(57)【要約】【課題】検査対象物の良否判定の高速化を可能にするとともに照明部および撮像部を含むヘッド部の小型化を可能にする画像処理センサを提供する。【解決手段】画像処理センサ１は、電気ケーブル４を介して互いに接続されたヘッド部２および本体部３を備える。ヘッド部２は、照明基板２０Ａおよび撮像基板４０を含む。本体部３は、表示基板７０を含む。ヘッド部２においては、照明基板２０の光源２１Ａから発生される光が、第１のリフレクタにより集光される。集光された光は、第１の曲面状反射面で反射される。このとき、第１の曲面状反射面は、反射された光の広がりを抑制する。広がりが抑制された光がヘッド部２から検査領域ＩＡの検査対象物Ｗに照射される。その検査対象物Ｗが撮像基板４０により撮像される。撮像により取得される画像が表示基板７０の画像表示パネル７１に表示される。画像に基づいて検査対象物Ｗの良否が判定される。【選択図】図１
2017203759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の画像に基づいて前記検査対象物の良否を判定する画像処理センサであって、
前記検査対象物を照明する照明部、前記照明部により照明された前記検査対象物を撮像する撮像部、ならびに前記照明部および前記撮像部を収容するケーシングを含むヘッド部と、
前記撮像部により取得された検査対象物の画像を表示する表示部を含み、電気ケーブルを介して前記ヘッド部に接続される本体部とを備え、
前記撮像部は、前記ケーシングの外部の撮像領域の前記検査対象物を撮像可能に配置され、
前記照明部は、
光を発生する第１の光源と、
前記第１の光源から発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光する第１のリフレクタ部材と、
前記第１のリフレクタ部材により集光された光を前記撮像領域に導く第１の導光部材とを含み、
前記第１の導光部材は、前記第１のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第１の曲面状反射面を含む、画像処理センサ。
【請求項２】
前記第１の導光部材は、前記第１の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第２の曲面状反射面をさらに含む、請求項１記載の画像処理センサ。
【請求項３】
前記第１の光源および前記第１のリフレクタ部材は、前記第１のリフレクタ部材により集光される光が前記撮像領域に近づきつつ前記撮像部の光軸に近づくように配置され、
前記第１の曲面状反射面は、前記第１のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光が前記撮像領域に近づきつつ前記撮像部の光軸から遠ざかるように配置され、
前記第２の曲面状反射面は、前記第１の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光が前記撮像領域に向かうように配置された、請求項２記載の画像処理センサ。
【請求項４】
前記第１の導光部材は、前記撮像領域に導かれる光の向きが前記撮像部の光軸に対して傾斜するように構成された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理センサ。
【請求項５】
前記照明部は、
光を発生する第２の光源と、
前記第２の光源から発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光する第２のリフレクタ部材と、
前記第２のリフレクタ部材により集光される光を前記撮像領域に導く第２の導光部材とをさらに含み、
前記第２の導光部材は、前記第２のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第３の曲面状反射面を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像処理センサ。
【請求項６】
前記第２の導光部材は、前記第３の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第４の曲面状反射面をさらに含む、請求項５記載の画像処理センサ。
【請求項７】
前記第２の光源および前記第２のリフレクタ部材は、前記第２のリフレクタ部材により集光される光が前記撮像領域に近づきつつ前記撮像部の光軸に近づくように配置され、
前記第３の曲面状反射面は、前記第２のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光が前記撮像領域に近づきつつ前記撮像部の光軸から遠ざかるように配置され、
前記第４の曲面状反射面は、前記第３の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光が前記撮像領域に向かうように配置された、請求項６記載の画像処理センサ。
【請求項８】
前記第２の導光部材は、前記撮像領域に導かれる光の向きが前記撮像部の光軸に対して傾斜するように構成された、請求項５〜７のいずれか一項に記載の画像処理センサ。
【請求項９】
前記第１の光源、前記第１のリフレクタ部材および前記第１の導光部材と前記第２の光源、前記第２のリフレクタ部材および前記第２の導光部材とは、前記撮像部の光軸に関して対称に配置され、
前記第１の導光部材により前記撮像領域に導かれる光と前記第２の導光部材により前記撮像領域に導かれる光とが前記撮像部の光軸上で交差する、請求項５〜８のいずれか一項に記載の画像処理センサ。
【請求項１０】
前記撮像部により取得された前記検査対象物の画像に基づいて前記検査対象物の良否を判定する処理部と、
使用者により操作される操作部とをさらに備え、
前記処理部は、
ティーチング時に、使用者による前記操作部の操作に基づいて前記検査対象物の良否の判定の基準となる基準画像を取得するとともに、前記基準画像と前記撮像部により取得される画像との一致度に基づいて前記検査対象物の良否を判定するための判定しきい値を設定し、
前記検査対象物の良否の判定時に、前記撮像部により取得された画像と前記基準画像との一致度を算出するとともに、算出された一致度と前記ティーチング時に設定された判定しきい値とに基づいて前記検査対象物の良否を判定する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像処理センサ。
【請求項１１】
前記操作部は、前記本体部に設けられる、請求項１０記載の画像処理センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ラインにおいては、ベルトコンベア等により搬送される検査対象物の位置ずれまたは欠陥の有無等を判定するために画像処理センサが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された画像処理装置においては、１つのケース内にカメラモジュール、照明ユニットおよび複数の基板が一体的に収容されている。照明ユニットから予め定められた撮像領域に光が照射される。撮像領域に検査対象物が配置されることにより、その検査対象物がカメラモジュールにより撮像される。撮像により取得される画像に基づいて、検査対象物の良否が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の画像処理装置には、例えば検査対象物の良否判定の基準を設定する必要がある。この場合、使用者は、検査対象物を見ながら実際に取得される画像を確認することにより正確かつ容易に設定作業を行うことができる。そこで、その画像処理装置に、液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル等の表示部を設ける構成が考えられる。この場合、画像処理装置が大型化する。
【０００６】
そこで、画像処理装置をカメラモジュールおよび照明ユニットを含むヘッド部と表示部を含む本体部とに分離することが考えられる。この場合、ヘッド部の小型化が可能になる。画像処理装置は例えば工場の生産ラインで用いられる。したがって、ヘッド部が小型化されることにより、工場内での画像処理装置のレイアウトの自由度が向上する。
【０００７】
検査対象物の良否判定を高速化することができれば、単位時間当たりに検査可能な検査対象物の数が増加し、検査対象物の生産性が向上する。撮像領域のサイズがある程度定められている場合には、撮像領域に照射される光の照度を増加させることにより、撮像に要する露光時間を短くすることができる。
【０００８】
特許文献１の照明ユニットは、複数の投光素子およびレンズ本体を含む。各投光素子で発生される光は対応するレンズ本体に設けられたフライアイレンズ領域で拡散されつつ撮像領域に照射される。そのため、特許文献１の照明ユニットは照射効率が低い。そこで、撮像領域に照射される光の照度を増加させるために、各投光素子の出力を増加させることが考えられる。しかしながら、この場合、各投光素子から発生される熱が大きくなる。
【０００９】
各投光素子で発生される熱が過剰に大きくなると、その熱の影響によりカメラモジュールが正常に動作しない可能性がある。各投光素子からカメラモジュールに伝達される熱を低減するためには、ヘッド部の放熱能力を確保しなければならない。この場合、ヘッド部を大型化する必要が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、検査対象物の良否判定の高速化を可能にするとともに照明部および撮像部を含むヘッド部の小型化を可能にする画像処理センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係る画像処理センサは、検査対象物の画像に基づいて検査対象物の良否を判定する画像処理センサであって、検査対象物を照明する照明部、照明部により照明された検査対象物を撮像する撮像部、ならびに照明部および撮像部を収容するケーシングを含むヘッド部と、撮像部により取得された検査対象物の画像を表示する表示部を含み、電気ケーブルを介してヘッド部に接続される本体部とを備え、撮像部は、ケーシングの外部の撮像領域の検査対象物を撮像可能に配置され、照明部は、光を発生する第１の光源と、第１の光源から発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光する第１のリフレクタ部材と、第１のリフレクタ部材により集光された光を撮像領域に導く第１の導光部材とを含み、第１の導光部材は、第１のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第１の曲面状反射面を含む。
【００１２】
その画像処理センサにおいては、照明部により照明された検査対象物が撮像部により撮像される。撮像により取得された検査対象物の画像が表示部に表示される。取得された検査対象物の画像に基づいてその検査対象物の良否が判定される。
【００１３】
照明部および撮像部がヘッド部のケーシングに収容され、表示部が本体部に設けられる。照明部においては、第１の光源から発生される光の少なくとも一部が、第１のリフレクタ部材により反射されつつ集光される。第１のリフレクタ部材により集光された光は、第１の曲面状反射面で反射される。このとき、第１の曲面状反射面により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第１の曲面状反射面により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。広がりが抑制された光は、ケーシングの外部の撮像領域に導かれる。
【００１４】
この場合、第１の光源から発生される光の大部分を拡散させることなく撮像領域に導くことができるので、撮像領域への光の照射効率が向上する。そのため、第１の光源から発生される光の出力を過剰に増大させることなく、第１の光源から撮像領域に照射される光量を増加させることができる。それにより、撮像に要する露光時間を短くすることが可能になる。また、第１の光源から発生される熱を抑制することができるので、放熱性を確保するためにヘッド部を大型化する必要がなくなる。さらに、上記の構成によれば、ヘッド部に表示部は設けられない。
【００１５】
これらの結果、検査対象物の良否判定の高速化を可能にするとともにヘッド部の小型化が可能な画像処理センサが実現される。
【００１６】
（２）第１の導光部材は、第１の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第２の曲面状反射面をさらに含んでもよい。
【００１７】
この場合、照明部においては、第１の曲面状反射面により反射された光は、第２の曲面状反射面で反射される。このとき、第２の曲面状反射面により反射された光の広がりが抑制される。このように、第１のリフレクタ部材により集光された光は、撮像領域に到達するまでの間に光の広がりが２回抑制される。したがって、撮像領域への光の照射効率がより向上する。
【００１８】
（３）第１の光源および第１のリフレクタ部材は、第１のリフレクタ部材により集光される光が撮像領域に近づきつつ撮像部の光軸に近づくように配置され、第１の曲面状反射面は、第１のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光が撮像領域に近づきつつ撮像部の光軸から遠ざかるように配置され、第２の曲面状反射面は、第１の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光が撮像領域に向かうように配置されてもよい。
【００１９】
この場合、第１のリフレクタ部材により集光される光は、第１の曲面状反射面および第２の曲面状反射面で反射されることにより、撮像部の光軸に近づく方向および遠ざかる方向に折り曲げられつつ撮像領域に導かれる。
【００２０】
それにより、ケーシング内では、撮像部の光軸に平行な方向において、第１の光源、第１のリフレクタ部材、第１の曲面状反射面および第２の曲面状反射面をコンパクトに配置することができる。
【００２１】
（４）第１の導光部材は、撮像領域に導かれる光の向きが撮像部の光軸に対して傾斜するように構成されてもよい。
【００２２】
この場合、撮像領域に導かれる光の向きが撮像部の光軸に対して傾斜するので、第１の導光部材によるケーシングの外部への光の出射位置を撮像部の光軸から離間させることができる。それにより、撮像領域の検査対象物に導かれる光が検査対象物で正反射されても、正反射された光が撮像部に入射しにくい。したがって、ハレーションの発生が抑制される。
【００２３】
（５）照明部は、光を発生する第２の光源と、第２の光源から発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光する第２のリフレクタ部材と、第２のリフレクタ部材により集光される光を撮像領域に導く第２の導光部材とをさらに含み、第２の導光部材は、第２のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第３の曲面状反射面を含んでもよい。
【００２４】
この場合、照明部においては、第２の光源から発生される光の少なくとも一部が、第２のリフレクタ部材により反射されつつ集光される。第２のリフレクタ部材により集光された光は、第３の曲面状反射面で反射される。このとき、第３の曲面状反射面により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第３の曲面状反射面により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。広がりが抑制された光は、ケーシングの外部の撮像領域に導かれる。
【００２５】
したがって、第２の光源から発生される光の大部分を拡散させることなく撮像領域に導くことができるので、撮像領域への光の照射効率が向上する。そのため、第２の光源から発生される光の出力を過剰に増大させることなく、第２の光源から撮像領域に照射される光量を増加させることができる。また、撮像領域には第１の光源から発生される光と第２の光源から発生される光とが導かれる。したがって、撮像領域に照射される光量がさらに増加する。それにより、撮像に要する露光時間をさらに短くすることが可能になる。また、第２の光源から発生される熱を抑制することができるので、放熱性を確保するためにヘッド部を大型化する必要がなくなる。
【００２６】
（６）第２の導光部材は、第３の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制する第４の曲面状反射面をさらに含んでもよい。
【００２７】
この場合、照明部においては、第３の曲面状反射面により反射された光は、第４の曲面状反射面で反射される。このとき、第４の曲面状反射面により反射された光の広がりが抑制される。このように、第２のリフレクタ部材により集光された光は、撮像領域に到達するまでの間に光の広がりが２回抑制される。したがって、撮像領域への光の照射効率がより向上する。
【００２８】
（７）第２の光源および第２のリフレクタ部材は、第２のリフレクタ部材により集光される光が撮像領域に近づきつつ撮像部の光軸に近づくように配置され、第３の曲面状反射面は、第２のリフレクタ部材により集光された光を反射するとともに反射された光が撮像領域に近づきつつ撮像部の光軸から遠ざかるように配置され、第４の曲面状反射面は、第３の曲面状反射面により反射された光を反射するとともに反射された光が撮像領域に向かうように配置されてもよい。
【００２９】
この場合、第２のリフレクタ部材により集光される光は、第３の曲面状反射面および第４の曲面状反射面で反射されることにより、撮像部の光軸に近づく方向および遠ざかる方向に折り曲げられつつ撮像領域に導かれる。
【００３０】
それにより、ケーシング内では、撮像部の光軸に平行な方向において、第２の光源、第２のリフレクタ部材、第３の曲面状反射面および第４の曲面状反射面をコンパクトに配置することができる。
【００３１】
（８）第２の導光部材は、撮像領域に導かれる光の向きが撮像部の光軸に対して傾斜するように構成されてもよい。
【００３２】
この場合、撮像領域に導かれる光の向きが撮像部の光軸に対して傾斜するので、第２の導光部材によるケーシングの外部への光の出射位置を撮像部の光軸から離間させることができる。それにより、撮像領域の検査対象物に導かれる光が検査対象物で正反射されても、正反射された光が撮像部に入射しにくい。したがって、ハレーションの発生が抑制される。
【００３３】
（９）第１の光源、第１のリフレクタ部材および第１の導光部材と第２の光源、第２のリフレクタ部材および第２の導光部材とは、撮像部の光軸に関して対称に配置され、第１の導光部材により撮像領域に導かれる光と第２の導光部材により撮像領域に導かれる光とが撮像部の光軸上で交差してもよい。
【００３４】
この場合、撮像領域の検査対象物が互いに異なる２方向からの光で照明されるので、撮像部により取得される画像に影が生じにくい。したがって、検査対象物の形状によらずその検査対象物の外観をより正確に撮像することが可能になる。
【００３５】
（１０）画像処理センサは、撮像部により取得された検査対象物の画像に基づいて検査対象物の良否を判定する処理部と、使用者により操作される操作部とをさらに備え、処理部は、ティーチング時に、使用者による操作部の操作に基づいて検査対象物の良否の判定の基準となる基準画像を取得するとともに、基準画像と撮像部により取得される画像との一致度に基づいて検査対象物の良否を判定するための判定しきい値を設定し、検査対象物の良否の判定時に、撮像部により取得された画像と基準画像との一致度を算出するとともに、算出された一致度とティーチング時に設定された判定しきい値とに基づいて検査対象物の良否を判定してもよい。
【００３６】
この場合、使用者は、ティーチング時に、表示部に表示される画像を確認しつつ所望の基準画像を正確かつ容易に取得することができる。したがって、判定しきい値を適切に設定することが可能になる。また、使用者は、検査対象物の良否の判定時においても、表示部に表示される画像を確認することができる。それにより、検査対象物の良否の判定が正確に実行されているか否かを容易に確認することができる。
【００３７】
（１１）操作部は、本体部に設けられてもよい。
【００３８】
この場合、操作部が本体部に設けられるので、使用者は表示部に表示される画像を確認しつつ操作部を容易に操作することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、検査対象物の良否判定の高速化が可能になるとともに照明部および撮像部を含むヘッド部の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像処理センサの基本構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理センサの外観斜視図である。
【図３】画像処理センサのヘッド部の分解斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線におけるヘッド部の縦断面図である。
【図５】光源から発生される光の状態を示すシミュレーション結果である。
【図６】図５の光源にリフレクタが設けられた状態でその光源から発生される光の状態を示すシミュレーション結果である。
【図７】図６の光源およびリフレクタから出射された光が曲面状反射面で反射されるときの光の状態を示すシミュレーション結果である。
【図８】第１および第２の曲面状反射面により反射されつつ検査領域に導かれる光の照度分布を示す図である。
【図９】画像処理センサにおけるティーチング処理のフローチャートである。
【図１０】画像処理センサにおけるティーチング処理のフローチャートである。
【図１１】ティーチング処理中に画像表示パネルに表示される画像の一例を示す図である。
【図１２】画像処理センサにおける判定表示処理のフローチャートである。
【図１３】画像処理センサにおける判定表示処理のフローチャートである。
【図１４】画像表示パネルにおける第１、第２、第３および第４の表示態様を示す図である。
【図１５】第１の曲面状反射面および平面状反射面により反射されつつ検査領域に導かれる光の照度分布を示す図である。
【図１６】他の実施の形態に係るティーチング処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
［１］画像処理センサの基本構成および基本動作
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像処理センサの基本構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理センサ１は、ヘッド部２および本体部３を備える。ヘッド部２および本体部３は、電気ケーブル４を介して接続されている。また、本体部３は、電気ケーブル５を介して商用電源に接続されるとともに、電気ケーブル６を介して画像処理センサ１の外部機器（例えば、パーソナルコンピュータまたはプログラマブルコントローラ等）に接続される。
【００４２】
ヘッド部２は、ケーシング２００内に、ヘッド電源基板１０、照明基板２０Ａ，２０Ｂ、ヘッドメイン基板３０および撮像基板４０が収容された構成を有する。一方、本体部３は、ケーシング３００内に、本体電源基板５０、本体メイン基板６０および表示基板７０の一部が収容された構成を有する。
【００４３】
ヘッド部２のヘッド電源基板１０は、照明基板２０Ａ，２０Ｂおよびヘッドメイン基板３０と配線部材を介して電気的に接続される。また、ヘッドメイン基板３０は、撮像基板４０と配線部材を介して電気的に接続されるとともに、本体部３の本体メイン基板６０と上記の電気ケーブル４を介して電気的に接続される。本体部３の本体メイン基板６０は、本体電源基板５０および表示基板７０と配線部材を介して電気的に接続される。また、本体電源基板５０は、表示基板７０と配線部材を介して電気的に接続される。さらに、本体電源基板５０には、上記の電気ケーブル５，６が接続される。
【００４４】
ヘッド部２のヘッド電源基板１０は、電源回路１１および光源駆動回路１２が配線回路基板に実装された構成を有する。照明基板２０Ａは光源２１Ａが配線回路基板に実装された構成を有し、照明基板２０Ｂは光源２１Ｂが配線回路基板に実装された構成を有する。ヘッドメイン基板３０は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）３１およびメモリ３２が配線回路基板に実装された構成を有する。撮像基板４０は、撮像素子４１および撮像素子駆動回路４２が配線回路基板に実装された構成を有する。
【００４５】
本体部３の本体電源基板５０は、電源回路５１および通信回路５２が配線回路基板に実装された構成を有する。本体メイン基板６０は、ＭＣＵ（マイクロコンピュータユニット）６１が配線回路基板に実装された構成を有する。表示基板７０は、画像表示パネル７１、パネル駆動回路７２、表示灯７３および操作部７４が配線回路基板に実装された構成を有する。
【００４６】
画像処理センサ１のヘッド部２は、例えば複数の検査対象物Ｗが一定速度で搬送されるベルトコンベアＢＣ上に配置される。ベルトコンベアＢＣ上の固定位置には、撮像素子４１の撮像領域として検査領域ＩＡが設定される。
【００４７】
光源駆動回路１２は、後述するＤＳＰ３１から与えられる駆動制御信号に基づいて光源２１Ａ，２１Ｂを駆動する。光源２１Ａ，２１Ｂから発生された光が検査領域ＩＡに向かって照射される。光源２１Ａ，２１Ｂとして、白色光を発生するＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられる。光源２１Ａ，２１Ｂとして、ＬＥＤに代えてハロゲンランプ等の他の発光装置が用いられてもよい。
【００４８】
撮像素子駆動回路４２は、後述するＤＳＰ３１から与えられる駆動制御信号に基づいて撮像素子４１を駆動する。撮像素子４１は、検査領域ＩＡで照明される検査対象物Ｗを撮像する。撮像素子４１として、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）が用いられる。なお、撮像素子４１として、ＣＭＯＳに代えてＣＣＤ（電荷結合素子）等の他の素子が用いられてもよい。
【００４９】
撮像基板４０においては、撮像素子４１および撮像素子駆動回路４２に加えて図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログデジタル変換器）が配線回路基板に実装されている。撮像素子４１から出力される受光信号は、Ａ／Ｄ変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換され、ヘッドメイン基板３０のＤＳＰ３１に与えられる。
【００５０】
ＤＳＰ３１は、与えられたデジタル信号に基づいて検査対象物Ｗの画像データを生成し、生成された画像データをメモリ３２に記憶する。このようにして、撮像基板４０により検査対象物Ｗの画像が取得される。メモリ３２には、検査対象物Ｗの画像データの他に、予め後述するティーチングプログラムおよび判定表示プログラムが記憶されている。
【００５１】
ＤＳＰ３１がティーチングプログラムを実行することにより、使用者による操作部７４の操作等に基づいてティーチング処理が行われる。ティーチング処理においては、基準画像および不良画像が取得される。基準画像は良品（欠陥を含まない検査対象物Ｗ）の画像であり、不良画像は不良品（欠陥を含む検査対象物Ｗ）の画像である。また、取得された基準画像および不良画像に基づいて、基準画像と新たに取得される検査対象物Ｗの画像との一致度に基づいて検査対象物Ｗの良否を判定するためのしきい値が設定される。なお、判定用のしきい値は、基準画像のみに基づいて設定されてもよい。
【００５２】
本実施の形態においては、一致度とは、基準画像に対して新たに取得される検査対象物Ｗの画像が近似している程度をいう。以下の説明では、ティーチング処理後に新たに取得される検査対象物Ｗの画像を検査画像と呼ぶ。一致度が高いほど検査画像は基準画像に近似しており、一致度が低いほど検査画像は基準画像から相違している。ティーチング処理の詳細は後述する。
【００５３】
ＤＳＰ３１が判定表示プログラムを実行することにより、使用者による操作部７４の操作等に基づいて判定表示処理が行われる。判定表示処理においては、ある検査画像について算出される一致度とティーチング処理により設定されたしきい値とが比較される。その比較結果に基づいて、その検査画像に対応する検査対象物Ｗの良否が判定される。判定表示処理の詳細は後述する。
【００５４】
また、ＤＳＰ３１は、上記のように、撮像素子駆動回路４２および光源駆動回路１２にそれぞれ駆動制御信号を与える。さらに、ＤＳＰ３１は、画像表示パネル７１に種々の画像を表示すべき旨の指令を本体メイン基板６０のＭＣＵ６１に与える。
【００５５】
ＭＣＵ６１は、ＤＳＰ３１からの指令に応答してヘッドメイン基板３０のメモリ３２に記憶される画像データに関する表示制御信号をパネル駆動回路７２に与える。パネル駆動回路７２は、与えられた表示制御信号に基づいて画像表示パネル７１を駆動する。それにより、画像表示パネル７１は、上記のティーチング処理中および判定表示処理中に、検査画像、基準画像、不良画像、一致度およびしきい値のうち少なくとも１つを表示する。画像表示パネル７１として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルが用いられる。画像表示パネル７１として、有機ＥＬパネルに代えて液晶ディスプレイパネル等の他の表示装置が用いられてもよい。
【００５６】
また、ＭＣＵ６１は、判定表示処理による検査対象物Ｗの良否の判定結果を示す判定信号を通信回路５２および表示灯７３に与える。例えば、ＤＳＰ３１は、判定表示処理において、ある検査画像の一致度がしきい値よりも高い場合にその検査画像に対応する検査対象物Ｗが良品であると判定する。このとき、ＭＣＵ６１は、例えば良品を示すハイレベル（またはローレベル）の判定信号を通信回路５２および表示灯７３に与える。また、ＤＳＰ３１は、判定表示処理において、ある検査画像の一致度がしきい値以下である場合にその検査画像に対応する検査対象物Ｗが不良品であると判定する。このとき、ＭＣＵ６１は、例えば不良品を示すローレベル（またはハイレベル）の判定信号を通信回路５２および表示灯７３に与える。
【００５７】
通信回路５２は、ＭＣＵ６１から与えられる判定信号を電気ケーブル６を通して画像処理センサ１の外部機器に出力する。表示灯７３は、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤおよびそれらの駆動回路を含む。この場合、表示灯７３は、例えば、良品を示す判定信号を受けた場合に緑色ＬＥＤにより緑色に発光し、不良品を示す判定信号を受けた場合に赤色ＬＥＤにより赤色に発光する。
【００５８】
図１の例では、右から２番目の検査対象物Ｗは他の検査対象物Ｗとは異なる形状を有する。また、右から２番目の検査対象物Ｗの色は他の検査対象物Ｗの色とは異なる。この場合、右から２番目の検査対象物Ｗを撮像することにより取得される検査画像の一致度が予め設定されたしきい値よりも小さい場合に、その検査対象物Ｗが不良品であると判定される。また、その不良品を示す判定信号が外部機器に出力される。
【００５９】
［２］画像処理センサの構造の詳細およびその構造に関する効果
図２は、画像処理センサ１の外観斜視図である。図２以降の所定の図には、各構成要素の位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。以下の説明では、Ｘ方向において矢印が向かう方向を前方と呼び、その逆の方向を後方と呼ぶ。また、Ｙ方向において矢印が向かう方向を一側方と呼び、その逆の方向を他側方と呼ぶ。さらに、Ｚ方向において矢印が向かう方向を上方と呼び、その逆の方向を下方と呼ぶ。
【００６０】
図２に示すように、ヘッド部２のケーシング２００は、Ｚ方向に延びる略直方体形状を有する。ケーシング２００の前面には、透明のカバー部材２１０が設けられている。ケーシング２００の後面に電気ケーブル４が接続されている。
【００６１】
カバー部材２１０は、出射部２１１Ａ，２１１Ｂおよび入射部２１２を含む。出射部２１１Ａ、入射部２１２および出射部２１１Ｂは、この順で上から下に向かってＺ方向に並ぶ。図１の光源２１Ａから発生される光は、後述する第１の導光路ＧＬ１（図４参照）および出射部２１１Ａを通して検査領域ＩＡに照射される。図１の光源２１Ｂから発生される光は、後述する第２の導光路ＧＬ２（図４参照）および出射部２１１Ｂを通して検査領域ＩＡに照射される。検査領域ＩＡからの光は、入射部２１２を通して図１の撮像素子４１に入射される。カバー部材２１０の材料としては、透明のアクリル樹脂またはガラスが用いられる。なお、カバー部材２１０は設けられなくてもよい。
【００６２】
ケーシング２００のＹ方向（幅方向）の寸法αは例えば２１ｍｍであり、ケーシング２００のＸ方向（長さ方向）の寸法βは例えば２７ｍｍであり、ケーシング２００のＺ方向（高さ方向）の寸法γは例えば３４ｍｍである。また、検査領域ＩＡは、例えばヘッド部２の前端部から１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度前方に離間した位置に設定される。
【００６３】
本体部３のケーシング３００は略直方体形状を有する。ケーシング３００の前面に電気ケーブル４の他端が接続されている。ケーシング３００の後面に電気ケーブル５，６の一端がそれぞれ接続されている。
【００６４】
ケーシング３００の上面においては、略中央部に図１の画像表示パネル７１が設けられるとともに、前端部近傍に表示灯７３が設けられている。また、画像表示パネル７１の前方の位置で上方に突出するように設定ボタン７４ａが設けられている。さらに、画像表示パネル７１の後方の位置で上方に突出するように上ボタン７４ｂ、下ボタン７４ｃ、戻るボタン７４ｄおよび切替ボタン７４ｅが設けられる。設定ボタン７４ａ、上ボタン７４ｂ、下ボタン７４ｃ、戻るボタン７４ｄおよび切替ボタン７４ｅは図１の操作部７４を構成する。
【００６５】
図３は、画像処理センサ１のヘッド部２の分解斜視図である。図３に示すように、カバー部材２１０、前部ケーシング部材２２０および後部ケーシング部材２３０により図２のケーシング２００が構成される。
【００６６】
前部ケーシング部材２２０は、カバー部材２１０を支持するとともにＸ方向に延びる角筒状の周壁部を有する。後部ケーシング部材２３０は、前部ケーシング部材２２０と同様に、Ｘ方向に延びる角筒状の周壁部を有する。後部ケーシング部材２３０の周壁部の後端部には、底部２３１が形成されている。底部２３１には、後方から電気ケーブル４の一端が取り付けられる。
【００６７】
ヘッド部２においては、後部ケーシング部材２３０の内部に光学ベース１００、レンズモジュール１１０、照明モジュール１２０Ａ，１２０Ｂ、撮像モジュール１３０、ヘッド電源基板１０およびヘッドメイン基板３０が設けられる。
【００６８】
光学ベース１００は、樹脂製の一体成形品であり、第１の支柱１０１、第２の支柱１０２、第３の支柱１０３、筒状支持部１０４、上方壁部１０５、下方壁部１０６および照明支持部１０７Ａ，１０７Ｂを含む。第１および第２の支柱１０１，１０２は、Ｚ方向に延びるようにかつＹ方向に並ぶように形成される。筒状支持部１０４は、円筒形状を有する。また、筒状支持部１０４は、第１の支柱１０１の中央部と第２の支柱１０２の中央部との間の位置で、Ｘ方向に延びるように設けられる。
【００６９】
上方壁部１０５は、上方に向かって凹状に湾曲した曲板形状を有する。また、上方壁部１０５は、第１の支柱１０１の上端部と第２の支柱１０２の上端部とをつなぐとともに、第１および第２の支柱１０１，１０２の位置から筒状支持部１０４の後端部よりも後方の位置まで延びる。上方壁部１０５の上面に、後述する第１の曲面状反射面Ｒ１（図４参照）が形成されている。
【００７０】
下方壁部１０６は、下方に向かって凹状に湾曲した曲板形状を有する。また、下方壁部１０６は、第１の支柱１０１の下端部と第２の支柱１０２の下端部とをつなぐとともに、第１および第２の支柱１０１，１０２の位置から筒状支持部１０４の後端部よりも後方の位置まで延びる。下方壁部１０６の下面に、後述する第３の曲面状反射面Ｒ３（図４参照）が形成されている。上方壁部１０５および下方壁部１０６の後端部に照明支持部１０７Ａ，１０７Ｂがそれぞれ設けられる。
【００７１】
光学ベース１００の外表面のうち少なくとも第１の曲面状反射面Ｒ１および第３の曲面状反射面Ｒ３には、光を反射する金属薄膜がコーティングされている。金属薄膜のコーティングは、例えば電解めっき、無電解めっき、スパッタリングまたは蒸着等の方法により行われる。
【００７２】
撮像モジュール１３０は撮像基板４０を含む。図３に太い実線の矢印ａで示すように、撮像モジュール１３０は、光学ベース１００の筒状支持部１０４の後端部に取り付けられる。この状態で、撮像モジュール１３０は上方壁部１０５と下方壁部１０６との間に位置する。レンズモジュール１１０は、レンズ１１１およびそのレンズ１１１を保持する円筒形状のホルダを含む。図３に太い実線の矢印ｂで示すように、レンズモジュール１１０は、光学ベース１００の筒状支持部１０４内に挿入され、筒状支持部１０４の内部に固定される。
【００７３】
照明モジュール１２０Ａは、照明基板２０Ａ、リフレクタ２２Ａおよび光整形部材２３Ａを含む。リフレクタ２２Ａおよび光整形部材２３Ａは、例えば樹脂により形成される。リフレクタ２２Ａはすり鉢形状を有する。リフレクタ２２Ａの底部には開口が形成されている。リフレクタ２２Ａに照明基板２０Ａが取り付けられている。この状態で、リフレクタ２２Ａの底部の開口内に光源２１Ａ（図１）が位置決めされている。
【００７４】
光整形部材２３Ａは、下方に向かって凹状に湾曲した曲板形状を有し、リフレクタ２２Ａの前端部に接続される。光整形部材２３Ａは、リフレクタ２２Ａの前端部から前方かつ上方に向かって延びる。光整形部材２３Ａの一側方前端部および他側方前端部の各々には、照明モジュール１２０Ａを光学ベース１００に取り付けるための取り付け片２４が設けられている。光整形部材２３Ａの下面に、後述する第２の曲面状反射面Ｒ２（図４参照）が形成されている。光整形部材２３Ａおよびリフレクタ２２Ａは、図３に太い一点鎖線の矢印ｃで示すように、光学ベース１００の上部に取り付けられる。この場合、照明モジュール１２０Ａの２つの取り付け片２４が、それぞれ第１および第２の支柱１０１，１０２の上端部に接続される。また、リフレクタ２２Ａの後端部が、照明支持部１０７Ａに接続される。
【００７５】
照明モジュール１２０Ａの外表面のうち少なくともリフレクタ２２Ａの内周面および光整形部材２３Ａの第２の曲面状反射面Ｒ２（図４）には、光を反射する金属薄膜がコーティングされている。本実施の形態では、リフレクタ２２Ａの内周面は、光源２１Ａから発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光するＣＰＣ（Compound Parabolic Concentrator：複合放物面鏡）として機能する。
【００７６】
照明モジュール１２０Ｂは、照明基板２０Ｂ、リフレクタ２２Ｂおよび光整形部材２３Ｂを含む。リフレクタ２２Ｂおよび光整形部材２３Ｂは、例えば樹脂により形成される。リフレクタ２２Ｂはすり鉢形状を有する。リフレクタ２２Ｂの底部には開口が形成されている。リフレクタ２２Ｂに照明基板２０Ｂが取り付けられている。この状態で、リフレクタ２２Ｂの底部の開口内に光源２１Ｂが位置決めされている。
【００７７】
光整形部材２３Ｂは、上方に向かって凹状に湾曲した曲板形状を有し、リフレクタ２２Ｂの前端部に接続される。光整形部材２３Ｂは、リフレクタ２２Ｂの前端部から前方かつ下方に向かって延びる。光整形部材２３Ｂの一側方前端部および他側方前端部の各々には、照明モジュール１２０Ｂを光学ベース１００に取り付けるための取り付け片２４が設けられている。光整形部材２３Ｂの上面に、後述する第４の曲面状反射面Ｒ４（図４参照）が形成されている。光整形部材２３Ｂおよびリフレクタ２２Ｂは、図３に太い一点鎖線の矢印ｄで示すように、光学ベース１００の下部に取り付けられる。この場合、照明モジュール１２０Ｂの２つの取り付け片２４が、それぞれ第１および第２の支柱１０１，１０２の下端部に接続される。また、リフレクタ２２Ｂの後端部が、照明支持部１０７Ｂに接続される。
【００７８】
照明モジュール１２０Ｂの外表面のうち少なくともリフレクタ２２Ｂの内周面および光整形部材２３Ｂの第４の曲面状反射面Ｒ４（図４）には、光を反射する金属薄膜がコーティングされている。本実施の形態では、リフレクタ２２Ｂの内周面は、光源２１Ｂから発生される光の少なくとも一部を反射しつつ集光するＣＰＣとして機能する。
【００７９】
図３に太い点線の矢印ｅで示すように、ヘッド電源基板１０が光学ベース１００の一側部に取り付けられる。また、図３に太い点線の矢印ｆで示すように、ヘッドメイン基板３０が光学ベース１００の他側部に取り付けられる。
【００８０】
上記のように、光学ベース１００に、レンズモジュール１１０、照明モジュール１２０Ａ，１２０Ｂ、撮像モジュール１３０、ヘッド電源基板１０およびヘッドメイン基板３０が取り付けられる。この状態で、ヘッド電源基板１０、照明基板２０Ａ，２０Ｂ、ヘッドメイン基板３０および撮像基板４０が、フレキシブル配線回路基板またはハーネス等の配線部材（図１参照）により電気的に接続される。
【００８１】
その後、図３に白抜きの矢印ｇで示すように、光学ベース１００が後部ケーシング部材２３０の内部に取り付けられる。さらに、図３に白抜きの矢印ｈで示すように、後部ケーシング部材２３０の前端部に前部ケーシング部材２２０が取り付けられる。このようにして、ヘッド部２が完成する。
【００８２】
図４は、図２のＡ−Ａ線におけるヘッド部２の縦断面図である。図４では、ケーシング２００および電気ケーブル４の図示は省略する。また、図４では、光源２１Ａ，２１Ｂから発生される光の理想的な進行方向が白抜きの矢印で示される。
【００８３】
図４に示すように、光学ベース１００の上方壁部１０５の上面に第１の曲面状反射面Ｒ１が形成されている。また、照明モジュール１２０Ａの光整形部材２３Ａの下面に第２の曲面状反射面Ｒ２が形成されている。第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２は、入射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制するように形成されている。
【００８４】
本実施の形態においては、光源２１Ａおよびリフレクタ２２Ａは、リフレクタ２２Ａにより集光される光が検査領域ＩＡに近づきつつ撮像素子４１の光軸ＣＬに近づくように配置されている。また、第１の曲面状反射面Ｒ１は、リフレクタ２２Ａにより集光された光を反射するとともに反射された光が検査領域ＩＡに近づきつつ撮像素子４１の光軸ＣＬから遠ざかるように配置されている。さらに、第２の曲面状反射面Ｒ２は、第１の曲面状反射面Ｒ１により反射された光を反射するとともに反射された光が図２の出射部２１１Ａを通して検査領域ＩＡに向かうように配置されている。
【００８５】
このように、ヘッド部２のケーシング２００内では、撮像素子４１の光軸ＣＬの上方に、リフレクタ２２Ａにより集光される光をケーシング２００の外部に導く第１の導光路ＧＬ１が形成される。
【００８６】
第１の導光路ＧＬ１においては、リフレクタ２２Ａにより集光される光が、第１の曲面状反射面Ｒ１で反射される。それにより、第１の曲面状反射面Ｒ１により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第１の曲面状反射面Ｒ１により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。また、第１の曲面状反射面Ｒ１で反射される光が、第２の曲面状反射面Ｒ２で反射される。それにより、第２の曲面状反射面Ｒ２により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第２の曲面状反射面Ｒ２により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。その後、第２の曲面状反射面Ｒ２で反射される光が検査領域ＩＡに導かれる。
【００８７】
上記のように、リフレクタ２２Ａにより集光された光は、検査領域ＩＡに到達するまでの間に光の広がりが２回抑制される。そのため、光源２１Ａから発生される光の大部分が、拡散することなく検査領域ＩＡに導かれる。したがって、第１の導光路ＧＬ１から検査領域ＩＡへの光の照射効率が向上する。
【００８８】
光学ベース１００の下方壁部１０６の下面に第３の曲面状反射面Ｒ３が形成されている。また、照明モジュール１２０Ｂの光整形部材２３Ｂの上面に第４の曲面状反射面Ｒ４が形成されている。第３および第４の曲面状反射面Ｒ３，Ｒ４は、第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２と同様に、入射された光を反射するとともに反射された光の広がりを抑制するように形成されている。
【００８９】
本実施の形態においては、光源２１Ｂおよびリフレクタ２２Ｂは、リフレクタ２２Ｂにより集光される光が検査領域ＩＡに近づきつつ撮像素子４１の光軸ＣＬに近づくように配置されている。また、第３の曲面状反射面Ｒ３は、リフレクタ２２Ｂにより集光された光を反射するとともに反射された光が検査領域ＩＡに近づきつつ撮像素子４１の光軸ＣＬから遠ざかるように配置されている。さらに、第４の曲面状反射面Ｒ４は、第３の曲面状反射面Ｒ３により反射された光を反射するとともに反射された光が図２の出射部２１１Ｂを通して検査領域ＩＡに向かうように配置されている。
【００９０】
このように、ヘッド部２のケーシング２００内では、撮像素子４１の光軸ＣＬの下方に、リフレクタ２２Ｂにより集光される光をケーシング２００の外部に導く第２の導光路ＧＬ２が形成される。
【００９１】
第２の導光路ＧＬ２においては、リフレクタ２２Ｂにより集光される光が、第３の曲面状反射面Ｒ３で反射される。それにより、第３の曲面状反射面Ｒ３により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第３の曲面状反射面Ｒ３により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。また、第３の曲面状反射面Ｒ３で反射される光が、第４の曲面状反射面Ｒ４で反射される。それにより、第４の曲面状反射面Ｒ４により反射された光の広がりが抑制される。すなわち、第４の曲面状反射面Ｒ４により反射された複数の光線の向きがほぼ共通の方向に揃えられる。その後、第４の曲面状反射面Ｒ４で反射される光が検査領域ＩＡに導かれる。
【００９２】
上記のように、リフレクタ２２Ｂにより集光された光は、検査領域ＩＡに到達するまでの間に光の広がりが２回抑制される。そのため、光源２１Ｂから発生される光の大部分が、拡散することなく検査領域ＩＡに導かれる。したがって、第２の導光路ＧＬ２から検査領域ＩＡへの光の照射効率が向上する。
【００９３】
また、上記の構成においては、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂにより集光された光は、撮像素子４１の光軸ＣＬに近づく方向および遠ざかる方向に折り曲げられつつ検査領域ＩＡに導かれる。それにより、ケーシング２００内では、撮像素子４１の光軸ＣＬに平行な方向において、光源２１Ａ、リフレクタ２２Ａ、第１の曲面状反射面Ｒ１および第２の曲面状反射面Ｒ２をコンパクトに配置することができる。また、光源２１Ｂ、リフレクタ２２Ｂ、第３の曲面状反射面Ｒ３および第４の曲面状反射面Ｒ４をコンパクトに配置することができる。
【００９４】
検査領域ＩＡの光は、図２の入射部２１２およびレンズモジュール１１０のレンズ１１１を通して撮像素子４１に入射する。それにより、検査領域ＩＡに配置される検査対象物Ｗが撮像される。
【００９５】
上記の画像処理センサ１においては、第１の導光路ＧＬ１および第２の導光路ＧＬ２から検査領域ＩＡへの光の照射効率が向上されるので、光源２１Ａ，２１Ｂから発生される光の出力を過剰に増大させることなく、検査領域ＩＡに照射される光量を増加させることができる。それにより、撮像に要する露光時間を短くすることが可能になる。また、光源２１Ａ，２１Ｂから発生される熱を抑制することができるので、放熱性を確保するためにヘッド部２を大型化する必要がなくなる。さらに、上記のように、ケーシング２００内には、撮像素子４１の光軸ＣＬに平行な方向において、光源２１Ａ，２１Ｂ、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂ、第１〜第４の曲面状反射面Ｒ１〜Ｒ４をコンパクトに配置することができ、ヘッド部２に表示基板７０は設けられない。これらの結果、検査対象物Ｗの良否判定の高速化が可能になるとともに、ヘッド部２の小型化が可能になる。
【００９６】
さらに、上記の構成によれば、リフレクタ２２Ａにより撮像素子４１の光軸ＣＬに近づくように集光される光が第１の曲面状反射面Ｒ１により光軸ＣＬから遠ざかるように反射されるので、リフレクタ２２Ａにより集光される光がケーシング２００内で撮像素子４１に入射することが防止される。また、リフレクタ２２Ｂにより撮像素子４１の光軸ＣＬに近づくように集光される光が第３の曲面状反射面Ｒ３により光軸ＣＬから遠ざかるように反射されるので、リフレクタ２２Ｂにより集光される光がケーシング２００内で撮像素子４１に入射することが防止される。これらの場合、ケーシング２００内で光源２１Ａ，２１Ｂから発生される光が撮像素子４１に入射することが防止されるとともに、ヘッド部２のさらなる小型化が可能となっている。
【００９７】
また、上記の構成によれば、第１および第２の導光路ＧＬ１，ＧＬ２から検査領域ＩＡに導かれる光の向きは撮像素子４１の光軸ＣＬに対して比較的大きく（例えば４５°程度）傾斜している。そのため、図２の出射部２１１Ａ，２１１Ｂの各々は、撮像素子４１の光軸ＣＬから比較的大きく離間している。この場合、出射部２１１Ａ，２１１Ｂから検査領域ＩＡに導かれる光が検査領域ＩＡで正反射されても、正反射された光が撮像素子４１に入射しにくい。したがって、ハレーションの発生が抑制される。
【００９８】
さらに、第１の導光路ＧＬ１と第２の導光路ＧＬ２とは、撮像素子４１の光軸ＣＬに関して対称に形成されている。第１および第２の導光路ＧＬ１，ＧＬ２から検査領域ＩＡに導かれる光は、撮像素子４１の光軸ＣＬ上で交差する。この場合、検査領域ＩＡの検査対象物Ｗが互いに異なる２方向からの光で照明されるので、撮像により取得される画像に影が生じにくい。したがって、検査対象物Ｗの形状によらずその検査対象物Ｗの外観をより正確に撮像することが可能になる。
【００９９】
［３］シミュレーション
本発明者は、第１の導光路ＧＬ１および第２の導光路ＧＬ２における光の進行状態を確認するために種々のシミュレーションを行った。
【０１００】
図５は、光源から発生される光の状態を示すシミュレーション結果である。図５に示すように、リフレクタ２２が用いられない場合、光源２１から発生される光は、１８０°に近い角度で広がる。そのため、仮に図４の光源２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ図２の出射部２１１Ａ，２１１Ｂに設けても、光源２１Ａ，２１Ｂから発生される光の大部分は検査領域ＩＡ以外の領域に広がる。したがって、検査領域ＩＡへの光の照射効率が著しく低下することがわかる。
【０１０１】
図６は、図５の光源２１にリフレクタが設けられた状態でその光源２１から発生される光の状態を示すシミュレーション結果である。図６に示すように、光源２１から発生される光のうちリフレクタ２２の内周面に入射する光は、リフレクタ２２の内周面で反射される。それにより、図６に太い二点鎖線で示すように、光源２１から発生される光の大部分は光源２１の前方に集光される。
【０１０２】
この場合、図６に点線で示すように、リフレクタ２２により光が集光される領域では、比較的大きい光量を得ることができる。しかしながら、この領域では、複数の光線の向きが一方向に揃っていない。そのため、光が集光される領域以外の領域では、十分な光量を得ることができない。したがって、仮に図４の光源２１Ａ，２１Ｂをリフレクタ２２Ａ，２２Ｂとともにそれぞれ図２の出射部２１１Ａ，２１１Ｂに設けても、検査領域ＩＡの位置および大きさが著しく制限される。
【０１０３】
また、光源２１から発生される光のうちリフレクタ２２の内周面に入射しない光は、太い一点鎖線に示すようにリフレクタ２２の形状に応じた広がり角で光源２１の前方に出射される。そのため、光源２１から発生される光の一部は、集光されることなく拡散する。これらの結果、リフレクタ２２のみを用いて検査領域ＩＡへの光の照射効率を向上させることは難しいことがわかる。
【０１０４】
図７は、図６の光源２１およびリフレクタ２２から出射された光が曲面状反射面で反射されるときの光の状態を示すシミュレーション結果である。
【０１０５】
曲面状反射面Ｒ０は、光源２１およびリフレクタ２２から出射される光がその曲面状反射面Ｒ０で反射されることにより、反射された光の広がりが抑制されるように設計される。それにより、図７の例では、曲面状反射面Ｒ０により反射された複数の光線がほぼ同じ方向に向かう。曲面状反射面Ｒ０により反射される光を検査領域ＩＡに導くことにより、図５および図６の例に比べて、検査領域ＩＡへの光の照射効率を容易に向上させることが可能になることがわかる。
【０１０６】
ここで、上記の第１〜第４の曲面状反射面Ｒ１〜Ｒ４および曲面状反射面Ｒ０は、下記式（１）で表される拡張多項式面（自由曲面）である。
【０１０７】
【数１】
2017203759.tif 000003
【０１０８】
式（１）の拡張多項式は、「ｘ」と「ｙ」とのべき級数である。ｃは面の曲率を表し、ｋはコーニック定数を表し、ｒは動径座標を表す。また、Ｎは多項式係数の個数を表し、Ａｉはｉ番目の拡張多項式の係数を表す。
【０１０９】
第１〜第４の曲面状反射面Ｒ１〜Ｒ４の各々は、例えば反射される複数の光線の向きおよび複数の光線の分布をシミュレーションで確認することにより、上記の式（１）を用いて設計することができる。
【０１１０】
第１の曲面状反射面Ｒ１は、例えば光源２１Ａおよびリフレクタ２２Ａからの全ての光を受けるようにかつ反射される光の広がりが抑制されるように設計される。この場合、第１の曲面状反射面Ｒ１がリフレクタ２２Ａにより集光される光を直接受けるように配置されることにより、第１の曲面状反射面Ｒ１で反射される光が大きく拡散することなく第２の曲面状反射面Ｒ２内に導かれる。
【０１１１】
一方、第１の曲面状反射面Ｒ１からの光を受ける第２の曲面状反射面Ｒ２は、反射される光の広がりが抑制されるとともに、反射される複数の光線が検査領域ＩＡに均一かつ集中して照射されるように設計される。それにより、光源２１Ａで発生される光の大部分がより効率よく検査領域ＩＡに導かれる。
【０１１２】
また、第３の曲面状反射面Ｒ３は、第１の曲面状反射面Ｒ１と同様に、例えば光源２１Ｂおよびリフレクタ２２Ｂからの全ての光を受けるようにかつ反射される光の広がりが抑制されるように設計される。この場合、第３の曲面状反射面Ｒ３がリフレクタ２２Ｂにより集光される光を直接受けるように配置されることにより、第３の曲面状反射面Ｒ３で反射される光が大きく拡散することなく第４の曲面状反射面Ｒ４内に導かれる。
【０１１３】
一方、第３の曲面状反射面Ｒ３からの光を受ける第４の曲面状反射面Ｒ４は、第２の曲面状反射面Ｒ２と同様に、反射される光の広がりが抑制されるとともに、反射される複数の光線が検査領域ＩＡに均一かつ集中して照射されるように設計される。それにより、光源２１Ｂで発生される光の大部分がより効率よく検査領域ＩＡに導かれる。
【０１１４】
本発明者は、ヘッド部２の光源２１Ａおよびリフレクタ２２から出射され、第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる光の照度分布をシミュレーションにより求めた。
【０１１５】
図８は、第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる光の照度分布を示す図である。図８（ａ）に、光源２１Ａから検査領域ＩＡに導かれる光の経路が模式的に示される。図８（ｂ）に、検査領域ＩＡを含む一定領域の光の照度分布がグレースケールおよびドットパターンで示される。本例では、検査領域ＩＡとして一辺の寸法が４ｍｍの正方形の面の領域が設定される。図８（ｂ）に示される照度は、単位領域に単位時間当たりに照射される光束を表す。
【０１１６】
図８（ｂ）に示される照度分布によれば、光源２１Ａにより発生された光は、上記のようにして設計された第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２で反射されることにより、検査領域ＩＡに均一かつ集中して照射されていることがわかる。また、検査領域ＩＡ以外の領域に拡散する光が抑制されることにより、高い照射効率が実現されていることがわかる。
【０１１７】
［４］ティーチング処理
画像処理センサ１におけるティーチング処理のフローを、使用者の操作手順とともに説明する。図９および図１０は、画像処理センサ１におけるティーチング処理のフローチャートである。図１１は、ティーチング処理中に画像表示パネル７１に表示される画像の一例を示す図である。上記のように、ティーチング処理では、基準画像の取得およびしきい値の設定が行われる。基準画像およびしきい値は、後述する判定表示処理で用いられる。ティーチング処理は、例えば使用者が図２の設定ボタン７４ａを所定時間（例えば３ｓｅｃ）継続して押下することにより開始される。
【０１１８】
以下の説明では、ＤＳＰ３１が、撮像基板４０から与えられるデジタル信号に基づいて画像データを生成するとともに生成された画像データを図１のメモリ３２に一時的に記憶させる処理を撮像処理と呼ぶ。また、以下の説明において、背景とは、例えば検査対象物Ｗが載置される部材をいう。図１の例では、背景はベルトコンベアＢＣの表面である。
【０１１９】
まず、ＤＳＰ３１は、撮像処理を実行するとともに生成された最新の画像データに基づく画像を画像表示パネル７１に表示させる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で開始される撮像処理は、後続のステップＳ１３の処理が実行されるまでの間一定の周期（例えば３ｍｓｅｃ）で実行される。
【０１２０】
この場合、画像表示パネル７１には、図１１（ａ）に示すように、２つの表示領域７１ａ，７１ｂが設定される。左側の表示領域７１ａに最新の画像データに基づく画像が表示され、右側の表示領域７１ｂに「良品」という文字列が表示される。この状態で、使用者は、欠陥を含まない良品の検査対象物Ｗが適切に表示されるようにヘッド部２と検査対象物Ｗとの配置を調整し、設定ボタン７４ａを押下する。
【０１２１】
ステップＳ１１の後、ＤＳＰ３１は、設定ボタン７４ａが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。設定ボタン７４ａが押下されない場合、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１１の処理に戻る。一方、設定ボタン７４ａが押下されると、ＤＳＰ３１は、表示領域７１ａに表示されている画像を第１の画像とし、当該第１の画像に対応する画像データをメモリ３２に記憶する。本例では、第１の画像は、良品の検査対象物Ｗと背景とを含む画像である。
【０１２２】
続いて、ＤＳＰ３１は、撮像処理を実行するとともに生成された最新の画像データに基づく画像を画像表示パネル７１に表示させる（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で開始される撮像処理は、後続のステップＳ１６の処理が実行されるまでの間一定の周期（例えば３ｍｓｅｃ）で実行される。
【０１２３】
この場合、画像表示パネル７１には、図１１（ｂ）に示すように、左側の表示領域７１ａに最新の画像データに基づく画像が表示され、右側の表示領域７１ｂに第１の画像が表示される。この状態で、使用者は、欠陥を含む不良品の検査対象物Ｗが適切に表示されるようにヘッド部２と検査対象物Ｗとの配置を調整し、設定ボタン７４ａを押下する。
【０１２４】
ステップＳ１４の後、ＤＳＰ３１は、設定ボタン７４ａが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。設定ボタン７４ａが押下されない場合、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１４の処理に戻る。一方、設定ボタン７４ａが押下されると、ＤＳＰ３１は、表示領域７１ａに表示されている画像を第２の画像とし、当該第２の画像に対応する画像データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ１６）。本例では、第２の画像は、不良品の検査対象物Ｗと背景とを含む画像である。
【０１２５】
続いて、ＤＳＰ３１は、撮像処理を実行するとともに生成された最新の画像データに基づく画像を画像表示パネル７１に表示させる（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で開始される撮像処理は、後続のステップＳ１９の処理が実行されるまでの間一定の周期（例えば３ｍｓｅｃ）で実行される。
【０１２６】
この場合、画像表示パネル７１には、図１１（ｃ）に示すように、左側の表示領域７１ａに最新の画像データに基づく画像が表示され、右側の表示領域７１ｂに「検出体無し」という文字列が表示される。この状態で、使用者は、例えば背景のみが表示されるようにヘッド部２と検査対象物Ｗとの配置を調整し、設定ボタン７４ａを押下する。
【０１２７】
ステップＳ１７の後、ＤＳＰ３１は、設定ボタン７４ａが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。設定ボタン７４ａが押下されない場合、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１７の処理に戻る。一方、設定ボタン７４ａが押下されると、ＤＳＰ３１は、表示領域７１ａに表示されている画像を第３の画像とし、当該第３の画像に対応する画像データをメモリ３２に記憶する。本例では、第３の画像は、背景のみを示す画像である。
【０１２８】
続いて、ＤＳＰ３１は、記憶された第１および第３の画像の画像データに基づいて、基準画像を生成し、生成された基準画像の画像データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ２０）。本例の基準画像は、第１の画像の各画素の輝度値から第３の画像の各画素の輝度値を減算することにより生成される。
【０１２９】
また、ＤＳＰ３１は、記憶された第２および第３の画像の画像データに基づいて、不良画像を生成し、生成された不良画像の画像データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ２１）。本例の不良画像は、第２の画像の各画素の輝度値から第３の画像の各画素の輝度値を減算することにより生成される。
【０１３０】
その後、ＤＳＰ３１は、記憶された基準画像の画像データおよび不良画像の画像データに基づいて、判定表示処理で用いられるしきい値を算出し、算出されたしきい値をメモリ３２に記憶する（ステップＳ２２）。
【０１３１】
しきい値は、基準画像に対する基準画像の一致度（最高値）と基準画像に対する不良画像の一致度との間の値に設定される。具体的には、一致度の最高値が１０００であり、不良画像の一致度が７００である場合、しきい値は例えば８５０に設定される。
【０１３２】
本実施の形態に係る画像処理センサ１によれば、使用者は、ティーチング時に、画像表示パネル７１に表示される画像を確認しつつ所望の基準画像を正確かつ容易に取得することができる。したがって、しきい値を適切に設定することが可能になる。
【０１３３】
［５］判定表示処理
図１２および図１３は、画像処理センサ１における判定表示処理のフローチャートである。以下の説明においては、ヘッド部２は、図１の検査領域ＩＡの検査対象物Ｗを撮像可能に配置されているものとする。判定表示処理は、例えば上記のティーチング処理でしきい値が設定された後、ベルトコンベアＢＣにより搬送される検査対象物Ｗが検査領域ＩＡに存在する間一定の周期（例えば３ｍｓｅｃ）で実行される。
【０１３４】
ＤＳＰ３１は、撮像処理を実行し（ステップＳ１０１）、撮像処理により生成された最新の画像データとメモリ３２に記憶された基準画像の画像データとに基づいて一致度を算出する（ステップＳ１０２）。
【０１３５】
具体的には、ＤＳＰ３１は、最新の画像（検査対象物Ｗと背景とを含む画像）の各画素の輝度値から第３の画像（背景のみの画像）の各画素の輝度値を減算することにより検査画像を生成し、生成された検査画像について基準画像に対する一致度を算出する。
【０１３６】
次に、ＤＳＰ３１は、算出された一致度とメモリ３２に記憶されたしきい値とに基づいて最新の画像に示される検査対象物Ｗの良否を判定する（ステップＳ１０３）。判定結果は、図１のＭＣＵ６１に与えられる。
【０１３７】
本例の画像処理センサ１においては、直前のティーチング処理が行われた時点から現在までに算出された一致度のうちの最大値および最小値が、過去最大一致度および過去最小一致度としてそれぞれメモリ３２に記憶される。メモリ３２においては、過去最大一致度および過去最小一致度は、例えばティーチング処理が行われるごとにリセットされる。
【０１３８】
そこで、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１０２の処理で算出された一致度がメモリ３２に記憶されている過去最大一致度よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。算出された一致度が過去最大一致度よりも大きい場合、ＤＳＰ３１は、メモリ３２に記憶されている過去最大一致度を算出された一致度で更新する（ステップＳ１０５）。一方、算出された一致度が過去最大一致度以下である場合、ＤＳＰ３１は、後続のステップＳ１０６の処理に進む。それにより、メモリ３２に記憶されている過去最大一致度が保持される。
【０１３９】
続いて、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１０２の処理で算出された一致度がメモリ３２に記憶されている過去最小一致度よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。算出された一致度が過去最小一致度よりも小さい場合、ＤＳＰ３１は、メモリ３２に記憶されている過去最小一致度を算出された一致度で更新する（ステップＳ１０７）。一方、算出された一致度が過去最小一致度以上である場合、ＤＳＰ３１は、後続のステップＳ１０８の処理に進む。それにより、メモリ３２に記憶されている過去最小一致度が保持される。
【０１４０】
本例の画像処理センサ１においては、判定表示処理の実行時に、検査対象物Ｗの良否判定に関する情報が第１、第２、第３および第４の表示態様で画像表示パネル７１に表示される。使用者は、例えば図２の切替ボタン７４ｅを繰り返し押下することにより、画像表示パネル７１の表示態様を順次切り替えて選択することができる。
【０１４１】
そこで、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１０７の処理後、第１の表示態様が選択されているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。第１の表示態様が選択されている場合、ＤＳＰ３１は、ステップＳ１０２で算出された一致度およびメモリ３２に記憶されているしきい値が画像表示パネル７１に表示されるように、ＭＣＵ６１に指令を与え（ステップＳ１０９）、判定表示処理を終了する。
【０１４２】
第１の表示態様が選択されていない場合、ＤＳＰ３１は、第２の表示態様が選択されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。第２の表示態様が選択されている場合、ＤＳＰ３１は、検査画像（最新の画像）、算出された一致度およびしきい値が画像表示パネル７１に表示されるように、ＭＣＵ６１に指令を与え（ステップＳ１１１）、判定表示処理を終了する。
【０１４３】
第２の表示態様が選択されていない場合、ＤＳＰ３１は、第３の表示態様が選択されているか否かを判定する（ステップＳ１１２）。第３の表示態様が選択されている場合、ＤＳＰ３１は、過去最大一致度、過去最小一致度、算出された一致度およびしきい値が画像表示パネル７１に表示されるように、ＭＣＵ６１に指令を与え（ステップＳ１１３）、判定表示処理を終了する。
【０１４４】
第３の表示態様が選択されていない場合、すなわち第４の表示態様が選択されている場合、ＤＳＰ３１は、検査画像（最新の画像）と、基準画像とが画像表示パネル７１に表示されるように、ＭＣＵ６１に指令を与え（ステップＳ１１４）、判定表示処理を終了する。
【０１４５】
なお、判定表示処理の実行中に、ＤＳＰ３１は、使用者による図２の上ボタン７４ｂまたは下ボタン７４ｃの操作に応答して、設定されたしきい値の値を変更してもよい。また、ＤＳＰ３１は、使用者による図２の戻るボタン７４ｄの操作に応答して、実行する処理を１つ前のステップに戻してもよい。
【０１４６】
［６］判定表示処理中の画像表示パネルの表示態様
上記のように、画像処理センサ１においては、第１、第２、第３および第４の表示態様で検査対象物Ｗの良否判定に関する情報が画像表示パネル７１に表示される。図１４は、画像表示パネル７１における第１、第２、第３および第４の表示態様を示す図である。図１４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）にそれぞれ第１、第２、第３および第４の表示態様が示される。判定表示処理時においても、ティーチング処理時と同様に、画像表示パネル７１には、２つの表示領域７１ａ，７１ｂが設定される。
【０１４７】
図１４（ａ）に示すように、第１の表示態様では、例えば右側の表示領域７１ｂにおける上段部および下段部に、算出された一致度およびしきい値がそれぞれ表示される。
【０１４８】
図１４（ｂ）に示すように、第２の表示態様では、例えば左側の表示領域７１ａに検査画像が表示される。また、右側の表示領域７１ｂにおける上段部および下段部に、算出された一致度およびしきい値がそれぞれ表示される。
【０１４９】
図１４（ｃ）に示すように、第３の表示態様では、例えば左側の表示領域７１ａにおける上段部および下段部に、過去最大一致度および過去最小一致度がそれぞれ表示される。また、右側の表示領域７１ｂにおける上段部および下段部に、算出された一致度およびしきい値がそれぞれ表示される。
【０１５０】
図１４（ｄ）に示すように、第４の表示態様では、例えば左側の表示領域７１ａに検査画像が表示される。また、右側の表示領域７１ｂに基準画像が表示される。
【０１５１】
本実施の形態に係る画像処理センサ１によれば、使用者は、検査対象物Ｗの良否の判定時においても、画像表示パネル７１に表示される画像を確認することができる。それにより、検査対象物Ｗの良否の判定が正確に実行されているか否かを容易に確認することができる。
【０１５２】
上記のように、画像処理センサ１においては、画像表示パネル７１および操作部７４が本体部３に設けられる。したがって、使用者は、ティーチング処理時および判定表示処理時に、画像表示パネル７１を確認しつつ操作部７４を容易に操作することができる。
【０１５３】
［７］他の実施の形態
（１）上記の実施の形態では、ヘッド部２において２つの光源２１Ａ，２１Ｂから発生される光が第１および第２の導光路ＧＬ１，ＧＬ２を通して検査領域ＩＡに導かれるが、本発明はこれに限定されない。
【０１５４】
例えば、１つの光源から発生される光の出力が大きい場合には、ヘッド部において、１つの光源のみが設けられるとともにその光源に対応する１つの導光路のみが形成されてもよい。それにより、ヘッド部２のさらなる小型化が可能になる。
【０１５５】
一方、ヘッド部２において光源から発生される熱をより低減したい場合には、ヘッド部において、３つ以上の光源が設けられるとともにそれらの光源にそれぞれ対応する複数の導光路が形成されてもよい。
【０１５６】
（２）上記の実施の形態では、光源２１Ａおよびリフレクタ２２Ａから出射される光が、第１の導光路ＧＬ１において第１および第２の曲面状反射面Ｒ１，Ｒ２により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる。また、光源２１Ｂおよびリフレクタ２２Ｂから出射される光が、第２の導光路ＧＬ２において第３および第４の曲面状反射面Ｒ３，Ｒ４により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる。本発明は上記の例に限定されない。
【０１５７】
１つの光源およびリフレクタから出射される光は、検査領域ＩＡに到達するまでの間に少なくとも１つの曲面状反射面で反射されればよく、３つ以上の曲面状反射面で反射されつつ検査領域ＩＡに導かれてもよい。１つの光源およびリフレクタから出射される光が少なくとも１つの曲面状反射面で反射されることにより、少なくとも１つの曲面状反射面で反射された光の広がりが抑制される。したがって、検査領域ＩＡへの光の照射効率が高められる。
【０１５８】
例えば、上記のヘッド部２においては、第２の曲面状反射面Ｒ２に代えて平面状反射面が設けられてもよい。本発明者は、ヘッド部２の光源２１Ａおよびリフレクタ２２から出射され、第１の曲面状反射面Ｒ１および平面状反射面により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる光の照度分布をシミュレーションにより求めた。
【０１５９】
図１５は、第１の曲面状反射面Ｒ１および平面状反射面により反射されつつ検査領域ＩＡに導かれる光の照度分布を示す図である。図１５（ａ）に、光源２１Ａから検査領域ＩＡに導かれる光の経路が模式的に示される。図１５（ａ）に白抜きの矢印で示すように、本例では、第１の曲面状反射面Ｒ１で反射された光が平面状反射面ＲＦで全反射され、検査領域ＩＡに導かれる。
【０１６０】
図１５（ｂ）に、検査領域ＩＡを含む一定領域の光の照度分布がグレースケールおよびドットパターンで示される。本例では、図８の例と同様に、検査領域ＩＡとして一辺の寸法が４ｍｍの正方形の面の領域が設定される。
【０１６１】
図１５（ｂ）に示される照度分布によれば、光源２１Ａにより発生された光は、第１の曲面状反射面Ｒ１で反射されることにより、検査領域ＩＡに均一かつ集中して照射されていることがわかる。なお、本例のシミュレーション結果に示される最高照度は、図８のシミュレーション結果に示される最高照度よりも低い。したがって、検査領域ＩＡに照射される光量をより高めるためには、１つの光源２１Ａについて２つ以上の曲面状反射面を設けることが好ましいことがわかる。
【０１６２】
（３）上記の実施の形態では、ヘッド部２内の光学ベース１００は一体成形品であり、照明モジュール１２０Ａ，１２０Ｂのリフレクタ２２Ａ，２２Ｂおよび光整形部材２３Ａ，２３Ｂは光学ベース１００とは別体で形成されるが、本発明はこれに限定されない。
【０１６３】
光学ベース１００は、第１の支柱１０１、第２の支柱１０２、第３の支柱１０３、筒状支持部１０４、上方壁部１０５、下方壁部１０６および照明支持部１０７Ａ，１０７Ｂのうちの一部または全部が個別に作製されてもよい。また、光学ベース１００の一部または全てが、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂおよび光整形部材２３Ａ，２３Ｂの一部または全てと一体成形により作製されてもよい。
【０１６４】
（４）上記の実施の形態では、光学ベース１００、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂおよび光整形部材２３Ａ，２３Ｂは樹脂により形成されるが、本発明はこれに限定されない。光学ベース１００、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂおよび光整形部材２３Ａ，２３Ｂのうちの一部または全ては、樹脂に代えて金属で形成されてもよい。光学ベース１００、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂおよび光整形部材２３Ａ，２３Ｂが金属で形成される場合には、第１〜第４の曲面状反射面Ｒ１〜Ｒ４およびリフレクタ２２Ａ，２２Ｂの内周面を研磨することにより、各表面を光の反射面とすることができる。そのため、各表面に金属薄膜を形成する必要がなくなる。
【０１６５】
（５）上記の実施の形態では、ＤＳＰ３１およびメモリ３２は配線回路基板に実装された状態でヘッドメイン基板３０としてヘッド部２に設けられるが、本発明はこれに限定されない。ＤＳＰ３１およびメモリ３２が実装された配線回路基板は、本体部３に設けられてもよい。また、ＤＳＰ３１およびメモリ３２は、本体メイン基板６０の配線回路基板に実装されてもよい。それにより、ヘッド部２のさらなる小型化が可能になる。
【０１６６】
（６）上記の実施の形態では、ティーチング処理において、第１、第２および第３の画像に基づいて基準画像および不良画像が生成された後、基準画像および不良画像に基づいてしきい値が算出されるが、本発明はこれに限定されない。
【０１６７】
基準画像および不良画像は、２つの画像に基づいて生成されてもよい。図１６は、他の実施の形態に係るティーチング処理のフローチャートである。図１６のティーチング処理においては、図９のステップＳ１１〜Ｓ１６とそれぞれ同様に、ステップＳ２１１〜Ｓ２１６の処理が実行される。それにより、ステップＳ２１６の終了時点で、メモリ３２に第１および第２の画像の画像データが記憶される。
【０１６８】
その後、ＤＳＰ３１は、記憶された第１の画像を基準画像とし、その基準画像の画像データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ２１７）。また、ＤＳＰ３１は、記憶された第２の画像を不良画像とし、その不良画像の画像データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ２１８）。
【０１６９】
その後、ＤＳＰ３１は、記憶された基準画像の画像データおよび不良画像の画像データに基づいてしきい値を算出し、算出されたしきい値をメモリ３２に記憶する（ステップＳ２１９）。本例においても、しきい値は、基準画像に対する基準画像の一致度（最高値）と基準画像に対する不良画像の一致度との間の値に設定される。
【０１７０】
図１６のティーチング処理によりしきい値が設定された場合、図１２のステップＳ１０２において、ＤＳＰ３１は、最新の画像（検査対象物Ｗと背景とを含む画像）を検査画像とし、その検査画像について基準画像に対する一致度を算出する。また、ＤＳＰ３１は、算出された一致度とメモリ３２に記憶されたしきい値とに基づいて最新の画像に示される検査対象物Ｗの良否を判定する（ステップＳ１０３）。
【０１７１】
このように、基準画像および不良画像が２つの画像に基づいて生成される場合には、使用者によるしきい値の設定操作が単純化される。
【０１７２】
（７）上記の実施の形態では、基準画像に基づいて検査対象物Ｗの良否を判定するための評価値として一致度が用いられるが、本発明はこれに限定されない。検査対象物Ｗの良否を判定するための評価値として、上記の一致度に代えて、全画素の輝度値の合計値を用いてもよいし、全画素の輝度値の平均値を用いてもよい。この場合、評価値として用いられる値に対応するしきい値が設定されることにより、設定されたしきい値および検査画像に基づく良否判定を行うことができる。
【０１７３】
［８］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１７４】
上記実施の形態では、検査対象物Ｗが検査対象物の例であり、画像処理センサ１が画像処理センサの例であり、照明基板２０Ａ，２０Ｂ、リフレクタ２２Ａ，２２Ｂ、上方壁部１０５、下方壁部１０６、光整形部材２３Ａ，２３Ｂおよび出射部２１１Ａ，２１１Ｂが照明部の例であり、撮像基板４０が撮像部の例であり、ケーシング２００がケーシングの例である。
【０１７５】
また、ヘッド部２がヘッド部の例であり、表示基板７０の画像表示パネル７１が表示部の例であり、電気ケーブル４が電気ケーブルの例であり、本体部３が本体部の例であり、検査領域ＩＡが撮像領域の例であり、照明基板２０Ａの光源２１Ａが第１の光源の例であり、リフレクタ２２Ａが第１のリフレクタ部材の例であり、上方壁部１０５および光整形部材２３Ａが第１の導光部材の例であり、第１の曲面状反射面Ｒ１が第１の曲面状反射面の例である。
【０１７６】
また、第２の曲面状反射面Ｒ２が第２の曲面状反射面の例であり、撮像素子４１の光軸ＣＬが撮像部の光軸の例であり、照明基板２０Ｂの光源２１Ｂが第２の光源の例であり、リフレクタ２２Ｂが第２のリフレクタ部材の例であり、下方壁部１０６および光整形部材２３Ｂが第２の導光部材の例であり、第３の曲面状反射面Ｒ３が第３の曲面状反射面の例であり、第４の曲面状反射面Ｒ４が第４の曲面状反射面の例であり、ヘッドメイン基板３０が処理部の例であり、操作部７４が操作部の例であり、検査対象物Ｗの良否判定を行うためのしきい値が判定しきい値の例である。
【０１７７】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明は、種々の画像処理センサに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
１  画像処理センサ
２  ヘッド部
３  本体部
４，５，６  電気ケーブル
１０  ヘッド電源基板
１１，５１  電源回路
１２  光源駆動回路
２０Ａ，２０Ｂ  照明基板
２１，２１Ａ，２１Ｂ  光源
２２，２２Ａ，２２Ｂ  リフレクタ
２３Ａ，２３Ｂ  光整形部材
２４  取り付け片
３０  ヘッドメイン基板
３１  ＤＳＰ
３２  メモリ
４０  撮像基板
４１  撮像素子
４２  撮像素子駆動回路
５０  本体電源基板
５２  通信回路
６０  本体メイン基板
６１  ＭＣＵ
７０  表示基板
７１  画像表示パネル
７１ａ，７１ｂ  表示領域
７２  パネル駆動回路
７３  表示灯
７４  操作部
７４ａ  設定ボタン
７４ｂ  上ボタン
７４ｃ  下ボタン
７４ｄ  戻るボタン
７４ｅ  切替ボタン
１００  光学ベース
１０１  第１の支柱
１０２  第２の支柱
１０３  第３の支柱
１０４  筒状支持部
１０５  上方壁部
１０６  下方壁部
１０７Ａ，１０７Ｂ  照明支持部
１１０  レンズモジュール
１１１  レンズ
１２０Ａ，１２０Ｂ  照明モジュール
１３０  撮像モジュール
２００，３００  ケーシング
２１０  カバー部材
２１１Ａ，２１１Ｂ  出射部
２１２  入射部
２２０  前部ケーシング部材
２３０  後部ケーシング部材
２３１  底部
ＢＣ  ベルトコンベア
ＣＬ  光軸
ＧＬ１  第１の導光路
ＧＬ２  第２の導光路
ＩＡ  検査領域
Ｒ０  曲面状反射面
Ｒ１  第１の曲面状反射面
Ｒ２  第２の曲面状反射面
Ｒ３  第３の曲面状反射面
Ｒ４  第４の曲面状反射面
ＲＦ  平面状反射面
Ｗ  検査対象物
【図１】
2017203759.tif 000004
【図２】
2017203759.tif 000005
【図３】
2017203759.tif 000006
【図４】
2017203759.tif 000007
【図５】
2017203759.tif 000008
【図６】
2017203759.tif 000009
【図７】
2017203759.tif 000010
【図８】
2017203759.tif 000011
【図９】
2017203759.tif 000012
【図１０】
2017203759.tif 000013
【図１１】
2017203759.tif 000014
【図１２】
2017203759.tif 000015
【図１３】
2017203759.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2017203759.tif 000018
【図１６】
2017203759.tif 000019