(57)【要約】【課題】撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査装置および画像検査方法を提供する。【解決手段】画像検査装置は、対象物を撮影する撮像部と、対象物と撮像部との間に配置された、透光性の照明部と、撮像部および照明部を制御するように構成された制御部とを備える。照明部は、第１の走査において第１の方向から対象物に光を照射するとともに、光を走査させ、第２の走査において、第２の方向から対象物に光を照射するとともに光を走査させる。撮像部は、第１および第２の走査の間に対象物を撮像する。制御部は、照明部の第１の走査および第２の走査の際に撮像された対象物の画像から、対象物の表面の測定点が照明されるときの照明部の発光位置を特定し、特定された発光位置、および、第１の方向および第２の方向に基づいて、測定点までの距離を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮影する撮像部と、
前記対象物と前記撮像部との間に配置されて、前記対象物に向けて光を照射する発光面を有し、前記発光面における発光位置および前記光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部と、
前記撮像部および前記照明部を制御するように構成された制御部とを備え、
前記制御部は、
前記照明部の第１の走査において、前記照明部に第１の方向から前記対象物に光を照射させるとともに、前記発光面における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査させて、前記第１の走査の間に、前記撮像部に前記対象物を撮像させ、
前記照明部の第２の走査において、前記照明部に、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記対象物に前記光を照射させるとともに前記発光面における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査させ、前記第２の走査の間に前記撮像部に前記対象物を撮像させ、
前記制御部は、前記第１の走査および前記第２の走査の際に撮像された前記対象物の画像から、前記対象物の表面の測定点が照明されるときの前記照明部の前記発光位置を特定し、特定された発光位置、および、前記第１の方向および前記第２の方向に基づいて、前記測定点までの距離を算出する、画像検査装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記第１の走査の際に、前記対象物を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像を作成し、前記第２の走査の際に、前記対象物を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像を作成し、
前記制御部は、
前記複数の第１の撮影画像から、前記対象物の前記測定点を照明するための前記発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像を作成し、
前記複数の第２の撮影画像から、前記対象物の前記測定点を照明するための前記発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像を作成し、
前記第１の処理画像に含まれる前記第１の発光位置の情報、前記第２の処理画像に含まれる前記第２の発光位置の情報、前記第１の方向および前記第２の方向から、前記距離を算出する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項３】
前記第１の走査および前記第２の走査において、前記照明部は、ライン状の前記光を前記対象物に照射し、
前記制御部は、前記複数の第１の撮影画像から、前記測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部の前記発光位置を前記第１の発光位置に決定して、前記第１の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像を作成し、
前記制御部は、前記複数の第２の撮影画像から、前記測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部の前記発光位置を前記第２の発光位置に決定して、前記第２の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像を作成する、請求項２に記載の画像検査装置。
【請求項４】
前記第１の走査および前記第２の走査において、前記照明部は、縞パターンの前記光を前記対象物に照射し、かつ、前記縞パターンの位相を変化させることによって前記光の走査と等価な状態を発生させ、
前記制御部は、前記複数の第１の撮影画像から、前記第１の発光位置に関する情報として、前記縞パターンの第１の位相の情報を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像を作成し、
前記制御部は、前記複数の第２の撮影画像から、前記第２の発光位置に関する情報として、前記縞パターンの第２の位相の情報を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像を作成する、請求項２に記載の画像検査装置。
【請求項５】
前記照明部は、
マトリクス状に配列され、選択的に発光可能に構成された複数の発光部と、
前記複数の発光部の各々から発せられる前記光の前記照射方向を、各前記複数の発光部の位置に対応した方向に制御するように構成された光学系とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像検査装置。
【請求項６】
前記光学系は、
前記複数の発光部にそれぞれ対向して設けられた複数のマイクロレンズを含む、請求項５に記載の画像検査装置。
【請求項７】
前記複数のマイクロレンズのうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸が、前記少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部の光軸とずれるように、前記複数のマイクロレンズが配置されている、請求項６に記載の画像検査装置。
【請求項８】
前記照明部は、複数の照明要素に区画され、
前記複数の照明要素のうちの少なくとも１つの照明要素において、前記少なくとも一部のマイクロレンズが、前記発光部のピッチよりも小さいピッチで配置されている、請求項７に記載の画像検査装置。
【請求項９】
前記複数のマイクロレンズのうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸が、前記少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部の光軸に対して傾けられるように、前記複数のマイクロレンズが配置されている、請求項６に記載の画像検査装置。
【請求項１０】
前記照明部は、
前記複数の発光部から出射される光のうち前記複数のマイクロレンズのそれぞれの周囲から漏れる光を遮るように構成された遮光部をさらに含む、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の画像検査装置。
【請求項１１】
対象物を撮影する撮像部と、前記対象物と前記撮像部との間に配置されて、前記対象物に向けて光を照射する発光面を有し、前記発光面における発光位置および前記光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部と、前記撮像部および前記照明部を制御するように構成された制御部とを備えた画像検査装置による画像検査方法であって、
第１の走査において、前記照明部が第１の方向から前記対象物に光を照射するとともに、前記発光面における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査して、前記第１の走査の間に、前記撮像部が前記対象物を撮像するステップと、
第２の走査において、前記照明部が、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記対象物に前記光を照射するとともに前記発光面における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査して、前記第２の走査の間に前記撮像部が前記対象物を撮像するステップと、
前記制御部が、前記第１の走査および前記第２の走査の際に撮像された前記対象物の画像から、前記対象物の表面の測定点が照明されるときの前記照明部の前記発光位置を特定し、特定された発光位置、および、前記第１の方向および前記第２の方向に基づいて、前記測定点までの距離を算出するステップとを備える、画像検査方法。
【請求項１２】
前記第１の走査の間に前記撮像部が前記対象物を撮像するステップは、前記撮像部が前記対象物を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像を作成するステップを含み、
前記第２の走査の間に前記撮像部が前記対象物を撮像するステップは、前記撮像部が前記対象物を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像を作成するステップを含み、
前記距離を算出するステップは、
前記制御部が、前記複数の第１の撮影画像から、前記対象物の前記測定点を照明するための前記発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像を作成するステップと、
前記制御部が、前記複数の第２の撮影画像から、前記対象物の前記測定点を照明するための前記発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像を作成するステップと、
前記第１の処理画像に含まれる前記第１の発光位置の情報、前記第２の処理画像に含まれる前記第２の発光位置の情報、前記第１の方向および前記第２の方向から、前記距離を算出するステップとを含む、請求項１１に記載の画像検査方法。
【請求項１３】
前記照明部が前記対象物に前記光を照射するステップは、前記照明部が、ライン状のパターンの前記光を前記対象物に照射するステップを含み、
前記第１の処理画像を作成するステップは、前記制御部が、前記複数の第１の撮影画像から、前記測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部の前記発光位置を前記第１の発光位置に決定して、前記第１の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像を作成するステップを含み、
前記第２の処理画像を作成するステップは、前記制御部が、前記複数の第２の撮影画像から、前記測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部の前記発光位置を前記第２の発光位置に決定して、前記第２の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像を作成するステップを含む、請求項１２に記載の画像検査方法。
【請求項１４】
前記照明部が前記対象物に前記光を照射するステップは、前記照明部が、縞パターンの前記光を前記対象物に照射し、かつ、前記縞パターンの位相を変化させることによって前記光の走査と等価な状態を発生させるステップを含み、
前記第１の処理画像を作成するステップは、前記制御部が、前記複数の第１の撮影画像から、前記第１の発光位置に関する情報として、前記縞パターンの第１の位相の情報を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像を作成するステップを含み、
前記第２の処理画像を作成するステップは、前記制御部が、前記複数の第２の撮影画像から、前記第２の発光位置に関する情報として、前記縞パターンの第２の位相の情報を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像を作成するステップを含む、請求項１２に記載の画像検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮影画像を用いて対象物を検査する画像検査装置および画像検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、対象物を照明しながら撮影し、得られた撮影画像を用いて対象物の外観を検査することが知られている。
【０００３】
たとえば、特開２０１７−６２１２０号公報（特許文献１）は、面光源と、面光源と検査対象との間に配置された、レンズ、遮光マスクおよびフィルタとを備えた照明装置を用いる検査システムを開示している。このシステムでは、レンズ、遮光マスクおよびフィルタにより、検査対象の各点に照射される検査光の照射立体角が略均一に形成される。これにより、視野全体を均一に照射することができ、対象物の検査精度が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−６２１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の方法によれば、対象物を検査する場合には、撮像部（カメラ）に対する照明装置の相対的な位置を予め把握することが必要である。このために、対象物を検査する前に、撮像部と照明装置との間の相対的な位置を決定するための調整（キャリブレーション）を行う必要がある。しかしながら、ユーザの使い勝手の観点からは、キャリブレーションはできるだけ不要であることが望ましい。
【０００６】
本発明は、撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査装置および画像検査方法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】
【０００７】
本開示の一例によれば、画像検査装置は、対象物を撮影する撮像部と、対象物と撮像部との間に配置されて、対象物に向けて光を照射する発光面を有し、発光面における発光位置および光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部と、撮像部および照明部を制御するように構成された制御部とを備える。制御部は、照明部の第１の走査において、照明部に第１の方向から対象物に光を照射させるとともに、発光面における発光位置を変化させることにより光を走査させて、第１の走査の間に、撮像部に対象物を撮像させる。制御部は、照明部の第２の走査において、照明部に、第１の方向とは異なる第２の方向から対象物に光を照射させるとともに発光面における発光位置を変化させることにより光を走査させ、第２の走査の間に撮像部に対象物を撮像させる。制御部は、第１の走査および第２の走査の際に撮像された対象物の画像から、対象物の表面の測定点が照明されるときの照明部の発光位置を特定し、特定された発光位置、および、第１の方向および第２の方向に基づいて、測定点までの距離を算出する。
【０００８】
この開示によれば、制御部は照明部の発光位置を制御するので、制御部はその発光位置に関する情報を取得することができる。この発光位置は、撮像部と照明部との間の相対的な位置に依存しない。すなわち撮像部の光軸に対する特定の位置に照明部を配置する必要がない。したがって撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査装置を提供することができる。
【０００９】
上述の開示において、撮像部は、第１の走査の際に、対象物を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像を作成し、第２の走査の際に、対象物を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像を作成する。制御部は、複数の第１の撮影画像から、対象物の測定点を照明するための発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像を作成する。制御部は、複数の第２の撮影画像から、対象物の測定点を照明するための発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像を作成する。制御部は、第１の処理画像に含まれる第１の発光位置の情報、第２の処理画像に含まれる第２の発光位置の情報、第１の方向および第２の方向から、距離を算出する。
【００１０】
この開示によれば、制御部は、撮像部によって撮像された複数の画像から処理画像を作成する。処理画像は、対象物の表面の点（測定点）が照明されるときの照明部の発光位置に関する情報を含む処理画像を作成する。処理画像は、発光位置に関する情報を含む。制御部は、その情報を用いて距離を算出することができる。
【００１１】
上述の開示において、第１の走査および第２の走査において、照明部は、ライン状の光を対象物に照射する。制御部は、複数の第１の撮影画像から、測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの照明部の発光位置を第１の発光位置に決定して、第１の発光位置を画素の情報に含めることによって第１の処理画像を作成する。制御部は、複数の第２の撮影画像から、測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの照明部の発光位置を第２の発光位置に決定して、第２の発光位置を画素の情報に含めることによって第２の処理画像を作成する。
【００１２】
この開示によれば、光切断法を用いて距離を算出することができる。
上述の開示において、第１の走査および第２の走査において、照明部は、縞パターンの光を対象物に照射し、かつ、縞パターンの位相を変化させることによって光の走査と等価な状態を発生させる。制御部は、複数の第１の撮影画像から、第１の発光位置に関する情報として、縞パターンの第１の位相の情報を画素の情報に含めることによって第１の処理画像を作成する。制御部は、複数の第２の撮影画像から、第２の発光位置に関する情報として、縞パターンの第２の位相の情報を画素の情報に含めることによって第２の処理画像を作成する。
【００１３】
この開示によれば、位相シフト法を用いて距離を算出することができる。
上述の開示において、照明部は、マトリクス状に配列され、選択的に発光可能に構成された複数の発光部と、複数の発光部の各々から発せられる光の照射方向を、各複数の発光部の位置に対応した方向に制御するように構成された光学系とを含む。
【００１４】
この開示によれば、複数の発光部の中から発光させるべき発光部を選択することによって、照射立体角を任意に変更することができる。発光させるべき発光部は、視野の場所に応じて選択可能である。したがって、視野の場所ごとに照射立体角を任意に設定可能な画像検査装置を実現できる。さらに、照射立体角を任意に変更することができるので、たとえばスリットあるいはハーフミラーといった光学部品を不要とすることができる。したがって照明装置を小型化することができる。この結果、視野の場所ごとに照射立体角を設定可能であるとともに、小型化が可能な画像検査装置を実現できる。
【００１５】
上述の開示において、光学系は、複数の発光部にそれぞれ対向して設けられた複数のマイクロレンズを含む。
【００１６】
この開示によれば、小型化が可能な画像検査装置を実現できる。
上述の開示において、複数のマイクロレンズのうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸が、少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部の光軸とずれるように、複数のマイクロレンズが配置されている。
【００１７】
この開示によれば、シンプルな構成により、光の照射方向を制御することができる。
上述の開示において、照明部は、複数の照明要素に区画される。複数の照明要素のうちの少なくとも１つの照明要素において、少なくとも一部のマイクロレンズが、発光部のピッチよりも小さいピッチで配置されている。
【００１８】
この開示によれば、シンプルな構成により、光の照射方向を制御することができる。
上述の開示において、複数のマイクロレンズのうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸が、少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部の光軸に対して傾けられるように、複数のマイクロレンズが配置されている。
【００１９】
この開示によれば、シンプルな構成により、光の照射方向を制御することができる。
上述の開示において、照明部は、複数の発光部から出射される光のうち複数のマイクロレンズのそれぞれの周囲から漏れる光を遮るように構成された遮光部をさらに含む。
【００２０】
この開示によれば、発光部からの光が意図しない方向に漏れる可能性を低減することができる。
【００２１】
本開示の一例によれば、対象物を撮影する撮像部と、対象物と撮像部との間に配置されて、対象物に向けて光を照射する発光面を有し、発光面における発光位置および光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部と、撮像部および照明部を制御するように構成された制御部とを備えた画像検査装置による画像検査方法が提供される。画像検査方法は、第１の走査において、照明部が第１の方向から対象物に光を照射するとともに、発光面における発光位置を変化させることにより光を走査して、第１の走査の間に、撮像部が対象物を撮像するステップと、第２の走査において、照明部が、第１の方向とは異なる第２の方向から対象物に光を照射するとともに発光面における発光位置を変化させることにより光を走査して、第２の走査の間に撮像部が対象物を撮像するステップと、制御部が、第１の走査および第２の走査の際に撮像された対象物の画像から、対象物の表面の測定点が照明されるときの照明部の発光位置を特定し、特定された発光位置、および、第１の方向および第２の方向に基づいて、測定点までの距離を算出するステップとを備える。
【００２２】
この開示によれば、撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査方法を提供することができる。
【００２３】
上述の開示において、第１の走査の間に撮像部が対象物を撮像するステップは、撮像部が対象物を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像を作成するステップを含む。第２の走査の間に撮像部が対象物を撮像するステップは、撮像部が対象物を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像を作成するステップを含む。距離を算出するステップは、制御部が、複数の第１の撮影画像から、対象物の測定点を照明するための発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像を作成するステップと、制御部が、複数の第２の撮影画像から、対象物の測定点を照明するための発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像を作成するステップと、第１の処理画像に含まれる第１の発光位置の情報、第２の処理画像に含まれる第２の発光位置の情報、第１の方向および第２の方向から、距離を算出するステップとを含む。
【００２４】
この開示によれば、処理画像は、発光位置に関する情報を含むので、その情報を用いて距離を算出することができる。
【００２５】
上述の開示において、照明部が対象物に光を照射するステップは、照明部が、ライン状のパターンの光を対象物に照射するステップを含む。第１の処理画像を作成するステップは、制御部が、複数の第１の撮影画像から、測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの照明部の発光位置を第１の発光位置に決定して、第１の発光位置を画素の情報に含めることによって第１の処理画像を作成するステップを含む。第２の処理画像を作成するステップは、制御部が、複数の第２の撮影画像から、測定点に対応する画素の輝度が最大となるときの照明部の発光位置を第２の発光位置に決定して、第２の発光位置を画素の情報に含めることによって第２の処理画像を作成するステップを含む。
【００２６】
この開示によれば、光切断法を用いて距離を算出することができる。
上述の開示において、照明部が対象物に光を照射するステップは、照明部が、ライン状パターンの光を対象物に照射し、かつ、縞パターンの位相を変化させることによって光の走査と等価な状態を発生させるステップを含む。第１の処理画像を作成するステップは、制御部が、複数の第１の撮影画像から、第１の発光位置に関する情報として、縞パターンの第１の位相の情報を画素の情報に含めることによって第１の処理画像を作成するステップを含む。第２の処理画像を作成するステップは、制御部が、複数の第２の撮影画像から、第２の発光位置に関する情報として、縞パターンの第２の位相の情報を画素の情報に含めることによって第２の処理画像を作成するステップを含む。
【００２７】
この開示によれば、位相シフト法を用いて距離を算出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査装置および画像検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態に係る画像検査装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示した制御装置による処理を説明するための模式図である。
【図３】本実施の形態に係る画像検査装置が適用される生産ラインの一例を示す模式図である。
【図４】画像検査装置に含まれる照明装置の構成を模式的に示した図である。
【図５】本実施の形態に係る照明装置の一例の一部断面を示す模式図である。
【図６】本実施の形態に係る照明装置の一部を拡大した模式平面図である。
【図７】照明装置の構成要素である照明要素の構造の一例を模式的に示した平面図である。
【図８】レンズの周囲から漏れる光の対策のための構成を示す模式平面図である。
【図９】図８に示された構成の模式断面図である。
【図１０】図８に示された構成の１つの変形例を示した模式平面図である。
【図１１】図８に示された構成の別の変形例を示した模式断面図である。
【図１２】光切断法を実施する際における光の１回目の走査を説明するための図である。
【図１３】図１２に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。
【図１４】光切断法を実施する際における光の２回目の走査を説明するための図である。
【図１５】図１４に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。
【図１６】実施の形態１に係る検査方法に含まれる距離算出方法を示したフローチャートである。
【図１７】実施の形態１に係る距離算出方法の原理を説明した図である。
【図１８】位相シフト法を実施する際における光の１回目の走査を説明するための図である。
【図１９】図１８に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。
【図２０】位相シフト法を実施する際における光の２回目の走査を説明するための図である。
【図２１】図２０に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。
【図２２】実施の形態２に係る検査方法に含まれる距離算出方法を示したフローチャートである。
【図２３】照明パターンの位相を求める方法を説明するための模式図である。
【図２４】実施の形態２に係る距離算出方法の原理を説明した図である。
【図２５】変形例１に係る照明装置の一部断面を示す模式図である。
【図２６】変形例２に係る照明装置の一部断面を示す模式図である。
【図２７】変形例３に係る照明装置の一部断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３１】
＜Ａ．適用例＞
まず、図１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、本実施の形態に係る画像検査装置１を模式的に示す図である。
【００３２】
本実施の形態に係る画像検査装置１は、工業製品の生産ラインなどにおいて、対象物（以下、「ワークＷ」とも称す。）を照明しながら撮影し、得られた撮影画像を用いてワークＷの外観検査（傷、汚れ、異物などの検査）を行う装置に適用される。画像検査装置１は、ワークＷによって反射された光を検出することで検査するものである。そのため、ワークＷには、光を反射する表面を有するものが適用可能である。
【００３３】
一例としてワークＷは、光を拡散反射させる表面を有する。光を拡散反射させる材質としては、たとえば樹脂あるいは金属である。なお、ワークＷの表面全体が光を拡散反射するものであると限定する必要はない。光が照射される部分のみがその光を拡散反射させるのでもよい。また、本実施形態が適用可能であれば、ワークＷの材質を樹脂あるいは金属に限定する必要はない。
【００３４】
画像検査装置１は、撮像部の一例であるカメラ１０と、照明部の一例である照明装置２０と、カメラ１０と照明装置２０とを制御するように構成された制御部の一例である制御装置１００とを備える。
【００３５】
カメラ１０は、対象物であるワークＷを撮影して、ワークＷの撮影画像を作成するものである。
【００３６】
照明装置２０は、カメラ１０とワークＷとの間に配置されており、ワークＷに向けて光を照射する発光面を有する。照明装置２０は、その発光面における発光位置および光の照射方向を制御可能に構成される。
【００３７】
さらに照明装置２０は透光性を有している。カメラ１０は、ワークＷを照明装置２０越しに撮影する。照明装置２０は、カメラ１０が照明装置２０を通してワークＷを撮像することが出来る程度の透光性を有していればよい。
【００３８】
照明装置２０は、制御装置１００からの指示に従って、光の照射方向および照明パターンを変更することができる。さらに、照明装置２０は、制御装置１００からの指示に従って、ワークＷの表面上で光が走査されるように光を照射する。この際に、カメラ１０はワークＷを撮像して複数の撮影画像を取得する。
【００３９】
制御装置１００は、照明装置２０の１回目の走査において、照明装置２０に第１の方向からワークＷに光を照射させる。さらに、制御装置１００は、照明装置２０の発光面における発光位置を変化させることによって光を走査させる。たとえば１回目の走査では、照明装置２０は、カメラ１０の光軸１１（光学中心）に対して所定の角度をなす方向から光をワークＷに照射するとともに、その光を＋Ｘ方向に走査する。光が走査される間に、制御装置１００は、カメラ１０にワークＷを複数回撮像させる。これによりカメラ１０は、複数の撮影画像３を作成する。
【００４０】
制御装置１００は、照明装置２０の２回目の走査において、照明装置２０は、１回目の走査のときの照射方向とは異なる方向からワークＷに光を照射させる。さらに、制御装置１００は、照明装置２０の発光面における発光位置を変化させることによって光を走査させる。たとえば２回目の走査では、照明装置２０は、１回目の走査のときの照射方向と反対の方向から光をワークＷに照射するとともに、その光を−Ｘ方向に走査する。１回目の走査と同様に、光が走査される間に、制御装置１００は、カメラ１０にワークＷを複数回撮像させる。これによりカメラ１０は、複数の撮影画像５を作成する。
【００４１】
制御装置１００は、１回目の走査および２回目の走査の際に撮像されたワークＷの画像（複数の撮影画像３および複数の撮影画像５）から、ワークＷの表面の測定点が照明されるときの照明装置２０の発光位置を特定する。「測定点」とは、発光面からの距離を測定すべきワークＷの表面上の位置である。制御装置１００は、特定された発光位置、および、１回目の走査時の光の照射方向（第１の方向）および２回目の走査時の光の照射方向（第２の方向）に基づいて、照明装置２０の発光面から測定点までの距離を算出する。
【００４２】
図２は、図１に示した制御装置による処理を説明するための模式図である。図２に示すように、制御装置１００は、複数の撮影画像から処理画像を作成する。複数の撮影画像の各々は、二次元に配置された複数の画素を有する。したがって、画素位置ごとに、撮影画像の数と同数の画素が得られる。制御装置１００は、それら複数の画素から、１つの画素を選択して処理画像を作成する。
【００４３】
１回目の走査では、複数の撮影画像３から、ワークＷの測定点を照明するための発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する処理画像４が作成される。画素位置（ｘ，ｙ）に位置する画素ＰＸ１は、複数の撮影画像３の各々の同一の画素位置（ｘ，ｙ）にある画素から選択された画素である。画素ＰＸ１は、第１の発光位置に関する情報を画素値として有する。
【００４４】
２回目の走査では、複数の撮影画像５から、ワークＷの測定点を照明するための発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する処理画像６が作成される。画素位置（ｘ，ｙ）に位置する画素ＰＸ２は、複数の撮影画像５の各々の同一の画素位置（ｘ，ｙ）にある画素から選択された画素である。画素ＰＸ２は、第２の発光位置に関する情報を画素値として有する。処理画像６内の画素ＰＸ２の位置（ｘ，ｙ）は、処理画像４内の画素ＰＸ１の中の画素位置（ｘ，ｙ）と同じである。
【００４５】
制御装置１００は、処理画像４および処理画像６に基づいて、照明装置２０からワークＷまでの距離を画素ごとに算出する。具体的には、制御装置１００は、処理画像４の画素ＰＸ１に含まれる第１の発光位置の情報、処理画像６の画素ＰＸ２に含まれる第２の発光位置の情報、１回目の走査および第２の走査の際の光の照射方向（第１の方向および第２の方向）に基づいて、照明装置２０の発光面から、ワークＷの表面の位置（測定点）までの距離を算出する。制御装置１００は、その算出した距離を画素値として有する画素ＰＸを含む距離画像７を作成する。
【００４６】
このように、照明装置２０からワークＷの表面までの距離を算出するために、処理画像４の画素ＰＸ１が有する情報と、処理画像６において画素ＰＸ１と同一の位置にある画素ＰＸ２に含まれる情報とを用いる。照明装置２０から発せられる光の照射方向、および照明装置２０における発光の位置は制御可能である。したがって制御装置１００は、発光位置および照射方向に関する情報を有することができる。
【００４７】
照明装置２０の中心点から発光位置までの距離は予め分かっているので、照明装置２０に対するカメラ１０の位置は特に限定されない。すなわち撮像部の光軸に対する特定の位置に照明装置を配置する必要がない。したがって撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能な画像検査装置および画像検査方法を提供することができる。
【００４８】
＜Ｂ．画像検査装置が適用される生産ラインの一例＞
次に、図３を参照しながら、画像検査装置１が適用される生産ラインの一例を説明する。図３は、本実施の形態に係る画像検査装置１が適用される生産ラインの一例を示す模式図である。画像検査装置１は、工業製品の生産ラインなどにおいて、制御装置１００の制御によって照明装置２０でワークＷを照明しながらカメラ１０で撮影し、得られた撮影画像を用いてワークＷの外観検査を行う。具体的には、検査対象となるワークＷは、移動可能なステージ３００によって、カメラ１０および照明装置２０が固定された検査位置まで移動する。ワークＷは、検査位置まで移動すると、画像検査装置１による外観検査が終了するまでその場で停止する。このとき、制御装置１００は、照明装置２０によってワークＷを照明しながらカメラ１０でワークＷを撮影し、撮影画像をモニタに表示する。これにより、作業者は、モニタ画面に表示された撮影画像の色を見ながらワークＷの外観を検査する。もしくは、制御装置１００は、撮影画像に対して所定の画像処理を行ない、画像処理結果に基づいてワークＷの異常判定を行なってもよい。
【００４９】
制御装置１００は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、表示コントローラと、システムコントローラと、Ｉ／Ｏ（Input Output）コントローラと、ハードディスクと、カメラインターフェイスと、入力インターフェイスと、発光インターフェイスと、通信インターフェイスと、メモリカードインターフェイスとを含む。これらの各部は、システムコントローラを中心として、互いにデータ通信可能に接続される。
【００５０】
＜Ｃ．照明装置の構成の一例＞
図４は、画像検査装置１に含まれる照明装置の構成を模式的に示した図である。照明装置２０は、ワークＷとカメラ１０との間に配置され、ワークＷに向けて光を照射するとともに、透光性を有している。そのため、照明装置２０から放射された光は、ワークＷで反射し、照明装置２０を透過して、カメラ１０に到達する。
【００５１】
照明装置２０は、面光源３０と、光学系の一例であるマイクロレンズアレイ４０とを含む。面光源３０は、ワークＷ側の発光面３５からワークＷに向けて光を放射する。面光源３０の発光面３５のうち、マトリクス状に配置された複数の発光領域から光が放射される。ワークＷからの反射光は、面光源３０のうち発光領域以外の透光領域を透過する。
【００５２】
各発光領域は、発光部３１を含む。一例では、発光部３１は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと呼ぶ）により構成された部材を含む。複数の発光部３１は、選択的に発光可能に構成されている。発光すべき発光部３１は、制御装置１００（図１を参照）によって選択される。一例として面光源３０は、有機ＥＬを用いた光源である。しかし、透過性を有する照明装置であって、マトリクス状に配列され選択的に発光可能に構成された複数の発光部を有する照明装置であれば、この実施の形態に適用可能である。すなわち本実施の形態に適用可能な照明装置２０は、有機ＥＬを用いた光源に限定されるものではない。
【００５３】
マイクロレンズアレイ４０は、面光源３０の発光面３５に対向して配置される。マイクロレンズアレイ４０は、複数の発光部３１にそれぞれ対向して設けられた複数のレンズ４１を含む。一例では、レンズ４１は凸レンズである。レンズ４１は、対応する発光部３１から発せられる光を所望の方向に導くように構成される。すなわち、マイクロレンズアレイ４０は、複数の発光部３１の各々から発せられる光の照射方向を、各発光部３１の位置に対応した方向に制御するように構成されている。
【００５４】
複数の発光部３１の中から発光させるべき発光部を選択することによって、照射立体角を任意に変更することができる。発光させるべき発光部は、視野の場所に応じて選択される。したがって、視野の場所ごとに照射立体角を任意に設定可能な画像検査装置１を実現できる。さらに、照射立体角を任意に変更することができるので、たとえばスリットあるいはハーフミラーといった光学部品を不要とすることができる。したがって照明装置２０を小型化することができる。したがって、視野の場所ごとに照射立体角を設定可能であるとともに、小型化が可能な画像検査装置１を実現できる。
【００５５】
図５および図６を参照して、本実施の形態に係る照明装置の構成の一例を説明する。図５は、本実施の形態に係る照明装置の一例の一部断面を示す模式図である。図６は、本実施の形態に係る照明装置の一部を拡大した模式平面図である。
【００５６】
照明装置２０は、透過型のシート照明装置であり、面光源３０とマイクロレンズアレイ４０とを含む。面光源３０は、有機ＥＬを用いた光源である。面光源３０は、発光面３５に沿ってマトリクス状に配列された複数の発光部を含む。図５には、発光部３１Ａ〜３１Ｅが代表的に示されている。
【００５７】
各々の発光部３１Ａ〜３１Ｅは、対向する一対の電極（図示せず）を有する。一対の電極間に電圧が印加されることにより、これらの発光部は発光する。複数の電極対の中から電圧が印加されるべき電極対を選択することによって、発光すべき発光部を選択することができる。発光部３１Ａ〜３１Ｅの各々が発する光の色は限定されない。たとえば複数の発光部３１は同色の光を発するのでもよい。あるいは、赤色光を発する発光部と、緑色光を発する発光部と、青色光を発する発光部とを組み合わせることにより、光の色を異ならせることができる発光部を実現することができる。
【００５８】
マイクロレンズアレイ４０は、複数の発光部３１にそれぞれ対向して配置された複数のマイクロレンズである、複数のレンズ４１を含む。複数のレンズ４１は、発光面３５に沿ってマトリクス状に配置される。図５には、発光部３１Ａ〜３１Ｅにそれぞれ対向するレンズ４１Ａ〜４１Ｅが代表的に示されている。一例ではレンズ４１Ａ〜４１Ｅの各々は、平凸レンズである。平凸レンズの平面は発光面３５に向けられている。たとえば平凸レンズは半球レンズであってもよい。
【００５９】
各々のレンズは、対応する発光部から発せられる光の照射方向を制御するためのものである。一実施形態では、レンズ４１Ａ〜４１Ｅの間では、発光部の光軸に対するレンズの光軸の相対的な位置が異なっている。発光部の光軸に対するレンズの光軸のずれの方向およびずれ量に従って、レンズから出射される光の方向が決定される。なお、この実施の形態において、発光部の光軸とは、発光領域の中心点を通り発光領域に対して垂直な軸を意味し、レンズの光軸とは、レンズの中心を通り、レンズの主面に対して垂直な軸を意味する。「ずれ量」とは、発光部の光軸に対するレンズの光軸のずれの大きさを意味する。
【００６０】
発光部３１Ｃの光軸３２Ｃと、レンズ４１Ｃの光軸４２Ｃとは実質的に一致している。発光部３１Ａの光軸３２Ａに対して、レンズ４１Ａの光軸４２Ａは、紙面右方向（＋Ｘ方向）にずれている。同様に、発光部３１Ｂの光軸３２Ｂに対して、レンズ４１Ｂの光軸４２Ｂも＋Ｘ方向にずれている。発光部３１Ａおよびレンズ４１Ａの対のほうが、発光部３１Ｂおよびレンズ４１Ｂの対よりも、ずれ量が大きい。
【００６１】
一方、発光部３１Ｄの光軸３２Ｄに対して、レンズ４１Ｄの光軸４２Ｄは、紙面左方向（−Ｘ方向）にずれている。同様に、発光部３１Ｅの光軸３２Ｅに対して、レンズ４１Ｅの光軸４２Ｅも−Ｘ方向にずれている。発光部３１Ｅおよびレンズ４１Ｅの対のほうが、発光部３１Ｄおよびレンズ４１Ｄの対よりも、ずれ量が大きい。
【００６２】
図５から理解されるように、図５に示す発光部３１Ａ〜発光部３１Ｅのいずれかを選択的に発光させることにより、照射立体角を異ならせることができる。照射立体角を異ならせることが可能であるので、照明装置２０の照明のパターンの制約が小さくなる。言い換えると、任意のパターンに従う照明を照明装置２０によって実現することができる。
【００６３】
図６に示すように、照明装置２０は、マトリクス状に配置された複数の照明要素２１を含む。すなわち照明装置２０は、複数の照明要素２１に区画される。各々の照明要素２１は、複数の発光部３１および複数のレンズ４１を含む。たとえば各々の照明要素２１は、図５に示す発光部３１Ａ〜発光部３１Ｅおよびレンズ４１Ａ〜４１Ｅを含むことができる。図示の都合上、図６では、各々の照明要素２１に含まれる１つの発光部３１および、対応する１つのレンズ４１が示される。
【００６４】
各々の照明要素２１は、発光領域と透明領域とを含む。発光領域を発光させることによって照明要素２１全体を発光させることができる。一方、各照明要素２１は、透明領域を備えることによって、透光性を有する。
【００６５】
照明装置２０は、複数の照明要素２１を互いに独立に点灯させることができる。複数の照明要素２１のうち、発光されるべき発光部３１を含む照明要素２１（すなわち、点灯させるべき照明要素２１）によって、照明装置２０による照明パターンが決定される。各照明要素２１から照射される光の波長を変えることができる照明装置２０においては、照明パターンは、複数の照明要素２１のうちの点灯させる照明要素２１と、点灯させる各照明要素２１から照射させる光の波長とによって決定されてもよい。
【００６６】
図７は、照明装置２０の構成要素である照明要素の構造の一例を模式的に示した平面図である。図７では、撮像部側（照明装置２０の上方）からの照明要素の平面視図が示されている。
【００６７】
照明要素２１は、マトリクス状に配置された複数のセル２２を含む。以下の説明では「行」はＸ方向を意味し、「列」はＹ方向を意味する。図５では、５行５列（＝５×５）に配置された２５個のセル２２からなる照明要素２１が示されている。しかし、照明要素２１を構成するセル２２の個数は特に限定されない。たとえば照明要素２１は、１１行１１列（＝１１×１１）に配置された１２１個のセル２２によって構成されてもよい。セル２２の個数が多いほど、照明要素２１の照射方向の分解能を向上させることができる一方で発光位置の分解能が低下する。照明要素２１を構成するセル２２の個数は、照射方向の分解能と発光位置の分解能とから決定することができる。
【００６８】
各々のセル２２は、発光部３１と、レンズ４１と、透明領域２４とを含む。発光部３１の発光面は、セル２２において発光領域を構成する。
【００６９】
複数の発光部３１は、第１のピッチＰ１でＸ方向およびＹ方向に配置される。複数のレンズ４１は、第２のピッチＰ２でＸ方向およびＹ方向に配置される。第２のピッチＰ２が第１のピッチＰ１よりも小さい（Ｐ２＜Ｐ１）ので、Ｘ方向（行方向）に沿って並べられた複数のセル２２について、発光部３１の光軸３２とレンズ４１の光軸４２との間のＸ方向のずれ量が、公差（Ｐ１−Ｐ２）の等差数列に従う。同様に、Ｙ方向（列方向）に沿って並べられた複数のセル２２について、発光部３１の光軸３２とレンズ４１の光軸４２との間のＹ方向のずれ量が公差（Ｐ１−Ｐ２）の等差数列に従う。
【００７０】
複数の発光部３１および複数のレンズ４１は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に対して対称に配置される。このことを説明するために、図７に対称軸２５，２６が示される。対称軸２５は、複数の発光部３１および複数のレンズ４１が、Ｘ軸に対して対称に配置されることを示すための軸であり、Ｙ方向に平行である。対称軸２６は、複数の発光部３１および複数のレンズ４１が、Ｙ軸に対して対称に配置されることを示すための軸であり、Ｘ方向に平行である。
【００７１】
図７において、セル２２Ｃは、照明要素２１の中心に位置するセルである。セル２２Ｃは、発光部３１Ｃとレンズ４１Ｃとを含む。発光部３１Ｃの光軸３２Ｃとレンズ４１Ｃの光軸４２Ｃとは平面視において重なる。すなわち、光軸３２Ｃと光軸４２Ｃとの間では、Ｘ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量は、ともに０である。なお、光軸３２Ｃ，４２Ｃは、対称軸２５，２６の交点に位置する。
【００７２】
照明要素２１内の各セルにおいて、発光部３１の光軸３２とレンズ４１の光軸４２との間のＸ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量は、そのセルと、中央のセル２２Ｃとの間のＸ方向の距離およびＹ方向の距離に従って決定される。これにより、セル２２ごとに光の照射方向を異ならせることができる。照明要素２１は、複数の方向からワークに光を照射することができる。さらに、複数のセルのうち、点灯させるセルを選択することによって、照明要素２１からの光の照射方向を制御することができる。
【００７３】
図７に示した構造では、Ｘ方向とＹ方向とで発光部３１のピッチおよびレンズ４１のピッチが同じである。しかしながら、Ｘ方向とＹ方向とで発光部３１のピッチを異ならせてもよい。同様にＸ方向とＹ方向とでレンズ４１のピッチを異ならせてもよい。
【００７４】
発光部３１の光軸３２に対するレンズ４１の光軸４２のずれ量（変位量）が大きい場合、発光部３１から出射された光の一部がレンズ４１の周囲から漏れる可能性がある。図８は、レンズ４１の周囲から漏れる光の対策のための構成を示す模式平面図である。図９は、図８に示された構成の模式断面図である。図８および図９に示されるように、レンズ４１の周辺を囲むように遮光部４４が設けられてもよい。遮光部４４は光を通さない部材、あるいは光を減衰させる部材からなる。遮光部４４によって、発光部３１からの光が意図しない方向に漏れる可能性を低減することができる。
【００７５】
図１０は、図８に示された構成の１つの変形例を示した模式平面図である。図１０に示された例では、図８に示された構成に比べて、遮光部４４の面積が大きい。これにより、発光部３１からの光が意図しない方向に漏れる可能性をさらに低減することができる。
【００７６】
図１１は、図８に示された構成の別の変形例を示した模式断面図である。図１１に示された例では、遮光部４４は、図１０に示した構成に加えて、レンズ４１の高さ（厚み）方向に沿った十分な高さでレンズ４１の周囲を囲む構成を有する。図１０に示された構成によれば、レンズ４１の周囲から漏れる光を低減する効果をさらに高めることができる。
【００７７】
＜Ｄ．実施の形態１＞
実施の形態１では、光切断法を用いてワークの表面が検査される。照明装置２０は、ある方向からワークＷに対してライン状の光を照射するとともに、その光を走査する。カメラ１０は、光が走査される間にワークＷを複数回撮像することにより、複数の撮影画像を作成する。上述の通り、光の走査は２回実行される。
【００７８】
図１２は、光切断法を実施する際における光の１回目の走査を説明するための図である。図１３は、図１２に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。図１３および、以下に説明される図に示した照明要素２１の構成は、基本的に図５に示された構成と同じであるので、詳細な説明は繰り返さない。なお、以下に説明する図では、照明装置２０において発光している領域および、照明要素において発光している発光部をハッチングによって示す。
【００７９】
図１２に示されるように、照明装置２０は、カメラ１０の光軸１１に対して角度θをなす方向から、ライン状の光ＬＴをワークＷに照射し、かつ、その光ＬＴを＋Ｘ方向に走査する。光ＬＴが走査される間に、カメラ１０は、ワークＷの表面を複数回撮像する。これにより複数の撮影画像が取得される。
【００８０】
図１３には、光の走査中における照明装置２０の１つの状態が示されている。図１３に示した直線Ｌ１は、カメラ１０の光軸のＸ座標を示すための仮想的な直線であり、Ｙ軸に平行な直線である。照明装置２０は、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の照明要素２１を点灯させる。一例として、図１３は、直線Ｌ１から距離ｄ１だけ−Ｘ方向に離れた位置する複数の照明要素２１が点灯する状態を示す。所定方向からワークＷに光を照射するために、複数の照明要素２１の各々では、特定の列（たとえば列Ｃ２）に配置された３つの発光部３１が発光する。これにより、照明装置２０は、カメラ１０の光軸１１に対して角度θの方向から、Ｙ方向に沿ったライン状の光を、ワークＷの表面の所望の場所に照射することができる。
【００８１】
図１４は、光切断法を実施する際における光の２回目の走査を説明するための図である。図１５は、図１４に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。図１４に示されるように、２回目の走査では、照明装置２０は、１回目の走査における光の照射方向とは逆の方向からワークＷにライン状の光ＬＴを照射する。光の照射される方向は、カメラ１０の光軸１１に対して角度θをなす。
【００８２】
照明装置２０は、光ＬＴをたとえば−Ｘ方向に走査する。しかし１回目の走査と同じく、照明装置２０は光ＬＴを＋Ｘ方向に走査してもよい。光ＬＴが走査される間にカメラ１０は、ワークＷの表面を複数回撮像する。これにより複数の撮影画像が取得される。
【００８３】
一例として、図１５は、直線Ｌ１から距離ｄ２だけ＋Ｘ方向に離れた位置する複数の照明要素２１が点灯する状態を示す。複数の照明要素２１の各々では、特定の列（たとえば列Ｃ４）に配置された３つの発光部３１が発光する。図１３および図１５の比較から理解されるように、列Ｃ４と、列Ｃ２とを比較すると、発光部３１およびレンズ４１が対称軸２５に対して対称に配置される。したがって、照明装置２０は、１回目の走査における光の照射方向とは逆の方向、かつカメラ１０の光軸１１に対して角度θをなす方向から、Ｙ方向に沿ったライン状の光を、ワークＷの表面の所望の場所に照射することができる。
【００８４】
図１６は、実施の形態１に係る検査方法に含まれる距離算出方法を示したフローチャートである。図２および図１６を参照することにより実施の形態１に係る距離算出方法を以下に説明する。ステップＳ１において、照明装置２０は１回目の光の走査を行うとともに、カメラ１０がワークＷをｎ（ｎは２以上の整数）回撮像する。これによりｎ枚の画像（ｎ枚の撮影画像３）が取得される。
【００８５】
ステップＳ２において、制御装置１００は、ステップＳ１の処理によって得られたｎ枚の画像から、処理画像４を作成する。具体的には、制御装置１００は、画素位置（ｘ，ｙ）ごとに、ｎ枚の撮像画像の中から、輝度が最大となる画素を特定する。そして、制御装置１００は、その画像が得られたときの距離ｄ１（図１２および図１３を参照）を、画素の情報に含める。距離ｄ１は、ワークＷの表面上の測定点に対応する画素（画素位置（ｘ，ｙ）の画素）の輝度が最大となるときの照明装置２０の第１の発光位置を表す。処理画像４内の各画素は、最も高い輝度の値を与える距離ｄ１の情報を画素値として有する。なお、図１６では、処理画像４を「ｄ１画像」と呼ぶ。
【００８６】
ステップＳ３において、照明装置２０は２回目の光の走査を行うとともに、カメラ１０がワークＷをｎ回撮像する。これによりｎ枚の画像が取得される。ステップＳ４において、制御装置１００は、ステップＳ３の処理によって得られたｎ枚の画像（ｎ枚の撮影画像５）から、処理画像６を作成する。
【００８７】
ステップＳ４において、制御装置１００は、ステップＳ３の処理によって得られたｎ枚の画像（ｎ枚の撮影画像５）から、処理画像６を作成する。ステップＳ２の処理と同様に、制御装置１００は、画素位置（ｘ，ｙ）ごとに、ｎ枚の撮像画像の中から、輝度が最大となる画素を特定する。そして、制御装置１００は、その画像が得られたときの距離ｄ２（図１４および図１５を参照）を、画素の情報に含める。距離ｄ２は、ワークＷの表面上の測定点に対応する画素（画素位置（ｘ，ｙ）の画素）の輝度が最大となるときの照明装置２０の第２の発光位置を表す。処理画像６内の各画素は、最も高い輝度の値を与える距離ｄ２の情報を画素値として有する。なお、図１６では、処理画像６を「ｄ２画像」と呼ぶ。
【００８８】
ステップＳ５では、制御装置１００は、ｄ１画像（処理画像４）とｄ２画像（処理画像６）とを用いて、各座標（ｘ，ｙ）の画素に対応する距離Ｄを算出する。距離Ｄは、照明装置２０の発光面３５から、座標（ｘ，ｙ）の画素に対応するワークＷの表面上の測定点までの距離である。
【００８９】
図１７は、実施の形態１に係る距離算出方法の原理を説明した図である。図１７において、測定点１３は、座標（ｘ，ｙ）の画素に対応するワークＷの表面上の位置に対応する。処理画像４（ｄ１画像）における画素ＰＸ１、および処理画像６（ｄ２画像）における画素ＰＸ２は、測定点１３に対応した画素である。
【００９０】
直線１２は、測定点１３を通り、照明装置２０の中心線２８（発光面３５の中心を通り、発光面３５に垂直な直線）に平行な直線である。照明装置２０の中心線２８と直線１２との間の距離をｄとすると、以下の式（１）および式（２）が成立する。
【００９１】
（ｄ１−ｄ）＝Ｄ×ｔａｎθ  （１）
（ｄ２＋ｄ）＝Ｄ×ｔａｎθ  （２）
式（１）および式（２）からｄを消去すると、以下の式（３）が成立する。
【００９２】
（ｄ１＋ｄ２）＝２Ｄ×ｔａｎθ  （３）
式（３）を変形すると、以下の式（４）が導かれる。
【００９３】
Ｄ＝（ｄ１＋ｄ２）／（２×ｔａｎθ）  （４）
θは照明装置２０からの光の出射方向である。制御装置１００は、照明装置２０を制御することによって照明装置２０から光が出射される方向を制御する。したがって制御装置１００は、角度θの値を知ることができる。距離ｄ１，ｄ２は、それぞれ、処理画像４の画素および処理画像６の画素が有する情報であり、照明装置２０による光の走査の条件から決定される。
【００９４】
式（４）には距離ｄが含まれないので、ワークＷの表面上の任意の位置について、式（４）が成立する。式（４）を用いることによって、距離ｄ１（第１の発光位置）、距離ｄ２（第２の発光位置）、角度θ（光の照射方向）に基づいて、照明装置２０の発光面３５からワークＷの表面上の任意の位置までの距離Ｄを算出することができる。
【００９５】
距離ｄ１，ｄ２の各々は、発光面３５の中心からの距離である。複数の照明要素２１がマトリクス状に配置されているので、距離ｄ１，ｄ２を決定することができる。したがって、撮像部と照明装置との間のキャリブレーションを不要としながら対象物の検査を行うことが可能となる。
【００９６】
照明パターンを走査する際に、発光面における発光領域の一方の端から他方の端までの範囲を走査してもよい（全走査）。しかしながら距離を求めたい箇所が限定される場合は走査範囲を限定させることも可能である。
【００９７】
角度θが小さい場合には、三角測距の原理上、距離の精度が低下する一方で、オクルージョン（遮蔽）のリスクが小さい。逆に、角度θの値が大きい場合、距離の精度が向上するものの、オクルージョンのリスクが大きい。したがって光の照射方向を定める角度θの値は、ワークの形状に応じて変化させても良い。角度θの値を変化させながら複数回の試行を行い、その結果を統合してもよい。
【００９８】
以上の説明では、走査の方向がＸ方向であるが、Ｙ方向の走査も実行可能である。上述の説明において、Ｘ方向（Ｘ軸）をＹ方向（Ｙ軸）に置き換えるとともに、対称軸２５を対称軸２６に置き換えればよい。Ｘ方向の走査による測定とＹ方向の走査による測定とを試行して、それらの結果を統合してもよい。
【００９９】
また、上記の説明では、照明要素２１の１列に含まれる５個の発光部３１のうち３個が点灯する。しかし、１列に含まれる全ての（５個の）発光部３１を発光させてもよい。あるいは１列の中央に位置する１つの発光部３１のみを発光させてもよい。
【０１００】
＜Ｅ．実施の形態２＞
実施の形態２では、位相シフト法を用いてワークの表面が検査される。照明装置２０は、ある方向からワークＷに対して縞パターンの光を照射するとともに、その光を走査する。カメラ１０は、光が走査される間にワークＷを複数回撮像することにより、複数の撮影画像を作成する。実施の形態１と同様に、光の走査は２回実行される。
【０１０１】
図１８は、位相シフト法を実施する際における光の１回目の走査を説明するための図である。図１９は、図１８に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。図１８に示すように、照明装置２０は、カメラ１０の光軸１１に対して角度θをなす方向から、ワークＷに光ＬＴを照射する。カメラ１０は、ワークＷの表面を撮像する。照明装置２０は、縞パターン（明暗パターン）の光を、縞パターンの位相を変化させながらワークＷに照射する。これにより、縞パターンの光をワークの表面上で走査するのと等価な状態を発生させることができる。照明パターンは周期的なパターンであるため、照明装置２０は、位相を１周期分変化させるだけでよい。図１８に示す例では、照明パターンが＋Ｘ方向に走査される。
【０１０２】
図１９に示されるように、照明装置２０は、Ｘ方向に沿って明暗が交互に生じるように、複数の列の照明要素２１を点灯させる。Ｌは縞パターンの周期に対応する長さを表す。なお、発光の強度が正弦波に従って変化するように、照明装置２０を制御してもよい。所定方向からワークＷに光を照射するために、複数の照明要素２１の各々では、特定の列（たとえば列Ｃ２）に配置された３つの発光部３１が発光する。
【０１０３】
図２０は、位相シフト法を実施する際における光の２回目の走査を説明するための図である。図２１は、図２０に示す光照射のための照明装置の照明パターンを説明するための図である。図２０に示されるように、２回目の走査では、照明装置２０は、１回目の走査における光の照射方向とは逆の方向から光ＬＴをワークＷに照射する。光の照射される方向は、カメラ１０の光軸に対して角度θをなす。
【０１０４】
照明装置２０は、光ＬＴをたとえば−Ｘ方向に走査する。しかし１回目の走査と同じく、照明装置２０は光ＬＴを＋Ｘ方向に走査してもよい。光ＬＴが走査される間にカメラ１０は、ワークＷの表面を複数回撮像する。
【０１０５】
一例として、複数の照明要素２１の各々では、特定の列（たとえば列Ｃ４）に配置された３つの発光部３１が発光する。実施の形態１における例と同様に、照明装置２０は、１回目の走査における光の照射方向とは逆の方向、かつカメラ１０の光軸１１に対して角度θをなす方向から、光を照射することができる。
【０１０６】
図２２は、実施の形態２に係る検査方法に含まれる距離算出方法を示したフローチャートである。図２および図２２を参照することにより、実施の形態２に係る距離算出方法を以下に説明する。ステップＳ１１において、照明装置２０は１回目の光の走査を行う。すなわち照明装置２０は、照明パターンの位相を、たとえば１周期分、変化させる。位相の変化分は特に限定されない。カメラ１０がワークＷをｎ（ｎは２以上の整数）回撮像する。これによりｎ枚の画像が取得される。
【０１０７】
ステップＳ１２において、制御装置１００は、ステップＳ１１の処理によって得られたｎ枚の画像（ｎ枚の撮影画像３）から、照明パターン（縞パターン）の位相αを画素値とする処理画像４を作成する。
【０１０８】
たとえば照明装置２０の発光面（発光面３５）において、正弦波パターンに従って発光しているとする。この場合、正弦波の極大点は照明強度の最大値を表し、正弦波の極小点は照明強度の最小値を表し、正弦波の極大点および極小点の中間点は、照明強度の中間値を表す。なお、図２２では、処理画像４を「位相画像１」と呼ぶ。
【０１０９】
図２３は、照明パターンの位相を求める方法を説明するための模式図である。図２３に示されるように、発光面３５から光が照射方向に沿って照射されたとき、発光面３５上のある点Ａ１と、ワークＷの表面上の点Ｂ１とが対応づけられる。たとえば発光パターンの位相を９０°ずつ変化させながら、ワークＷの表面をカメラ１０により撮影して、画素の輝度値（濃度値）を記録する。この場合、画素の輝度値を表す４点が得られる。次に、この４点に対して正弦波をフィッティングする。基準波がｓｉｎ（ｘ）である場合に、フィッティングされた正弦波がｓｉｎ（ｘ−ａ）で表されるとする。この場合、値ａが位相である。すなわち、照明パターンの位相を求める方法とは、基準波からの位相差を求める方法である。ワークＷの表面上の点Ｂ２に対しても、同様の方法により、位相が求められる。
【０１１０】
なお、輝度値は誤差を有する。したがって、位相の変化を小さくするほど輝度値を表す点の数が多くなるため、より精度よく位相を求めることができる。
【０１１１】
図２２に戻り、ステップＳ１３において、照明装置２０は２回目の光の走査を行うとともに、カメラ１０がワークＷをｎ回撮像する。これによりｎ枚の画像が取得される。ステップＳ１４において、制御装置１００は、ステップＳ１３の処理によって得られたｎ枚の画像（ｎ枚の撮影画像５）から、照明パターンの位相βを画素値とする処理画像６を作成する。ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２の処理と同様である（図２３を参照）。なお、図２２では、処理画像６を「位相画像２」と呼ぶ。
【０１１２】
ステップＳ１５では、制御装置１００は、位相画像１（処理画像４）と位相画像２（処理画像６）とを用いて、各座標（ｘ，ｙ）の画素に対応する距離Ｄを算出する。
【０１１３】
図２４は、実施の形態２に係る距離算出方法の原理を説明した図である。実施の形態２においても同様に式（４）が成立する。距離ｄ１，ｄ２は、それぞれ以下の式（５）および式（６）に従って表される。
【０１１４】
ｄ１＝Ｌ×ｓｉｎα  （５）
ｄ２＝Ｌ×ｓｉｎβ  （６）
Ｌは縞パターンの縞の周期であるので、既知の値である。位相α，βはそれぞれ、処理画像４の画素および処理画像６の画素が有する画素値（位相の値）である。したがって、式（４）に式（５）および式（６）を代入することによって、距離Ｄを算出することができる。なお、周期固定の縞パターンを用いた場合、位相シフト法において算出できるのは、絶対距離ではなく、発光面３５に平行な仮想平面５０からの相対距離である。実施の形態２において、距離Ｄは、この相対距離である。図２４では１つの仮想平面（仮想平面５０）を示しているが、仮想平面は、発光面３５に平行であり、かつ、一定間隔で複数の候補が存在する。
【０１１５】
＜Ｆ．照明装置の構成の変形例＞
図２５は、変形例１に係る照明装置１２０の一部断面を示す模式図である。図３に示す照明装置２０と比較して、照明装置１２０は、マイクロレンズアレイ４０に替えてマイクロレンズアレイ１４０を備える。マイクロレンズアレイ１４０は、複数の発光部３１にそれぞれ対向して配置された複数のマイクロレンズである、複数のレンズ１４１を含む。図２５には、発光部３１Ａ〜３１Ｅにそれぞれ対向するレンズ１４１Ａ〜１４１Ｅが代表的に示されている。
【０１１６】
レンズ１４１Ａ〜１４１Ｅの各々は、ロッドレンズである。レンズ１４１Ａ〜１４１Ｅの間では、発光部３１の光軸（光軸３２Ａ〜３２Ｅ）に対するレンズの光軸（光軸１４２Ａ〜１４２Ｅ）の角度が異なっている。ロッドレンズの入射面に対する光の入射角度を異ならせることによって、ロッドレンズの出射面から出射される光の出射角度（レンズの光軸に対する角度）を異ならせることができる。したがって、照明装置１２０では、発光部ごとに光の出射方向を異ならせることができる。ロッドレンズを利用することにより、ワークＷの形状の検査を実施可能な、ワークＷと照明装置１２０との間の距離を大きくすることができる。
【０１１７】
図２６は、変形例２に係る照明装置２２０の一部断面を示す模式図である。図３に示す照明装置２０と比較して、照明装置２２０は、マイクロレンズアレイ４０に替えてマイクロレンズアレイ２４０を備える。マイクロレンズアレイ２４０は、複数の発光部３１にそれぞれ対向して配置された複数のマイクロレンズである、複数のレンズ２４１を含む。図２６には、発光部３１Ａ〜３１Ｅにそれぞれ対向するレンズ２４１Ａ〜２４１Ｅが代表的に示されている。
【０１１８】
レンズ２４１Ａ〜２４１Ｅの各々は、凹レンズである。図２５に示された変形例と同様に、レンズ２４１Ａ〜２４１Ｅの間では、発光部３１の光軸に対するレンズの光軸の角度が異なっている。発光部の光軸（光軸３２Ａ〜３２Ｅ）に対するレンズの光軸（光軸２４２Ａ〜２４２Ｅ）の角度を異ならせることによって、凹レンズから出射される光の出射角度（レンズの光軸に対する角度）を異ならせることができる。
【０１１９】
図２７は、変形例３に係る照明装置３２０の一部断面を示す模式図である。図３に示す照明装置２０と比較して、照明装置３２０は、マイクロレンズアレイ４０に替えてマイクロレンズアレイ３４０を備える。マイクロレンズアレイ３４０は、複数の発光部３１にそれぞれ対向して配置された複数のマイクロレンズである、複数のレンズ３４１を含む。図２７には、発光部３１Ａ〜３１Ｅにそれぞれ対向するレンズ３４１Ａ〜３４１Ｅが代表的に示されている。
【０１２０】
変形例３では、図３の構成におけるレンズ４１Ａ〜４１Ｅが、レンズ３４１Ａ〜３４１Ｅに置き換えられ、光軸４２Ａ〜４２Ｅが、光軸３４２Ａ〜３４２Ｅに置き換えられている。レンズ３４１Ａ〜３４１Ｅの各々は凸レンズである。ただし、レンズ３４１Ａ〜３４１Ｅの各々の形状は、レンズ４１Ａ〜４１Ｅの形状とは異なる。図３に示された例と同じく、発光部の光軸（光軸３２Ａ〜３２Ｅ）に対するレンズの光軸（光軸３４２Ａ〜３４２Ｅ）の相対的な位置を異ならせることにより、発光部から発せられる光の照射方向をレンズによって制御することができる。
【０１２１】
なお図２５および図２６に示された照明装置において、照明要素はマトリクス状に配置された複数のセル２２を含む。複数のセル２２の間では、そのセルの位置に応じて、発光部の光軸に対するレンズの光軸の傾きの角度を異ならせることができる。さらに、Ｘ軸に対するレンズの光軸の角度および、Ｙ軸に対するレンズの光軸の角度がセルごとに異なり得る。
【０１２２】
また、図２５〜図２７に示されたマイクロレンズアレイ１４０，２４０，３４０において、レンズの周囲に遮光部４４（図８〜図１１を参照）を配置してもよい。
【０１２３】
＜Ｇ．付記＞
以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。
【０１２４】
（構成１）
対象物（Ｗ）を撮影する撮像部（１０）と、
前記対象物（Ｗ）と前記撮像部（１０）との間に配置されて、前記対象物（Ｗ）に向けて光を照射する発光面（３５）を有し、前記発光面（３５）における発光位置および前記光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部（２０，１２０，２２０，３２０）と、
前記撮像部（１０）および前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）を制御するように構成された制御部（１００）とを備え、
前記制御部（１００）は、
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の第１の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）に第１の方向から前記対象物（Ｗ）に光を照射させるとともに、前記発光面（３５）における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査させて、前記第１の走査の間に、前記撮像部（１０）に前記対象物（Ｗ）を撮像させ、
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の第２の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）に、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記対象物（Ｗ）に前記光を照射させるとともに前記発光面（３５）における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査させ、前記第２の走査の間に前記撮像部（１０）に前記対象物（Ｗ）を撮像させ、
前記制御部（１００）は、前記第１の走査および前記第２の走査の際に撮像された前記対象物（Ｗ）の画像から、前記対象物（Ｗ）の表面の測定点（１３）が照明されるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を特定し、特定された発光位置、および、前記第１の方向および前記第２の方向に基づいて、前記測定点（１３）までの距離を算出する、画像検査装置（１）。
【０１２５】
（構成２）
前記撮像部（１０）は、前記第１の走査の際に、前記対象物（Ｗ）を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像（３）を作成し、前記第２の走査の際に、前記対象物（Ｗ）を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像（５）を作成し、
前記制御部（１００）は、
前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記対象物（Ｗ）の前記測定点（１３）を照明するための前記発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像（４）を作成し、
前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記対象物（Ｗ）の前記測定点（１３）を照明するための前記発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像（６）を作成し、
前記第１の処理画像（４）に含まれる前記第１の発光位置の情報、前記第２の処理画像（６）に含まれる前記第２の発光位置の情報、前記第１の方向および前記第２の方向から、前記距離を算出する、構成１に記載の画像検査装置（１）。
【０１２６】
（構成３）
前記第１の走査および前記第２の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）は、ライン状の前記光を前記対象物（Ｗ）に照射し、
前記制御部（１００）は、前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記測定点（１３）に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を前記第１の発光位置に決定して、前記第１の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像（４）を作成し、
前記制御部（１００）は、前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記測定点（１３）に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を前記第２の発光位置に決定して、前記第２の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像（６）を作成する、構成２に記載の画像検査装置（１）。
【０１２７】
（構成４）
前記第１の走査および前記第２の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）は、縞パターンの前記光を前記対象物（Ｗ）に照射し、かつ、前記縞パターンの位相を変化させることによって前記光の走査と等価な状態を発生させ、
前記制御部（１００）は、前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記第１の発光位置に関する情報として、縞パターンの第１の位相（α）の情報を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像（４）を作成し、
前記制御部（１００）は、前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記第２の発光位置に関する情報として、縞パターンの第２の位相（β）の情報を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像（６）を作成する、構成２に記載の画像検査装置（１）。
【０１２８】
（構成５）
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）は、
マトリクス状に配列され、選択的に発光可能に構成された複数の発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）と、
前記複数の発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）の各々から発せられる前記光の前記照射方向を、各前記複数の発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）の位置に対応した方向に制御するように構成された光学系（４０，１４０，２４０，３４０）とを含む、構成１から構成４のいずれか１項に記載の画像検査装置（１）。
【０１２９】
（構成６）
前記光学系（４０，１４０，２４０，３４０）は、
前記複数の発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）にそれぞれ対向して設けられた複数のマイクロレンズ（４１，４１Ａ−４１Ｅ，１４１Ａ−１４１Ｅ，２４１Ａ−２４１Ｅ，３４１Ａ−３４１Ｅ）を含む、構成５に記載の画像検査装置（１）。
【０１３０】
（構成７）
前記複数のマイクロレンズ（４１，４１Ａ−４１Ｅ，１４１Ａ−１４１Ｅ，２４１Ａ−２４１Ｅ，３４１Ａ−３４１Ｅ）のうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸（４２，４２Ａ−４２Ｅ，１４２Ａ−１４２Ｅ，２４２Ａ−２４２Ｅ，３４２Ａ−３４２Ｅ）が、前記少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部の光軸（３２，３２Ａ−３２Ｅ）とずれるように、前記複数のマイクロレンズが配置されている、構成６に記載の画像検査装置（１）。
【０１３１】
（構成８）
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）は、複数の照明要素（２１）に区画され、
前記複数の照明要素（２１）のうちの少なくとも１つの照明要素において、前記少なくとも一部のマイクロレンズ（４１，４１Ａ−４１Ｅ，３４１Ａ−３４１Ｅ）が、前記発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）のピッチ（Ｐ１）よりも小さいピッチ（Ｐ２）で配置されている、構成７に記載の画像検査装置（１）。
【０１３２】
（構成９）
前記複数のマイクロレンズ（１４１Ａ−１４１Ｅ，２４１Ａ−２４１Ｅ）のうちの少なくとも一部のマイクロレンズの光軸（１４２Ａ−１４２Ｅ，２４２Ａ−２４２Ｅ）が、前記少なくとも一部のマイクロレンズに対向する発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）の光軸（３２，３２Ａ−３２Ｅ）に対して傾けられるように、前記複数のマイクロレンズ（１４１Ａ−１４１Ｅ，２４１Ａ−２４１Ｅ）が配置されている、構成６に記載の画像検査装置（１）。
【０１３３】
（構成１０）
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）は、
前記複数の発光部（３１，３１Ａ−３１Ｅ）から出射される光のうち前記複数のマイクロレンズのそれぞれの周囲から漏れる光を遮るように構成された遮光部（４４）をさらに含む、構成６から構成９のいずれか１項に記載の画像検査装置（１）。
【０１３４】
（構成１１）
対象物（Ｗ）を撮影する撮像部（１０）と、前記対象物（Ｗ）と前記撮像部（１０）との間に配置されて、前記対象物（Ｗ）に向けて光を照射する発光面（３５）を有し、前記発光面（３５）における発光位置および前記光の照射方向を制御可能に構成された、透光性の照明部（２０，１２０，２２０，３２０）と、前記撮像部（１０）および前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）を制御するように構成された制御部（１００）とを備えた画像検査装置（１）による画像検査方法であって、
第１の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が第１の方向から前記対象物（Ｗ）に光を照射するとともに、前記発光面（３５）における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査して、前記第１の走査の間に、前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を撮像するステップ（Ｓ１，Ｓ１１）と、
第２の走査において、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記対象物（Ｗ）に前記光を照射するとともに前記発光面（３５）における前記発光位置を変化させることにより前記光を走査して、前記第２の走査の間に前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を撮像するステップ（Ｓ３，Ｓ１３）と、
前記制御部（１００）が、前記第１の走査および前記第２の走査の際に撮像された前記対象物（Ｗ）の画像から、前記対象物（Ｗ）の表面の測定点（１３）が照明されるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を特定し、特定された発光位置、および、前記第１の方向および前記第２の方向に基づいて、前記測定点（１３）までの距離を算出するステップ（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５）とを備える、画像検査方法。
【０１３５】
（構成１２）
前記第１の走査の間に前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を撮像するステップ（Ｓ１，Ｓ１１）は、前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を複数回撮像して、複数の第１の撮影画像（３）を作成するステップを含み、
前記第２の走査の間に前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を撮像するステップ（Ｓ３，Ｓ１３）は、前記撮像部（１０）が前記対象物（Ｗ）を複数回撮像して、複数の第２の撮影画像（５）を作成するステップを含み、
前記距離を算出するステップ（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５）は、
前記制御部（１００）が、前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記対象物（Ｗ）の前記測定点（１３）を照明するための前記発光位置である第１の発光位置に関する情報を有する第１の処理画像（４）を作成するステップ（Ｓ２，Ｓ１２）と、
前記制御部（１００）が、前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記対象物（Ｗ）の前記測定点（１３）を照明するための前記発光位置である第２の発光位置に関する情報を有する第２の処理画像（６）を作成するステップ（Ｓ４，Ｓ１４）と、
前記第１の処理画像（４）に含まれる前記第１の発光位置の情報、前記第２の処理画像（６）に含まれる前記第２の発光位置の情報、前記第１の方向および前記第２の方向から、前記距離を算出するステップ（Ｓ５，Ｓ１５）とを含む、構成１１に記載の画像検査方法。
【０１３６】
（構成１３）
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が前記対象物（Ｗ）に前記光を照射するステップ（Ｓ１，Ｓ３）は、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が、ライン状のパターンの前記光を前記対象物（Ｗ）に照射するステップを含み、
前記第１の処理画像（４）を作成するステップ（Ｓ２）は、前記制御部（１００）が、前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記測定点（１３）に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を前記第１の発光位置に決定して、前記第１の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像（４）を作成するステップを含み、
前記第２の処理画像（６）を作成するステップ（Ｓ４）は、前記制御部（１００）が、前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記測定点（１３）に対応する画素の輝度が最大となるときの前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）の前記発光位置を前記第２の発光位置に決定して、前記第２の発光位置を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像（６）を作成するステップを含む、構成１２に記載の画像検査方法。
【０１３７】
（構成１４）
前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が前記対象物（Ｗ）に前記光を照射するステップ（Ｓ１１，Ｓ１３）は、前記照明部（２０，１２０，２２０，３２０）が、縞パターンの前記光を前記対象物（Ｗ）に照射し、かつ、前記縞パターンの位相を変化させることによって前記光の走査と等価な状態を発生させるステップを含み、
前記第１の処理画像（４）を作成するステップ（Ｓ１２）は、前記制御部（１００）が、前記複数の第１の撮影画像（３）から、前記第１の発光位置に関する情報として、縞パターンの第１の位相（α）の情報を画素の情報に含めることによって前記第１の処理画像（４）を作成するステップを含み、
前記第２の処理画像（６）を作成するステップ（Ｓ１４）は、前記制御部（１００）が、前記複数の第２の撮影画像（５）から、前記第２の発光位置に関する情報として、縞パターンの第２の位相（β）の情報を画素の情報に含めることによって前記第２の処理画像（６）を作成するステップを含む、構成１２に記載の画像検査方法。
【０１３８】
今回開示された各実施の形態は全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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組み合わせても、実施することが意図される。
【符号の説明】
【０１３９】
１  画像検査装置、３，５  撮影画像、４，６  処理画像、７  距離画像、１０  カメラ、１１，３２，３２Ａ−３２Ｅ，４２，４２Ａ−４２Ｅ，１４２Ａ−１４２Ｅ，２４２Ａ−２４２Ｅ，３４２Ａ−３４２Ｅ  光軸、１２，Ｌ１  直線、１３  測定点、２０，１２０，２２０，３２０  照明装置、２１  照明要素、２２，２２Ｃ  セル、２４  透明領域、２５，２６  対称軸、２８  中心線、３０  面光源、３１，３１Ａ−３１Ｅ  発光部、３５  発光面、４０，１４０，２４０，３４０  マイクロレンズアレイ、４１，４１Ａ−４１Ｅ，１４１，１４１Ａ−１４１Ｅ，２４１，２４１Ａ−２４１Ｅ，３４１，３４１Ａ−３４１Ｅ  レンズ、４４  遮光部、５０  仮想平面、１００  制御装置、３００  ステージ、Ａ１，Ｂ１，Ｂ２  点、Ｃ２，Ｃ４  列、Ｄ，ｄ，ｄ１，ｄ２  距離、ＬＴ  光、Ｐ１  第１のピッチ、Ｐ２  第２のピッチ、ＰＸ，ＰＸ１，ＰＸ２  画素、Ｓ１−Ｓ５，Ｓ１１−Ｓ１５  ステップ、Ｗ  ワーク。
【図１】
2019144202.tif 000003
【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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