(57)【要約】【課題】対象物の品種および検査対象箇所に応じて焦点位置を容易に調節することができ、かつ、対象物に合焦した画像を得ることができる検査システムを提供する。【解決手段】検査システムは、オートフォーカス処理部と、焦点位置が合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて対象物を検査する検査部と、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、オートフォーカス処理の条件データを設定する設定部とを備える。オートフォーカス処理部は、条件データに従ってオートフォーカス処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点位置が可変である光学系と、
前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子と、
前記撮像画像に基づいて、対象物に合焦する前記焦点位置である合焦位置の探索に関するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部と、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物を検査する検査部と、
前記対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定する設定部とを備え、
前記オートフォーカス処理部は、前記条件データに従って前記オートフォーカス処理を実行する、検査システム。
【請求項２】
前記オートフォーカス処理部は、前記撮像画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて前記合焦位置を探索し、
前記条件データは、前記部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記条件データは、前記焦点位置の探索範囲、および前記合焦位置の探索を開始するときの前記焦点位置の少なくとも一方を指定するデータを含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項４】
前記オートフォーカス処理は、前記合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、前記合焦位置の良否を判定する処理を含み、
前記条件データは、前記評価値を算出するための評価関数、および前記閾値の少なくとも一方を指定するデータを含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項５】
前記オートフォーカス処理は、前記合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、前記合焦位置の良否を判定する処理を含み、
前記評価値は、前記検査画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて算出され、
前記条件データは、前記部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項６】
焦点位置が可変である光学系と、
前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子と、
前記撮像画像に基づいて、前記対象物に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部とを備えた検査システムにおける検査方法であって、
前記対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定するステップと、
前記条件データに従って、前記オートフォーカス処理部に前記オートフォーカス処理を実行させるステップと、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物を検査するステップとを備える、検査方法。
【請求項７】
焦点位置が可変である光学系と、
前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子と、
前記撮像画像に基づいて、前記対象物に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部とを備えた検査システムにおける検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記検査方法は、
前記対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定するステップと、
前記条件データに従って、前記オートフォーカス処理部に前記オートフォーカス処理を実行させるステップと、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物を検査するステップとを備える、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、検査システム、検査方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−１０８８７５号公報（特許文献１）には、検査対象物の種類に応じてフォーカス位置データを切り替え、撮像部のフォーカス位置がフォーカス位置データに対応する位置になるようにフォーカス調節機構の動作を制御する画像処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０８８７５号公報
【特許文献２】国際公開第１７／０５６５５７号
【特許文献３】特開２０１０−７８６８１号公報
【特許文献４】特開平１０−１７０８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の画像処理装置は、検査対象物の種類に応じて、撮像部のフォーカス位置を容易に調節することができる。しかしながら、撮像部のフォーカス位置は、検査対象物の種類に応じた位置に固定される。そのため、検査対象物の個体差によって、検査対象物と撮像部との間の距離が変動した場合に、検査対象物に合焦した画像を得ることができない。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて焦点位置を容易に調節することができ、かつ、対象物に合焦した画像を得ることができる検査システム、検査方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一例によれば、検査システムは、焦点位置が可変である光学系と、光学系を介して対象物からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子と、オートフォーカス処理部と、検査部と、設定部とを備える。オートフォーカス処理部は、撮像画像に基づいて、対象物に合焦する焦点位置である合焦位置の探索に関するオートフォーカス処理を実行する。検査部は、焦点位置が合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて対象物を検査する。設定部は、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、オートフォーカス処理の条件データを設定する。オートフォーカス処理部は、条件データに従ってオートフォーカス処理を実行する。
【０００７】
この開示によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じた条件データに従ってオートフォーカス処理が実行される。そのため、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、焦点位置を容易に調節することができる。さらに、オートフォーカス処理によって対象物に合焦する焦点位置が自動的に探索されるため、対象物に合焦した画像を得ることができる。
【０００８】
上述の開示において、オートフォーカス処理部は、撮像画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて合焦位置を探索する。条件データは、部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む。
【０００９】
この開示によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に適した部分領域から合焦度が算出される。これにより、対象物に合焦した画像を得やすくなる。
【００１０】
上述の開示において、条件データは、焦点位置の探索範囲、および合焦位置の探索を開始するときの焦点位置の少なくとも一方を指定するデータを含む。
【００１１】
この開示によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に適した探索範囲から合焦位置を探索できる。あるいは、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に適した焦点位置から探索を開始できる。
【００１２】
上述の開示において、オートフォーカス処理は、合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、合焦位置の良否を判定する処理を含む。条件データは、評価値を算出するための評価関数、および閾値の少なくとも一方を指定するデータを含む。
【００１３】
この開示によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に適した評価関数および閾値の少なくとも一方が設定される。これにより、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて適切に合焦位置の信頼性を評価できる。
【００１４】
上述の開示において、オートフォーカス処理は、合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、合焦位置の良否を判定する処理を含む。評価値は、検査画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて算出される。条件データは、部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む。
【００１５】
この開示によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に適した部分領域における合焦度から評価値が算出される。これにより、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて適切に合焦位置の信頼性を評価できる。
【００１６】
本開示の一例によれば、検査システムは、焦点位置が可変である光学系と、光学系を介して対象物からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子と、撮像画像に基づいて、対象物に合焦する焦点位置である合焦位置を探索するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部とを備える。当該検査システムにおける検査方法は、第１から第３のステップを備える。第１のステップは、対象物の品種または対象物の検査対象箇所に応じて、オートフォーカス処理の条件データを設定するステップである。第２のステップは、条件データに従って、オートフォーカス処理部にオートフォーカス処理を実行させるステップである。第３のステップは、焦点位置が合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて対象物を検査するステップである。
【００１７】
本開示の一例によれば、プログラムは、上記の検査方法をコンピュータに実行させる。これらの開示によっても、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じた焦点位置の調節を容易に行なうことができ、かつ、対象物に合焦した画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じた焦点位置の調節を容易に行なうことができ、かつ、対象物に合焦した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る検査システムの１つの適用例を示す模式図である。
【図２】検査システムに備えられる撮像装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】合焦位置の探索方法を説明するための模式図である。
【図４】焦点位置が可変のレンズモジュールの構成の一例を示す図である。
【図５】焦点位置が可変のレンズモジュールの構成の別の例を示す図である。
【図６】実施の形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図７】撮像装置によるワークＷの撮像を模式的に示した図である。
【図８】相対的にサイズの大きい品種のワークの像を含む画像を示す図である。
【図９】相対的にサイズの小さい品種のワークの像を含む画像を示す図である。
【図１０】合焦度波形の一例を示す図である。
【図１１】合焦位置の探索範囲の設定を支援するための設定画面の一例を示す図である。
【図１２】品種と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。
【図１３】検査対象箇所と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。
【図１４】品種と検査対象箇所と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。
【図１５】実施の形態に係る検査システムの検査処理の流れ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】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２１】
§１  適用例
まず、図１および図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、実施の形態に係る検査システムの１つの適用例を示す模式図である。図２は、検査システムに備えられる撮像装置の内部構成の一例を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る検査システム１は、たとえば外観検査システムとして実現される。検査システム１は、たとえば工業製品の生産ラインなどにおいて、ステージ９０上に載置されたワークＷ上の検査対象箇所を撮像し、得られた画像を用いて、ワークＷの外観検査を行う。外観検査では、ワークＷの傷、汚れ、異物の有無、寸法などが検査される。
【００２３】
ステージ９０上に載置されたワークＷの外観検査が完了すると、次のワーク（図示せず）がステージ９０上に搬送される。ワークＷの撮像の際、ワークＷは、ステージ９０上の所定位置に所定姿勢で静止してもよい。あるいは、ワークＷがステージ９０上を移動しながら、ワークＷが撮像されてもよい。
【００２４】
図１に示すように、検査システム１は、基本的な構成要素として、撮像装置１０と、画像処理装置２０とを備える。この実施の形態では、検査システム１は、さらに、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）３０と、入力装置４０と、表示装置５０とを備える。
【００２５】
撮像装置１０は、画像処理装置２０に接続される。撮像装置１０は、画像処理装置２０からの指令に従って、撮像視野に存在する被写体（ワークＷ）を撮像して、ワークＷの像を含む画像データを生成する。撮像装置１０と画像処理装置２０とは一体化されていてもよい。
【００２６】
図２に示されるように、撮像装置１０は、照明部１１と、レンズモジュール１２と、撮像素子１３と、撮像素子制御部１４と、レンズ制御部１６と、レジスタ１５，１７と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１８とを含む。
【００２７】
照明部１１は、ワークＷに対して光を照射する。照明部１１から照射された光は、ワークＷの表面で反射し、レンズモジュール１２に入射する。照明部１１は省略されてもよい。
【００２８】
レンズモジュール１２は、ワークＷからの光を撮像素子１３の撮像面１３ａ上に結像させるための光学系である。レンズモジュール１２の焦点位置は、所定の可動範囲内で可変である。焦点位置とは、光軸に平行な入射光線が光軸と交わる点の位置である。
【００２９】
レンズモジュール１２は、レンズ１２ａと、レンズ群１２ｂと、レンズ１２ｃと、可動部１２ｄと、フォーカス調節部１２ｅとを有する。レンズ１２ａは、レンズモジュール１２の焦点位置を変化させるためのレンズである。フォーカス調節部１２ｅは、レンズ１２ａを制御して、レンズモジュール１２の焦点位置を変化させる。
【００３０】
レンズ群１２ｂは、焦点距離を変更するためのレンズ群である。焦点距離が変更されることにより、ズーム倍率が制御される。レンズ群１２ｂは、可動部１２ｄに設置され、光軸方向に沿って可動する。レンズ１２ｃは、撮像装置１０内の予め定められた位置に固定されるレンズである。
【００３１】
撮像素子１３は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの光電変換素子であり、レンズモジュール１２を介してワークＷからの光を受けることによって画像信号を生成する。
【００３２】
撮像素子制御部１４は、撮像素子１３からの画像信号に基づいて撮像画像データを生成する。このとき、撮像素子制御部１４は、予め設定されたシャッター速度（露光時間）となるようにシャッターを開閉し、予め設定された解像度の撮像画像データを生成する。シャッター速度および解像度を示す情報は、予めレジスタ１５に記憶されている。
【００３３】
レンズ制御部１６は、レジスタ１７が記憶する命令に従って、撮像装置１０のフォーカスを調整する。具体的には、レンズ制御部１６は、ワークＷの撮像される領域に応じてフォーカス位置が変化するように、フォーカス調節部１２ｅを制御する。フォーカス調節部１２ｅは、レンズ制御部１６の制御により、レンズモジュール１２の焦点位置を調整する。
【００３４】
レンズ制御部１６は、ワークＷのうち撮像視野内に含まれる領域の大きさが略一定になるように、可動部１２ｄを制御して、レンズ群１２ｂの位置を調節してもよい。言い換えると、レンズ制御部１６は、ワークＷのうち撮像視野内に含まれる領域の大きさが予め定められた範囲内になるように、可動部１２ｄを制御することができる。レンズ制御部１６は、撮像位置とワークＷとの距離に応じてレンズ群１２ｂの位置を調節すればよい。なお、この実施の形態では、ズームの調節は必須ではない。
【００３５】
通信Ｉ／Ｆ部１８は、画像処理装置２０との間でデータを送受信する。通信Ｉ／Ｆ部１８は、撮像指示を画像処理装置２０から受信する。通信Ｉ／Ｆ部１８は、撮像素子制御部１４によって生成された画像データを画像処理装置２０に送信する。
【００３６】
図１に戻って、ＰＬＣ３０は、画像処理装置２０に接続され、画像処理装置２０を制御する。例えばＰＬＣ３０は、画像処理装置２０が撮像指令（撮像トリガ）を撮像装置１０に出力するためのタイミングを制御する。
【００３７】
入力装置４０および表示装置５０は、画像処理装置２０に接続される。入力装置４０は、検査システム１の各種の設定に関するユーザの入力を受け付ける。表示装置５０は、検査システム１の設定に関する情報、画像処理装置２０によるワークＷの画像処理の結果などを表示する。
【００３８】
画像処理装置２０は、撮像装置１０から撮像画像データを取得し、取得した撮像画像データに対する画像処理を行なう。画像処理装置２０は、指令生成部２１と、算出部２２と、オートフォーカス制御部（以下、「ＡＦ制御部」という）２３と、検査部２４と、オートフォーカス評価部（以下、「ＡＦ評価部」という）２５と、判定部２６と、出力部２７と、記憶部２３０と、条件作成部２８と、設定部２９とを含む。
【００３９】
指令生成部２１は、ＰＬＣ３０からの制御指令を受けて、撮像装置１０に撮像指令（撮像トリガ）を出力する。さらに、指令生成部２１は、撮像装置１０のレンズ制御部１６の処理条件を撮像装置１０に指定する。
【００４０】
算出部２２は、撮像画像データから合焦度を算出する。合焦度とは、対象物に対して焦点がどの程度合っているかを表す度合いであり、公知の種々の方法を用いる算出される。たとえば、算出部２２は、撮像画像データに対してハイパスフィルタを適用することにより高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の積算値を合焦度として算出する。このような合焦度は、画像の明暗差に依存した値を示す。
【００４１】
ＡＦ制御部２３は、ワークＷに合焦する焦点位置である合焦位置を探索する。具体的には、ＡＦ制御部２３は、レンズモジュール１２の焦点位置を変えて生成された複数の撮像画像データの各々の合焦度を算出部２２から取得する。ＡＦ制御部２３は、取得した合焦度がピークとなる焦点位置を合焦位置として決定する。「合焦する」とは、ワークＷの像が撮像素子１３の撮像面１３ａ（図２参照）に形成されることを意味する。ＡＦ制御部２３は、レンズモジュール１２の焦点位置が合焦位置であるときの撮像画像データを検査画像データとして特定する。
【００４２】
検査部２４は、検査画像データで示される検査画像に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する。具体的には、検査部２４は、検査画像に対して予め登録された画像処理を施すことにより、ワークＷを検査する。検査部２４は、公知の技術を用いて検査を行なえばよい。検査項目が傷の有無である場合、検査結果は「傷あり」または「傷なし」を示す。検査項目が寸法である場合、検査結果は寸法の計測値が所定範囲内であるか否かを示す。
【００４３】
ＡＦ評価部２５は、検査画像に基づいて合焦位置の信頼性を評価し、評価結果を出力する。具体的には、ＡＦ評価部２５は、検査画像に対して予め登録された画像処理を施すことにより、合焦位置の信頼性を示す評価値を算出し、算出した評価値と閾値とを比較することにより、合焦位置の信頼性を評価する。ＡＦ評価部２５は、例えば、信頼性が高い程大きくなる評価値を算出し、当該評価値が閾値以上である場合に合焦位置が正しいとの評価結果を出力し、当該評価値が閾値未満である場合に合焦位置が誤っている可能性があるとの評価結果を出力する。
【００４４】
判定部２６は、検査部２４から出力された検査結果とＡＦ評価部２５から出力された評価結果とに基づいて、ワークＷの総合判定を行なう。例えば、判定部２６は、傷なしを示す検査結果と、合焦位置が正しいことを示す評価結果を受けた場合に、ワークＷが良品であると判定する。判定部２６は、傷ありを示す検査結果と、合焦位置が正しいことを示す評価結果を受けた場合に、ワークＷが不良品であると判定する。さらに、判定部２６は、合焦位置が誤っている可能性があることを示す評価結果を受けた場合に、合焦位置の誤りにより精度良く検査できていない可能性があると判定する。
【００４５】
出力部２７は、判定部２６による判定結果を出力する。例えば、出力部２７は、表示装置５０に判定結果を表示させる。出力部２７は、検査結果および評価結果も表示装置５０に表示させてもよい。
【００４６】
記憶部２３０は、各種のデータ、プログラム等を記憶する。例えば、記憶部２３０は、ＡＦ制御部２３によって特定された検査画像データ、および所定の処理が施された検査画像データを保存する。記憶部２３０は、検査部２４による検査結果、ＡＦ評価部２５による評価結果、および判定部２６による判定結果を保存してもよい。
【００４７】
本実施の形態に係る検査システム１は、合焦位置の探索に関するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部として、レンズ制御部１６と算出部２２とＡＦ制御部２３とＡＦ評価部２５とを備える。本実施の形態では、ワークＷの品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、当該オートフォーカス処理の条件が切り替えられる。
【００４８】
記憶部２３０は、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別する識別情報と、オートフォーカス処理の条件を示す条件データとを対応付けた条件テーブル２３２を記憶する。
【００４９】
条件作成部２８は、記憶部２３０が記憶する条件テーブル２３２を作成する。条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所の少なくとも一方ごとに条件データを作成し、作成した条件データとワークＷの品種および検査対象箇所を識別する識別情報とを対応付けた条件テーブル２３２を記憶部２３０に格納する。
【００５０】
設定部２９は、ワークＷの品種および検査対象箇所に対応する条件データを条件テーブル２３２から読み出し、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理の実行条件として設定する。オートフォーカス処理部として動作するレンズ制御部１６、算出部２２、ＡＦ制御部２３およびＡＦ評価部２５の少なくとも１つは、設定部２９によって設定された条件に従った処理を実行する。
【００５１】
本実施の形態によれば、ワークＷの品種および検査対象箇所に応じた条件データに従ってオートフォーカス処理が実行される。そのため、ワークＷの品種および検査対象箇所に応じて、焦点位置を容易に調節することができる。さらに、オートフォーカス処理によってワークＷに合焦する焦点位置が自動的に探索されるため、ワークＷに合焦した画像を得ることができる。
【００５２】
§２  具体例
＜Ａ．レンズモジュールの構成例＞
図３は、合焦位置の探索方法を説明するための模式図である。説明を簡単にするため、図３には、レンズモジュール１２のうちの１枚のレンズのみを示している。
【００５３】
図３に示すように、レンズモジュール１２の主点Ｏから対象面（ワークＷにおける検査対象箇所の表面）までの距離をａとし、レンズモジュール１２の主点Ｏから撮像面１３ａまでの距離をｂとし、レンズモジュール１２の主点Ｏからレンズモジュール１２の焦点位置（後側焦点位置）Ｆまでの距離（焦点距離）をｆとする。ワークＷの検査対象箇所の像が撮像面１３ａの位置で結ばれる場合に、以下の式（１）が成立する。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ・・・（１）
すなわち、式（１）が成り立つときに、ワークＷの検査対象箇所の表面に合焦した画像を撮像することができる。
【００５４】
ワークＷの検査対象箇所の高さの個体差に応じて、撮像面１３ａと検査対象箇所との距離が変化し得る。撮像面１３ａと検査対象箇所との距離が変化した場合であっても検査対象箇所に合焦した画像を得るために、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが調節される。レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを調節する方法には、以下の方法（Ａ）および方法（Ｂ）がある。
【００５５】
方法（Ａ）は、レンズモジュール１２を構成する少なくとも１つのレンズ（例えばレンズ１２ａ）を光軸方向に平行移動させる方法である。方法（Ａ）によれば、レンズモジュール１２の主点Ｏが光軸方向に移動するとともに、焦点位置Ｆが変化する。その結果、距離ｂが変化する。式（１）を満たす距離ｂに対応する焦点位置Ｆが合焦位置として探索される。
【００５６】
方法（Ｂ）は、レンズモジュール１２を構成する少なくとも１つのレンズ（例えばレンズ１２ａ）の屈折方向を変化させる方法である。方法（Ｂ）によれば、レンズモジュール１２の焦点距離ｆが変化することに伴い、焦点位置Ｆが変化する。式（１）を満たす焦点距離ｆに対応する焦点位置Ｆが合焦位置として探索される。
【００５７】
レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させるためのレンズ１２ａの構成は特に限定されない。以下に、レンズ１２ａの構成の例を説明する。
【００５８】
図４は、焦点位置が可変のレンズモジュール１２の構成の一例を示す図である。なお、図４に示す例では、レンズモジュール１２を構成するレンズ１２ａを平行移動させる。ただし、レンズモジュール１２を構成する少なくとも１つのレンズ（レンズ１２ａ、レンズ群１２ｂおよびレンズ１２ｃのうちの少なくとも１つのレンズ）を平行移動させてもよい。
【００５９】
図４に示す構成のレンズ１２ａを用いることにより、上記の方法（Ａ）に従って、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。すなわち、図４に示した構成では、フォーカス調節部１２ｅは、レンズ１２ａを光軸方向に沿って移動させる。レンズ１２ａの位置を移動させることによって、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。焦点位置Ｆが取り得る可動範囲Ｒａは、レンズ１２ａの可動範囲Ｒｂに対応する。
【００６０】
レンズ制御部１６は、レンズ１２ａの移動量を制御することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させる。
【００６１】
算出部２２は、各焦点位置Ｆの撮像画像データから合焦度を算出する。ＡＦ制御部２３は、合焦度がピークとなるレンズ１２ａの移動量に対応する焦点位置Ｆを合焦位置として決定する。
【００６２】
図４では、１枚のレンズ１２ａの例が示されている。通常では、フォーカス調節用のレンズは複数枚の組レンズで構成されることが多い。しかしながら、組レンズにおいても、組レンズを構成する少なくとも１枚のレンズの移動量を制御することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させることができる。
【００６３】
図５は、焦点位置が可変のレンズモジュール１２の構成の別の例を示す図である。図５に示す構成のレンズ１２ａを用いることにより、上記の方法（Ｂ）に従って、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。
【００６４】
図５に示すレンズ１２ａは液体レンズである。レンズ１２ａは、透光性容器７０と、電極７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂと、絶縁体７５ａ，７５ｂと、絶縁層７６ａ，７６ｂとを含む。
【００６５】
透光性容器７０内の密閉空間には、水などの導電性液体７１と、油などの絶縁性液体７２とが充填される。導電性液体７１と絶縁性液体７２とは混合せず、互いに屈折率が異なる。
【００６６】
電極７３ａ，７３ｂは、絶縁体７５ａ，７５ｂと透光性容器７０との間にそれぞれ固定され、導電性液体７１中に位置する。
【００６７】
電極７４ａ，７４ｂは、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の端部付近に配置される。電極７４ａと導電性液体７１および絶縁性液体７２との間には絶縁層７６ａが介在する。電極７４ｂと導電性液体７１および絶縁性液体７２との間には絶縁層７６ｂが介在する。電極７４ａと電極７４ｂとは、レンズ１２ａの光軸に対して対称な位置に配置される。
【００６８】
図５に示す構成において、フォーカス調節部１２ｅは、電圧源１２ｅ１と、電圧源１２ｅ２とを含む。電圧源１２ｅ１は、電極７４ａと電極７３ａとの間に電圧Ｖａを印加する。電圧源１２ｅ２は、電極７４ｂと電極７３ｂとの間に電圧Ｖｂを印加する。
【００６９】
電極７４ａと電極７３ａとの間に電圧Ｖａを印加すると、導電性液体７１は、電極７４ａに引っ張られる。同様に、電極７４ｂと電極７３ｂとの間に電圧Ｖｂを印加すると、導電性液体７１は、電極７４ｂに引っ張られる。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率が変化する。導電性液体７１と絶縁性液体７２との屈折率が異なるため、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率が変化することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。
【００７０】
導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率は、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさに依存する。そのため、レンズ制御部１６は、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさを制御することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させる。焦点位置Ｆが取り得る可動範囲Ｒａは、電圧Ｖａ，Ｖｂが取り得る電圧範囲によって定まる。
【００７１】
算出部２２は、各焦点位置Ｆの撮像画像データから合焦度を算出する。ＡＦ制御部２３は、合焦度がピークとなる電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさに対応する焦点位置Ｆを合焦位置として決定する。
【００７２】
通常は、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとは同値に制御される。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面は、光軸に対して対称に変化する。ただし、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとが異なる値に制御されてもよい。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面が光軸に対して非対称となり、撮像装置１０の撮像視野の向きを変更することができる。
【００７３】
さらに液体レンズと固体レンズとを組み合わせてもよい。この場合、上記の方法（Ａ）および方法（Ｂ）の両方を用いてレンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させ、式（１）を満たすときの焦点位置Ｆが合焦位置として決定される。
【００７４】
＜Ｂ．合焦位置の探索方法＞
ＡＦ制御部２３による合焦位置の探索方法としては、山登り法と全スキャン法とがあり、いずれを用いてもよい。
【００７５】
山登り法とは、レンズモジュール１２の焦点位置を設定された探索範囲内で変化させながら、合焦度が極大となる焦点位置を見つけた時点で探索を終了し、合焦度が極大となる焦点位置を合焦位置として決定する方法である。具体的には、山登り法は、探索開始時の焦点位置における合焦度と隣の焦点位置における合焦度との大小関係に基づいて、合焦度が大きくなる焦点位置の方向を探索方向として決定する。さらに、山登り法は、探索方向に焦点位置を変化させながら、先の焦点位置での合焦度と次の焦点位置での合焦度との差を順次演算し、この差が正からゼロまたは負に変化した時点の焦点位置を合焦位置として決定する。
【００７６】
全スキャン法とは、レンズモジュール１２の焦点位置を設定された探索範囲の全域で変化させ、各焦点位置での合焦度を取得し、合焦度が最大となる焦点位置を合焦位置として決定する方法である。全スキャン法には、粗い第１探索処理を行なった後に細かい第２探索処理を行なう方法も含む。第１探索処理は、粗いピッチ間隔で焦点位置を探索範囲の全域で変化させ、合焦度が最大となる焦点位置を探索する処理である。第２探索処理は、第１探索処理で探索された焦点位置を含む局所範囲の全域において細かいピッチ間隔で焦点位置を変化させ、合焦度が最大となる焦点位置を合焦位置として探索する処理である。
【００７７】
山登り法は、全スキャン法に比べて探索時間が短いというメリットがある。ただし、探索された合焦位置は、合焦度が極大となる位置ではあるものの、探索範囲内で合焦度が最大となる位置とは限らない。
【００７８】
一方、全スキャン法は、探索範囲内で合焦度が最大となる合焦位置を確実に探索できるものの、探索時間が長くなる。
【００７９】
山登り法では、ＡＦ制御部２３は、合焦度が極大を示した撮像画像データを検査画像データとして特定すればよい。
【００８０】
全スキャン法では、ＡＦ制御部２３は、各焦点位置の撮像画像データを記憶しておき、記憶している撮像画像データの中から、合焦度が最大となる焦点位置の撮像画像データを検査画像データとして特定する。もしくは、ＡＦ制御部２３は、焦点位置を合焦位置に調節して撮像する指令を出力するように指令生成部２１に指示し、当該指令に応じて撮像装置１０から受けた撮像画像データを検査画像データとして特定してもよい。
【００８１】
＜Ｃ．画像処理装置のハードウェア構成＞
図６は、実施の形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図６に示す例の画像処理装置２０は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０と、記憶部としてのメインメモリ２３４およびハードディスク２３６と、カメラインターフェース２１６と、入力インターフェース２１８と、表示コントローラ２２０と、ＰＬＣインターフェース２２２と、通信インターフェース２２４と、データリーダ／ライタ２２６とを含む。これらの各部は、バス２２８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【００８２】
ＣＰＵ２１０は、ハードディスク２３６に格納されたプログラム（コード）をメインメモリ２３４に展開して、これらを所定順序で実行することで、各種の演算を実施する。図１に示す指令生成部２１、算出部２２、ＡＦ制御部２３、検査部２４、ＡＦ評価部２５、判定部２６、条件作成部２８および設定部２９は、ＣＰＵ２１０が制御プログラム２３８を実行することにより実現される。
【００８３】
メインメモリ２３４は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク２３６から読み出されたプログラムに加えて、撮像装置１０によって取得された画像データ、ワークデータなどを保持する。さらに、ハードディスク２３６には、各種設定値などが格納されてもよい。図１に示す記憶部２３０は、メインメモリ２３４およびハードディスク２３６によって構成される。なお、ハードディスク２３６に加えて、あるいは、ハードディスク２３６に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。
【００８４】
カメラインターフェース２１６は、ＣＰＵ２１０と撮像装置１０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、カメラインターフェース２１６は、ワークＷを撮像して画像データを生成するための撮像装置１０と接続される。より具体的には、カメラインターフェース２１６は、撮像装置１０からの画像データを一時的に蓄積するための画像バッファ２１６ａを含む。そして、カメラインターフェース２１６は、画像バッファ２１６ａに所定コマ数の画像データが蓄積されると、その蓄積されたデータをメインメモリ２３４へ転送する。また、カメラインターフェース２１６は、ＣＰＵ２１０が発生した内部コマンドに従って、撮像装置１０に対して撮像指令を送る。
【００８５】
入力インターフェース２１８は、ＣＰＵ２１０と入力装置４０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力インターフェース２１８は、作業者が入力装置４０を操作することで与えられる操作指令を受付ける。
【００８６】
表示コントローラ２２０は、表示装置５０と接続され、ＣＰＵ２１０における処理の結果などをユーザに通知する。すなわち、表示コントローラ２２０は、表示装置５０の画面を制御する。図１に示す出力部２７は、表示コントローラ２２０によって構成される。
【００８７】
ＰＬＣインターフェース２２２は、ＣＰＵ２１０とＰＬＣ３０との間のデータ伝送を仲介する。より具体的には、ＰＬＣインターフェース２２２は、ＰＬＣ３０からの制御指令をＣＰＵ２１０へ伝送する。
【００８８】
通信インターフェース２２４は、ＣＰＵ２１０とコンソール（あるいは、パーソナルコンピュータやサーバ装置）などとの間のデータ伝送を仲介する。通信インターフェース２２４は、典型的には、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などからなる。なお、後述するように、メモリカード２０６に格納されたプログラムを画像処理装置２０にインストールする形態に代えて、通信インターフェース２２４を介して、配信サーバなどからダウンロードしたプログラムを画像処理装置２０にインストールしてもよい。
【００８９】
データリーダ／ライタ２２６は、ＣＰＵ２１０と記録媒体であるメモリカード２０６との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、メモリカード２０６には、画像処理装置２０で実行されるプログラムなどが格納された状態で流通し、データリーダ／ライタ２２６は、このメモリカード２０６からプログラムを読出す。また、データリーダ／ライタ２２６は、ＣＰＵ２１０の内部指令に応答して、撮像装置１０によって取得された画像データおよび／または画像処理装置２０における処理結果などをメモリカード２０６へ書込む。なお、メモリカード２０６は、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイスや、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体等からなる。
【００９０】
＜Ｄ．ワークの例＞
図７は、撮像装置によるワークＷの撮像を模式的に示した図である。図７に示す例のワークＷは、透明体（ガラスなど）である。透明体のワークＷであるため、ワークＷのおもて面および裏面のいずれかに合焦させることができる。ワークＷのおもて面に合焦した検査画像データを取得することにより、ワークＷのおもて面を検査することができる。ワークＷの裏面に合焦した検査画像データを取得することにより、ワークＷの裏面を検査することができる。
【００９１】
ただし、ワークＷのおもて面を検査したいにもかかわらず、ワークＷの裏面に合焦した検査画像データが得られると、正しく検査することができない。同様に、ワークＷの裏面を検査したいにもかかわらず、ワークＷのおもて面に合焦した検査画像データが得られると、正しく検査ができない。このような問題を解決するために、撮像装置１０は、レンズモジュール１２の焦点位置の可動範囲Ｒａ（図４，図５参照）の全てから合焦位置を探索するのではなく、可動範囲Ｒａの一部である探索範囲の中から合焦位置を探索することが好ましい。例えば、ワークＷのおもて面を検査したい場合には、可動範囲Ｒａのうち、ワークＷの裏面に合焦するような焦点位置の範囲を除く探索範囲の中から合焦位置が探索される。これにより、ワークＷの裏面に合焦した検査画像データが取得されることを回避できる。
【００９２】
図８は、相対的にサイズの大きい品種のワークＷ１の像を含む画像を示す図である。図９は、相対的にサイズの小さい品種のワークＷ２の像を含む画像を示す図である。
【００９３】
図８，９に示されるように、サイズの異なる品種がある場合、画像６５中のワークのサイズが品種ごとに異なる。図９に示す例のワークＷ２のように、画像６５においてワークＷ２の背景が占める面積が大きくなると、背景部分に合焦した画像が取得される可能性がある。そのため、ＡＦ制御部２３は、画像６５のうちのワークＷ２の像を含む部分領域（以下、「合焦度算出領域Ａ１」という）における合焦度に基づいて合焦位置を探索することが好ましい。これにより、背景部分に合焦した画像が取得される可能性を低減できる。
【００９４】
なお、図８に示す例のワークＷ１のように、画像６５においてワークＷ１の背景が占める面積が比較的小さい場合には、画像全体の合焦度に基づいて合焦位置を探索したとしても、ワークＷ１に合焦した画像を取得できる。ただし、図８に示す例のワークＷ１であったとしても、画像６５のうちのワークＷ１の像を含む合焦度算出領域Ａ１における合焦度に基づいて合焦位置を探索することにより、ワークＷ１に合焦した画像を取得しやすくなる。
【００９５】
＜Ｅ．合焦位置の信頼性の評価方法＞
次に、ＡＦ評価部２５による合焦位置の信頼性の評価方法について説明する。ＡＦ評価部２５は、検査画像データで示される検出画像から合焦度を算出し、算出した合焦度に基づいて合焦位置の信頼を示す評価値を算出する。合焦度は、上述したように、例えば、画像から抽出された高周波成分の積算値である。
【００９６】
例えば、ＡＦ評価部２５は、検査画像データから算出した合焦度ｃと、予め定められた基準合焦度ｄとの比（＝ｃ／ｄ）を評価値として算出する。すなわち、ＡＦ評価部２５は、評価関数ｆ（＝ｃ／ｄ）の変数に値を代入することにより、評価値を算出する。この場合、評価値が大きいほど、合焦位置の信頼性が高い。基準合焦度ｄは、基準ワークの検査対象箇所に合焦した画像から算出した合焦度であり、予め実験により算出される。
【００９７】
あるいは、全スキャン法に従って合焦位置が探索される場合、ＡＦ評価部２５は、合焦位置の探索の際に得られる合焦度波形の第１ピークの合焦度ｇと第２ピークの合焦度ｈとの比（＝ｇ／ｈ）を評価値として算出してもよい。すなわち、ＡＦ評価部２５は、評価関数ｆ（＝ｇ／ｈ）の変数に値を代入することにより、評価値を算出する。合焦度波形とは、レンズモジュール１２の焦点位置を変化させたときの焦点位置に対する合焦度の変化を示す波形である。第１ピークは、合焦度が最も大きいピークである。第２ピークは、合焦度が２番目に大きいピークである。
【００９８】
図１０は、合焦度波形の一例を示す図である。図１０に示す例の合焦度波形は、焦点位置Ｆ１，Ｆ２の２つのピークを含む。焦点位置Ｆ１は、ワークＷの検査対象箇所に合焦するときの焦点位置である。そのため、オートフォーカス処理が正常に行なわれた場合、合焦度波形は、焦点位置Ｆ１の１つのピークのみを含む。しかしながら、何らかの原因により、焦点位置Ｆ１とは別の焦点位置にピークが生じ得る。例えば、画像中にコントラストの大きい模様が形成されたシートが映り込んだ場合に、焦点位置Ｆ１とは別の焦点位置にピークが生じる。
【００９９】
図１０に示す例の合焦度波形が得られた場合、焦点位置Ｆ１とは異なる焦点位置Ｆ２が合焦位置として誤って判定され、焦点位置Ｆ２に調節されたときの画像データが検査画像データとして画像処理装置２０に出力され得る。
【０１００】
そこで、ＡＦ評価部２５は、検査画像データから算出された合焦度を第１ピークの合焦度ｇとして取得する。さらに、ＡＦ評価部２５は、合焦度が２番目に大きい第２ピークの合焦度を第２ピークの合焦度ｈとして取得する。ＡＦ評価部２５は、合焦度ｇ，ｈに基づいて評価値（＝ｇ／ｈ）を算出する。
【０１０１】
なお、上記の例では、合焦位置の信頼性が高いほど大きくなる評価値が算出される。しかしながら、ＡＦ評価部２５は、合焦位置の信頼性が高いほど小さくなる評価値を算出してもよい。
【０１０２】
その他、ＡＦ評価部２５は、公知の技術を用いて評価値を算出してもよい。例えば、ＡＦ評価部２５は、国際公開第１７／０５６５５７号（特許文献２）、特開２０１０−７８６８１号公報（特許文献３）、特開平１０−１７０８１７号公報（特許文献４）に記載の技術を用いて評価値を算出してもよい。
【０１０３】
ＡＦ評価部２５は、検査画像の全領域から算出した合焦度に基づいて評価値を算出してもよいし、検査画像のうちの合焦度算出領域Ａ１（図８，９参照）から算出した合焦度に基づいて評価値を算出してもよい。
【０１０４】
＜Ｆ．条件データの作成＞
＜Ｆ−１．作成例１＞
図７に示されるような複数の箇所に合焦する可能性があるワークＷについて、ワークＷの検査対象箇所に応じた探索範囲を設定することが好ましい。そのため、複数の箇所に合焦する可能性があるワークＷに対して、検査対象箇所ごとに、探索範囲を指定するデータを含む条件データが作成される。
【０１０５】
条件作成部２８は、探索範囲の設定を支援するための設定画面を表示装置５０に表示し、入力装置４０への入力に従って、ワークＷの検査対象箇所ごとに探索範囲を設定する。
【０１０６】
図１１は、合焦位置の探索範囲の設定を支援するための設定画面の一例を示す図である。図１１に示す例の設定画面５１は、領域５２ａ，５２ｂと、つまみ５５，５７と、ＯＫボタン６０と、キャンセルボタン６１とを含む。図１１に示す例の設定画面５１は、レンズモジュール１２が図４に示す例のレンズ１２ａを含む検査システム１において表示される。
【０１０７】
条件作成部２８は、基準ワークがステージ９０上に置かれた状態において、指令生成部２１に対して、焦点位置を可動範囲Ｒａの全域で変化させるスキャン指令を撮像装置１０に出力させる。スキャン指令を受けた撮像装置１０のレンズ制御部１６は、レンズ１２ａを可動範囲Ｒｂの一方端から他方端まで所定の間隔ずつ変化させることにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを可動範囲Ｒａの全域で変化させる。そして、算出部２２は、撮像装置１０から受けた各焦点位置Ｆの撮像画像データに対して合焦度を算出する。
【０１０８】
条件作成部２８は、レンズモジュール１２の焦点位置と合焦度との関係を示す図形である折れ線グラフ５３を領域５２ａに表示させる。折れ線グラフ５３は、可動範囲Ｒａ全域の焦点位置と合焦度との関係を示す。折れ線グラフ５３において、横軸はレンズ１２ａの移動量を示し、縦軸は合焦度を示す。なお、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが可動範囲Ｒａの一方端であるときのレンズ１２ａの移動量は０であり、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが可動範囲Ｒａの他方端であるときのレンズ１２ａの移動量は１００である。
【０１０９】
折れ線グラフ５３上には、合焦位置の探索範囲の中心に対応する点５６ａが表示される。さらに、領域５２ｂには、点５６ａから横軸に下した垂線５６ｂが表示される。点５６ａのデフォルト位置は予め設定される。点５６ａのデフォルト位置は、たとえば、レンズ１２ａの移動量が０の位置である。
【０１１０】
さらに、折れ線グラフ５３には、探索範囲の下限に対応するレンズ１２ａの移動量を示す点線５８と、探索範囲の上限に対応するレンズ１２ａの移動量を示す点線５９とが重畳して表示される。
【０１１１】
条件作成部２８は、点５６ａの移動量に対応する撮像画像データで示される撮像画像５４を領域５２ｂに表示させる。条件作成部２８は、点５６ａの位置が変更されるたびに、領域５２ｂに表示される撮像画像を切り替える。
【０１１２】
つまみ５５は、点５６ａの現在位置を示す。設定部２９は、つまみ５５に対する操作に応じて、点５６ａ、垂線５６ｂおよび点線５８，５９の位置を更新する。作業者は、入力装置４０を用いてつまみ５５を操作することにより、探索範囲の中心に対応する点５６ａを折れ線グラフ５３上の任意の位置に変更することができる。
【０１１３】
つまみ５７は、合焦位置の探索範囲の幅を調整するためのものである。探索範囲の幅とは、探索範囲の下限に対応するレンズ１２ａの移動量と、探索範囲の上限に対応するレンズ１２ａの移動量との差分である。具体的には、つまみ５７で示される値「±ｄ」（ｄは０〜１００）の「ｄ」は、点５６ａに対応する移動量と探索範囲の下限に対応する移動量との差を示すとともに、探索範囲の上限に対応する移動量と点５６ａに対応する移動量との差を示す。つまり、つまみ５７で示される値「±ｄ」の「ｄ」の２倍が探索範囲の幅となる。条件作成部２８は、つまみ５７の操作に応じて、点線５８，５９の位置を更新する。作業者は、入力装置４０を用いてつまみ５７を操作することにより、点５６ａを中心とする探索範囲の幅を変更することができる。
【０１１４】
ＯＫボタン６０は、現在設定されている探索範囲を登録するためのボタンである。キャンセルボタン６１は、現在設定されている探索範囲を破棄するためのボタンである。
【０１１５】
条件作成部２８は、ＯＫボタン６０が操作されると、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別するための識別情報の入力を促し、入力装置４０から当該識別情報を取得する。条件作成部２８は、取得した識別情報と、現在設定されている探索範囲を指定するデータを含む条件データとを対応付けた条件テーブル２３２を記憶部２３０に格納する。
【０１１６】
設定部２９は、検査対象となる品種および検査対象箇所を識別する識別情報の入力を受け付け、受け付けた識別情報に対応する条件データを読み出し、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理の実行条件として設定する。指令生成部２１は、設定部２９によって設定された実行条件に含まれる探索範囲で焦点位置Ｆを変化させる指令を撮像装置１０に出力する。レンズ制御部１６は、設定された探索範囲内で焦点位置Ｆを変化させる。そして、ＡＦ制御部２３は、指令された探索範囲から合焦位置を探索する。
【０１１７】
＜Ｆ−２．作成例２＞
上述したように、ＡＦ制御部２３による合焦位置の探索方法としては、山登り法と全スキャン法とがある。条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所ごとに、合焦位置の探索方法を設定してもよい。条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別するための識別情報と、合焦位置の探索方法（山登り法および全スキャン法のいずれか）との入力を促す画面を表示装置５０に表示し、入力装置４０への入力に従って、探索方法を設定すればよい。
【０１１８】
山登り法では、指定された範囲の中央の焦点位置から探索を開始することが好ましい。一方、全スキャン法では、指定された範囲の一方端の焦点位置から探索を開始することが好ましい。これらにより、合焦位置を効率的に探索できる。
【０１１９】
そこで、条件作成部２８は、探索方法として山登り法が指定された場合、探索範囲の中央の焦点位置を、合焦位置の探索開始時の焦点位置（以下、「初期位置」という）として決定する。条件作成部２８は、探索方法として全スキャン法が指定された場合、探索範囲の一方端の焦点位置を初期位置として決定する。そして、条件作成部２８は、探索方法とともに決定した初期位置を指定するデータを含む条件データを作成する。条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別するための識別情報と作成した条件データとを対応付けた条件テーブル２３２を記憶部２３０に格納する。
【０１２０】
設定部２９は、検査対象となる品種および検査対象箇所を識別する識別情報の入力を受け付け、受け付けた識別情報に対応する条件データを読み出し、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理の実行条件として設定する。指令生成部２１は、合焦位置を探索していないときのレンズモジュール１２の焦点位置を実行条件に含まれる初期位置とする指令を撮像装置１０に出力する。撮像装置１０のレンズ制御部１６は、当該指令に従って、合焦位置の探索が終了すると、レンズモジュール１２の焦点位置を設定された初期位置に移動させ、次の検査対象ワークに対する撮像指令を受けるまで待機する。これにより、次の検査対象ワークに対する撮像指令を受けると、レンズ制御部１６は、即座に、レンズモジュール１２の焦点位置を探索範囲内で変化させることができる。
【０１２１】
＜Ｆ−３．作成例３＞
図８，図９を参照して上述したように、サイズの異なる品種がある場合、品種ごとに合焦度算出領域Ａ１を設定することが好ましい。そのため、サイズの異なる品種ごとに、合焦度算出領域Ａ１を指定するデータを含む条件データが作成される。
【０１２２】
条件作成部２８は、合焦度算出領域Ａ１の設定を支援するための設定画面を表示装置５０に表示し、入力装置４０への入力に従って、ワークの品種ごとに合焦度算出領域を設定する。
【０１２３】
作業者は、ステージ９０（図１参照）の所定位置に、品種ごとの基準ワークを所定姿勢の状態で置く。画像処理装置２０は、撮像指令を撮像装置１０に出力し、撮像装置１０から画像データを取得する。
【０１２４】
条件作成部２８は、撮像装置１０から取得した画像データで示される画像（例えば、図８または図９に示される画像）を表示装置５０に表示させ、合焦度算出領域Ａ１の指定を作業者に促す。条件作成部２８は、入力装置４０への入力に応じて、合焦度算出領域Ａ１を設定する。例えば、作業者は、矩形である合焦度算出領域Ａ１の４頂点を入力する。作業者は、ワークにおける検査対象箇所と同じ高さであり、かつ、コントラストの大きい部分を含む領域を合焦度算出領域Ａ１として設定する。条件作成部２８は、合焦度算出領域Ａ１のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む条件データを作成する。
【０１２５】
図８および図９に示す例では、ワークのエッジ部分を含む領域が合焦度算出領域Ａ１として設定されている。コントラストの大きい部分としては、エッジ部分の他にも、表面に印刷された文字、表面に形成された模様、ネジなどの部品が取り付けられた部分などが含まれる。
【０１２６】
図８および図９に示す例では、矩形の合焦度算出領域Ａ１が設定されているが、各領域の形状はこれに限定されない。例えば、合焦度算出領域Ａ１の形状は、円形状、枠状、あるいは領域を形成することが可能な任意の自由な形状であってもよい。また、合焦度算出領域Ａ１は、１つにまとまった領域であると限定される必要はない。たとえば、合焦度算出領域Ａ１は、分散して存在する複数の領域であってもよい。
【０１２７】
条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別するための識別情報の入力を促し、入力装置４０から当該識別情報を取得する。条件作成部２８は、取得した識別情報と条件データとを対応付けて記憶部２３０に格納する。
【０１２８】
設定部２９は、検査対象となる品種および検査対象箇所を識別する識別情報の入力を受け付け、受け付けた識別情報に対応する条件データを読み出し、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理の実行条件として設定する。算出部２２は、焦点位置を変化させながら得られる撮像画像のうちの合焦度算出領域Ａ１における合焦度を算出する。これにより、品種および検査対象箇所に応じた合焦度算出領域Ａ１から合焦度を算出することができ、ワークの検査対象箇所に合焦した画像を得やすくなる。
【０１２９】
また、ＡＦ評価部２５は、検査画像データで示される検査画像のうちの合焦度算出領域Ａ１から算出された合焦度に基づいて評価値を算出する。これにより、品種および検査対象箇所に応じて、合焦位置の信頼性を適切に評価することができる。
【０１３０】
＜Ｆ−４．作成例４＞
ワークＷの検査対象箇所に合焦する焦点位置は、ワークＷの品種および検査対象箇所によって異なる。そのため、合焦位置の信頼性の評価基準は、ワークＷの品種および検査対象箇所に応じて設定されることが好ましい。従って、ワークＷの品種および検査対象箇所ごとに、評価値と比較される閾値を指定するデータを含む条件データが作成される。
【０１３１】
作業者は、ステージ９０（図１参照）の所定位置に、品種ごとの複数個の基準ワークを所定姿勢の状態で順次置く。画像処理装置２０は、撮像指令を撮像装置１０に出力し、撮像装置１０から基準ワークの検査対象箇所に合焦した画像データを取得する。画像処理装置２０は、複数個の基準ワークにそれぞれ対応する複数の画像データを取得する。
【０１３２】
条件作成部２８は、撮像装置１０から取得した複数の画像データの各々について、ＡＦ評価部２５と同じ手法を用いて評価値を算出する。条件作成部２８は、算出した評価値の統計データに基づいて閾値を決定する。条件作成部２８は、閾値を指定するデータを含む条件データを作成する。
【０１３３】
例えば、信頼性が高いほど大きくなる評価値の場合、条件作成部２８は、算出した評価値の最小値を閾値として決定してもよいし、算出した評価値の平均値と標準偏差σとから得られる値（例えば、平均値−３σ）を閾値として決定してもよい。
【０１３４】
もしくは、条件作成部２８は、算出した評価値の統計データを表示装置５０に表示させ、入力装置４０に入力された値を閾値に決定してもよい。作業者は、ワークＷの品種および検査対象箇所ごとに閾値を入力すればよい。
【０１３５】
条件作成部２８は、ワークＷの品種および検査対象箇所を識別するための識別情報の入力を促し、入力装置４０から当該識別情報を取得する。条件作成部２８は、取得した識別情報と条件データとを対応付けて記憶部２３０に格納する。
【０１３６】
設定部２９は、検査対象となる品種および検査対象箇所を識別する識別情報の入力を受け付け、受け付けた識別情報に対応する条件データを読み出し、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理の実行条件として設定する。設定部２９は、実行条件に含まれる閾値をＡＦ評価部２５に設定する。ＡＦ評価部２５は、検査画像から算出された評価値と設定された閾値とを比較することにより、合焦位置の信頼性を評価する。これにより、品種および検査対象箇所に応じて、合焦位置の信頼性を適切に評価することができる。
【０１３７】
なお、条件作成部２８は、閾値の代わりに、もしくは、閾値に加えて、合焦度から評価値を算出するための評価関数を品種および検査対象箇所に応じて設定してもよい。この場合、条件作成部２８は、評価関数を指定するデータを含む条件データを作成する。
【０１３８】
＜Ｇ．条件テーブル＞
次に、図１２から図１４を参照して、記憶部２３０が記憶する条件テーブル２３２の例について説明する。図１２は、品種と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。図１３は、検査対象箇所と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。図１４は、品種と検査対象箇所と条件データとが対応付けられたテーブルの一例を示す図である。
【０１３９】
検査システム１が特定の１つの品種のワークＷのみについて複数の検査対象箇所を検査する場合、図１２に示されるような条件テーブル２３２が条件作成部２８によって作成される。検査システム１が複数の品種のワークＷの各々について１つの検査対象箇所を検査する場合、図１３に示されるような条件テーブル２３２が条件作成部２８によって作成される。検査システム１が複数の品種の少なくとも1つの品種について複数の検査対象箇所を検査する場合、図１４に示されるような条件テーブル２３２が条件作成部２８によって作成される。
【０１４０】
条件テーブル２３２は、品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて異なる項目の条件データを含む。条件テーブル２３２に含まれる項目の個数は１個であっても複数であってもよい。例えば、図１４に示す条件テーブル２３２は、探索範囲および合焦度算出領域を指定する条件データを含む。品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて異なる項目以外の項目の条件データは、共通データとして記憶部２３０に格納される。設定部２９は、品種および検査対象箇所に応じた条件データと共通データとで示される条件を実行条件として設定すればよい。
【０１４１】
＜Ｇ．検査の流れ＞
次に、図１５を参照して、本実施の形態に係る検査処理の流れについて説明する。図１５は、実施の形態に係る検査システムの検査処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、検査処理の前に、条件作成部２８は、品種および検査対象領域の少なくとも一方に応じた条件データを予め作成し、品種および検査対象領域の少なくとも一方を識別する識別情報と条件データとを対応付けた条件テーブル２３２を記憶部２３０に格納している。
【０１４２】
画像処理装置２０は、品種および検査対象箇所の切替指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。作業者は、品種および検査対象箇所の切替を行なう場合、切替指示と、切替後の品種および検査対象箇所を識別する識別情報とを入力装置４０に入力する。
【０１４３】
切替指示が入力された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、画像処理装置２０の設定部２９は、ステップＳ２において、入力された識別情報に対応する条件データを条件テーブル２３２から読み出す。さらに、設定部２９は、読み出した条件データで示される条件をオートフォーカス処理部（レンズ制御部１６、算出部２２、ＡＦ制御部２３およびＡＦ評価部２５）の実行条件として設定する。
【０１４４】
切替指示が入力されていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、設定部２９は、前回と同じ条件をオートフォーカス処理部（レンズ制御部１６、算出部２２、ＡＦ制御部２３およびＡＦ評価部２５）の実行条件として設定する（ステップＳ３）。
【０１４５】
ステップＳ２またはステップＳ３の後、撮像装置１０および画像処理装置２０は、合焦位置の探索処理を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、レンズ制御部１６、算出部２２およびＡＦ制御部２３は、ステップＳ２またはステップＳ３で設定された条件データに従って、合焦位置の探索を実行する。
【０１４６】
次に、ＡＦ制御部２３は、レンズモジュール１２の焦点位置が合焦位置に調節されたときの検査画像データを特定する（ステップＳ５）。
【０１４７】
次に、画像処理装置２０の検査部２４は、検査画像データで示される検査画像に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する（ステップＳ６）。
【０１４８】
さらに、画像処理装置２０のＡＦ評価部２５は、検査画像データで示される検査画像に基づいて、合焦位置の信頼性を評価し、評価結果を出力する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、ＡＦ評価部２５は、ステップＳ２またはステップＳ３で設定された条件データに従って、合焦位置の信頼性を評価する。
【０１４９】
なお、ステップＳ６およびステップＳ７の処理順序はこれに限定されず、ステップＳ７の後にステップＳ６が実行されてもよいし、ステップＳ６とステップＳ７とが並行して実行されてもよい。
【０１５０】
次に、画像処理装置２０の判定部２６は、検査結果および評価結果に基づいて総合判定を行なう（ステップＳ８）。その後、出力部２７は、判定結果を表示装置５０に表示させる（ステップＳ９）。ステップＳ９の後、検査処理は終了する。
【０１５１】
§３  付記
以上のように、実施の形態は以下のような開示を含む。
【０１５２】
（構成１）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記撮像画像に基づいて、対象物（Ｗ）に合焦する前記焦点位置である合焦位置の探索に関するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）と、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物を検査する検査部（２２）と、
前記対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定する設定部（２８）とを備え、
前記オートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）は、前記条件データに従って前記オートフォーカス処理を実行する、検査システム（１）。
【０１５３】
（構成２）
前記オートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）は、前記撮像画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて前記合焦位置を探索し、
前記条件データは、前記部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む、構成１に記載の検査システム（１）。
【０１５４】
（構成３）
前記条件データは、前記焦点位置の探索範囲、および前記合焦位置の探索を開始するときの前記焦点位置の少なくとも一方を指定するデータを含む、構成１に記載の検査システム（１）。
【０１５５】
（構成４）
前記オートフォーカス処理は、前記合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、前記合焦位置の良否を判定する処理を含み、
前記条件データは、前記評価値を算出するための評価関数、および前記閾値の少なくとも一方を指定するデータを含む、構成１に記載の検査システム（１）。
【０１５６】
（構成５）
前記オートフォーカス処理は、前記合焦位置の信頼性を示す評価値と閾値とを比較することにより、前記合焦位置の良否を判定する処理を含み、
前記評価値は、前記検査画像のうちの部分領域における合焦度に基づいて算出され、
前記条件データは、前記部分領域のサイズおよび位置姿勢を指定するデータを含む、構成１に記載の検査システム（１）。
【０１５７】
（構成６）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記撮像画像に基づいて、前記対象物（Ｗ）に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）とを備えた検査システム（１）における検査方法であって、
前記対象物（Ｗ）の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定するステップと、
前記条件データに従って、前記オートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）に前記オートフォーカス処理を実行させるステップと、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物（Ｗ）を検査するステップとを備える、検査方法。
【０１５８】
（構成７）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって撮像画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記撮像画像に基づいて、前記対象物（Ｗ）に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索するオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理部（１６ａ，１６ｂ，２３）とを備えた検査システム（１）における検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラム（２１５）であって、
前記検査方法は、
前記対象物の品種および検査対象箇所の少なくとも一方に応じて、前記オートフォーカス処理の条件データを設定するステップと、
前記条件データに従って、前記オートフォーカス処理部（１６，２２，２３，２５）に前記オートフォーカス処理を実行させるステップと、
前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成された検査画像に基づいて前記対象物を検査するステップとを備える、プログラム（２１５）。
【０１５９】
本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６０】
１  検査システム、１０  撮像装置、１１  照明部、１２  レンズモジュール、１２ａ，１２ｃ  レンズ、１２ｂ  レンズ群、１２ｄ  可動部、１２ｅ  フォーカス調節部、１２ｅ１，１２ｅ２  電圧源、１３  撮像素子、１３ａ  撮像面、１４  撮像素子制御部、１５，１７  レジスタ、１６  レンズ制御部、１８  通信Ｉ／Ｆ部、２０  画像処理装置、２１  指令生成部、２２  算出部、２３  ＡＦ制御部、２４  検査部、２５  ＡＦ評価部、２６  判定部、２７  出力部、２８  条件作成部、２９  設定部、３０  ＰＬＣ、４０  入力装置、５０  表示装置、５１  設定画面、５２ａ，５２ｂ  領域、５３  折れ線グラフ、５４  撮像画像、５５，５７  つまみ、５６ａ  点、５６ｂ  垂線、５８，５９  点線、６０  ＯＫボタン、６１  キャンセルボタン、６５  画像、７０  透光性容器、７１  導電性液体、７２  絶縁性液体、７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ  電極、７５ａ，７５ｂ  絶縁体、７６ａ，７６ｂ  絶縁層、９０  ステージ、２０６  メモリカード、２１６  カメラインターフェース、２１６ａ  画像バッファ、２１８  入力インターフェース、２２０  表示コントローラ、２２２  ＰＬＣインターフェース、２２４  通信インターフェース、２２６  データリーダ／ライタ、２２８  バス、２３０  記憶部、２３２  条件テーブル、２３４  メインメモリ、２３６  ハードディスク、２３８  制御プログラム、Ａ１  合焦度算出領域、Ｆ，Ｆ１，Ｆ２  焦点位置、Ｒａ，Ｒｂ  可動範囲、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２  ワーク。
【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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