(57)【要約】      （修正有）【課題】検査対象物の中心軸と円錐ミラーの中心軸とが大きくずれた場合であっても、検査対象物の外観に係る画像データの補正を可能とする欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供する。【解決手段】画像データ上で、検査対象物の上面に係る円の中心及び半径、その外側面に係る円の中心、並びに、第１の円の中心と前記第２の円の中心との間の中心間距離を算出し、第１の円の半径が中心間距離より大きい場合に、第２の円の中心を通り第１の円に接する２本の接線を引き、第２の円を接線により第１乃至第４の領域に区切り、検査対象物の外側面の一部からの反射光を受けた画素からなる第１の領域と、該外側面の残部からの反射光を受ける画素からなる第３の領域とで異なる補正処理を行う欠陥検査装置１及び欠陥検査方法。【選択図】図１
2016070728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒又は円柱状の検査対象物を通過させる開口部と、照明からの光を前記開口部内に位置する前記検査対象物の外側面に向けて反射し、前記外側面からの反射光をカメラに向けて反射する鏡面とを有する円錐ミラーと、
前記検査対象物が前記開口部内に位置する状態で、前記検査対象物の所定の高さ位置における前記検査対象物の上面及び前記外側面に係る画像データを生成する前記カメラと、
前記画像データ上における、前記上面からの反射光を受けた画素で形成された第１の円の中心及び半径、前記外側面からの反射光を受けた画素で形成された第２の円の中心、並びに、前記第１の円の中心と前記第２の円の中心との間の中心間距離を算出する算出部と、
前記第１の円の半径が前記中心間距離より大きいか否か判定する判定部と、
前記第１の円の半径が前記中心間距離より大きく無い場合に、前記画像データを補正する補正部と、
前記補正された画像データを基に、前記所定の高さ位置に関する前記検査対象物の検査を行う検査部とを具備し、
前記補正部は、
前記第２の円の中心から前記第１の円の中心に伸びる線を角度の基準線と設定し、
前記第２の円の中心を通り、前記第１の円に接する２本の接線を引き、
前記第２の円を前記接線により第１乃至第４の領域に区切り、
（１）前記外側面の一部からの反射光を受けた画素からなる第１の領域に対しては、
（1-1）前記第１の円のうち前記第１の領域に対応する部分を、前記第１の円の中心のまわりに第１の角度ごとにｍ個の等分割部分に分割し、ここでｍは２以上の自然数であり、
（1-2）前記ｍ個の等分割部分の各々に対応する前記第１の領域内のｍ個の対応部分それぞれについて、前記第２の円の中心のまわりの前記基準線からの角度θを求め、
（1-3）前記ｍ個の対応部分を前記角度θに関して展開し、
（２）前記外側面の残部からの反射光を受けた画素からなる第３の領域に対しては、
（2-1）前記第１の円のうち前記第３の領域に対応する部分を、前記第１の円の中心のまわりに第２の角度ごとにｎ個の等分割部分に分割し、ここでｎは２以上の自然数であり、
（2-2）前記ｎ個の等分割部分の各々に対応する前記第３の領域内のｎ個の対応部分それぞれについて、前記第２の円の中心のまわりの前記基準線からの角度θを求め、
（2-3）前記ｎ個の対応部分を前記角度θに関して展開し、
前記展開した前記ｍの対応部分個及びｎ個の対応部分それぞれのサイズを、所定のサイズで規格化することにより、前記画像データを補正することを特徴とする、欠陥検査装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記第１の円の半径が前記中心間距離より大きい場合に、
前記第１の円を、前記第１の円の中心のまわりに第３の角度ごとにｑ個の等分割部分に分割し、ここでｑは２以上の自然数であり、
前記ｑ個の等分割部分の各々に対応する前記第１の領域内の対応部分それぞれについて、前記第２の円の中心のまわりの前記基準線からの角度θを求め、
前記ｑ個の対応部分を前記角度θに関して展開し、
前記展開した前記ｑ個の対応部分それぞれのサイズを、所定のサイズで規格化することにより、前記画像データを補正することを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記画像データのうち、前記第２及び第４の領域に係るデータを除去することを特徴とする、請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記所定のサイズは、前記ｍ個の対応部分及びｎ個の対応部分それぞれのサイズのうちの最も大きいサイズである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
円筒又は円柱状の検査対象物の所定の高さ位置に、円錐ミラーを移動させるステップであって、前記検査対象物は、前記円錐ミラーの開口部内に配置される、ステップと、
前記円錐ミラー及び前記検査対象物の画像データを生成するステップと、
前記画像データ上における、前記検査対象物の上面からの反射光を受けた画素で形成された第１の円の中心及び半径、前記検査対象物の外側面からの反射光を受けた画素で形成された第２の円の中心、並びに、前記第１の円の中心と前記第２の円の中心との間の中心間距離を算出するステップと、
前記第１の円の半径が前記中心間距離より大きいか否か判定するステップと、
前記第１の円の半径が前記中心間距離より大きく無い場合に、
前記第２の円の中心から前記第１の円の中心に伸びる線を角度の基準線を設定するステップと、
前記第２の円の中心を通り、前記第１の円に接する２本の接線を引くステップと、
前記第２の円を前記接線により第１乃至第４の領域に区切るステップと、
（１）前記外側面の一部からの反射光を受けた画素からなる第１の領域に対しては、
（1-1）前記第１の円のうち前記第１の領域に対応する部分を、前記第１の円の中心のまわりに第１の角度ごとにｍ個の等分割部分に分割し、ここでｍは２以上の自然数であり、
（1-2）前記ｍ個の等分割部分の各々に対応する前記第１の領域内のｍ個の対応部分それぞれについて、前記第２の円の中心のまわりの前記基準線からの角度θを求め、
（1-3）前記ｍ個の対応部分を前記角度θに関して展開するステップと、
（２）前記外側面の残部からの反射光を受けた画素からなる第３の領域に対しては、
（2-1）前記第１の円のうち前記第３の領域に対応する部分を、前記第１の円の中心のまわりに第２の角度ごとにｎ個の等分割部分に分割し、ここでｎは２以上の自然数であり、
（2-2）前記ｎ個の等分割部分の各々に対応する前記第３の領域内のｎ個の対応部分それぞれについて、前記第２の円の中心のまわりの前記基準線からの角度θを求め、
（2-3）前記ｎ個の対応部分を前記角度θに関して展開するステップと、
前記展開した前記ｍ個の対応部分及びｎ個の対応部分それぞれのサイズを、所定のサイズで規格化することにより、前記画像データを補正するステップと
前記補正された画像データを基に、前記検査対象物を検査するステップとを具備する、欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒又は円柱状の検査対象物の外観に係る画像データを基に、外観の欠陥の有無等を判断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査対象物の外観の画像データを基に、外観の欠陥の有無等を判断する技術が知られている。特許文献１は、円錐面上反射鏡を用いて円筒形状を有する検査対象物の外側面を撮像し、その画像データを基に、検査対象物の外側面を検査する装置を開示する。とくに、特許文献１の装置は、画像データ上で検査対象物と円錐面上反射鏡との中心軸のｘｙ平面内でのずれにより、円錐面状反射鏡上に射影される円周上の点に疎密が生じ、この疎密をソフトウェア上で補正する。具体的には、画像データ上の検査対象物を４等分に分割し、円錐面状反射鏡の中心と検査対象物の外周の各等分点とを結ぶ直線間に存在する検査対象物の外側面からの射影像を、当該直線間のなす角度が９０度となるように、引き伸ばすことにより、画像データを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６３４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術は、画像データ上における円錐面上反射鏡の半径ｒ１と検査対象物の半径ｒ０とが２ｒ０＞ｒ１の条件を満たすことを前提とする技術である。そのため、円錐面上反射鏡の中心軸と検査対象物の中心軸とが大きくずれた場合（即ち、上記条件を満たさない場合）には適用できない。
【０００５】
また、図１６は、ワーク１６０の表面に複数の円筒又は円柱状の検査対象物１６１〜１６３が形成されたワーク１６０の側面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。このようなそれぞれが異なる径を有する検査対象物１６１〜１６３に対して検査を行う場合には、従来の技術では、径の異なる検査対象物ごとに、異なる径を有する円錐面状反射鏡（円錐ミラー）を用意しておく必要がある。なぜならば、検査対象物１６１〜１６３のうち最も大きい径を有する検査対象物１６２に対応できる円錐面状反射鏡のみを用いると、最も小さい径を有する検査対象物１６１に対する検査では中心軸が大幅にずれてしまう可能性があるためである。この場合には、上記条件を満たさないため画像データの補正ができず、その結果、欠陥の検査を正確に行えないことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、検査対象物の中心軸と円錐ミラーの中心軸とが大きくずれた場合であっても、検査対象物の外観に係る画像データの補正を可能とする欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は、円筒又は円柱状の検査対象物を通過させる開口部と、照明からの光を開口部内に位置する検査対象物の外側面に向けて反射し、外側面からの反射光をカメラに向けて反射する鏡面とを有する円錐ミラーと、検査対象物が開口部内に位置する状態で、検査対象物の所定の高さ位置における検査対象物の上面及び外側面に係る画像データを生成するカメラと、画像データ上における、上面からの反射光を受けた画素で形成された第１の円の中心及び半径、外側面からの反射光を受けた画素で形成された第２の円の中心、並びに、第１の円の中心と第２の円の中心との間の中心間距離を算出する算出部と、第１の円の半径が中心間距離より大きいか否か判定する判定部と、第１の円の半径が中心間距離より大きく無い場合に、画像データを補正する補正部と、補正された画像データを基に、所定の高さ位置に関する検査対象物の検査を行う検査部とを具備し、補正部は、第２の円の中心から第１の円の中心に伸びる線を角度の基準線と設定し、第２の円の中心を通り、第１の円に接する２本の接線を引き、第２の円を接線により第１乃至第４の領域に区切り、（１）外側面の一部からの反射光を受けた画素からなる第１の領域に対しては、（1-1）第１の円のうち第１の領域に対応する部分を、第１の円の中心のまわりに第１の角度ごとにｍ個の等分割部分に分割し、ここでｍは２以上の自然数であり、（1-2）ｍ個の等分割部分の各々に対応する第１の領域内のｍ個の対応部分それぞれについて、第２の円の中心のまわりの基準線からの角度θを求め、（1-3）ｍ個の対応部分を角度θに関して展開し、（２）外側面の残部からの反射光を受けた画素からなる第３の領域に対しては、（2-1）第１の円のうち第３の領域に対応する部分を、第１の円の中心のまわりに第２の角度ごとにｎ個の等分割部分に分割し、ここでｎは２以上の自然数であり、（2-2）ｎ個の等分割部分の各々に対応する第３の領域内のｎ個の対応部分それぞれについて、第２の円の中心のまわりの基準線からの角度θを求め、（2-3）ｎ個の対応部分を角度θに関して展開し、展開したｍの対応部分個及びｎ個の対応部分それぞれのサイズを、所定のサイズで規格化することにより、画像データを補正することを特徴とする、欠陥検査装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法は、検査対象物の中心軸と円錐ミラーの中心軸とが大きくずれた場合であっても、検査対象物の外観に係る画像データの補正を可能とする。その結果、正確な欠陥検査が可能となる。また、径の異なる複数の検査対象物が形成されたワークに対する欠陥検査において、径の異なる複数の円錐ミラーを用意しておく必要はない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る円錐ミラーの概略構成図である。
【図３】一実施形態の照明構成の概略構成図である。
【図４】一実施形態の欠陥検査の態様を示す模式図である。
【図５】一実施形態の補正処理１に係る画像データの模式図である。
【図６】一実施形態の補正処理１に係る画像データの模式図である。
【図７】一実施形態の補正処理１に係る画像データの模式図である。
【図８】一実施形態の補正処理１に係る展開された画像データの模式図である。
【図９】一実施形態の補正処理１に係る一部の画素領域の模式図である。
【図１０】一実施形態の補正処理２に係る画像データの模式図である。
【図１１】一実施形態の補正処理２に係る画像データの模式図である。
【図１２】一実施形態の補正処理２に係る画像データの模式図である。
【図１３】一実施形態の補正処理２に係る画像データの模式図である。
【図１４】一実施形態の補正処理２に係る展開された画像データの模式図である。
【図１５】一実施形態の欠陥検査方法のフローチャートである。
【図１６】異なる径を有する検査対象物が形成されたワークの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
＜欠陥検査装置１の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査装置１の概略構成図である。欠陥検査装置１は、検査ユニット１０、画像処理装置２０、ロボット制御装置３０及びロボットアーム３１を備え、ワーク４０に形成された円筒又は円柱状の検査対象物４０の外観の画像データを生成し、それを基に外観（特に外側面）の検査を行う。
【００１１】
検査ユニット１０は、カメラ１１、アクチュエータ１２、照明１３及び円錐ミラー１４を含み、ロボットアーム３１の先端に取り付けられている。カメラ１１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のカメラであり、検査対象物４０（の上面及び外側面）からの反射光を受け、検査対象物４０の外観の画像データを生成し、画像処理装置２０に出力する。なお、検査ユニット１０の中心軸は、カメラ１１、アクチュエータ１２、照明１３及び円錐ミラー１４の中心軸と一致するよう構成するとよい。
【００１２】
アクチュエータ１２は、円錐ミラー１４に固定されたワイヤやポール等の長さを調節し、円錐ミラー１４を鉛直方向の任意の位置に移動させる。照明１３は、蛍光灯、電球、ＬＥＤ及びレーザ出射手段等を含み、所定の波長（白色光でもよい）の光を円錐ミラー１４の鏡面１４ｂ及び検査対象物４０の上面に向けて出射する。
【００１３】
図２（ａ）は円錐ミラー１４の上面図であり、図２（ｂ）はＡＡ線断面図である。図２に示すように、円錐ミラー１４は、その底面中央に検査対象物４０が十分に余裕をもって通過できる径を有する円状の開口部１４ａと、開口部１４ａから上面にかけて４５度の角度を有するすり鉢形状の鏡面１４ｂとを備える。また、円錐ミラー１４の接続点１４ｃには、アクチュエータ１２からのびるワイヤ等が固定されている。
【００１４】
なお、本実施形態では、検査対象物４０の外側面からの反射光を最も効率良くカメラ１１に取り込めるようにするため、鏡面４５のすり鉢形状の角度を４５度にしているが、これに限定されるものではなく、その他の角度であってもよい。また、鏡面１４ｂ以外の部分を黒塗りにしておき、照明１３から鏡面１４ｂ以外の部分に照射された光の反射を低減するようにするとよい。
【００１５】
画像処理装置２０は、ＣＰＵ、主記憶装置、補助記憶装置及び入出力回路等を備えたコンピュータであり、補助記憶装置等に予め記憶されたソフトウェアをＣＰＵにより実行することにより、撮像制御部２１、算出部２２、判定部２３、補正部２４及び検査部２５の各機能部を実現する。なお、各機能部は、ソフトウェア処理に限らず、ハードウェア処理により実現するようにしてもよい。また、画像処理装置２０は、ディスプレイやプリント装置に接続され、処理結果を出力する。
【００１６】
撮像制御部２１は、検査ユニット１０のカメラ１１、アクチュエータ１２及び照明１３、並びにロボット制御装置３０に信号を出力し、それらの作動を制御する。欠陥検査の際には、撮像制御部２１は、ロボット制御装置３０に検査すべき検査対象物４０の位置（又は識別子）を示す信号を出力し、それに応じてロボット制御装置３０は、検査ユニット１０が検査すべき検査対象物４０上に位置するように、ロボットアーム３１を作動させる。そして、撮像制御部２１は、アクチュエータ１２を駆動させ、円錐ミラー１４の開口部１４ａから検査対象物４０が通過するように円錐ミラー１４を移動させる。それとともに、撮像制御部２１は、照明１３から検査対象物４０の上面及び円錐ミラー１４の鏡面１４ｂに光を照射させ、カメラ１１を作動させ、検査対象物４０の上面及び外側面からの反射光を撮像させ、画像データを画像処理装置２０に出力させる。
【００１７】
算出部２２は、公知の画像処理アルゴリズムを用いて、カメラ１１から出力された画像データを基に、画像データ上の検査対象物４０の上面の半径ｒ及び中心ｃ（言い換えると、検査対象物４０の上面からの反射光を受けた画素で形成される第１の円の半径ｒ及び中心ｃ）を算出する。同様に、算出部２２は、画像データ上における円錐ミラー１４の中心Ｏ（言い換えると、鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素で形成される第２の円の中心Ｏ）も算出する。また、算出部２２は、画像データ上の検査対象物４０（第１の円）の中心ｃと円錐ミラー１４（第２の円）の中心Ｏとの間の距離（中心間距離ｄ）を算出する。ここで、算出部２２により算出される距離及び中心は、ピクセル単位であってもよいし、ピクセル単位を実際の距離に置き換えたメートル単位であってもよい。
【００１８】
判定部２３は、算出部２２で算出された画像データ上の検査対象物４０の半径ｒと中心間距離ｄとを比較し、検査対象物４０の半径ｒが中心間距離ｄよりも大きいか否か判定する。画像データ上で、半径ｒが中心間距離ｄよりも大きい場合は、検査対象物１４が円錐ミラー１４の中心Ｏと重なっている状態であり、半径ｒが中心間距離ｄよりも大きく無い場合は、検査対象物１４が円錐ミラー１４の中心Ｏと重なっていない状態である。
【００１９】
補正部２４は、画像データ上で、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素からなる検査対象物４０の外側面の画像データに対して補正処理を行う。また、補正部２４は、判定部２３の判定内容に応じて、補正処理の内容を変化させる。補正処理の詳細は後述する。
【００２０】
検査部２５は、補正部２４で補正された画像データを基に、検査対象物４０の欠陥の有無、種類及びその位置等を判断し、検査対象物４０の良品判定を行う。ここで、欠陥には、検査対象物４０の外側面（及び上面）に形成された傷や歪み、撓み、形成不良等、製品として不良の原因となる特徴が含まれる。
【００２１】
ロボット制御装置３０は、ロボットアーム３１を制御するコンピュータであり、画像処理装置２０からの信号を受けて、ロボットアーム３１の先端に取り付けられた検査ユニット１０を任意の位置に３次元的に移動させる。
【００２２】
なお、照明１３は、カメラ１１に固定されていてもよいし、図３に示すように、照明構成として、カメラ１１と円錐ミラー１４との間にハーフミラー１５を設け、両者の外側に照明１３を設けた構成としてもよい。この構成では、照明１３からの光は、ハーフミラー１５に照射され、その一部が反射し、円錐ミラー１４に向かい、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂで反射し検査対象物４０に照射される。そして、検査対象物４０からの反射光は、鏡面１４ｂからハーフミラー１５を透過して、カメラ１１に入射する。
【００２３】
図４を用いて、欠陥検査装置１による検査対象物４０の欠陥検査の概要について説明する。なお、照明１３については図示を省略している。
【００２４】
まず、図４（ａ）に示すように、ロボットアーム３１が作動し、検査対象物４０上に検査ユニット１０が配置される。このとき、検査ユニット１０の中心軸１０ａは、検査対象物４０の中心軸４０ａと平行となるように配置される。なお、中心軸１０ａ及び４０ａは、一致している必要は無い。なお、中心軸１０ａ及び４０ａが平行でない場合には、特開２０１３−２５３８０１号公報に記載の技術等を用いて、中心軸１０ａ及び４０ａが平行になるように検査ユニット１０の姿勢が調整される。
【００２５】
次に、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、アクチュエータ１２が作動し、円錐ミラー１４の開口部１４ａ内を検査対象物４０が通過するように、円錐ミラー１４を検査対象物４０の頂部から底部にかけて移動させる。このとき、カメラ１１の位置は固定されたままである。ここで、検査対象物４０の高さ方向をＺ軸とすると、円錐ミラー１４の位置は、高さ位置Ｚ（Ｚ１〜Ｚｎ）で表される。
【００２６】
円錐ミラー１４のＺ軸上の移動と同時に、カメラ１１により検査対象物４０の上面、及び鏡面１４ｂを通じて見える検査対象物１４の外側面の画像データを所定の間隔で取得し、画像処理装置２０に円錐ミラー１４の高さ位置Ｚと関連付けて記憶させていく。そして、このように取得した画像データに対して、補正処理を行った上で、補正された画像データを基に、検査対象物４０の欠陥の有無等が判断される。一つの検査対象物４０について検査が終了すると、検査ユニット１０は次に検査すべき検査対象物４０上に移動させられ、同様の処理が行われる。
【００２７】
＜補正処理１＞
図５〜図８を用いて、補正部２４による画像データの補正処理（補正処理１）について説明する。ここでは、画像処理装置２０の判定部２３が画像データ上の検査対象物４０の半径ｒが中心間距離ｄよりも大きいと判定した場合の補正処理を考える。
【００２８】
まず、検査対象物４０に対して円錐ミラー１４をある高さ位置Ｚまで挿入してカメラ１１で撮像することにより、図５に示すような画像データ５００が得られたとする。画像データ５００には、検査対象物４０の上面からの反射光を受けた画素と、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素についてはグレイ色が付されている。
【００２９】
画像データ５００を基に、算出部２２は、画像データ５００上における検査対象物４０（言い換えると、検査対象物４０の上面からの反射光を受けた画素で形成された第１の円）の中心ｃ及び半径ｒを算出する。また、算出部２２は、円錐ミラー１４（言い換えると、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素で形成された第２の円）の中心Ｏを算出し、かつ、中心ｃと中心Ｏとの間の中心間距離ｄを算出する。そして、判定部２３は、半径ｒと中心間距離ｄとを比較し、半径ｒが中心間距離ｄよりも大きい（即ち、画像データ５００上で検査対象物４０が円錐ミラー１４の中心Ｏと重なっている）と判定する。
【００３０】
図６は、図５の画像データ５００の一部を拡大した図である。まず、補正部２４（又は算出部２２）は、画像データ５００上で、円錐ミラー１４（第２の円）の中心Ｏから検査対象物４０（第１の円）の中心ｃを通る直線を引き、それを角度の基準線５０１（即ちφ＝θ＝０）として設定する。ここで、φは、基準線５０１に対する中心ｃのまわりの角度であり、θは、基準線５０１に対する中心Ｏのまわりの角度である。
【００３１】
次に、補正部２４は、基準線５０１から所定の角度Δφごとに、検査対象物４０（第１の円）の中心ｃからのびる分割線を引き、検査対象物４０をｍ等分に分割する。ここで、ｍは２以上の自然数である。図６では例として、検査対象物４０が１６等分割（即ちｍ＝１６、Δφ＝π/８）されている。ｍを大きくすればするほど、最終的な欠陥判定の精度は向上することになる。
【００３２】
ここで、最初の等分割部分５０２に着目して、基準線５０１と検査対象物４０の外周との交点をａとし、等分割部分５０２に係る分割線と検査対象物４０の外周との交点をｂとする。また、円錐ミラー１４の中心Ｏと点ｂとを結ぶ直線５０３と基準線５０１との間の角度をθとする。
【００３３】
照明１３からの光が円錐ミラー１４の鏡面１４ｂで反射すると、円錐ミラー１４の中心Ｏに向かう。そのため、弧ａｂに係る検査対象物４０の外側面からの反射光は、弧ＡＢに係る画素に写し出されることになる。そのため、φ（＝ｋΔφ）とθとの関係を求めることで、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０からの反射光を受けた画素が検査対象物４０の外側面のどの部分に対応するか分かることになる。ここで、ｋは自然数であり、１≦ｋ≦ｍである。
【００３４】
まず、点ａｂ間の直線の長さをｓとすると、三角形ａｂｃについて、正弦定理より、
s/sinΔφ=r/sin(π/2-Δφ/2) …（式１）
であり、加法定理により、
sin(π/2-Δφ/2)=sin(π/2)cos(Δφ/2)-cos(π/2)sin(Δφ/2)=cos(Δφ/2)  …（式２）
であり、式１及び式２より、
s=r*sinΔφ/cos(Δφ/2)  …（式３）
となる。
【００３５】
次に、三角形ａｂＯについて、正弦定理より、
s/sinθ=(r+d)/sin{(π/2-Δφ/2)+(Δφ-θ)}=(r+d)/sin{(π/2+(Δφ/2-θ)}  …（式４）
であり、加法定理により、
sin(π/2+Δφ/2-θ)=sin(π/2)cos(Δφ/2-θ)+cos(π/2)sin(Δφ/2-θ)=cos(Δφ/2-θ)  …（式５）
であり、式４及び式５より、
s/sinθ=(r+d)/cos(Δφ/2-θ)=(r+d)/{cos(Δφ/2)cosθ+sin(Δφ/2)sinθ}  …（式６）
である。
【００３６】
よって、式３及び式６を組み合わせて、θについて求めると、
θ=tan-1[r*sinΔφcos(Δφ/2)/{(r+d)cos(Δφ/2)-r*sinΔφsin(Δφ/2)}]…（式７）
となる。角度Δφごとに検査対象物４０を等分割しているため、２番目の等分割部分については式７のΔφを２Δφに置き換え、ｋ番目の等分割部分については式７のΔφをｋΔφで置き換えることにより、他の等分割部分についても式７の関係は成立する。
【００３７】
全ての等分割部分について、θとΔφとの関係を求めると、図７に示すようになる。即ち、画像データ５００上で、検査対象物４０の最初の等分割部分（φ＝０〜Δφ）に対して、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素に係る画素領域５１１（θ＝０〜θ１）が得られ、２番目の等分割部分（φ＝Δφ〜２Δφ）に対して画素領域５１２（θ＝θ１〜θ２）が得られる。同様に、検査対象物４０のｋ番目の等分割部分（φ＝(k-1)Δφ〜ｋΔφ）に対して、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂに係る画素領域（θ＝θ(k-1)〜θｋ）が得られる。なお、φ＝ｍΔφ及びθ＝θｍは０である。
【００３８】
画素領域５１１〜５２６は、円錐ミラー１４が高さ位置Ｚにあるときの、検査対象物４０の外側面全体を反映する画像データである。そこで、補正部２４は、円錐ミラー１４が高さ位置Ｚにあるときにおける画素領域５１１〜５２６をθにより極座標展開し一枚につなげ、図８に示すような画像データ５５０を生成する。画像データ５５０は、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素からなる画素領域５１１〜５２６を、検査対象物４０の外側面の状態を表すようにつなぎ合わせた画像データである。なお、図８では、θに対応するφの値も記載されている。
【００３９】
前述のように、画像データ５００上で検査対象物４０を等分割しているにも関わらず、検査対象物４０の外側面に対する画素領域５１１〜５２６のサイズは、互いに等しいものではない。検査対象物４０の外側面に欠陥が存在する場合、比較的小さいサイズの画素領域でとらえた当該欠陥は比較的小さく表れ、比較的大きいサイズの画素領域でとらえた当該欠陥は比較的大きく表れる事になる。そうすると、欠陥のサイズを基に当該欠陥の種類の判定や検査対象物４０の良品判定を行う場合、当該欠陥をとらえる画素領域のサイズに応じて、種類の判定及び良品判定の結果が異なることになる。
【００４０】
そのため、補正部２４は、全ての画素領域５１１〜５２６を、そのうちいずれかのサイズで規格化する。図８では、最大サイズ（Ｐmax）を有する画素領域５１８（又は画素領域５１９）で全ての画素領域を規格化しているが、どのサイズの画素領域で規格化してもよい。規格化補正は、画素領域５１１〜５２６を、線形補間等の公知の技術を用いて拡大（又は縮小）することによりなされる。なお、画素領域５１１〜５２６のサイズを互いに統一させればよいため、取得した画素領域のサイズにかかわらず、予め設定しておいた値を用いて規格化補正を行うようにしてもよい。
【００４１】
図８に示すように、補正部２４により、画像データ５５０の画素領域５１１〜５２６を規格化補正することにより、補正後の画像データ５５１が得られたとする。図８では、補正後の画像データ５５１の画素領域５１６〜５２１は図示を省略している。
【００４２】
なお、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂに係る画素領域５１１〜５２６は、厳密には図８に示すような矩形状ではないかもしれない。しかしながら、ｍの値が大きくなればなるほど、画素領域は実質的に矩形状に近づくため、実際上は、画素領域５１１〜５２６を矩形で近似しても問題はない。また、カメラ１１から見える円錐ミラー１４の鏡面１４ｂの領域をできるだけ小さくするように、即ち、画像データ上の鏡面１４の幅を小さくしても、同様のことが言える。また、照明１３から微小幅のリングレーザ光を出射するようにして、検査対象物４０の外側面に微小幅のリングレーザ光を照射して画像データを生成するようにしても、同様のことが言える。さらには、各画素領域において、円錐ミラー１４の中心Ｏから半径Ｒｉ＋１上にある画素列の長さは、その隣の半径Ｒｉ（＜Ｒｉ＋１）上にある画素列の長さに比べて、（Ｒｉ＋１−Ｒｉ）だけ長い関係がある。そのため、線形補間等の公知の技術により、各画素領域における各画素列の長さを最外周の画素列の長さで規格化するようにして、各画素領域を矩形状になるように補正してもよい。
【００４３】
そして、高さ位置Ｚ１に関する補正後の画像データ５５１を用いて、画像処理装置２０の検査部２５は、高さ位置Ｚに関する検査対象物４０の外側面に欠陥の有無及びその種類等を判断する。例えば、補正後の画像データ５５１に対し二値化処理やエッジ抽出処理等を行った後、図９に示すような画像データ（画素領域５２２〜５２４）が得られたとする。なお、図９では、各画素領域５２２〜５２４は、６×１０＝６０画素で構成されている。
【００４４】
例えば、検査部２５は、補正後の画像データ５５１に対して二値化処理やエッジ抽出処理等により特徴的な画素を抽出する処理を行い、画素領域５２２〜５２４において網掛けされた画素組９０１〜９０４が表れたとする。この場合に、検査部２５は、限定されないが、画素組９０１〜９０４の等価楕円の長軸／短軸比及び面積等を求め、求めた値と所定の閾値とを比較する。例えば、検査部２５は、画素組９０１の等価楕円の長軸／短軸比が大きく、その面積が小さいため、画素組９０１が検査対象物４０の外側面に生じた傷に起因するものであると判断してもよい。また、検査部２５は、画素組９０２の等価楕円の長軸／短軸比が小さく、その面積が非常に大きいため、画素組９０２が検査対象物４０の外側面に形成された窪みに起因するものであると判断してもよい。また、検査部２５は、画素組９０３、９０４の等価楕円の面積が小さいため、画素組９０３、９０４が検査対象物４０の外側面に生じた製造上の微差に起因するものであり欠陥ではないと判断してもよい。これらは例示であり限定されるものではないが、検査部２５は、欠陥の有無、種類及び位置等を判断することができる。
【００４５】
そして、検査対象物４０の高さに相当する全てのＺ位置における画像データに対して前記のような欠陥の有無等の判断処理を行った結果から、検査部２５は、その検査対象物４０が良品又は不良品であるかの最終的な判定を行う。このとき、検査部２５は、ある特定の種類の欠陥が存在している場合には不良品と判定してもよいし、欠陥の数が所定数超えたときに不良品と判定するようにしてもよい。
【００４６】
＜補正処理２＞
補正の説明に戻り、図１０〜図１４を用いて、補正部２４による画像データの補正処理（補正処理２）について説明する。ここでは、画像処理装置２０の判定部２３が画像データ上の検査対象物４０の半径ｒが中心間距離ｄよりも大きく無いと判定した場合の補正処理を考える。
【００４７】
まず、検査対象物４０に対して円錐ミラー１４を高さ位置Ｚ１まで挿入してカメラ１１で撮像することにより、図１０に示すような画像データ６００が得られたとする。
【００４８】
まず、補正部２４は、画像データ６００上で、円錐ミラー１４の中心Ｏをとおり、検査対象物４０に接点ｕ、ｖで接する２本の接線６０１、６０２を引く。そうすると、接線６０１、６０２を両方向に延長させることにより、円錐ミラー１４（第２の円）に関する画素の領域は４つの領域に区切られ、それぞれを第１乃至第４の領域６１０〜６１３と設定する。照明１３から円錐ミラー１４の鏡面１４ｂで反射した光は円錐ミラー１４の中心に向かうことを考慮すると、第１の領域６１０は、検査対象物４０の外側面の一部からの反射光を受けた画素からなり、第３の領域６１３は、当該外側面の残部からの反射光を受けた画素からなる。そのため、図１０では領域６１０、６１２のみグレイ色が付されている。
【００４９】
画像データ６００を基に、算出部２２は、画像データ６００上における検査対象物４０の中心ｃ及び半径ｒ、円錐ミラー１４の中心Ｏ、並びに、中心ｃと中心Ｏとの間の中心間距離ｄを算出する。また、算出部２２は、領域６１０、６１２と対向する接線６０１、６０２間の角度２αを、ベクトル計算等により算出する。
【００５０】
判定部２３は、半径ｒと中心間距離ｄとを比較し、半径ｒが中心間距離ｄよりも大きく無い（即ち、画像データ６００上で検査対象物４０が円錐ミラー１４の中心Ｏと重なっていない）と判定する。
【００５１】
図１１は、図１０の画像データ６００（特に領域６１０）の一部を拡大した図である。まず、補正部２４は、円錐ミラー１４の中心Ｏと、検査対象物４０の中心ｃとを通る直線を引き、それを角度の基準線６２１（即ちφ＝θ＝０）として設定する。
【００５２】
次に、補正部２４は、基準線６２１から接点ｕまでの範囲（角度０〜π/２＋α）及び接点ｖから基準線６２１までの範囲（角度３π/２−α〜０）について、所定の角度Δφごとに、検査対象物４０の中心ｃからのびる分割線を引き、検査対象物４０（第１の円）のうち第１の領域６１０に対応する部分を中心ｃのまわりにｍ等分に分割する。ここで、ｍは２以上の自然数である。図１１では、領域６１０に対応する検査対象物４０の部分（φ＝０〜π/２＋α、３π/２−α〜０の範囲）は、１０等分に分割（即ち、ｍ＝１０、Δφ＝（π＋２α）/１０）されている。なお、補正処理２におけるｍは、補正処理１におけるｍと同じである必要はない。
【００５３】
等分割部分６２２（角度範囲：０〜Δφ）に着目して、基準線６２１と検査対象物４０の外周との交点をａとし、最初の分割線と検査対象物４０の外周との交点をｂとする。また、円錐ミラー１４の中心Ｏと点ｂとを結ぶ直線６２３と基準線６２１との間の角度をθとする。つまり、角度θは、ｍ個の等分割部分の各々に対応する第１の領域６１０内のｍ個の対応部分それぞれの、円錐ミラー１４（第２の円）の中心Ｏのまわりの基準線６２１からの角度である。
【００５４】
前述のとおり、弧ａｂに係る検査対象物４０の外側面からの反射光は、弧ＡＢに係る画素に写し出される。そのため、φとθとの関係を求めることで、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０からの反射光を受けた画素が検査対象物４０の外側面のどの部分に対応するかが分かる。そして、領域６１０（角度範囲：０〜π/２＋α、３π/２−α〜０）に対するθとφの関係は、前述の式７がそのまま適用できる。
【００５５】
次に、領域６１２に関して、図１２を用いて説明する。図１２は、図１０の画像データ６００（特に領域６１２）の一部を拡大した図である。まず、補正部２４は、基接点ｕから接点ｖまでの範囲（角度π/２＋α〜３π/２−α）について、所定の角度ΔΦごとに、検査対象物４０の中心ｃからのびる分割線を引き、検査対象物４０をｎ等分に分割する。ここで、ｎは２以上の自然数であり、ｍと同じ値であってもよい。図１２では、領域６１２に対する検査対象物４０の残りの部分（φ＝π/２＋α〜３π/２−αの範囲）は、４等分に分割（即ち、ｎ＝４、ΔΦ＝（π−２α）/４）されている。
【００５６】
等分割部分６３２（角度範囲：π/２＋α＋ΔΦ〜π）に着目して、基準線６２１と検査対象物４０の外周との交点をｅとし、等分割部分６３２に係る分割線と検査対象物４０の外周との交点をｆとする。また、円錐ミラー１４の中心Ｏと点ｆとを結ぶ直線６３３と基準線６２１との間の角度をθとする。
【００５７】
照明１３からの光が円錐ミラー１４の鏡面１４ｂで反射すると、円錐ミラー１４の中心Ｏに向かう。そのため、弧ｅｆに係る検査対象物４０の外側面からの反射光は、弧ＥＦに係る領域６１２内の画素に写し出されることになる。そのため、φ（＝ｑΔΦ）とθの関係を求めることで、領域６１２に含まれ、検査対象物４０のｎ等分した分割部分の外側面からの反射光を受けた画素が検査対象物４０の外側面のどの部分に対応するか分かることになる。ここで、ｑは自然数であり、１≦ｑ≦ｎである。
【００５８】
まず、点ｅｆ間の直線の長さをｔとすると、三角形ｅｆｃについて、正弦定理より、
t/sinΔΦ=r/sin(π/2-ΔΦ/2)  …（式８）
であり、加法定理により、
sin(π/2-ΔΦ/2)=sin(π/2)cos(ΔΦ/2)-cos(π/2)sin(ΔΦ/2)=cos(ΔΦ/2)  …（式９）
であり、式８及び式９より、
t=r*sinΔΦ/cos(ΔΦ/2)  …（式１０）
となる。
【００５９】
次に、三角形ｅｆＯについて、正弦定理より、
t/sinΘ=(d-r)/sin{(π/2-ΔΦ/2-Θ)}  …（式１１）
である。ここで、Θ＝θ−πとする。加法定理により、
sin(π/2-ΔΦ/2-Θ)=sin(π/2)cos(ΔΦ/2+Θ)-cos(π/2)sin(ΔΦ/2+Θ)=cos(ΔΦ/2+Θ)  …（式１２）
であり、
cos(ΔΦ/2+Θ)=cos(ΔΦ/2)cosΘ-sin(ΔΦ/2)sinΘ  …（式１３）
である。
【００６０】
また、式１１〜式１３より、
t/sinΘ=(d-r)/ cos(ΔΦ/2+Θ)=(d-r)/{ cos(ΔΦ/2)cosΘ-sin(ΔΦ/2)sinΘ}  …（式１４）
である。
【００６１】
よって、式１０及び式１４を組み合わせて、Θについて求めると、
Θ=tan-1[r*sinΔΦcos(ΔΦ/2)/{(d-r)cos(ΔΦ/2)+r*sinΔΦsin(ΔΦ/2)}]  …（式１５）
となる。なお、Θ＝θ−πである。角度ΔΦごとに領域６１２に対する検査対象物４０の部分を等分割しているため、その他の等分割部分についても式１５の関係は同様に成立する。ただし、図１２の例では、φ＝π/２＋α〜π/２＋α＋ΔΦにある等分割部分及びφ＝π＋ΔΦ〜π＋２ΔΦにある等分割部分については、式１５のΔΦを２ΔΦで置き換え、φ＝π〜π＋２ΔΦにある等分割部分については、式１５のΘを−Θで置き換える。
【００６２】
領域６１０に対する検査対象物４０の等分割部分についてθとφとの関係を求め、領域６１２に対する検査対象物４０の等分割部分についてΘとΦとの関係を求めると、図１３に示すようになる。即ち、画像データ６００上で、領域６１０に対する検査対象物４０の最初の等分割部分（φ＝０〜Δφ）に対して、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素に係る画素領域６４１（θ＝０〜θ１）が得られ、２番目の等分割部分（φ＝Δφ〜２Δφ）に対して画素領域６４２（θ＝θ１〜θ２）が得られる。他についても同様である。
【００６３】
また、画像データ６００上で、領域６１２に対する検査対象物４０の最初の等分割部分（φ＝π/２＋α〜π/２＋α＋ΔΦ）に対して円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素に係る画素領域６４６（θ＝θ６〜θ７、θ６＝θ５＋π）が得られ、２番目の等分割部分（φ＝π/２＋α＋ΔΦ〜π/２＋α＋２ΔΦ）に対して画素領域６４７（θ＝θ７〜θ８）が得られる。同様に、３番目の等分割部分（φ＝π/２＋α＋２ΔΦ〜π/２＋α＋３ΔΦ）に対して、画素領域６４８（θ＝θ８〜θ９）が得られ、４番目の等分割部分（φ＝π/２＋α＋３ΔΦ〜π/２＋α＋４ΔΦ）に対して、画素領域６４９（θ＝θ９〜θ１０、θ１０＝θ１１−π）が得られる。
【００６４】
画素領域６４１〜６５４は、円錐ミラー１４が高さ位置Ｚ１にあるときの、検査対象物４０の外側面全体を反映する画像データである。そこで、補正部２４は、円錐ミラー１４が高さ位置Ｚ１にあるときにおける画素領域６４１〜６５４をθ及びφにより極座標展開し一枚につなげ、図８に示すような画像データ６６０を生成する。
【００６５】
なお、領域６１１、６１３に係る画素については、画像データ６６０に含めておいてもよいし、画像データ６６０から予め取り除くようにしてもよい。それにより補正処理や検査処理に係るデータ量を低減することができ、全体的な処理速度の向上につながる。
【００６６】
次に、補正部２４は、画素領域６４１〜６５４を、そのうちいずれかのサイズで規格化する。図１４では、最大サイズ（Ｐmax）を有する画素領域６４７（又は画素領域６４８）で全ての画素領域を規格化しているが、どのサイズの画素領域で規格化してもよい。図８に示すように、補正部２４により、画像データ６６０の画素領域６４１〜６５４を規格化補正することにより、補正後の画像データ６６１が得られたとする。図１４では、補正後の画像データ６６１の画素領域６４６〜６４９は図示を省略している。
【００６７】
そして、高さ位置Ｚ１に関する補正後の画像データ６６１を用いて、画像処理装置２０の検査部２５は、高さ位置Ｚ１に関する検査対象物４０の外側面に欠陥の有無及びその種類等を判断する。そして、検査対象物４０の高さに相当する全てのＺ位置における画像データに対して前記のような欠陥の有無等の判断処理を行った結果から、検査部２５は、その検査対象物４０が良品又は不良品であるかの最終的な判定を行う。
【００６８】
図１５は、本実施形態に係る欠陥検査装置１を用いた欠陥検査方法のフローチャートである。
【００６９】
ステップＳ１で、撮像制御部２１は、ロボット制御装置３０に信号を出力し、それに応じてロボット制御装置３０は、ロボットアーム３１を作動させ、検査ユニット１０を検査対象物４０の上空に移動させる。このとき、検査対象物４０の中心軸と検査ユニット１０の中心軸とが平行になるように、検査ユニット１０の姿勢も調整される。
【００７０】
ステップＳ２で、撮像制御部２１は、照明１３をＯＮにし、アクチュエータ１２を駆動させて円錐ミラー１４を検査対象物４０に挿入する。そして、撮像制御部２１は、円錐ミラー１４を検査対象物４０の底部に向けて高さ方向Ｚに動かしながら、検査対象物４０の上面及び円錐ミラー１４の鏡面１４ｂに写る検査対象物４０の外側面の画像データを所定の間隔で生成し、高さ位置Ｚと関連付けて画像処理装置２０に記憶させていく。
【００７１】
ステップＳ２の画像データの生成を続けつつ、ステップＳ３で、算出部２２は、ある高さ位置Ｚに係る画像データ上の検査対象物４０の半径ｒ及び中心ｃを画像処理により算出し、ステップＳ４で、算出部２２は、当該画像データ上の円錐ミラー１４（より詳細には、鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素で形成される円）の中心Ｏを算出する。また、ステップＳ５で、算出部２２は、画像データ上の検査対象物４０の中心ｃと円錐ミラー１４の中心Ｏとの間の中心間距離ｄを算出する。
【００７２】
ステップＳ６で、算出部２２（又は補正部２４）は、当該画像データ上の円錐ミラー１４の中心Ｏから検査対象物４０の中心ｃを通る直線を引き、それを角度の基準線として設定する。
【００７３】
ステップＳ７で、判定部２３は、当該画像データ上の検査対象物４０の半径ｒと中心間距離ｄと比較し、半径ｒが中心間距離ｄよりも大きいか否かを判定する。半径ｒが中心間距離ｄよりも大きい場合（Ｓ７でＹｅｓ）、補正部２４は、補正処理１（Ｓ８〜Ｓ１１）を実行し、そうでない場合（Ｓ７でＮｏ）、補正部２４は、補正処理２（Ｓ１２〜Ｓ１９）を実行する。
【００７４】
まず、補正処理１について、ステップＳ８で、補正部２４は、当該画像データ上で、基準線から所定の角度Δφごとに、検査対象物４０の中心ｃからのびる分割線を引き、検査対象物４０をｍ等分に分割する。分割された検査対象物４０の各部分を等分割部分という。ここで、ｍは２異常の自然数である。
【００７５】
ステップＳ９で、補正部２４は、円錐ミラー１４の中心Ｏと、検査対象物４０の外周と各分割線との交点とを結ぶ直線の基準線に対する角度θを、式７を基に求める。そして、補正部２４は、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の各等分割部分の外側面からの反射光を受ける画素を含む画素領域それぞれの角度θの範囲（θ＝０〜θ１、θ１〜θ２、…θm-1〜θｍ）を求める。ただし、θｍは０である、角度θの範囲は各画素領域のサイズを示す。
【００７６】
ステップＳ１０で、補正部２４は、各画素領域をθについて極座標展開する。それにより、補正部２４は、検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素からなる画素領域を、検査対象物４０の外側面の状態を表すようにつなぎ合わせた画像データを生成する。
【００７７】
ステップＳ１１で、補正部２４は、いずれかの画素領域のサイズ（角度θの範囲）で、全ての画素領域のサイズを規格化補正する。このとき、最大のサイズを有する画素領域で規格化してもよいし、また、画素領域のサイズに関係なく、予め定めた値で規格化するようにしてもよい。このようにして、補正部２４は、検査対象物４０の外側面に係る画像データに対する補正処理１を実行する。
【００７８】
次に、補正処理２について、ステップＳ１２で、補正部２４は、当該画像データ上で、円錐ミラー１４の中心Ｏから検査対象物４０に伸びる２本の接線を引き、その接点（ｕ、ｖ）及び２本の接線がなす角度（２α）を求める。
【００７９】
ステップＳ１３で、補正部２４は、接線を両方向に延長させて、円錐ミラー１４の鏡面１４ｂに関する画素の領域を４分割し、それぞれ第１乃至第４の領域として設定する。照明１３から円錐ミラー１４の鏡面１４ｂで反射した光が円錐ミラー１４の中心Ｏに向かうことを考慮すると、鏡面１４ｂを介して検査対象物４０の外側面からの反射光を受ける画素は、第１の領域及び第３の領域内にある画素である。第１の領域は、基準線から第１の接点（ｕ）までの範囲（角度０〜π/２＋α）及び第２の接点（ｖ）から基準線までの範囲（角度３π/２−α〜０）にあり、第３の領域は、第１の接点（ｕ）から第２の接点までの範囲（角度π/２＋α〜３π/２−α）にある。
【００８０】
ステップＳ１４で、補正部２４は、基準線から所定の角度Δφごとに、第１の領域に対する検査対象物４０の部分（φ＝０〜π/２＋α、３π/２−α〜０の範囲）をｍ等分に分割する。ここで、ｍは２以上の自然数であり、ステップＳ８のｍと同じ値である必要はない。
【００８１】
ステップＳ１５で、補正部２４は、ステップＳ９と同様に、円錐ミラー１４の中心Ｏと、検査対象物４０の外周と各分割線との交点とを結ぶ直線の基準線に対する角度θを、式７を基に求める。そして、補正部２４は、第１の領域に含まれ、検査対象物４０のｍ等分した分割部分の外側面からの反射光を受ける画素を含む画素領域それぞれの角度θの範囲を求める。
【００８２】
ステップＳ１６で、補正部２４は、所定の角度ΔΦごとに、第３の領域に対する検査対象物４０の残りの部分（φ＝０〜π/２＋α、３π/２−α〜０の範囲）をｎ等分に分割する。ここで、ｎは２以上の自然数であり、ｍとｎは同じ値であってもよい。
【００８３】
ステップＳ１７で、補正部２４は、第３の領域に関して、円錐ミラー１４の中心Ｏと、検査対象物４０の外周と各分割線との交点とを結ぶ直線の基準線に対する角度θを、式１５を基に求める。そして、補正部２４は、第３の領域に含まれ、検査対象物４０のｎ等分した分割部分の外側面からの反射光を受ける画素を含む画素領域それぞれの角度θの範囲を求める。
【００８４】
ステップＳ１８で、補正部２４は、各画素領域をθについて極座標展開する。それにより、補正部２４は、検査対象物４０の外側面からの反射光を受けた画素からなる画素領域を、検査対象物４０の外側面の状態を表すようにつなぎ合わせた画像データを生成する。
【００８５】
ステップＳ１９で、補正部２４は、いずれかの画素領域のサイズ（角度θの範囲）で、全ての画素領域のサイズを規格化補正する。このとき、最大のサイズを有する画素領域で規格化してもよいし、また、画素領域のサイズに関係なく、予め定めた値で規格化するようにしてもよい。このようにして、補正部２４は、検査対象物４０の外側面に係る画像データに対する補正処理２を実行する。
【００８６】
ステップＳ２０で、検査部２５は、ステップＳ１１又はＳ１９で補正された、検査対象物４０の外側面に係る画像データに対して、二値化処理やエッジ抽出処理等により特徴的な画素を抽出する処理を行う。そして、検査部２５は、抽出された特徴的な画素の組に対して、等価楕円の長軸／短軸比及び面積等の特徴量を求め、それを予め定められた閾値と比較することにより、欠陥の有無、種類及び位置等を判断する。
【００８７】
ステップＳ２１で、検査部２５は、検査対象物４０の検査すべき全ての高さ位置Ｚに関する補正後の画像データに対して欠陥の有無、種類及び位置等を判断し、その結果から、当該検査対象物４０が良品であるか又は不良品であるかの判定を行う。
【００８８】
検査部２５は、検査対象物４０が不良品であると判定した場合（Ｓ２１でＮｏ）、ステップＳ２２で、当該検査対象物４０を不良品として記憶し、その後の除却等の対象とする。
【００８９】
検査部２５により検査対象物４０が良品であると判定された場合（Ｓ２１でＹｅｓ）、ステップＳ２３で、画像処理装置２０は、次の検査対象物４０が存在するか否か判断する。検査すべき検査対象物が他に存在する場合には、それに対してステップＳ１から処理が繰り返され、存在しない場合には、フローは終了する。
【００９０】
このように、本実施形態に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法は、円筒又は円柱状の検査対象物の中心軸と円錐ミラーの中心軸とが大きくずれた場合であっても、検査対象物の外観に係る画像データの補正を可能とし、その結果、正確な欠陥検査を可能とする。また、本実施形態に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法を用いることにより、径の異なる複数の検査対象物が形成されたワークに対する欠陥検査において、径の異なる複数の円錐ミラーを必要としない。また、画像データを補正する際に、対応する検査対象物の分割数をいくらでも増やすことができるため、細かく分割した上で補正できることになり、より精度よい補正が実現される。
【００９１】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。本発明は、円筒又は円柱状の検査対象物に限らず、略円筒又は略円柱状の検査対象物に対しても、実用上許される誤差の範囲で適用することができる。そのため、「円筒又は円柱状」には「略円筒又は略円柱状」の場合も含まれる。また、「中心軸が平行」には「中心軸が略平行」の場合も含まれる。
【符号の説明】
【００９２】
１：欠陥検査装置、１０：検査ユニット、１１：カメラ、１２：アクチュエータ、１３：照明、１４：円錐ミラー、１４ａ：開口部、１４ｂ：鏡面、２０：画像処理装置、２１：撮像制御部、２２：算出部、２３：判定部、２４：補正部、２５：検査部、３０：ロボット制御装置、３１：ロボットアーム、４０：検査対象物
【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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