(57)【要約】【課題】照明条件の調整に有利な検査装置を提供すること。【解決手段】検査装置は、検査されるべき対象物８を照明する、照明部１、照明部２など複数の発光部を含む照明部と、照明部からの光を検出する検出部である輝度計測部５と、検出部により得られたデータを処理する処理部である光学フィルタ判定部７とを有する。前記複数の発光部のそれぞれと前記物体との間には、照明条件を変更するための拡散板６などの光学素子を配置できる。光学フィルタ判定部７は、複数の発光部に関する光学素子の配置の組合せごとに唯一となる光量で照明部により所定対象物８を照明して輝度計測部５により得られたデータに基づいて、複数の発光部のそれぞれに関して光学素子が配置されているかの判別を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査されるべき物体を照明する、複数の発光部を含む照明部と、前記照明部からの光を検出する検出部と、前記検出部により得られたデータを処理する処理部とを有し、前記複数の発光部のそれぞれと前記物体との間に照明条件を変更するための光学素子を配置できる検査装置であって、
前記処理部は、前記複数の発光部に関する前記光学素子の配置の組合せごとに唯一となる光量で前記照明部により所定の物体を照明して前記検出部により得られたデータに基づいて、前記複数の発光部のそれぞれに関して前記光学素子が配置されているかの判別を行うことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記照明部により照明された前記物体を撮像して画像データを得る撮像部を含み、
前記処理部は、前記画像データに基づいて、前記判別と、前記検査に係る処理とを行うことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記光学素子は、フィルタを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記組合せと前記光量との対応関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記複数の発光部のうちの第ｎの発光部に関する前記光量は、前記光学素子が配置されている場合と前記光学素子が配置されていない場合との間での差が所定の光量の２の（ｎ−１）乗倍となるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記組合せごとに前記光量の範囲に関する情報を記憶することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項７】
前記照明部は、前記複数の発光部とは異なる複数の発光部を含み、
前記処理部は、前記異なる複数の発光部に関して前記判別をさらに行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記組合せの複数の候補に関して前記判別を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
検査されるべき物体を照明する、複数の発光部を含む照明部と、前記照明部からの光を検出する検出部と、前記検出部により得られたデータを処理する処理部とを有し、前記複数の発光部のそれぞれと前記物体との間に照明条件を変更するための光学素子を配置できる検査装置のための判別方法であって、
前記複数の発光部に関する前記光学素子の配置の組合せごとに唯一となる光量で前記照明部により所定の物体を照明して前記検出部により得られたデータに基づいて、前記複数の発光部のそれぞれに関して前記光学素子が配置されているかの判別を行うことを特徴とする判別方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の検査装置を用いて物体の検査を行う工程と、
前記工程で前記検査を行われた前記物体または前記工程で前記検査を行われるべき前記物体の処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、判別方法および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の外観（表面のキズや塗装むら等）を検査可能な検査装置がある。この検査装置は、物品を撮像した画像に基づいて物品の外観を検査する。物品の表面が光沢を有する場合や複雑な形状である場合、物品の表面を均一に照明することが困難となり、外観の検査精度が低下しうる。物品の表面を均一に照明する検査装置として、物品を照明する複数のＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールに取り付けられ、物品に照明する光量を調整する光学フィルタと、を備えた検査装置がある。物品の表面の状態によって光量を調整することで外観の検査精度を保つことが可能となる。光量の調整に関し、特許文献１は、ＬＥＤモジュールごとにＬＥＤモジュールを構成するＬＥＤチップの放射角を調整する装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光量や放射角等の照明条件の調整のためには、ＬＥＤモジュールが光学フィルタを備えるか否かについて正しく判定する必要がある。光学フィルタの有無により、設定すべきＬＥＤチップの出力、放射角等が変わるためである。光学フィルタの有無の判定は、特許文献１のような、複数のＬＥＤモジュールを個別に点灯させ、個別に光量を計測可能な装置を用いて行うことが考えられる。しかし、この場合、ＬＥＤモジュールの数によっては計測時間等の点で不利となりうる。
【０００５】
本発明は、例えば、照明条件の調整に有利な検査装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、検査されるべき物体を照明する、複数の発光部を含む照明部と、前記照明部からの光を検出する検出部と、前記検出部により得られたデータを処理する処理部とを有し、前記複数の発光部のそれぞれと前記物体との間に照明条件を変更するための光学素子を配置できる検査装置を提供する。前記処理部は、前記複数の発光部に関する前記光学素子の配置の組合せごとに唯一となる光量で前記照明部により所定の物体を照明して前記検出部により得られたデータに基づいて、前記複数の発光部のそれぞれに関して前記光学素子が配置されているかの判別を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、照明条件の調整に有利な検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】外観検査装置の構成を示す図である。
【図２】輝度テーブルの構成を説明する図である。
【図３】第１実施形態の処理全体を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の処理全体を示すフローチャートである。
【図５】照明部の選択を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態における外観検査装置の構成を示す図である。外観検査装置は、第１の照明部１、第２の照明部２、カメラ３、照明制御部４、輝度計測部５、拡散板６、光学フィルタ判定部７を備える。対象物８は、カメラ３の視野内に設置された計測の対象物であり、例えば標準ワークである。また、装置全体の動作を制御するための図示しない全体制御部を有する。照明制御部４によって、第１の照明部１と第２の照明部２の光量を個別に制御する。発光部である照明部は、例えば、ＬＥＤなどである。本実施形態の外観検査装置は、２つの照明部を持ち、図１はその片方の第１の照明部１の前面（光の進行方向）に拡散板６を取り付けた場合を示している。拡散板６は光学素子の一例であり、各照明部から照射された光は対象物８の表面で反射および拡散され、撮像部であるカメラ３によって撮像される。光学素子は、輝度などの照明条件を変更するためのものであり、拡散板に限られず、ＮＤフィルタ等のフィルタを含む。なお、対象物８ではなく、載置台で反射および拡散された光をカメラ３によって撮像するようにしてもよい。検出部である輝度計測部５では、カメラ３の撮影画像（画像データ）から予め定めた領域の輝度を計算することで照明部の出力を算出する。たとえば、カメラの撮像素子の各画素が計測した輝度の平均値を領域の輝度の値、すなわち出力とする。なお、本実施形態においては輝度計測部５はカメラ３が撮影した撮影画像から輝度を算出しているが、これに限られるものではなく、照明部からの光量を検出できさえすればよい。本実施形態では検出部に撮像部が含まれているが、撮像部から独立して検出部を設置してもよく、撮像部と一体である必要はない。処理部である光学フィルタ判定部７では、前記輝度を輝度テーブルの要素の値（所定の値）と比較して、予め定めた閾値以内（所定の範囲内）の値を検索する。輝度テーブルは、各照明部を予め定めた光量で点灯し、拡散板を付けた場合と外した場合に計測した輝度の組合せの集合から成る、対応関係を示したテーブルである。光量は拡散板６の配置の組合せごとに唯一となるよう予め定められている。輝度テーブルは、光学フィルタ判定部に記憶されている。すなわち、光学フィルタ判定部は記憶部でもある。
【００１０】
図２は、輝度テーブルの構成を説明する図である。図２（Ａ）は、照明部を１つだけ予め定めた光量で点灯させた時の輝度を、拡散板の配置の有無に応じて場合分けした図である。図２（Ｂ）は、第１の照明部と第２の照明部を同時に点灯させた時の輝度を、拡散板の配置の有無の組合せに応じて場合分けした図である。照明部の光量を、図２（Ｂ）に示す４つの輝度値の互いの差がカメラ３の輝度測定分解能以上になるように予め設定しておけば、光学フィルタ判定部７において、図２（Ｂ）に示す４つの場合の輝度を識別できる。
【００１１】
例えば、図２（Ｃ）は、輝度値の差分が等間隔ｄであり、かつ、ｄの値がカメラ３の輝度測定分解能以上になるように第１の照明部１と第２の照明部２の光量を予め設定した場合を示した図である。第１の照明部１に拡散板が配置されていない場合に対応した輝度Ｉ＿ＡＮと、配置されている場合に対応した輝度Ｉ＿ＡＹの差をｄとする。また、第２の照明部２に拡散板が配置されていない場合に対応した輝度Ｉ＿ＢＮと、配置されている場合に対応した輝度とＩ＿ＢＹの差を２×ｄとする。Ｉ＿ＡＮとＩ＿ＢＮの和をＩ＿０と表記すると、図２（Ｂ）は図２（Ｃ）のように書き直すことができる。
【００１２】
図２（Ｃ）は輝度値の差が等間隔ｄとなる場合であるが、差がカメラ３の輝度測定分解能以上であればよいのであって、必ずしも等間隔に選ぶ必要はない。各照明部における拡散板の有無による輝度の差をそれぞれｄ＿ｉ（ｉは１からｎの整数。ｎは照明部の数）と表記すると、ｄ＿ｉは他のすべてのｄ＿ｊ（ｊはｉと等しくない、１からｎの整数）の組み合わせの総和と等しくない値に選べばよい。また、例えば、各照明部に拡散板が配置されている場合とされていない場合の輝度値の差分が１倍、２倍、４倍、８倍と、２の累乗差になるように各照明部の光量を予め設定すれば、上記の条件は満たされる。すなわち、ｄ＿ｉが所定の光量の２の（ｉ−１）乗倍となるように光量を予め設定すればよい。所定の光量は、分解能以上の値であればよい。
【００１３】
本実施形態の処理の流れを図３のフローチャートを用いて説明する。
照明制御部４が第１の照明部１と第２の照明部２の光量（光度と点灯時間）を個別に設定すると（ステップＳ１０１）、照明部１と２はその設定に従って点灯する（ステップＳ１０２）。次いで、照明部１と２から対象物８に照射された光による反射および拡散をカメラ３によって撮像し、輝度計測部５は撮影された画像から輝度を求める（ステップＳ１０３）。次いで、光学フィルタ判定部７は、計測した輝度と輝度テーブルの値を比較し、予め定めた閾値以内の値を検索することによって、２つの照明部の拡散板の有無を判別する（ステップＳ１０４）。ステップＳ２０１において、予め定めた閾値の範囲内の値が存在しないと判定された場合は、照明部に不備が発生しているとみなして、不図示の表示部において作業者に知らせるような構成にしてもよい。本実施形態では、計測した輝度が輝度テーブルに記憶された値から閾値の範囲内にあるか比較するよう構成したが、輝度テーブルに予め組合せごとの光量の範囲に関する情報を記憶し、それと計測した輝度とを比較するようにしてもよい。
【００１４】
本実施形態において、拡散板の種類は１つとしたが、２つ以上の種類がある場合、場合分けの数を増やして輝度テーブルのサイズを拡張すればよい。例えば２つの照明部に対して拡散板が２種類の場合、輝度テーブルのサイズは３の２乗の９となる。また、２個の照明部を持つものとしたが、照明部の数は３個以上あってもよい。照明部の数が多く、一度の判別処理で全部の照明部の拡散板の有無を判別できないような場合には、照明部を複数のグループに分け、グループごとに判別を行えばよい。具体的には、全体の発光部の一部である複数の発光部について判別を行い、次に、既に判別を行った発光部とは異なる複数の発光部について判別を行い、これを全ての発光部について判別が終わるまで繰り返せばよい。以上のように、本実施形態における検査装置によって、照明部を一つずつ点灯するよりも容易かつ短時間に拡散板等の光学フィルタの有無を調べることができる。
【００１５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ステップＳ１０４において予め定めた閾値以内の値が存在しない場合は、照明部に不備が発生しているとみなして、不図示の表示部において作業者に知らせるような構成にしてもよいとした。本実施形態では、輝度計測部５が計測した輝度値の近傍に含まれる輝度テーブルの複数の候補を選び、その候補の中で拡散板の有無が異なる照明部を点灯する照明部として選択し、再び輝度計測を実施する構成を説明する。
【００１６】
本実施形態における照明部の数は４つとし、それぞれ照明部Ａ、照明部Ｂ、照明部Ｃ、照明部Ｄとする。４つの照明部を持つので、輝度テーブルのサイズは２の４乗である１６となる。本実施形態の外観検査装置の処理の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。第１実施形態と同じ処理については同じ番号を付記し、説明を省略する。ステップＳ２０１において、光学フィルタ判定部７では、計測した輝度を輝度テーブルの要素の値と比較したが、閾値以内の要素が存在しない場合はステップＳ２０２に進み、輝度値が最も近い２つの要素を候補として選択する。次いで、前記の２つの候補を比較し、拡散板の有無が異なる照明部を１つまたは複数選択する（ステップＳ２０３）。次いで、前記選択した照明部のみを点灯して輝度の計測を行い（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）、輝度テーブルの値と比較する（ステップＳ１０４）、という処理を行う。
【００１７】
例えば、２つの候補の拡散板の有無が図５のようであった例を用いて、ステップＳ２０３の照明部を選択する処理を説明する。２つの候補を比較し、拡散板の有無が一致しない照明部を抽出すると、図５では照明部Ｂは「拡散板なし」、照明部Ｄは「拡散板あり」で一致しているが、照明部Ａと照明部Ｃの拡散板の有無が一致しておらず、相違がある。そこで、図４のフローチャートで再度ステップＳ１０１を実行する際には、相違のある特定の照明部、すなわち照明部Ａと照明部Ｃの光量を設定し、他の照明部は消灯するように設定する。そして再度判別を行う。また、特定の照明部として照明部Ａのみ、もしくは、照明部Ｃのみ光量を設定し、他の照明部は消灯するように設定してもよい。
【００１８】
以上のように、本実施形態により、外乱光などの影響で計測した輝度値に少しずれが生じた場合でも、照明部の拡散板の有無を正確に判別することができる。
【００１９】
（物品製造方法に係る実施形態）
以上に説明した実施形態に係る検査装置は、物品製造方法に使用しうる。当該物品製造方法は、当該検査装置を用いて物体の検査を行う工程と、当該工程で検査を行われた物体または当該工程で検査を行われるべき物体の処理を行う工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、加工、切断、搬送、組立（組付）、検査、および選別のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも１つにおいて有利である。
【００２０】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  第一の照明部
２  第二の照明部
３  カメラ
５  輝度計測部
６  拡散板
７  光学フィルタ判定部
８  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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