特許 7364302 撮像ユニット及び検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】撮像ユニット及び検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/89 20060101AFI20231011BHJP

   G01N 21/85 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

G01N21/89 Z

G01N21/85 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023550697

(86)(22)【出願日】2023-05-24

(86)【国際出願番号】 JP2023019347

【審査請求日】2023-08-22

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516095501

【氏名又は名称】株式会社ロビット

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新井 雅海

(72)【発明者】

【氏名】河北 薫

(72)【発明者】

【氏名】平野 龍一

【審査官】三宅 克馬

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－１０８６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６４３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０２３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１３８４５４１（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物の外観検査を行う検査システムにおける撮像ユニットであって、
撮像部と、
前記撮像部の周辺に配置された照明部と、
前記撮像部と前記照明部を覆う保護部と、
を備え、
前記保護部は、くの字型に折れ曲がった折れ曲がり部分を介して第１の平面部と第２の平面部とが連結されて構成された板状部材を含み、
前記撮像部は、前記第１の平面部の裏側に位置する、撮像ユニット。

【請求項2】

前記第１の平面部は、前記撮像部が有する撮像素子の撮像面に対し第１の角度の傾きを有し、
前記第２の平面部は、前記撮像素子の前記撮像面に対し第２の角度の傾きを有し、
前記第２の角度は前記第１の角度以上である、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項3】

前記照明部は、
前記第１の平面部の裏側に位置し、前記第１の平面部に沿って配置された第１の照明部
を有する、請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項4】

前記照明部は、
前記第２の平面部の裏側に位置し、前記第２の平面部に沿って配置された第２の照明部
を有する、請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項5】

前記照明部は、
前記第１の平面部の裏側に位置し、前記撮像素子の前記撮像面に平行に配置された第３の照明部を更に有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。

【請求項6】

前記撮像部は、前記撮像素子のためのフードを更に含み、
前記フードは、前記第１の平面部の裏面と接し、かつ、前記第１の平面部の傾きに対応する傾きでカットされた開口部を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。

【請求項7】

前記フードは、円筒状の第１の部分と、逆テーパ状の第２の部分とが連結されて構成され、
前記第２の部分は前記第１の平面部の前記裏面と接触している、請求項６に記載の撮像ユニット。

【請求項8】

前記撮像部は、二次元エリアセンサを含む、請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。

【請求項9】

複数の撮像部と、複数の照明部とを備え、
前記保護部は、前記複数の撮像部と前記複数の照明部を覆う、請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。

【請求項10】

検査対象物の外観検査を行う検査システムであって、
請求項２から４のいずれか１項に記載の第１の撮像ユニットと、
請求項２から４のいずれか１項に記載の第２の撮像ユニットと、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとの動作を制御し、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとで撮像された画像から前記検査対象物のうちから選別すべき検査対象物を判定する処理装置と、
を備え、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとは、前記第１の撮像ユニットの前記第１の平面部と前記第２の撮像ユニットの前記第１の平面部がそれぞれ上側に配置される向きにおいて、互いに前記検査対象物が通過する領域を向くように配置されている、検査システム。

【請求項11】

前記第１の撮像ユニットと、前記第２の撮像ユニットとについて、
前記第１の角度及び第２の角度は、前記撮像部の画角、撮像時に想定される前記検査対象物までの距離、前記照明部の設置角度、配置及び照射角度、及び、対面する撮像ユニットとの角度の少なくともいずれかに基づいて算出され、一方の撮像ユニットの前記板状部材による反射像が他方の撮像ユニットの画角に入らない最低角度よりも大きな角度に設定されている、請求項１０に記載の検査システム。

【請求項12】

前記処理装置は、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとによる撮像が時間的に交互に実行されるように、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとを制御する請求項１０に記載の検査システム。

【請求項13】

前記処理装置は、前記第１の撮像ユニットの前記照明部による照明と、前記第２の撮像ユニットの前記照明部による照明とが、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットにおける撮像タイミングに対応して、時間的に交互に実行されるように、それぞれの前記照明部を制御する請求項１２に記載の検査システム。

【請求項14】

前記処理装置は、前記照明部を単位時間当たりに発光させる回数を、前記第１の撮像ユニット及び前記第２の撮像ユニットが単位時間当たりに撮像する回数よりも多くする、請求項１０に記載の検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査対象物の外観検査システムにおける撮像ユニット、及び、検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

検査対象物を落下させている間に検査対象物の外観を撮像し、撮像画像から不適合の検査対象物を判定し、選別する検査システムがある（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４９１５１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

検査システムにおいては撮像条件が判定精度に影響する。

【0005】

そこで、本発明では、判定精度をより一層向上させることを可能とする構成を有する撮像ユニット及び当該撮像ユニットを用いた検査システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、検査対象物の外観検査を行う検査システムにおける撮像ユニットであって、
撮像部と、
前記撮像部の周辺に配置された照明部と
前記撮像部と前記照明部を覆う保護部と、
を備え、
前記保護部は、くの字型に折れ曲がった折れ曲がり部分を介して第１の平面部と第２の平面部とが連結されて構成された板状部材を含み、
前記撮像部は、前記第１の平面部の裏側に位置する。

【0007】

本発明はまた、検査対象物の外観検査を行う検査システムであって、
上述の第１の撮像ユニットと、
上述の第２の撮像ユニットと、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとの動作を制御し、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとで撮像された画像から前記検査対象物のうちから選別すべき検査対象物を判定する処理装置と、
を備え、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとは、前記第１の撮像ユニットの前記第１の平面部と前記第２の撮像ユニットの前記第１の平面部がそれぞれ上側に配置される向きにおいて、互いに前記検査対象物が通過する領域を向くように配置されている。

【発明の効果】

【0008】

判定精度をより一層向上させることを可能とする構成を有する撮像ユニット及び当該撮像ユニットを用いた検査システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】検査システム１０の外観の一例を示す図。

【図2A】検査システム１０の機能構成の一例を示すブロック図。

【図2B】情報処理装置２０６のハードウェア構成の一例を示す図。

【図3A】撮像ユニット１０１の外観構成の一例を示す図。

【図3B】撮像ユニット１０１の外観構成の他の一例を示す図。

【図4A】撮像ユニット１０１の外観構成の他の一例を示す図。

【図4B】撮像ユニット１０１の断面構造の一例を示す図。

【図5】検査システムにおける撮像ユニット１０１Aと１０１Bとの配置の一例を説明するための図。

【図6】検査システムにおける撮像及び照明の制御タイミングの一例を説明するための図。

【図7】風防３０１の構造の一例を説明するための図。

【図8】フード３１２の構成の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

まず、図１を参照して、検査対象物の外観検査を行う検査システム１０の外観構成を説明する。図１は、実施形態に対応する検査システム１０の外観構成の一例を示す図である。図１において、検査システム１０は、撮像ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、ベルトコンベア１０２、排出ユニット１０３等を含んで構成することができる。本実施形態における検査対象物は、米麦等の穀粒や、その他の穀粒、種子又は加工原料等の粒状物の他、錠剤、ネジ、ナット、ボタン、ゴム製品等の工業製品、更には、野菜、肉、揚げ物、冷凍食品等の食品類も含まれる。

【0012】

本実施形態においては、外部の情報処理装置（図２Aの情報処理装置２０６）の制御に従い、ベルトコンベア１０２で搬送された検査対象物が撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとの間を落下している間に、撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとで検査対象物の外観を撮像する。撮像された画像は情報処理装置２０６に提供され、形状や色味が一定の水準を満たさない等、不適合と判定された検査対象物が発見された場合には排出ユニット１０３を動作させて、空気を排出し不適合と判定された検査対象物を選別する。

【0013】

図２Aは、実施形態に対応する検査システム１０の機能構成の一例を示すブロック図である。図２Ａに示すように検査システム１０においては、情報処理装置２０６が、撮像部２０１、照明部２０２、排出部２０３、搬送部２０４、対象物供給部２０５の動作を制御する。

【0014】

撮像部２０１は、２次元のエリアセンサと、ＡＤ変換器等を含むように構成されており、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を使用することができる。二次元エリアセンサを使用することで、従来の選別装置において広く用いられていたラインセンサに比べ、画角が広く、また、検査対象物を複数回撮像することで、検査可能面積を実質的に増やすことができる。

【0015】

エリアセンサの画素数は一例として数百万画素とすることができるが、これに限定されるものではない。画素数は検査対象物の大きさや、検査で判別する基準に依存する。例えば、基準を満すかどうかを判定するための検査対象物の外的特徴の大きさが一定以上のものであれば、ＶＧＡ等の画質が確保できればよく、その一方で、微細な特徴について判断する必要がある場合には４Ｋ等の高分解能の撮像素子を用いることができる。撮像部２０１は、撮像素子に外部からの光が入射しないよう撮像素子の受光面側に配置されたフードを含んでもよい。

【0016】

撮像部２０１では、情報処理装置２０６の制御により毎秒２０から３５フレームのフレームレートで撮像を行うことができる。ここで示すフレームレートはあくまで例示であって、より高いフレームレートとすることもできる。本実施形態では、例示的に毎秒３０フレームで撮像を行うものとして説明する。

【0017】

次に、照明部２０２は、撮像部２０１を取り囲むように撮像部２０１の周辺に配置されており、マトリクス状に配置された複数のLEDを含む。照明部２０２の配置パターンとして、撮像部２０１の上下左右に配置することが考えられる。また、上下のみに配置してもよいし、左右のみに配置してもよい。或いは、上下のうち光の指向性のよい一方のみに配置してもよいし、左右のうち、光の指向性のよい一方のみに配置してもよい。照明部２０２は、撮像部２０１による撮像時に検査対象物に対して光を照射する。

【0018】

撮像ユニット１０１Ａや１０１Ｂは、撮像部２０１と照明部２０２とを合わせたカメラユニットを含むように構成されており、当該カメラユニットがそれぞれの撮像ユニット１０１Ａ及び１０１Ｂに複数配置されてもよい。

【0019】

排出部２０３は、排出ユニット１０３に対応し空気を排出するための機構であり、例えば、電磁バルブによる圧縮空気の開放による送風機構、フラップ駆動機構、或いは、ファンとモータを含む扇風機として構成される。排出部２０３を作動させることで検査対象物が落下してくる空間内に空気を送出することができる。排出部２０３の動作は、情報処理装置２０６により制御され、撮像部２０１で撮像された画像により検査対象物が不適合との判定を受けた場合に、排出部２０３が作動し当該検査対象物を選別することができる。

【0020】

搬送部２０４は、ベルトコンベア１０２に対応し、検査対象物を搬送して、撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとが撮像を行う検査空間内に検査対象物を供給する。また、検査済みの対象物を搬送するための機構も含むことができる。対象物供給部２０５は、検査対象物が保持されている保持部から検査対象物を排出し、搬送部２０４に供給する機構である。搬送部２０４及び対象物供給部２０５の動作は情報処理装置２０６により制御される。なお、搬送部２０４及び対象物供給部２０５の動作は、情報処理装置２０６以外の制御装置により制御されてもよい。その場合に、情報処理装置２０６は、制御装置と連携することができる。

【0021】

情報処理装置２０６は、撮像部２０１、照明部２０２、排出部２０３、搬送部２０４、対象物供給部２０５の動作を制御する装置であり、例えばパーソナルコンピュータ等で構成される。情報処理装置２０６では、撮像部２０１から取得した画像を処理することにより、撮像対象の検査対象物が一定の基準を満たすかどうかを判定し、基準を満たさないと判定した場合には排出部２０３を制御してファンを動作させることにより空気を送出して、不適合な検査対象物を選別する。

【0022】

次に、図２Ｂを参照して、情報処理装置２０６のハードウェア構成の一例を説明する。図２Ｂにおいて、プロセッサ２６１は、ＨＤ（ハードディスク）２６３に格納されているＯＳ、撮像部２０１、照明部２０２、排出部２０３、搬送部２０４、対象物供給部２０５の動作を制御するための各種アプリケーションプログラム等を実行し、ＲＡＭ２６２にプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する制御を行う。プロセッサ２６１には、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等が含まれる。ＲＡＭ０２は、プロセッサ２６１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ＨＤ２６３は、アプリケーションプログラム、ドライバプログラム、ＯＳ、制御プログラム、本実施形態に対応する処理を実行するための処理プログラム等を格納している。

【0023】

ディスプレイ２６４は、操作部２６９から入力したコマンドや、外部から取得した情報等を表示するための表示手段である。インターフェイス（以下、Ｉ／Ｆという）２６５は、撮像ユニット１０１等の外部装置やネットワークと接続するための通信インターフェイスである。ＲＯＭ２６６には、基本Ｉ／Ｏプログラム等のプログラムを記憶する。外部記憶ドライブ２６７は、メディア２６８に記憶されたプログラム等を本コンピュータシステムにロードすることができる。記録媒体としてのメディア２６８は、所定のプログラムおよび関連データを格納する。操作部２６９は、本装置の操作者が、指示入力を行うためのユーザインタフェースであり、キーボードやマウスで構成される。システムバス２７０は、装置内のデータの流れを司るものである。

【0024】

次に図３Ａ及び図３Ｂを参照して撮像ユニット１０１Ａ及び１０１Ｂ（以下、単に撮像ユニット１０１ともいう。）の外観構成について説明する。図３Ａは、撮像ユニット１０１の風防３０１の正面側から見た場合の外観構成の一例を示す図である。

【0025】

図３Ａにおいて、撮像ユニット１０１には、カメラレンズに粉塵等が入り込まないように、風防（カバー）３０１が取り付けられている。風防３０１は、フレーム３０２に取り付けられており、参照番号３０１ａで示す折れ曲がり部でくの字型に折れ曲がった構成となっている。風防３０１とフレーム３０２とで、撮像ユニット１０１を覆い、粉塵から保護する保護部を構成している。風防３０１は、無色透明のアクリル製であり、撮像部２０１への入射光及び照明部２０２からの射出光を遮らない構成となっている。なお、風防３０１は、アクリル以外にも、ガラスやポリカーボネート等の樹脂で製造されたものでもよい。一方のフレーム３０２は例えば、金属或いはプラスチック製で光を透過しない構造となっている。風防３０１の裏側には、撮像部２０１と照明部２０２とを組み合わせたカメラユニット３１０、３２０が配置されている。

【0026】

カメラユニット３１０及び３２０は基本的には共通の構造であり、以下の説明において参照番号３１Ｘ、３２Ｘで示す構成要素は、共通の構成要素である。従って、３１Ｘを参照して説明した記載は３２Ｘについても同様に当てはまるものである。また、撮像ユニット１０１Ａ及び１０１Ｂにはそれぞれ同数のカメラユニット３１０、３２０が配置されているものであり、撮像ユニットを区別して記載する場合、末尾にＡまたはＢの大文字符号を付与する。符号Ａが付与された構成要素は撮像ユニット１０１Ａの構成要素であり、符号Ｂが付与された構成要素は撮像ユニット１０１Ｂの構成要素である。符号の違いは、どちらの撮像ユニットに属するかだけであり、基本的な構成については３１Ｘ、３２Ｘで示されている限り共通である。

【0027】

図３Ｂは、図３Ａにおいて風防３０１を取り外した状態を示し、カメラユニット３１０、３２０の構成の一例が示されている。カメラユニット３１０には、ＬＥＤ照明部３１１、３１３、３１４、３１５が配置されており、各ＬＥＤ照明部により不図示の撮像素子が配置された領域が囲まれ、当該撮像素子の上にフード３１２が配置されている。なお、ＬＥＤ照明部の上下左右の配置は一例として示したものであって、このうちの任意の組合せとしてもよい。フード３１２は風防３０１と接触可能に斜めにカットされている。フード３１２の素材は、例えば、シリコン、樹脂、金属、ゴム、木材、ガラス等とすることができる。このようにして風防３０１に十分近くなるように、フード３１２を装着することでフレア等の映り込みを低減することができる。また、フード３１２の内側には内部の撮像素子用のレンズが配置されてもよい。

【0028】

カメラユニット３２０にも同様に、ＬＥＤ照明部３２１、３２３、３２４、３２５が配置されており、ＬＥＤ照明部に囲まれてフード３２２が配置されている。フード３２２も風防３０１と接触可能に斜めにカットされている。また、フード３２２の内側には内部の撮像素子用のレンズが配置されてもよい。

【0029】

カメラユニット３１０は図３Ｂの横方向に複数個配列でき、風防３０１及びフレーム３０２は、カメラユニット３１０を配置可能な個数分の幅を有するように構成される。

【0030】

次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、撮像ユニット１０１の外観構成を更に説明する。図４Ａは、撮像ユニット１０１を側面から見た外観構成の一例を示す図である。図４Ａにおいても、図３Ａや図３Ｂで示した構成が示されている。図４Ａにおいては、ＬＥＤ照明部３１１、３１３、３１５の背面にヒートシンクが取り付けられていることが示されている。これは、各ＬＥＤ照明部からの熱を冷ますための冷却構成である。なお、冷却機構はファンによる強制冷却や水冷によるものでもよい。また、ＬＥＤ照明部３１１や不図示の撮像素子と接続された制御ユニット４００が配置されている。制御ユニット４００には、ＬＥＤを制御するための機構４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ及び不図示の撮像素子を制御するための機構４００Ｂが含まれ、ケーブル４０１で情報処理装置２０６と接続されている。

【0031】

図４Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ線で示す位置の断面構造の一例を示す図である。図４Ｂにおいては、上述の構成の他、風防３０１の断面構造が示されている。また、フード３１２の内側に撮像素子３１６が示されている。

【0032】

次に、図５を参照して、撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとの位置関係について説明する。検査システム１０においては、撮像ユニット１０１Ａと撮像ユニット１０１Ｂとは、撮像素子３１６が風防３０１の折れ曲がり部３０１ａよりも上側に位置する同じ向きにおいて、互いに検査対象物が通過する領域向くように配置されている。

【0033】

図５において斜線領域５０１は、撮像ユニット１０１Ｂの撮像素子３１６Ｂの画角を示している。また矢印５０２、５０３は、撮像ユニット１０１ＡのＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａの設置面の法線方向を示し、かつ、例示的な照射方向を示す。矢印５０４は、検査対象物が通過する方向を示す。ここで、ＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａからの光は拡散する成分もあるが、直進する成分については、光の進行方向はＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａと平行、或いは、照明部３２１Ａ、３２５Ａに沿って配置された風防３０１の面と直交或いは交差する。よって、ＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａからの光は風防３０１を通過して進行する。そして、ＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａから照射された光は、矢印５０２、５０３で示すように、領域５０１で示す撮像素子３１６Ｂの画角から外れていく。

【0034】

一方、ＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａからの光が検査対象物に当たって反射した光は、撮像素子３２６Ａにより受光され、画像として可視化される。よって、ＬＥＤ照明部３２１Ａ、３２５Ａの設置方向、換言すれば光の照射方向は、検査対象物からの反射光が最も撮像素子３２６Ａに供給される方向として定められることが望ましい。また、矢印５０２、５０３の交点については、検査対象物が通過する位置或いは範囲内において交差するように設定されているので、検査対象物に最も光が照射される。以上により、検査対象物の情報量を最大化できるので撮像画像の品質を維持することができる。

【0035】

撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとの位置関係は、例えば、検査対象物の大きさ、LED照明部の照射角、機械的な干渉等に応じて決定することができる。

【0036】

また、ＬＥＤ照明部３２１Ａ等からの照射光が対面する撮像ユニット１０１Ｂの撮像素子３２６Ｂに入り込むおそれがある。このため、撮像ユニット１０１Ａと１０１Ｂとは同じタイミングで撮像素子３２６の露光を行わず、タイミングをずらして露光を行うことができる。

【0037】

図６は、撮像ユニット１０１における各露光のタイミングと、ＬＥＤ照明部の発光タイミングの関係を示した図である。図６において、上側には撮像ユニット１０１Ａと、撮像ユニット１０１ＡのＬＥＤ照明部（３１１Ａ、３１３Ａ、３１４Ａ、３１５Ａ、３２１Ａ、３２３Ａ、３２４Ａ、３２５Ａ）の制御タイミングが示されている。撮像ユニット１０１Ａにおいては、フレームレートを毎秒３０フレームとして撮像を行っている。パルス６０１は、撮像ユニット１０１Ａが露光されている時間を示している。パルス６０１の間隔は約３３ミリ秒となる。

【0038】

撮像ユニット１０１のＬＥＤ照明部では、撮像ユニット１０１Ａで露光が行われている時間においてＬＥＤを発光させるように動作する。ただし、撮像ユニット１０１Ａと同じ毎秒３０フレームの速度で点灯させた場合、人の眼により点滅が知覚されるおそれがある。そこで、単位時間当たりの点灯回数を、単位時間当たりの撮像回数よりも多くすることができる。例えば、撮像回数を単位時間当たり３０回とした場合に、点灯回数を単位時間当たり６０回、或いは、９０回とすることができる。これにより、人の眼では点滅を知覚できないようになる。図６では、９０回とした場合を示している。

【0039】

図６において、下側には撮像ユニット１０１Ｂと撮像ユニット１０１ＢのＬＥＤ照明部（３１１Ｂ、３１３Ｂ、３１４Ｂ、３１５Ｂ、３２１Ｂ、３２３Ｂ、３２４Ｂ、３２５Ｂ）の制御タイミングが示されている。撮像ユニット１０１Ｂにおいても、フレームレートは毎秒３０フレームとして撮像を行う。但し、撮像ユニット１０１Ｂの露光タイミングを示すパルス６０３の位置は、パルス６０１の位置とは時間的にずれており、かつ、撮像ユニット１０１用のＬＥＤ照明部のパルス６０２とも時間的にずれている。

【0040】

これにより、撮像ユニット１０１Ｂが撮像を行う期間においては、撮像ユニット１０１ＡのＬＥＤ照明部は消灯状態となるので、撮像ユニット１０１ＡのＬＥＤ照明部からの光により撮像ユニット１０１Ｂの撮像画像の品質が低下することは無い。同様に、撮像ユニット１０１Ａが撮像を行う期間においては、撮像ユニット１０１ＢのＬＥＤ照明部は消灯状態となるので、撮像ユニット１０１ＢのＬＥＤ照明部からの光により撮像ユニット１０１Ａの撮像画像の品質が低下することは無い。

【0041】

更に、図７を参照して、風防３０１と撮像素子３１６の受光平面との関係を説明する。図７は、撮像素子３１６の受光平面に対する風防３０１の設置角度を説明するための例示的な断面構造を示す図である。

【0042】

図７に示すように、本実施形態における風防３０１は、くの字型に折れ曲がった板状部材として構成されている。より具体的には、裏側に撮像素子３１６、フード３１２、ＬＥＤ照明部３１１が配置された第１の平面部３０１ｂと、裏側にＬＥＤ照明部３１５が配置された第２の平面部３０１ｃとが、折れ曲がり部３０１ａを介して連結されて構成されている。ＬＥＤ照明部３１１は第１の平面部３０１ｂの裏側に、第１の平面部３０１ｂに沿って配置され、ＬＥＤ照明部３１５は第２の平面部３０１ｃの裏側に、第２の平面部３０１ｃに沿って配置されている。図７には示していないが、ＬＥＤ照明部３１３、３１４は第１の平面部３０１ｂの裏側に配置されている。

【0043】

図７では、撮像素子３１６の撮像面を点線７０１で表している。点線７０２は、点線７０１で示す撮像面に平行な面を示し、風防３０１の折れ曲がり部３０１ａと接するように設定している。このとき、第１の平面部３０１ｂの点線７０２に対する角度をθ１、第２の平面部３０１ｃの点線７０２に対する角度をθ２、とするとθ２≧θ１が成立する。θ１、θ２の大きさは、例えば、θ１の下限値を約２６度、θ２の下限値を約１６度とすることができる。但し、これらの数値はあくまで例示であって、θ１、θ２の値は、撮像ユニット１０１の撮像部２０１の画角、撮像時に想定される検査対象物までの距離、照明部２０２の設置角度、配置、照射角度、対面の撮像ユニットとの角度等のうち少なくともいずれかに基づき、風防３０１等による反射を計算した上で、対面の撮像ユニット１０１からの反射像が画角に入ってこない角度θminよりも大きな角度として選択することができる。

【0044】

なお、対面の撮像ユニットとの角度は、例えば、各撮像ユニット１０１の撮像面の法線の交差角度として求めることができる。図５では、対面する撮像ユニット１０１A、１０１Bの撮像素子３２６A、３１６Bが正面で対面しているので交差角度は０度であるが、交差角度をつけてもよい。また、撮像ユニット１０１A、１０１Bに更に１０１Cを追加して、三方向から撮像する場合等には交差角度が設定されるので、交差角度に従ってθ１、θ２の値を設定することができる。

【0045】

図８は、フード３１２の外観構成の一例を示す図である。フード３１２は、例えばシリコン素材で構成することができ、風防３０１の裏面と密着させる。フード３１２は、下側の円筒状の第１の部分３１２ａと、上側の逆テーパ状の第２の部分３１２ｂとが連結された形状をしている。このように第１の部分３１２ａの途中から第２の部分３１２ｂを設けることにしたのは、撮像素子３１６の画角と干渉しないようにするためである。より具体的には、根本から逆テーパ状とした場合には、根本の径が小さくなりすぎてレンズと干渉し、また、組み立て効率が低下するため、それらを回避するためである。フード３１２の高さをもっと短くできる場合には、第１の部分３１２ａを省略してもよい。

【0046】

また、フード３１２の上側の第２の部分３１２ｂは、風防３０１の傾きに合わせて開口部分がカットされている。開口面の傾き角度は、水平面に対して図７で示したθ１に対応する。このようにフード３１２を、風防３０１に合わせて適切な角度を設けて風防３０１に密着させることで、正反射以外のノイズによるゴーストやフレアを防止することができる。

【0047】

以上の本実施形態によれば、検査対象物の外観検査を行う検査システムにおける撮像ユニットにおいて、撮像部に二次元のエリアセンサを用いることで、画角を広げることができ、かつ、複数回の撮像により検査可能面積を増大させることができる。また、複数回の撮像を行う場合、撮像タイミングで被写体である検査対象物と照明の位置関係が変わることから、影やハイライトの見え方が異なる画像を取得できるので、同一被写体であっても異なる表現で複数回検査することができ、見逃しのリスクを低減することができる。

【0048】

また、撮像ユニットにくの字型に折り曲げた風防を配置することで、撮像ユニットの正面に平面が形成されることを回避できる。当該風防の構成により、正反射をほとんど無くすことができるので、撮像時の照明が対面の撮像ユニットの風防で反射して画像に写り込んできて撮像品質が大きく低下してしまう事態を避けることができる。

【0049】

更に、風防に十分近くなるように、フードを装着することで、正反射以外のノイズによるフレア等の映り込みを低減することができる。また、フードは風防と密着させることができるので、ノイズ低減効果をより確実に確保することができる。

【0050】

＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の撮像ユニット、検査システムを少なくとも開示する。
（１） 検査対象物の外観検査を行う検査システムにおける撮像ユニットであって、
撮像部と、
前記撮像部の周辺に配置された照明部と
前記撮像部と前記照明部を覆う保護部と、
を備え、
前記保護部は、くの字型に折れ曲がった折れ曲がり部分を介して第１の平面部と第２の平面部とが連結されて構成された板状部材を含み、
前記撮像部は、前記第１の平面部の裏側に位置する、撮像ユニット。
（２） 前記第１の平面部は、前記撮像部が有する撮像素子の撮像面に対し第１の角度の傾きを有し、
前記第２の平面部は、前記撮像素子の前記撮像面に対し第２の角度の傾きを有し、
前記第２の角度は前記第１の角度以上である、（１）に記載の撮像ユニット。
（３） 前記照明部は、
前記第１の平面部の裏側に位置し、前記第１の平面部に沿って配置された第１の照明部を有する、（２）に記載の撮像ユニット。
（４） 前記照明部は、
前記第２の平面部の裏側に位置し、前記第２の平面部に沿って配置された第２の照明部を有する、（２）又は（３）に記載の撮像ユニット。
（５） 前記照明部は、
前記第１の平面部の裏側に位置し、前記撮像素子の前記撮像面に平行に配置された第３の照明部を更に有する、（２）から（４）に記載の撮像ユニット。
（６） 前記撮像部は、前記撮像素子のためのフードを更に含み、
前記フードは、前記第１の平面部の裏面と接し、かつ、前記第１の平面部の傾きに対応する傾きでカットされた開口部を有する、（２）から（５）のいずれか１つに記載の撮像ユニット。
（７） 前記フードは、円筒状の第１の部分と、逆テーパ状の第２の部分とが連結されて構成され、
前記第２の部分は前記第１の平面部の前記裏面と接触している、（６）に記載の撮像ユニット。
（８） 前記撮像部は、二次元エリアセンサを含む、（２）から（７）のいずれか１つに記載の撮像ユニット。
（９） 複数の撮像部と、複数の照明部とを備え、
前記保護部は、前記複数の撮像部と前記複数の照明部を覆う、（２）から（８）のいずれか１つに記載の撮像ユニット。
（１０） 検査対象物の外観検査を行う検査システムであって、
（２）から（９）のいずれか１つに記載の第１の撮像ユニットと、
（２）から（９）のいずれか１つに記載の第２の撮像ユニットと、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとの動作を制御し、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとで撮像された画像から前記検査対象物のうちから選別すべき検査対象物を判定する処理装置と、
を備え、
前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとは、前記第１の撮像ユニットの前記第１の平面部と前記第２の撮像ユニットの前記第１の平面部がそれぞれ上側に配置される向きにおいて、互いに前記検査対象物が通過する領域を向くように配置されている、検査システム。
（１１） 前記第１の撮像ユニットと、前記第２の撮像ユニットとについて、
前記第１の角度及び第２の角度は、前記撮像部の画角、撮像時に想定される前記検査対象物までの距離、前記照明部の設置角度、配置及び照射角度、及び、対面する撮像ユニットとの角度の少なくともいずれかに基づいて算出され、一方の撮像ユニットの前記板状部材による反射像が他方の撮像ユニットの画角に入らない最低角度よりも大きな角度に設定されている、（１０）に記載の検査システム。
（１２） 前記処理装置は、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとによる撮像が時間的に交互に実行されるように、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットとを制御する（１０）又は（１１）に記載の検査システム。
（１３） 前記処理装置は、前記第１の撮像ユニットの前記照明部による照明と、前記第２の撮像ユニットの前記照明部による照明とが、前記第１の撮像ユニットと前記第２の撮像ユニットにおける撮像タイミングに対応して、時間的に交互に実行されるように、それぞれの前記照明部を制御する（１２）に記載の検査システム。
（１４） 前記処理装置は、前記照明部を単位時間当たりに発光させる回数を、前記第１の撮像ユニット及び前記第２の撮像ユニットが単位時間当たりに撮像する回数よりも多くする、（１０）から（１３）のいずれか１つに記載の検査システム。

【0051】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【要約】

判定精度をより一層向上させることを可能とする構成を有する技術を提供する。検査対象物の外観検査を行う検査システムにおける撮像ユニットであって、撮像部と、前記撮像部の周辺に配置された照明部と、前記撮像部と前記照明部を覆う保護部と、を備え、前記保護部は、くの字型に折れ曲がった折れ曲がり部分を介して第１の平面部と第２の平面部とが連結されて構成された板状部材を含み、前記撮像部は、前記第１の平面部の裏側に位置する。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】