(57)【要約】【課題】コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能な検査装置を提供する。【解決手段】複数の方向から複数の照明部１１０によりそれぞれ光が測定対象物Ｓに照射され、各方向についての測定対象物Ｓの画像を示す複数のパターン画像データが撮像部１２０により順次生成されるとともに、複数の照明部１１０により出射される光に基づいて複数の方向についての測定対象物Ｓの複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データが生成される。演算処理部１３２により、複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物Ｓの高さ画像を示す高さデータが生成されるとともに、複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが生成される。高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物Ｓの検査が検査部２３０により実行される。【選択図】図１
2020128971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより前記複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える、検査装置。
【請求項２】
互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える、検査装置。
【請求項３】
前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項１記載の検査装置。
【請求項４】
前記複数の照明部は、
第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、
前記第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、前記第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、請求項１記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査装置の動作モードとして第１または第２の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、
前記第１の動作モード時に、
前記撮像部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、
前記演算処理部は、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、
前記第２の動作モード時に、
前記撮像部は、少なくとも１つのテクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記撮像部により生成された少なくとも１つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項１、３および４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、
前記撮像処理部は、前記複数の波長の一様光を順次出射するように前記複数の照明部を制御し、
前記撮像部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される一様光の波長に対応して生成し、
前記演算処理部は、各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項１、３、４および５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項２記載の検査装置。
【請求項８】
前記複数の照明部は、
第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、
前記第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、前記第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、請求項２記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査装置の動作モードとして第１または第２の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、
前記第１の動作モード時に、
前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、
前記第２の動作モード時に、
前記演算処理部は、少なくとも１つのテクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された少なくとも１つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項２、７および８のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、
前記撮像処理部は、前記複数の波長の構造化光を順次出射するように前記複数の照明部を制御し、
前記演算処理部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される構造化光の波長に対応して生成し、生成された各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項２、７、８および９のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記演算処理部は、前記複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項６または１０記載の検査装置。
【請求項１２】
前記演算処理部は、
各方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて、互いに対応する画素の代表となる画素値を画素ごとに代表画素値として特定し、
前記複数の方向についてそれぞれ特定された複数の代表画素値のうち予め定められた第２の規則に従って１つの代表画素値を画素ごとに抽出し、
抽出された代表画素値に対応する１つの方向を画素ごとに特定し、
複数の検査用テクスチャ画像データにおいて互いに対応する画素の画素値が、特定された方向についてのテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値となるように複数の検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項１１記載の検査装置。
【請求項１３】
前記演算処理部は、カラーの検査用テクスチャ画像データをベイヤ配列を有する検査用ベイヤデータに変換し、
前記検査部は、前記演算処理部により変換された検査用ベイヤデータを取得し、取得された検査用ベイヤデータを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項１１または１２記載の検査装置。
【請求項１４】
前記複数の照明部は、
第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、
前記第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、
第１および第２の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、
前記第１の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、
前記第２の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、前記第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、請求項１または２記載の検査装置。
【請求項１５】
使用者による前記第１および第２の生成方法のうちいずれかの選択を受け付ける生成方法受付部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記生成方法受付部により受け付けられた選択に従って、検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項１４記載の検査装置。
【請求項１６】
前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数の高さデータを合成することにより測定不可能な部分が低減された検査用高さデータを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された検査用高さデータを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１７】
互いに異なる４以上の方向においてそれぞれ一様光を測定対象物に照射する４以上の照明部と、
一様光が測定対象物に順次照射されるように前記４以上の照明部を制御する撮像処理部と、
前記４以上の照明部から測定対象物に照射されて測定対象物により反射された４以上の一様光を順次受光することにより、前記４以上の方向についての測定対象物の４以上の画像をそれぞれ示す４以上のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された４以上のテクスチャ画像データに基づいてフォトメトリックステレオ法により測定対象物の形状を示す形状データを生成するとともに、前記４以上のテクスチャ画像データを合成することによりハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査を実行可能な検査部とを備え、
前記４以上の照明部は、
第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、
前記第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、前記第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、前記第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の形状を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の形状の検査を行うために種々の検査装置が用いられる。このような検査装置として、三角測距の原理を用いて測定対象物の検査を行う三角測距方式の検査装置がある。三角測距方式の検査装置においては、投光部により測定対象物の表面に光が照射され、その反射光が１次元または２次元に配列された画素を有する受光部により受光される。受光部により得られる受光量分布のデータに基づいて、測定対象物の高さ画像を示す高さデータが生成される。このような高さデータは、工場等の生産現場において、生産された測定対象物の高さを検査（インライン検査）するために用いられることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１の三次元画像処理装置においては、測定対象物がベルトコンベアにより搬送され、所定の位置で投光手段により測定対象物に光が多数回照射される。また、測定対象物からの各反射光が撮像部で受光されることにより測定対象物が撮像される。測定対象物の複数の画像データに基づいて、測定対象物の高さデータ（高さ画像）が生成される。
【０００４】
また、測定対象物の形状の検査を行うための検査装置としては、上記の三角測距方式の検査装置の他、フォトメトリックステレオ法を用いて測定対象物の検査を行う検査装置がある。この検査装置においては、例えば測定対象物に対して互いに異なる複数の位置に配置された複数の投光部から順次光が照射される。また、各投光部による光の照射時に、複数の投光部に対して予め定められた位置に配置された撮像部により測定対象物が撮像される。これにより、互いに異なる複数の光の照射方向にそれぞれ対応する複数の画像データが生成される。その後、フォトメトリックステレオ法を用いることにより、生成された複数の画像データに基づいて測定対象物の表面形状を示す形状データ(形状画像)が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高さデータまたは形状データのみでなく、測定対象物の二次元画像（外観の画像）を示すテクスチャ画像データをさらに用いて上記のインライン検査を行うことが好ましい。しかしながら、高解像度の高さデータまたは形状データを生成するためには、光学系の位置関係が制限される。そのため、高さデータ生成用または形状データ生成用の光学系と共通の光学系を用いて検査に適したテクスチャ画像データを生成可能であるとは限らない。一方、テクスチャ画像データ生成用の光学系を追加すると、検査装置が大型になるとともに、構造的または光学設計的に複雑になる。また、コストが増加する。
【０００７】
本発明の目的は、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能な検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）第１の発明に係る検査装置は、互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように複数の照明部を制御する撮像処理部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える。
【０００９】
この検査装置においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。複数の照明部は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データが撮像部により順次生成される。また、複数の照明部は、一様光を出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された一様光が受光されることにより複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データが撮像部により生成される。
【００１０】
撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータが演算処理部により生成される。また、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
【００１１】
この構成によれば、高さデータ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために高さデータ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
【００１２】
（２）第２の発明に係る検査装置は、互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように複数の照明部を制御する撮像処理部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える。
【００１３】
この検査装置においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。複数の照明部は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データが撮像部により順次生成される。また、撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データが生成され、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データが演算処理部により生成される。
【００１４】
撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータが演算処理部により生成される。また、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
【００１５】
この構成によれば、高さデータ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために高さデータ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
【００１６】
（３）演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【００１７】
（４）複数の照明部は、第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
【００１８】
この場合、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第１画素値および第２画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。また、第１画素値および第２画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【００１９】
（５）検査装置は、当該検査装置の動作モードとして第１または第２の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、第１の動作モード時に、撮像部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、演算処理部は、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、第２の動作モード時に、撮像部は、少なくとも１つのテクスチャ画像データを生成し、検査部は、撮像部により生成された少なくとも１つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。
【００２０】
この構成によれば、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データを生成することが不要な場合に、第２の動作モードが指示されることにより、検査に用いるための少なくとも１つのテクスチャ画像データが生成される。これにより、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
【００２１】
（６）複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、撮像処理部は、複数の波長の一様光を順次出射するように複数の照明部を制御し、撮像部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される一様光の波長に対応して生成し、演算処理部は、各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確に検査することができる。
【００２２】
（７）演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【００２３】
（８）複数の照明部は、第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
【００２４】
この場合、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第１画素値および第２画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。また、第１画素値および第２画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【００２５】
（９）検査装置は、当該検査装置の動作モードとして第１または第２の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、第１の動作モード時に、演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、第２の動作モード時に、演算処理部は、少なくとも１つのテクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された少なくとも１つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。
【００２６】
この構成によれば、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データを生成することが不要な場合に、第２の動作モードが指示されることにより、検査に用いるための少なくとも１つのテクスチャ画像データが生成される。これにより、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
【００２７】
（１０）複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、撮像処理部は、複数の波長の構造化光を順次出射するように複数の照明部を制御し、演算処理部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される構造化光の波長に対応して生成し、生成された各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確に検査することができる。
【００２８】
（１１）演算処理部は、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、カラーの検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確にかつ効率よく検査することができる。
【００２９】
（１２）演算処理部は、各方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて、互いに対応する画素の代表となる画素値を画素ごとに代表画素値として特定し、複数の方向についてそれぞれ特定された複数の代表画素値のうち予め定められた第２の規則に従って１つの代表画素値を画素ごとに抽出し、抽出された代表画素値に対応する１つの方向を画素ごとに特定し、複数の検査用テクスチャ画像データにおいて互いに対応する画素の画素値が、特定された方向についてのテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値となるように複数の検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。
【００３０】
この場合、同一方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値を用いて、カラーの検査用テクスチャ画像データの画素が生成される。これにより、カラーの検査用テクスチャ画像データにおける各画素に偽の色を発生させることなく、各画素の色を正確に再現することができる。
【００３１】
（１３）演算処理部は、カラーの検査用テクスチャ画像データをベイヤ配列を有する検査用ベイヤデータに変換し、検査部は、演算処理部により変換された検査用ベイヤデータを取得し、取得された検査用ベイヤデータを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。この場合、カラーの検査用テクスチャ画像データのデータ量が低減される。これにより、演算処理部から検査部へのテクスチャ画像データの出力が短時間で行われる。その結果、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
【００３２】
（１４）複数の照明部は、第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、演算処理部は、第１および第２の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、第１の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第１の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、第２の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
【００３３】
この場合、測定対象物の表面状態および形状等に応じて第１および第２の生成方法が選択されることにより、測定対象物に応じたより適切な検査用テクスチャ画像データを取得することができる。
【００３４】
（１５）検査装置は、使用者による第１および第２の生成方法のうちいずれかの選択を受け付ける生成方法受付部をさらに備え、演算処理部は、生成方法受付部により受け付けられた選択に従って、検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、使用者は所望の方法で生成された検査用テクスチャ画像データを容易に取得することができる。
【００３５】
（１６）演算処理部は、複数の方向についての複数の高さデータを合成することにより測定不可能な部分が低減された検査用高さデータを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用高さデータを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。この場合、検査用高さデータを用いて測定対象物の広範囲に渡る部分を容易に検査することができる。
【００３６】
（１７）第３の発明に係る検査装置は、互いに異なる４以上の方向においてそれぞれ一様光を測定対象物に照射する４以上の照明部と、一様光が測定対象物に順次照射されるように４以上の照明部を制御する撮像処理部と、４以上の照明部から測定対象物に照射されて測定対象物により反射された４以上の一様光を順次受光することにより、４以上の方向についての測定対象物の４以上の画像をそれぞれ示す４以上のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された４以上のテクスチャ画像データに基づいてフォトメトリックステレオ法により測定対象物の形状を示す形状データを生成するとともに、４以上のテクスチャ画像データを合成することによりハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査を実行可能な検査部とを備え、４以上の照明部は、第１の方向において互いに対向するように配置される第１対の照明部と、第１の方向に交差する第２の方向において互いに対向するように配置される第２対の照明部とを含み、演算処理部は、第１対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択し、第２対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択し、各画素について互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する。
【００３７】
この検査装置においては、互いに異なる４以上の方向から４以上の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。４以上の照明部は、一様光を順次出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された一様光が受光されることにより４以上の方向についての測定対象物の４以上の画像をそれぞれ示す４以上のテクスチャ画像データが撮像部により生成される。
【００３８】
撮像部により生成された４以上のパターン画像データに基づいて測定対象物の形状を示す形状データが演算処理部により生成される。また、撮像部により生成された４以上のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
【００３９】
上記の構成によれば、形状データ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために形状データ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
【００４０】
また、上記の構成によれば、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第１画素値および第２画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する２つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。さらに、第１画素値および第２画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の各照明部の構成の一例を示す図である。
【図４】三角測距方式の原理を説明するための図である。
【図５】測定対象物の一例を示す図である。
【図６】検査用高さデータに基づく測定対象物の高さ画像を示す図である。
【図７】複数の照明部から同時に一様光が出射されたときの測定対象物のテクスチャ画像を示す図である。
【図８】複数の照明部から個別に一様光が出射されたときの測定対象物の複数のテクスチャ画像を示す図である。
【図９】検査用テクスチャ画像データに基づく測定対象物のテクスチャ画像を示す図である。
【図１０】図１の検査装置により実行される検査処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１の演算部により実行される図１０の高さ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１の演算部により実行される図１０のテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１の検査部により実行される図１０の判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１４および図１５のテクスチャ生成処理により生成された検査用データ群を示す図である。
【図１７】第２の実施の形態の変形例におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】第２のグレーモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２０】第２のカラーモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２１】第１および第２のベイヤモードを説明するための図である。
【図２２】第１のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２３】第１のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２４】第１のベイヤモードにおける判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２５】第２のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２６】第２のベイヤモードにおける判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２７】ヘアライン加工が施された金属製の測定対象物の一例を示す図である。
【図２８】図２７の突出部の上面の模式的な拡大図である。
【図２９】図２７の測定対象物の検査時における図２の４つの照明部および撮像部と測定対象物との位置関係の一例を示す模式的斜視図である。
【図３０】図２９の例において４つの照明部から個別に一様光が出射されたときの測定対象物の複数のテクスチャ画像を示す図である。
【図３１】図３０の４つのテクスチャ画像から各画素について４つの画素値のうち２番目に大きい画素値を選択する単純生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。
【図３２】測定対象物の他の例を示す図である。
【図３３】図３１の測定対象物の検査時における図２の４つの照明部および撮像部と測定対象物との位置関係の一例を示す模式的斜視図である。
【図３４】図３３の例において４つの照明部から個別に一様光が出射されたときの測定対象物の複数のテクスチャ画像を示す図である。
【図３５】図３４の４つのテクスチャ画像から各画素について４つの画素値のうち３番目に大きい画素値を選択する単純生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。
【図３６】第５の実施の形態に係るテクスチャ生成処理の概念図である。
【図３７】図３４の４つのテクスチャ画像からトーナメント生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。
【図３８】第５の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図３９】単純生成方法およびトーナメント生成方法を使用者に選択させるための操作画面の一例を示す図である。
【図４０】形状生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態に係る検査装置について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
［１］第１の実施の形態
（１）検査装置の構成
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図１および図２に示すように、検査装置３００は、ヘッド部１００、コントローラ部２００、操作部３１０および表示部３２０を備える。コントローラ部２００は、プログラマブルロジックコントローラ等の外部機器４００に接続される。
【００４５】
図１に太い矢印で示すように、複数の測定対象物Ｓが、ヘッド部１００の下方の空間を通過するようにベルトコンベア３０１により順次搬送される。各測定対象物Ｓがヘッド部１００の下方の空間を通過する際には、当該測定対象物Ｓがヘッド部１００の下方の所定の位置で一時的に静止するように、ベルトコンベア３０１が一定時間停止する。
【００４６】
ヘッド部１００は、例えば投受光一体の撮像デバイスであり、複数の照明部１１０、撮像部１２０および演算部１３０を含む。なお、図２においては、演算部１３０の図示が省略されている。本実施の形態においては、４個の照明部１１０が９０度間隔で撮像部１２０を取り囲むように設けられる（図２参照）。
【００４７】
各照明部１１０は、任意のパターンを有する白色の光とパターンを有しない一様な白色の光とを、選択的に斜め上方から測定対象物Ｓに照射可能に構成される。以下、任意のパターンを有する光を構造化光と呼び、一様な光を一様光と呼ぶ。また、４個の照明部１１０を区別する場合は、４個の照明部１１０をそれぞれ照明部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄと呼ぶ。照明部１１０Ａと照明部１１０Ｂとは、例えばベルトコンベア３０１の上面に平行な第１の方向において撮像部１２０を挟んで対向する。また、照明部１１０Ｃと照明部１１０Ｄとは、例えばベルトコンベア３０１の上面に平行でかつ第１の方向に交差する第２の方向において撮像部１２０を挟んで対向する。なお、第１の方向は後述するＸ方向（図４）に対応し、第２の方向は後述するＹ方向（図４）に対応する。照明部１１０の構成については後述する。
【００４８】
撮像部１２０は、撮像素子１２１および受光レンズ１２２，１２３を含む。測定対象物Ｓにより上方に反射された光は、撮像部１２０の受光レンズ１２２，１２３により集光および結像された後、撮像素子１２１により受光される。撮像素子１２１は、例えばモノクロＣＣＤ（電荷結合素子）であり、各画素から受光量に対応するアナログの電気信号を出力することにより画像データを生成する。撮像素子１２１は、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。
【００４９】
以下の説明では、構造化光が測定対象物Ｓに照射されたときの測定対象物Ｓの画像を示す画像データをパターン画像データと呼ぶ。これに対し、一様光が測定対象物Ｓに照射されたときの測定対象物Ｓの画像を示す画像データをテクスチャ画像データと呼ぶ。テクスチャ画像データが示す画像（後述するテクスチャ画像）においては、光が照射された測定対象物Ｓの表面における色、模様および濃淡等の外観に関する状態が識別可能に表される。
【００５０】
演算部１３０は、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）により実現され、撮像処理部１３１、演算処理部１３２、記憶部１３３および出力処理部１３４を含む。本実施の形態においては、演算部１３０はＦＰＧＡにより実現されるが、本発明はこれに限定されない。演算部１３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）により実現されてもよいし、マイクロコンピュータにより実現されてもよい。
【００５１】
撮像処理部１３１は、照明部１１０および撮像部１２０の動作を制御する。演算処理部１３２は、複数のパターン画像データに基づいて測定対象物Ｓの高さ画像を示す高さデータを生成する。高さ画像においては、測定対象物Ｓの表面の各部の高さが識別可能に表される。また、演算処理部１３２は、複数のテクスチャ画像データに基づいて、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データを生成する。
【００５２】
記憶部１３３は、撮像部１２０または演算処理部１３２により生成されたパターン画像データ、テクスチャ画像データまたは高さデータを一時的に記憶する。出力処理部１３４は、記憶部１３３に記憶された高さデータまたはテクスチャ画像データを出力する。演算部１３０の詳細については後述する。
【００５３】
コントローラ部２００は、ヘッド制御部２１０、画像メモリ２２０および検査部２３０を含む。ヘッド制御部２１０は、外部機器４００により与えられる指令に基づいて、ヘッド部１００の動作を制御する。画像メモリ２２０は、演算部１３０により出力された高さデータまたはテクスチャ画像データを記憶する。
【００５４】
検査部２３０は、使用者により指定された検査内容に基づいて、画像メモリ２２０に記憶された高さデータまたはテクスチャ画像データについてエッジ検出または寸法計測等の処理を実行する。また、検査部２３０は、計測値を所定のしきい値と比較することにより、測定対象物Ｓの良否を判定し、判定結果を外部機器４００に与える。
【００５５】
コントローラ部２００には、操作部３１０および表示部３２０が接続される。操作部３１０は、キーボード、ポインティングデバイスまたは専用のコンソールを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。使用者は、操作部３１０を操作することにより、コントローラ部２００に所望の検査内容を指定することができる。
【００５６】
表示部３２０は、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。表示部３２０は、画像メモリ２２０に記憶された高さデータに基づく高さ画像等を表示する。また、表示部３２０は、検査部２３０による測定対象物Ｓの判定結果を表示する。
【００５７】
図３は、図１の各照明部１１０の構成の一例を示す図である。図３に示すように、各照明部１１０は、光源１１１，１１２，１１３、ダイクロイックミラー１１４，１１５、照明レンズ１１６、ミラー１１７、パターン生成部１１８および投光レンズ１１９を含む。光源１１１，１１２，１１３は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）であり、緑色光、青色光および赤色光をそれぞれ出射する。各光源１１１〜１１３はＬＥＤ以外の他の光源であってもよい。
【００５８】
ダイクロイックミラー１１４は、光源１１１により出射された緑色光と光源１１２により出射された青色光とを重ね合わせ可能に配置される。ダイクロイックミラー１１５は、ダイクロイックミラー１１４により重ね合わされた光と光源１１３により出射された赤色光とを重ね合わせ可能に配置される。これにより、光源１１１〜１１３によりそれぞれ出射された光が共通の光路上で重ね合わされ、白色光が生成可能となる。
【００５９】
照明レンズ１１６は、ダイクロイックミラー１１５を通過または反射した光を集光する。ミラー１１７は、照明レンズ１１６により集光された光をパターン生成部１１８に反射する。パターン生成部１１８は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）であり、入射した光に任意のパターンを付与する。パターン生成部１１８は、ＬＣＤまたはＬＣＯＳ（反射型液晶素子)であってもよい。投光レンズ１１９は、パターン生成部１１８からの光を平行化し、図１の測定対象物Ｓに照射する。
【００６０】
図１の演算部１３０は、光源１１１〜１１３による光の出射を制御するとともに、パターン生成部１１８により光に付与されるパターンを制御する。これにより、白色の構造化光と白色の一様光とを選択的に照明部１１０から出射することが可能となる。
【００６１】
（２）高さデータの生成
検査装置３００においては、ヘッド部１００に固有の三次元座標系（以下、装置座標系と呼ぶ。）が定義される。本例の装置座標系は、原点と互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とを含む。以下の説明では、装置座標系のＸ軸に平行な方向をＸ方向と呼び、Ｙ軸に平行な方向をＹ方向と呼び、Ｚ軸に平行な方向をＺ方向と呼ぶ。Ｘ方向およびＹ方向は、ベルトコンベア３０１の上面（以下、基準面と呼ぶ。）に平行な面内で互いに直交する。Ｚ方向は、基準面に対して直交する。
【００６２】
ヘッド部１００においては、三角測距方式により測定対象物Ｓの高さ画像を示す高さデータが生成される。図４は、三角測距方式の原理を説明するための図である。図４には、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向がそれぞれ矢印で示される。図４に示すように、照明部１１０から出射される光の光軸と撮像部１２０に入射する光の光軸との間の角度αが予め設定される。角度αは、０度よりも大きく９０度よりも小さい。
【００６３】
ヘッド部１００の下方に測定対象物Ｓが存在しない場合、照明部１１０から出射される光は、基準面Ｒの点Ｏにより反射され、撮像部１２０に入射する。一方、ヘッド部１００の下方に測定対象物Ｓが存在する場合、照明部１１０から出射される光は、測定対象物Ｓの表面の点Ａにより反射され、撮像部１２０に入射する。これにより、測定対象物Ｓが撮像され、測定対象物Ｓの画像を示す画像データが生成される。
【００６４】
点Ｏと点Ａとの間のＸ方向における距離をｄとすると、基準面Ｒに対する測定対象物Ｓの点Ａの高さｈは、ｈ＝ｄ÷ｔａｎ（α）により与えられる。演算部１３０は、撮像部１２０により生成される画像データに基づいて、距離ｄを算出する。また、演算部１３０は、算出された距離ｄに基づいて、測定対象物Ｓの表面の点Ａの高さｈを算出する。測定対象物Ｓの表面の全ての点の高さを算出することにより、光が照射された全ての点について装置座標系で表される座標を特定することができる。それにより、測定対象物Ｓの高さデータが生成される。
【００６５】
測定対象物Ｓの表面の全ての点に光を照射するために、各照明部１１０から種々の構造化光が出射される。本実施の形態においては、Ｙ方向に平行でかつＸ方向に並ぶような直線状の断面を有する縞状の構造化光（以下、縞状光と呼ぶ。）が、その空間位相が変化されつつ各照明部１１０から複数回出射される。また、Ｙ方向に平行な直線状の断面を有しかつ明部分と暗部分とがＸ方向に並ぶコード状の構造化光（以下、コード状光と呼ぶ。）が、その明部分および暗部分がグレイコード状に変化されつつ各照明部１１０から複数回出射される。
【００６６】
また、本実施の形態においては、複数の照明部１１０により測定対象物Ｓに対して互いに異なる複数（本例では４個）の方向から光を出射することができる。それにより、いずれかの照明部１１０から出射される光により測定不可能な部分がある場合でも、その測定不可能な部分の形状を他の照明部１１０から出射される光を用いて測定することができる。そこで、複数の照明部１１０に対応して生成された高さデータを合成することにより、測定不可能な部分が低減された高さデータを生成することができる。
【００６７】
図５は、測定対象物Ｓの一例を示す図である。図５に示すように、本例における測定対象物Ｓは、矩形状の基部Ｓ１上に立方体形状の突出部Ｓ２および半球状の突出部Ｓ３が形成された構成を有する。以下の説明では、測定対象物Ｓとして図５の測定対象物Ｓを用いる。この測定対象物Ｓについて、図２の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄにそれぞれ対応する４個の高さデータが生成され、これらの高さデータが合成される。以下の説明では、測定不可能な部分が低減されるように合成された高さデータを検査用高さデータと呼ぶ。
【００６８】
図６は、検査用高さデータに基づく測定対象物Ｓの高さ画像を示す図である。なお、本例の高さ画像においては、測定対象物Ｓの各部分の高さが色の濃淡により表示される。図６に示すように、上記の４個の高さデータが合成されることにより、測定不可能な部分が存在しない測定対象物Ｓの高さ画像を示す検査用高さデータＨを生成することができる。
【００６９】
（３）テクスチャ画像データ
図２の複数の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから同時に一様光が出射された状態で測定対象物Ｓが撮像されることにより、測定対象物Ｓの画像（以下、テクスチャ画像と呼ぶ。）を示すテクスチャ画像データを生成することが可能である。図７は、複数の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから同時に一様光が出射されたときの測定対象物Ｓのテクスチャ画像を示す図である。
【００７０】
図７に示すように、テクスチャ画像データＴにおいては、突出部Ｓ３における複数の部分ｈ１〜ｈ４にハレーションが発生する。また、基部Ｓ１における突出部Ｓ２の周辺の複数の部分ｓ１〜ｓ４に照明の死角部分として影が発生する。そのため、部分ｓ１〜ｓ４，ｈ１〜ｈ４に対応する測定対象物Ｓの部分を検査する場合には、図７のテクスチャ画像データＴを用いると、正確な検査を行うことができない。
【００７１】
一方、複数の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから個別に一様光が出射された状態で測定対象物Ｓが撮像されることにより、測定対象物Ｓの複数のテクスチャ画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成することも可能である。図８は、複数の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから個別に一様光が出射されたときの測定対象物Ｓの複数のテクスチャ画像を示す図である。テクスチャ画像データＴ１〜Ｔ４は、それぞれ照明部１１０Ａ〜１１０Ｄに対応する。
【００７２】
図８に示すように、テクスチャ画像データＴ１においては、突出部Ｓ３における左の部分ｈ１にハレーションが発生するが、他の部分にはハレーションはほとんど発生しない。また、基部Ｓ１における突出部Ｓ２の右方の部分ｓ１に影が発生するが、他の部分には影はほとんど発生しない。テクスチャ画像データＴ２においては、突出部Ｓ３における右の部分ｈ２にハレーションが発生するが、他の部分にはハレーションはほとんど発生しない。また、基部Ｓ１における突出部Ｓ２の左方の部分ｓ２に影が発生するが、他の部分には影はほとんど発生しない。
【００７３】
テクスチャ画像データＴ３においては、突出部Ｓ３における上の部分ｈ３にハレーションが発生するが、他の部分にはハレーションはほとんど発生しない。また、基部Ｓ１における突出部Ｓ２の下方の部分ｓ３に影が発生するが、他の部分には影はほとんど発生しない。テクスチャ画像データＴ４においては、突出部Ｓ４における下の部分ｈ４にハレーションが発生するが、他の部分にはハレーションはほとんど発生しない。また、基部Ｓ１における突出部Ｓ２の上方の部分ｓ４に影が発生するが、他の部分には影はほとんど発生しない。
【００７４】
そこで、複数の方向にそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データが生成される。以下の説明では、複数のテクスチャ画像データに基づいて、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されるように生成されたテクスチャ画像データを検査用テクスチャ画像データと呼ぶ。
【００７５】
検査用テクスチャ画像データの生成の一例として、複数のテクスチャ画像データにおいて互いに対応する各画素について、当該画素の複数の画素値のうち最も大きい画素値または最も小さい画素値を除いて予め定められた規則に従って画素値が選択される。選択された各画素の画素値が、検査用テクスチャ画像データの各画素の画素値とされる。
【００７６】
図９は、検査用テクスチャ画像データに基づく測定対象物Ｓのテクスチャ画像を示す図である。図９の例においては、図８のテクスチャ画像データＴ１〜Ｔ４において互いに対応する各画素について、当該画素の４個の画素値のうち２番目に大きい画素値が選択される。選択された各画素の画素値が、検査用テクスチャ画像データＴ０の各画素の画素値とされる。これにより、図９に示すように、ハレーションおよび影がほとんど発生しないテクスチャ画像データＴ０を生成することができる。
【００７７】
（４）検査処理
図１０は、図１の検査装置３００により実行される検査処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。検査処理では、図１０に示すように、高さ生成処理が実行される（ステップＳ１０）。高さ生成処理は、ヘッド部１００において、検査用高さデータを生成し、生成された検査用高さデータをコントローラ部２００の画像メモリ２２０に蓄積させる処理である。
【００７８】
また、テクスチャ生成処理が実行される（ステップＳ３０）。テクスチャ生成処理は、ヘッド部１００において、検査用テクスチャ画像データを生成し、生成された検査用テクスチャ画像データをコントローラ部２００の画像メモリ２２０に蓄積させる処理である。高さ生成処理およびテクスチャ生成処理の後、判定処理が実行される（ステップＳ５０）。判定処理は、コントローラ部２００において、画像メモリ２２０に蓄積された検査用高さデータまたは検査用テクスチャ画像データに基づいて測定対象物Ｓの良否を判定する処理である。
【００７９】
図１１は、図１の演算部１３０により実行される図１０の高さ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。高さ生成処理では、図１１に示すように、撮像処理部１３１は、照明部１１０Ａ〜１１０Ｄのうち、いずれか１つの照明部１１０を選択する（ステップＳ１１）。次に、撮像処理部１３１は、所定のパターンを有する白色の構造化光を出射するように、ステップＳ１１または後述するステップＳ１９で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ１２）。
【００８０】
また、撮像処理部１３１は、ステップＳ１２における構造化光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ１３）。これにより、測定対象物Ｓのパターン画像データが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ１３で生成されたパターン画像データを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ１４）。続いて、撮像処理部１３１は、所定の回数撮像が実行されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００８１】
ステップＳ１５で、所定の回数撮像が実行されていない場合、撮像処理部１３１は、構造化光のパターンを変更するように図３のパターン生成部１１８を制御し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２に戻る。所定の回数撮像が実行されるまで、ステップＳ１２〜Ｓ１６が繰り返される。これにより、パターンが変化されつつ縞状光およびコード状が測定対象物Ｓに順次照射されたときの複数のパターン画像データが記憶部１３３に記憶される。なお、縞状光とコード状とは、いずれが先に出射されてもよい。
【００８２】
ステップＳ１５で、所定の回数撮像が実行された場合、演算処理部１３２は、記憶部１３３に記憶された複数のパターン画像データについて演算を行うことにより、高さデータを生成する（ステップＳ１７）。次に、演算処理部１３２は、所定数（本例では４個）の高さデータが生成されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。所定数の高さデータが生成されていない場合、撮像処理部１３１は、他の照明部１１０を選択し（ステップＳ１９）、ステップＳ１２に戻る。所定数の高さデータが生成されるまで、ステップＳ１２〜Ｓ１９が繰り返される。
【００８３】
ステップＳ１８で、所定数の高さデータが生成された場合、演算処理部１３２は、生成された所定数の高さデータを合成することにより検査用高さデータを生成する（ステップＳ２０）。また、出力処理部１３４は、ステップＳ２０で生成された検査用高さデータをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ２１）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に検査用高さデータが蓄積され、高さ生成処理が終了する。
【００８４】
図１２は、図１の演算部１３０により実行される図１０のテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。テクスチャ生成処理では、図１２に示すように、撮像処理部１３１は、照明部１１０Ａ〜１１０Ｄのうち、いずれか１つの照明部１１０を選択する（ステップＳ３１）。次に、撮像処理部１３１は、白色の一様光を出射するように、ステップＳ３１または後述するステップＳ３６で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ３２）。
【００８５】
また、撮像処理部１３１は、ステップＳ３２における一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ３３）。これにより、測定対象物Ｓのテクスチャ画像データが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ３３で生成されたテクスチャ画像データを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ３４）。
【００８６】
続いて、撮像処理部１３１は、所定数（本例では４個）のテクスチャ画像データが生成されたか否かを判定する（ステップＳ３５）。所定数のテクスチャ画像データが生成されていない場合、撮像処理部１３１は、他の照明部１１０を選択し（ステップＳ３６）、ステップＳ３２に戻る。所定数のテクスチャ画像データが生成されるまで、ステップＳ３２〜Ｓ３６が繰り返される。
【００８７】
ステップＳ３５で、所定数のテクスチャ画像データが生成された場合、演算処理部１３２は、生成された所定数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成する（ステップＳ３７）。例えば、演算処理部１３２は、生成された所定数のテクスチャ画像データの互いに対応する各画素について、当該画素の所定数の画素値のうち２番目に大きい画素値を予め定められた規則に従う画素値として選択する。また、演算処理部１３２は、各画素の画素値を選択された画素値とする画像データを検査用テクスチャ画像データとして生成する。
【００８８】
その後、出力処理部１３４は、ステップＳ３７で生成された検査用テクスチャ画像データをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ３８）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に検査用テクスチャ画像データが蓄積され、テクスチャ生成処理が終了する。
【００８９】
高さ生成処理とテクスチャ生成処理とは、いずれが先に実行されてもよいし、部分的に並列して実行されてもよい。例えば、高さ生成処理のステップＳ１５の後にテクスチャ生成処理のステップＳ３２，Ｓ３３が実行されてもよい。この場合、テクスチャ生成処理のステップＳ３１，Ｓ３５，Ｓ３６が省略される。そのため、撮像に要する時間を短縮することができる。また、テクスチャ生成処理のステップＳ３２〜Ｓ３４，Ｓ３７，Ｓ３８は、高さ生成処理のステップＳ１７と並列して実行されてもよい。この場合、処理時間をさらに短縮することができる。
【００９０】
図１３は、図１の検査部２３０により実行される図１０の判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。判定処理では、図１３に示すように、検査部２３０は、画像メモリ２２０に蓄積された検査用高さデータまたは検査用テクスチャ画像データに画像処理を実行する（ステップＳ５１）。これにより、使用者により予め指定された検査内容に基づいて、検査用高さデータまたは検査用テクスチャ画像データにおける所定部分の計測が実行される。
【００９１】
次に、検査部２３０は、ステップＳ５１で得られた計測値を所定のしきい値と比較することにより測定対象物Ｓの良否を判定し（ステップＳ５２）、判定処理を終了する。なお、検査部２３０は、ステップＳ５２における判定結果を表示部３２０に表示してもよいし、外部機器４００に与えてもよい。
【００９２】
（５）効果
本実施の形態に係る検査装置３００においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部１１０によりそれぞれ光が測定対象物Ｓに照射される。各照明部１１０は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部１３１により制御される。また、各照明部１１０は、一様光を測定対象物Ｓにさらに照射するように撮像処理部１３１により制御される。
【００９３】
測定対象物Ｓにより反射された構造化光が順次受光されることにより各方向についての測定対象物Ｓの画像を示す複数のパターン画像データが撮像部１２０により順次生成される。また、測定対象物Ｓにより反射された一様光が受光されることにより複数の方向についての複数のテクスチャ画像データが撮像部１２０により生成される。
【００９４】
撮像部１２０により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物Ｓの高さ画像を示す高さデータが演算処理部１３２により生成される。また、複数の高さデータが合成されることにより、測定不可能な部分が低減された検査用高さデータが演算処理部１３２により生成される。さらに、撮像部１２０により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部１３２により生成される。演算処理部１３２により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物Ｓの検査が検査部２３０により実行される。
【００９５】
この構成によれば、高さデータ生成用の照明部１１０と共通の照明部１１０を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物Ｓの検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物Ｓの検査に適したテクスチャ画像データを生成するために高さデータ生成用の照明部１１０とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物Ｓの検査を行うことが可能になる。また、検査用高さデータを用いることにより、測定対象物Ｓの広範囲に渡る部分を容易に検査することができる。
【００９６】
［２］第２の実施の形態
（１）検査装置の構成
第２の実施の形態に係る検査装置３００について、第１の実施の形態に係る検査装置３００と異なる点を説明する。本実施の形態においては、図１の演算部１３０は、図３の照明部１１０から出射される光に所望のパターンが付与されるようにパターン生成部１１８を制御するとともに、光源１１１〜１１３による光の出射を個別に制御する。これにより、白色の構造化光と、赤色、緑色または青色の一様光とが各照明部１１０から選択的に出射される。
【００９７】
赤色、緑色および青色の一様光がそれぞれ測定対象物Ｓに照射されたときのテクスチャ画像データをＲデータ、ＧデータおよびＢデータと呼ぶ。本実施の形態においては、４個の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄの各々に対応して、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータが生成される。すなわち、合計１２個のテクスチャ画像データが生成される。
【００９８】
また、第１の実施の形態と同様の方法により、４個のＲデータに基づいて検査用Ｒデータが生成される。同様に、４個のＧデータに基づいて検査用Ｇデータが生成される。４個のＢデータに基づいて検査用Ｂデータが生成される。以下の説明では、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータのセットを検査用データ群と呼ぶ。検査用データ群が合成されることにより、カラーの検査用テクスチャ画像データが生成される。この場合、カラーの検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物Ｓをより正確にかつ効率よく検査することができる。
【００９９】
（２）検査処理
以下、本実施の形態における検査処理をフローチャートを用いて説明する。第１の実施の形態における図１０の検査処理と同様に、本実施の形態における検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。本実施の形態における高さ生成処理は、第１の実施の形態における図１１の高さ生成処理と同様である。
【０１００】
図１４および図１５は、第２の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。本実施の形態におけるテクスチャ生成処理は、以下の点を除き、第１の実施の形態における図１２のテクスチャ生成処理と基本的に同様である。本実施の形態のテクスチャ生成処理においては、図１４に示すように、ステップＳ３２〜Ｓ３４に代えてステップＳ３２Ａ〜Ｓ３２Ｃ，Ｓ３３Ａ〜Ｓ３３Ｃ，Ｓ３４Ａ〜Ｓ３４Ｃが実行される。また、図１５に示すように、ステップＳ３７の前にステップＳ３７Ａ〜Ｓ３７Ｃが追加される。
【０１０１】
具体的には、ステップＳ３１の後、撮像処理部１３１は、赤色の一様光を出射するように、ステップＳ３１またはステップＳ３６で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ３２Ａ）。また、撮像処理部１３１は、ステップＳ３２Ａにおける赤色の一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ３３Ａ）。これにより、測定対象物ＳのＲデータが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ３３Ａで生成されたＲデータを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ３４Ａ）。
【０１０２】
次に、撮像処理部１３１は、緑色の一様光を出射するように、ステップＳ３１またはステップＳ３６で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ３２Ｂ）。また、撮像処理部１３１は、ステップＳ３２Ｂにおける緑色の一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ３３Ｂ）。これにより、測定対象物ＳのＧデータが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ３３Ｂで生成されたＧデータを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ３４Ｂ）。
【０１０３】
次に、撮像処理部１３１は、青色の一様光を出射するように、ステップＳ３１またはステップＳ３６で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ３２Ｃ）。また、撮像処理部１３１は、ステップＳ３２Ｃにおける青色の一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ３３Ｃ）。これにより、測定対象物ＳのＢデータが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ３３Ｃで生成されたＢデータを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ３４Ｃ）。
【０１０４】
ステップＳ３２Ａ，Ｓ３３Ａ，Ｓ３４Ａと、ステップＳ３２Ｂ，Ｓ３３Ｂ，Ｓ３４Ｂと、ステップＳ３２Ｃ，Ｓ３３Ｃ，Ｓ３４Ｃとは、いずれが先に実行されてもよい。これらの処理が実行された後、撮像処理部１３１はステップＳ３５に進む。なお、本例のステップＳ３５においては、４個ではなく１２個のテクスチャ画像データが生成されたか否かが判定される。
【０１０５】
ステップＳ３５で１２個のテクスチャ画像データが生成された場合、演算処理部１３２は、４個のＲデータに基づいて検査用Ｒデータを生成する（ステップＳ３７Ａ）。また、演算処理部１３２は、４個のＧデータに基づいて検査用Ｇデータを生成する（ステップＳ３７Ｂ）。さらに、演算処理部１３２は、４個のＢデータに基づいて検査用Ｂデータを生成する（ステップＳ３７Ｃ）。ステップＳ３７Ａと、ステップＳ３７Ｂと、ステップＳ３７Ｃとは、いずれが先に実行されてもよい。
【０１０６】
その後、ステップＳ３７では、ステップＳ３７Ａ〜Ｓ３７Ｃでそれぞれ生成された検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータが合成されることにより、カラーの検査用テクスチャ画像データが生成される。また、ステップＳ３８では、ステップＳ３７で生成されたカラーの検査用テクスチャ画像データがコントローラ部２００に出力される。本実施の形態における判定処理は、第１の実施の形態における図１３の判定処理と同様である。
【０１０７】
（３）テクスチャ生成処理の変形例
図１４および図１５のテクスチャ生成処理によれば、単純な処理により検査用データ群を生成することができる。また、検査用データ群を合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成することができる。図１６は、図１４および図１５のテクスチャ生成処理により生成された検査用データ群を示す図である。
【０１０８】
図１６の例では、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータ、検査用Ｂデータおよび検査用テクスチャ画像データにおける画素ｐ１〜ｐ４が図示されている。検査用Ｒデータの画素ｐ１と、検査用Ｇデータの画素ｐ１と、検査用Ｂデータの画素ｐ１とは互いに対応し、これらの画素ｐ１が合成されることにより、検査用テクスチャ画像データの画素ｐ１が生成される。画素ｐ２〜ｐ４についても同様である。
【０１０９】
図１６に示すように、検査用Ｒデータにおいては、画素ｐ１〜ｐ３は照明部１１０Ａに対応するＲデータの画素により生成され、画素ｐ４は照明部１１０Ｂに対応するＲデータの画素により生成される。検査用Ｇデータにおいては、画素ｐ１〜ｐ３は照明部１１０Ａに対応するＧデータの画素により生成され、画素ｐ４は照明部１１０Ｃに対応するＧデータの画素により生成される。検査用Ｂデータにおいては、画素ｐ１〜ｐ３は照明部１１０Ａに対応するＢデータの画素により生成され、画素ｐ４は照明部１１０Ｄに対応するＢデータの画素により生成される。
【０１１０】
このように、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータにおいて、画素ｐ１〜ｐ３は、同一の照明部１１０（すなわち同一の方向）に対応する。この場合、これらの検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータが合成された検査用テクスチャ画像データの画素ｐ１〜ｐ３においては、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータの画素値の比が維持される。そのため、テクスチャ画像データにおける画素ｐ１〜ｐ３の色が正確に再現される。
【０１１１】
一方、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータにおいて、画素ｐ４は、それぞれ異なる照明部１１０（すなわち異なる方向）に対応する。この場合、これらの検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータが合成された検査用テクスチャ画像データの画素ｐ４においては、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータの画素値の比が維持されない。そのため、テクスチャ画像データにおける画素ｐ４の色が正確に再現されず、画素ｐ４に偽の色が発生する。
【０１１２】
そこで、本実施の形態におけるテクスチャ生成処理の変形例では、以下の処理が行われる。図１７は、第２の実施の形態の変形例におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図１７では、図１４のステップＳ３２Ａ〜Ｓ３４Ａ，Ｓ３２Ｂ〜Ｓ３４Ｂ，Ｓ３２Ｃ〜Ｓ３４Ｃの一連の処理が、「測定対象物の撮像によるＲデータ、ＧデータおよびＢデータの生成および記憶」という１つの処理ブロックで示される。図１７に示すように、テクスチャ生成処理の変形例においては、図１４のステップＳ３５で所定数のテクスチャ画像データが生成されたと判定された後、ステップＳ３９〜Ｓ４１が実行される。
【０１１３】
ステップＳ３９で、演算処理部１３２は、各方向に対応するＲデータ、ＧデータおよびＢデータにおいて、互いに対応する画素の代表となる画素値（以下、代表画素値と呼ぶ。）を画素ごとに特定する（ステップＳ３９）。代表画素値は、例えばＲデータ、ＧデータおよびＢデータにおける対応画素の画素値の平均値であってもよいし、合計値であってもよいし、最大値であってもよい。
【０１１４】
次に、演算処理部１３２は、複数の方向にそれぞれ対応する複数の代表画素値のうち、最も大きい代表画素値または最も小さい代表画素値を除外した１つの代表画素値を画素ごとに選択する（ステップＳ４０）。本例では、４つの方向にそれぞれ対応する４つの代表画素値のうち、最も大きい代表画素値および最も小さい代表画素値を除外した１つの代表画素値が画素ごとに選択される。
【０１１５】
続いて、演算処理部１３２は、ステップＳ４０で選択された１つの代表画素値に対応する方向を画素ごとに特定する（ステップＳ４１）。その後、演算処理部１３２は、ステップＳ３７Ａ〜Ｓ３８に進む。
【０１１６】
ステップＳ３７Ａにおいては、ステップＳ４１で特定された方向に対応するＲデータの各画素の画素値が、検査用Ｒデータの対応画素の画素値とされる。ステップＳ３７Ｂにおいては、ステップＳ４１で特定された方向に対応するＧデータの各画素の画素値が、検査用Ｇデータの対応画素の画素値とされる。ステップＳ３７Ｃにおいては、ステップＳ４１で特定された方向に対応するＢデータの各画素の画素値が、検査用Ｂデータの対応画素の画素値とされる。
【０１１７】
この変形例によれば、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータにおける同一の画素は、同一の方向に対応する。したがって、検査用テクスチャ画像データの対応画素においては、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータの画素値の比が維持される。これにより、テクスチャ画像データにおける各画素に偽の色を発生させることなく、各画素の色を正確に再現することができる。
【０１１８】
［３］第３の実施の形態
（１）検査装置の構成
第３の実施の形態に係る検査装置３００について、第１または第２の実施の形態に係る検査装置３００と異なる点を説明する。図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、本実施の形態においては、コントローラ部２００は、ヘッド制御部２１０、画像メモリ２２０および検査部２３０に加えて、モード受付部２４０を含む。
【０１１９】
モード受付部２４０は、操作部３１０から検査装置３００の動作モードの選択を受け付ける。動作モードは、第１のグレーモード、第１のカラーモード、第２のグレーモードおよび第２のカラーモードを含む。使用者は、操作部３１０を操作することにより、いずれかの動作モードを選択することができる。ヘッド制御部２１０および検査部２３０は、モード受付部２４０により受け付けられた動作モードで動作する。
【０１２０】
第１のグレーモードにおいては、第１の実施の形態と同様の検査処理が実行される。第１のカラーモードにおいては、第２の実施の形態と同様の検査処理が実行される。第２のグレーモードにおいては、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データが生成されない点を除き、第１のグレーモードと同様の検査処理が実行される。第２のカラーモードにおいては、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データが生成されない点を除き、第１のカラーモードと同様の検査処理が実行される。
【０１２１】
以下、各動作モードにおける検査処理をフローチャートを用いて説明する。なお、第１のグレーモードにおける検査処理のフローチャートは、図１０〜図１３のフローチャートと同様である。また、第１のカラーモードにおける検査処理のフローチャートは、図１０、図１１、図１４、図１５および図１７のフローチャートと同様である。そのため、第１のグレーモードおよび第１のカラーモードにおける検査処理の説明を省略する。
【０１２２】
（２）第２のグレーモード
第１の実施の形態における図１０の検査処理と同様に、第２のグレーモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第２のグレーモードにおける高さ生成処理は、第１の実施の形態における図１１の高さ生成処理と同様である。
【０１２３】
図１９は、第２のグレーモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第２のグレーモードにおけるテクスチャ生成処理は、以下の点を除き、第１の実施の形態における図１２のテクスチャ生成処理と基本的に同様である。第２のグレーモードにおけるテクスチャ生成処理においては、図１９に示すように、ステップＳ３５〜Ｓ３７が実行されず、ステップＳ３１，Ｓ３８に代えてステップＳ３１Ａ，Ｓ３８Ａがそれぞれ実行される。
【０１２４】
具体的には、ステップＳ３１Ａで、撮像処理部１３１は、全部の照明部１１０を選択する（ステップＳ３１Ａ）。この場合、ステップＳ３２で白色の一様光を出射するように全部の照明部１１０が制御され、ステップＳ３３で一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０が制御される。これにより、測定対象物Ｓのテクスチャ画像データが撮像部１２０により生成される。その後、ステップＳ３４で、生成されたテクスチャ画像データが記憶部１３３に記憶される。
【０１２５】
その後、出力処理部１３４は、ステップＳ３４で記憶部１３３に記憶されたテクスチャ画像データをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ３８Ａ）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０にテクスチャ画像データが蓄積され、テクスチャ生成処理が終了する。
【０１２６】
第２のグレーモードにおける判定処理は、検査用テクスチャ画像データではなく、上記のテクスチャ画像データの計測が行われる点を除き、第１の実施の形態における図１３の判定処理と同様である。
【０１２７】
（３）第２のカラーモード
第２の実施の形態における検査処理と同様に、第２のカラーモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第２のカラーモードにおける高さ生成処理は、第２の実施の形態における高さ生成処理と同様である。
【０１２８】
図２０は、第２のカラーモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第２のカラーモードにおけるテクスチャ生成処理は、以下の点を除き、第２の実施の形態における図１４および図１５のテクスチャ生成処理と基本的に同様である。第２のカラーモードにおけるテクスチャ生成処理においては、図２０に示すように、ステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ３７Ａ〜Ｓ３７Ｃが実行されず、ステップＳ３１，Ｓ３７，Ｓ３８に代えて、ステップＳ３１Ｂ，Ｓ３７Ｄ，Ｓ３８Ｂがそれぞれ実行される。
【０１２９】
具体的には、ステップＳ３１Ｂで、撮像処理部１３１は、全部の照明部１１０を選択する（ステップＳ３１Ｂ）。この場合、ステップＳ３２Ａで赤色の一様光を出射するように全部の照明部１１０が制御され、ステップＳ３３Ａで一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０が制御される。これにより、測定対象物ＳのＲデータが撮像部１２０により生成される。その後、ステップＳ３４Ａで、生成されたＲデータが記憶部１３３に記憶される。
【０１３０】
また、ステップＳ３２Ｂで緑色の一様光を出射するように全部の照明部１１０が制御され、ステップＳ３３Ｂで一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０が制御される。これにより、測定対象物ＳのＧデータが撮像部１２０により生成される。その後、ステップＳ３４Ｂで、生成されたＧデータが記憶部１３３に記憶される。
【０１３１】
さらに、ステップＳ３２Ｃで青色の一様光を出射するように全部の照明部１１０が制御され、ステップＳ３３Ｃで一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０が制御される。これにより、測定対象物ＳのＢデータが撮像部１２０により生成される。その後、ステップＳ３４Ｃで、生成されたＢデータが記憶部１３３に記憶される。
【０１３２】
次に、演算処理部１３２は、ステップＳ３４Ａ〜Ｓ３４Ｃで記憶部１３３にそれぞれ記憶されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータを合成することにより、カラーのテクスチャ画像データを生成する（ステップＳ３７Ｄ）。その後、出力処理部１３４は、ステップＳ３７Ｄで生成されたテクスチャ画像データをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ３８Ｂ）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０にカラーのテクスチャ画像データが蓄積され、テクスチャ生成処理が終了する。
【０１３３】
第２のカラーモードにおける判定処理は、検査用テクスチャ画像データではなく、上記のテクスチャ画像データの計測が行われる点を除き、第２の実施の形態における判定処理と同様である。
【０１３４】
（４）効果
第１または第２の実施の形態においては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された高品質な検査用テクスチャ画像データが生成される。これにより、より正確な検査を行うことができる。しかしながら、撮像回数および処理時間が増加するため、検査のタクトタイムが長くなる。
【０１３５】
一方で、測定対象物Ｓにおける検査を行う部分が、テクスチャ画像データにおけるハレーションまたは照明の死角が発生しない部分に対応する場合には、高品質なテクスチャ画像データを用いる必要がない。あるいは、テクスチャ画像データが、高さ画像の確認のために補助的に用いられ、計測には用いられない場合には、当該テクスチャ画像データにハレーションまたは照明の死角が発生してもよい。これらの場合には、高品質なテクスチャ画像データが生成されることよりも、より高速にテクスチャ画像データが生成されることが求められる。
【０１３６】
そこで、高品質なテクスチャ画像データを生成することが不要な場合には、使用者は、第２のグレーモードまたは第２のカラーモードを選択する。これにより、テクスチャ画像データがより高速に画像メモリ２２０に蓄積される。その結果、測定対象物Ｓの検査をより短時間で終了することができる。なお、画像メモリ２２０へのテクスチャ画像データの蓄積が終了するまでの時間の短さは、第２のグレーモード、第２のカラーモード、第１のグレーモードおよび第１のカラーモードの順となる。
【０１３７】
［４］第４の実施の形態
（１）検査装置の構成
第４の実施の形態に係る検査装置３００について、第３の実施の形態に係る検査装置３００と異なる点を説明する。本実施の形態においては、検査装置３００の動作モードは、第１のグレーモード、第１のカラーモード、第２のグレーモードおよび第２のカラーモードに加えて、第１のベイヤモードおよび第２のベイヤモードを含む。
【０１３８】
図２１は、第１および第２のベイヤモードを説明するための図である。図２１においては、Ｒデータの画素が第１のハッチングパターンおよび文字「Ｒ」により示される。Ｇデータの画素がドットパターンおよび文字「Ｇ」により示される。Ｂデータの画素が第２のハッチングパターンおよび文字「Ｂ」により示される。
【０１３９】
第１および第２のベイヤモードでは、図２１に示すように、ヘッド部１００において、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータに基づいてベイヤ配列に変換されたテクスチャ画像データが生成される。ベイヤ配列に変換されたテクスチャ画像データをベイヤデータと呼ぶ。ベイヤデータは、Ｒデータの画素、Ｇデータの画素およびＢデータの画素を１：２：１の割合で含む。検査用ベイヤデータは、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたベイヤデータである。
【０１４０】
第１のベイヤモードでは、検査用ベイヤデータが生成される。第２のベイヤモードでは、単なるベイヤデータが生成される。生成されたベイヤデータは、コントローラ部２００に出力される。コントローラ部２００において、ベイヤデータにディベイヤ処理が施される。これにより、ベイヤデータが非ベイヤ配列に変換されることにより、テクスチャ画像データが再生成される。再生成されたテクスチャ画像データに基づいて計測が実行される。以下、第１および第２のベイヤモードにおける検査処理をフローチャートを用いて説明する。
【０１４１】
（２）第１のベイヤモード
第１のカラーモードにおける検査処理と同様に、第１のベイヤモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第１のベイヤモードにおける高さ生成処理は、第１のカラーモードにおける高さ生成処理と同様である。
【０１４２】
図２２および図２３は、第１のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第１のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理は、以下の点を除き、第１のカラーモードにおける図１４および図１５のテクスチャ生成処理と基本的に同様である。第１のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理においては、図２２および図２３に示すように、ステップＳ３７の後にステップＳ３７Ｅが追加されるとともに、ステップＳ３８に代えてステップＳ３８Ｃが実行される。
【０１４３】
具体的には、ステップＳ３７の後、演算処理部１３２は、ステップＳ３７で生成された検査用テクスチャ画像データにベイヤ処理を実行する（ステップＳ３７Ｅ）。これにより、検査用ベイヤデータが生成される。その後、出力処理部１３４は、ステップＳ３７Ｅで生成された検査用ベイヤデータをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ３８Ｃ）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に検査用ベイヤデータが蓄積され、テクスチャ生成処理が終了する。
【０１４４】
図２４は、第１のベイヤモードにおける判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第１のベイヤモードにおける判定処理は、以下の点を除き、第１のカラーモードにおける判定処理と同様である。第１のベイヤモードにおける判定処理においては、図２４に示すように、ステップＳ５１の前にステップＳ５３が追加される。
【０１４５】
具体的には、検査部２３０は、ステップＳ３８Ｃで画像メモリ２２０に蓄積された検査用ベイヤデータにディベイヤ処理を実行する（ステップＳ５３）。これにより、検査用ベイヤデータが非ベイヤ配列に変換され、検査用テクスチャ画像データが再生成される。その後、ステップＳ５３で再生成された検査用テクスチャ画像データを用いて、ステップＳ５１が実行される。
【０１４６】
（３）第２のベイヤモード
第２のカラーモードにおける検査処理と同様に、第２のベイヤモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第２のベイヤモードにおける高さ生成処理は、第２のカラーモードにおける高さ生成処理と同様である。
【０１４７】
図２５は、第２のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第２のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理は、以下の点を除き、第２のカラーモードにおける図２０のテクスチャ生成処理と基本的に同様である。第２のベイヤモードにおけるテクスチャ生成処理においては、図２５に示すように、ステップＳ３７Ｄの後にステップＳ３７Ｆが追加されるとともに、ステップＳ３８Ｂに代えてステップＳ３８Ｄが実行される。
【０１４８】
具体的には、ステップＳ３７Ｄの後、演算処理部１３２は、ステップＳ３７Ｄで生成されたテクスチャ画像データにベイヤ処理を実行する（ステップＳ３７Ｆ）。これにより、ベイヤデータが生成される。その後、出力処理部１３４は、ステップＳ３７Ｆで生成されたベイヤデータをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ３８Ｄ）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０にベイヤデータが蓄積され、テクスチャ生成処理が終了する。
【０１４９】
図２６は、第２のベイヤモードにおける判定処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。第２のベイヤモードにおける判定処理は、以下の点を除き、第２のカラーモードにおける判定処理と同様である。第２のベイヤモードにおける判定処理においては、図２６に示すように、ステップＳ５１の前にステップＳ５４が追加される。
【０１５０】
具体的には、検査部２３０は、ステップＳ３８Ｄで画像メモリ２２０に蓄積されたベイヤデータにディベイヤ処理を実行する（ステップＳ５４）。これにより、ベイヤデータが非ベイヤ配列に変換され、テクスチャ画像データが再生成される。その後、ステップＳ５４で再生成されたテクスチャ画像データを用いて、ステップＳ５１が実行される。
【０１５１】
（４）効果
第１のカラーモードまたは第２のカラーモードにおいては、高い解像度を有するカラーのテクスチャ画像データ（検査用テクスチャ画像データを含む。）が生成される。しかしながら、カラーのテクスチャ画像データのデータ量は大きいため、ヘッド部１００からコントローラ部２００へのテクスチャ画像データの出力に長時間を要する。
【０１５２】
これに対し、第１のベイヤモードまたは第２のベイヤモードにおいては、カラーのテクスチャ画像データの解像度は低下するものの、カラーのテクスチャ画像データのデータ量はモノクロのテクスチャ画像データのデータ量と同程度に低減される。これにより、ヘッド部１００からコントローラ部２００へのテクスチャ画像データの出力が短時間で行われる。
【０１５３】
そこで、高解像度を有するテクスチャ画像データを生成することが不要な場合には、使用者は、第１のベイヤモードまたは第２のベイヤモードを選択する。これにより、テクスチャ画像データがより高速に画像メモリ２２０に蓄積される。その結果、測定対象物Ｓの検査をより短時間で終了することができる。その結果、測定対象物Ｓの検査をより短時間で終了することができる。
【０１５４】
なお、本実施の形態においては、ヘッド部１００とコントローラ部２００との間の通信に要する時間は、種々のテクスチャ画像データの生成に要する時間よりも短い。この場合、画像メモリ２２０へのテクスチャ画像データの蓄積が終了するまでの時間の短さは、第２のグレーモード、第２のベイヤモード、第２のカラーモード、第１のグレーモード、第１のベイヤモードおよび第１のカラーモードの順となる。
【０１５５】
［５］第５の実施の形態
（１）測定対象物の表面状態および形状がテクスチャ画像に及ぼす影響
第１の実施の形態では、検査用テクスチャ画像データを得るために、複数の照明部１１０による光の照射方向にそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データが生成される。また、生成された複数のテクスチャ画像データの互いに対応する各画素について、複数の画素値のうち最も大きい画素値または最も小さい画素値を除いて予め定められた規則に従って画素値が選択される。予め定められた規則は、例えば複数の画素値の大きさの順位で定められる。各画素の画素値を選択された画素値とする画像データが検査用テクスチャ画像データとして生成される。このような、第１の実施の形態に係る検査用テクスチャ画像データの生成方法を単純生成方法と呼ぶ。単純生成方法により生成された検査用テクスチャ画像データによれば、ハレーションおよび影がほとんど存在しないテクスチャ画像が得られると考えられる。
【０１５６】
しかしながら、実際には、測定対象物Ｓの表面状態によっては、単純生成方法で生成される検査用テクスチャ画像データであっても、ハレーション成分を十分に除去することができない場合がある。単純生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時にハレーションの成分を除去することができない例について説明する。
【０１５７】
金属製の測定対象物Ｓにおいては、その表面にヘアライン加工が施される場合がある。ヘアライン加工によれば、測定対象物Ｓの表面に一方向に延びる微細なライン状の溝がその一方向に直交する方向に多数並ぶように形成される。それにより、測定対象物Ｓの外観に所定の質感が与えられる。
【０１５８】
図２７は、ヘアライン加工が施された金属製の測定対象物Ｓの一例を示す図である。図２７の測定対象物Ｓは、突出部Ｓ２の上面ＵＳにヘアライン加工が施されている点を除いて、図５の測定対象物Ｓと同じ形状を有する。図２８は、図２７の突出部Ｓ２の上面ＵＳの模式的な拡大図である。図２８に示すように、突出部Ｓ２の上面ＵＳには、多数のライン状の溝が形成されている。
【０１５９】
ここで、測定対象物Ｓの上面ＵＳにおいてライン状の溝が延びる方向をヘアライン方向と呼び、測定対象物Ｓの上面ＵＳにおいてヘアライン方向に直交する方向を交差方向と呼ぶ。図２８に示すように、上面ＵＳ上の各溝は、ヘアライン方向に直交する断面がＶ字形状を示すように形成されている。そのため、上面ＵＳには、ヘアライン方向に延びかつ斜め上方を向く多数の傾斜面が微視的に形成されている。
【０１６０】
このような構成を有する測定対象物Ｓについて、図２のヘッド部１００を用いて４つの照明部１１０にそれぞれ対応する４つのテクスチャ画像データを生成する場合を想定する。
【０１６１】
図２９は、図２７の測定対象物Ｓの検査時における図２の４つの照明部１１０および撮像部１２０と測定対象物Ｓとの位置関係の一例を示す模式的斜視図である。図２９では、複数の照明部１１０と撮像部１２０との位置関係の把握を容易にするために、図２の４個の照明部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄおよび撮像部１２０が丸印で示される。また、撮像部１２０を通ってＸ方向およびＹ方向にそれぞれ平行に延びる２本の直線が一点鎖線で示される。
【０１６２】
本例では、測定対象物Ｓは、そのヘアライン方向がＸ方向に平行となるようにベルトコンベア３０１上に載置されている。この場合、照明部１１０Ｃと照明部１１０Ｄとは、測定対象物Ｓの交差方向において撮像部１２０を挟んで対向することになる。
【０１６３】
それにより、照明部１１０Ｃから突出部Ｓ２の上面ＵＳに照射される一様光の一部は、その上面ＵＳにおける照明部１１０Ｃの方向に向く多数の傾斜面により正反射されて撮像部１２０に入射する。また、照明部１１０Ｄから突出部Ｓ２の上面ＵＳに照射される一様光の一部は、その上面ＵＳにおける照明部１１０Ｄの方向に向く多数の傾斜面により正反射されて撮像部１２０に入射する。したがって、２つの照明部１１０Ｃ，１１０Ｄにそれぞれ対応して生成される２つのテクスチャ画像データにおいては、測定対象物Ｓの上面ＵＳ部分についてほぼ同等のハレーションが発生することになる。
【０１６４】
図３０は、図２９の例において４つの照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから個別に一様光が出射されたときの測定対象物Ｓの複数のテクスチャ画像を示す図である。テクスチャ画像データＴ１〜Ｔ４は、それぞれ照明部１１０Ａ〜１１０Ｄに対応する。図３０では、テクスチャ画像におけるハレーションの発生部分の識別を容易にするために、ハレーションの発生部分をドットパターンで表す。
【０１６５】
ここで、測定対象物Ｓの突出部Ｓ２の上面ＵＳの画像に着目すると、図３０に示すように、テクスチャ画像データＴ１，Ｔ２では、突出部Ｓ２の上面ＵＳの部分にハレーションはほとんど発生していない。一方、テクスチャ画像データＴ３，Ｔ４では、突出部Ｓ２の上面ＵＳの部分に同程度のハレーションが発生している。
【０１６６】
この場合、各画素について４つの画素値のうち２番目に大きい画素値を選択するという規則に基づく単純生成方法では、突出部Ｓ２の上面ＵＳを示すテクスチャ画像データＴ３，Ｔ４のいずれかのハレーション成分が検査用テクスチャ画像データに残留することになる。
【０１６７】
図３１は、図３０の４つのテクスチャ画像から各画素について４つの画素値のうち２番目に大きい画素値を選択する単純生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。図３１においても、図３０の例と同様に、テクスチャ画像におけるハレーションの発生部分をドットパターンで表す。図３１によれば、測定対象物Ｓにおける突出部Ｓ２の上面ＵＳ部分にハレーションが発生している。
【０１６８】
上記の点を考慮すると、単純生成方法における画素値を選択するための規則を変更することにより、検査用テクスチャ画像データを生成することが考えられる。例えば、４つのテクスチャ画像データの互いに対応する各画素について４つの画素値のうち３番目に大きい画素値を選択する単純生成方法により、検査用テクスチャ画像データを生成することが考えられる。この場合、突出部Ｓ２の上面ＵＳを示すテクスチャ画像データＴ３，Ｔ４の画素値が検査用テクスチャ画像データとして選択されることが防止される。しかしながら、この場合であっても、測定対象物Ｓの形状によっては、影の成分を十分に除去することができない場合がある。単純生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に影の成分を除去することができない例について説明する。
【０１６９】
図３２は、測定対象物Ｓの他の例を示す図である。図３３は、図３１の測定対象物Ｓの検査時における図２の４つの照明部１１０および撮像部１２０と測定対象物Ｓとの位置関係の一例を示す模式的斜視図である。図３３では、図２９の例と同様に、図２の４個の照明部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄおよび撮像部１２０が丸印で示される。また、撮像部１２０を通ってＸ方向およびＹ方向にそれぞれ平行に延びる２本の直線が一点鎖線で示される。
【０１７０】
図３２の測定対象物Ｓは、上面が開放された扁平な箱形状を有する。具体的には、本例の測定対象物Ｓは、正方形状を有する底板部Ｓ４と、底板部Ｓ４の４辺からそれぞれ上方に延びる第１側壁Ｓ５ａ、第２側壁Ｓ５ｂ、第３側壁Ｓ５ｃおよび第４側壁Ｓ５ｄとを有する。第１側壁Ｓ５ａおよび第２側壁Ｓ５ｂは互いに対向し、第３側壁Ｓ５ｃおよび第４側壁Ｓ５ｄは互いに対向する。底板部Ｓ４の上面は灰色であり、第１側壁Ｓ５ａ、第２側壁Ｓ５ｂ、第３側壁Ｓ５ｃおよび第４側壁Ｓ５ｄの上端面は光沢のない白色である。
【０１７１】
図３３の例では、第１側壁Ｓ５ａおよび第２側壁Ｓ５ｂがＸ方向において対向しかつ第３側壁Ｓ５ｃおよび第４側壁Ｓ５ｄがＹ方向において対向しかつ底板部Ｓ４の上面が撮像部１２０に対向するように、測定対象物Ｓがベルトコンベア３０１上に載置されている。この場合、４つの照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから個別に一様光が照射されると、底板部Ｓ４上には少なくとも一部に影が発生する。
【０１７２】
図３４は、図３３の例において４つの照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから個別に一様光が出射されたときの測定対象物Ｓの複数のテクスチャ画像を示す図である。テクスチャ画像データＴ１〜Ｔ４は、それぞれ照明部１１０Ａ〜１１０Ｄに対応する。図３４では、テクスチャ画像における影の発生部分をハッチングで表す。
【０１７３】
図３４に示すように、４つのテクスチャ画像データＴ１〜Ｔ４の各々においては、底板部Ｓ４の上面のうち光が出射される照明部に最も近い位置にある側壁から一定幅の領域に影が発生している。この場合、各画素について４つの画素値のうち３番目に大きい画素値を選択するという規則に基づく単純生成方法では、生成される検査用テクスチャ画像データの一部に影の成分が残留することになる。
【０１７４】
図３５は、図３４の４つのテクスチャ画像から各画素について４つの画素値のうち３番目に大きい画素値を選択する単純生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。図３５においても、図３４の例と同様に、テクスチャ画像における影の発生部分をハッチングで表す。図３５によれば、測定対象物Ｓにおける底板部Ｓ４の上面の四隅に影が発生している。
【０１７５】
そこで、第５の実施の形態に係る検査装置３００においては、図２７および図３２の測定対象物Ｓについてハレーションおよび影がほとんど発生しないテクスチャ画像データが生成されるように、テクスチャ生成処理が行われる。なお、本実施の形態に係る検査装置３００は、テクスチャ生成処理の処理内容が異なる点を除いて、第１の実施の形態に係る検査装置３００と同じ構成および動作を有する。
【０１７６】
（２）第５の実施の形態に係るテクスチャ生成処理の概念
図３６は、第５の実施の形態に係るテクスチャ生成処理の概念図である。図３６に太い点線で示すように、本実施の形態に係るテクスチャ生成処理では、まず照明部１１０Ａ〜１１０Ｄにそれぞれ対応するテクスチャ画像データが生成される。その後、Ｘ方向において撮像部１２０を挟んで対向する照明部１１０Ａ，１１０Ｂに対応して生成された第１対のテクスチャ画像データが合成され、第１の合成画像データが生成される。この合成時には、互いに対応する各画素について２つの画素値が比較される。また、２つの画素値のうち大きい画素値が第１画素値として選択され、選択された第１画素値が、第１の合成画像データの当該画素の画素値とされる。これにより、第１対のテクスチャ画像データにそれぞれ存在する画素値の低い成分が除去される。すなわち、第１対のテクスチャ画像データにおける影等に起因する成分の少なくとも一部が除去される。
【０１７７】
続いて、Ｙ方向において撮像部１２０を挟んで対向する照明部１１０Ｃ，１１０Ｄに対応して生成された第２対のテクスチャ画像データが合成され、第２の合成画像データが生成される。この合成時においても、第１の合成画像データの生成時と同様に、互いに対応する各画素について２つの画素値が比較される。また、２つの画素値のうち大きい画素値が第２画素値として選択され、選択された第２画素値が、第２の合成画像データの当該画素の画素値とされる。これにより、第２対のテクスチャ画像データにそれぞれ存在する画素値の低い成分が除去される。すなわち、第２対のテクスチャ画像データにおける影等に起因する成分の少なくとも一部が除去される。
【０１７８】
最後に、第１の合成画像データと第２の合成画像データとが合成され、検査用テクスチャ画像データが生成される。この合成時には、互いに対応する各画素について２つの画素値が比較される。また、２つの画素値のうち小さい画素値が検査用テクスチャ画像データの画素値として決定される。これにより、第１および第２の合成画像データにそれぞれ存在する画素値の高い成分が除去される。すなわち、第１および第２の合成画像データにおけるハレーション等に起因する成分の少なくとも一部が除去される。これらの結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが得られる。
【０１７９】
以下の説明では、図３６に示される検査用テクスチャ画像データの生成方法をトーナメント生成方法と呼ぶ。
【０１８０】
図３０の４つのテクスチャ画像からトーナメント生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像においては、図３１の例で示された突出部Ｓ２の上面ＵＳのハレーションが除去される。その結果、図９に示されるように、ハレーションが十分に低減された画像が得られる。
【０１８１】
図３７は、図３４の４つのテクスチャ画像からトーナメント生成方法により得られる検査用テクスチャ画像データの画像を示す図である。図３７の画像によれば、図３６の例で示された底板部Ｓ４の上面の四隅の影が除去されている。
【０１８２】
なお、トーナメント生成方法においては、画素ごとに第１画素値および第２画素値のいずれかが選択されていれば、選択された画素値に基づいて検査用テクスチャ画像データの各画素値を決定することができる。そのため、第１および第２の合成画像データは必ずしも生成されなくてよい。
【０１８３】
（３）テクスチャ生成処理
図３８は、第５の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。本実施の形態におけるテクスチャ生成処理においては、図３８に示すように、図１２のステップＳ３７の処理に代えてステップＳ３７Ｇ〜Ｓ３７Ｉが実行される。それにより、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データが生成される。
【０１８４】
具体的には、ステップＳ３５において所定数（本例では４個）のテクスチャ画像データが生成された場合、演算処理部１３２は、上記の第１対のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第１画素値として選択する（ステップＳ３７Ｇ）。
【０１８５】
また、演算処理部１３２は、上記の第２対のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について２つの画素値のうち大きい画素値を第２画素値として選択する（ステップＳ３７Ｈ）。
【０１８６】
続いて、演算処理部１３２は、各画素について選択されかつ互いに対応する第１画素値および第２画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する（ステップＳ３７Ｉ）。これにより、全ての画素について画素値が決定されることにより検査用テクスチャ画像データが生成される。その後、ステップＳ３８では、ステップＳ３７Ｉにより生成された検査用テクスチャ画像データがコントローラ部２００に出力される。
【０１８７】
（４）効果
本実施の形態に係る検査装置３００においては、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データが生成される。この場合、第１画素値および第２画素値の選択時には、対向配置された各対の照明部１１０に対応する２つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する影成分の少なくとも一部が除去される。また、第１画素値および第２画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーション成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【０１８８】
（５）第５の実施の形態における変形例
（５−ａ）本実施の形態に係る検査装置３００は、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データを生成するために互いに対向配置された２対の照明部１１０を備えるが、検査装置３００は、互いに対向配置された３以上の複数対の照明部１１０を備えてもよい。検査装置３００は、ｎ（ｎは３以上の整数）対の照明部１１０を備える場合、検査用テクスチャ画像データの各画素の決定候補として第１画素値〜第ｎ画素値までの３以上の複数の画素値を取得することができる。この場合、演算処理部１３２は、互いに対応する第１画素値〜第ｎ画素値のうち最大の画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する。それにより、ハレーションおよび照明の死角部分の影響がさらに低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
【０１８９】
（５−ｂ）本実施の形態に係る検査装置３００においては、第２の実施の形態と同様に、テクスチャ生成処理時に４個の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄの各々に対応するＲデータ、ＧデータおよびＢデータが生成されてもよい。この場合、４個のＲデータに基づいてトーナメント生成方法により検査用Ｒデータを生成することができる。また、４個のＧデータに基づいてトーナメント生成方法により検査用Ｇデータを生成することができる。また、４個のＢデータに基づいてトーナメント生成方法により検査用Ｂデータを生成することができる。生成された検査用データ群が合成されることにより、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減されたカラーの検査用テクスチャ画像データを生成することができる。
【０１９０】
［６］第６の実施の形態
第６の実施の形態に係る検査装置３００は、単純生成方法およびトーナメント生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成が可能でかつそれらの生成方法が使用者により選択可能である点が第１および第５の実施の形態に係る検査装置３００とは異なる。
【０１９１】
本実施の形態においては、例えば測定対象物Ｓの検査時に、図１の表示部３２０に検査用テクスチャ画像データの生成方法として単純生成方法およびトーナメント生成方法を使用者に選択させるための操作画面が表示される。
【０１９２】
図３９は、単純生成方法およびトーナメント生成方法を使用者に選択させるための操作画面の一例を示す図である。図３９の操作画面では、検査用テクスチャ画像データの生成方法として単純生成方法およびトーナメント生成方法にそれぞれ対応する２つのチェックボックスＣＢが表示されている。
【０１９３】
この場合、使用者は、図１の操作部３１０を操作することにより、所望の生成方法に対応するチェックボックスＣＢをチェックすることができる。使用者が２つのチェックボックスＣＢのうちいずれか一方をチェックすることにより、コントローラ部２００はチェックされた生成方法の選択を受け付ける。また、コントローラ部２００のヘッド制御部２１０は、受け付けた方法で検査用テクスチャ画像データを生成するようにヘッド部１００に指令する。それにより、演算処理部１３２は、受け付けられた選択に従って検査用テクスチャ画像データを生成する。
【０１９４】
このような構成により、使用者は、測定対象物Ｓの表面状態および形状等に応じて第１および第２の生成方法のうち所望の方法を選択することにより、測定対象物Ｓに応じたより適切な検査用テクスチャ画像データを取得することができる。
【０１９５】
なお、図３９のいずれのチェックボックスＣＢもチェックされない場合には、４つの照明部１１０から一様光が同時に出射された状態で測定対象物Ｓが撮像されることにより得られるテクスチャ画像が検査用テクスチャ画像とされてもよい。
【０１９６】
また、本実施の形態では、単純生成方法およびトーナメント生成方法の選択は、使用者による手動操作に基づいて行われるが、その選択は予め定められた条件に従って自動的に行われてもよい。
【０１９７】
［７］第７の実施の形態
（１）検査装置の構成および動作
第７の実施の形態に係る検査装置３００は、ヘッド部１００において測定対象物Ｓの高さデータに代えて測定対象物Ｓの表面形状を示す形状データ（形状画像）が生成される点が第１の実施の形態に係る検査装置３００とは異なる。
【０１９８】
そのため、本実施の形態では、検査処理が開始されると図１０の高さ生成処理に代えて形状生成処理が行われる。形状生成処理後には、第１の実施の形態と同様に、テクスチャ生成処理および判定処理が行われる。なお、第７の実施の形態において行われるテクスチャ生成処理は、第１の実施の形態と同様に単純生成方法に従うものであってもよいし、第５の実施の形態と同様にトーナメント生成方法に従うものであってもよい。
【０１９９】
ここで、形状データは、測定対象物Ｓの表面における複数の部分の凹凸および傾きの状態を測定対象物Ｓの表面画像として示す画像データであり、フォトメトリックステレオ法により生成される。
【０２００】
フォトメトリックステレオ法による形状データを生成する際には、４つの照明部１１０Ａ〜１１０Ｄから白色の一様光が測定対象物Ｓに順次照射され、各照射時に測定対象物Ｓが撮像される。それにより、照明部１１０Ａ〜１１０Ｄにそれぞれ対応する４つのテクスチャ画像データが得られる。
【０２０１】
これらの４つのテクスチャ画像データによれば、各画素について互いに対応する画素値に基づいて当該画素に対応する反射率および法線ベクトルを求めることができる。そこで、各画素について、法線ベクトルが求められた上で、例えば各画素についてＸ方向の傾きを示す傾き画像と各画素についてＹ方向の傾きを示す傾き画像とが生成される。これらの傾き画像から各画素についての高さ成分が抽出されることにより測定対象物Ｓの形状データが生成される。
【０２０２】
図４０は、形状生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図４０に示すように、形状生成処理が開始されると、撮像処理部１３１は、第１の実施の形態に係るテクスチャ生成処理のステップＳ３１〜Ｓ３６（図１２）と同様のステップＳ６１〜Ｓ６６の処理を行う。
【０２０３】
ステップＳ６５で、所定数（本例では４つ）のテクスチャ画像データが生成された場合、演算処理部１３２は、生成された所定数のテクスチャ画像データに基づいて形状データを生成する（ステップＳ６７）。
【０２０４】
その後、出力処理部１３４は、ステップＳ６７で生成された形状データをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ６８）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に形状データが蓄積され、形状生成処理が終了する。
【０２０５】
上記のように、本実施の形態では、検査用高さデータに代えて形状データが生成される。そのため、判定処理では、形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方に基づいて測定対象物Ｓの良否が判定される。
【０２０６】
（２）効果
本実施の形態に係る検査装置３００においては、複数の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄにそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて形状データが生成される。また、複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが生成される。
【０２０７】
この構成によれば、形状データ生成用の照明部１１０と共通の照明部１１０を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。そのため、測定対象物Ｓの検査に適したテクスチャ画像データを生成するために形状データ生成用の照明部１１０とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物Ｓの検査を行うことが可能になる。また、検査用高さデータを用いることにより、測定対象物Ｓの広範囲に渡る部分を容易に検査することができる。
【０２０８】
（３）第７の実施の形態における変形例
本実施の形態に係る検査装置３００は、第６の実施の形態に係る検査装置３００と同様に、単純生成方法およびトーナメント生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成が可能でかつそれらの生成方法が使用者により選択可能に構成されてもよい。
【０２０９】
［８］他の実施の形態
（１）上記実施の形態において、ヘッド部１００は４個の照明部１１０Ａ〜１１０Ｄを含むが、本発明はこれに限定されない。ヘッド部１００は２個の照明部１１０Ａ，１１０Ｂを含んでもよいし、３個の照明部１１０を含んでもよいし、５個以上の任意の数の照明部１１０を含んでもよい。
【０２１０】
（２）上記実施の形態において、一様光が測定対象物Ｓに照射されたときの測定対象物Ｓが撮像されることによりテクスチャ画像データが生成されるが、本発明はこれに限定されない。複数のパターン画像データが合成されることにより、一様光が測定対象物Ｓに照射されたときと同様の測定対象物Ｓの画像を示すテクスチャ画像データが生成されてもよい。
【０２１１】
例えば、第１の実施の形態においては、図１１の高さ生成処理のステップＳ１２〜Ｓ１６で、空間位相が変化されつつ縞状光が測定対象物Ｓに複数回照射される。したがって、測定対象物Ｓの各部に縞状光の明部分が１回ずつ照射される。そこで、複数のパターン画像データを平均または合計することにより、テクスチャ画像データを生成することができる。この方法においては、測定対象物Ｓへの一様光の照射および撮像を行う必要がない。そのため、図１２のテクスチャ生成処理におけるステップＳ３１〜Ｓ３６が実行されない。したがって、複数のテクスチャ画像データを高速に生成することができる。
【０２１２】
第２の実施の形態においても、赤色、緑色または青色の縞状光を用いて同様の処理を行うことが可能である。この場合、赤色、緑色および青色の縞状光にそれぞれ対応する３個のパターン画像データが合成されることにより、白色の縞状光に対応するパターン画像データが生成される。このようにして生成された複数のパターン画像データに基づいて高さデータが生成される。
【０２１３】
また、赤色の縞状光に対応する複数のパターン画像データが合成されることによりＲデータが生成される。緑色の縞状光に対応する複数のパターン画像データが合成されることによりＧデータが生成される。青色の縞状光に対応する複数のパターン画像データが合成されることによりＢデータが生成される。そのため、測定対象物Ｓに赤色、緑色および青色の一様光を照射する必要がない。
【０２１４】
（３）上記第１〜第４の実施の形態において、各画素における４個の画素値のうち２番目に大きい画素値に基づいて検査用テクスチャ画像データが生成されるが、本発明はこれに限定されない。他の方法により検査用テクスチャ画像データが生成されてもよい。
【０２１５】
例えば、各画素における４個の画素値のうち、３番目に大きい画素値に基づいて検査用テクスチャ画像データが生成されてもよいし、２番目に大きい画素値と３番目に大きい画素値との平均値に基づいて検査用テクスチャ画像データが生成されてもよい。あるいは、各画素における全部の画素値の平均値に基づいて検査用テクスチャ画像データが生成されてもよい。これらの方法における平均値は、重み付き平均値を含む。
【０２１６】
また、ヘッド部１００が５個以上の照明部１１０を含む場合には、各画素における複数の画素値のうち、例えば４番目に大きい画素値に基づいて検査用テクスチャ画像データが生成されてもよい。
【０２１７】
さらに、第１〜第６の実施の形態においては、高さデータに加えて、または高さデータに代えて、第７の実施の形態の例と同様に、例えばフォトメトリックステレオ法を用いることにより、検査に適した形状データが生成されてもよい。
【０２１８】
（４）上記第１〜第６の実施の形態において、複数の高さデータが合成されることにより検査用高さデータが生成されるが、本発明はこれに限定されない。複数の高さデータは、合成されることなく測定対象物Ｓの検査に用いられてもよい。この場合、図１１の高さ生成処理においては、ステップＳ２０で複数の高さデータの合成が行われず、ステップＳ２１で複数の高さデータの各々がコントローラ部２００に出力される。
【０２１９】
（５）第２の実施の形態において、検査用データ群が合成されることによりカラーの検査用テクスチャ画像データが生成されるが、本発明はこれに限定されない。検査用データ群は、合成されることなく測定対象物Ｓの検査に用いられてもよい。この場合でも、検査用Ｒデータ、検査用Ｇデータおよび検査用Ｂデータを用いて測定対象物Ｓをより正確に検査することができる。この処理においては、図１７のテクスチャ生成処理で、ステップＳ３７が省略される。また、ステップＳ３８で、検査用データ群が出力される。第３または第４の実施の形態における第１のカラーモードにおいても同様である。
【０２２０】
同様に、第３または第４の実施の形態における第２のカラーモードにおいて、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータが合成されることによりカラーのテクスチャ画像データが生成されるが、本発明はこれに限定されない。Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータは、合成されることなく測定対象物Ｓの検査に用いられてもよい。この処理においては、図２０のテクスチャ生成処理で、ステップＳ３７Ｄが省略される。また、ステップＳ３８Ｂで、Ｒデータ、ＧデータおよびＢデータが出力される。
【０２２１】
［９］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、照明部１１０が照明部の例であり、撮像処理部１３１が撮像処理部の例であり、撮像部１２０が撮像部の例である。演算処理部１３２が演算処理部の例であり、検査部２３０が検査部の例であり、検査装置３００が検査装置の例であり、モード受付部２４０がモード受付部の例である。
【０２２２】
また、互いに対向する照明部１１０Ａおよび照明部１１０Ｂ（または照明部１１０Ｃおよび照明部１１０Ｄ）が第１対の照明部の例であり、互いに対向する照明部１１０Ｃおよび照明部１１０Ｄ（または照明部１１０Ａおよび照明部１１０Ｂ）が第２対の照明部の例であり、操作部３１０、表示部３２０およびヘッド制御部２１０が生成方法受付部の例である。
【符号の説明】
【０２２３】
１００…ヘッド部，１１０，１１０Ａ〜１１０Ｄ…照明部，光源１１１〜１１３，１１４，１１５…ダイクロイックミラー，１１６…照明レンズ，１１７…ミラー，１１８…パターン生成部，１１９…投光レンズ，１２０…撮像部，１２１…撮像素子，１２２，１２３…受光レンズ，１３０…演算部，１３１…撮像処理部，１３２…演算処理部，１３３…記憶部，１３４…出力処理部，２００…コントローラ部，２１０…ヘッド制御部，２２０…画像メモリ，２３０…検査部，２４０…モード受付部，３００…検査装置，３０１…ベルトコンベア，３１０…操作部，３２０…表示部，４００…外部機器，ＣＢ…チェックボックス，Ｈ…検査用高さデータ，ｈ１〜ｈ４，ｓ１〜ｓ４…部分，ｐ１〜ｐ４…画素，Ｒ…基準面，Ｓ…測定対象物，Ｓ１…基部，Ｓ２，Ｓ３…突出部，Ｓ４…底板部，Ｓ５ａ…第１側壁，Ｓ５ｂ…第２側壁，Ｓ５ｃ…第３側壁，Ｓ５ｄ…第４側壁，Ｔ，Ｔ１〜Ｔ４…テクスチャ画像データ，Ｔ０…検査用テクスチャ画像データ，ＵＳ…上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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