(57)【要約】【課題】対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすい外観検査システムを提供する。【解決手段】決定部は、対象物上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置にレンズモジュールの焦点を合わすことが可能である、対象物に対する撮像装置の複数の相対位置候補を決定する。選択部は、複数の検査対象位置の各々について対応する複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、前記対象物を前記撮像装置で撮像して外観検査を行なう外観検査システムであって、
前記撮像装置は、焦点位置が可変であるレンズモジュールを含み、
前記外観検査システムは、
前記対象物上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置に前記レンズモジュールの焦点を合わすことが可能である、前記対象物に対する前記撮像装置の複数の相対位置候補を決定する決定部と、
前記複数の検査対象位置の各々について対応する前記複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を前記指定経路として選択する選択部と、
前記撮像装置の相対位置を前記指定経路に従って異ならせるときに、前記複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、前記レンズモジュールを制御するレンズ制御部とを備える、外観検査システム。
【請求項２】
前記選択部は、前記複数の経路候補の各々について、前記予め設定された要件を満たすか否かを評価するための評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記指定経路を選択する、請求項１に記載の外観検査システム。
【請求項３】
前記評価値は、複数の前記経路候補の各々について、当該経路候補の経路長に依存する項、当該経路候補の曲率に依存する項、当該経路候補に従って前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置を変更するのに要する時間に依存する項、および、前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置の時間に関する導関数に依存する項の少なくとも１つを含む評価関数を用いて算出される、請求項２に記載の外観検査システム。
【請求項４】
前記レンズモジュールの焦点距離は可変であり、
前記レンズ制御部は、前記複数の検査対象位置の各々に対応する前記撮像装置の撮像視野が予め定められた範囲内となるように、前記レンズモジュールの焦点距離を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の外観検査システム。
【請求項５】
前記決定部は、前記複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像視野内に含まれ、かつ、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、前記対象物に対する前記撮像装置の複数の相対位置を前記複数の相対位置候補として決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の外観検査システム。
【請求項６】
前記レンズモジュールの焦点距離は可変であり、
前記決定部は、前記複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲を撮像視野とするように前記レンズモジュールの焦点距離を設定したときに、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、前記対象物に対する前記撮像装置の複数の相対位置を前記複数の相対位置候補として決定し、
前記レンズ制御部は、前記複数の検査対象位置の各々に対する前記撮像装置の撮像視野が前記予め定められた範囲となるように、前記レンズモジュールの焦点距離を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の外観検査システム。
【請求項７】
複数の軸を有し、前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置を変化させるロボットをさらに備え、
前記予め設定された要件は、前記複数の軸のうちの指定された軸のみを用いたときに前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置が取り得る範囲内を前記指定経路が通るという要件を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の外観検査システム。
【請求項８】
複数の軸を有し、前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置を変化させるロボットをさらに備え、
前記予め設定された要件は、予め設定された空間内に前記指定経路が含まれるという要件、および、前記ロボットが前記指定経路に沿って前記対象物に対する前記撮像装置の相対位置を変化させるときに、前記複数の軸の制御値の組み合わせが予め設定された範囲内に含まれるという要件の少なくとも一方を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の外観検査システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の外観検査システムにおいて用いられる画像処理装置であって、
前記複数の検査対象位置を撮像することにより得られた画像を処理することにより、前記対象物の外観の良否を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を出力する出力部とを備える、画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の外観検査システムにおいて用いられる設定装置であって、
前記決定部と前記選択部とを備える、設定装置。
【請求項１１】
対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、前記対象物を前記撮像装置で撮像して外観検査を行なう検査方法であって、
前記撮像装置は、焦点位置が可変であるレンズモジュールを含み、
前記検査方法は、
前記対象物上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置に前記レンズモジュールの焦点を合わすことが可能である、前記対象物に対する前記撮像装置の複数の相対位置候補を決定するステップと、
前記複数の検査対象位置の各々について対応する前記複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を前記指定経路として選択するステップと、
前記撮像装置の相対位置を前記指定経路に従って異ならせるときに、前記複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、前記レンズモジュールを制御するステップとを備える、検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像画像を用いて対象物を検査する外観検査システム、外観検査システムにおいて用いられる画像処理装置および設定装置、ならびに検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理技術を用いて、樹脂や金属などの対象物を検査する外観検査システムが数多く提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２００７−２４８２４１号公報（特許文献１）には、対象物を撮像するための撮像装置と、撮像装置の視野を照明するための照明装置と、撮像装置または対象物の位置および姿勢を変更可能に支持する支持装置と、撮像装置および支持装置の動作を制御する制御装置と、照明装置の照明下で撮像装置により生成された画像を取り込んで検査のための画像処理を行う画像処理装置とを備える検査装置が開示されている。制御装置は、対象物に対する複数回の撮像について、それぞれその撮像時に満足すべき対象物と撮像装置との関係を表す設定情報を作成する。特開２００７−２４０４３４号公報（特許文献２）にも同様の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４８２４１号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の検査装置では、対象物上の検査対象位置ごとに最適な設定情報が設定される。しかしながら、複数の検査対象位置を順次撮像する際の対象物に対する撮像装置の相対位置の経路については何ら考慮されていない。様々な制約によって各検査対象位置に対応する撮像装置の位置の自由度が低い場合、予め設定された要件を満たす経路を設定することが困難となる。
【０００６】
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、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすい外観検査システム、当該外観検査システムにおいて用いられる画像処理装置および設定装置、ならびに検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一例によれば、外観検査システムは、対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、対象物を撮像装置で撮像して外観検査を行なう。撮像装置は、焦点位置が可変であるレンズモジュールを含む。外観検査システムは、決定部と選択部とレンズ制御部とを備える。決定部は、対象物上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置にレンズモジュールの焦点を合わすことが可能である、対象物に対する撮像装置の複数の相対位置候補を決定する。選択部は、複数の検査対象位置の各々について対応する複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択する。レンズ制御部は、撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせるときに、複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、レンズモジュールを制御する。
【０００８】
この開示によれば、決定部は、検査対象位置にレンズモジュールの焦点を合わすことが可能な位置を撮像位置候補として決定する。そのため、複数の撮像位置候補の自由度は、焦点位置が固定であるレンズモジュールを用いる場合に比べて高くなる。その結果、選択部は、自由度の高い複数の撮像位置候補から選択した撮像位置を繋ぐことにより、より多くの経路候補を生成することができる。選択部は、これら多くの経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択することができる。そのため、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【０００９】
上述の開示において、選択部は、複数の経路候補の各々について、予め設定された要件を満たすか否かを評価するための評価値を算出し、算出した評価値に基づいて指定経路を選択する。
【００１０】
この開示によれば、選択部は、評価値を用いることにより、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として容易に設定することができる。
【００１１】
上述の開示において、評価値は、複数の経路候補の各々について、当該経路候補の経路長に依存する項、当該経路候補の曲率に依存する項、当該経路候補に従って対象物に対する撮像装置の相対位置を変更するのに要する時間に依存する項、および、対象物に対する撮像装置の相対位置の時間に関する導関数に依存する項の少なくとも１つを含む評価関数を用いて算出される。
【００１２】
この開示によれば、経路長、曲率、時間および導関数の少なくとも１つを考慮した要件を満たす指定経路を設定することができる。
【００１３】
上述の開示において、レンズモジュールの焦点距離は可変である。レンズ制御部は、複数の検査対象位置の各々を撮像装置が撮像するときの視野の大きさが予め定められた範囲内となるように、レンズモジュールの焦点距離を制御する。
【００１４】
この開示によれば、撮像位置ごとに、撮像位置と対象物との距離が変動したとしても、撮像装置によって撮像された画像中の対象物の大きさを略一定にすることができる。
【００１５】
上述の開示において、候補決定部は、複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像視野内に含まれ、かつ、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、対象物に対する撮像装置の複数の相対位置を複数の相対位置候補として決定する。
【００１６】
この開示によれば、複数の撮像位置候補のうちのいずれを撮像位置として選択したとしても、検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像画像の中に含まれる。その結果、対象物の外観の検査が行ないやすくなる。
【００１７】
上述の開示において、レンズモジュールの焦点距離は可変である。候補決定部は、複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲を撮像視野とするようにレンズモジュールの焦点距離を設定したときに、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、対象物に対する撮像装置の複数の相対位置を複数の相対位置候補として決定する。レンズ制御部は、複数の検査対象位置の各々に対する撮像装置の撮像視野が予め定められた範囲となるように、レンズモジュールの焦点距離を制御する。
【００１８】
この開示によれば、撮像位置ごとに、撮像位置と対象物との距離が変動したとしても、撮像装置によって撮像された画像中の対象物の大きさを略一定にすることができる。
【００１９】
上述の開示において、外観検査システムは、複数の軸を有し、対象物に対する撮像装置の相対位置を変化させるロボットをさらに備える。選択部は、複数の軸のうちの指定された軸のみを用いたときに対象物に対する撮像装置の相対位置が取り得る範囲内を通るように、経路候補を生成する。
【００２０】
この開示によれば、制約により複数の軸のうちいくつかの軸を固定せざるをえない状況であっても、複数の検査対象位置を順次撮像する滑らかな指定経路を設定することができる。
【００２１】
上述の開示において、外観検査システムは、複数の軸を有し、対象物に対する撮像装置の相対位置を変化させるロボットをさらに備える。予め設定された要件は、予め設定された空間内に指定経路が含まれるという要件、および、ロボットが指定経路に沿って対象物に対する撮像装置の相対位置を変化させるときに、複数の軸の制御値の組み合わせが予め設定された範囲内に含まれるという要件の少なくとも一方を含む。
【００２２】
この開示によれば、ロボットの動作を考慮した要件を満たす指定経路を設定することができる。
【００２３】
本開示の一例によれば、画像処理装置は、上記の外観検査システムにおいて用いられ、複数の検査対象位置を撮像することにより得られた画像を処理することにより、対象物の外観の良否を判定する判定部と、判定部の判定結果を出力する出力部とを備える。
【００２４】
この開示によれば、滑らかな指定経路に従って撮像された画像を用いて、対象物の外観の良否が判定され、その結果が出力される。これにより、ユーザは、対象物の外観の良否を容易に認識することができる。
【００２５】
本開示の一例によれば、設定装置は、上記の決定部と選択部とを備える。この開示によれば、設定装置は、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの指定経路を設定しやすくなる。
【００２６】
本開示の一例によれば、検査方法は、対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、対象物を撮像装置で撮像して外観検査を行なう。撮像装置は、焦点位置が可変であるレンズモジュールを含む。検査方法は、対象物上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置にレンズモジュールの焦点を合わすことが可能である、対象物に対する撮像装置の複数の相対位置候補を決定するステップと、複数の検査対象位置の各々について対応する複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択するステップと、撮像装置の相対位置を指定経路に従って異ならせるときに、複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、レンズモジュールを制御するステップとを備える。
【００２７】
この開示によれば、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態に係る外観検査システム１の概要を示す模式図である。
【図２】図１に示す撮像装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す設定装置によって設定された指定経路の一例を示す図である。
【図４】図１に示す外観検査システムにおける検査方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】焦点位置調整用レンズの一例を示す図である。
【図６】焦点位置調整用レンズの別の例を示す図である。
【図７】設定装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図８】設定装置のハードウェア構成について示す模式図である。
【図９】設定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】ワークの設計上の外観を示す模式図が表示された画面の一例を示す図である。
【図１１】検査対象位置と撮像位置候補群との位置関係の一例を示す図である。
【図１２】図１０に示す複数の検査対象位置の各々に対応する撮像位置候補群の一例を示す図である。
【図１３】選択部によって生成された経路候補の一例を示す図である。
【図１４】選択部によって選択された指定経路の一例を示す図である。
【図１５】焦点位置が固定の撮像装置を用いたときの指定経路の一例を示す図である。
【図１６】焦点位置が固定の撮像装置を用いたときの指定経路の別の例を示す図である。
【図１７】設定装置における処理の流れの別の例を示すフローチャートである。
【図１８】オプション条件ａを設定する際に表示される画面の一例を示す図である。
【図１９】非固定の軸のみを用いたときの撮像装置の可動範囲を示す画面の一例を示す図である。
【図２０】障害物との干渉を避けるための撮像装置の可動範囲を示す画面の一例を示す図である。
【図２１】選択部によって選択された指定経路の別の例を示す図である。
【図２２】変形例に係る外観検査システムを示す図である。
【図２３】ワークと撮像装置との間の相対位置を変更する別の形態を示す図である。
【図２４】ワークと撮像装置との間の相対位置を変更するさらに別の形態を示す図である。
【図２５】第１経路と第２経路との選択を促す画面の一例を示す図である。
【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】
§１  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外観検査システム１の概要を示す模式図である。
【００３２】
本実施の形態に係る外観検査システム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上の複数の検査対象位置を撮像し、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。
【００３３】
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Ｗがステージ９０上に搬送される。このとき、ワークＷは、ステージ９０上の予め定められた位置に予め定められた姿勢で載置される。
【００３４】
図１に示すように、外観検査システム１は、撮像装置１０と、画像処理装置２０と、ロボット３０と、ロボットコントローラ４０と、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）５０と、設定装置６０とを備える。
【００３５】
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を撮像して画像データを生成するものであり、被写体として外観検査の対象であるワークＷを撮像する。撮像装置１０は、焦点位置が可変のレンズモジュールを含む。これにより、撮像装置１０は、検査対象位置との距離に応じて焦点位置が変更されることにより、ワークＷに焦点の合った画像を撮像することができる。
【００３６】
ロボット３０は、撮像装置１０を移動させる移動機構であり、たとえば、基台３１上に複数のアーム３２ａ〜３２ｆが連結された垂直多関節ロボットである。ロボット３０は、６つの回転軸３３ａ〜３３ｆを有する。アーム３２ａとアーム３２ｂとは回転軸３３ａによって連結される。アーム３２ｂとアーム３２ｃとは回転軸３３ｂによって連結される。アーム３２ｃとアーム３２ｄとは回転軸３３ｃによって連結される。アーム３２ｄとアーム３２ｅとは回転軸３３ｄによって連結される。アーム３２ｅとアーム３２ｆとは回転軸３３ｅによって連結される。アーム３２ｆと基台３１とは回転軸３３ｆによって連結される。アーム３２ａの先端には、撮像装置１０が取り付けられている。ロボットコントローラ４０は、ＰＬＣ５０から指令された座標値に撮像装置１０が位置するように、ロボット３０を制御し、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を変更する。さらに、ロボットコントローラ４０は、ＰＬＣ５０から指令された方向に撮像装置１０の光軸が一致するように、ロボット３０を制御し、ワークＷに対する撮像装置１０の姿勢を変更する。
【００３７】
なお、上述したように、ワークＷは、ステージ９０上の予め定められた位置に予め定められた姿勢で載置される。そのため、ロボット３０は、ステージ９０に対する撮像装置１０の相対位置および姿勢を変更することにより、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置および姿勢を変更することができる。すなわち、ロボット３０は、ステージ９０上の点を原点とする座標系を用いて撮像装置１０を移動することにより、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置および姿勢を変更することができる。
【００３８】
ＰＬＣ５０は、撮像装置１０がワークＷ上の複数の検査対象位置を順次撮像するように、ロボットコントローラ４０および画像処理装置２０を制御する。ＰＬＣ５０は、設定装置６０によって設定された指定経路に従って撮像装置１０が連続的に移動するように、ロボットコントローラ４０を制御する。これにより、ロボット３０は、指定経路に沿って、撮像装置１０を連続的に移動させる。
【００３９】
さらに、ＰＬＣ５０は、撮像装置１０が指定された撮像位置に到達したタイミングで撮像指令（撮像トリガ）を出力するように画像処理装置２０を制御する。これにより、撮像装置１０を連続的に移動させながら、複数の検査対象位置を順次撮像することができる。
【００４０】
画像処理装置２０は、ＰＬＣ５０からの指令に従って、撮像装置１０に対して撮像指令を出力する。画像処理装置２０は、判定部２１と出力部２２とを含む。判定部２１は、撮像装置１０によって生成された画像データに対して予め定められた処理を実行することにより、ワークＷの外観の良否を判定する。出力部２２は、判定部２１による判定結果を出力する。たとえば、出力部２２は、図示しない表示装置または設定装置６０が備える表示部６１に判定結果を表示させる。
【００４１】
設定装置６０は、ワークＷ上の複数の検査対象位置を順次撮像するための、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置の経路（指定経路）を設定する。設定装置６０は、新製品または新品種のワークＷの外観検査が必要となったときに、当該ワークＷに適した指定経路を設定する。指定経路は、撮像装置１０のデフォルト位置から最初の検査対象位置に対応する撮像位置までの経路も含む。
【００４２】
図１に示されるように、設定装置６０は、候補決定部６４と選択部６５とを備える。候補決定部６４は、ワークＷ上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置にレンズモジュールの焦点を合わすことが可能である撮像装置１０の複数の位置候補（撮像位置候補）を決定する。
【００４３】
選択部６５は、複数の検査対象位置の各々について対応する複数の撮像位置候補から１つずつ撮像位置を選択し、選択した複数の撮像位置を順次繋ぐことによって、複数の経路候補を生成する。選択部６５は、複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択する。
【００４４】
図２は、撮像装置１０の内部構成の一例を示す図である。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Ｉ／Ｆ部１８とを含む。
【００４５】
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。
【００４６】
レンズモジュール１２は、ワークＷからの反射光を撮像素子１３上に結像する。レンズモジュール１２は、焦点位置調整用レンズ１２ａと、ズーム調整用レンズ群１２ｂと、固定レンズ１２ｃと、可動部１２ｄとを有する。焦点位置調整用レンズ１２ａは、焦点位置を変更するためのレンズである。ズーム調整用レンズ群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。ズーム調整用レンズ群１２ｂは、可動部１２ｄに設置され、光軸方向に沿って可動する。固定レンズ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。
【００４７】
撮像素子１３は、たとえばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの光電変換素子であり、撮像視野からの光を画像信号に変換する。
【００４８】
撮像素子制御部１４は、通信Ｉ／Ｆ部１８を介して画像処理装置２０から撮像指令を受けると、図示しないシャッターを開いて露光し、撮像素子１３からの画像信号に基づいて画像データを生成する。このとき、撮像素子制御部１４は、撮像位置に対応するシャッター速度（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画像データを生成する。撮像位置に対応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。撮像素子制御部１４は、生成した画像データを通信Ｉ／Ｆ部１８を介して画像処理装置２０に出力する。
【００４９】
レンズ制御部１６は、レジスタ１７が記憶する命令に従って、レンズモジュール１２の光学特性を制御する。具体的には、レンズ制御部１６は、指定経路に従って撮像装置１０が移動するときに、検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、焦点位置調整用レンズ１２ａを制御する。つまり、レンズ制御部１６は、検査対象位置に焦点が合うように、焦点位置調整用レンズ１２ａを制御する。さらに、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、ズーム調整用レンズ群１２ｂの位置を調整する。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。レンズ制御部１６は、撮像位置とワークＷとの距離に応じてズーム調整用レンズ群１２ｂの位置を調整すればよい。
【００５０】
図３は、設定装置６０によって設定された指定経路の一例を示す図である。図３に示されるように、設定装置６０の候補決定部６４は、ワークＷの検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５に対して、複数の撮像位置候補からなる撮像位置候補群φ１〜φ５をそれぞれ決定する。図３に示す例では、選択部６５は、撮像位置候補群φ１〜φ５からそれぞれ選択した撮像位置Ｆ１〜Ｆ５を順次繋いだ経路候補を、予め設定された要件を満たす指定経路Ａとして選択している。指定経路Ａに従って撮像装置１０の位置を異ならせるとき、撮像装置１０のレンズ制御部１６は、撮像位置に応じた焦点位置になるように焦点位置調整用レンズ１２ａを制御する。
【００５１】
候補決定部６４は、検査対象位置にレンズモジュール１２の焦点を合わすことが可能な位置を撮像位置候補として決定する。上述したように、レンズモジュール１２の焦点位置は、焦点位置調整用レンズ１２ａによって可変である。そのため、撮像位置候補群φ１〜φ５の自由度は、焦点位置が固定であるレンズモジュールを用いる場合に比べて高くなる。
【００５２】
選択部６５は、自由度の高い撮像位置候補群φ１〜φ５の各々から選択した撮像位置を繋ぐことにより、より多くの経路候補を生成することができる。選択部６５は、これら多くの経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路Ａとして選択することができる。そのため、選択部６５は、対象物に対する撮像装置の相対位置を異ならせながら対象物を撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【００５３】
§２  具体例
次に、本実施の形態に係る外観検査システムの一例について説明する。ここでは、最大曲率が閾値以下であるという要件を満たす経路候補が指定経路として選択される例について説明する。ただし、予め設定される要件は、曲率が最小であるという要件に限定されるものではなく、別の要件であってもよい。予め設定される要件の変形例について後述する。
【００５４】
＜Ａ．外観検査システムにおける検査方法の流れ＞
図４は、外観検査システム１における検査方法の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示す例では、まずステップＳ１において、ＰＬＣ５０は、設定装置６０によって設定された指定経路を示す情報を読み出す。指定経路は、ワークＷ上の複数の検査対象位置にそれぞれ対応する複数の撮像位置を順に通過するとともに、予め設定された要件（ここでは、最大曲率が閾値以下であるという要件）を満たす経路である。指定経路を示す情報は、一定時間ごとに通過すべき指定経路上の各点に対応するＸＹＺ座標値，θｘ，θｙおよびθｚと、各撮像位置に対応するＸＹＺ座標値，θｘ，θｙおよびθｚとを含む。ＸＹＺ座標値は、ステージ９０上の点を原点とするＸＹＺ座標系における座標値である。θｘは、撮像装置１０の光軸をＸＹ平面に投影した線とＸ軸とのなす角度であり、θｙは、撮像装置１０の光軸をＹＺ平面に投影した線とＹ軸とのなす角度であり、θｚは、撮像装置１０の光軸をＺＸ平面に投影した線とＺ軸とのなす角度である。
【００５５】
次にステップＳ２において、ＰＬＣ５０は、指定経路に従って撮像装置１０を移動させるための指令をロボットコントローラ４０に出力する。これにより、ロボット３０は、最大曲率が閾値以下である指定経路に従って、撮像装置１０を移動させる。このとき、ロボット３０は、撮像位置に対応する姿勢となるように撮像装置１０の姿勢も制御する。さらに、撮像装置１０のレンズ制御部１６は、撮像位置に応じた焦点位置になるように焦点位置調整用レンズ１２ａを制御する。つまり、焦点位置調整用レンズ１２ａは、撮像位置に対応する検査対象位置に焦点が合うように制御される。さらに、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ズーム調整用レンズ群１２ｂを制御する。
【００５６】
次にステップＳ３において、撮像装置１０が撮像位置に到達したか否かが判定される。撮像装置１０のＸＹＺ座標値と撮像位置のＸＹＺ座標値とが一致したときに撮像装置１０が撮像位置に到達したと判定される。撮像装置１０が撮像位置に到達していない場合（Ｓ３でＮＯ）、処理はステップＳ３に戻される。撮像装置１０が撮像位置に到達した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ４において、撮像装置１０は、画像処理装置２０からの撮像指令を受けて、ワークＷの検査対象位置を撮像する。
【００５７】
次にステップＳ５において、ＰＬＣ５０は、全ての検査対象位置の撮像が完了したか判定する。全ての検査対象位置の撮像が完了していない場合（Ｓ５でＮＯ）、処理はステップＳ２に戻され、撮像装置１０の移動が継続して行なわれる。その後、ステップＳ３〜Ｓ５が繰り返される。ステップＳ２〜Ｓ５が繰り返されることにより、撮像装置１０は、曲率の小さい指定経路に沿って移動しながら、複数の検査対象位置を順次撮像することができる。
【００５８】
全ての検査対象位置の撮像が完了した場合（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６において、画像処理装置２０の判定部２１は、撮像装置１０によって撮像された画像を処理して、ワークＷの外観の良否を判定する。次にステップＳ７において、画像処理装置２０の出力部２２は、判定結果を出力する。
【００５９】
＜Ｂ．画像処理装置＞
画像処理装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置、通信Ｉ／Ｆ等を含み、情報処理を行なう。補助記憶装置は、たとえば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等で構成され、ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶する。
【００６０】
画像処理装置２０の判定部２１は、たとえば特開２００７−２４０４３４号公報に記載されるように、予め記憶しておいた良品ワークの画像との間の差分画像を２値化し、しきい値を超えた画素数と基準値とを照合することにより、検査対象位置の良否を判定する。画像処理装置２０の出力部２２は、判定結果を図示しない表示装置に表示する。もしくは、画像処理装置２０は、設定装置６０が備える表示部６１に良否結果を表示してもよい。
【００６１】
＜Ｃ．焦点位置調整用レンズ＞
図５は、焦点位置調整用レンズの一例を示す図である。図５に示す例の焦点位置調整用レンズ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とを含む液体レンズである。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、焦点位置調整用レンズ１２ａの光軸に対して対称な位置に配置される。
【００６５】
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、焦点位置調整用レンズ１２ａの焦点位置が変化する。当該界面の曲率は、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさに依存する。そのため、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさを変えることにより、焦点位置調整用レンズ１２ａの焦点位置を所望の位置に調整することができる。
【００６６】
なお、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。
【００６７】
図６は、焦点位置調整用レンズ１２ａの別の例を示す図である。図５に示す例の焦点位置調整用レンズ１２ａは、光軸に平行なスライド部材７７に支持され、スライド部材７７に沿って移動可能である。焦点位置調整用レンズ１２ａの位置が変更されることにより、焦点位置調整用レンズ１２ａの焦点位置を所望の位置に調整することができる。
【００６８】
＜Ｄ．設定装置の内部の構成＞
図７は、設定装置６０の内部構成の一例を示すブロック図である。図７に示す例では、設定装置６０は、上記の候補決定部６４と選択部６５との他に、表示部６１と、記憶部６２と、対象位置決定部６３とを備える。表示部６１は、たとえばタッチパネルである。記憶部６２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、対象位置決定部６３と、候補決定部６４と、選択部６５とで実行される処理プログラム、指定経路の設定に関する情報を示すデータ等を記憶する。
【００６９】
対象位置決定部６３は、記憶部６２に格納されたワークＷの設計上の表面を示す３次元設計データ（たとえばＣＡＤ（Computer-Aided Design）データ）を読み込み、ユーザ入力に従って、当該３次元設定データで示される表面上の複数の検査対象位置を決定する。対象位置決定部６３は、３次元設計データによって示されるワークＷの模式図を表示部６１に表示させ、ユーザから検査対象位置の指定入力を受け付ける。
【００７０】
候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置に焦点を合わせて撮像可能な撮像装置１０の位置（撮像位置）の候補（以下、「撮像位置候補」とも称する）を決定する。候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々について、複数の撮像位置候補を決定する。
【００７１】
選択部６５は、複数の検査対象位置の各々について、対応する複数の撮像位置候補から１つの撮像位置を選択する。選択部６５は、複数の検査対象位置に対して選択した複数の撮像位置を順次繋ぐことによって、撮像装置１０の経路候補を生成する。選択部６５は、複数の経路候補を生成する。選択部６５は、生成された経路候補ごとに、経路の最大曲率を評価するための評価値を算出し、算出した評価値に基づいて、複数の経路候補の中の１つの経路候補を指定経路として選択する。選択部６５は、選択した指定経路を表示部６１に表示してもよい。
【００７２】
＜Ｅ．設定装置のハードウェア構成＞
図８は、設定装置６０のハードウェア構成について示す模式図である。設定装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６２、メインメモリ１６３、ハードディスク１６４、ディスプレイ１６６、入力デバイス１６７および通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６８を含む。これらの各部は、バス１６１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【００７３】
ＣＰＵ１６２は、ハードディスク１６４にインストールされた設定プログラム１６５を含むプログラム（コード）をメインメモリ１６３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。メインメモリ１６３は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置である。
【００７４】
ハードディスク１６４は、設定装置６０が備える内部メモリであって、不揮発性の記憶装置であって、設定プログラム１６５等の各種プログラムを記憶する。なお、ハードディスク１６４に加えて、あるいは、ハードディスク１６４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。
【００７５】
設定プログラム１６５は、設定装置６０による経路を設定するための手順を示すプログラムである。設定プログラム１６５等の各種プログラムは、ハードディスク１６４に保存されている必要はなく、設定装置６０と通信可能なサーバや、設定装置６０と直接接続可能な外部メモリに保存されていてもよい。たとえば、外部メモリに設定装置６０で実行される各種プログラムおよび各種プログラムで用いられる各種パラメータが格納された状態で流通し、設定装置６０は、この外部メモリから各種プログラムおよび各種パラメータを読み出す。外部メモリは、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。あるいは、設定装置６０と通信可能に接続されたサーバなどからダウンロードしたプログラムやパラメータを設定装置６０にインストールしてもよい。
【００７６】
ディスプレイ１６６は、たとえば液晶ディスプレイである。入力デバイス１６７は、たとえばマウス、キーボード、タッチパッド等により構成される。
【００７７】
通信Ｉ／Ｆ１６８は、ＰＬＣ５０とＣＰＵ１６２との間で各種データをやり取りする。なお、通信Ｉ／Ｆ１６８は、サーバとＣＰＵ１６２との間でデータをやり取りしてもよい。通信Ｉ／Ｆ１６８は、ＰＬＣ５０との間で各種データをやり取りするためのネットワークに対応するハードウェアを含む。
【００７８】
図７に示す表示部６１は、ディスプレイ１６６によって構成される。図７に示す記憶部６２は、メインメモリ１６３またはハードディスク１６４によって構成される。図７に示す対象位置決定部６３、候補決定部６４および選択部６５は、ＣＰＵ１６２、メインメモリ１６３およびハードディスク１６４によって実現される。
【００７９】
なお、本実施の形態に係る設定プログラム１６５は、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。また、代替的に、設定プログラム１６５の実行により提供される処理の一部もしくは全部を専用のハードウェア回路が行なってもよい。
【００８０】
＜Ｆ．設定装置における処理の一例の流れ＞
図９は、設定装置６０における処理の流れの一例を示すフローチャートである。外観検査システム１によって新製品または新品種のワークＷの外観検査が必要になったときに、設定装置６０は、たとえば図９に示すフローチャートに従った処理を行ない、新製品または新品種のワークＷに適した撮像装置１０の指定経路を設定する。新製品または新品種のワークＷの設計上の表面を示す３次元設計データは、予め記憶部６２に格納される。
【００８１】
図９に示す例では、まずステップＳ１１において、対象位置決定部６３は、記憶部６２から３次元設計データを読み込む。次にステップＳ１２において、対象位置決定部６３は、３次元設計データで示されるワークＷの設計上の外観を示す模式図を表示部６１に表示し、ユーザ入力に従ってワークＷ上の複数の検査対象位置を決定する。
【００８２】
次にステップＳ１３において、候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々に対して、複数の撮像位置候補を決定する。次にステップＳ１４において、選択部６５は、複数の検査対象位置の撮像順を決定する。
【００８３】
次にステップＳ１５において、選択部６５は、評価値を用いて指定経路を設定する。具体的には、選択部６５は、複数の検査対象位置の各々について、対応する複数の撮像位置候補から撮像位置を１つずつ選択し、選択した複数の撮像位置をステップＳ１４で決定した撮像順に従って繋ぐことによって、撮像装置１０の経路候補を生成する。選択部６５は、経路候補ごとに算出した、最大曲率を示す評価値に基づいて、複数の経路候補の１つを指定経路として選択する。たとえば、選択部６５は、評価値が閾値以下である経路候補を指定経路として選択する。評価値が閾値以下である経路候補が複数存在する場合、選択部６５は、評価値が最小となる経路候補を指定経路として選択する。これにより、処理が終了し、最大曲率が閾値以下の指定経路が設定される。
【００８４】
＜Ｇ．対象位置決定部による検査対象位置の決定方法＞
図１０を参照して、対象位置決定部６３による検査対象位置の決定方法の一例について説明する。図１０は、ワークＷの設計上の外観を示す模式図が表示された画面の一例を示す図である。
【００８５】
図１０に示されるように、対象位置決定部６３は、ワークＷの３次元設計データによって示される設計上の外観を示す模式図Ｗ０を含む画面６１ａを表示部６１に表示させる。画面６１ａには、垂直方向を軸として模式図Ｗ０を回転させるためのツールボタン８１と、水平方向を軸として模式図Ｗ０を回転させるためのツールボタン８２とが含まれる。ユーザは、ツールボタン８１，８２を操作することにより、模式図Ｗ０を適宜回転させることができる。
【００８６】
対象位置決定部６３は、ユーザから検査したい位置の指定を受け付ける。具体的には、ユーザは、入力デバイス１６７を用いて、ワークＷの模式図Ｗ０上における検査したい複数点をクリックする。対象位置決定部６３は、模式図Ｗ０上で指定された複数点を複数の検査対象位置として決定し、複数の検査対象位置の座標を求める。図１０に示す例では、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５が決定されている。
【００８７】
対象位置決定部６３は、ワークＷがステージ９０上の予め定められた位置に予め定められた姿勢で載置されることを前提として、３次元設計データの座標系を、ステージ９０上の点を原点とするＸＹＺ座標系に変換する。そのため、検査対象位置は、ステージ９０上の点を原点とするＸＹＺ座標系のＸＹＺ座標値で示される。
【００８８】
＜Ｈ．候補決定部による撮像位置候補の決定方法＞
図１１および図１２を参照して、候補決定部６４による撮像位置候補の決定方法の一例について説明する。図１１は、検査対象位置と撮像位置候補群との位置関係の一例を示す図である。図１２は、図１０に示す複数の検査対象位置の各々に対応する撮像位置候補群の一例を示す図である。
【００８９】
図１１に示されるように、候補決定部６４は、検査対象位置Ｂｉに対して、以下の条件（１）〜（４）を満たす範囲内の複数の位置を撮像位置候補として決定する。図１１には、決定された複数の撮像位置候補からなる撮像位置候補群φｉの範囲が示されている。
条件（１）：検査対象位置Ｂｉを通るワークＷの表面の法線上、または、当該法線に対して所定角度（たとえば２０°）だけ傾斜した線上である。所定角度は、撮像装置１０内の照明部１１、レンズモジュール１２および撮像素子１３の配置等に応じて適宜設定される。
条件（２）：焦点位置調整用レンズ１２ａによる焦点位置の調整によって、検査対象位置Ｂｉに焦点の合った画像を撮像可能である。
条件（３）：ロボット３０による可動範囲内である。
条件（４）：ズーム調整用レンズ群１２ｂによる焦点距離の調整によって、検査対象位置Ｂｉを含む所定サイズの範囲Ｃｉを撮像視野とすることが可能である。
【００９０】
なお、候補決定部６４は、条件（１）〜（４）を満たす範囲内において、一定間隔空けて配列される複数（有限個）の位置の各々を撮像位置候補として決定すればよい。
【００９１】
さらに、候補決定部６４は、各撮像位置候補に対応付けて、対応する検査対象位置を向くように撮像装置１０の姿勢も合わせて決定する。
【００９２】
撮像位置候補は、ステージ９０上の点を原点とするＸＹＺ座標系のＸＹＺ座標値で示される。撮像装置１０の姿勢は、撮像装置１０の光軸の方向を特定するパラメータθｘ、θｙ、θｚによって示される。
【００９３】
候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々に対して、上記のように撮像位置候補群を決定する。図１２に示す例では、図１０に示す検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５に対して撮像位置候補群φ１〜φ５がそれぞれ決定されている。レンズモジュール１２の焦点位置が可変であり、上記の条件（２）を満たすように撮像位置候補が決定されるため、撮像位置候補群φ１〜φ５の範囲が広くなる。特に、撮像位置候補群φ１〜φ５の範囲は、ワークＷの表面の法線方向に沿って広くなる。撮像位置候補群φ１〜φ５の範囲が広がることは、撮像位置の自由度が高いことを意味する。
【００９４】
＜Ｉ．選択部による撮像順の決定方法＞
選択部６５は、たとえば以下の手順に従って検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５の撮像順を決定する。選択部６５は、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５のうち撮像装置１０のデフォルト位置に最も近い検査対象位置Ｂ１を１番目の検査対象位置とする。選択部６５は、ワークＷの表面に沿って１番目の検査対象位置に最も近い検査対象位置Ｂ２を２番目の検査対象位置とする。選択部６５は、残りの検査対象位置のうちワークＷの表面に沿って検査対象位置Ｂ２に最も近い検査対象位置Ｂ３を３番目の検査対象位置とする。選択部６５は、残りの検査対象位置のうちワークＷの表面に沿って検査対象位置Ｂ３に最も近い検査対象位置Ｂ４を４番目の検査対象位置とする。選択部６５は、残りの検査対象位置Ｂ５を５番目の検査対象位置とする。なお、検査対象位置の撮像順の決定方法は、この方法に限定されるものではなく、様々な幾何学的条件に従った決定方法またはユーザ指定に従った方法であってもよい。
【００９５】
＜Ｊ．選択部による指定経路の選択方法＞
図１３を参照して、選択部６５による指定経路の選択方法の一例について説明する。図１３は、選択部６５によって生成された経路候補の一例を示す図である。
【００９６】
選択部６５は、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５のそれぞれに対応する撮像位置候補群φ１〜φ５から１つずつ撮像位置を選択し、デフォルト位置から出発して、選択した５つの撮像位置を撮像順に通過する経路候補Ａｊを生成する。撮像位置候補群φ１〜φ５から１つずつ撮像位置を選択するパターン（選択パターン）は、撮像位置候補群φ１〜φ５に含まれる撮像位置候補の個数をそれぞれＭ１〜Ｍ５とするとき、Ｍ１×Ｍ２×Ｍ３×Ｍ４×Ｍ５通り存在する。そのため、選択部６５は、Ｍ１×Ｍ２×Ｍ３×Ｍ４×Ｍ５個の経路候補を生成する。
【００９７】
選択部６５は、Ｍ１×Ｍ２×Ｍ３×Ｍ４×Ｍ５通りの選択パターンごとに、以下のように５つの撮像位置を繋ぐことにより１つの経路候補を生成する。経路候補上の起点から終点まで一定距離ｄごとの複数の点をＰ１〜ＰＮ（Ｎは正の整数）とする。点Ｐ１は、撮像装置１０のデフォルト位置であり、指定経路の起点である。点ＰＮは指定経路の終点である。点Ｐｋ（ｋ＝２〜Ｎ）は、点Ｐ１から一定距離ｄのｋ倍だけ進んだ点である。選択部６５は、経路候補に対して、最大曲率を示す評価値Ｅを算出する。評価値Ｅは、点Ｐ１〜ＰＮにおける曲率の最大値を示す項を含む評価関数によって算出される。具体的には、選択部６５は、点Ｐ（ｋ−１）と点Ｐｋと点Ｐ（ｋ＋１）とを通る円の半径の逆数を点Ｐｋの曲率として算出し、点Ｐ２〜点Ｐ（Ｎ−１）の曲率の最大値を評価値Ｅとして算出する。選択部６５は、評価値Ｅが閾値以下となる経路候補を生成する。
【００９８】
選択部６５は、以上のようにして生成されたＭ１×Ｍ２×Ｍ３×Ｍ４×Ｍ５通りの経路候補の中から、最小の評価値Ｅを示す経路候補を指定経路として選択する。選択部６５は、選択した指定経路を示す情報を生成する。指定経路を示す情報は、各撮像位置のＸＹＺ座標と、当該撮像位置に対応する撮像装置１０の姿勢を示すθｘ，θｙ，θｚと、指定経路上の点Ｐ１〜ＰＮ（一定時間ごとに通過すべき指定経路上の各点）に対応するＸＹＺ座標値，θｘ，θｙおよびθｚとを含む。選択部６５は、ｉ番目の撮像位置に対応するθｘｉ，θｙｉ，θｚｉとｉ＋１番目の撮像位置に対応するθｘ（ｉ＋１），θｙ（ｉ＋１），θｚ（ｉ＋１）とを用いた補間演算により、指定経路におけるｉ番目の撮像位置とｉ＋１番目の撮像位置との間の各点の撮像装置１０の姿勢を示すθｘ，θｙ，θｚを決定すればよい。
【００９９】
図１４は、選択部６５によって選択された指定経路の一例を示す図である。図１５は、焦点位置が固定の撮像装置１１０を用いたときの指定経路の一例を示す図である。図１６は、焦点位置が固定の撮像装置１１０を用いたときの指定経路の別の例を示す図である。
【０１００】
最大曲率が閾値以下となる図１５の指定経路Ａ’に沿って撮像装置１１０を移動させた場合、凹凸があるワークＷと撮像装置１１０との距離が変動する。そのため、撮像装置１１０の焦点の合う範囲（図中の符号ｒで示される範囲）内にワークＷの表面が位置しない場合に、ワークＷの表面に焦点があっていない画像が撮像される。
【０１０１】
ワークＷに焦点が合った画像を得るためには、図１６に示されるように、スプライン等を用いて各撮影位置を滑らかに接続するような指定経路Ａ’を求めることが考えられる。しかしながら、検査対象位置Ｂ２〜Ｂ４に対応する撮像位置付近の曲率が大きくなる。すなわち、図１６において点線で示される曲率円の半径（曲率半径）が小さくなる。そのため、最大曲率が大きな値となることは回避しがたい。
【０１０２】
これに対し、図１４に示されるように、レンズモジュール１２の焦点位置が可変であり、自由度の高い撮像位置候補群φ１〜φ５が決定されるため、選択部６５は、最大曲率が閾値以下となる指定経路Ａを選択しやすくなる。さらに、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５に応じて焦点位置が変化するように、レンズモジュール１２が制御されるため、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５の各々に対して、焦点の合った画像を得ることができる。
【０１０３】
＜Ｋ．設定装置における処理の別の例の流れ＞
設定装置６０は、ユーザから指定されたオプション条件を満たすように指定経路を設定してもよい。たとえば、設定装置６０は、以下のオプション条件ａ〜ｃを満たすように指定経路を設定する。
オプション条件ａ：複数の検査対象位置のうち指定された２つの検査対象位置に対応する２つの撮像位置間を指定された動き方（たとえば直線状、円弧状など）で移動させる経路である。
オプション条件ｂ：ロボット３０が有する回転軸３３ａ〜３３ｆのうちの指定された一部の軸のみが回転可能（非固定）であり、残りの軸が固定された状態で撮像装置１０を移動させる経路である。
オプション条件ｃ：撮像装置１０を指定された範囲内でのみ移動させる経路である。
【０１０４】
ユーザは、たとえばワークＷの形状に合わせた動き方で撮像装置１０を移動させたい場合、オプション条件ａを有効にする。ユーザは、たとえば一部の軸に不具合があり、当該軸を固定した状態でロボット３０を稼働させる必要がある場合に、オプション条件ｂを有効にする。ユーザは、たとえば撮像装置１０の可動範囲内に障害物がある場合、撮像装置１０が障害物と干渉しないように、オプション条件ｃを有効にする。
【０１０５】
図１７は、設定装置６０における処理の流れの別の例を示すフローチャートである。図１７に示す例では、オプション条件ａ〜ｃの全てが有効であるときの処理の流れが示される。
【０１０６】
まず、図９に示す例と同様にステップＳ１１〜Ｓ１４が実行され、複数の検査対象位置と、複数の検査対象位置の各々に対応する撮像位置候補群と、複数の検査対象位置の撮像順とが決定される。
【０１０７】
次にステップＳ２１において、選択部６５は、複数の検査対象位置のうち、撮像装置１０の動き方が指定される区間の開始位置を設定する。選択部６５は、たとえばユーザ入力に従って開始位置を設定する。
【０１０８】
次にステップＳ２２において、選択部６５は、複数の検査対象位置のうち、撮像装置１０の動き方が指定される区間の終了位置を設定する。選択部６５は、たとえばユーザ入力に従って終了位置を設定する。
【０１０９】
次にステップＳ２３において、選択部６５は、開始位置に対応する撮像位置から終了位置に対応する撮像位置までの撮像装置１０の動き方を設定する。選択部６５は、たとえばユーザ入力に従って動き方を設定する。動き方としては、たとえば直線状および円弧状が含まれる。ステップＳ２１〜Ｓ２３は、オプション条件ａを設定するための処理である。
【０１１０】
図１８は、オプション条件ａを設定する際に表示される画面の一例を示す図である。選択部６５は、ステップＳ１４で決定された撮像順に複数の検査対象位置のＸＹＺ座標値を並べたテーブル８３と、開始位置の入力を促す入力欄８４と、終了位置の入力を促す入力欄８５と、動き方の入力を促す入力欄８６とを含む画面６１ｂを表示部６１に表示する。選択部６５は、入力欄８４〜８６に入力された情報に従って、開始位置、終了位置および動き方を設定する。
【０１１１】
図１７に戻って、次にステップＳ２４において、選択部６５は、ロボット３０が有する回転軸３３ａ〜３３ｆのうち固定する軸を設定する。選択部６５は、ユーザ入力に従って固定の軸と非固定の軸（動かす軸）とを設定する。ステップＳ２４は、オプション条件ｂを設定するための処理である。
【０１１２】
次にステップＳ２５において、選択部６５は、ワークＷの撮像が可能であり、かつ、ステップＳ２４において非固定として設定された軸のみを用いたときの撮像装置１０の可動範囲Ｄ０を設定する。このとき、選択部６５は、設定した可動範囲Ｄ０を示す画面を表示部６１に表示する。
【０１１３】
図１９は、非固定の軸のみを用いたときの撮像装置１０の可動範囲を示す画面の一例を示す図である。図１９に示す例の画面６１ｃには、ワークＷの外観を示す模式図Ｗ０と、非固定の軸のみを用いたときの撮像装置１０の可動範囲Ｄ０とが表示される。
【０１１４】
図１７に戻って、次にステップＳ２６において、選択部６５は、障害物との干渉を避けるための撮像装置１０の可動範囲Ｄ１を設定する。選択部６５は、ユーザ入力に従って可動範囲Ｄ１を設定する。たとえば、ユーザは、図１６に示す画面６１ｂを確認しながら、ワークＷの周囲の障害物と撮像装置１０とが干渉しないように、可動範囲Ｄ１を入力デバイス１６７に入力する。ユーザは、たとえば可動範囲Ｄ１の輪郭線上の複数点を指定し、指定した複数点で囲まれた範囲を可動範囲Ｄ１として指定する。ステップＳ２６は、オプション条件ｃを設定するための処理である。
【０１１５】
図２０は、障害物との干渉を避けるための撮像装置１０の可動範囲Ｄ１を示す画面の一例を示す図である。図２０に示す例の画面６１ｄには、非固定の軸のみを用いたときの撮像装置１０の可動範囲Ｄ０と、障害物との干渉を避けるための撮像装置１０の可動範囲Ｄ１とが示される。
【０１１６】
図１７に戻って、次にステップＳ２７において、選択部６５は、複数の検査対象位置のそれぞれに対応する撮像位置候補群から１つずつ撮像位置を選択し、選択した複数の撮像位置を撮像順に従って繋ぐことにより経路候補を生成する。選択部６５は、撮像位置の選択パターンの数だけ経路候補を生成する。このとき、選択部６５は、撮像位置の選択パターンごとに、以下の４つの条件を満たす経路候補を生成する。
【０１１７】
１つ目の条件は、上記＜Ｊ．選択部による指定経路の選択方法＞で記載したように、最大曲率を示す評価値Ｅが閾値以下となる条件である。
【０１１８】
２つ目の条件は、ステップＳ２１で設定された開始位置に対応する撮像位置からステップＳ２２で設定された修了位置に対応する撮像位置までステップＳ２３で設定された動き方で移動させる条件（オプション条件ａ）である。３つ目の条件は、ステップＳ２４で設定された非固定の軸のみを用いたときの撮像装置１０の可動範囲Ｄ０内で撮像装置１０を移動させる条件（オプション条件ｂ）である。４つ目の条件は、ステップＳ２６で設定された可動範囲Ｄ１内で撮像装置１０を移動させる条件（オプション条件ｃ）である。
【０１１９】
次にステップＳ２８において、選択部６５は、選択パターンの数だけ生成された経路候補の中から、評価値Ｅが最小の経路候補を指定経路として選択する。
【０１２０】
図２１は、選択部６５によって選択された指定経路の別の例を示す図である。図２１には、図１０に示す検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５のうち検査対象位置Ｂ１（開始位置）から検査対象位置Ｂ３（終了位置）までを直線状に移動させるオプション条件ａが設定され、図１８に示す可動範囲Ｄ０および図１９に示す可動範囲Ｄ１が設定されたときの指定経路Ａが示される。図２１に示されるように、撮像装置１０は、検査対象位置Ｂ１〜Ｂ３にそれぞれ対応する撮像位置Ｆ１〜Ｆ３まで直線状に移動する。その後、撮像装置１０は、検査対象位置Ｂ３に対応する撮像位置Ｆ３から検査対象位置Ｂ５に対応する撮像位置Ｆ５まで滑らかに移動する。
【０１２１】
なお、図１７に示すフローチャートは、オプション条件ａ〜ｃの全てが有効である場合の処理の流れの一例を示している。しかしながら、オプション条件ａ〜ｃの少なくとも１つが無効に設定されてもよい。たとえば、オプション条件ａが無効に設定された場合、ステップＳ２１〜Ｓ２３が省略される。オプション条件ｂが無効に設定された場合、ステップＳ２４が省略される。オプション条件ｃが無効に設定された場合、ステップＳ２６が省略される。ステップＳ２７では、有効にされたオプション条件を満たすように経路候補が生成される。
【０１２２】
＜Ｌ．外観検査システムの変形例＞
図２２は、変形例に係る外観検査システムを示す図である。図２２に示される外観検査システムは、図１に示す外観検査システム１と比較して、ＰＬＣ５０を備えず、画像処理装置２０の代わりに画像処理装置２０ａを備える点で相違する。画像処理装置２０ａは、上記の画像処理装置２０の構成とＰＬＣ５０の構成との両方を有する。
【０１２３】
図２３は、ワークＷと撮像装置１０との間の相対位置を変更する別の形態を示す図である。図２３に示されるように、ロボット３０は、撮像装置１０ではなく、ワークＷを移動させてもよい。図２３に示す例では、撮像装置１０は固定される。このようにワークＷを移動させることにより、ワークＷと撮像装置１０との間の相対位置を変更してもよい。
【０１２４】
図２４は、ワークＷと撮像装置１０との間の相対位置を変更するさらに別の形態を示す図である。図２４に示されるように、ワークＷは、回転テーブル９１の上に載置されてもよい。回転テーブル９１は、ロボットコントローラ４０の指示に応じて回転する。これにより、ワークＷと撮像装置１０との間の相対位置を容易に変更することができる。
【０１２５】
なお、ロボット３０は、垂直多関節ロボット以外のロボット（たとえば、水平多関節ロボット、直交ロボットなど）であってもよい。
【０１２６】
＜Ｍ．選択部の変形例＞
上記の説明では、選択部６５は、複数の撮像位置候補からそれぞれ選択された複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補のうち、最大曲率が閾値以下であり、かつ、最大曲率が最小となる経路候補を指定経路として選択する。しかしながら、選択部６５における指定経路の選択方法は、これに限定されない。たとえば、以下の選択方法（ａ）〜（ｈ）に従って指定経路が選択されてもよい。
【０１２７】
＜選択方法（ａ）＞
選択部６５は、最大曲率が閾値以下となる経路候補が複数存在する場合、当該複数の経路候補を表示部６１に表示し、ユーザに選択指示の入力を促してもよい。選択部６５は、入力された選択指示に従って、複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択する。この場合、選択部６５は、最大曲率が閾値以下となる経路候補の各々について評価値Ｅを算出しなくてもよい。
【０１２８】
あるいは、選択部６５は、最大曲率が閾値以下である経路候補が複数存在する場合、別の評価値に基づいて、当該複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。たとえば、選択部６５は、経路候補の経路長が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。もしくは、選択部６５は、撮像装置１０を移動させるのに要する時間が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。もしくは、選択部６５は、撮像装置１０を移動させる際の時間に関する導関数の値（たとえば平均値）が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。導関数の値は、撮像装置１０の位置を示すＸＹＺ座標値の時間に関するｎ階微分の値である。たとえば、ｄｘ／ｄｔ、ｄ２ｘ／ｄｔ２などである。
【０１２９】
＜選択方法（ｂ）＞
選択部６５は、曲率の平均値が閾値以下である経路候補を指定経路として選択してもよい。曲率の平均値が閾値以下である経路候補が複数存在する場合、選択部６５は、曲率の平均値が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよいし、ユーザによって入力された選択指示に従って、複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。
【０１３０】
あるいは、選択部６５は、曲率の平均値が閾値以下である経路候補が複数存在する場合、別の評価値に基づいて、当該複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。たとえば、選択部６５は、経路候補の経路長が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。もしくは、選択部６５は、撮像装置１０を移動させるのに要する時間が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。もしくは、選択部６５は、撮像装置１０を移動させる際の時間に関する導関数の値（たとえば平均値）が最小となる経路候補を指定経路として選択してもよい。導関数の値は、撮像装置１０の位置を示すＸＹＺ座標値の時間に関するｎ階微分の値である。たとえば、ｄｘ／ｄｔ、ｄ２ｘ／ｄｔ２などである。
【０１３１】
＜選択方法（ｃ）＞
選択部６５は、全長に亘った最大曲率が閾値以下となるように最適化された第１経路の他に、一部の領域を除いた最大曲率が閾値以下となるように最適化された第２経路も生成し、いずれかを指定経路として選択してもよい。たとえば、選択部６５は、ユーザからの指示に従って、第１経路と第２経路とのいずれかを指定経路として選択する。
【０１３２】
第１経路は、上述したように、点Ｐ１〜ＰＮの最大曲率が閾値以下となる経路である。
第２経路とは、たとえば、１または複数の箇所において折れ曲がった経路であり、当該箇所を除いた最大曲率が閾値以下となる経路である。すなわち、選択部６５は、点Ｐ１〜ＰＮのうち当該箇所に含まれる点を除いた点の最大曲率が閾値以下となる経路を第２経路として生成する。
【０１３３】
図２５は、第１経路と第２経路との選択を促す画面の一例を示す図である。図２５に示す画面６１ｅは、図１０に示すワークＷ上の検査対象位置Ｂ１〜Ｂ５に対して、第１経路Ａａを示す模式図Ｅ１と、第２経路Ａｂを示す模式図Ｅ２とを含む。選択部６５は、模式図Ｅ１または模式図Ｅ２に対するクリック操作に応じて、第１経路Ａａと第２経路Ａｂとのいずれかを指定経路として選択する。
【０１３４】
図２５に示す例では、撮像位置Ｆ３と撮像位置Ｆ４とを繋ぐ線分の一部が可動範囲Ｄ０，Ｄ１の外に位置する。そのため、撮像位置Ｆ３と撮像位置Ｆ４との間であり、可動範囲Ｄ０，Ｄ１内に位置する中間点Ｐｍが設定され、中間点Ｐｍで折れ曲がる第２経路Ａｂが設定されている。
【０１３５】
＜選択方法（ｄ）＞
選択部６５は、曲率に関する要件ではなく、別の要件を満たす経路候補を指定経路として選択してもよい。たとえば、選択部６５は、複数の撮像位置候補からそれぞれ選択された複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補のうち、経路長が閾値以下となる経路候補を指定経路として選択する。この場合、選択部６５は、経路長に依存する項を含む評価関数を用いて評価値を算出すればよい。これにより、選択部６５は、評価値に基づいて、経路候補の経路長が閾値以下であるか否かを容易に判断できる。さらに、選択部６５は、経路長が閾値以下となる経路候補が複数存在する場合、評価値が最小（または最大）となる経路候補を指定経路として選択すればよい。もしくは、選択部６５は、ユーザによって入力された選択指示に従って、経路長が閾値以下となる複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。
【０１３６】
＜選択方法（ｅ）＞
選択部６５は、複数の撮像位置候補からそれぞれ選択された複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補のうち、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を変更するのに要する時間（以下、単に「移動時間」という）が閾値以下となる経路候補を指定経路として選択してもよい。この場合、選択部６５は、移動時間に依存する項を含む評価関数を用いて評価値を算出すればよい。これにより、選択部６５は、評価値に基づいて、移動時間が閾値以下であるか否かを容易に判断できる。さらに、選択部６５は、移動時間が閾値以下となる経路候補が複数存在する場合、評価値が最小（または最大）となる経路候補を指定経路として選択すればよい。もしくは、選択部６５は、ユーザによって入力された選択指示に従って、移動時間が閾値以下となる複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。
【０１３７】
＜選択方法（ｆ）＞
選択部６５は、複数の撮像位置候補からそれぞれ選択された複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補のうち、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置の時間に関する導関数の値（たとえば平均値など）が閾値以下となる経路候補を指定経路として選択してもよい。この場合、選択部６５は、当該導関数に依存する項を含む評価関数を用いて評価値を算出すればよい。これにより、選択部６５は、評価値に基づいて、導関数の値が閾値以下であるか否かを容易に判断できる。さらに、選択部６５は、導関数の値が閾値以下となる経路候補が複数存在する場合、評価値が最小（または最大）となる経路候補を指定経路として選択すればよい。もしくは、選択部６５は、ユーザによって入力された選択指示に従って、導関数の値が閾値以下となる複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。
【０１３８】
＜選択方法（ｇ）＞
選択部６５は、上記の選択方法（ｄ）〜（ｆ）を組み合わせて、指定経路を選択してもよい。具体的には、選択部６５は、経路候補の経路長に依存する項、経路候補の曲率に依存する項、移動時間に依存する項、および、導関数に依存する項の少なくとも２つを含む評価関数を用いて評価値を算出する。選択部６５は、評価値が閾値以下となり経路候補を指定経路として選択する。選択部６５は、評価値が閾値以下となる経路候補が複数存在する場合、評価値が最小（または最大）となる経路候補を指定経路として選択すればよい。もしくは、選択部６５は、ユーザによって入力された選択指示に従って、評価値が閾値以下となる複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。
【０１３９】
＜選択方法（ｈ）＞
さらに、選択部６５は、評価値を用いることなく、複数の撮像位置候補からそれぞれ選択された複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補のうちの１つを指定経路として選択してもよい。たとえば、選択部６５は、以下の予め設定された要件（ｉ）（ｉｉ）の少なくとも一方を満たす経路候補を指定経路として選択する。
要件（ｉ）：予め設定された空間内に経路が含まれる。
要件（ｉｉ）：ロボット３０が経路に沿ってワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を変化させるときに、ロボット３０の回転軸３３ａ〜３３ｆの制御値の組み合わせが予め設定された範囲内に含まれる。
【０１４０】
要件（ｉ）で示される空間とは、たとえば、上記のオプション条件ｂによって設定される可動範囲Ｄ０またはオプション条件ｂによって設定される可動範囲Ｄ１で示される空間である。
【０１４１】
要件（ｉｉ）は、たとえば、ロボット３０の特異点を避けるための要件である。特異点とは、たとえば、アーム３２ａ〜３２ｆが伸びきった状態となる点、アーム３２ａ〜３２ｆが一直線になる状態となる点である。このような特異点を避けるような制御値の組み合わせの範囲が予め設定される。これにより、ロボット３０は、スムーズに動作することができる。
【０１４２】
＜Ｎ．他の変形例＞
レンズモジュール１２は、ズーム調整用レンズ群１２ｂを有していなくてもよい。この場合、レンズモジュール１２の焦点距離が固定され、撮像位置とワークＷとの距離に応じて撮像視野内のワークＷの大きさが変動する。しかしながら、撮像装置１０における撮像分解能が比較的高い場合には、撮像視野が広くなっても問題がない。そのため、候補決定部６４は、複数の撮像位置候補を決定することができる。
【０１４３】
カメラ解像度をＲ（ｐｉｘ）、要求される最小欠陥サイズをＤ（ｍｍ）とするとき、当該最小欠陥サイズの欠陥を認識可能な最大の撮像視野の径は、一般に、比例定数ａを用いてａ×Ｄ×Ｒで表される。候補決定部６４は、撮像装置１０のカメラ解像度Ｒと要求される最小欠陥サイズＤとに応じて、最小欠陥サイズＤの欠陥を認識可能な画像を撮像できる範囲から、検査対象位置に対して複数の撮像位置候補を決定すればよい。すなわち、候補決定部６４は、ワークＷ上の検査したい最小欠陥サイズの欠陥を認識可能な画像を撮像できる最大距離よりもワークＷに近い側の範囲から複数の撮像位置候補を決定すればよい。
【０１４４】
上記の説明では、選択部６５は、経路候補を選択するに先立って、複数の検査対象位置の撮像順を決定した。しかしながら、選択部６５は、複数の検査対象位置の撮像順を異ならせたときの経路候補に対する評価値Ｅを算出し、評価値Ｅに基づいて撮像順を決定してもよい。
【０１４５】
上記の説明では、選択部６５は、撮像装置１０のデフォルト位置を起点とする経路候補を生成するものとした。しかしながら、選択部６５は、１番目の撮像位置を起点とする経路候補を生成してもよい。
【０１４６】
＜Ｏ．作用・効果＞
以上のように、本実施の形態において、候補決定部６４は、ワークＷ上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置にレンズモジュール１２の焦点を合わすことが可能である、ワークＷに対する撮像装置１０の複数の相対位置候補（撮像位置候補）を決定する。選択部６５は、複数の検査対象位置の各々について対応する複数の撮像位置候補から１つずつ相対位置（撮像位置）を選択し、選択した複数の撮像位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択する。レンズ制御部１６は、撮像装置１０の相対位置を指定経路に従って異ならせるときに、複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、レンズモジュール１２を制御する。
【０１４７】
候補決定部６４は、検査対象位置にレンズモジュール１２の焦点を合わすことが可能な位置を撮像位置候補として決定する。そのため、複数の撮像位置候補の自由度は、焦点位置が固定であるレンズモジュールを用いる場合に比べて高くなる。その結果、選択部６５は、自由度の高い複数の撮像位置候補から選択した撮像位置を繋ぐことにより、より多くの経路候補を生成することができる。選択部６５は、これら多くの経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として選択することができる。そのため、選択部６５は、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を異ならせながらワークＷを撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【０１４８】
選択部６５は、複数の経路候補の各々について、予め設定された要件を満たすか否かを評価するための評価値を算出し、算出した評価値に基づいて指定経路を選択する。これにより、選択部６５は、評価値を用いることにより、予め設定された要件を満たす経路候補を指定経路として容易に設定することができる。
【０１４９】
評価値は、複数の経路候補の各々について、当該経路候補の経路長に依存する項、当該経路候補の曲率に依存する項、当該経路候補に従ってワークＷに対する撮像装置１０の相対位置（撮像位置）を変更するのに要する時間に依存する項、および、撮像位置の時間に関する導関数に依存する項の少なくとも１つを含む評価関数を用いて算出される。これにより、経路長、曲率、時間および導関数の少なくとも１つを考慮した要件を満たす指定経路を設定することができる。
【０１５０】
レンズモジュール１２の焦点距離は可変である。レンズ制御部１６は、複数の検査対象位置の各々を撮像装置１０が撮像するときの視野の大きさが予め定められた範囲内となるように、レンズモジュール１２の焦点距離を制御する。これにより、撮像位置ごとに、撮像位置とワークＷとの距離が変動したとしても、撮像装置１０によって撮像された画像中のワークＷの大きさを略一定にすることができる。
【０１５１】
候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像視野内に含まれ、かつ、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、ワークＷに対する撮像装置１０の複数の相対位置を複数の撮像位置候補として決定する。これにより、複数の撮像位置候補のうちのいずれを撮像位置として選択したとしても、検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像画像の中に含まれる。その結果、ワークＷの外観の検査が行ないやすくなる。
【０１５２】
もしくは、候補決定部６４は、複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲を撮像視野とするようにレンズモジュール１２の焦点距離を設定したときに、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、ワークＷに対する撮像装置１０の複数の相対位置を複数の撮像位置候補として決定する。レンズ制御部１６は、複数の検査対象位置の各々に対する撮像装置１０の撮像視野が予め定められた範囲となるように、レンズモジュール１２の焦点距離を制御する。これにより、撮像位置ごとに、撮像位置とワークＷとの距離が変動したとしても、撮像装置１０によって撮像された画像中のワークＷの大きさを略一定にすることができる。
【０１５３】
ロボット３０は、複数の回転軸３３ａ〜３３ｆを有し、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を変化させる。選択部６５は、複数の回転軸３３ａ〜３３ｆのうちの指定された軸のみを用いたときにワークＷに対する撮像装置１０の相対位置が取り得る可動範囲Ｄ１内を通るように指定経路を選択する。これにより、制約により、複数の回転軸３３ａ〜３３ｆのうちいくつかの軸を固定せざるをえない状況であっても、複数の検査対象位置を順次撮像する指定経路を設定することができる。
【０１５４】
予め設定された要件は、予め設定された空間内に指定経路が含まれるという要件、および、ロボット３０が指定経路に沿ってワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を変化させるときに、複数の回転軸３３ａ〜３３ｆの制御値の組み合わせが予め設定された範囲内に含まれるという要件の少なくとも一方を含む。これにより、ロボット３０の動作を考慮した要件を満たす指定経路を設定することができる。
【０１５５】
画像処理装置２０は、複数の検査対象位置を撮像することにより得られた画像を処理することにより、ワークＷの外観の良否を判定する判定部２１と、判定部２１の判定結果を出力する出力部２２とを備える。これにより、ユーザは、ワークＷの外観の良否を容易に認識することができる。
【０１５６】
設定装置６０は、上記の候補決定部６４と選択部６５とを備える。これにより、設定装置６０は、ワークＷに対する撮像装置１０の相対位置を異ならせながらワークＷを撮像するときの経路を設定しやすくなる。
【０１５７】
＜Ｐ．付記＞
以上のように、本実施の形態および変形例は以下のような開示を含む。
【０１５８】
（構成１）
対象物（Ｗ）に対する撮像装置（１０）の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、前記対象物（Ｗ）を前記撮像装置（１０）で撮像して外観検査を行なう外観検査システム（１００）であって、
前記撮像装置（１０）は、焦点位置が可変であるレンズモジュール（１２）を含み、
前記外観検査システム（１）は、
前記対象物（Ｗ）上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置に前記レンズモジュール（１２）の焦点を合わすことが可能である、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の複数の相対位置候補を決定する決定部（６４）と、
前記複数の検査対象位置の各々について対応する前記複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を前記指定経路として選択する選択部（６５）と、
前記撮像装置（１０）の相対位置を前記指定経路に従って異ならせるときに、前記複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、前記レンズモジュール（１２）を制御するレンズ制御部とを備える、外観検査システム（１）。
【０１５９】
（構成２）
前記選択部（６５）は、前記複数の経路候補の各々について、前記予め設定された要件を満たすか否かを評価するための評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記指定経路を選択する、構成１に記載の外観検査システム（１）。
【０１６０】
（構成３）
前記評価値は、複数の前記経路候補の各々について、当該経路候補の経路長に依存する項、当該経路候補の曲率に依存する項、当該経路候補に従って前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置を変更するのに要する時間に依存する項、および、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置の時間に関する導関数に依存する項の少なくとも１つを含む評価関数を用いて算出される、構成２に記載の外観検査システム（１）。
【０１６１】
（構成４）
前記レンズモジュール（１２）の焦点距離は可変であり、
前記レンズ制御部は、前記複数の検査対象位置の各々に対応する前記撮像装置（１０）の撮像視野が予め定められた範囲内となるように、前記レンズモジュール（１２）の焦点距離を制御する、構成１から３のいずれかに記載の外観検査システム（１）。
【０１６２】
（構成５）
前記決定部（６４）は、前記複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲が撮像視野内に含まれ、かつ、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の複数の相対位置を前記複数の相対位置候補として決定する、構成１から３のいずれかに記載の外観検査システム（１）。
【０１６３】
（構成６）
前記レンズモジュール（１２）の焦点距離は可変であり、
前記決定部（６４）は、前記複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置を含む予め定められた範囲を撮像視野とするように前記レンズモジュール（１２）の焦点距離を設定したときに、当該検査対象位置に焦点を合わせることが可能である、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の複数の相対位置を前記複数の相対位置候補として決定し、
前記レンズ制御部は、前記複数の検査対象位置の各々に対する前記撮像装置（１０）の撮像視野が前記予め定められた範囲となるように、前記レンズモジュール（１２）の焦点距離を制御する、構成１から３のいずれかに記載の外観検査システム（１）。
【０１６４】
（構成７）
複数の軸を有し、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置を変化させるロボットをさらに備え、
前記予め設定された要件は、前記複数の軸のうちの指定された軸のみを用いたときに前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置が取り得る範囲内を前記指定経路が通るという要件を含む、構成１から６のいずれかに記載の外観検査システム（１）。
【０１６５】
（構成８）
複数の軸を有し、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置を変化させるロボットをさらに備え、
前記予め設定された要件は、予め設定された空間内に前記指定経路が含まれるという要件、および、前記ロボットが前記指定経路に沿って前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の相対位置を変化させるときに、前記複数の軸の制御値の組み合わせが予め設定された範囲内に含まれるという要件の少なくとも一方を含む、構成１から６のいずれかに記載の外観検査システム（１）。
【０１６６】
（構成９）
構成１から８のいずれかに記載の外観検査システム（１）において用いられる画像処理装置であって、
前記複数の検査対象位置を撮像することにより得られた画像を処理することにより、前記対象物（Ｗ）の外観の良否を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を出力する出力部とを備える、画像処理装置。
【０１６７】
（構成１０）
構成１から８のいずれかに記載の外観検査システム（１）において用いられる設定装置（６０）であって、
前記決定部（６４）と前記選択部（６５）とを備える、設定装置（６０）。
【０１６８】
（構成１１）
対象物（Ｗ）に対する撮像装置（１０）の相対位置を指定経路に従って異ならせつつ、前記対象物（Ｗ）を前記撮像装置（１０）で撮像して外観検査を行なう検査方法であって、
前記撮像装置（１０）は、焦点位置が可変であるレンズモジュール（１２）を含み、
前記検査方法は、
前記対象物（Ｗ）上の複数の検査対象位置の各々について、当該検査対象位置に前記レンズモジュール（１２）の焦点を合わすことが可能である、前記対象物（Ｗ）に対する前記撮像装置（１０）の複数の相対位置候補を決定するステップと、
前記複数の検査対象位置の各々について対応する前記複数の相対位置候補から１つずつ相対位置を選択し、選択した複数の相対位置を順次繋ぐことによって生成される複数の経路候補の中から、予め設定された要件を満たす経路候補を前記指定経路として選択するステップと、
前記撮像装置（１０）の相対位置を前記指定経路に従って異ならせるときに、前記複数の検査対象位置に応じて焦点位置が変化するように、前記レンズモジュール（１２）を制御するステップとを備える、検査方法。
【０１６９】
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、組合せても、実施することが意図される。
【符号の説明】
【０１７０】
１  外観検査システム、１０，１１０  撮像装置、１１  照明部、１２  レンズモジュール、１２ａ  焦点位置調整用レンズ、１２ｂ  ズーム調整用レンズ群、１２ｃ  固定レンズ、１２ｄ  可動部、１３  撮像素子、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、２０，２０ａ  画像処理装置、２１  判定部、２２  出力部、３０  ロボット、３１  基台、３２ａ〜３２ｆ  アーム、３３ａ〜３３ｆ  回転軸、４０  ロボットコントローラ、５０  ＰＬＣ、６０  設定装置、６１  表示部、６１ａ〜６１ｅ  画面、６２  記憶部、６３  対象位置決定部、６４  候補決定部、６５  選択部、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、７７  スライド部材、８１，８２  ツールボタン、８３  テーブル、８４，８５，８６  入力欄、９０  ステージ、９１  回転テーブル、１６１  バス、１６３  メインメモリ、１６４  ハードディスク、１６５  設定プログラム、１６６  ディスプレイ、１６７  入力デバイス、１６８  通信Ｉ／Ｆ、Ａ  指定経路、Ａａ  第１経路、Ａｂ  第２経路、Ａｊ  経路候補、Ｂ１〜Ｂ５  検査対象位置、Ｃｉ  範囲、Ｄ  最小欠陥サイズ、Ｄ０，Ｄ１  可動範囲、Ｅ１，Ｅ２，Ｗ０  模式図、Ｆ１〜Ｆ５  撮像位置、Ｐ１，Ｐｊ，ＰＮ  点、Ｐｍ  中間点、Ｗ  ワーク。
【図１】
2019158501.tif 000003
【図２】
2019158501.tif 000004
【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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