(57)【要約】【課題】互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得するのに要する時間を短縮する。【解決手段】対象物を第１方向に移動させる移動部と、第１方向と直交する第２方向に帯状に延びる撮像領域を有し、対象物のうち撮像領域を通過する部分領域を撮像して対象物の部分画像を取得する撮像部と、第１方向における撮像領域のサイズを光源の個数Ｎで割った単位距離だけ対象物が第１方向に移動する毎に対象物に照射される光を順次に切り替える光源切替制御部と、光が切り替えられる毎に撮像部により取得される部分画像を記憶する記憶部と、記憶部に記憶される複数の部分画像を光源毎に合成して得られる合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除してＮ枚の対象物の画像を取得する対象画像取得部とを備えている。【選択図】図３
2019135461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で前記光源毎の前記対象物の画像を取得する画像取得装置であって、
前記対象物を第１方向に移動させる移動部と、
前記第１方向と直交する第２方向に帯状に延びる撮像領域を有し、前記対象物のうち前記撮像領域を通過する部分領域を撮像して前記対象物の部分画像を取得する撮像部と、
前記第１方向における前記撮像領域のサイズを前記光源の個数Ｎで割った単位距離だけ前記対象物が前記第１方向に移動する毎に前記対象物に照射される光を順次に切り替える光源切替制御部と、
前記光が切り替えられる毎に前記撮像部により取得される前記部分画像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶される前記複数の部分画像を前記光源毎に合成して得られる合成画像の一部を前記光源の切替順序に応じて削除してＮ枚の前記対象物の画像を取得する対象画像取得部と
を備えることを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像取得装置であって、
前記Ｎ個の光源は第１光源と第２光源を含み、
前記光源切替制御部は、前記第１光源および前記第２光源の順序で点灯させる動作を複数回繰り返すように、切り替え、
前記対象画像取得部は、
前記第１光源が点灯している間に取得された前記部分画像を合成して得られる前記合成画像のうち最先に撮像された前記部分画像の一部を削除することによって、前記第１光源からの光のみを前記対象物に照射した状態での前記対象物の画像を取得し、
前記第２光源が点灯している間に取得された前記部分画像を合成して得られる前記合成画像のうち最後に撮像された前記部分画像の一部を削除することによって、前記第２光源からの光のみを前記対象物に照射した状態での前記対象物の画像を取得する
画像取得装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像取得装置であって、
前記Ｎ個の光源は第１光源、第２光源および第３光源を含み、
前記光源切替制御部は、前記第１光源、第３光源および前記第２光源の順序で点灯させる動作を複数回繰り返すように、切り替え、
前記対象画像取得部は、
前記第１光源が点灯している間に取得された前記部分画像を合成して得られる前記合成画像のうち最先に撮像された前記部分画像の一部を削除することによって、前記第１光源からの光のみを前記対象物に照射した状態での前記対象物の画像を取得し、
前記第２光源が点灯している間に取得された前記部分画像を合成して得られる前記合成画像のうち最後に撮像された前記部分画像の一部を削除することによって、前記第２光源からの光のみを前記対象物に照射した状態での前記対象物の画像を取得し、
前記第３光源が点灯している間に取得された前記部分画像を合成して得られる前記合成画像のうち最先に撮像された前記部分画像の一部と最後に撮像された前記部分画像の一部との両方を削除することによって、前記第３光源からの光のみを前記対象物に照射した状態での前記対象物の画像を取得する
画像取得装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像取得装置であって、
前記移動部は前記対象物を前記第１方向に直線移動させる画像取得装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像取得装置であって、
前記移動部は前記対象物を前記第１方向に回転移動させる画像取得装置。
【請求項６】
対象物を第１方向に移動させながら、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で前記光源毎の前記対象物の画像を取得する画像取得方法であって、
前記第１方向と直交する第２方向に帯状に延びる撮像領域を有し、前記対象物のうち前記撮像領域を通過する部分領域を撮像して前記対象物の部分画像を取得する撮像部を準備する工程と、
前記第１方向における前記撮像領域のサイズを前記光源の個数Ｎで割った単位距離だけ前記対象物が前記第１方向に移動する毎に前記対象物に照射される光を順次に切り替えるとともに、前記光が切り替えられるたびに前記撮像部により前記部分領域を撮像して得られる画像を部分画像として記憶部に記憶する工程と、
前記光源毎に前記記憶部に記憶された前記複数の部分画像を合成して合成画像を形成するとともに前記合成画像の一部を前記光源の切替順序に応じて削除してＮ枚の前記対象物の画像を取得する工程と
を備えることを特徴とする画像取得方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像取得装置と、
前記画像取得装置により取得された前記Ｎ枚の前記対象物の画像に基づいて前記対象物を検査する検査部と
を備えることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物（以下「ワーク」という）に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得する画像取得技術、ならびに当該画像取得技術により取得された複数の画像に基づいてワークを検査する検査技術に関するものである。なお、本明細書における「光源毎の対象物の画像」とは、光源毎に当該光源からの光のみを対象物に照射した状態での対象物を撮像して得られる画像を意味しており、Ｎ個の光源を有する装置においてはＮ枚の対象物の画像が取得される。
【背景技術】
【０００２】
金属製部品、樹脂製部品やゴム製部品などの立体的なワークを種々の角度から撮像して得られる複数の画像に基づいてワークを検査する装置が知られている。例えば、特許文献１の検査装置では、ステージにより保持されたワークに対して複数の方向からそれぞれ光を照射する複数の光源部が設けられている。そして、ステージを所定角度回動させることでワークを位置決めした後で静止状態のワークに光源部からの光を照射して照明するとともに撮像部によりワークの画像を取得する。こうして得られる複数の画像に基づいてワークの検査が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、ワークを移動させる毎に各光源の点灯／消灯を切り替え、静止状態のワークに対して複数の光源の各々から順次に光を照射することで照明変更を行い、光源毎の画像を取得している。このようにワークの移動と光源切替による照明変更とを交互に行って検査に必要な画像を取得している。このため、画像取得に要する時間を短縮するのも限界があり、当該時間の短縮が望まれている。また、このような要望はワークの検査装置に限定されるものではなく、例えば照度差ステレオ法を用いる装置においても同様である。つまり、照度差ステレオ法では、互いに異なる照射方向を有する３個以上の光源の各々から順次に光をワークに照射した状態で光源毎のワークの画像を取得し、それらの撮像画像を合成する。したがって、光源毎のワークの画像を短時間で取得することが装置の稼働効率を高める上で重要となる。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得するのに要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様は、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得する画像取得装置であって、対象物を第１方向に移動させる移動部と、第１方向と直交する第２方向に帯状に延びる撮像エリアを有し、対象物のうち撮像エリアを通過する部分領域を撮像して対象物の部分画像を取得する撮像部と、第１方向における撮像エリアのサイズを光源の個数Ｎで割った単位距離だけ対象物が第１方向に移動する毎に対象物に照射される光を順次に切り替える光源切替制御部と、光が切り替えられる毎に撮像部により取得される部分画像を記憶する記憶部と、記憶部に記憶される複数の部分画像を光源毎に合成して得られる合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除してＮ枚の対象物の画像を取得する対象画像取得部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、この発明の第２の態様は、対象物を第１方向に移動させながら、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得する画像取得方法であって、第１方向と直交する第２方向に帯状に延びる撮像エリアを有し、対象物のうち撮像エリアを通過する部分領域を撮像して対象物の部分画像を取得する撮像部を準備する工程と、第１方向における撮像エリアのサイズを光源の個数Ｎで割った単位距離だけ対象物が第１方向に移動する毎に対象物に照射される光を順次に切り替えるとともに、光が切り替えられるたびに撮像部により部分領域を撮像して得られる画像を部分画像として記憶部に記憶する工程と、光源毎に記憶部に記憶された複数の部分画像を合成して合成画像を形成するとともに合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除してＮ枚の対象物の画像を取得する工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
さらに、この発明の第３の態様は、検査装置であって、上記画像取得装置と、画像取得装置により取得されたＮ枚の対象物の画像に基づいて対象物を検査する検査部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、対象物の移動と光源切替とが並行して行われ、複数の部分画像が取得される。そして、光源毎に複数の部分画像を合成した合成画像から光源の切替順序に応じた部位が削除されて対象物の画像が取得される。その結果、Ｎ個の光源のうちの一の光源のみで照明される対象物の画像が光源の個数分、つまりＮ枚取得される。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、対象物の移動と光源切替とを並行して行って光源毎の対象物の画像を取得しているため、光源毎の画像取得に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像取得装置の第１実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。
【図２】検査装置におけるワークと撮像素子との位置関係を示す模式図である。
【図３】画像取得装置の動作を模式的に示す図である。
【図４】検査装置における検査動作を模式的に示す図である。
【図５】本発明に係る画像取得装置の第２実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。
【図６】検査装置におけるワークと撮像素子との位置関係を示す模式図である。
【図７】画像取得装置の動作を模式的に示す図である。
【図８】画像取得装置の動作を模式的に示す図である。
【図９】本発明に係る画像取得装置の第３実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明に係る画像取得装置の第１実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。図２は検査装置におけるワークと撮像素子との位置関係を示す模式図である。図３は画像取得装置の動作を模式的に示す図である。図４は検査装置における検査動作を模式的に示す図である。なお、ワークＷが搬送される方向を「副走査方向Ｙ」と称し、副走査方向Ｙと直交する水平方向を「主走査方向Ｘ」と称する。
【００１３】
検査装置１は、例えば鍛造や鋳造により形成された直方体形状の金属部品をワークＷとして検査するために、画像取得装置を有している。画像取得装置は、直方体形状のワークＷを副走査方向Ｙに移動させながら副走査方向Ｙの上流側から照明して撮像した検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）および下流側から照明して撮像した検査対象画像ＩＭ（ＩＬ２）を取得する。また、検査装置１は画像取得装置により取得した検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を予め取得された基準画像ＲＦ（ＩＬ１）、ＲＦ（ＩＬ２）とそれぞれ比較することでワークＷを検査する。
【００１４】
図１に示すように、検査装置１は、本体２と、コンピュータにより構成される制御ユニット３とを備えている。本体２は、ワークＷを副走査方向Ｙに直線移動させる搬送ベルト２１を有している。搬送ベルト２１は図示を省略する２つのローラに架け渡されている。一方のローラに対してワーク搬送機構２２の駆動モータ２２１が接続されている。この駆動モータ２２１には、エンコーダ２２２が連結されており、駆動モータ２２１の動作を検出した信号を制御ユニット３に出力する。そして、制御ユニット３からの搬送指令に応じて駆動モータ２２１が作動すると、図１に示すようにベルト上面２１ａ上にワークＷを載置した状態で搬送ベルト２１が駆動される。これによって、ワークＷは撮像領域２３を経由して副走査方向Ｙに搬送される。なお、本実施形態では、ワークＷをベルト搬送しているが、ワークＷの搬送方法はこれに限定されるものではなく、例えば副走査方向Ｙに往復移動するステージによりワークＷを搬送してもよい。
【００１５】
撮像領域２３の上方では、撮像部２４と、２つの光源部２５１、２５２とが固定配置されている。撮像部２４は撮像領域２３の鉛直上方位置に配置されており、撮像領域２３を通過するワークＷを撮像素子２４１により上方から撮像可能となっている。撮像素子２４１は複数の受光素子を主走査方向Ｘに沿って配列されたラインセンサであり、図２に示すように主走査方向Ｘに延びる帯状の撮像領域２３を有している。
【００１６】
光源部２５１では、主走査方向Ｘに延びるバー状に複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が配列されている。ここで、ＬＥＤ以外の種類の光源により光源部２５１が構成されてもよい。この光源部２５１は副走査方向Ｙにおいて撮像部２４から上流側に離間して配置された上流光源として機能し、撮像部２４の上流側で斜め上方から撮像領域２３に向けて光を照射する。このため、制御ユニット３の光源駆動部３２により光源部２５１のみが点灯されると、光源部２５１からの光が撮像領域２３に照射され、ワークＷのうち撮像領域２３に位置する部分領域およびその周辺がそれぞれ光源部２５１により照明される。そして、このように照明された部分領域の画像が撮像される。なお、本実施形態では、このように上流光源（光源部２５１）からの光のみを照射した状態で撮像される部分画像を「部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）」とする。ただし、「２ｍ」は部分画像を特定するための記号であり、２×ｍを示している。つまり、部分画像Ｑ２ｍは部分画像Ｑ０、Ｑ２、Ｑ４、…を意味している。
【００１７】
もう一方の光源部２５２は光源部２５１と同様に構成されるが、光源部２５１と異なる位置に配置され、光の照射方向が光源部２５１と相違している。より詳しくは、光源部２５２は副走査方向Ｙにおいて撮像部２４から下流側に離間して配置された下流光源であり、撮像部２４の下流側で斜め上方から撮像領域２３に向けて光を照射する。このため、制御ユニット３の光源駆動部３２により光源部２５２のみが点灯されると、光源部２５１の点灯時と異なる照射方向で光が撮像領域２３に照射され、ワークＷのうち撮像領域２３に位置する部分領域およびその周辺がそれぞれ光源部２５２により照明される。そして、このように照明された部分領域の画像が撮像される。なお、本実施形態では、このように下流光源（光源部２５２）からの光のみを照射した状態で撮像される部分画像を「部分画像Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）」とする。ただし、「２ｍ＋１」は部分画像を特定するための記号であり、２×ｍ＋１を示している。つまり、部分画像Ｑ２ｍ＋１は部分画像Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５、…を意味している。
【００１８】
これら２つの光源部２５１、２５２の点灯／消灯切替は、制御ユニット３の光源切替制御部３４２からの指令に応じて光源駆動部３２が作動することにより行われる。本実施形態では、図２に示すように副走査方向Ｙにおける撮像領域２３のサイズＤを光源の個数「２」で割った単位距離ΔＤだけワークＷが副走査方向Ｙに移動する毎、つまり時刻Ｔ１、Ｔ２、…でワークＷに照射される光を順次に切り替えることで以下の順序で部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）、Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）が交互に撮像される。ここで、隣り合う時刻、例えば時刻Ｔ１、Ｔ２について着目すると、次のことがわかる。時刻Ｔ１では上流光源（光源部２５１）からの光のみが照射された状態で部分画像Ｑ０（ＩＬ１）が撮像され、時刻Ｔ２では下流光源（光源部２５２）からの光のみが照射された状態で部分画像Ｑ１（ＩＬ２）が撮像される。これら２つの部分画像Ｑ０（ＩＬ１）、Ｑ１（ＩＬ２）では、光源が相違するものの、ワークＷの同一領域を撮像した画像Ｐ１（ＩＬ１）、Ｐ１（ＩＬ２）が含まれている。また、次の時刻Ｔ２、Ｔ３では、同様の画像Ｐ２（ＩＬ２）、Ｐ２（ＩＬ１）が含まれる。それ以降も同様である。したがって、上流光源および下流光源の順序で行う光源切替を繰り返しながら光源切替毎に撮像部２４により部分画像Ｑ０、Ｑ１、…を撮像すると、図３に示すように、
時刻Ｔ１：部分画像Ｑ０（ＩＬ１）＝画像Ｐ０（ＩＬ１）＋画像Ｐ１（ＩＬ１）
時刻Ｔ２：部分画像Ｑ１（ＩＬ２）＝画像Ｐ１（ＩＬ２）＋画像Ｐ２（ＩＬ２）
時刻Ｔ３：部分画像Ｑ２（ＩＬ１）＝画像Ｐ２（ＩＬ１）＋画像Ｐ３（ＩＬ１）
時刻Ｔ４：部分画像Ｑ３（ＩＬ２）＝画像Ｐ３（ＩＬ２）＋画像Ｐ４（ＩＬ２）
…
が取得され、複数の部分画像Ｑ０、Ｑ１、…が制御ユニット３の記憶部３３に記憶される。
【００１９】
ここで、本実施形態の技術内容の理解を容易にするために、上記したように上流光源および下流光源の順序で光源を切り替える光源切替を３回繰り返す場合を例示して説明する。このようなワークＷの移動と光源切替とを並行して行うことで、部分画像Ｑ０（ＩＬ１）、Ｑ１（ＩＬ２）、Ｑ２（ＩＬ１）、Ｑ３（ＩＬ２）、Ｑ４（ＩＬ１）、Ｑ５（ＩＬ２）が取得され、記憶部３３に記憶される。そして、記憶部３３から部分画像Ｑ０〜Ｑ５を光源毎に抽出するとともに抽出した部分画像を合成すると、２枚の合成画像を取得することができる。そして、先に点灯する上流光源の合成画像のうち最先に撮像された部分画像Ｑ０（ＩＬ１）の一部の画像、より具体的には画像Ｐ０（ＩＬ１）を削除することによって上流光源（光源部２５１）からの光のみを照射した状態でワークＷを撮像したときの検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、つまり
ＩＭ（ＩＬ１）＝Ｐ１（ＩＬ１）＋Ｐ２（ＩＬ１）＋…＋Ｐ５（ＩＬ１）
が取得される。また、後に点灯する下流光源の合成画像のうち最後に撮像された部分画像Ｑ５（ＩＬ２）に含まれる一部の画像、より具体的には画像Ｐ６（ＩＬ２）を削除することによって下流光源（光源部２５２）からの光のみを照射した状態でワークＷを撮像したときの検査対象画像ＩＭ（ＩＬ２）、つまり
ＩＭ（ＩＬ２）＝Ｐ１（ＩＬ２）＋Ｐ２（ＩＬ２）＋…＋Ｐ５（ＩＬ２）
が取得される。こうして取得された検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）は記憶部３３に記憶される。
【００２０】
記憶部３３は、画像処理部３１、光源駆動部３２および演算処理部３４とともに制御ユニット３に設けられている。記憶部３３は、図１に示すように、上記した部分画像Ｑおよび検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）以外に、基準画像ＲＦ（ＩＬ１）、ＲＦ（ＩＬ２）や各種プログラムなどを予め記憶している。基準画像ＲＦ（ＩＬ１）は上流光源（光源部２５１）からの光のみを照射した状態で良品のワークＷを撮像したときに得られる画像であり、基準画像ＲＦ（ＩＬ２）は下流光源（光源部２５２）からの光のみを照射した状態で良品のワークＷを撮像したときに得られる画像である。また、記憶部３３に記憶されるプログラムには、検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得するための画像取得プログラムや検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）に基づいてワークＷを検査する検査プログラムなどが含まれる。そして、これらのプログラムにしたがって演算処理部３４が種々の処理を行う。
【００２１】
演算処理部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで画像取得やワークＷの検査を行う。つまり、演算処理部３４は、ワーク搬送機構２２を制御してワーク搬送を制御するワーク搬送制御部３４１、光源部２５１、２５２の点灯切替を行う光源切替制御部３４２、検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得する対象画像取得部３４３およびワーク検査を行う検査部３４４として機能する。そして、本実施形態では、演算処理部３４が画像取得プログラムにしたがってワークＷを副走査方向Ｙに移動させつつ光源切替を行って複数の部分画像を取得した後で検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得する。さらに演算処理部３４が検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）に基づいてワーク検査を行う。以下、図１、図２および図３を参照しつつ画像取得動作について説明した後で、図４を参照しつつワーク検査動作について説明する。
【００２２】
検査対象となるワークＷが搬送ベルト２１に移載されると、図１に示すように、演算処理部３４は搬送ベルト２１を駆動し、搬送ベルト２１上のワークＷを副走査方向Ｙに搬送するとともに、以下の撮像動作を並行して実行する。撮像動作では、ワークＷの先端に位置する部分領域（以下「先端部分領域」という）が撮像領域２３に到達するまでに、光源部２５２を消灯したまま光源部２５１のみが点灯される。その後にワークＷの先端部分領域が撮像領域２３に移動したタイミング（時刻Ｔ１）で、図２の上段に示すように、撮像素子２４１の受光面にワークＷの先端部分領域の像（Ｐ０＋Ｐ１）が結像される。このため、光源部２５１からの光、つまり光源光ＩＬ１のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の画像、つまり部分画像Ｑ０（ＩＬ１）（＝Ｐ０（ＩＬ１）＋Ｐ１（ＩＬ１））を撮像して記憶部３３に書き込む。
【００２３】
これに続いて、ワークＷが上記単位距離ΔＤだけ副走査方向Ｙに移動されたタイミング（時刻Ｔ２）で、図２の中段に示すように、上記像Ｐ０が撮像素子２４１の受光面（図２においてドットが付された領域）から（−Ｙ）側に外れるとともに像Ｐ２が新たに撮像素子２４１の受光面に位置する。このようなワークＷの単位距離移動と並行して光源部２５１が消灯されるとともに光源部２５２が点灯される。この光源切替によってタイミング（時刻Ｔ２）では、撮像領域２３とその周辺を照明する光源が光源部２５１から光源部２５２に切り替わる。そこで、光源部２５２からの光、つまり光源光ＩＬ２のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の部分画像Ｑ１（ＩＬ２）を撮像して記憶部３３に書き込む。
【００２４】
ワークＷがさらに部分撮像エリア１個分だけ副走査方向Ｙに移動されたタイミング（時刻Ｔ３）で、図２の下段に示すように、上記像Ｐ１が撮像素子２４１の受光面から（−Ｙ）側に外れるとともに像Ｐ３が新たに上記受光面に位置する。このようなワークＷの単位距離移動と並行して光源部２５２が消灯されるとともに光源部２５１が再点灯される。この光源切替によってタイミング（時刻Ｔ３）では、撮像領域２３とその周辺を照明する光源が光源部２５２から光源部２５１に切り替わる。そこで、光源部２５１からの光、つまり光源光ＩＬ１のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の部分画像Ｑ２（ＩＬ１）を撮像して記憶部３３に書き込む。それ以降も、上記と同様にワークＷの移動と光源切替とを並行して行い、図３に示すように、時刻Ｔ４〜Ｔ６で部分画像として、
時刻Ｔ４：Ｑ３（ＩＬ２）＝画像Ｐ３（ＩＬ２）＋画像Ｐ４（ＩＬ２）
時刻Ｔ５：Ｑ４（ＩＬ１）＝画像Ｐ４（ＩＬ１）＋画像Ｐ５（ＩＬ１）
時刻Ｔ６：Ｑ５（ＩＬ２）＝画像Ｐ５（ＩＬ２）＋画像Ｐ６（ＩＬ２）
を順次に取得し、記憶部３３に書き込む。
【００２５】
次に、演算処理部３４は上記撮像動作によって得られた複数の部分画像Ｑを光源毎に抽出する。すなわち、上流光源に対応して部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）を抽出し、下流光源に対応して部分画像Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）を抽出する。また、演算処理部３４は、抽出した部分画像Ｑを合成して得られる合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除して２枚の検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得し、記憶部３３に書き込む。こうして、２枚の二次元画像、つまり光源毎の検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）の取得が完了し、演算処理部３４は検査動作に移行する。
【００２６】
演算処理部３４は検査プログラムにしたがって以下の検査動作を実行する。すなわち、図４に示すように、記憶部３３から基準画像ＲＦ（ＩＬ１）と検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）とが読み出され、両者の差分が求められる。また同様に、記憶部３３から基準画像ＲＦ（ＩＬ２）と検査対象画像ＩＭ（ＩＬ２）とが読み出され、両者の差分が求められる。これらにより得られた差分画像ＤＦ（ＩＬ１）、ＤＦ（ＩＬ２）に基づいて演算処理部３４はワークＷの表面に傷や欠けなどの欠陥が含まれていない否かを判定する。なお、ここでは、差分画像に基づいてワークＷの良否判定を行っているが、良否判定の手法についてはこれに限定されるものではなく、検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）に基づいて判定を行う他の手法を用いてもよい。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、ワークＷを移動させつつ光源切替を行って検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得しているため、画像取得に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００２８】
また、光源部２５１からの光を照射して撮像される複数の部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）と、光源部２５２からの光を照射して撮像される複数の部分画像Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）とは単位距離ΔＤだけ副走査方向Ｙにずれて撮像されるが、上記したように光源毎の部分画像Ｑの抽出、抽出された部分画像Ｑの合成および合成画像からの画像の部分除去を実行して検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を形成している。したがって、ワークＷのうち検査対象となる領域の検査対象画像を正確に取得することができる。
【００２９】
また、撮像素子２４１としてラインセンサを用いているため、撮像領域２３を撮像して得られた部分画像の画像処理部３１への転送速度が比較的高い。このため、ワークＷを比較的高速で移動させた場合であって部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）、Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）を確実に転送することが可能となっている。
【００３０】
また本実施形態では、１台の撮像部２４によって光源毎の二次元画像、つまり検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得しており、複数の撮像部を用いている特許文献１に記載の装置に比べて装置構成を簡素化することができる。
【００３１】
さらに検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を短時間で取得することができるため、ワークＷの検査に要する時間も大幅に短縮することができる。
【００３２】
このように本実施形態では、副走査方向Ｙおよび主走査方向Ｘがそれぞれ本発明の「第１方向」および「第２方向」に相当し、ワークＷを副走査方向Ｙに移動させるために設けられた搬送ベルト２１およびワーク搬送機構２２が本発明の「移動部」として機能している。また、光源部５２１、５２２がそれぞれ本発明の「第１光源」および「第２光源」として機能しているが、点灯順序を入れ替えてもよく、この場合には光源部５２１、５２２がそれぞれ本発明の「第２光源」および「第１光源」として機能する。また、当該移動部（＝搬送ベルト２１およびワーク搬送機構２２）と、２つの光源部２５１、２５２と、撮像部２４と、記憶部３３と、光源切替制御部３４２および対象画像取得部３４３を有する演算処理部３４との組み合わせが本発明の「画像取得装置」として機能している。また、２個の光源部２５１、２５２を有しており、２枚の二次元画像（＝検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２））を取得しており、本実施形態では、Ｎ＝２となっている。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、２個の光源部２５１、２５２を用いて検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得し、ワークＷを検査する検査装置１に対して本発明を適用しているが、３個以上の光源部を有する検査装置に対しても本発明を適用することができる。以下、光源部を３個有する検査装置について図５ないし図８を参照しつつ説明する。
【００３４】
図５は本発明に係る画像取得装置の第２実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。図６は検査装置におけるワークと撮像素子との位置関係を示す模式図である。図７および図８は画像取得装置の動作を模式的に示す図である。第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、光源部２５１、２５２以外に別の光源部２５３が追加されてＮ＝３となっている点と、単位距離ΔＤが（Ｄ／３）となっている点とである。なお、その他の構成は基本的に同一であるため、同一構成に対して同一符号を付して構成説明を省略する。
【００３５】
第２実施形態では、図５に示すように、副走査方向Ｙにおいて撮像部２４の下流側に光源部２５３が隣接して設けられている。光源部２５３では、光源部２５１、２５２と同様に、主走査方向Ｘに延びるバー状に複数のＬＥＤが配列されている。この光源部２５３は光源部２５１、２５２の中間位置でほぼ鉛直上方から撮像領域２３に向けて光を照射する中央光源として機能する。
【００３６】
検査対象となるワークＷが搬送ベルト２１に移載されると、図５に示すように、演算処理部３４は搬送ベルト２１を駆動し、搬送ベルト２１上のワークＷを副走査方向Ｙに搬送するとともに、以下の撮像動作を実行する。
【００３７】
第２実施形態では、第１実施形態と同様にワークＷの先端部分領域が撮像領域２３に到達するまでに、光源部２５２および光源部２５３を消灯したまま光源部２５１のみが点灯される。その後にワークＷの先端部分領域が撮像領域２３に移動したタイミング（時刻Ｔ１）で、図６の上段に示すように、撮像素子２４１の受光面にワークＷの先端部分領域の像（Ｐ０＋Ｐ１＋Ｐ２）が結像される。このため、光源部２５１からの光、つまり光源光ＩＬ１のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の画像、つまり部分画像Ｑ０（＝Ｐ０（ＩＬ１）＋Ｐ１（ＩＬ１）＋Ｐ２（ＩＬ１））を撮像して記憶部３３に書き込む（図７参照）。
【００３８】
これに続いて、ワークＷが単位距離ΔＤ（＝Ｄ／３）だけ副走査方向Ｙに移動され、この移動に伴い光源部２５１が消灯されるとともに光源部２５３が点灯される。このタイミング（時刻Ｔ２）で、光源部２５３からの光、つまり光源光ＩＬ３のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の部分画像Ｑ１（＝Ｐ１（ＩＬ３）＋Ｐ２（ＩＬ３）＋Ｐ３（ＩＬ３））を撮像して記憶部３３に書き込む。
【００３９】
また、ワークＷがさらに単位距離ΔＤだけ副走査方向Ｙに移動され、この移動に伴い光源部２５３が消灯されるとともに光源部２５２が点灯される。このタイミング（時刻Ｔ３）で、光源部２５２からの光、つまり光源光ＩＬ２のみで照明した状態で撮像部２４は撮像領域２３に位置している部分領域の部分画像Ｑ２（＝Ｐ２（ＩＬ２）＋Ｐ３（ＩＬ２）＋Ｐ４（ＩＬ２））を撮像して記憶部３３に書き込む。
【００４０】
それ以降も、上流光源、中央光源および下流光源の順序で行う光源切替を繰り返しながら光源切替毎に撮像部２４により部分画像Ｑが撮像され、図７に示すように、時刻Ｔ４、…で部分画像Ｑが取得され、記憶部３３に書き込まれる。そして、上記した光源切替の繰り返しが予め設定した回数に到達した時点で撮像動作を停止する。
【００４１】
次に、演算処理部３４は第１実施形態と同様に上記撮像動作によって得られた複数の部分画像を光源毎に抽出する。つまり、演算処理部３４は上流光源について部分画像Ｑ３ｍ（ＩＬ１）を抽出し、中央光源について部分画像Ｑ３ｍ＋１（ＩＬ３）を抽出し、下流光源について部分画像Ｑ３ｍ＋２（ＩＬ２）を抽出する。「３ｍ」は部分画像を特定するための記号であり、３×ｍを示している。つまり、部分画像Ｑ３ｍは部分画像Ｑ０、Ｑ３、Ｑ６、…を意味し、部分画像Ｑ３ｍ＋１は部分画像Ｑ１、Ｑ４、Ｑ７、…を意味し、部分画像Ｑ３ｍ＋２は部分画像Ｑ２、Ｑ５、Ｑ８、…を意味している。
【００４２】
そして、演算処理部３４は光源毎に抽出した部分画像を合成して得られる合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除して３枚の検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ３）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得し、記憶部３３に書き込む。この動作の一例を模式的に示したものが図８である。
【００４３】
演算処理部３４は、図８に示すように、上流光源について抽出された部分画像Ｑ３ｍ（ＩＬ１）により形成される合成画像のうち最先に撮像された部分画像ＦＴ１の一部、より詳しくは部分画像ＦＴ１に含まれる画像のうち下流側（同図中の上方側）に位置する画像（図中の破線部分）を削除する。一方、下流光源について抽出された部分画像Ｑ３ｍ＋２（ＩＬ２）により形成される合成画像については、上記とは真逆に最後に撮像された部分画像ＥＤ２の一部、より詳しくは部分画像ＥＤ２に含まれる画像のうち上流側（同図中の下方側）に位置する画像（図中の破線部分）を削除する。さらに、中央光源について抽出された部分画像Ｑ３ｍ＋１（ＩＬ３）により形成される合成画像のうち最先に撮像された部分画像ＦＴ３の一部、より詳しくは部分画像ＦＴ３に含まれる画像のうち下流側に位置する画像（図中の破線部分）とともに最後に撮像された部分画像ＥＤ３の一部、より詳しくは部分画像ＥＤ３に含まれる画像のうち下流側に位置する画像（図中の破線部分）を削除する。なお、部分画像Ｑ３ｍ（ＩＬ１）により形成される合成画像のうち最後に撮像された部分画像ＥＤ１および部分画像Ｑ３ｍ＋２（ＩＬ２）により形成される合成画像のうち最先に撮像された部分画像ＦＴ２については、画像削除は行われず、それらは検査対象領域に含まれる。
【００４４】
こうして、３枚の二次元画像、つまり光源毎の検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ３）、ＩＭ（ＩＬ２）の取得が完了した後で、演算処理部３４は検査動作に移行し、第１実施形態と同様にしてワークＷの検査を行う。
【００４５】
このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ワークＷを移動させつつ光源切替（照明変更）を行って検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）、ＩＭ（ＩＬ３）を取得しているため、画像取得に要する時間を大幅に短縮することができる。なお、第２実施形態では、３個の光源部２５１、２５２、２５３を有しており、それぞれ本発明の「第１光源」、「第２光源」および「第３光源」として機能しているが、光源の点灯順序は光源部２５１、２５３、２５２に限定されるものではなく、任意である。また、第２実施形態では、３枚の二次元画像（＝検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）、ＩＭ（ＩＬ３））を取得している。つまり、本実施形態ではＮ＝３となっている。
【００４６】
また、上記実施形態では、ワークＷを副走査方向Ｙに直線移動させながら検査対象画像の取得およびワークＷの検査を行っているが、本発明に適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば図９に示すようにワークＷを回転方向Ｒに回転させながら検査対象画像の取得およびワークＷの検査を行う検査装置にも適用することができる。
【００４７】
図９は本発明に係る画像取得装置の第３実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、ワークＷが歯車などの回転対称な形状を有する金属製部品である点と、ワークＷの移動方向が副走査方向Ｙから回転方向Ｒに変更されている点とであり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。
【００４８】
この第３実施形態では、図９に示すように、ワークＷはワーク回転駆動機構２６により保持されるとともに回転移動される。このワーク回転駆動機構２６は、図示を省略するチャック部を有しており、その回転中心軸ＡＸｃとワークＷの回転対称軸ＡＸｗとを一致させながらワークＷを保持する。また、チャック部は駆動モータ２６１と連結されており、駆動モータ２６１により回転されることでワークＷを回転中心軸ＡＸｃまわりに回転させる。本実施形態では、回転方向ＲにおけるワークＷの位置を高精度に検出するために、駆動モータ２６１にエンコーダ２６２が取り付けられている。
【００４９】
また、ワークＷの鉛直上方に撮像部２４および光源部２５１、２５２が配置されている。撮像部２４は図９に示すようにワークＷの回転対称軸ＡＸｗに対して径方向外側に延設されて設けられている。このため、ワークＷを回転させながら当該撮像部２４によりワークＷの撮像領域２３を撮像素子２４１により撮像可能となっている。また、回転方向Ｒにおいて撮像部２４の上流側および下流側に光源部２５１、２５２がそれぞれ配置されている。光源部２５１、２５２では、撮像部２４の延設方向と平行な方向に延びるバー状に複数のＬＥＤが配列されている。そして、第１実施形態と同様に、制御ユニット３の光源駆動部３２により光源部２５１のみが点灯されると、ワークＷのうち撮像領域２３に位置する部分領域およびその周辺がそれぞれ光源部２５１により照明されるとともに部分画像が撮像される。逆に、光源部２５２のみが点灯されると、ワークＷのうち撮像領域２３に位置する部分領域およびその周辺がそれぞれ光源部２５２により照明されるとともに部分画像が撮像される。
【００５０】
第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ワークＷの回転移動と並行して光源切替を行い、部分画像Ｑ２ｍ（ＩＬ１）、Ｑ２ｍ＋１（ＩＬ２）を取得した後に複数の部分画像を光源毎に抽出し、それらの合成画像の一部を光源の切替順序に応じて削除して検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得する。それに続いて、検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）をそれぞれ基準画像ＲＦ（ＩＬ１）、ＲＦ（ＩＬ２）と対比してワークＷの良否判定を行う。
【００５１】
以上のように、第３実施形態においても、第１実施形態と同様にワークＷを移動させつつ光源切替（照明変更）を行って検査対象画像ＩＭ（ＩＬ１）、ＩＭ（ＩＬ２）を取得しているため、画像取得に要する時間を大幅に短縮することができる。なお、第３実施形態では、回転方向Ｒが本発明の「第１方向」に相当するとともに、ワークＷの径方向が本発明の「第２方向」に相当している。
【００５２】
また、上記実施形態では、鍛造部品、鋳造部品、歯車などの金属製部品をワークＷとし、光源毎にワークＷの検査対象画像を取得して検査を行っているが、ワークＷを構成する材料や形状などは特に限定されるものではない。例えば樹脂製部品やゴム製部品などをワークＷとし、検査対象画像の取得および検査を行う装置に本発明を適用してもよい。また、円盤形状や円環形状などを有する部品をワークＷとし、検査対象画像の取得および検査を行う装置に本発明を適用してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、ワークＷの検査装置１に対して本発明を適用しているが、照度差ステレオ法により合成画像を形成する装置に対して本発明に係る画像取得装置や画像取得方法を適用してもよい。ただし、照度差ステレオ法を用いるためには、３個以上の光源部を設け、３枚以上の二次元画像を取得する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明は、互いに異なる照射方向を有するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の光源の各々から順次に光を対象物に照射した状態で光源毎の対象物の画像を取得する画像取得技術およびこれを装備する装置全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…検査装置
２１…搬送ベルト（移動部）
２２…ワーク搬送機構（移動部）
２３…撮像領域
２４…撮像部
２６…ワーク回転駆動機構（移動部）
３３…記憶部
３４…演算処理部
２４１…撮像素子
２５１，２５２，２５３…光源部
３４２…光源切替制御部
３４３…対象画像取得部
３４４…検査部
ＥＤ１〜ＥＤ３…（最後に撮像された）部分画像
ＦＴ１〜ＦＴ３…（最先に撮像された）部分画像
ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３…光源光
ＩＭ…検査対象画像（二次元画像）
Ｑ、Ｑ２ｍ、Ｑ２ｍ＋１、Ｑ３ｍ、Ｑ３ｍ＋１、Ｑ３ｍ＋２…部分画像
Ｒ…回転方向（第１方向）
Ｗ…ワーク（対象物）
Ｘ…主走査方向（第２方向）
Ｙ…副走査方向（第１方向）
ΔＤ…単位距離
【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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