(57)【要約】【課題】装置全体を移動させることなく大きな検査対象物に対して付着物検査が実施可能な検査装置を提供する。【解決手段】検査対象物にレーザ照射して得られるラマン散乱光の強度を検出し、検査対象物の付着物の付着状態を検出する。また、カメラで撮像されたレーザ光の照射位置と可視画像から、レーザ光の照射位置とカメラの画素とを関連付けることにより照射範囲情報を生成する。そして、付着物の付着状態と照射範囲情報とに基づいて、カメラの画素が撮像する範囲に存在する付着物の画像を生成し、カメラによって撮像した可視画像と付着物の画像とを合成して合成画像を生成する。【選択図】図１
2015225049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の少なくとも一部に特定の波長を主成分とする光を、照射範囲を変更しながら照射する光照射部と、
前記検査対象物における前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記検査対象物の画像とを撮像する撮像部と、
前記光照射部によって前記検査対象物に照射された光の散乱光を分光する分光器と、
前記分光器により分光された前記散乱光の強度を検出する検出器と、
前記検出器が検出した光の強度から、前記検査対象物の付着物の付着状態を検出する付着状態推定部と、
前記撮像部で撮像された前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記撮像された画像から、前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記撮像部の画素とを関連付けることにより照射範囲情報を生成する照射範囲検出部と、
前記付着物の付着状態と前記照射範囲情報とに基づいて、前記撮像部の画素が撮像する範囲に存在する前記付着物の画像を生成する画像処理部と、
前記撮像された画像と前記付着物の画像とを合成して合成画像を生成する合成部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１において、
さらに、前記検査対象物に可視光を照射するための可視光照射部と、
前記可視光と前記特定の波長を主成分とする光の照射タイミングを制御する制御部と、
前記光照射部と、前記可視光照射部と、前記撮像部と、前記検査対象物と、を外光から遮断する遮光手段と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、前記可視光の照射と前記特定の波長を主成分とする光の照射を切り替えることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１において、
さらに、前記検査対象物に可視光を照射するための可視光照射部と、
前記散乱光から可視光を除去するための可視光除去フィルタと、
前記光照射部と、前記可視光照射部と、前記撮像部と、前記検査対象物と、前記可視光除去フィルタと、を外光から遮断する遮光手段と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１において、
さらに、前記付着物の画像と、基準画像データベースに格納されている複数の基準付着物画像とを比較する比較部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５において、
さらに、前記光照射部による前記照射範囲を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記光照射部を制御して前記検査対象物に離散的に前記特定の波長を主成分とする光を照射して前記画像処理部で第１の付着物画像を生成し、当該第１の付着物画像に基づいて分析すべき範囲を特定し、前記光照射部を前記分析すべき範囲に光を照射するように制御し、前記画像処理部で第２の付着物画像を生成し、前記比較部で前記第２の付着物画像と前記複数の基準付着物画像とを比較することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項１において、
さらに、前記特定の波長を主成分とする光を照射する際の前記検査対象物の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサによる計測温度に基づいて、前記光照射部による前記特定の波長を主成分とする光の照射を制御する制御部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項８】
検査対象物の付着物を検査する検査方法であって、
前記検査対象物の少なくとも一部に特定の波長を主成分とする光を、照射範囲を変更しながら照射する工程と、
前記検査対象物における前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記検査対象物の画像とを撮像装置で撮像する工程と、
前記検査対象物に照射された光の散乱光を分光する工程と、
前記分光された前記散乱光の強度を検出する工程と、
前記検出した光の強度から、前記検査対象物の付着物の付着状態を検出する工程と、
前記撮像された前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記撮像された画像から、前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と前記撮像装置の画素とを関連付けることにより照射範囲情報を生成する工程と、
前記付着物の付着状態と前記照射範囲情報とに基づいて、前記撮像装置の画素が撮像する範囲に存在する前記付着物の画像を生成する工程と、
前記撮像された画像と前記付着物の画像とを合成して合成画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項９】
請求項８において、
さらに、前記検査対象物に可視光を照射する工程と、
前記可視光と前記特定の波長を主成分とする光の照射タイミングを制御する工程と、を有し、
前記光を照射する工程と、前記可視光を照射する工程と、前記撮像装置で画像を撮像する工程とは、外光から遮断されて実行されることを特徴とする検査方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記制御する工程において、前記可視光と前記特定の波長を主成分とする光は切り替えながら照射されることを特徴とする検査方法。
【請求項１１】
請求項８において、
さらに、前記検査対象物に可視光を照射する工程と、
可視光除去フィルタによって前記散乱光から可視光を除去する工程と、を有し、
前記光を照射する工程と、前記可視光を照射する工程と、前記撮像装置で画像を撮像する工程とは、外光から遮断されて実行されることを特徴とする検査方法。
【請求項１２】
請求項８において、
さらに、前記付着物の画像と、基準画像データベースに格納されている複数の基準付着物画像とを比較する工程を有することを特徴とする検査方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
さらに、前記照射範囲を制御する工程を有し、
当該照射範囲を制御する工程では、前記検査対象物に離散的に前記特定の波長を主成分とする光を照射して第１の付着物画像を生成し、当該第１の付着物画像に基づいて分析すべき範囲を特定し、前記分析すべき範囲に光を照射するように制御して第２の付着物画像を生成し、
前記比較する工程では、前記第２の付着物画像と前記複数の基準付着物画像とを比較することを特徴とする検査方法。
【請求項１４】
請求項８において、
さらに、温度センサにより前記特定の波長を主成分とする光を照射する際の前記検査対象物の温度を計測する工程と、
前記温度センサによる計測温度に基づいて、前記特定の波長を主成分とする光の照射を制御する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、例えば、検査対象物の付着物を特定するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体に付着した付着物を検査するために、その物体にレーザ光を照射し、その散乱光（ラマン散乱光）を用いて付着物を画像化することが行われている。例えば、特許文献１では、２次元に配列された光ファイバにラマン散乱光を入射させ、当該光ファイバの他端から出射した光を各波長のスペクトル成分に分光する。そして、複数の受光素子（２次元配列されている）で分光された各波長の光を受光して検査対象物の付着物の画像を生成している。このようにすることにより、特許文献１によれば、付着物を画像化して検査対象物を適切に検査することができると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によれば、検査対象物の２次元領域で検査を行うことは可能であるものの、励起レーザ光とラマン光を同一のマクロ測定用対物レンズ（ミリ単位での計測しかできない）を通して計測する構成を取っている。このため、大きな検査対象物（例えば１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズの検査対象物）に対応することは考慮されていない。特許文献１は、検査装置の構成として顕微鏡の構造を取っているため、検査領域が著しく限定されてしまい、より大きな検査対象物を迅速に検査したいという要望に応えられるものではない。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より大きな検査対象物に対しても付着物検査を実施できるようにするための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、検査対象物の少なくとも一部に特定の波長を主成分とする光を、照射範囲を変更しながら照射する。また、検査対象物における前記特定の波長を主成分とする光の照射位置と検査対象物の可視画像とを撮像装置で撮像する。さらに、検査対象物に照射された光の散乱光を分光し、分光された散乱光の強度を検出する。この検出した光の強度から、検査対象物の付着物の付着状態を検出する。そして、撮像された特定の波長を主成分とする光の照射位置と可視画像から、特定の波長を主成分とする光の照射位置と撮像装置の画素とを関連付けることにより照射範囲情報を生成する。また、付着物の付着状態と照射範囲情報とに基づいて、撮像装置の画素が撮像する範囲に存在する付着物の画像を生成する。さらに、可視画像と付着物の画像とを合成して合成画像を生成する。
【０００７】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
【０００８】
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大きな検査対象物に対しても付着物検査を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態による検査装置の構成を示す図である。
【図２】レーザスキャン走査と可視画像との関係を示す図である。
【図３】付着物がない箇所の、検出器６２からの出力信号例を示す図である。
【図４】付着物がある箇所の、検出器６２からの出力信号例を示す図である。
【図５】撮像処理３３からの出力信号例を示す図である。
【図６】画像処理部８０からの出力信号例を示す図である。
【図７】合成部９０からの出力信号例を示す図である。
【図８】照射範囲検出部５０の動作例を説明するための図である。
【図９】照射範囲検出部５０の動作例を説明するための図である。
【図１０】照射範囲検出部５０の動作例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による検査装置の構成を示す図である。
【図１２】図１２Ａは制御シーケンスの動作を説明するためのフローチャートである。図１２Ｂは離散的にラマン散乱光を取得して分析範囲を特定する動作を説明するための図である。図１２Ｃは特定された分析範囲において連続的にラマン散乱光を取得して付着物画像を生成する動作を説明するための図である。
【図１３】可視照明及びレーザ光照射タイミングの動作例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態による検査装置の構成を示す図である。
【図１５】集光／フィルタ部を通過する前の光の分布状態を示す図である。
【図１６】集光／フィルタ部を通過した後の光の分布状態を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態によ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】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１２】
本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００１３】
（１）第１の実施形態
＜検査装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態による検査装置の全体構成例を示す図である。検査装置１は、検査対象物２０に光を照射する光照射部１０と、レーザ光路１３と、検査対象物２０からの画像を撮像する可視カメラ３０と、集光／フィルタ部４０と、分光検出部６０と、付着物推定部７０と、画像処理部８０と、照射範囲検出部５０と、合成部９０と、を有している。光照射部１０は、スキャンミラー１１と、レーザ光源１２と、を含む。可視カメラ３０は、カメラレンズ３２と、撮像素子３１と、撮像処理３３と、を含む。集光／フィルタ部４０は、レンズ４１及び４３と、レイリー光除去フィルタ４２と、を含む。分光検出部６０は、分光器６１と、検出器６２と、を含む。なお、分光器６０の前段（集光／フィルタ部４０の内部或いは前段でも良い）に可視光（外光）を除去するためのフィルタを設けても良い。
【００１４】
検査装置１では、レーザ光源１２から出力したレーザ光をスキャンミラー１１により検査対象物２０に対して位置を変えながら照射する。また、それと共に、検査対象物２０をカメラレンズ３２、撮像素子３１及び撮像処理３３からなる可視カメラ３０で撮影する。さらに、集光／フィルタ部４０は、検査対象物２０にレーザ光を照射することにより生じる散乱光をレンズ４１で集光し、レイリー光除去フィルタ４２でレイリー散乱光を除去し、レンズ４３により分光器６１にラマン散乱光を集光させ入力している。分光検出部６０は、分光器６１で入力された光を回析格子等で波長毎に分光し、検出器６２で分光した光を検出する。付着物推定部７０は、検出器６２による検出結果から波長毎の光量分布を生成し、この光量分布の状態から物質の付着状態を検出する。画像処理部８０は、物質の付着状態に応じて付着物の画像を生成する（付着物の散乱の度合いに応じて濃淡の画像が生成される。）。例えば、タイヤ痕であれば、カーボンを付着物として検出しても良いし、或いは、粉塵の付着量の差違に着目して検出しても良い。なお、画像処理部８０は、可視カメラ３０からの信号を用い、照射範囲検出部５０によって作成された検査対象物２０のどの位置にレーザを照射して取得した情報であるかを示す位置情報に基づいて、付着物の画像を生成している。合成部９０は、付着物の画像と可視カメラ３０の画像とを合成し、図示しない表示装置に表示するように動作する。本実施形態では、光照射部１０にレーザ光を用いているがＬＥＤ光でも良く、波長の主成分が特定の波長であれば代用可能である。
【００１５】
＜レーザ照射の例＞
図２は、スキャンミラー１１により検査対象物２０に対して行うレーザ照射の例を示す図である。図２に記載された可視画像（１，１）は、ある任意の時刻ｔでの可視カメラ３０の出力画像を示し、可視画像（１，ｎ）は、時刻ｔから数えて（１×ｎ）フレーム目の可視カメラ３０の出力画像を示している。フレーム数が増えるにつれて、スキャンミラー１１は、左上からレーザ光のスキャンを開始し、右下に向かってスキャンを実施している。当該実施形態では可視カメラ３０で撮影される全ての撮影領域でスキャンを実施しているが、検査すべき部分が予め判明している場合は、検査すべき部分に限定しても良い。また、スキャン方法も検査すべき部分にレーザが照射されれば順番や照射点の重複があっても可視カメラ３０の画像からレーザ照射位置を特定しているため考慮する必要がない。このように可視画像でレーザスポット位置を確認しながらラマン散乱光による画像を生成することにより可視画像における付着物画像の位置が明確になるので、レーザ照射の際の位置に関するキャリブレーションが不要であり、また、顕微鏡構造を採用する必要がないため、大きな検査対象物に対しても測定できるようになる。また、検査対象物に応じてレーザ照射の径を拡大又は縮小することにより、撮影する画像、即ちフレーム数を最適化することができるため、測定時間を短縮することもできる。なお、本実施形態では、可視カメラを用いているが、使用するレーザ光を撮影できるカメラであれば、可視光の波長領域に限定しなくても良い。
【００１６】
＜ラマン散乱光の出力＞
図３及び４は、分光検出部６０の出力の例を示す図である。図５は可視カメラ３０の出力画像を示し、図６は画像処理部８０の出力画像を示し、図７は合成部９０で生成された画像の例を示す図である。
【００１７】
図３及び４に示される出力例は、検査対象物２０から発光或いは反射した光から集光とフィルタ部４０により不要な光を除去した後、レーザ照射により発生したラマン散乱光のみ（例えば、レーザ光の周波数よりも高い周波数の成分のラマン散乱光）を集光して分光検出部６０で処理した結果の信号である。ラマン散乱光は、物質の分子振動エネルギー量に応じて照射したレーザ光の波長から一定量シフトした波長の光である。このため、異なる付着物が付着した２か所で検査を行うと、図３、図４に示すような異なる出力を分光検出部６０（検出器６２）の出力として得ることができる。
【００１８】
例えば、シャツの上で車を動かした（走らせた）場合、タイヤの溝とトレッド部分で付着する物質に変化が生じる。このため、該シャツを検査対象物として扱い、シャツからのラマン散乱光を調べることにより、図６に示すようなタイヤ痕の画像を得ることができる。該物質は、特定の物質でも良いし、複数の物質が混ざったものを対象にしても良い。該タイヤ痕は、図５の可視カメラ３０の出力画像から照射範囲検出部５０によりレーザスポットの位置を検出している。従って、可視カメラ３０と画像処理部８０の出力は、該照射範囲検出部５０の位置情報により、それぞれの光学系が異なるにも拘わらず容易に合成ができるようになる。また、レーザスポット位置を照射する際の位置に関するキャリブレーションを省略することができ、使い勝手が良く、かつ、レーザ光部分に触れる必要が無いため安全な装置を実現できる。
【００１９】
＜照射範囲検出処理＞
図８、９及び１０は、照射範囲検出部５０の動作を説明するための図である。図８及び９における格子状の細かい枠は、撮像素子３１内の受光素子を表しており、水平及び垂直に番号を付け、受光素子の位置を示している。また、レーザ光スポット３５及びレーザ光スポット３７は、レーザ光のスポットを撮像面で受光している様子を表している。尚、破線で示したレーザ光スポット３４及びレーザ光スポット３６は、１フィールド前のレーザ光のスポット位置を表している。
【００２０】
図８では、レーザ光スポット３５は、水平６垂直３の位置にある受光素子全体に当たっており、水平６垂直３の位置にある受光素子の周辺画素では、レーザ光スポット３５の一部が当たっている。同様に、図９では、レーザ光のスポット３７は、水平８垂直３の位置にある受光素子全体に当たっており、水平８垂直３の位置にある受光素子の周辺画素では、レーザ光スポット３７の一部が当たっている。尚、図９は、図８の次のフィールドの様子を示しており、図８をＴフレーム目とした場合、図９が（Ｔ＋１）フレーム目となる。
【００２１】
図１０は、Ｔ及び（Ｔ＋１）フレームでのレーザ光のスポットと水平及び垂直の画素位置の関係を示している。図１０において、水平６垂直３及び水平８垂直３の位置では、それぞれＴフレーム及び（Ｔ＋１）フレームでレーザ光が照射されているので、このレーザ光が照射されているフレームでラマン散乱光の取得を行い、付着物質の検出を行う。また、水平７垂直３の位置では、Ｔフレーム及び（Ｔ＋１）フレームの両方で受光の一部にレーザ光が照射されているので、該２つフィールドでのラマン散乱光の取得結果から付着物質の検出を行う。これにより、該受光素子の位置とラマン散乱光の取得とが関連付けられ、それぞれの位置でのラマン散乱光の状態から付着物質の検出を行い、付着の程度に応じて図６のように付着物の画像化を行うことができる。また、該付着物の画像は、可視カメラ３０で画像を確認しつつ、可視画像撮像と同時に作成され、該可視カメラ３０で画像を生成する際の検査対象物のサンプリング位置と等しい位置で画像化又は画像データ化を行っている。このように同一の検査対象物位置に対して該可視カメラ３０で生成された画像と画像処理部８０で生成された着物の画像又は画像データを生成しているので、それぞれの光学系が異なるにも拘わらず、その違いを考慮することなくその両者の画像を合成することができる。
【００２２】
本実施形態によれば、検査対象物に対してレーザ光を直接照射し、かつ、可視画像を取得してレーザ光の照射位置を確認しながらレーザ光を検査対象物上でスキャンをすることにより、大きな検査対象物に対しても検査を可能にできるという効果を期待することができる。また、検査対象物を可視光カメラ３０で撮影した際の可視光カメラ３０での検査対象物のサンプリング位置に一致するように付着物の画像又は画像データを生成するため、可視光カメラ３０で撮影した画像と付着物の画像を光学系の違いを意識することなく簡単に合成することができるようになる。また、レーザ照射位置のキャリブレーションをする必要がない。さらに、レーザスポット径を変えることで検査に使うフレーム数を最適化でき、特に、スポット径を大きくした場合は測定時間を短縮することもできる。ただし、レーザ光のスキャンスピードは、可視画像の撮像スピードよりも遅くする必要がある。撮像スピードよりもスキャンスピードを速くすると、可視画像とラマン散乱光との対応が取れない恐れがあるためである。
【００２３】
なお、本発明の実施形態では、受光素子（ドット）毎にスキャンすることを基本形とし、スループット向上のために発展形として間隔を空けてスキャンし（例えば、１つおきの受光素子に対してスキャンする）、一部しかレーザ光が照射されない受光素子については複数のフィールドのラマン散乱光を用いてスキップされた受光素子の画像を補間するようにしている。
【００２４】
（２）第２の実施形態
＜検査装置の構成＞
図１１は、本発明の第２の実施形態による検査装置１の全体構成を示す図である。図１１において、図１と重複する部分には同一の番号を付け、説明を省略する。第２の実施形態による検査装置１は、第１の実施形態による検査装置１（図１）の構成に加えて、第２の光を照射する手段である可視光照明１００と、制御部１７０と、特徴点抽出／強調処理部１６０と、基準画像データベース１２０と、相関性比較部１３０と、遮光筐体（遮光領域）１１０と、を有している。第２の実施形態による検査装置１では、検査対象物２０、光照射部１０、可視光照明１００、可視カメラ３０、及び集光／フィルタ部４０を、遮光筐体１１０により他の部分から分離し、外光の影響を排除する構成になっている。
【００２５】
第２の実施形態による検査装置１において、特徴点抽出／強調処理部１６０は、可視カメラ３０の画像に対して、画像のコントラスト等を強調する視認性向上処理を実行する。相関性比較部１３０は、この視認性向上処理を施した画像、及び画像処理部８０で作成した付着物の画像或いは画像情報と、基準画像データベース１２０に格納した基準画像とを比較することにより画像の種類を特定する。
【００２６】
制御部１７０は、光照射部１０からのレーザ光の光量やレーザ光源の点灯消灯の制御と可視光照明１００の光量や点灯消灯の制御等を行っている。検査対象物が衣服に付着したタイヤ痕などの場合、かすかに目に見えるタイヤ痕の片鱗が存在することが多い。このような場合は、該片鱗を含む広めの領域に対して視認性を向上させる強調処理を施した画像と画像処理部８０で作成した付着物の画像を合わせ、これを基準画像データベース１２０のタイヤトレッドパターンと比較する。このようにすることにより、タイヤの銘柄の特定を早くかつ正確に実施できるようになる。また、この片鱗から検査対象の一部分の範囲に検査対象が絞ることができる場合、制御部１７０は、光照射部１０で照射する光の範囲を絞り込む。これにより、検査の高速化を実現することができるようになる。この片鱗については、可視カメラ３０の画像から特徴点の抽出を行い候補領域の絞り込みを行っても良いし、人が目で見て範囲を設定しても良い。本実施形態では、光照射部１０、第２の光を照射する手段である可視光照明１００、及び可視カメラ３０は、可視光の波長範囲で説明しているが、可視カメラ３０の代わりに使用する波長で感度を有する別のカメラを用いれば可視光に限定する必要が無く、紫外でも近赤外でも可能で同等の効果が得られる。
【００２７】
＜検査装置の動作の詳細＞
図１２Ａ乃至Ｃは、第２の実施形態による検査装置１の動作の詳細を説明するための図である。図１２Ａは、検査装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図１２Ｂは、検査対象物内で検査範囲を絞り込む際に光照射部１０から照射した光の位置を表す図である。図１２Ｃは、検査範囲が絞り込まれた後の詳細検査時に光照射部１０から照射した光の位置を、図１２Ｂに加えて表した図である。図１２Ｂ及びＣのグレーの丸い模様は、レーザ光照射位置を示し、検査の際にレーザ光を照射した全ての位置を撮像面の上に表している。また、細かい格子状の枠は、図８と同様、撮像素子３１内の受光素子を表している。
【００２８】
Ｓ１２０１：制御部（プロセッサ）１７０は、検査準備を完了した時点をスタートとして、図１２Ｂに示されるように、レーザ照射位置を離散的に取り、離散的にラマン散乱光を取得するように検査装置１を動作させる。
【００２９】
Ｓ１２０２：制御部１７０は、ラマン散乱光から画像を生成する。レーザ照射位置が付着物の位置に対応していれば付着物の画像が生成されるが、対応していなければ付着物の画像を取得することはできない。
【００３０】
Ｓ１２０３：制御部１７０は、ラマン散乱光の画像から付着物の付着範囲（分析すべき範囲）を調べる。
【００３１】
Ｓ１２０４：制御部１７０は、Ｓ１２０３で特定した分析すべき範囲の妥当性を判断する。付着物の付着範囲を特定できれば（Ｓ１２０４でＯＫの場合）、処理はＳ１２０６に移行する。一方、付着物の付着範囲が特定できなければ（Ｓ１２０４でＮＧの場合）、処理はＳ１２０５に移行する。
【００３２】
Ｓ１２０５：制御部１７０は、Ｓ１２０１で用いたレーザ光のスキャンの設定を変更する。例えば、離散照射の間隔を狭めたり、レーザ強度を強くしたり、スキャンの場所を変更したりする。設定が変更された後、処理は再度Ｓ１２０１に移行する。
【００３３】
Ｓ１２０６：制御部１７０は、特定された範囲をより詳細にスキャンするために、レーザの各種条件を設定する。
【００３４】
Ｓ１２０７：制御部１７０は、特定された範囲（分析すべき範囲）において取得できていない場所（離散スキャンでスキップしてしまった箇所）について、再度ラマン散乱光の取得を行うように検査装置１を動作させる。
【００３５】
Ｓ１２０８：制御部１７０は、Ｓ１２０６で取得したラマン散乱光に基づいて付着物の画像を作成するように検査装置１を動作させる。
【００３６】
Ｓ１２０９：制御部１７０は、Ｓ１２０７で取得した画像と基準画像データベース１２０に登録されている画像とを比較する。
【００３７】
図１２Ｃの領域２０１を分析すべき範囲とすると、制御部１７０は、分析すべき範囲内で図１２Ｂのグレーでない白い部分に関して、再度レーザを照射し直し、図１２Ｃで示されるように、領域２０１内に未測定部分が無いように検査装置１を動作させる。このようにすることでラマン散乱光を測定する箇所を減らし高速化を実現している。
【００３８】
＜可視光照射とレーザ照射のタイミング＞
図１３は、第２の実施形態における光照射部１０及び可視光照明１００の点灯及び消灯のタイミングを示す図である。第２の実施形態では、最初に可視光照明１００のみを点灯させ、可視カメラ３０から可視の画像を取得する。次に、可視光照明１００を消灯し、光照射部１０からレーザを照射、該レーザの照射位置を変えながらラマン散乱光を取得し、付着物の画像、或いは、画像データを作成している。このようにすることで、ラマン散乱光を取得時に含まれる外光を減じて測定精度を向上させることが可能となる。本実施形態によれば、第１の実施形態（図１）と同様に、撮像素子３１の画素位置と対応して付着物の画像或いは画像データを作成しているので、第１の実施形態と同様の効果を期待することができる。また、本実施形態では、検査対象物の範囲で検査が必要な部分を先に判定し、該判定部分に関して検査を行うことにより、検査の高速化を実現することができる。さらに、本実施形態では、図８及び９で示した場合に比べて、グレーで示した丸い範囲が若干大きくなっている。これは、撮像素子３１内の受光素子の位置で付着物の画像或いは画像データを作ることは変わらないが、該画像或いは画像データの画像自身の解像度を若干落とすことで高速化を実現している。このように、調べる場所の限定と合わせレーザのスポット径を目的に応じて最適化することで検査の高速化を実現できる。
【００３９】
（３）第３の実施形態
＜検査装置の構成＞
図１４は、本発明の第３の実施形態による検査装置１の全体構成を示す図である。図１４では、図１及び１１と重複する部分には同一の番号を付け、説明を省略する。
【００４０】
第３の実施形態による検査装置１は、第２の実施形態（図１１）と比較すると、さらにデータセンタ１５０とネットワーク１４０を有し、基準画像データベース１２０がネットワーク先に繋がっているデータセンタに格納される構成を採っている。また、当該検査装置１では、光照射部１０及び可視光照明１００の光で使う波長を分離することにより、光照射部１０及び可視光照明１００の点灯及び消灯制御を排除している。
【００４１】
＜検査装置の動作＞
図１５及び１６は、当該実施形態による検査装置１の動作を説明するための図である。
【００４２】
図１５は、光照射部１０及び可視光照明１００での使用する波長を表した一例を示しており、光照射部１０のレーザ光の波長と可視光照明１００の波長を光学フィルタ４４によって分離できるようにしている。光学フィルタ４４は、図１４の集光／フィルタ部４０内部に設けられている。第３の実施形態では、レーザ光を照射すると、図１５に示すように、レーザ光、可視光照明、及びラマン散乱光の３種類の光が集光／フィルタ部４０に入射する。入射光は、集光／フィルタ部４０を通ることで、図１６に示すようにラマン散乱光のみ（レーザ光よりも高周波側のラマン散乱光のみ）となる。そして、ラマン散乱光から付着物の画像或いは画像データが作成される。
【００４３】
第３の実施形態は、基準画像のデータベース格納場所を変えた点、及び、発光させる光を波長で分けることで光の消灯点灯制御を排除したものであり、第１及び第２の実施形態（図１及び図１１）と本質的に等しく同等の効果を得ることができる。また、消灯点灯制御を排除したことにより、システム制御を簡素化できる効果がある。
【００４４】
（４）第４の実施形態
図１７は、第３の実施形態の構成に加えて、熱センサ２００を有する検査装置１の構成を示す図である。
【００４５】
ラマン散乱光を測定するためにレーザ光を照射するが、レーザ光の光量が多すぎると検査対象物を破損又は焦がす可能性がある。この問題を解決するために、第４の実施形態による検査装置１では、熱センサ２００によりレーザスポット位置の温度を監視している。当該検査装置１では、監視しているレーザスポット位置の温度が指定値以上になると、制御部１７０が光照射部１０のレーザ出力を制限し、検査対象物を保護するように動作する。第４の実施形態による検査装置は、第１乃至第３の実施形態（図１、１１及び図１４）による検査装置と本質的に等しく同等の効果を得ることができる。
【００４６】
（５）その他
第３及び第４の実施形態では、ネットワーク１４０を介して検査装置１に接続されるデータセンタ１５０内に基準画像データベース１２０が格納されているが、第２の実施形態のように、ネットワークを介さずに基準画像データベース１２０が検査装置１に接続されていても良い。従って、ネットワーク１４０を介して基準画像データベースに接続されているため、フィルタ４４を設けているのではないことに留意すべきである。
【００４７】
また、第２乃至第４の実施形態による検査装置１では、光照射部１０と、可視光照明１００と、検査対象物２０と、可視カメラ３０と、集光／フィルタ部４０は、遮光筐体１１０に収容されているが、これらの構成が外光に曝されなければ遮光筐体でなくてもよく、どのような遮光手段でも採用することが可能である。
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、撮像装置（カメラ）で検査対象物の少なくとも一部を撮像しながらレーザスポット光を検査対象物にスキャンし、カメラによる画像とラマン散乱光の取得を同期させ、カメラによって撮像されたレーザスポットの位置からラマン散乱光を取得した位置を特定する。このようにすることにより、検査対象物のサイズに限定されずに大きな付着物（例えば、交通事故等で衣類に付着したタイヤ痕）の検査を実施することができるようになる。
【００４９】
本発明は上述の第１乃至第４の実施形態の構成に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、一の実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、一の実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、第２の実施形態による検査装置１に含まれる基準画像データベース１２０と、特徴点抽出／強調処理部１６０と、相関性比較部１３０を、第１の実施形態による検査装置１に導入しても良い。さらに、上述の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・検査装置
１０・・・光照射部
１１・・・スキャンミラー
１２・・・レーザ光源
１３・・・レーザ光路
２０・・・検査対象物
３１・・・撮像素子
３２・・・カメラレンズ
３３・・・撮像処理
３０・・・可視カメラ
４０・・・集光／フィルタ部
４１・・・レンズ
４２・・・レイリー光除去フィルタ
４３・・・レンズ
４４・・・光学フィルタ
５０・・・照射範囲検出部
６０・・・分光検出部
６１・・・分光器
６２・・・検出器、
７０・・・付着物推定部
８０・・・画像処理部
９０・・・合成部
１００・・可視光照明
１１０・・遮光筐体
１２０・・基準画像データベース
１３０・・相関性比較部
１４０・・ネットワーク
１５０・・データセンタ
１６０・・特徴点抽出／強調処理部
１７０・・制御部
２００・・熱センサ
【図１】
2015225049.tif 000003
【図２】
2015225049.tif 000004
【図３】
2015225049.tif 000005
【図４】
2015225049.tif 000006
【図５】
2015225049.tif 000007
【図６】
2015225049.tif 000008
【図７】
2015225049.tif 000009
【図８】
2015225049.tif 000010
【図９】
2015225049.tif 000011
【図１０】
2015225049.tif 000012
【図１１】
2015225049.tif 000013
【図１２】
2015225049.tif 000014
【図１３】
2015225049.tif 000015
【図１４】
2015225049.tif 000016
【図１５】
2015225049.tif 000017
【図１６】
2015225049.tif 000018
【図１７】
2015225049.tif 000019