(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】
(24)【登録日】2022-10-25
(45)【発行日】2022-11-02
(54)【発明の名称】画像検査装置及び画像検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/88 20060101AFI20221026BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20221026BHJP
G01B 11/26 20060101ALI20221026BHJP
G01N 21/84 20060101ALI20221026BHJP
【ＦＩ】
G01N21/88 Z
G01B11/00 H
G01B11/26 H
G01N21/84 E
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019047185
(22)【出願日】2019-03-14
(65)【公開番号】P2020148664
(43)【公開日】2020-09-17
【審査請求日】2020-12-14
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 和志
(72)【発明者】
【氏名】加藤 豊
【審査官】越柴 洋哉
(56)【参考文献】
【文献】特開平０９－０７９９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１４７９４７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－０５８０９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０６－０８７８５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００５－３００５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０８２６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１０８８４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０４６３１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４９１３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２１５１０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８
Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部と、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、前記複数の照明素子による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御することにより、前記対象物に対して制御された特定方向から光を照射する照明部と、
照明された前記対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像に基づいて、前記対象物の状態を検査する検査部と、
を備え、
前記複数の照明素子は、バックライトと、前記バックライトを覆うように配置され複数の画素を構成する液晶パネルと、前記液晶パネルを覆うように配置されたマイクロレンズアレイとによって構成され、
前記照明部は、前記液晶パネルの前記複数の画素を制御して前記バックライトからの光を透過又は遮蔽し、前記マイクロレンズアレイによって前記特定方向へ光を出射する 画像検査装置。
【請求項2】
前記照明部は、前記対象物について事前に設計された光の出射方向を、前記配置情報に応じて補正して、前記対象物に対して光を照射する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項3】
前記測定部は、前記対象物までの距離を測定する測距センサを含む、請求項１又は２に記載の画像検査装置。
【請求項4】
前記測定部は、前記照明部により所定の光が照射された前記対象物を前記撮影部により撮影したテスト画像に基づいて前記対象物の形状特徴を抽出し、前記形状特徴に基づいて前記対象物の前記配置情報を測定する、請求項１又は２に記載の画像検査装置。
【請求項5】
前記照明部は、前記撮影部により前記テスト画像を撮影する場合に、前記対象物の輪郭に向けた光、前記対象物を横断するライン状の光及び前記対象物を覆う縞状の光のいずれかを照射する、請求項４に記載の画像検査装置。
【請求項6】
前記測定部は、前記撮影部とは異なる方向から前記対象物を撮影する補助撮影部を含む、請求項１又は２に記載の画像検査装置。
【請求項7】
前記照明部は、前記対象物の正常箇所で反射された光が前記撮影部に入射し、前記対象物の異常箇所で反射された光が前記撮影部に入射しないように、前記複数の照明素子による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物に対して光を照射する、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像検査装置。
【請求項8】
前記照明部は、前記対象物の正常箇所で反射された光が前記撮影部に入射せず、前記対象物の異常箇所で反射された光が前記撮影部に入射するように、前記複数の照明素子による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物に対して光を照射する、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像検査装置。
【請求項9】
対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定することと、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御することにより、前記対象物に対して制御された特定方向から光を照射することと、
照明された前記対象物を撮影することと、
撮影された画像に基づいて、前記対象物の状態を検査することと、
を含み、
前記複数の照明素子は、バックライトと、前記バックライトを覆うように配置され複数の画素を構成する液晶パネルと、前記液晶パネルを覆うように配置されたマイクロレンズアレイとによって構成され、
前記照射することは、前記液晶パネルの前記複数の画素を制御して前記バックライトからの光を透過又は遮蔽し、前記マイクロレンズアレイによって前記特定方向へ光を出射することである 画像検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像検査装置及び画像検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、製品の製造ラインに画像検査装置を導入して、部品や完成品の検査を行うことがある。この場合、部品や完成品等の対象物の状態を適切に撮影できるように、照明の方向を予め調整している。
【0003】
例えば、下記特許文献１には、複数個の照明ブロックの点灯の有無と各照明ブロックの照射光の強度とを組み合わせたパターンの中から選択されたパターンにより照射された対象物を撮影する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００８－１２２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の技術では、各対象物を撮影する際に、それぞれの対象物に対して同じパターンで光を照射することになる。
【0006】
しかしながら、対象物は、必ずしも同じ位置及び姿勢で撮影されるとは限らない。例えば、対象物は、搬送される過程で位置や姿勢が変化し、撮影時における位置及び姿勢が一定とならないことがある。そのため、特定の位置及び姿勢に対して最適化された照明方向では、対象物の適切な画像が撮影できないことがある。
【0007】
そこで、本発明は、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査することができる画像検査装置及び画像検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様に係る画像検査装置は、対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部と、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物に対して光を照射する照明部と、照明された対象物を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された画像に基づいて、対象物の状態を検査する検査部と、を備える。
【0009】
この態様によれば、対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定し、配置情報に応じて複数の照明素子による光の出射方向を制御することで、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影することができ、画像検査を行うことができる。
【0010】
上記態様において、照明部は、対象物について事前に設計された光の出射方向を、配置情報に応じて補正して、対象物に対して光を照射してもよい。
【0011】
この態様によれば、事前に設計された光の出射方向を、配置情報に応じて補正することで、事前に設計された光の出射方向を参照しない場合に比べて、少ない演算量で対象物の適切な画像が撮影できるように光の出射方向を制御することができる。
【0012】
上記態様において、測定部は、対象物までの距離を測定する測距センサを含んでもよい。
【0013】
この態様によれば、対象物の配置情報をより正確に測定し、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0014】
上記態様において、測定部は、照明部により所定の光が照射された対象物を撮影部により撮影したテスト画像に基づいて対象物の形状特徴を抽出し、形状特徴に基づいて対象物の配置情報を測定してもよい。
【0015】
この態様によれば、テスト画像に基づいて対象物の配置情報を測定することができ、測定部のハードウェア構成を簡素化することができる。
【0016】
上記態様において、照明部は、撮影部によりテスト画像を撮影する場合に、対象物の輪郭に向けた光、対象物を横断するライン状の光及び対象物を覆う縞状の光のいずれかを照射してもよい。
【0017】
この態様によれば、テスト画像に基づいて、より正確に対象物の形状特徴を抽出することができ、対象物の配置情報をより正確に測定することができる。
【0018】
上記態様において、測定部は、撮影部とは異なる方向から対象物を撮影する補助撮影部を含んでもよい。
【0019】
この態様によれば、対象物の配置情報をより正確に測定し、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0020】
上記態様において、照明部は、対象物の正常箇所で反射された光が撮影部に入射し、対象物の異常箇所で反射された光が撮影部に入射しないように、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物に対して光を照射してもよい。
【0021】
この態様によれば、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の正常部位が明るく写り、対象物の異常部位が暗く写る明視野条件を満たすように、対象物の画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0022】
上記態様において、照明部は、対象物の正常箇所で反射された光が撮影部に入射せず、対象物の異常箇所で反射された光が撮影部に入射するように、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物に対して光を照射してもよい。
【0023】
この態様によれば、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の正常部位が暗く写り、対象物の異常部位が明るく写る暗視野条件を満たすように、対象物の画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0024】
本開示の他の態様に係る画像検査装置は、光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、複数の照明素子によって、対象物に対して、複数の角度で光を複数回照射する照明部と、光が照射されるごとに、対象物を撮影する撮影部と、撮影された対象物の複数の画像の特徴に基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択する選択部と、少なくとも１の画像に基づいて、対象物の状態を検査する検査部と、を備える。
【0025】
この態様によれば、対象物に対して複数の角度で光を照射して複数の画像を撮影し、少なくとも１の画像を選択することで、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0026】
本開示の他の態様に係る画像検査方法は、対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定することと、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物に対して光を照射することと、照明された対象物を撮影することと、撮影された画像に基づいて、対象物の状態を検査することと、を含む。
【0027】
この態様によれば、対象物の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定し、配置情報に応じて複数の照明素子による光の出射方向を制御することで、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0028】
本開示の他の態様に係る画像検査方法は、光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部によって、対象物に対して、複数の角度で光を複数回照射することと、光が照射されるごとに、対象物を撮影することと、撮影された対象物の複数の画像の特徴に基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択することと、少なくとも１の画像に基づいて、対象物の状態を検査することと、を含む。
【0029】
この態様によれば、対象物に対して複数の角度で光を照射して複数の画像を撮影し、少なくとも１の画像を選択することで、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、対象物の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査することができる画像検査装置及び画像検査方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の第１実施形態に係る画像検査装置の概要を示す模式図である。
【図2】第１実施形態に係る画像検査装置に含まれる情報処理装置の物理的構成を示す模式図である。
【図3】第１実施形態に係る画像検査装置によって、明視野条件を満たすように対象物を撮影する第１例を示す図である。
【図4】第１実施形態に係る画像検査装置によって、明視野条件を満たすように対象物を撮影する第２例を示す図である。
【図5】第１実施形態に係る画像検査装置によって、暗視野条件を満たすように対象物を撮影する第１例を示す図である。
【図6】第１実施形態に係る画像検査装置によって、暗視野条件を満たすように対象物を撮影する第２例を示す図である。
【図7】本発明の第２実施形態に係る画像検査装置の概要を示す模式図である。
【図8】本発明の第３実施形態に係る画像検査装置によって対象物を撮影する一例を示す図である。
【図9】第３実施形態に係る画像検査装置によって撮影されたテスト画像の一例を示す図である。
【図10】本発明の第４実施形態に係る画像検査装置の概要を示す模式図である。
【図11】第４実施形態に係る画像検査装置に含まれる情報処理装置の物理的構成を示す図である。
【図12】第４実施形態に係る画像検査装置によって実行される画像検査処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0032】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【0033】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像検査装置１００の概要を示す模式図である。画像検査装置１００は、搬送部５０によって搬送される対象物１の画像を撮影して、画像検査を行う。本実施形態に係る画像検査装置１００は、補助撮影部１０、照明部２０、撮影部３０及び情報処理装置４０を備える。
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像検査装置１００の概要を示す模式図である。画像検査装置１００は、搬送部５０によって搬送される対象物１の画像を撮影して、画像検査を行う。本実施形態に係る画像検査装置１００は、補助撮影部１０、照明部２０、撮影部３０及び情報処理装置４０を備える。
【0034】
補助撮影部１０は、対象物１の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部の一例であり、撮影部３０とは異なる方向から対象物１を撮影する。補助撮影部１０は、汎用のカメラで構成されてよく、本例の場合、搬送部５０の搬送面に沿った方向から、対象物１を撮影する。
【0035】
照明部２０は、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物１に対して光を照射する。照明部２０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成されたバックライトと、バックライトを覆うように配置され、複数の画素を構成する液晶パネルと、液晶パネルを覆うように配置されたマイクロレンズアレイとを有してよい。この場合、照明部２０は、液晶パネルの複数の画素を制御して、光を透過又は遮蔽し、マイクロレンズアレイによって特定の方向に光を出射してよい。もっとも、照明部２０は他の構成であってもよい。照明部２０は、例えば、ＬＥＤ等で構成されたバックライトと、バックライトを覆うように配置され、複数の画素を構成する第１液晶パネルと、第１液晶パネルを覆うように配置され、複数の画素を構成する第２液晶パネルとを有してよい。この場合、照明部２０は、第１液晶パネル及び第２液晶パネルの複数の画素を制御して、光を透過又は遮蔽し、特定の方向に光を出射してよい。
【0036】
照明部２０は、対象物１について事前に設計された光の出射方向を、配置情報に応じて補正して、対象物１に対して光を照射してよい。対象物１について事前に設計された光の出射方向は、対象物１が特定の位置及び姿勢である場合に最適化された照明の方向である。照明部２０は、配置情報に基づいて、対象物１の位置及び姿勢が、事前に設計した特定の位置及び姿勢からどの程度ずれているか算出し、ずれに応じて光の出射方向を補正してよい。
【0037】
撮影部３０は、照明された対象物１を撮影する。撮影部３０は、汎用のカメラで構成されてよく、本例の場合、搬送部５０の搬送面に対して垂直な方向から、対象物１を撮影する。
【0038】
情報処理装置４０は、撮影部３０で撮影された画像に基づいて、対象物１の状態を検査する検査部として機能する。情報処理装置４０は、撮影部３０で撮影された画像について公知の画像処理を施し、対象物１に異常がないか検査し、検査結果を表示したり、外部機器に送信したりする。
【0039】
このように、本実施形態に係る画像検査装置１００によれば、対象物１の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定し、配置情報に応じて複数の照明素子による光の出射方向を制御することで、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物１の適切な画像を撮影し、対象物１の画像検査を行うことができる。
【0040】
また、補助撮影部１０を備えることで、対象物１の配置情報をより正確に測定し、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物１の適切な画像を撮影することができる。
【0041】
さらに、事前に設計された光の出射方向を、配置情報に応じて補正することで、事前に設計された光の出射方向を参照しない場合に比べて、少ない演算量で対象物１の適切な画像が撮影できるように光の出射方向を制御することができる。
【0042】
図２は、第１実施形態に係る画像検査装置１００に含まれる情報処理装置４０の物理的構成を示す図である。情報処理装置４０は、演算部に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａと、記憶部に相当するＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂと、記憶部に相当するＲＯＭ（Read only Memory）１０ｃと、通信部１０ｄと、入力部１０ｅと、表示部１０ｆと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では情報処理装置４０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、情報処理装置４０は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図１０で示す構成は一例であり、情報処理装置４０はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。
【0043】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂ又はＲＯＭ１０ｃに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う制御部である。ＣＰＵ１０ａは、測定部により測定された対象物１の配置情報に応じた照明で撮影された対象物１の画像に基づいて、対象物の状態を検査するプログラム（画像検査プログラム）を実行する演算部である。ＣＰＵ１０ａは、入力部１０ｅや通信部１０ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部１０ｆに表示したり、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃに格納したりする。
【0044】
ＣＰＵ１０ａは、画像検査プログラムを実行することで、検査部４１として機能する。検査部４１は、撮影部３０で撮影された画像に基づいて、対象物１の状態を検査する。
【0045】
また、ＣＰＵ１０ａは、画像検査プログラムを実行することで、対象物１について事前に設計された光の出射方向を、配置情報に応じて補正する補正部として機能してよい。
【0046】
ＲＡＭ１０ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ１０ｂは、ＣＰＵ１０ａが実行する画像検査プログラムや、対象物を撮影した画像といったデータを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ１０ｂには、これら以外のデータが記憶されていてもよいし、これらの一部が記憶されていなくてもよい。
【0047】
ＲＯＭ１０ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＯＭ１０ｃは、例えば画像検査プログラムや、書き換えが行われないデータを記憶してよい。
【0048】
通信部１０ｄは、情報処理装置４０を他の機器に接続するインターフェースである。通信部１０ｄは、インターネット等の通信ネットワークに接続されてよい。
【0049】
入力部１０ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。
【0050】
表示部１０ｆは、ＣＰＵ１０ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成されてよい。表示部１０ｆは、例えば対象物１を撮影した画像や、検査部４１による検査結果を表示してよい。
【0051】
画像検査プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。情報処理装置４０では、ＣＰＵ１０ａが画像検査プログラムを実行することにより、検査部４１等の動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、情報処理装置４０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩ（Large-Scale Integration）を備えていてもよい。
【0052】
図３は、第１実施形態に係る画像検査装置１００によって、明視野条件を満たすように対象物を撮影する第１例を示す図である。ここで、明視野条件とは、対象物１の正常部位が明るく写り、対象物１の異常部位が暗く写るような照明条件である。
【0053】
図３に示すように、対象物１が搬送部５０に水平に置かれている場合、事前に設計された方向で出射された光Ｌ１は、対象物１の正常部位で反射され、反射光Ｒ１が撮影部３０に入射する。ここで、仮に対象物１に異常部位がある場合、異常部位で反射された光は、撮影部３０に入射しない（又は、入射するとしても正常部位からの反射光Ｒ１よりも強度が小さい）。
【0054】
図４は、第１実施形態に係る画像検査装置１００によって、明視野条件を満たすように対象物を撮影する第２例を示す図である。第２例では、対象物１が搬送部５０に水平に置かれておらず、姿勢が傾いている。
【0055】
照明部２０は、対象物１の正常箇所で反射された光Ｒ２が撮影部３０に入射し、対象物１の異常箇所で反射された光が撮影部３０に入射しないように、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物１に対して光Ｌ２を照射してよい。ここで、照明部２０は、対象物１について事前に設計された光の出射方向（図３に示す光Ｌ１）を、対象物１の配置情報に応じて補正して、対象物１に対して光Ｌ２を照射してよい。
【0056】
このようにして、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物１の正常部位が明るく写り、対象物１の異常部位が暗く写る明視野条件を満たすように、対象物１の画像を撮影することができる。このため、本実施形態に係る画像検査装置１００によれば、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、適切な画像検査を行うことができる。
【0057】
図５は、第１実施形態に係る画像検査装置１００によって、暗視野条件を満たすように対象物を撮影する第１例を示す図である。ここで、暗視野条件とは、対象物１の正常部位が暗く写り、対象物１の異常部位が明るく写るような照明条件である。
【0058】
図５に示すように、対象物１が搬送部５０に水平に置かれている場合、事前に設計された方向で出射された光Ｌ３は、対象物１の正常部位で反射され、反射光Ｒ３は撮影部３０に入射しない。ここで、仮に対象物１に異常部位がある場合、異常部位で反射された光は、撮影部３０に入射する（又は、正常部位からの反射光Ｒ３よりも大きい強度の光が入射する）。
【0059】
図６は、第１実施形態に係る画像検査装置１００によって、暗視野条件を満たすように対象物を撮影する第２例を示す図である。第２例では、対象物１が搬送部５０に水平に置かれておらず、姿勢が傾いている。
【0060】
照明部２０は、対象物１の正常箇所で反射された光Ｒ４が撮影部３０に入射せず、対象物１の異常箇所で反射された光が撮影部３０に入射するように、複数の照明素子による光の出射方向を配置情報に応じて制御して、対象物１に対して光Ｌ４を照射してよい。ここで、照明部２０は、対象物１について事前に設計された光の出射方向（図５に示す光Ｌ３）を、対象物１の配置情報に応じて補正して、対象物１に対して光Ｌ４を照射してよい。
【0061】
このようにして、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物１の正常部位が暗く写り、対象物１の異常部位が明るく写る暗視野条件を満たすように、対象物１の画像を撮影することができる。このため、本実施形態に係る画像検査装置１００によれば、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、適切な画像検査を行うことができる。
【0062】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る画像検査装置１０１の概要を示す模式図である。第２実施形態に係る画像検査装置１０１は、対象物１の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部として測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを含む点で第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
図７は、本発明の第２実施形態に係る画像検査装置１０１の概要を示す模式図である。第２実施形態に係る画像検査装置１０１は、対象物１の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部として測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを含む点で第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
【0063】
測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれ対象物１までの距離を測定する。本例の場合、測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれ対象物１の異なる点について、搬送部５０の搬送面に対して垂直な方向の距離を測定する。測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃにより測定される距離によって、対象物１が水平な姿勢からどの程度ずれているのかを表す配置情報を測定することができる。
【0064】
このように、測距センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって、対象物１の配置情報をより正確に測定し、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物１の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0065】
なお、測距センサは、一点の距離を測定するセンサに限られず、多点の距離を測定するセンサであったり、ライン上の距離を測定するセンサであったり、２次元エリア上の距離を測定するセンサであったりしてもよい。
【0066】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係る画像検査装置１０２によって対象物１を撮影する一例を示す図である。本実施形態に係る画像検査装置１０２は、照明部２０により所定の光を照射して対象物１のテスト画像を撮影し、テスト画像に基づいて対象物１の形状特徴を抽出し、形状特徴に基づいて対象物１の配置情報を測定する点で第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
図８は、本発明の第３実施形態に係る画像検査装置１０２によって対象物１を撮影する一例を示す図である。本実施形態に係る画像検査装置１０２は、照明部２０により所定の光を照射して対象物１のテスト画像を撮影し、テスト画像に基づいて対象物１の形状特徴を抽出し、形状特徴に基づいて対象物１の配置情報を測定する点で第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
【0067】
本実施形態に係る画像検査装置１０２は、照明部２０によって、所定の光Ｌ５を照射して、撮影部３０によって、対象物１のテスト画像を撮影する。より具体的には、照明部２０は、撮影部３０によりテスト画像を撮影する場合に、対象物１の輪郭に向けた光、対象物１を横断するライン状の光及び対象物１を覆う縞状の光のいずれかを照射してよい。
【0068】
照明部２０によって対象物１の輪郭に向けた光を照射する場合、画像検査装置１０２は、テスト画像に基づいて対象物１の輪郭の位置及び歪みを算出し、輪郭の位置に基づいて対象物１の位置を測定し、輪郭の歪みに基づいて対象物１の姿勢を測定してよい。
【0069】
また、照明部２０によって対象物１を横断するライン状の光を照射する場合、画像検査装置１０２は、光切断法によって対象物１の位置及び姿勢を測定してよい。
【0070】
また、照明部２０によって対象物１を覆う縞状の光を照射する場合、画像検査装置１０２は、位相シフト法によって対象物１の位置及び姿勢を測定してよい。
【0071】
本実施形態に係る画像検査装置１０２によれば、テスト画像に基づいて、より正確に対象物１の形状特徴を抽出することができ、対象物１の配置情報をより正確に測定することができる。
【0072】
図９は、第３実施形態に係る画像検査装置１０２によって撮影されたテスト画像ＩＭＧの一例を示す図である。本実施形態に係る画像検査装置１０２の測定部は、照明部２０により所定の光が照射された対象物１を撮影部３０により撮影したテスト画像ＩＭＧに基づいて対象物１の形状特徴を抽出し、形状特徴に基づいて対象物１の配置情報を測定する。図９では、照明部２０によって対象物１の輪郭に向けた光を照射して撮影されたテスト画像ＩＭＧの一例を示している。
【0073】
画像検査装置１０２は、対象物１の形状特徴として、対象物１の輪郭の形状を抽出してよい。画像検査装置１０２は、抽出した対象物１の輪郭の形状に基づいて、輪郭の歪みを算出し、輪郭の歪みに基づいて対象物１の姿勢を測定してよい。このように、テスト画像ＩＭＧに基づいて対象物１の配置情報を測定することができ、測定部のハードウェア構成を簡素化することができる。
【0074】
なお、画像検査装置１０２は、対象物１の模様や対象物１の輪郭以外のエッジを抽出し、それらに基づいて対象物１の位置及び姿勢を測定してもよい。
【0075】
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態に係る画像検査装置１０３の概要を示す模式図である。第４実施形態に係る画像検査装置１０３は、補助撮影部１０等の測定部を備えず、照明部２０によって複数の角度で対象物１を複数回照明する点と、撮影部３０によって対象物１の複数の画像を撮影する点と、情報処理装置４０によって複数の画像から少なくとも１の画像を選択する点とについて第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る画像検査装置１０３の概要を示す模式図である。第４実施形態に係る画像検査装置１０３は、補助撮影部１０等の測定部を備えず、照明部２０によって複数の角度で対象物１を複数回照明する点と、撮影部３０によって対象物１の複数の画像を撮影する点と、情報処理装置４０によって複数の画像から少なくとも１の画像を選択する点とについて第１実施形態に係る画像検査装置１００と相違し、その他について第１実施形態に係る画像検査装置１００と同様の構成を備える。
【0076】
本実施形態に係る画像検査装置１０３の照明部２０は、光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、複数の照明素子によって、対象物１に対して、複数の角度で光を複数回照射する。そして、撮影部３０は、光が照射されるごとに、対象物１を撮影する。例えば、照明部２０によって１０種類の角度で対象物１に光を照射する場合、撮影部３０は、１０枚の対象物１の画像を撮影する。
【0077】
照明部２０は、事前に設計された光の出射方向を変動させることで、複数の角度で光を複数回照射してよい。この場合、照明部２０は、事前に設計された光の出射方向をランダムに変動させたり、所定角度ずつ変動させたりしてよい。
【0078】
情報処理装置４０は、撮影された対象物１の複数の画像の特徴に基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択する選択部及び少なくとも１の画像に基づいて、対象物１の状態を検査する検査部として機能する。選択部は、例えば、複数の画像のコントラストに基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択したり、撮影された対象物１のエッジの鮮明さに基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択したり、撮影された対象物１の所定の形状の鮮明さに基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択したりしてよい。また、撮影部３０は、対象物１の複数の画像を、異なる望遠倍率で撮影し、選択部は、対象物１全体が画像に収まっている否かに基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択してよい。
【0079】
例えば、明視野条件を満たす画像を撮影する場合、選択部は、対象物１の複数の画像のうち、最も明るい画像を選択してよい。また、暗視野条件を満たす画像を撮影する場合、選択部は、対象物１の複数の画像のうち、最も暗い画像を選択してよい。
【0080】
本実施形態に係る画像検査装置１０３によれば、対象物１に対して複数の角度で光を照射して複数の画像を撮影し、少なくとも１の画像を選択することで、対象物１の位置及び姿勢が一定しない場合であっても、対象物の適切な画像を撮影し、画像検査を行うことができる。
【0081】
図１１は、本発明の第４実施形態に係る画像検査装置１０３に含まれる情報処理装置４０の物理的構成を示す図である。以下では、第１実施形態に係る画像検査装置１００に含まれる情報処理装置４０との相違点について説明する。
【0082】
ＣＰＵ１０ａは、画像検査プログラムを実行することで、検査部４１及び選択部４２として機能する。選択部４２は、撮影された対象物１の複数の画像の特徴に基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択する。画像の特徴は、画像のコントラスト、画像に写された対象物１のエッジの鮮明さ、画像に写された対象物１の所定形状の鮮明さ等であってよい。
【0083】
画像検査プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。情報処理装置４０では、ＣＰＵ１０ａが画像検査プログラムを実行することにより、検査部４１及び選択部４２の動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、情報処理装置４０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩを備えていてもよい。
【0084】
図１２は、第４実施形態に係る画像検査装置１０３によって実行される画像検査処理のフローチャートである。はじめに、画像検査装置１０３は、対象物１に対して、複数の角度で光を複数回照射し（Ｓ１０）、光が照射されるごとに、対象物１を撮影する（Ｓ１１）。
【0085】
その後、画像検査装置１０３は、撮影された対象物の複数の画像の特徴に基づいて、複数の画像から少なくとも１の画像を選択する（Ｓ１２）。最後に、画像検査装置１０３は、選択された画像に基づいて、画像検査を実施する（Ｓ１３）。当然ながら、画像検査装置１０３は、画像検査の結果を表示したり、外部機器に送信したりしてよい。以上により、画像検査処理が終了する。
【0086】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【0087】
本実施形態における態様は、以下のような開示を含む。
【0088】
［付記１］
対象物（１）の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部（１０，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）と、
マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、前記複数の照明素子による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物（１）に対して光を照射する照明部（２０）と、
照明された前記対象物（１）を撮影する撮影部（３０）と、
前記撮影部（３０）で撮影された画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査する検査部（４１）と、
を備える画像検査装置（１００，１０１，１０２）。
対象物（１）の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定する測定部（１０，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）と、
マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、前記複数の照明素子による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物（１）に対して光を照射する照明部（２０）と、
照明された前記対象物（１）を撮影する撮影部（３０）と、
前記撮影部（３０）で撮影された画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査する検査部（４１）と、
を備える画像検査装置（１００，１０１，１０２）。
【0089】
［付記２］
光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、前記複数の照明素子によって、対象物（１）に対して、複数の角度で光を複数回照射する照明部（２０）と、
前記光が照射されるごとに、前記対象物（１）を撮影する撮影部（３０）と、
撮影された前記対象物（１）の複数の画像の特徴に基づいて、前記複数の画像から少なくとも１の画像を選択する選択部（４２）と、
前記少なくとも１の画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査する検査部（４１）と、
を備える画像検査装置（１０３）。
光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含み、前記複数の照明素子によって、対象物（１）に対して、複数の角度で光を複数回照射する照明部（２０）と、
前記光が照射されるごとに、前記対象物（１）を撮影する撮影部（３０）と、
撮影された前記対象物（１）の複数の画像の特徴に基づいて、前記複数の画像から少なくとも１の画像を選択する選択部（４２）と、
前記少なくとも１の画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査する検査部（４１）と、
を備える画像検査装置（１０３）。
【0090】
［付記３］
前記対象物（１）の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定することと、
マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部（２０）による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物（１）に対して光を照射することと、
照明された前記対象物（１）を撮影することと、
撮影された画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査することと、
を含む画像検査方法。
前記対象物（１）の位置及び姿勢の少なくともいずれかを含む配置情報を測定することと、
マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部（２０）による光の出射方向を前記配置情報に応じて制御して、前記対象物（１）に対して光を照射することと、
照明された前記対象物（１）を撮影することと、
撮影された画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査することと、
を含む画像検査方法。
【0091】
［付記４］
光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部（２０）によって、前記対象物（１）に対して、複数の角度で光を複数回照射することと、
前記光が照射されるごとに、前記対象物（１）を撮影することと、
撮影された前記対象物（１）の複数の画像の特徴に基づいて、前記複数の画像から少なくとも１の画像を選択することと、
前記少なくとも１の画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査することと、
を含む画像検査方法。
光の出射方向が制御可能であり、マトリクス状に配置された複数の照明素子を含む照明部（２０）によって、前記対象物（１）に対して、複数の角度で光を複数回照射することと、
前記光が照射されるごとに、前記対象物（１）を撮影することと、
撮影された前記対象物（１）の複数の画像の特徴に基づいて、前記複数の画像から少なくとも１の画像を選択することと、
前記少なくとも１の画像に基づいて、前記対象物（１）の状態を検査することと、
を含む画像検査方法。
【符号の説明】
【0092】
１…対象物、１０…補助撮影部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…測距センサ、２０…照明部、３０…撮影部、４０…情報処理装置、４０ａ…ＣＰＵ、４０ｂ…ＲＡＭ、４０ｃ…ＲＯＭ、４０ｄ…通信部、４０ｅ…入力部、４０ｆ…表示部、４１…検査部、４２…選択部、５０…搬送部、１００，１０１，１０２，１０３…画像検査装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】