特許 7415215 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(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023143725

(22)【出願日】2023-09-05

【審査請求日】2023-09-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518232168

【氏名又は名称】ダイトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003395

【氏名又は名称】弁理士法人蔦田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北田 啓順

(72)【発明者】

【氏名】山口 達也

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１５７６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８７２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２７５５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５３７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０８３７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０７２１０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１８３８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８６１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３５４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６２４８６８４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０６Ｔ １／００－７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの側面を撮像して撮像画像を生成する撮像装置と、
前記撮像装置を前記ワークの側面に沿って移動させる移動機構と、
前記撮像画像に対する画像処理を実行する画像処理部と、を備えた外観検査装置であって、
前記撮像装置は、前記移動機構によって移動させられる複数の異なる位置において前記ワークの側面を撮像して複数の前記撮像画像を取得し、
前記画像処理部は、
前記撮像画像から第１特徴部を検出する第１特徴検出処理と、
前記第１特徴部の合焦度を評価する第１合焦度評価処理と、
複数の前記撮像画像における前記第１特徴部の合焦度を比較することで、複数の前記撮像画像の一つを第１基準画像に選定する第１基準画像選定処理と、
前記第１基準画像における前記第１特徴部を含む領域である特徴領域と、前記第１基準画像以外の前記撮像画像における領域であって前記第１基準画像の中で前記特徴領域が占める位置に対応する位置に設けられた被検査領域に基づいて、前記ワークを評価する評価処理と、を実行する外観検査装置。

【請求項2】

前記画像処理部は、前記第１基準画像選定処理において複数の前記撮像画像の一部の前記撮像画像について前記第１特徴部の合焦度を比較することで前記第１基準画像に選定する、請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項3】

前記画像処理部は、前記特徴領域と前記被検査領域とを繋ぎ合わせて前記ワークの側面を表す合成画像を生成する合成処理を実行する、請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項4】

複数の前記撮像装置を備え、
複数の前記撮像装置が、前記移動機構によって前記側面に沿って一体に移動させられ、同期して前記側面を撮像して複数の前記撮像画像をそれぞれ取得する、請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項5】

前記画像処理部は、
前記撮像画像から前記第１特徴部と異なる第２特徴部を検出する第２特徴検出処理と、
前記第２特徴部の合焦度を評価する第２合焦度評価処理と、
複数の前記撮像画像における前記第２特徴部の合焦度を比較することで、複数の前記撮像画像の一つを第２基準画像に選定する第２基準画像選定処理と、
前記第１基準画像における前記第１特徴部の位置と、前記第２基準画像における前記第２特徴部の位置とに基づいて、前記被検査領域を補正する補正処理を実行する、請求項１に記載の外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査対象物（ワーク）の外観を撮像する外観検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークの外観をカメラ等の撮像装置で撮像して画像を取得し、取得した画像からワーク形状の異常や異物の付着等がないか確認する外観検査が行われている。このような外観検査をワークの側面について行う場合、通常、ワークの側面が撮像装置と対向するようにワークを搬送してワークの側面を撮像したり、被写界深度の深いレンズを使用してワークの側面を斜め方向から撮像したりすることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３０３８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ワークを搬送してその側面を撮像する方法では、搬送時にワークにキズや異物が付着してワークを破損するおそれがある。また、被写界深度の深いレンズを使用する方法では、レンズの開口数が小さいため、分解能の高い画像を取得できないおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ワークの破損を抑えつつ、分解能の高いワークの側面の画像を取得することができる外観検査装置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】

本発明は以下に示される実施形態を含む。

【0007】

［１］ ワークの側面を撮像して撮像画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置を前記ワークの側面に沿って移動させる移動機構と、前記撮像画像に対する画像処理を実行する画像処理部と、を備えた外観検査装置であって、前記撮像装置は、前記移動機構によって移動させられる複数の異なる位置において前記ワークの側面を撮像して複数の前記撮像画像を取得し、前記画像処理部は、前記撮像画像から第１特徴部を検出する第１特徴検出処理と、前記第１特徴部の合焦度を評価する第１合焦度評価処理と、複数の前記撮像画像における前記第１特徴部の合焦度を比較することで、複数の前記撮像画像の一つを第１基準画像に選定する第１基準画像選定処理と、前記第１基準画像における前記第１特徴部を含む領域である特徴領域と、前記第１基準画像以外の前記撮像画像における領域であって前記第１基準画像の中で前記特徴領域が占める位置に対応する位置に設けられた前記特徴領域に対応する領域である被検査領域に基づいて、前記ワークを評価する評価処理と、を実行する外観検査装置。

【0008】

［２］ 前記画像処理部は、前記第１基準画像選定処理において複数の前記撮像画像の一部の前記撮像画像について前記第１特徴部の合焦度を比較することで前記第１基準画像に選定する、上記［１］に記載の外観検査装置。

【0009】

［３］ 前記画像処理部は、前記特徴領域と前記被検査領域とを繋ぎ合わせて前記ワークの側面を表す合成画像を生成する合成処理を実行する、上記［１］又は［２］に記載の外観検査装置。

【0010】

［４］ 複数の前記撮像装置を備え、複数の前記撮像装置が、前記移動機構によって前記側面に沿って一体に移動させられ、同期して前記側面を撮像して複数の前記撮像画像をそれぞれ取得する、上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の外観検査装置。

【0011】

［５］ 前記画像処理部は、前記撮像画像から前記第１特徴部と異なる第２特徴部を検出する第２特徴検出処理と、前記第２特徴部の合焦度を評価する第２合焦度評価処理と、複数の前記撮像画像における前記第２特徴部の合焦度を比較することで、複数の前記撮像画像の一つを第２基準画像に選定する第２基準画像選定処理と、前記第１基準画像における前記第１特徴部の位置と、前記第２基準画像における前記２特徴部の位置とに基づいて、前記被検査領域を補正する補正処理を実行する、上記［１］～［４］いずれか１つに記載の外観検査装置。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ワークの破損を抑えつつ、分解能の高いワークの側面の画像を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態にかかる外観検査装置の概略構成を示す図

【図2】外観検査装置の構成を示すブロック図

【図3】外観検査装置の側面撮像装置が撮像した画像を例示する図

【図4】領域設定部が特徴領域を設定する方法を説明する図

【図5】領域設定部が被検査領域を設定する方法を説明する図

【図6】領域設定部が設定した特徴領域及び被検査領域を例示する図

【図7】外観検査装置で作成される合成画像の一例を示す図

【図8】外観検査装置の検査処理を示すフローチャート

【図9】本発明の変更例１にかかる外観検査装置の構成を示すブロック図

【図10】本発明の変更例１において補正部が第１特徴部の位置を特定する方法を説明する図

【図11】本発明の変更例１において補正部が第２特徴部の位置を特定する方法を説明する図

【図12】本発明の変更例１において補正部が被検査領域Ｒｉを補正する方法を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0015】

（１）外観検査装置１の構成
まず、本実施形態の外観検査装置１の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。外観検査装置１は、図１及び図２に示すように、ステージ２と、撮像部３と、移動機構４と、制御装置５とを備え、ステージ２に載置されたワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２を撮像して検査する装置である。

【0016】

以下の説明において、側面Ｗｓ１，Ｗｓ２が対向する方向（図１において矢符Ｘで示す方向）を左右方向Ｘとし、図１の紙面に対して垂直な方向を前後方向Ｙとし、図１において矢印Ｚで示す方向を上下方向とする。また、撮像部３で撮像されたワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の撮像画像においても、ステージ２に載置されたときに前後方向Ｙに相当する側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の長手方向を矢印Ｙで示し、上下方向を矢印Ｚで示す。

【0017】

ステージ２は、検査対象のワークＷが載置される。なお、テージ２の上に載置されたワークＷは、その側面Ｗｓ１、Ｗｓ２が後述する側面撮像装置３１，３２と斜め方向に対向する。

【0018】

撮像部３は、対物レンズが取り付けられたＣＣＤ（Charge CoupledDevice）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラを備える側面撮像装置３１，３２を備える。側面撮像装置３１，３２は、ステージ２に載置されたワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２を斜め上方から撮影する。

【0019】

より具体的には、側面撮像装置３１は、ワークＷの一方の側面Ｗｓ１の法線方向Ｈ１に対して光軸Ｌ１が角度θだけ斜め上方に傾斜するように配置され、ワークＷの側面Ｗｓ１の上下方向Ｚの一部分のみが撮像範囲（視野）に含まれ、ワークＷの側面Ｗｓ１の前後方向Ｙの全体が撮像範囲に入るように設定されている。

【0020】

側面撮像装置３２は、側面撮像装置３１と左右対称に配置された同一構造の装置から構成されている。つまり、側面撮像装置３２は、ワークＷの側面Ｗｓ２の法線方向Ｈ２に対して光軸Ｌ２が角度θだけ斜め上方に傾斜するように配置され、ワークＷの側面Ｗｓ２の上下方向Ｚの一部分のみが撮像範囲に含まれ、ワークＷの側面Ｗｓ２の前後方向Ｙの全体が撮像範囲に入るように設定されている。

【0021】

側面撮像装置３１，３２は、ワークＷを撮像して生成した撮像画像を制御装置５へ出力する。なお、撮像部３と制御装置５とは、無線接続であってもよいし有線接続であってもよい。

【0022】

移動機構４は、側面撮像装置３１、３２が固定された保持ベース４１と、保持ベース４１を上下方向へ摺動可能に保持するガイドレール４２と、保持ベース４１をガイドレール４２に沿って上下動させる不図示の駆動部と、を備える。移動機構４は、左右前後方向への移動を制限しつつ上下方向のみへ側面撮像装置３１、３２を一体に移動させる。

【0023】

制御装置５は、コンピュータなどの処理装置５１と、メモリーなどの記憶装置５２とを有しており、記憶装置５２に記憶されているプログラムを処理装置５１が読み込んで実行することにより、装置制御部５３、データ取得部５４、及び画像処理部６０として機能する。

【0024】

装置制御部５３は、側面撮像装置３１，３２と移動機構４とを制御して、側面撮像装置３１，３２を上下方向Ｚへ移動させつつ、側面撮像装置３１，３２によってワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２を同期して撮像する。

【0025】

具体的には、装置制御部５３は、撮像開始位置から撮像終了位置までワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２に沿って側面撮像装置３１，３２が上下方向Ｚへ移動するように、移動機構４を制御する。撮像開始位置は、側面撮像装置３１，３２の撮像範囲にワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の上端Ｅ１が含まれる位置に設定される。撮像終了位置は、側面撮像装置３１，３２の撮像範囲にワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の下端Ｅ２が含まれる位置に設定される。

【0026】

また、装置制御部５３は、移動機構４によって側面撮像装置３１，３２が撮像開始位置から撮像終了位置まで移動する間、側面撮像装置３１，３２が上下方向Ｚに所定距離（以下の、この距離を「撮像ピッチ」ということもある）Ｄだけ移動する毎に、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の上下方向Ｚの一部を撮像する。

【0027】

ここで、撮像ピッチＤは、次の式（１）を満たすように設定され、好ましくは、式（２）を満たすように設定される。

【0028】

【数1】

【0029】

【数2】

式（１）及び式（２）において、Ａは側面撮像装置３１，３２に設けられた対物レンズ等のレンズの被写界深度、θはワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の法線方向Ｈ１，Ｈ２に対する側面撮像装置３１、３２の光軸Ｌ１，Ｌ２の角度θである。つまり、撮像ピッチＤは、レンズの被写界深度に入る上下方向の最大長さ（Ａ／ｓｉｎθ）以下に設定され、上記の最大長さの半分以下に設定されることが好ましい。

【0030】

図３に示すように、側面撮像装置３１，３２は、撮像開始位置において撮像したワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の上端Ｅ１が写った撮像画像Ｐ１から、撮像終了位置において撮像したワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の下端Ｅ２が写った撮像画像Ｐｎまで、撮像範囲が上下方向Ｚに撮像ピッチＤずつ異なる複数ｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像画像Ｐのデータを生成する。

【0031】

得られた複数ｎ個の撮像画像Ｐは、側面撮像装置３１，３２の光軸Ｌ１，Ｌ２をワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２に対して傾斜させて撮像した画像であるため、上下方向Ｚの一部分のみが合焦した画像となっている。

【0032】

なお、以下の説明において、撮像開始位置において撮像した画像を１番目の撮像画像Ｐ１といい、撮像開始位置で撮像してからｍ枚目に撮像した画像をｍ番目の撮像画像Ｐｍといい、撮像終了位置において撮像した画像をｎ番目の撮像画像Ｐｎといい、１～ｎ番目の撮像画像Ｐ１～Ｐｎを総称して撮像画像Ｐという。

【0033】

データ取得部５４は、側面撮像装置３１，３２でそれぞれ生成された複数ｎ個の撮像画像Ｐのデータを取得する。データ取得部５４では、取得した撮像画像Ｐのデータと、その撮像画像Ｐが何番目の撮像画像であるのか（つまり、撮像画像Ｐの順序数）とが紐付けられる。データ取得部５４において紐付けられたデータは記憶装置５２に記憶される。

【0034】

画像処理部６０は、記憶装置５２に記憶された複数ｎ個の撮像画像Ｐに特徴領域Ｒｓ及び被検査領域Ｒｍを設定し、設定した特徴領域Ｒｓ及び被検査領域Ｒｍに基づいてワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２を評価する。

【0035】

（２）画像処理部６０
画像処理部６０は、図２に示すように、第１特徴検出部６１、第１合焦度評価部６２、第１基準画像選定部６３、領域設定部６４、合成部６５、及び評価部６６を有している。

【0036】

なお、側面撮像装置３１が撮像した撮像画像Ｐと、側面撮像装置３２が撮像した撮像画像Ｐとで、画像処理部６０において実行する処理が同一であるため、ここでは、一方の側面撮像装置３１が撮像した撮像画像Ｐに対する処理について説明し、他方の側面撮像装置３２が撮像した撮像画像に対する処理について詳細な説明を省略する。

【0037】

第１特徴検出部６１は、記憶装置５２に記憶された撮像画像Ｐから第１特徴部Ｗｃ１を検出する。本実施形態では、第１特徴検出部６１は、第１特徴部Ｗｃ１としてワークＷの側面Ｗｓ１の上端Ｅ１を検出する。

【0038】

また、第１特徴検出部６１が検出する第１特徴部Ｗｃ１としては、ワークＷの側面Ｗｓ１の上端Ｅ１などのワークＷのエッジ部分が挙げられる。ワークＷのエッジ部分以外にも、ワークＷの側面Ｗｓ１に設けられている模様やマークなど、第１合焦度評価部６２において合焦度を評価することができるものであれば、ワークＷの側面Ｗｓ１の任意の箇所を第１特徴部Ｗｃ１とすることができる。

【0039】

第１合焦度評価部６２は、第１特徴検出部６１が検出した第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を評価する。第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を評価する方法として、種々の方法を採用することができ、例えば、第１特徴検出部６１が第１特徴部Ｗｃ１を検出した撮像画像Ｐ毎に第１特徴部Ｗｃ１のシャープネス値を算出し、シャープネス値が大きい撮像画像ほど合焦度が高い画像と評価する。

【0040】

第１基準画像選定部６３は、第１合焦度評価部６２が評価した撮像画像から、合焦度の最も高い一つの画像を第１基準画像Ｐｓ１に選定する。また、第１基準画像選定部６３は、記憶装置５２に記憶された複数ｎ個の撮像画像Ｐから第１基準画像Ｐｓ１を除いた撮像画像Ｐを検査画像Ｐｔとする。

【0041】

例えば、第１合焦度評価部６２において評価したｎ個の撮像画像Ｐのうち最も合焦度の高い撮像画像が２番目の撮像画像Ｐ２であると、第１基準画像選定部６３は、撮像画像Ｐ２を第１基準画像Ｐｓ１に選定し、他の撮像画像Ｐ１，Ｐ３、Ｐ４・・・Ｐｎ－１、Ｐｎを検査画像Ｐｔに設定する（図３参照）。

【0042】

領域設定部６４は、第１基準画像Ｐｓ１の中から第１特徴部Ｗｃ１を含む領域Ｒｃを設定する。また、領域設定部６４は、検査画像Ｐｔにおいて第１基準画像Ｐｓに設定した特徴領域Ｒｃに対応する領域を被検査領域Ｒｉに設定する。

【0043】

具体的には、図４に示すように、領域設定部６４は、第１基準画像Ｐｓ１の第１特徴部Ｗｃ１から側面撮像装置３１の移動方向（つまり、上下方向Ｚ）へ所定画素数Δｅだけ離れた箇所を境界Ｂ１、Ｂ２とすると、この境界Ｂ１、Ｂ２で挟まれた領域を特徴領域Ｒｃに設定する。なお、特徴領域Ｒｃの上下方向の幅Ｆ（ピクセル数）が次の式（３）を満たすように境界Ｂ１，Ｂ２は設定され、好ましくは幅Ｆが式（４）を満たすように境界Ｂ１，Ｂ２は設定される。

【0044】

【数3】

【0045】

【数4】

式（３）及び式（４）において、Ａは側面撮像装置３１，３２に設けられた対物レンズ等のレンズの被写界深度、Ｍはレンズの倍率、Ｓｐは側面撮像装置３１，３２に搭載されているイメージセンサの１ピクセルの大きさ、θはワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の法線方向Ｈ１，Ｈ２に対する側面撮像装置３１、３２の光軸Ｌ１，Ｌ２の角度θである。

【0046】

領域設定部６４は、第１基準画像Ｐｓ１に特徴領域Ｒｃを設定すると、第１基準画像Ｐｓ１における特徴領域Ｒｃの位置を特定する。例えば、領域設定部６４は、第１基準画像Ｐｓ１の上端から境界Ｂ１、Ｂ２までの上下方向の画素数Ｎｐ１、Ｎｐ２を特定することで、第１基準画像Ｐｓ１の中で特徴領域Ｒｃが設定された位置（画素）を特定する。

【0047】

そして、領域設定部６４は、図５に示すように、検査画像Ｐｔの上端から下方に画素数Ｎｐ１離れた位置と画素数Ｎｐ２離れた位置にそれぞれ境界Ｂｔ１，Ｂｔ２を設定し、両境界Ｂｔ１，Ｂｔ２で挟まれた領域を被検査領域Ｒｉに設定する。領域設定部６４は、このような被検査領域Ｒｉの設定を全ての検査画像Ｐｔについて行う（図６参照）。

【0048】

合成部６５は、図６に示すように、第１基準画像Ｐｓ１の中で特徴領域Ｒｃに存在する画像データ（画素値）を抽出するとともに、検査画像Ｐｔの中で被検査領域Ｒｉに存在する画像データ（画素値）を抽出する。なお、第１基準画像Ｐｓ１や検査画像Ｐｔから抽出する領域を分かりやすくするため、図６において当該領域にハッチングを付けている。

【0049】

これにより、１番目からｎ番目までの全ての撮像画像Ｐについて、第１基準画像Ｐｓ１又は検査画像Ｐｔから抽出した画像データｐが生成される。

【0050】

１番目の撮像画像Ｐ１から抽出した画像データを１番目の抽出画像データｐ１、ｎ番目の撮像画像Ｐｎから抽出した画像データをｎ番目の抽出画像データｐｎとすると、合成部６５は、図７に示すように、１番目の抽出画像データｐ１からｎ番目の抽出画像データｐｎまで上から順番に抽出画像データｐを繋ぎ合わせてワークＷの側面Ｗｓ１の合成画像ＣＰを作成する。

【0051】

そして、評価部６６は、合成部６５において生成した合成画像ＣＰに基づいて、ワークＷの側面Ｗｓ１の外観検査を行う。

【0052】

（３）本実施形態の外観検査方法
上記した外観検査装置１によるワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の外観検査方法について、図８を参照して説明する。

【0053】

まず、外観検査装置１のステージ２に外観検査を行うワークＷを載置する（ステップＳ１）。

【0054】

そして、移動機構４がステージ２に載置されたワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２に沿って撮像開始位置から撮像終了位置まで側面撮像装置３１，３２を下方へ移動させながら、側面撮像装置３１，３２が撮像ピッチＤだけ移動する毎にワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２を撮像する。これにより、側面Ｗｓ１及び側面Ｗｓ２のそれぞれについて、複数ｎ個の撮像画像Ｐを取得する（ステップＳ２）。

【0055】

そして、画像処理部６０は、第１特徴検出部６１において、ワークＷの側面Ｗｓ１を撮像した複数の撮像画像Ｐから第１特徴部Ｗｃ１を検出する。また、他方の側面Ｗｓ２を撮像した複数の撮像画像Ｐについても側面Ｗｓ１と同様に第１特徴部Ｗｃ１を検出する（ステップＳ３）。

【0056】

そして、画像処理部６０は、第１合焦度評価部６２において、検出した第１特徴部Ｗｃ１のシャープネス値を算出して、撮像画像Ｐごとに第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を評価する（ステップＳ４）。

【0057】

そして、画像処理部６０は、第１基準画像選定部６３において、複数の撮像画像Ｐから第１特徴部Ｗｃ１の合焦度が最も高い撮像画像Ｐを第１基準画像Ｐｓ１に選定する。また、第１基準画像Ｐｓ１に選定した撮像画像Ｐ以外の撮像画像Ｐを検査画像Ｐｔとする（ステップＳ５）。

【0058】

そして、画像処理部６０は、領域設定部６４において、第１特徴部Ｗｃ１を含むように第１基準画像Ｐｓ１に特徴領域Ｒｃを設定するとともに、検査画像Ｐｔに被検査領域Ｒｉを設定する（ステップＳ６）。

【0059】

そして、画像処理部６０は、合成部６５において、第１基準画像Ｐｓ１に設定した特徴領域Ｒｃの画像データｐと検査画像Ｐｔに設定した被検査領域Ｒｉの画像データｐを抽出する（ステップＳ７）。また、合成部６５は、第１基準画像Ｐｓ１及び検査画像Ｐｔから抽出した特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの画像データｐを繋ぎ合わせてワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の合成画像ＣＰを作成する（ステップＳ８）。

【0060】

なお、ステップＳ２において側面撮像装置３２が他方の側面Ｗｓ２を撮像して生成した複数の撮像画像Ｐについても、側面Ｗｓ１の撮像画像Ｐと同様の処理を側面Ｗｓ１と別々に実行して合成画像ＣＰを作成する。つまり、側面Ｗｓ２の撮像画像Ｐについて、第１特徴部Ｗｃ１の検出（ステップＳ３）と、第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を評価（ステップＳ４）と、第１基準画像Ｐｓ１及び検査画像Ｐｔの選定（ステップＳ５）と、特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの設定（ステップＳ６）と、特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの画像データｐの抽出（ステップＳ７）と、合成画像ＣＰの作成（ステップＳ８）とを実行する。

【0061】

そして、画像処理部６０は、評価部６６において、合成部６５において生成した合成画像ＣＰに基づいて、傷や汚れの有無等を調べるワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の外観検査を実行する（ステップＳ９）。

【0062】

（４）効果
側面撮像装置３１，３２の光軸Ｌ１，Ｌ２をワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２に対して傾斜させて撮像すると上下方向Ｚの一部分しか合焦していない画像が得られることがある。本実施形態の外観検査装置１では、撮像画像Ｐが上下方向Ｚの一部分しか合焦していない画像であっても、各撮像画像Ｐから合焦した領域のみを抽出して分解能の高いワークの側面の画像を取得することができる。そのため、ワークＷの搬送に伴うワークの破損を抑えつつ、分解能の高いワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の画像を取得することができる。

【0063】

また、本実施形態の外観検査装置１では、合焦度を評価しやすい第１特徴部に基づいて、複数の撮像画像Ｐから第１基準画像Ｐｓ１を選定するとともに第１基準画像Ｐｓ１の中から合焦している領域である特徴領域Ｒｃを抽出する。また、第１基準画像Ｐｓ１における特徴領域Ｒｃの位置に基づいて、第１基準画像Ｐｓ１以外の各検査画像Ｐｔから合焦している領域である被検査領域Ｒｉを抽出し、抽出した特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの画像データｐに基づいてワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２を評価する。

【0064】

このため、外観検査装置１では、複数の撮像画像Ｐの中に輝度値の変化に乏しく合焦度を評価しにくい画像があっても、第１基準画像Ｐｓ１の特徴領域Ｒｃに基づいて、合焦度を評価しにくい撮像画像の中から合焦している領域を特定することができ、分解能の高いワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の画像を取得することができる。

【0065】

本実施形態の外観検査装置１では、ワークＷの一方の側面Ｗｓ１を撮像する側面撮像装置３１と、他方の側面Ｗｓ２を撮像する側面撮像装置３２とが、上下方向へ一体に移動しながら、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２を同期して撮像するため、簡便な構成によってワークＷの２つの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２から撮像範囲が撮像ピッチＤずつ異なる複数の画像を撮像することができる。

【0066】

しかも、本実施形態の外観検査装置１では、ワークＷの一方の側面Ｗｓ１の撮像画像Ｐと、他方の側面Ｗｓ２の撮像画像Ｐとを、画像処理部６０において別個に処理して合成画像ＣＰを作成するため、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２を同期して撮像しても、ワークＷの寸法公差を補正して合成画像ＣＰを作成することができる。

【0067】

（５）変更例
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下に変更例を説明する。なお、上記の実施形態に対して、以下に説明する複数の変更例のうちいずれか１つを適用しても良いし、以下に説明する変更例のうちいずれか２つ以上を組み合わせて適用しても良い。なお、以下の変更例の他にも様々な変更が可能である。

【0068】

（５－１）変更例１
次に、上記した実施形態の変更例１について、図９～図１２を参照して説明する。なお、上記した実施形態と同一の構成のものについては同一の符号を付し、その構成の説明を省略する。

【0069】

ステージ２に載置されたワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２が上下方向Ｚに対して傾斜している場合、側面撮像装置３１，３２によるワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の撮像範囲が上下方向Ｚで異なる撮像画像Ｐを比較すると、撮像画像Ｐの中で合焦する領域が変化する。つまり、ワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２が上下方向Ｚに対して傾斜しており側面撮像装置３１，３２の移動方向と平行ではない場合、検査画像Ｐｔにおける被検査領域Ｒｉの位置が、第１基準画像Ｐｓ１における特徴領域Ｒｃの位置からズレる。

【0070】

本変更例では、第１特徴部Ｗｃ１に加え第２特徴部Ｗｃ２を撮像画像Ｐから検出し、ワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２が上下方向Ｚに対して傾斜している場合に生じる被検査領域Ｒｉの位置ズレを、第１特徴部Ｗｃ１及び第２特徴部Ｗｃ２に基づいて補正する。

【0071】

具体的には、図９に示すように、画像処理部６０は、第２特徴検出部６７、第２合焦度評価部６８、第２基準画像選定部６９、補正部７０とを有している。

【0072】

第２特徴検出部６７は、記憶装置５２に記憶された複数ｎ個の撮像画像Ｐの全部又は一部の撮像画像Ｐから第１特徴部Ｗｃ１と異なる第２特徴部Ｗｃ２を検出する。

【0073】

なお、第２特徴検出部６７は、記憶装置５２に記憶された複数ｎ個の撮像画像Ｐの全てに対して第２特徴部Ｗｃ２を検出してもよく、また、複数ｎ個の撮像画像Ｐの一部の撮像画像Ｐに対して第２特徴部Ｗｃ２を検出してもよい。

【0074】

第２特徴部Ｗｃ２としては、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の下端Ｅ２や、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２に設けられている模様やマークなど、第１特徴部Ｗｃ１と上下方向Ｚに異なる位置にあり、第２合焦度評価部６８において合焦度を評価することができるものであれば、ワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の任意の箇所を第２特徴部Ｗｃ２とすることができる。本変更例では、第２特徴検出部６７は、第２特徴部Ｗｃ２としてワークＷの側面Ｗｓ１、Ｗｓ２の下端Ｅ２を検出する。

【0075】

第２合焦度評価部６８は、第２特徴検出部６７が検出した第２特徴部Ｗｃ２の合焦度を評価する。第２特徴部Ｗｃ２の合焦度を評価する方法は、第１特徴部Ｗｃ１の合焦度の評価と同様、種々の方法を採用することができ、例えば、第２特徴検出部６７が第２特徴部Ｗｃ２を検出した撮像画像Ｐ毎に第２特徴部Ｗｃ２のシャープネス値を算出し、シャープネス値が大きい撮像画像ほど合焦度が高い画像と評価する。

【0076】

第２基準画像選定部６９は、第２合焦度評価部６８が評価した撮像画像Ｐから、合焦度の最も高い一つの画像を第２基準画像Ｐｓ２に選定する。

【0077】

補正部７０は、第１基準画像Ｐｓ１における第１特徴部Ｗｃ１の位置と、第２基準画像Ｐｓ２における第２特徴部Ｗｃ２の位置とを特定する。

【0078】

例えば、図１０に示すように、補正部７０は、第１基準画像Ｐｓ１の上端から第１特徴部Ｗｃ１までの上下方向Ｚの画素数Ｎｃ１を特定することで第１特徴部Ｗｃ１の位置を特定する。また、補正部７０は、図１１に示すように、第２基準画像Ｐｓ２の上端から第２特徴部Ｗｃ２までの上下方向Ｚの画素数Ｎｃ２を特定することで第２特徴部Ｗｃ２の位置を特定する。

【0079】

補正部７０は、領域設定部６４がｍ番目の撮像画像Ｐｍに設定した被検査領域Ｒｉに生じる位置ズレ量ΔＱを式（５）によって算出し、算出した位置ズレ量ΔＱだけ被検査領域Ｒｉを上下方向Ｚへ移動させて、ｍ番目の撮像画像Ｐｍの被検査領域Ｒｉを補正した補正被検査領域Ｒｉ’を設定する。

【0080】

【数5】

式（５）において、Ｎｃ１は第１基準画像Ｐｓ１の上端から第１特徴部Ｗｃ１までの上下方向Ｚの画素数、Ｎｃ２は第２基準画像Ｐｓ２の上端から第２特徴部Ｗｃ２までの上下方向Ｚの画素数、ｎｓ１は第１基準画像Ｐｓ１の順序数、ｎｓ２は第２基準画像Ｐｓ２の順序数、ｍは被検査領域Ｒｉを補正する検査画像Ｐｔの順序数である。

【0081】

補正部７０は、このような補正被検査領域Ｒｉ’の設定を、全ての検査画像Ｐｔ（つまり、第１基準画像Ｐｓ１及び第２基準画像Ｐｓ２以外の撮像画像Ｐ）について実行する。

【0082】

本変更例では、ワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２が上下方向Ｚに対して傾斜している場合に生じる被検査領域Ｒｉの位置ズレを補正することができ、分解能の高い画像を取得することができる。

【0083】

なお、本変更例のような被検査領域Ｒｉの補正は、外観検査装置１を最初に動作させる時に実行したり、ワークＷの品種を変更した時に実行したり、ワークＷを検査する毎に実行したり、任意のタイミングで実行することができる。

【0084】

（５－２）変更例２
上記の実施形態では、第１特徴検出部６１が、記憶装置５２に記憶された複数ｎ個の撮像画像Ｐの全てに対して第１特徴部Ｗｃ１を検出する場合について説明したが、複数ｎ個の撮像画像Ｐの一部の撮像画像Ｐに対して第１特徴部Ｗｃ１の検出、合焦度の評価、及び第１基準画像Ｐｓ１の選択を行ってもよい。

【0085】

例えば、画像処理部６０が、複数ｎ個の撮像画像Ｐのうち、第１特徴部Ｗｃ１が写っている撮像画像、あるいは、第１特徴部Ｗｃ１が写っていることが予想される一部の撮像画像Ｐ（例えば、１～１０番目の撮像画像Ｐ１～Ｐ１０）について、第１特徴部Ｗｃ１の検出、合焦度の評価、及び第１基準画像Ｐｓ１の選択を行ってもよい。

【0086】

また、画像処理部６０が、複数ｎ個の撮像画像Ｐのうち所定個数（例えば１０個）おきに第１特徴部Ｗｃ１の検出及び合焦度の評価を行い、合焦度を評価した撮像画像Ｐのうち合焦度が最も大きい撮像画像Ｐ（例えば１１番目の撮像画像Ｐ１１）と２番目に大きい撮像画像Ｐ（例えば、２１番目の撮像画像Ｐ２１）とを決定する。そして、決定した２つの撮像画像の間で撮像された撮像画像Ｐ（例えば、１２番目～２０番目の撮像画像Ｐ１２～Ｐ２０）の全部又は一部の撮像画像Ｐに対して第１特徴部Ｗｃ１の検出、合焦度の評価、第１基準画像Ｐｓ１の選択を行ってもよい。

【0087】

本変更例のように、複数ｎ個の撮像画像Ｐの一部の撮像画像Ｐに対して第１特徴部Ｗｃ１の検出、合焦度の評価、及び第１基準画像Ｐｓ１の選択をすることで、処理負荷を低減することができる。

【0088】

（５－３）変更例３
上記の実施形態では、特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの画像データｐを繋ぎ合わせた合成画像ＣＰに基づいて、ワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の外観検査を行ったが、合成画像ＣＰを作成せず、特徴領域Ｒｃ及び被検査領域Ｒｉの画像データｐに基づいてワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２の外観検査を行ってもよい。

【符号の説明】

【0089】

１…外観検査装置
２…ステージ
３…撮像部
４…移動機構
５…制御装置
３１…側面撮像装置
３２…側面撮像装置
３３…上面撮像装置
４１…保持ベース
５１…処理装置
５２…記憶装置
５３…装置制御部
５４…データ取得部
６０…画像処理部
６１…第１特徴検出部
６２…第１合焦度評価部
６３…第１基準画像選定部
６４…領域設定部
６５…合成部
６６…評価部

【要約】      （修正有）

【課題】ワークの破損を抑えつつ、分解能の高いワークの側面の画像を取得することができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】本発明の外観検査装置１は、複数の異なる位置においてワークＷの側面Ｗｓ１，Ｗｓ２を撮像して複数の撮像画像Ｐを取得する撮像装置３１，３２と、撮像画像Ｐから第１特徴部Ｗｃ１を検出する第１特徴検出処理と、第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を評価する第１合焦度評価処理と、複数の撮像画像Ｐにおける第１特徴部Ｗｃ１の合焦度を比較することで、複数の撮像画像Ｐの一つを第１基準画像Ｐｓ１に選定する第１基準画像選定処理と、第１基準画像Ｐｓ１における第１特徴部Ｗｃ１を含む領域である特徴領域Ｒｃと、第１基準画像Ｐｓ１以外の撮像画像Ｐにおける特徴領域Ｒｃに対応する領域である被検査領域Ｒｉに基づいて、ワークＷを評価する評価処理と、を実行する。
【選択図】図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】