目のステップＳ１０２において、ワーク２０の姿勢は図４の第１姿勢になる。そして、１回目のステップＳ１０２の次のステップＳ１０３において、制御部１４ｂは、第１姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像する。それにより、取得部１４ａは、第１姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した図７の撮像画像Ｐ１を取得できる。上述したように、第１姿勢では、ワーク２０の中央部の領域Ｒ１１において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。ゆえに、ワーク２０の領域Ｒ１１に対して照射された光がカメラ１１に向かって反射する。それにより、図７の撮像画像Ｐ１では、ワーク２０の領域Ｒ１１においてハレーションが生じる。
【0048】
上述したように、２回目のステップＳ１０２において、ワーク２０の姿勢は図５の第２姿勢になる。そして、２回目のステップＳ１０２の次のステップＳ１０３において、制御部１４ｂは、第２姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像する。それにより、取得部１４ａは、第２姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した図８の撮像画像Ｐ２を取得できる。上述したように、第２姿勢では、ワーク２０を取付部１３ａと逆側から回動軸Ａ２に沿った方向に見た場合におけるワーク２０の左端部と中央部との間の領域Ｒ２１、および、上記の場合におけるワーク２０の右端部と中央部との間の領域Ｒ２２において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。ゆえに、ワーク２０の領域Ｒ２１および領域Ｒ２２に対して照射された光がカメラ１１に向かって反射する。それにより、図８の撮像画像Ｐ２では、ワーク２０の領域Ｒ２１および領域Ｒ２２においてハレーションが生じる。
【0049】
上述したように、３回目のステップＳ１０２において、ワーク２０の姿勢は図６の第３姿勢になる。そして、３回目のステップＳ１０２の次のステップＳ１０３において、制御部１４ｂは、第３姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像する。それにより、取得部１４ａは、第３姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した図９の撮像画像Ｐ３を取得できる。上述したように、第３姿勢では、ワーク２０を取付部１３ａと逆側から回動軸Ａ２に沿った方向に見た場合におけるワーク２０の左端部の領域Ｒ３１、および、上記の場合におけるワーク２０の右端部の領域Ｒ３２において、ワーク２０の法線方向がカメラ１１の光軸Ａ１の方向と一致しやすくなっている。ゆえに、ワーク２０の領域Ｒ３１および領域Ｒ３２に対して照射された光がカメラ１１に向かって反射する。それにより、図９の撮像画像Ｐ３では、ワーク２０の領域Ｒ３１および領域Ｒ３２においてハレーションが生じる。
【0050】
第１姿勢、第２姿勢および第３姿勢の全ての姿勢でのワーク２０の撮像が終了した場合、図３のステップＳ１０４でＹＥＳと判定され、ステップＳ１０５において、処理部１４ｃは、撮像画像の補正を行う。
【0051】
ステップＳ１０５では、処理部１４ｃは、各撮像画像においてワーク２０が表示される領域の寸法が、特定の姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した場合に得られる画像においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致するように、少なくとも一部の撮像画像を補正する。ステップＳ１０５における撮像画像の補正は、後述するステップＳ１０８における合成画像の生成を適切に行うための前処理に相当する。
【0052】
例えば、処理部１４ｃは、各撮像画像においてワーク２０が表示される領域の寸法が、第２姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した撮像画像Ｐ２においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致するように、少なくとも一部の撮像画像を補正する。この場合、処理部１４ｃは、第１姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ１、および、第３姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ３に対して上記のように補正を行う。一方、処理部１４ｃは、第２姿勢でのワーク２０が映る撮像画像Ｐ２に対しては補正を行わない。このように、上記の特定の姿勢は、例えば、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３でワーク２０が取り得る互いに異なる複数の姿勢における１つの姿勢である。
【0053】
【0054】
図７の撮像画像Ｐ１と図８の撮像画像Ｐ２との間で、ワーク２０が表示される領域の寸法が異なっている。ゆえに、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ１においてワーク２０が表示される領域の寸法が、撮像画像Ｐ２においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致するように、撮像画像Ｐ１を補正する。このような補正により得られる画像が、図１０の補正後画像ＰＣ１である。
【0055】
具体的には、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ１においてワーク２０が表示される領域内の各画素の座標に対して一次変換を行うことによって、撮像画像Ｐ１においてワーク２０が表示される領域の寸法を、撮像画像Ｐ２においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致させる。より詳細には、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ１においてワーク２０が表示される領域内の各画素の表示位置を上記の一次変換後の座標に変更する。例えば、ワーク２０の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に変更する際のワーク２０の回動角度に応じて、上記の一次変換で用いられる変換行列が予め設定されている。そして、処理部１４ｃは、ワーク２０の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に変更する際のワーク２０の回動角度と対応する変換行列を用いて上記の一次変換を行うことによって、図１０の補正後画像ＰＣ１を得ることができる。
【0056】
図８の撮像画像Ｐ２と図９の撮像画像Ｐ３との間で、ワーク２０が表示される領域の寸法が異なっている。ゆえに、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ３においてワーク２０が表示される領域の寸法が、撮像画像Ｐ２においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致するように、撮像画像Ｐ３を補正する。このような補正により得られる画像が、図１１の補正後画像ＰＣ３である。
【0057】
具体的には、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ３においてワーク２０が表示される領域内の各画素の座標に対して一次変換を行うことによって、撮像画像Ｐ１においてワーク２０が表示される領域の寸法を、撮像画像Ｐ２においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致させる。より詳細には、処理部１４ｃは、撮像画像Ｐ３においてワーク２０が表示される領域内の各画素の表示位置を上記の一次変換後の座標に変更する。例えば、ワーク２０の姿勢を第２姿勢から第３姿勢に変更する際のワーク２０の回動角度に応じて、上記の一次変換で用いられる変換行列が予め設定されている。そして、処理部１４ｃは、ワーク２０の姿勢を第２姿勢から第３姿勢に変更する際のワーク２０の回動角度と対応する変換行列を用いて上記の一次変換を行うことによって、図１１の補正後画像ＰＣ３を得ることができる。
【0058】
図３のステップＳ１０５の次に、ステップＳ１０６において、処理部１４ｃは、ワーク２０の各姿勢と対応する各撮像画像の第１領域の特定を行う。
【0059】
第１領域は、輝度が第１閾値を上回る領域である。第１閾値は、ハレーションが生じていると判断できる程度に大きな値である。ゆえに、処理部１４ｃは、輝度が第１閾値を上回る領域をハレーションが生じている領域であると判断できる。
【0060】
上述したように、ステップＳ１０５において、図７の撮像画像Ｐ１は図１０の補正後画像ＰＣ１に補正されており、図９の撮像画像Ｐ３は図１１の補正後画像ＰＣ３に補正されている。よって、ステップＳ１０６では、処理部１４ｃは、図１０の補正後画像ＰＣ１、図８の撮像画像Ｐ２、および、図１１の補正後画像ＰＣ３の各画像に対して、第１領域の特定を行う。例えば、処理部１４ｃは、図１０の補正後画像ＰＣ１における領域Ｒ１１を第１領域として特定する。例えば、処理部１４ｃは、図８の撮像画像Ｐ２における領域Ｒ２１および領域Ｒ２２を第１領域として特定する。例えば、処理部１４ｃは、図１１の補正後画像ＰＣ３における領域Ｒ３１および領域Ｒ３２を第１領域として特定する。
【0061】
図３のステップＳ１０６の次に、ステップＳ１０７において、処理部１４ｃは、ワーク２０の各姿勢と対応する各撮像画像の第２領域の特定を行う。
【0062】
第２領域は、輝度が第２閾値を下回る領域である。第２閾値は、第１閾値より小さく、光が当たっていないと判断できる程度に小さな値である。ゆえに、処理部１４ｃは、輝度が第２閾値を下回る領域を光が当たっていない領域であると判断できる。
【0063】
上述したように、ステップＳ１０５において、図７の撮像画像Ｐ１は図１０の補正後画像ＰＣ１に補正されており、図９の撮像画像Ｐ３は図１１の補正後画像ＰＣ３に補正されている。よって、ステップＳ１０７では、処理部１４ｃは、図１０の補正後画像ＰＣ１、図８の撮像画像Ｐ２、および、図１１の補正後画像ＰＣ３の各画像に対して、第２領域の特定を行う。
【0064】
図３のステップＳ１０７の次に、ステップＳ１０８において、処理部１４ｃは、合成画像の生成を行う。
【0065】
ステップＳ１０８では、処理部１４ｃは、ワーク２０の各姿勢とそれぞれ対応する複数の撮像画像を用いて、合成画像の生成を行う。上述したように、ステップＳ１０５において、図７の撮像画像Ｐ１は図１０の補正後画像ＰＣ１に補正されており、図９の撮像画像Ｐ３は図１１の補正後画像ＰＣ３に補正されている。よって、ステップＳ１０８では、処理部１４ｃは、図１０の補正後画像ＰＣ１、図８の撮像画像Ｐ２、および、図１１の補正後画像ＰＣ３の各画像を用いて、合成画像の生成を行う。
【0066】
図１２は、ワーク２０が映る合成画像ＰＳを示す図である。ステップＳ１０８では、処理部１４ｃは、各撮像画像からステップＳ１０６で特定した第１領域、および、ステップＳ１０７で特定した第２領域を除いて、合成画像ＰＳを生成する。例えば、処理部１４ｃは、図１０の補正後画像ＰＣ１から領域Ｒ１１の画像データを除いた画像と、図８の撮像画像Ｐ２から領域Ｒ２１および領域Ｒ２２の画像データを除いた画像と、図１１の補正後画像ＰＣ３から領域Ｒ３１および領域Ｒ３２の画像データを除いた画像とを合成する。それにより、図１２の合成画像ＰＳが得られる。ゆえに、図１２の合成画像ＰＳでは、ハレーションが生じている領域が存在していない。処理部１４ｃは、例えば、既存のアルゴリズムを用いて、合成画像ＰＳを生成してもよい。処理部１４ｃは、合成画像ＰＳの生成において、各撮像画像同士で重複する領域については、例えば、画像データを平均化してもよく、輝度が最大の画素を優先して用いてもよい。
【0067】
【0068】
ステップＳ１０９では、処理部１４ｃは、例えば、機械学習により構築された学習モデルを用いて、合成画像ＰＳに映る傷の検出を行う。例えば、上記の学習モデルは、疑似的な傷を示す複数の画像を予め用意し、当該複数の画像を教師データとして用いた教師あり学習を行うことによって構築される。処理部１４ｃは、そのような学習モデルを用いることによって、合成画像ＰＳにおいて傷である確からしさが高い領域を傷として検出できる。
【0069】
以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置１０では、制御装置１４が、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０をカメラ１１の光軸Ａ１と交差する回動軸Ａ２まわりに回動させることによってカメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させ、互いに異なる複数の姿勢の各々でのワーク２０をカメラ１１によりそれぞれ撮像した複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を取得し、複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を合成して合成画像ＰＳを生成する。それにより、ワーク２０が映る画像として、輝度が過度に高い領域、および、輝度が過度に低い領域の少なくとも一方が除かれた合成画像ＰＳを得ることができる。例えば、上記の例では、ハレーションが生じている領域が存在していない図１２の合成画像ＰＳを得ることができる。ゆえに、ワーク２０の表面を適切に検査することができる。
【0070】
上記では、制御装置１４が、カメラ１１および照明装置１２を回動させずに、ワーク２０を回動軸Ａ２まわりに回動させることによって、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させる例を説明した。ただし、制御装置１４は、ワーク２０を回動させずに、カメラ１１および照明装置１２を回動軸Ａ２まわりに回動させることによって、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させてもよい。また、制御装置１４は、ワーク２０と、カメラ１１および照明装置１２との両方を回動軸Ａ２まわりに回動させることによって、カメラ１１および照明装置１２に対して相対的にワーク２０の姿勢を変化させてもよい。しかしながら、撮像装置１０の機構の複雑化または大型化を抑制する観点では、カメラ１１および照明装置１２を回動させずに、ワーク２０を回動軸Ａ２まわりに回動させることによって、ワーク２０の姿勢を変化させることが好ましい。
【0071】
上記では、ワーク２０の姿勢が、第１姿勢、第２姿勢および第３姿勢の各姿勢に変化する例を説明した。ただし、ワーク２０が取り得る姿勢は、上記の例に限定されない。例えば、制御装置１４は、ワーク２０の姿勢を２つまたは４つ以上の姿勢に変化させ、各姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像してもよい。また、各姿勢の間でのワーク２０の回動角度は、図４から図６の例と異なってもよい。なお、ワーク２０の姿勢は、手動で変化してもよい。
【0072】
特に、撮像装置１０では、制御装置１４は、合成画像ＰＳを生成する前に、複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々においてワーク２０が表示される領域の寸法が、上記の互いに異なる複数の姿勢における特定の姿勢でのワーク２０をカメラ１１により撮像した場合に得られる画像（上記の例では撮像画像Ｐ２）においてワーク２０が表示される領域の寸法と一致するように、複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の少なくとも一部（上記の例では撮像画像Ｐ１、Ｐ３）を補正する。それにより、各姿勢と対応する撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間で、ワーク２０が表示される領域の寸法を一致させた上で、合成画像ＰＳを生成することができる。ゆえに、合成画像ＰＳの生成を適切に行うことができる。
【0073】
上記では、特定の姿勢が第２姿勢である例を説明した。ただし、特定の姿勢は、第２姿勢以外の姿勢であってもよい。例えば、特定の姿勢は、第１姿勢または第３姿勢であってもよい。例えば、特定の姿勢は、第１姿勢、第２姿勢および第３姿勢のいずれとも異なる姿勢であってもよい。
【0074】
ただし、制御装置１４は、合成画像ＰＳを生成する前に、上記の補正を行わなくてもよい。例えば、各姿勢の間でのワーク２０の回動角度が小さい場合等には、上記の補正を行わなくても合成画像ＰＳの生成を行うことができる。
【0075】
特に、撮像装置１０では、制御装置１４は、複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々から輝度が第１閾値を上回る第１領域を除いて、合成画像ＰＳを生成する。それにより、ワーク２０が映る画像として、輝度が過度に高く、ハレーションが生じている第１領域が除かれた合成画像ＰＳを得ることができる。特に、制御装置１４が各撮像画像から第１領域を除く処理が自動で行われることによって、作業者による作業負担を低減できる。
【0076】
特に、撮像装置１０では、制御装置１４は、複数の撮像画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々から輝度が第２閾値を下回る第２領域を除いて、合成画像ＰＳを生成する。それにより、ワーク２０が映る画像として、輝度が過度に低く、光が当たっていない第２領域が除かれた合成画像ＰＳを得ることができる。特に、制御装置１４が各撮像画像から第２領域を除く処理が自動で行われることによって、作業者による作業負担を低減できる。
【0077】
上記では、制御装置１４が、各撮像画像から第１領域および第２領域の両方を除いて、合成画像ＰＳを生成する例を説明した。ただし、制御装置１４は、各撮像画像から第１領域を除く処理を行うものの、各撮像画像から第２領域を除く処理を行わなくてもよい。この場合、例えば、合成画像ＰＳの生成処理の前に、各撮像画像から第２領域を除く処理を作業者が手動で行ってもよい。また、制御装置１４は、各撮像画像から第２領域を除く処理を行うものの、各撮像画像から第１領域を除く処理を行わなくてもよい。この場合、例えば、合成画像ＰＳの生成処理の前に、各撮像画像から第１領域を除く処理を作業者が手動で行ってもよい。また、制御装置１４は、各撮像画像から第１領域を除く処理、および、各撮像画像から第２領域を除く処理の両方を行わなくてもよい。この場合、例えば、合成画像ＰＳの生成処理の前に、各撮像画像から第１領域を除く処理、および、各撮像画像から第２領域を除く処理の両方を作業者が手動で行ってもよい。
【0078】
特に、撮像装置１０では、制御装置１４は、合成画像ＰＳに基づいて、ワーク２０の表面に形成されている傷を検出する。それにより、制御装置１４が傷を検出する処理が自動で行われることによって、作業者による作業負担を低減できる。
【0079】
ただし、制御装置１４は、ワーク２０の表面に形成されている傷を検出する処理を行わなくてもよい。この場合、例えば、作業者が、合成画像ＰＳを目視することによって、傷の検出を行ってもよい。
【0080】
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0081】
本開示は、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標１２「持続可能な消費と生産のパターンを確保する」に貢献することができる。
【符号の説明】
【0082】
１０ 撮像装置
１１ カメラ
１２ 照明装置
１４ 制御装置
２０ ワーク
Ａ１ 光軸
Ａ２ 回動軸
Ｐ１ 撮像画像
Ｐ２ 撮像画像
Ｐ３ 撮像画像
ＰＳ 合成画像
１１ カメラ
１２ 照明装置
１４ 制御装置
２０ ワーク
Ａ１ 光軸
Ａ２ 回動軸
Ｐ１ 撮像画像
Ｐ２ 撮像画像
Ｐ３ 撮像画像
ＰＳ 合成画像
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】