(57)【要約】【課題】対象物の表面における梨地状の影響を大幅に低減した対象物の適切な画像を取得する。【解決手段】画像取得装置の撮像部は、第１照射部４１と、ラインセンサ４３と、第２照射部４２とを備える。第１照射部４１は、プリント基板９の主面９１において所定の幅方向に伸びる線状の撮像領域９０に照射光軸Ｊ１に沿って光を照射する。ラインセンサ４３は、撮像光軸Ｊ２に沿って撮像領域９０からの光を受光する。照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２は、撮像領域９０における主面９１の法線Ｎに対して同じ角度θをなす。第２照射部４２は、撮像領域９０を覆うとともに幅方向に伸びる略半円筒状の内面４２３を有し、照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２とは異なる多数の方向に沿って当該内面４２３から撮像領域９０に光を照射する。これにより、プリント基板９の表面における梨地状の影響を大幅に低減した適切な画像を取得することができる。【選択図】図３
2015175607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に梨地状の領域を有する対象物の画像を取得する画像取得装置であって、
前記対象物の前記表面において所定の幅方向に伸びる線状の撮像領域を撮像することによりライン画像を取得する撮像部と、
前記対象物を前記幅方向と交差する移動方向に前記撮像部に対して相対的に移動する移動機構と、
を備え、
前記撮像部が、
前記撮像領域における前記表面の法線と所定の角度をなす照射光軸に沿って、前記撮像領域に光を照射する第１照射部と、
前記法線と前記所定の角度をなす撮像光軸に沿って前記撮像領域からの光を受光するラインセンサと、
前記撮像領域を覆うとともに前記幅方向に伸びる略半円筒状の内面を有し、前記照射光軸および前記撮像光軸とは異なる多数の方向に沿って前記内面から前記撮像領域に光を照射する第２照射部と、
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、
前記照射光軸および前記撮像光軸が、前記法線に対して傾斜することを特徴とする画像取得装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像取得装置であって、
前記撮像部が、前記ライン画像における１画素に対応する距離よりも小さい距離だけ互いにずれた複数のライン画像を前記移動方向の各位置において取得し、
前記画像取得装置が、
前記複数のライン画像を用いて前記ライン画像よりも解像度が高い画像を生成する超解像処理部をさらに備えることを特徴とする画像取得装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像取得装置であって、
前記撮像部が、前記第１照射部、前記ラインセンサおよび前記第２照射部の組合せを撮像ヘッドとして、前記撮像ヘッドと同様の構造であるもう１つの撮像ヘッドを備え、
前記撮像ヘッドにより前記複数のライン画像のうちの一のライン画像が取得され、前記もう１つの撮像ヘッドにより前記複数のライン画像のうちの他の一のライン画像が取得されることを特徴とする画像取得装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像取得装置であって、
前記ラインセンサが、
前記幅方向に配列された複数の受光素子と、
前記幅方向に配列され、前記撮像領域の像を前記複数の受光素子上に形成するレンズアレイと、
を備えることを特徴とする画像取得装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像取得装置であって、
前記対象物の前記梨地状の領域が、金属の表面であることを特徴とする画像取得装置。
【請求項７】
対象物の外観を検査する検査装置であって、
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像取得装置と、
前記画像取得装置にて取得された画像に基づいて前記対象物の外観の検査を実行する検査部と、
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】
本発明は、表面に梨地状の領域を有する対象物の画像を取得する画像取得装置、および、対象物の外観を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント基板の外観を検査する検査装置が実用化されている。当該検査装置では、プリント基板上に形成された配線パターンの画像を取得することにより、配線パターンの欠陥等が検出される。なお、特許文献１では、スキャナを用いる画像処理装置が開示されている。当該画像処理装置では、複数のセンサのうち隣接する２つのセンサ間で読取位置が１画素未満ずれるようにセンサが配置され、平面状の印刷物である原稿が読み取られる。複数のセンサによって読み取られた複数のフレーム画像データから必要なフレーム数のフレーム画像データを用いて補間処理が行われ、読取時の解像度よりも高い解像度の画像が作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プリント基板の配線パターンの表面は、微小な凹凸が形成された梨地状となっているため、配線パターンを撮像した画像では、配線パターンを示す領域における濃淡のばらつきが大きくなる。その結果、配線パターンのエッジ等を適切に検出することが困難となり、配線パターンの検査の精度が低下してしまう。配線パターンの全体が一様に明るくなるように、照明光の強度を高くすることも考えられるが、画像の階調が飽和する部分が発生し、階調情報の一部が失われてしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物の表面における梨地状の影響を大幅に低減した対象物の適切な画像を取得することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、表面に梨地状の領域を有する対象物の画像を取得する画像取得装置であって、前記対象物の前記表面において所定の幅方向に伸びる線状の撮像領域を撮像することによりライン画像を取得する撮像部と、前記対象物を前記幅方向と交差する移動方向に前記撮像部に対して相対的に移動する移動機構とを備え、前記撮像部が、前記撮像領域における前記表面の法線と所定の角度をなす照射光軸に沿って、前記撮像領域に光を照射する第１照射部と、前記法線と前記所定の角度をなす撮像光軸に沿って前記撮像領域からの光を受光するラインセンサと、前記撮像領域を覆うとともに前記幅方向に伸びる略半円筒状の内面を有し、前記照射光軸および前記撮像光軸とは異なる多数の方向に沿って前記内面から前記撮像領域に光を照射する第２照射部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像取得装置であって、前記照射光軸および前記撮像光軸が、前記法線に対して傾斜する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像取得装置であって、前記撮像部が、前記ライン画像における１画素に対応する距離よりも小さい距離だけ互いにずれた複数のライン画像を前記移動方向の各位置において取得し、前記画像取得装置が、前記複数のライン画像を用いて前記ライン画像よりも解像度が高い画像を生成する超解像処理部をさらに備える。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像取得装置であって、前記撮像部が、前記第１照射部、前記ラインセンサおよび前記第２照射部の組合せを撮像ヘッドとして、前記撮像ヘッドと同様の構造であるもう１つの撮像ヘッドを備え、前記撮像ヘッドにより前記複数のライン画像のうちの一のライン画像が取得され、前記もう１つの撮像ヘッドにより前記複数のライン画像のうちの他の一のライン画像が取得される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像取得装置であって、前記ラインセンサが、前記幅方向に配列された複数の受光素子と、前記幅方向に配列され、前記撮像領域の像を前記複数の受光素子上に形成するレンズアレイとを備える。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像取得装置であって、前記対象物の前記梨地状の領域が、金属の表面である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、対象物の外観を検査する検査装置であって、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像取得装置と、前記画像取得装置にて取得された画像に基づいて前記対象物の外観の検査を実行する検査部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物の表面における梨地状の影響を大幅に低減した対象物の適切な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】検査装置の構成を示す図である。
【図２】撮像部を示す平面図である。
【図３】撮像ヘッドの内部構成を示す図である。
【図４】演算部が実現する機能構成を示すブロック図である。
【図５】プリント基板の外観を検査する処理の流れを示す図である。
【図６】撮像画像および検査画像の一例を示す図である。
【図７】配線パターンにおける階調値の幅方向の変化を示す図である。
【図８】撮像ヘッドの他の例を示す図である。
【図９】撮像ヘッドのさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る検査装置１の構成を示す図である。検査装置１は、プリント基板９の表面である一の主面９１上に形成された配線パターンの画像を取得し、当該画像に基づいて配線パターンの欠陥等を検出する装置である。配線パターンは銅等の金属にて形成され、その表面は、微小な凹凸が分布した梨地状の立体構造となっている。図１では、互いに直交する３方向を、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向として示している（他の図において同様）。
【００１６】
検査装置１は、プリント基板９を移動する基板移動機構２と、撮像部４と、撮像部移動機構３と、制御部５とを備える。基板移動機構２、撮像部４および撮像部移動機構３は、検査装置１に含まれる画像取得装置１０に対応する。基板移動機構２は、プリント基板９を上面（（＋Ｚ）側の面）上に保持するステージ２１と、ステージ２１のＹ方向への移動を案内するガイドレール２２と、モータ２３と、モータ２３に接続されたボールねじとを備える。モータ２３が回転することにより、ボールねじのナットが固定されたステージ２１がプリント基板９と共にＹ方向（以下、「移動方向」という。）に連続的に移動する。
【００１７】
検査装置１は、基板移動機構２を跨ぐ門型のフレーム部１９をさらに備え、撮像部移動機構３は、フレーム部１９の上部１９１の下面（（−Ｚ）側の面）に設けられる。図１では、上部１９１をＸ方向に垂直な断面にて示している。撮像部移動機構３は、撮像部４が下面に固定された支持プレート３１と、支持プレート３１のＸ方向への移動を案内するガイドレール３２と、モータ３３と、モータ３３に接続されたボールねじ３４とを備える。モータ３３は、例えばステッピングモータであり、入力されるパルスにより、ボールねじ３４のナットが固定された支持プレート３１および撮像部４の位置が、Ｘ方向（以下、「幅方向」という。）に極めて微小に変更される。このように、撮像部移動機構３により、プリント基板９の上方に配置された撮像部４が幅方向に僅かに移動する。
【００１８】
図２は、撮像部４を示す平面図であり、図１中の（＋Ｚ）側から（−Ｚ）方向を向いて見た撮像部４を示す。図２では、フレーム部１９および撮像部移動機構３の図示を省略している。撮像部４は、幅方向に長い複数の撮像ヘッド４０を備え、複数の撮像ヘッド４０は移動方向（Ｙ方向）に互いに近接して配列される。幅方向における複数の撮像ヘッド４０の位置は、互いに僅かにずれている。図２では、幅方向における複数の撮像ヘッド４０の位置のずれを強調している。
【００１９】
図３は、撮像ヘッド４０の内部構成を示す図であり、幅方向（Ｘ方向）に垂直な撮像ヘッド４０の断面を示している。図３では、撮像ヘッド４０の真下にプリント基板９が位置する状態を示す。撮像ヘッド４０は、第１照射部４１と、第２照射部４２と、ラインセンサ４３と、ヘッド筐体４９とを備える。第１照射部４１、第２照射部４２およびラインセンサ４３は、ヘッド筐体４９に収容される。第１照射部４１は、幅方向に配列された複数の光源（例えば、ＬＥＤ）４１１と、複数の光源４１１からの光を均一化してプリント基板９へと導く光学系４１２とを備える。詳細には、複数の光源４１１からの光は光学系４１２の光軸Ｊ１（以下、「照射光軸Ｊ１」という。）に沿ってプリント基板９へと導かれ、プリント基板９の主面９１上において幅方向に伸びる線状の領域９０（後述するように、ラインセンサ４３により撮像される領域であり、以下、「撮像領域９０」という。）に照射される。照射光軸Ｊ１は、撮像領域９０における主面９１の法線Ｎに対して傾斜し、当該法線Ｎと所定の角度θをなす。本実施の形態では、プリント基板９の主面９１は幅方向および移動方向に広がり、法線ＮはＺ方向に平行である。
【００２０】
ラインセンサ４３は、幅方向に配列された複数の受光素子４３１と、撮像領域９０からの光を複数の受光素子４３１へと導く光学系４３２とを備える。光学系４３２の光軸Ｊ２（以下、「撮像光軸Ｊ２」という。）は、撮像領域９０における主面９１の法線Ｎに対して傾斜し、撮像光軸Ｊ２と法線Ｎとがなす角度は、照射光軸Ｊ１と法線Ｎとがなす角度θと同じである。ラインセンサ４３では、第１照射部４１からの光の撮像領域９０における正反射光が撮像光軸Ｊ２に沿って受光される。詳細には、光学系４３２は、多数のレンズが幅方向に配列されたレンズアレイ４３３を有する。レンズアレイ４３３は、例えばセルフォック（登録商標）レンズアレイやマイクロレンズアレイである。レンズアレイ４３３により、撮像領域９０の像が複数の受光素子４３１の受光面上に形成され、撮像領域９０を示すライン画像が取得される。
【００２１】
図２では、各撮像ヘッド４０の撮像領域９０を破線にて示しており、撮像領域９０はプリント基板９の幅方向（Ｘ方向）の幅全体（例えば、数百ｍｍの幅全体）に亘る。既述のように、プリント基板９は、基板移動機構２により撮像領域９０と直交する移動方向（Ｙ方向）に連続的に移動する。ラインセンサ４３では、プリント基板９の移動方向への移動に並行してライン画像が繰り返し取得されることにより、プリント基板９の２次元の画像（以下、「撮像画像」という。）が取得される。
【００２２】
図３に示す第２照射部４２は、幅方向に平行な中心軸Ｊ０を中心とする略半円筒状の照射部本体４２１を有し、照射部本体４２１は下方に向かって開口する。照射部本体４２１は主面９１上の撮像領域９０の上方に配置され、撮像領域９０を覆う。照射部本体４２１の上部には、幅方向に伸びる開口４２２が形成される。第１照射部４１およびラインセンサ４３は、照射部本体４２１の外側に配置され、第１照射部４１の照射光軸Ｊ１、および、ラインセンサ４３の撮像光軸Ｊ２は開口４２２内に配置される。すなわち、第１照射部４１からの光は開口４２２を介して主面９１上の撮像領域９０に照射され、撮像領域９０からの光が開口４２２を介してラインセンサ４３へと導かれる。なお、開口４２２に代えて、第１照射部４１および第２照射部４２から出射される波長帯の光を透過する透明な部材が設けられてもよい。すなわち、照射部本体４２１には、第１照射部４１から撮像領域９０に向かう光、および、撮像領域９０からラインセンサ４３に向かう光を透過させる透光部が設けられる。
【００２３】
略半円筒状の照射部本体４２１において、幅方向に伸びる（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の一対の下部４２４には、中心軸Ｊ０側に突出するとともに中心軸Ｊ０に沿って伸びる一対の鍔部４２５がそれぞれ設けられる。各鍔部４２５の上面には、複数の光源（例えば、ＬＥＤ）４２６が幅方向に沿って配列される。照射部本体４２１において、幅方向に伸びる略半円筒状の内面４２３は拡散反射面である。複数の光源４２６からの光は内面４２３にて拡散反射して、内面４２３により覆われる主面９１上の領域に照射される。したがって、撮像領域９０に対する照明の立体角を大きくすることができ、無数の方向に沿って内面４２３から撮像領域９０に光が照射される。換言すると、第２照射部４２の内面４２３から撮像領域９０に照射される光は、照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２とは異なる多数の方向に沿う光を含む。
【００２４】
図４は、制御部５の演算部５１が実現する機能構成を示すブロック図である。演算部５１は、超解像処理部５１１と、画像記憶部５１２と、検査部５１３とを備える。画像記憶部５１２では、検査画像データ８１および参照画像データ８２が記憶される。超解像処理部５１１、画像記憶部５１２および検査部５１３の詳細については後述する。
【００２５】
図５は、検査装置１がプリント基板９の外観を検査する処理の流れを示す図である。検査装置１では、まず、図１の撮像部４の（−Ｙ）側に位置するステージ２１上に検査対象のプリント基板９が載置される。続いて、各撮像ヘッド４０において、第１照射部４１および第２照射部４２がＯＮ状態とされ、第１照射部４１および第２照射部４２による光の照射が開始される（ステップＳ１１）。また、基板移動機構２によりプリント基板９の（＋Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ１２）。各撮像ヘッド４０のラインセンサ４３では、プリント基板９の移動方向への連続移動に並行してライン画像が繰り返し取得される（ステップＳ１３）。これにより、複数の撮像ヘッド４０により、主面９１を示す複数の２次元の撮像画像がそれぞれ取得される。
【００２６】
既述のように、幅方向における複数の撮像ヘッド４０の位置は、互いに僅かにずれている（図２参照）。具体的には、幅方向における複数の撮像ヘッド４０の位置は、ライン画像における１画素に対応する距離、すなわち、ライン画像の１画素が表現する主面９１上の領域の幅方向の幅（互いに隣接する画素間の距離に相当するため、以下、「画素間距離」という。）よりも小さい距離だけ互いにずれている。したがって、幅方向に画素間距離未満の距離だけずれた複数のライン画像が、移動方向の各位置において複数の撮像ヘッド４０により取得される。実際には、撮像ヘッド４０におけるラインセンサ４３は多数の受光素子４３１を有するため、複数の撮像ヘッド４０における幅方向のずれ量が、画素間距離よりも大きい距離であっても、画素間距離の整数倍とならない場合には、画素間距離よりも小さい距離だけ互いにずれた複数のライン画像が取得されているものと捉えることができる（後述する、複数の撮像画像における移動方向のずれ量において同様）。
【００２７】
本実施の形態では、最も（−Ｙ）側の撮像ヘッド４０における撮像領域９０に対して、中央の撮像ヘッド４０における撮像領域９０、および、最も（＋Ｙ）側の撮像ヘッド４０における撮像領域９０が、それぞれ画素間距離の（１／６）倍（または、Ｎを０以上の任意の整数として、（Ｎ＋（１／６））倍である。以下同様。）、および、（２／６）倍だけ（＋Ｘ）側にずれている。したがって、最も（−Ｙ）側の撮像ヘッド４０により取得される撮像画像（最初のステップＳ１３の処理にて取得される撮像画像であり、以下、「基準撮像画像」という。）に対して、（＋Ｘ）側に（１／６）画素（すなわち、画素間距離の（１／６）倍）だけずれた撮像画像が中央の撮像ヘッド４０により取得され、（＋Ｘ）側に（２／６）画素だけずれた撮像画像が最も（＋Ｙ）側の撮像ヘッド４０により取得される。このように、幅方向に１画素未満の距離だけ互いにずれた複数の撮像画像が取得される。
【００２８】
なお、中央の撮像ヘッド４０および最も（＋Ｙ）側の撮像ヘッド４０により取得される２個の撮像画像の基準撮像画像に対するずれ量は、厳密に（１／６）画素および（２／６）画素である必要はない。また、主面９１上における移動方向の各位置に対してライン画像を取得するタイミングも複数の撮像ヘッド４０において僅かに相違するため、実際には、幅方向および移動方向の双方に１画素未満の距離だけ互いにずれた複数の撮像画像が取得される（後述する２回目以降のステップＳ１３にて取得される撮像画像において同様）。主面９１上における所定の検査領域の全体を示す撮像画像が各撮像ヘッド４０により取得されると、基板移動機構２によるプリント基板９の移動方向への移動が停止される（ステップＳ１４）。ここでは、検査領域は、主面９１のほぼ全体である。
【００２９】
続いて、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４の撮像動作を繰り返すか否かが確認される。ここでは、撮像動作が繰り返されるため（ステップＳ１５）、撮像部移動機構３により撮像部４が幅方向に所定の微小距離だけ移動する（ステップＳ１６）。本実施の形態では、撮像部４が画素間距離の（１／２）倍だけ（＋Ｘ）側に移動する。そして、基板移動機構２により、撮像部４の（＋Ｙ）側に位置するプリント基板９の（−Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ１２）。ラインセンサ４３では、プリント基板９の移動方向への移動に並行してライン画像が繰り返し取得される（ステップＳ１３）。これにより、３個の撮像ヘッド４０において、基準撮像画像に対して（＋Ｘ）側にそれぞれ（３／６）画素、（４／６）画素および（５／６）画素だけずれた３個の撮像画像が取得される。その後、基板移動機構２によるプリント基板９の移動方向への移動が停止される（ステップＳ１４）。
【００３０】
撮像部４により、プリント基板９の往路および復路にて複数の撮像画像（ここでは、設計値として幅方向に（１／６）画素ずつずれた６個の撮像画像）が取得されると、撮像動作を繰り返さないことが確認され（ステップＳ１５）、第１照射部４１および第２照射部４２による光の照射が停止される（ステップＳ１７）。
【００３１】
続いて、図４の超解像処理部５１１では、複数の撮像画像を用いて超解像処理を行うことにより、撮像画像よりも解像度が高い画像が生成される（ステップＳ１８）。後述するように、超解像処理部５１１にて生成される画像は、検査に用いられる画像であり、以下、「検査画像」という。超解像処理では、所定の手法により複数の撮像画像の正確なずれ量が推定され、当該ずれ量を用いた補間処理により複数の撮像画像（全ての撮像画像である必要はない。）から検査画像が生成される。検査画像は、画像記憶部５１２に出力されて検査画像データ８１として記憶される。超解像処理では、周知な様々な手法を利用することが可能であるため、詳細な説明は省略する。検査画像において移動方向（に対応する方向）の各位置に着目すると、超解像処理部５１１では、複数のライン画像を用いてライン画像よりも解像度が高い画像が生成される。なお、超解像処理部５１１は画像取得装置１０の一部である。
【００３２】
図６は、撮像画像および検査画像の一例を示す図である。超解像処理による解像度の向上を示すため、図６では、所定の解像度チャートを示す撮像画像および検査画像を示している。図６中の左側の撮像画像における符号Ａ１を付す領域に比べて、図６中の右側の検査画像における符号Ａ２を付す領域では、黒い線の輪郭が明確になっている。
【００３３】
一方、画像記憶部５１２には、基準となる参照画像データ８２も記憶されている。検査画像データ８１および参照画像データ８２は、検査部５１３へと出力され、検査部５１３にて両者を比較することにより、配線パターンの欠陥の有無が判定される（ステップＳ１９）。配線パターンの欠陥が存在する場合には、当該欠陥の画像が位置情報とともに記憶される。これにより、プリント基板９の外観検査が完了する。
【００３４】
ここで、図３の撮像ヘッド４０において第２照射部４２を省いた比較例の撮像ヘッドについて述べる。比較例の撮像ヘッドでは、第１照射部から照射される光の撮像領域９０における正反射光のみがラインセンサへと導かれる。既述のように、プリント基板９の主面９１に形成される配線パターンの表面は梨地状である。したがって、配線パターンの表面に入射する光が拡散反射（乱反射）し、比較例の撮像ヘッドのラインセンサにて取得される階調値の幅方向の変化（配線パターン表面に対する階調値プロファイル）では、図７中に符号Ｂ１を付す線にて示すように、ばらつき（濃淡の局所的な変化）が大きくなる。したがって、比較例の撮像ヘッドにて取得される撮像画像を用いて配線パターンの検査を行う場合、配線パターンのエッジ等を適切に検出することが困難となり、検査の精度が低下してしまう。なお、配線パターンの領域において階調値のばらつきが大きい画像を用いて超解像処理を行っても、適切な検査画像を取得することはできない。
【００３５】
また、図３の撮像ヘッド４０において第１照射部４１を省いた他の比較例の撮像ヘッドを想定すると、他の比較例の撮像ヘッドでは、第２照射部から照射される光の撮像領域９０における反射光のみがラインセンサへと導かれる。この場合、配線パターンの階調値プロファイルにおける階調値のばらつきが比較的小さくなるが、ラインセンサにて受光される光の量が少ないため、配線パターンと背景とのコントラストが不十分となる。したがって、他の比較例の撮像ヘッドを用いる場合も、配線パターンの検査の精度が低下してしまう。
【００３６】
これに対し、図３に示す撮像ヘッド４０を有する検査装置１では、第１照射部４１により照射光軸Ｊ１に沿って撮像領域９０に光が照射される。また、撮像領域９０を覆う略半円筒状の内面４２３から、第１照射部４１の照射光軸Ｊ１、および、ラインセンサ４３の撮像光軸Ｊ２とは異なる多数の方向に沿って撮像領域９０に光が照射される。これにより、図７中に符号Ｂ２を付す線にて示すように、ラインセンサ４３にて取得される配線パターンの階調値プロファイルにおける階調値のばらつきを小さくする（配線パターン表面のコントラストを低くする）とともに、ラインセンサ４３にて受光される光の量を多くすることができる。その結果、プリント基板９の表面（主面９１）における梨地状の影響を大幅に低減しつつ、配線パターンと背景とのコントラストが高いプリント基板９の画像を取得することができ、配線パターンの検査の精度を向上することができる。
【００３７】
検査装置１では、レンズアレイが設けられず、複数の受光素子のみが一列に配列された一般的なラインセンサを撮像部４にて用いることも可能である。しかしながら、この場合に、移動方向の各位置にて主面９１の幅方向の全体を示すライン画像を取得しようとすると、ラインセンサと撮像領域９０との間に大型の光学系（レンズ）を設ける必要がある。光学系を小型化するために、非テレセントリック光学系が構成される場合には、ラインセンサの端部に形成される像にディストーション等が発生しやすくなり、プリント基板９の検査の精度が低下してしまう。複数のラインカメラを幅方向に並べることも可能であるが、複数のラインカメラにて同じ条件にて撮像を行うための調整作業等が煩雑となる。
【００３８】
これに対し、検査装置１では、複数の受光素子４３１およびレンズアレイ４３３が設けられた、いわゆる近接型のラインセンサ４３を用いることにより、大型の光学系を設けることなく、移動方向の各位置にて主面９１の幅方向の全体のライン画像を取得することが可能となる。その結果、撮像ヘッド４０の小型化を図ることができる。なお、このような近接型のラインセンサは、印刷物等のように平坦な面の撮像に利用されることが多い。
【００３９】
また、近接型のラインセンサ４３の解像度が、例えば６００ｄｐｉ（この場合、画素間距離が４２μｍとなる。）であり、プリント基板９の検査に要求される解像度（例えば、画素間距離が８μｍとなる解像度）に満たない場合であっても、超解像処理部５１１における超解像処理により、複数の撮像画像を用いて高解像度の検査画像を生成することにより、プリント基板９の検査を高精度に行うことが可能となる。
【００４０】
さらに、検査装置１では、第１照射部４１、ラインセンサ４３および第２照射部４２の組合せを撮像ヘッド４０として、撮像部４が、互いに同様の構造である複数の撮像ヘッド４０を有する。そして、プリント基板９の（＋Ｙ）方向または（−Ｙ）方向への一度の連続移動における移動方向の各位置において、幅方向に画素間距離よりも小さい距離だけ互いにずれた複数のライン画像が複数の撮像ヘッド４０によりそれぞれ取得される。これにより、複数の撮像画像を短時間にて取得することができる。
【００４１】
もちろん、検査画像において求められる解像度によっては、プリント基板９の（＋Ｙ）方向または（−Ｙ）方向への一度の連続移動にて取得される複数の撮像画像のみから検査画像が生成されてもよい。この場合、プリント基板９が撮像部４の下方を一回通過するのみにて（すなわち、ワンパスにて）、検査画像の生成に用いられる撮像画像の取得が完了し、検査に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
上記検査装置１では様々な変形が可能である。
【００４３】
検査装置１の設計によっては、撮像部４において１つの撮像ヘッド４０のみが設けられてもよい。この場合でも、ステップＳ１２〜Ｓ１４の撮像動作、および、ステップＳ１６の幅方向への撮像部４の移動を所定回数繰り返すことにより、画素間距離よりも小さい距離だけ互いにずれた複数の撮像画像を取得することができ、高解像度の検査画像を生成することができる。
【００４４】
検査装置１では、撮像領域９０における主面９１の法線Ｎと照射光軸Ｊ１とがなす角度、および、法線Ｎと撮像光軸Ｊ２とがなす角度が共に０度であってもよい。この場合、図８に示すように、照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２が法線Ｎに重なる（図８では、符号Ｊ１のみ付している。）。すなわち、第１照射部４１からの光が、ハーフミラー４１３（第１照射部４１の一部と捉えられてよい。）にて反射して撮像領域９０に照射され、撮像領域９０からの光はハーフミラー４１３を透過してラインセンサ４３へと導かれる。図８の撮像ヘッド４０を有する検査装置１においても、プリント基板９の表面における梨地状の影響を大幅に低減したプリント基板９の適切な画像を取得することが可能となる。また、図８の撮像ヘッド４０では、第２照射部４２の照射部本体４２１における開口４２２の移動方向の幅を、図３の第２照射部４２に比べて小さくすることができ、第２照射部４２から撮像領域９０に照射される光の量を多くすることができる。
【００４５】
一方、第１照射部４１から撮像領域９０に照射される光の量を多くするには、図３の撮像ヘッド４０のように、０よりも大きい角度θが設定されて、照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２が、撮像領域９０における主面９１の法線Ｎに対して傾斜し、光量の低下を伴うハーフミラー４１３を用いることなく、第１照射部４１からの光が撮像領域９０に照射されることが好ましい。
【００４６】
図９に示すように、第２照射部４２において、照射部本体４２１の略半円筒状の内面４２３に沿って多数の光源４２６が配列されることにより、照射光軸Ｊ１および撮像光軸Ｊ２とは異なる多数の方向に沿って内面４２３から撮像領域９０に光が照射されてもよい。
【００４７】
上記検査装置１では、プリント基板９は幅方向に伸びる撮像領域９０に対して垂直な方向に移動するが、移動方向は、撮像領域９０に対して傾斜した方向であってもよい。また、ステージ２１が固定され、撮像部４が移動機構により移動方向に連続的に移動してもよい。このように、検査装置１では、プリント基板９を幅方向と交差する移動方向に撮像部４に対して相対的に移動する移動機構が設けられる。同様に、プリント基板９に対する撮像部４の幅方向への移動も相対的なものであってよい。
【００４８】
検査装置１では、プリント基板９以外の対象物（例えば、板状またはフィルム状の対象物）の検査が行われてよい。検査装置１は、金属の表面である梨地状の領域を表面に有する対象物の検査に特に適しているが、金属以外の材料の表面である梨地状の領域を表面に有する対象物の外観が検査装置１にて検査されてよい。
【００４９】
検査装置１において、取得された画像に基づいて対象物の外観の検査を実行する検査部５１３では、当該画像と参照画像との比較以外の手法にて検査が実行されてよい。また、検査装置１から検査部５１３が省かれ、画像取得装置１０のみの機能が利用されてもよい。画像取得装置１０は、検査以外の様々な用途に用いられる画像の取得（画像の表示を含む。）に利用可能である。
【００５０】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００５１】
１    検査装置
２    基板移動機構
４    撮像部
９    プリント基板
１０    画像取得装置
４０    撮像ヘッド
４１    第１照射部
４２    第２照射部
４３    ラインセンサ
８１    検査画像データ
９０    撮像領域
９１    主面
４２３    （照射部本体の）内面
４３１    受光素子
４３３    レンズアレイ
５１１    超解像処理部
５１３    検査部
Ｊ１    照射光軸
Ｊ２    撮像光軸
Ｎ    （主面の）法線
θ    角度
【図１】
2015175607.tif 000003
【図２】
2015175607.tif 000004
【図３】
2015175607.tif 000005
【図４】
2015175607.tif 000006
【図５】
2015175607.tif 000007
【図７】
2015175607.tif 000008
【図８】
2015175607.tif 000009
【図９】
2015175607.tif 000010
【図６】
2015175607.tif 000011