(57)【要約】  【課題】物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から構成されるカメラで撮像する撮像装置において、精度良くカメラポジションを調整する。  【解決手段】物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から成るカメラで撮像する撮像装置のカメラポジションを調整する方法であって、所定の基準面に垂直な方向の前記基準面からのキャリブレーション表面の高さがカメラの視野幅方向について少なくとも２カ所以上の前記受光素子に対応する撮像位置で異なり、かつ前記カメラで前記キャリブレータ表面を撮像する際に、前記基準面内の方向でありかつ視野幅方向に対して垂直な方向に、異なる輝度分布となる画像が撮像可能であるキャリブレーターを配置し、前記カメラで前記キャリブレーション表面を撮像して得られる画像の輝度分布に基づいて前記カメラのカメラポジションを調整する【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から成るカメラで撮像する撮像装置のカメラポジションを調整する方法であって、前記カメラのカメラポジションを粗調整し、粗調整されたカメラから撮像可能な位置に、所定の基準面に垂直な方向の前記基準面からのキャリブレーション表面の高さがカメラの視野幅方向について少なくとも２カ所以上の前記受光素子に対応する撮像位置で異なり、かつ前記カメラで前記キャリブレーション表面を撮像する際に、前記基準面内の方向でありかつ視野幅方向に対して直交する方向に、異なる輝度分布となる画像が撮像可能であるキャリブレータを配置し、前記カメラで前記キャリブレーション表面を撮像して得られる画像の輝度分布に基づいて前記カメラのカメラポジションを調整することを特徴とするカメラセッティング方法。
【請求項２】
前記キャリブレーターとして、前記キャリブレーション表面が鏡面を有するものであり、さらに濃淡パターンを前記キャリブレーション表面に投影するパターン投影手段を備えているものを用いることを特徴とする請求項１に記載のカメラセッティング方法。
【請求項３】
前記キャリブレータとして、前記キャリブレーション表面の形状が基準面内で前記視野幅方向に直交する方向に曲率を有するものを用いることを特徴とする、請求項１または２に記載のカメラセッティング方法。
【請求項４】
前記キャリブレータとして、前記キャリブレーション表面の少なくとも一部が円柱面形の凸面または凹面であるものを用いることを特徴とする、請求項３に記載のカメラセッティング方法。
【請求項５】
前記キャリブレータとして、前記キャリブレーション表面を撮像したときの前記画像の輝度分布が視野幅方向に対して直交する方向における位置によって連続的に変化するものを用いることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のカメラセッティング方法。
【請求項６】
所定の幅で、基準面からの高さが前記幅方向について少なくとも２カ所以上異なるキャリブレーション表面を有し、少なくとも所定の方向から該キャリブレーション表面を撮像した場合に、前記キャリブレーション表面には前記基準面内の方向であって、前記幅方向に直交する方向に輝度、光反射率または光透過率が変化する画像が撮像されるように構成されていることを特徴とするカメラポジション設定用キャリブレータ。
【請求項７】
前記キャリブレーション表面は鏡面を有するものであり、濃淡パターンを前記キャリブレーション表面に投影するパターン投影手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のカメラポジション設定用キャリブレータ。
【請求項８】
前記キャリブレーション表面形状が、基準面内でありかつ前記幅方向と直交する方向に曲率を有することを特徴とする請求項６または７に記載のカメラポジション設定用キャリブレータ。
【請求項９】
前記キャリブレーション表面の少なくとも一部が円柱面形の凸面または凹面であることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のカメラポジション設定用キャリブレータ。
【請求項１０】
前記濃淡パターンが前記幅方向に対して直交する方向における位置によって連続的に変化していることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載のカメラポジション設定用キャリブレータ。
【請求項１１】
請求項１〜５に記載のカメラセッティング方法によってカメラポジションを設定されたカメラによって物体を撮像し、撮像した結果に基づいて物体を検査する物体の検査方法。
【請求項１２】
請求項１１の物体の検査方法によって物体の品質を管理することを特徴とする物体の製造方法。
【請求項１３】
物体に光を照射する照明手段と、該照明手段により証明された前記物体を撮像するカメラと、請求項６〜１０のいずれかに記載のカメラポジション設定用キャリブレータと、を備えてなる物体の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から構成されるカメラで撮像する撮像装置のカメラポジションを調整する方法、そのために用いるカメラポジション設定用キャリブレータ、これらを利用した物体の検査方法および撮像システムならびに物体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から構成されるカメラで撮像する撮像装置を利用した装置として図４に示すような検査装置がある。フィルムや鋼板などが被検査体１である検査では、被検査体１に透過照明手段６や反射照明手段７から光を照射してこの被検査体１からの反射光または透過光をレンズ３で集光、カメラ２で撮像して電気信号に変換し、電気信号をデータ処理装置４で解析することによって、被検査体に存在する欠点を光学的に検出する検査装置が提案されている。
【０００３】
このような検査装置では、装置の設置時やカメラの交換時に、カメラポジションが最適であるか確認する必要がある。ここでカメラポジションとは、図１３に示す、カメラの、検査面に対して垂直な方向（ｚ軸方向）とカメラの撮像方向とがなす角度４１（以下、撮像角度）、検査面内における被検査体幅方向（ｘ軸方向）と垂直な方向（ｙ軸方向）の位置４２（以下、撮像位置）、被検査体幅方向とカメラ視野幅方向のなす角度４３（以下、カメラ回転角度）、ｚ軸方向における被検査体とカメラとの距離４４（以下、カメラ距離）、さらに図示していないがｘ軸方向の位置やｙ軸回りの回転角などのことを指す。
【０００４】
検査装置の多くは図４に示すようにカメラポジション調整手段３０が備わっており、カメラポジション調整手段３０の各調整機構３０ａ〜３０ｆを操作することによって上記カメラポジションを調整する。たとえば、図4の例では、３０ａは撮像角度、３０ｂはｙ軸回りの回転角、３０ｃはカメラ回転角度、３０ｄは撮像位置、３０ｅはｘ軸方向の位置、３０ｆはカメラ距離を調整することができる。
【０００５】
カメラポジションが最適でないと、検査精度が低下したり、視野全体について検査精度が均一でなくなるなどの問題が生じるため、検査装置においてカメラポジションの最適化は非常に重要である。
【０００６】
カメラポジションの調整方法の従来技術としては特許文献１に開示されている技術が存在する。
【０００７】
この技術は、図１５に示すような、カメラ視野範囲以上の長さの基準線を中心にして互い違いに三角形が描かれたパターンを具備する基準板を撮像位置に設置し、基準板を撮像して得られる撮像波形分布に基づいてカメラポジションを調整する技術である。図１５に示す基準板１０ｂに描かれた濃淡パターン１０ｃをカメラ２で撮像すると、パターンの黒い部分を撮像して得られる撮像信号強度は低く、白い部分を撮像して得られる撮像信号強度は高くなる。ここで、図１６（ａ）に示すようにラインセンサカメラでパターンを撮像すると図１６（ｂ）に示すような撮像波形が得られる。この分布はパターンを撮像するカメラの視野位置によって異なる。この分布が所定のパターンになるようにカメラポジションを調整する。
【０００８】
さて、従来、この種の検査装置は透過照明手段６や反射照明手段７には蛍光灯を用いるものが多かった。蛍光灯から照射される光は拡散光であり、ある程度の広い領域を均一に照射するため、カメラポジションは最適な位置から多少ずれても検査性能にはほとんど影響は無かった。
【０００９】
ところが、最近では検出すべき欠点のサイズが微小になってきており、従来の蛍光灯を用いた検査では検出できないケースが多くなってきている。例えば、プラスチックフィルムに存在する微小キズを検出するには被検査体に指向性が高い光を照射して、キズによってわずかに散乱した光をカメラ２によって撮像するなどの手法を用いる必要がある。この場合、照明装置としては指向性が高い光、例えば光ファイバを線状に配置したものなどを使用する必要がある。さらに、検査精度を向上するには、正常部でわずかに散乱した光は受光せず、キズによって散乱する光のみを撮像する必要があり、この場合、カメラ２の位置、透過照明手段５や反射照明手段６とカメラ２の相対位置関係を細かく設定する必要がある。特に、キズによって散乱する光はある特定の方向に多く進む性質があるので、この散乱光を効率よく撮像するには、図１３におけるカメラ撮像角度４１と撮像位置４２が検出性能に大きく影響する。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載されている従来のカメラポジション調整方法では、上記撮像角度４１と撮像位置４２を精度良く調整することはできない。なぜなら、図１７に示すように、濃淡パターン１０ｃを撮像した場合に同じ撮像波形が得られる撮像角度４１と撮像位置４２の組み合わせ、すなわちパターンの同じ位置を撮像するカメラポジションは無数に存在するからである。
【特許文献１】特開２００１−１７４４１４ 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から構成されるカメラで撮像する撮像装置において、精度良くカメラポジションを調整する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明によれば、物体に光を照射し、該物体からの反射光または透過光を複数の受光素子から成るカメラで撮像する撮像装置のカメラポジションを調整する方法であって、前記カメラのカメラポジションを粗調整し、粗調整されたカメラから撮像可能な位置に、所定の基準面に垂直な方向の前記基準面からのキャリブレーション表面の高さがカメラの視野幅方向について少なくとも２カ所以上の前記受光素子に対応する撮像位置で異なり、かつ前記カメラで前記キャリブレーション表面を撮像する際に、前記基準面内の方向でありかつ視野幅方向に対して直交する方向に、異なる輝度分布となる画像が撮像可能であるキャリブレータを配置し、前記カメラで前記キャリブレーション表面を撮像して得られる画像の輝度分布に基づいて前記カメラのカメラポジションを調整することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記キャリブレーターとして、前記キャリブレーション表面が鏡面を有するものであり、さらに濃淡パターンを前記キャリブレーション表面に投影するパターン投影手段を備えているものを用いることも好ましい態様である。
【００１４】
さらに、前記キャリブレータとして、前記キャリブレーション表面の形状が基準面内で前記視野幅方向に直交する方向に曲率を有するものも好ましい態様であり、さらにキャリブレーション表面の少なくとも一部が円柱面形の凸面または凹面であるものを用いることが好ましい。
【００１５】
さらに、前記キャリブレータとして、前記キャリブレーション表面を撮像したときの前記画像の輝度分布がが視野幅方向に対して直交する方向における位置によって連続的に変化するものを用いることが好ましい態様である。
【００１６】
また、上記目的を達成するためのカメラポジション設定用キャリブレータは、所定の幅で、基準面からの高さが前記幅方向について少なくとも２カ所以上異なるキャリブレーション表面を有し、少なくとも所定の方向から該キャリブレーション表面を撮像した場合に、前記キャリブレーション表面には前記基準面内の方向であって、前記幅方向に直交する方向に輝度、光反射率または光透過率が変化する画像が撮像されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記キャリブレーション表面は鏡面を有するものであり、濃淡パターンを前記キャリブレーション表面に投影するパターン投影手段を備えていることも好ましい態様である。
【００１８】
さらに、前記キャリブレーション表面形状が、基準面内でありかつ前記幅方向と直交する方向に曲率を有することも好ましい態様であり、さらにキャリブレーション表面の少なくとも一部が円柱面形の凸面または凹面であることが好ましい。
【００１９】
さらに、前記濃淡パターンが前記幅方向に対して直交する方向における位置によって連続的に変化していることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のカメラセッティング方法によってカメラポジションを設定されたカメラによって物体を撮像し、撮像した結果に基づいて物体を検査する方法も本発明の特徴とするものである。
【００２１】
さらに、本発明の物体の欠点検査方法によって物体の品質を管理することも本発明の特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の物体の検査システムは、物体に光を照射する照明手段と、該照明手段により証明された前記物体を撮像するカメラと、上記いずれかのカメラポジション設定用キャリブレータと、を備えてなる物体の撮像システム。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、以下に説明するとおり、精度良くカメラポジションを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の最良の実施形態の例を欠点検査装置に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
［実施形態例１］      本実施形態の欠点検査装置の基本構成は図４に示したとおりである。ここでは被検査体１は光透過性のプラスチックフィルムとする。
【００２５】
プラスチックフィルムは通常、口金からシート状に押し出された溶融ポリマーを縦方向、横方向に延伸することによって製造される。この製造工程においてプラスチックフィルムは多数のロール上を走行するので、ロール表面に異物などが存在するとプラスチックフィルムにキズが発生する。ここではプラスチックフィルム表面に発生したキズを検査するものとする。
【００２６】
照明手段は透過照明手段６のみ用いることとする。透過照明手段６は蛍光灯や光ファイバを線状に配置したライトガイド、石英ロッドの端面から光を入射し、石英ロッドの側面から光を照射するロッド照明などを使用することができる。より微細な欠点を検査する場合は、ライトガイドやロッド照明を用いることが好ましい。さらに、透過照明手段６の光照射部と被検査体１の間にスリットを配置することも好ましい形態である。この場合、被検査体１に照射される光の指向性がさらに高くなるので微細な欠点を検出できる。本実施例ではロッド照明を用いる。カメラ２は、受光素子が２個以上線状に並んだラインセンサカメラや受光素子を２次元に配置したエリアセンサカメラを用いることができる。フィルムなど走行する被検査製品(被検査物体)を検査する場合には、データ処理の点から、ラインセンサカメラを使用することが好ましい。ここではラインセンサカメラを用い、被検査体１の幅方向（図のＸ方向）に受光素子が並ぶようにカメラ２を配置する。カメラ２はデータ処理手段４に接続されており、レンズ３を通してカメラ２で受光された光は受光強度に対応した電気信号に変換され、データ処理手段４へ送信される。データ処理手段４は電気信号を解析して被検査体１に存在する欠点を抽出する。データ処理手段４は検査結果やカメラ２が撮像した撮像波形をモニタ５に表示することができる。
【００２７】
カメラ２はカメラポジション調整手段３０に搭載されており、カメラポジション調整手段３０の各調整手段３０ａ〜３０ｆを調整することによりカメラポジションを調整することができる。カメラポジション調整手段の自由度は検査の種類や要求精度に応じて決めることができる。ここではカメラポジション調整手段３０は、少なくとも図１３に示す撮像角度４１、撮像位置４２、カメラ回転角度４３を調整できる機構を備えているものを使用する。
【００２８】
上記に示す検査装置において、カメラポジションを調整する方法について図２を用いて詳細に説明する。
【００２９】
まず、所定の位置にキャリブレータ１０を設置する。キャリブレータ１０の設置精度がカメラポジション調整精度に影響するので、検査装置基準位置からの位置の精度が正確な土台を設けて、土台に溝や穴を加工し、そこにキャリブレータ１０を設置できるようにするなどの方法を用いることが好ましい。
【００３０】
キャリブレータ１０は検査面（基準面）からの高さが異なる２つの平面板１０ｂで構成されており、キャリブレータ１０のｘ軸方向の長さはカメラ視野幅以上が好ましい。
【００３１】
前記キャリブレータ１０の２つの平面板１０ｂ上には濃淡パターン１０ｃが加工されている。濃淡パターン１０ｃは光透過性の平面板の上に遮光性の素材でマスクして加工してもよいし、白色の平面板の上に黒色の素材でパターンを描いてもよい。前者の場合はキャリブレータ１０の内部に発光体を具備することにより、濃淡パターンをカメラ２で撮像した際コントラストが高い撮像波形が得られる。後者の場合はキャリブレータ１０の上方に別の照明手段を設けてキャリブレータ１０を照射し、反射光をカメラ２で撮像するようにしてもよい。
【００３２】
上記のように、キャリブレータ１０をカメラ２の撮像位置に精度良く設置した後、カメラ２でキャリブレータ１０の表面を撮像するように、カメラポジション調整手段３０を用いてカメラ２のポジションを粗調整する。粗調整の際、カメラ２の受光素子１つが被検査体１を撮像する範囲、すなわちカメラ２の空間分解能が所定の値となるようにカメラ距離を調整しておくことが好ましい。
【００３３】
濃淡パターン１０ｃがカメラ視野内に入るように粗調整を実施した後、カメラポジションを微調整する方法について以下に説明する。
【００３４】
表面に図６に示すような三角形の濃淡パターン１０ｃが加工されたキャリブレータ１０の濃淡パターン１０ｃを図５（ａ）に示すカメラポジションに設定されたカメラ２で撮像すると、キャリブレータ１０の検査面からの位置が低い方では、図６（ａ）に示すように濃淡パターン１０ｃの位置１１ａを撮像するので、図６（ａ）の（ｉ）に示すように、濃淡パターン１０ｃの黒い部分を撮像した部分は撮像信号強度が低く、白い部分を撮像した部分は撮像信号が高い複数の矩形から成る撮像波形が得られる。一方、キャリブレータ１０の検査面からの位置が高い方では、図６（ａ）に示すように濃淡パターン１０ｃの位置１１ｂを撮像するので、図６（ａ）の（ii）に示すように、図６（ａ）の（ｉ）の波形に比べて矩形幅が小さい撮像波形が得られる。
【００３５】
ここで、図５（ｂ）に示すようにカメラポジションを変えた場合を考える。この場合、図６（ｂ）に示すように、カメラ２キャリブレータ１０の検査面からの低い方、高い方について、図６（ｂ）に示すように濃淡パターン１０ｃの位置１１ａ、１１ｂを撮像するので、それぞれ図６（ｂ）の（ｉ）、（ii）に示す撮像波形が得られる。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、キャリブレータ１０の検査面からの位置が高い方では同じ位置を撮像しているので、図６（ａ）、（ｂ）に示すように撮像波形（ii）は同じ形になるが、低い方は違う位置を撮像しているので、撮像波形（ｉ）は異なる形になる。
【００３６】
上記のように、あるカメラポジションに対して撮像波形（ｉ）、（ii）は一義的に定まるので、図１３に示すカメラポジションのカメラ撮像角度４１と撮像位置４２を精度良く調整することができる。また、撮像波形の矩形幅が視野全体について同じになるようにカメラポジション調整手段３０の３０ｃなどを操作することによりカメラ回転角度４３も調整することができる。
【００３７】
ここでは濃淡パターン１０ｃとして図９（ａ）に示す三角形のパターンを使用したが、その他にも、撮像位置（紙面上下方向）によって、図９（ｂ）のように濃淡パターン幅方向の黒い部分の数が変化するものや、図９（ｃ）のように濃淡パターン１０ｃの濃度が変化するようなパターンを用いてもよい。図９（ａ）〜（ｃ）において、カメラ２で５０ａ、５０ｂ、５０ｃを撮像した場合、得られる撮像波形はそれぞれ図１０（ａ）〜（ｃ）の５１ａ、５１ｂ、５１ｃのようになる。カメラポジションによって、図１０（ａ）では撮像波形の矩形幅が、図１０（ｂ）では撮像波形の矩形の数が、図１０ｃでは撮像波形によって矩形の振幅がそれぞれ変化する。カメラポジションを細かく調整する場合は、カメラポジションの変化に対して撮像波形が連続的に変化することが好ましいので、図９の（ａ）または（ｃ）を用いることが好ましい。また図９（ａ）については、三角形の他に台形や菱形など、撮像場所によって撮像波形の矩形幅が異なる形であればよい。
【００３８】
また、ここではキャリブレータ１０として２つの平面板を用いたが、キャリブレータ１０の表面高さがカメラ２の視野幅方向について少なくとも２カ所以上の前記受光素子に対応する撮像位置で異なればよいので、キャリブレータ１０の表面形状として図１４の（ａ）のようにキャリブレータ１０の幅方向の表面高さプロファイルが複数の円弧から成るものや、図１４（ｂ）に示すような複数の三角形から成るものを用いてもよい。
【００３９】
上記では、あるカメラポジションによって濃淡パターン１０ｃを撮像して得られる撮像波形が一義的に定まることについて説明した。次に、カメラポジション調整時に得られる撮像波形に基づいて、カメラポジションが最適な位置であるかを判定する方法について説明する。
【００４０】
データ処理手段４には、カメラが最適なポジションに設定されている場合の撮像波形を記録しておく。記録方法としては、撮像波形におけるカメラ２の各受光素子に対応する信号強度をデジタルデータとして保存しておくことが好ましい。
【００４１】
カメラ２が、あるポジションである場合に得られる撮像波形の各受光素子に対応する信号強度データ値と、データ処理手段４に保存されている最適なカメラポジションにおける各受光素子に対応する信号強度データ値について、それぞれ同じ画素位置のデータ値の自乗誤差が所定の値以下になるようにカメラポジション調整手段３０を用いてカメラポジションを調整する。誤差計算に使用するデータ値は全画素のデータを用いてもよいし、数画素毎に間引いたデータを用いても良い。
【００４２】
また、両者の撮像波形に存在する複数のエッジ位置を求め、エッジ位置の誤差が最小になるようにカメラポジションを調整しても良い。
【００４３】
上記では、エッジ位置を検出してカメラポジションを調整する方法について説明したが、キャリブレータ１０の表面高さが異なるためカメラ２から濃淡パターン１０ｃまでの距離はカメラ視野全体について一定でない。したがって被写界深度が浅いレンズを使用した場合は視野全体についてピントを合わせることが困難になる場合がある。この場合、撮像波形からエッジ位置を検出することが困難になる。このような場合は、図１１に示すような、撮像位置（紙面上下方向）によって、濃淡パターン幅方向における黒い部分の間隔が連続的に変化する濃淡パターンを描いたキャリブレータを用いることができる。図１１では例として有色の線で三角形の２辺を複数描いたものを示している。この場合、図１２に示すように、撮像波形には濃淡パターンの黒い部分を撮像した位置に対応して複数個ピークが現れる。この撮像波形のピークを求めることによってエッジ位置を検出することができる。
【００４４】
また、カメラポジション調整手段３０の各調整機構３０ａ〜３０ｆを調整する際は、データ処理手段４が計算した前記誤差に基づいて手動で調整しても良いし、各調整機構３０ａ〜３０ｆを自動ステージにしてデータ処理手段４に接続し、データ処理手段４が計算した前記誤差に基づいて自動で調整するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施例はカメラが１台の場合について説明したが、検査装置が複数のカメラ２を備えている場合には、個々のカメラについてポジションを最適な位置に調整すればよい。
【００４６】
また、本実施例では、カメラ距離は予め粗調整で設定したが、微調整の段階で濃淡パターン１０ｃを撮像して得られる撮像波形の矩形幅が所定の値になるようにｚ軸方向移動手段３０ｆを操作してもよい。
［実施形態例２］
ここでは、本発明を用いてカメラポジションを調整する、別の実施形態例について説明する。
【００４７】
図３に示すように、キャリブレータ１０は反射板１０ａとパターン板１０ｂ、濃淡パターン１０ｃで構成される。パターン板１０ｂは透明板でも不透明な板でもよい。透明板の場合はパターン板１０ｂの裏側から光を照射して濃淡パターン１０ｃが反射板１０ａに投影されるようにする方法を用いることができる。不透明な板の場合は、パターン板１０ｂの前面から光を照射する方法を用いることができる。いずれの場合においても反射板１０ａに投影された濃淡パターン１０ｃがカメラ２で撮像できるようにパターン板１０ｂの位置を調整しておくことが好ましい。
【００４８】
１０ａの表面は鏡面であり、鏡面で反射した濃淡パターン１０ｃをカメラ２で撮像し、得られた撮像波形に基づいて、実施例１と同様の方法でカメラポジションを調整する。
【００４９】
本実施例では、用途に合わせて濃淡パターン１０ｃを簡便に交換できるなどの利点がある。
［実施形態例３］
ここでは、本発明を用いてカメラポジションを調整する、さらに別の実施形態例について説明する。
【００５０】
図１に示すように、キャリブレータ１０の反射板１０ａの表面形状として、検査面内の方向であって、視野幅方向と垂直な方向に曲率を有するものを用いる。ここでは具体例として円柱型の凸面鏡を用いる。
【００５１】
視野幅方向と垂直な方向に曲率を有する用いた場合の効果について図７、図８を用いて説明する。
【００５２】
図７は反射板１０ａが平たい鏡面、図８は視野幅方向と垂直な方向に曲率を有する反射板を用いた場合である。図７の場合、カメラポジションが（ａ）から（ｂ）に変化しても濃淡パターン１０ｃを撮像する位置の変化は小さい。一方、図８の場合、カメラポジションが（ａ）から（ｂ）に変化すると反射板１０ａでの反射角が大きく変化するので、濃淡パターン１０ｃを撮像する位置が大きく変化する。したがって、最適なカメラポジションからわずかに位置が変化した場合でもカメラポジションのズレを精度良く検出できる。
【００５３】
凸面鏡を用いる場合は、カメラ２によって凸面鏡の端部、すなわち最も低い部分に近い部分を撮像する方が、カメラポジションのわずかな変化に対して反射角が大きく変わるのでより好ましい。
【００５４】
本実施形態例では円柱型の凸面鏡を用いたが凹面鏡でも同様の効果が得られる。また、基準面からのキャリブレーション表面の高さがカメラの視野幅方向について少なくとも２カ所以上の前記受光素子に対応する撮像位置で異なれば本発明の目的が達成できるので、球面型の凸面鏡など、視野幅方向にも曲率を有する表面形状であってもよい。また、１本の円柱型の凸面鏡あるいは凹面鏡を、ｘ軸方向やｚ軸方向に傾けて配置してもよい。
【００５５】
ただし、視野幅方向に曲率を有する場合、キャリブレータ１０の設置位置が視野幅方向にわずかにずれると撮像波形が変化するため精度良くカメラポジションを調整することが困難になる場合があるので、注意を要する。一方、通常は、視野幅方向に曲率を有さない場合は視野幅方向の設置精度はカメラポジション調整精度に影響しない。
【００５６】
上記実施形態例はカメラ２としてラインセンサカメラを用いたが、本発明は受光素子を２次元に配置したエリアセンサカメラを用いる場合でも利用することができる。この場合、２次元の撮像波形に基づいてカメラポジションを調整することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、撮像装置に限らず、ウェブなど広くあらゆる物体の製造工程などにおける検査装置や録画装置などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第３実施例に係るカメラポジション調整方法を説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るカメラポジション調整方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るカメラポジション調整方法を説明するための図である。
【図４】検査装置の投受光部の位置関係を示す図である。
【図５】カメラポジションと濃淡パターン撮像位置の関係を説明するための図である。
【図６】濃淡パターンを撮像する位置とカメラによって得られる撮像波形の関係を説明するための図である。
【図７】第２の実施例における、カメラポジションと濃淡パターン撮像位置との関係を説明するための図である。
【図８】第３の実施例における、カメラポジションと濃淡パターン撮像位置との関係を説明するための図である。
【図９】濃淡パターンについて説明するための図である。
【図１０】図９の各濃淡パターンを撮像して得られる撮像波形について説明するための図である。
【図１１】別の濃淡パターンについて説明するための図である。
【図１２】図１１の各濃淡パターンを撮像して得られる撮像波形について説明するための図である。
【図１３】カメラポジションについて説明するための図である。
【図１４】キャリブレータの表面形状について説明するための図である。
【図１５】従来のカメラポジション調整方法に用いられる基準板に描かれた濃淡パターンを示す図である。
【図１６】濃淡パターンを撮像する位置とカメラによって得られる撮像波形の関係を説明するための図である。
【図１７】従来のカメラポジション調整方法における、カメラポジションと濃淡パターン撮像位置との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    被検査体
２    カメラ
３    レンズ
４    透過照明手段
５    反射照明手段
６    データ処理手段
７    モニタ
１０    キャリブレータ
１０ａ  反射板
１０ｂ  パターン板
１０ｃ  濃淡パターン
３０    カメラポジション調整手段
３０ａ  ｘ軸周り回転手段
３０ｂ  ｙ軸周り回転手段
３０ｃ  ｚ軸周り回転手段
３０ｄ  ｘ軸方向移動手段
３０ｅ  ｙ軸方向移動手段
３０ｆ  ｚ軸方向移動手段
４１    撮像角度
４２    撮像位置
４３    カメラ回転角度
４４    カメラ距離
【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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【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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