CN110118787B - 图像检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种使照射至对象物的各点的光的照射立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置。图像检查装置包括拍摄对象物的拍摄部及设置在对象物与拍摄部之间的照明部。照明部包括面光源及多个集合，每一个集合包括沿着面光源的光出射面排列的第1至第n光学构件。n为2以上的整数。第1至第n光学构件设置为面向光出射面，且将从光出射面出射的光朝向所述对象物传递。从第1至第n光学构件朝向对象物出射的光的波长及立体角互不相同。本发明还提供一种照明装置。

Description

图像检查装置

技术领域

本技术涉及一种使用拍摄图像来检查对象物的图像检查装置以及照明装置。

背景技术

在工厂自动化（Factory Automation，FA）等领域中，已知一边对于对象物进行照明一边进行拍摄，并使用所获得的拍摄图像来检查对象物的外观。

例如，日本专利特开2017-62120号公报（专利文献1）揭示了一种使用照明装置的检查系统，所述照明装置包括面光源以及设置在面光源与检查对象之间的透镜（lens）、遮光罩（mask）及滤光片（filter）。此系统中，通过透镜、遮光罩及滤光片，大致均匀地形成对检查对象的各点照射的检查光的照射立体角。由此，能够均匀地照射整个视野，且对象物的检查精度提高。此外，专利文献1还揭示了通过使蓝光、绿光、红光的立体角不同，从而根据检查对象的倾角来使观察光的颜色发生变化的技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2017-62120号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在以往的照明装置中，设置在面光源与检查对象之间的透镜为了构成远心（telecentric）光学系统，而必须具有比拍摄装置的视野大的尺寸。因此，照明装置不得不变得大型。

本发明的目的在于提供一种使照射至对象物的各点的光的照射立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置以及照明装置。

[解决问题的技术手段]

根据本揭示的一例，提供一种使用拍摄图像来检查对象物的图像检查装置。图像检查装置包括拍摄对象物的拍摄部及设置在对象物与拍摄部之间的照明部。照明部包括面光源及多个集合（set），每一个集合包括沿着面光源的光出射面排列的第1至第n光学构件。n为2以上的整数。第1至第n光学构件设置为面向光出射面，且将从光出射面出射的光朝向对象物传递。从第1至第n光学构件朝向对象物出射的光的波长及立体角互不相同。

根据本揭示，来自第1至第n光学构件的出射光的波长及立体角互不相同，因此从对象物反射并入射至拍摄部的光具有与对象物表面的倾斜程度相应的波长。因此，通过确认拍摄图像，能够掌握对象物的局部表面的倾斜程度。

此外，由于各自包括第1至第n光学构件的多个集合沿着面光源的光出射面排列，因此对象物表面的各点的照射光的立体角实质上相同。因此，拍摄部能够以相同的照射条件来拍摄对象物的各点。从而，能够基于拍摄图像在拍摄范围内准确地检查对象物的表面状态。

另外，多个集合的尺寸只要与拍摄部的视野为同程度即可。从而，不需要如以往那样具有尺寸比拍摄装置的视野大的远心光学系统，而能够使图像检查装置小型化。

根据以上，能够实现使照射至对象物的各点的光的立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置。

在所述揭示中，面光源放射白光。第1至第n光学构件分别具有让不同波长的光穿透的第1至第n滤光片。

根据本揭示，能够通过简单的结构，使来自第1至第n光学构件的出射光的波长互不相同。

在所述揭示中，面光源包括放射不同波长的光的第1至第n发光部。第1至第n发光部分别设置为面向第1至第n光学构件。

根据本揭示，也能够通过简单的结构，使来自第1至第n光学构件的出射光的波长互不相同。

在所述揭示中，第1至第n光学构件分别具有焦距不同的第1至第n透镜。

根据本揭示，能够通过简单的结构，使来自第1至第n光学构件的出射光的立体角互不相同。

在所述揭示中，第1至第n光学构件分别具有焦距相同的第1至第n透镜。第1至第n透镜从光出射面计起的距离互不相同。

根据此揭示，也能够通过简单的结构，使来自第1至第n光学构件的出射光的立体角互不相同。

在所述揭示中，第1至第n光学构件分别具有第1至第n透光部，所述第1至第n透光部是由以与光出射面垂直的方向为轴的筒状遮光壁所包围。第1至第n透光部中的以与光出射面平行的面切开时的剖面积互不相同。

根据此揭示，也能够通过简单的结构，使来自第1至第n光学构件的出射光的立体角互不相同。

在所述揭示中，n为3，从第1至第3光学构件出射的光分别为红光、绿光、蓝光。

根据本揭示，在拍摄图像中，具有与面光源的光出射面平行的表面的部位呈白色。具有稍许倾斜的表面的部位呈将红色、绿色、蓝色中的两色合成的颜色。此外，具有更倾斜的表面的部位呈红色、绿色、蓝色中的任一种。另外，具有更倾斜的表面的部位呈黑色。这样，拍摄图像的颜色对应于对象物表面的倾斜程度而变化。其结果，通过确认拍摄图像的颜色，能够掌握对象物表面的倾斜程度。

根据本揭示的一例，提供一种照明装置，其包括在所述揭示中提供的图像检查装置所具备的照明部。

根据本揭示，能够提供一种使照射至对象物的各点的光的照射立体角均匀化，并且可实现小型化的照明装置。

[发明的效果]

根据本发明，能够提供一种使照射至对象物的各点的光的照射立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置以及照明装置。

附图说明

图1是表示本实施方式的图像检查装置的概要的示意图；

图2是表示工件上的点的照射光的立体角的图；

图3是表示工件的表面稍许倾斜时入射至摄像机的光的图；

图4是表示工件W的表面进一步倾斜时入射至摄像机的光的图；

图5是表示工件W的任意两点的照射光的立体角的图；

图6是表示适用本实施方式的图像检查装置的生产线的一例的示意图；

图7是表示本实施方式的照明装置的一例的剖面的示意图；

图8是表示图7所示的照明装置中所含的支架（holder）的上表面的示意图；

图9是表示变形例1的照明装置的剖面的示意图；

图10是表示图9所示的照明装置中所含的面光源的上表面的示意图；

图11是表示变形例2的照明装置的剖面的示意图；

图12是表示变形例3的照明装置的剖面的示意图；

图13是表示变形例4的照明装置的剖面的示意图。

具体实施方式

参照附图来详细说明本发明的实施方式。另外，对于图中的相同或相当的部分，标注相同的符号并不再重复其说明。

＜A.适用例＞

首先，参照图1来说明适用本发明的场景的一例。图1是表示本实施方式的图像检查装置1的概要的示意图。

本实施方式的图像检查装置1适用于下述装置，即，在工业产品的生产线等上，一边对于对象物（以下也称作“工件（work）W”）进行照明一边进行拍摄，并使用所获得的拍摄图像来进行工件W的外观检查（划痕、污垢、异物等的检查）。图像检查装置1是通过对由工件W所反射的光进行检测来进行检查。因此，对于工件W，可适用液晶显示器（display）等反射光者。

如图1所示，图像检查装置1包括：作为拍摄部的一例的摄像机10及作为照明部的一例的照明装置20。

摄像机10对位于拍摄视野内的被摄物进行拍摄而生成图像数据。摄像机10隔着照明装置20来拍摄工件W，工件W即是作为被摄物的外观检查对象。另外，本实施方式中的摄像机10采用的是远心镜头。从而，摄像机10的视线在工件W上的任何位置均与摄像机10的光轴平行。

每当摄像机10拍摄工件W时，照明装置20对工件W的表面进行照明。照明装置20被设置在工件W与摄像机10之间，朝向工件W照射光，并且具有透光性。因此，从照明装置20放射的光被工件W反射，并穿透照明装置20而到达摄像机10。照明装置20包括面光源30与支架40。

面光源30从工件W侧的光出射面35朝向工件W放射光。从面光源30的光出射面35中的例如设置成矩阵状的多个发光区域放射光。来自工件W的反射光穿透面光源30中的发光区域以外的透光区域。面光源30是使用例如有机电致发光（Electroluminescence）（以下称作有机EL）、发光二极管（Light Emitting Diode，LED）等而构成的构件。

支架40设置为面向面光源30的光出射面35。支架40支撑包括光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B的多个集合41，所述光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B将从光出射面35出射的光朝向工件W传递。多个集合41例如沿着光出射面35而排列成矩阵状。多个集合41各自的尺寸被设定为在摄像机10对工件W的拍摄图像中以1像素表示的工件W的区域的尺寸以下。

多个集合41各自所含的光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B设置为面向面光源30的发光区域。光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B朝向工件W出射的光的波长及立体角互不相同。例如，来自光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B的出射光43R、出射光43G及出射光43B分别具有与红色、绿色、蓝色对应的波长。此外，来自光学构件42R的出射光43R的立体角θR、来自光学构件42G的出射光43G的立体角θG与来自光学构件42B的出射光43B的立体角θB例如满足θR＜θG＜θB。

图2是表示工件W上的点P处的照射光的立体角的图。由于从光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B出射的光的立体角不同，因此点P处的来自光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B的照射光的立体角也不同。具体而言，点P处的来自光学构件42R的照射光51R的立体角与来自光学构件42R的出射光43R的立体角θR（参照图1）相同。点P处的来自光学构件42G的照射光51G的立体角与来自光学构件42G的出射光43G的立体角θG相同。点P处的来自光学构件42B的照射光51B的立体角与来自光学构件42B的出射光43B的立体角θB相同。在满足θR＜θG＜θB的情况下，如图2所示，照射光51B的立体角大于照射光51G的立体角，照射光51G的立体角大于照射光51R的立体角。

如图2所示，在工件W的表面垂直于摄像机10的光轴的情况下，在点P处反射而入射至摄像机10的光（以下称作“入射光”）L包括所有的照射光51R、照射光51G及照射光51B。在照射光51R、照射光51G及照射光51B分别具有与红色、绿色、蓝色对应的波长的情况下，从点P朝向摄像机10的入射光L成为将红光、绿光、蓝光合成的白光。因此，在拍摄图像中，与点P对应的像素呈白色。

图3是表示工件W的表面稍许倾斜时入射至摄像机10的光的图。图3所示的示例中，从点P朝向摄像机10的入射光L包括照射光51G及照射光51B。在照射光51G及照射光51B分别具有与绿色、蓝色对应的波长的情况下，入射光L成为将绿色与蓝色合成的颜色的光。因此，在拍摄图像中，与点P对应的像素呈将绿色与蓝色合成的颜色。

图4是表示工件W的表面进一步倾斜时入射至摄像机10的光的图。图4所示的示例中，从点P朝向摄像机10的入射光L仅包括照射光51B。在照射光51B具有与蓝色对应的波长的情况下，入射光L成为蓝光。因此，在拍摄图像中，与点P对应的像素呈蓝色。

当工件W的表面较图4进一步倾斜时，照射光51R、照射光51G及照射光51B中的任一者均不会在点P处反射而入射至摄像机10。因此，在拍摄图像中，与点P对应的像素呈黑色。

这样，通过确认拍摄图像的颜色，能够掌握工件W的局部表面的倾斜程度。

图5是表示工件W的任意两点P1及P2处的照射光51R、照射光51G及照射光51B的立体角的图。由于包括光学构件41R、光学构件41G及光学构件41B的多个集合41是沿着面光源30的光出射面35反复排列，因此工件W的任意两点P1及P2处的照射光51R、照射光51G及照射光51B的立体角实质上相同。也就是说，照射至工件W的各点的光的立体角得以均匀化，摄像机10能够以相同的照射条件来拍摄工件W的各点。其结果，能够基于拍摄图像在拍摄范围内准确地检查工件W整个区域的表面状态。

此外，包括光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B的集合41的尺寸被设定为在摄像机10对工件W的拍摄图像中以1像素表示的工件W的区域的尺寸以下。因此，支撑包括光学构件42R、光学构件42G及光学构件42B的多个集合41的支架40的尺寸只要与摄像机10的视野为同程度（例如工件W的尺寸）即可。从而，不需要如以往那样具有尺寸比拍摄装置的视野大的远心光学系统，而能够使照明装置20及图像检查装置1小型化。

根据以上，能够使照射至工件W的各点的光的立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置1。

＜B.适用图像检查装置的生产线的一例＞

接下来，参照图6说明对适用图像检查装置1的生产线的一例。图6是表示适用本实施方式的图像检查装置1的生产线的一例的示意图。

如图6所示，本实施方式的图像检查装置1包括：摄像机10，对连续搬入的工件W进行拍摄；照明装置20，对工件W进行照明；以及控制装置100，对照明装置20及摄像机10进行控制。摄像机10主要包括光学系统（如透镜和光圈）及光接收元件，光接收元件例如是电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）影像传感器或互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）影像传感器。图像检查装置1是如下所述的装置，即，在工业产品的生产线等上，通过控制装置100的控制，一边利用照明装置20来对工件W进行照明一边利用摄像机10进行拍摄，并使用所获得的拍摄图像来进行工件W的外观检查。

具体而言，成为检查对象的工件W通过可移动的载台（stage）300而移动至摄像机10及照明装置20已被固定的检查位置为止。当工件W移动至检查位置时，工件W在此位置停止，直至图像检查装置1的外观检查结束为止。此时，控制装置100一边通过照明装置20来对工件W进行照明，一边利用摄像机10来拍摄工件W，并将拍摄图像显示于监视器。由此，作业者能够一边观察显示在监视器画面上的拍摄图像的颜色，一边检查工件W的外观。或者，控制装置100也可对拍摄图像进行规定的图像处理，并基于图像处理结果来进行工件W的异常判定。

控制装置100例如包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）或微处理器（Micro-Processing Unit，MPU）等处理器、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、显示控制器、系统控制器、输入/输出（Input Output，I/O）控制器、硬盘（hard disk）、摄像机界面（interface）、输入界面、发光界面、通信界面及存储卡（memory card）界面。所述各部是以系统控制器为中心，彼此可进行数据通信地连接。

＜C.照明装置的结构的一例＞

参照图7及图8来说明本实施方式的照明装置的结构的一例。图7是表示本实施方式的照明装置的一例的剖面的示意图。图8是表示图7所示的照明装置中所含的支架的上表面的示意图。

照明装置120是图1所示的照明装置20的一例的穿透型的薄片（sheet）照明装置，且如图7所示，照明装置120包括面光源130与支架140。

面光源130是图1所示的面光源30的一例，且面光源130从光出射面135放射白光。面光源130包括导光板31、设置在导光板31周围的多个LED 32及内设于导光板31的多个反射板33R、反射板33G及反射板33B。

导光板31是如下所述的平板状构件，即，将来自设置于其周围的多个LED 32的光导入其内部，使所导入的光在内部一边扩散一边移动，并从光出射面135予以放射，由此，将来自多个LED 32的光导向工件W。图7所示的示例的导光板31的形状俯视为矩形。对于导光板31，适用导光性优异的亚克力等构件。

多个LED 32放射白光。多个LED 32是沿着平板状的导光板31的边而设置。

反射板33R、反射板33G及反射板33B是内设于导光板31的平板状构件。反射板33R、反射板33G及反射板33B的形状及位置被设计成使得通过使来自LED 32的光反射，从而将来自LED 32的光导向光出射面135。反射板33R、反射板33G及反射板33B是以下述方式而设置，即，当从摄像机10的光轴方向观察时，与由支架140所支撑的光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B分别重合。此外，反射板33R、反射板33G及反射板33B分别设置成以倾斜角度倾斜，以将来自LED 32的光反射至光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B。

由此，被反射板33R、反射板33G及反射板33B反射的光从光出射面135放射，并被导向工件W。也就是说，设置有反射板33R、反射板33G及反射板33B的区域成为发光区域。在未设置反射板33R、反射板33G及反射板33B的区域（透光区域）中，被工件W反射的光穿透，并从与光出射面135为相反侧的面36出射。

支架140是图1所示的支架40的一例。如图8所示，支架140是支撑多个集合141的透明构件，每一个集合141包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B。多个集合141沿着面光源130的光出射面135而排列成矩阵状。包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的集合141的尺寸只要是在摄像机10对工件W的拍摄图像中以1像素表示的工件W的区域的尺寸以下即可。如上所述，反射板33R、反射板33G及反射板33B是设置成分别重合光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B。因此，在导光板31内设置有与由支架140所支撑的集合141为同数量的反射板33R。同样，在导光板31内设置有与由支架140所支撑的集合141为同数量的反射板33G及反射板33B。

如图7所示，光学构件142R包括滤光片44R与透镜45R。光学构件142G包括滤光片44G与透镜45G。光学构件142B包括滤光片44B与透镜45B。

滤光片44R、滤光片44G及滤光片44B传递不同波长的光。具体而言，滤光片44R是使与红色对应的波长的光穿透的滤光片。因此，从面光源130的光出射面135放射的白光中的红光以外的光被滤光片44R吸收，且红光穿透滤光片44R。滤光片44G是使与绿色对应的波长的光穿透的滤光片。因此，从面光源130的光出射面135放射的白光中的绿光以外的光被滤光片44G吸收，且绿光穿透滤光片44G。滤光片44B是使与蓝色对应的波长的光穿透的滤光片。因此，从面光源130的光出射面135放射的白光中的蓝光以外的光被滤光片44B吸收，且蓝光穿透滤光片44B。

透镜45R、透镜45G及透镜45B是焦距互不相同的凸透镜。由于透镜45R、透镜45G及透镜45B具有不同的厚度及表面曲率，因此透镜45R、透镜45G及透镜45B的焦距互不相同。图7所示的示例中，透镜45R、透镜45G及透镜45B的焦距被设定为，来自透镜45R的出射光143R的立体角θR、来自透镜45G的出射光143G的立体角θG与来自透镜45B的出射光143B的立体角θB满足θR＜θG＜θB。由此，能够使来自透镜45R、透镜45G及透镜45B的各个出射光143R、出射光143G及出射光143B的立体角互不相同。

＜D.作用效果＞

如上所述，图像检查装置包括拍摄工件W的摄像机10及设置在工件W与摄像机10之间的照明装置120。照明装置120包括面光源130及多个集合141，每一个集合141包括沿着面光源130的光出射面135排列的光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B。光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B设置为面向光出射面135，且将从光出射面135出射的光朝向工件W传递。从光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B被导引至工件W的出射光143R、出射光143G及出射光143B的波长及立体角互不相同。

由于来自光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的出射光143R、出射光143G及出射光143B的波长及立体角互不相同，因此从工件W反射并入射至摄像机10的光具有与工件W的表面的倾斜程度相应的波长。因此，通过确认拍摄图像的颜色，能够掌握工件W的局部表面的倾斜程度。

此外，由于各自包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的多个集合141是沿着面光源30的光出射面135反复排列，因此照射至工件W表面的各点的光的立体角实质上相同（参照图5）。因此，摄像机10能够以相同的照射条件来拍摄工件W的各点。其结果，能够基于拍摄图像在拍摄范围内准确地检查工件W整个区域的表面状态。

另外，包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的集合141的尺寸只要是在摄像机10对工件W的拍摄图像中以1像素表示的工件W的区域的尺寸以下即可。因此，支撑多个集合141的支架140的尺寸只要与摄像机10的视野为同程度即可。其结果，不需要如以往那样具有尺寸比拍摄装置的视野大的远心光学系统，能够使照明装置20及图像检查装置1小型化。

根据以上，能够使照射至工件W的各点的光的立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置1。

面光源130放射白光。光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B分别具有让不同波长的光穿透的滤光片44R、滤光片44G及滤光片44B。由此，能够使来自光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的各个出射光143R、出射光143G及出射光143B的波长互不相同。

光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B分别具有焦距互不相同的透镜45R、透镜45G及透镜45B。由此，能够使来自光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的各个出射光143R、出射光143G及出射光143B的立体角互不相同。

来自光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的出射光143R、出射光143G及出射光143B分别为红光、绿光、蓝光。由此，在工件W的拍摄图像中，具有与摄像机10的光轴正交的表面的部位呈白色。具有稍许倾斜的表面的部位呈使出射光143R、出射光143G及出射光143B中的立体角大的两个出射光的颜色合成的颜色。具有进一步倾斜的表面的部位呈出射光143R、出射光143G及出射光143B中的立体角最大的出射光的颜色。具有进一步倾斜的表面的部位呈黑色。这样，拍摄图像的颜色对应于工件W表面的倾斜程度而变化。其结果，通过确认拍摄图像的颜色，能够掌握工件W表面的局部的倾斜程度。

＜E.照明装置的结构的变形例1＞

照明装置的结构并不限定于图7所示的结构。参照图9及图10来说明变形例1的照明装置220的结构。图9是表示变形例1的照明装置220的剖面的示意图。图10是表示图9所示的照明装置220中所含的面光源230的上表面的示意图。

照明装置220与图7所示的照明装置120的差异为，照明装置220包括取代面光源130的面光源230及取代支架140的支架240。

面光源230是使用有机EL的光源。如图10所示，面光源230包括多个集合37，每一个集合37包括发光部34R、发光部34G、发光部34B及发光部34K。多个集合37是沿着光出射面235而排列成矩阵状。集合37的尺寸被设定为在摄像机10对工件W的拍摄图像中以1像素表示的工件W的区域的尺寸以下。

发光部34R、发光部34G、发光部34B及发光部34K各自具有相向的一对电极。通过对一对电极间施加电压，发光部34R、发光部34G、发光部34B及发光部34K发光。然而，在面光源230中，仅有发光部34R、发光部34G及发光部34B被用作发光区域，发光部34K的一对电极间没有施加电压，且发光部34K不被用作发光区域。

在发光部34R中的一对电极间，设置有发出红光的发光层。因此，发光部34R发出红光。在发光部34G中的一对电极间，设置有发出绿光的发光层。因此，发光部34G发出绿光。在发光部34B中的一对电极间，设置有发出蓝光的发光层。因此，发光部34B发出蓝光。这样，从发光部34R、发光部34G及发光部34B放射的光的波长互不相同。

支架240是支撑多个集合241的透明构件，每一个集合241包括光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B。多个集合241沿着面光源230的光出射面235排列成矩阵状。光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B分别设置为面向发光部34R、发光部34G及发光部34B。也就是说，当从摄像机10的光轴方向观察时，光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B设置为与发光部34R、发光部34G及发光部34B分别重合。如上所述，由于从发光部34R、发光部34G及发光部34B放射的光的波长互不相同，因此来自光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B的各个出射光243R、出射光243G及出射光243B的波长也互不相同。

光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B分别包括焦距互不相同的透镜45R、透镜45G及透镜45B。由此，与图7所示的光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B同样，来自光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B的各个出射光243R、出射光243G及出射光243B的立体角也互不相同。图9所示的示例中，透镜45R、透镜45G及透镜45B的焦距被设定成，来自透镜45R的出射光243R的立体角θR、来自透镜45G的出射光243G的立体角θG与来自透镜45B的出射光243B的立体角θB满足θR＜θG＜θB。

根据本变形例的照明装置220，面光源230包括放射的光的波长互不相同的发光部34R、发光部34G及发光部34B。发光部34R、发光部34G及发光部34B分别设置为面向光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B。由此，能够使来自光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B的各个出射光243R、出射光243G及出射光243B的波长及立体角互不相同。

＜F.照明装置的结构的变形例2＞

图11是表示变形例2的照明装置320的剖面的示意图。照明装置320与图7所示的照明装置120的差异在于，照明装置320包括取代支架140的支架340。

支架340与支架140的差异在于，支架340包括取代集合141的集合341，集合141包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B，而集合341包括光学构件342R、光学构件342G及光学构件342B。光学构件342R、光学构件342G及光学构件342B与光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的差异在于，光学构件342R、光学构件342G及光学构件342B包括取代透镜45R、透镜45G及透镜45B的透镜46R、透镜46G及透镜46B。

透镜46R、透镜46G及透镜46B是具有相同焦距的凸透镜。然而，透镜46R、透镜46G及透镜46B从面光源130的光出射面135计起的距离互不相同。图11所示的示例中，从光出射面135至透镜46R、透镜46G及透镜46B的距离被设定为，来自透镜46R的出射光343R的立体角θR、来自透镜46G的出射光343G的立体角θG与来自透镜46B的出射光343B的立体角θB满足θR＜θG＜θB。由此，能够使来自透镜46R、透镜46G及透镜46B的各个出射光343R、343G、343B的立体角互不相同。

＜G.照明装置的结构的变形例3＞

图12是表示变形例3的照明装置420的剖面的示意图。照明装置420与图9所示的照明装置220的差异在于，照明装置420包括取代支架240的支架440。

支架440与支架240的差异在于，支架440包括取代集合241的集合441，集合241包括光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B，而集合441包括光学构件442R、光学构件442G及光学构件442B。光学构件442R、光学构件442G及光学构件442B与光学构件242R、光学构件242G及光学构件242B的差异在于，光学构件442R、光学构件442G及光学构件442B包括取代透镜45R、透镜45G及透镜45B的透镜46R、透镜46G及透镜46B。

与变形例2同样的，从光出射面235至透镜46R、透镜46G及透镜46B的距离被设定为，来自透镜46R的出射光443R的立体角θR、来自透镜46G的出射光443G的立体角θG与来自透镜46B的出射光443B的立体角θB满足θR＜θG＜θB。由此，能够使来自透镜46R、透镜46G及透镜46B的各个出射光443R、出射光443G及出射光443B的立体角互不相同。

＜H.照明装置的结构的变形例4＞

图13是表示变形例4的照明装置520的剖面的示意图。照明装置520与图7所示的照明装置120的差异在于，照明装置520包括取代支架140的支架540。

支架540与支架140的差异在于，支架540包括取代集合141的集合541，集合141包括光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B，而集合541包括光学构件542R、光学构件542G及光学构件542B。光学构件542R、光学构件542G及光学构件542B与光学构件142R、光学构件142G及光学构件142B的差异在于，光学构件542R、光学构件542G及光学构件542B包括取代透镜45R、透镜45G及透镜45B的透光部47R、透光部47G及透光部47B，而透光部47R、透光部47G及透光部47B由遮光壁49包围。

透光部47R、透光部47G及透光部47B是由以与光出射面135垂直的方向为轴的筒状遮光壁49所包围。透光部47R、透光部47G及透光部47B中的以与光出射面135平行的面切开时的剖面积互不相同。在图13所示的示例中，透光部47R的剖面积小于透光部47G的剖面积，且透光部47G的剖面积小于透光部47B的剖面积。由此，来自透光部47R的出射光543R的立体角θR、来自透光部47G的出射光543G的立体角θG与来自透光部47B的出射光543B的立体角θB满足θR＜θG＜θB。其结果，能够使来自光学构件542R、光学构件542G及光学构件542B的各个出射光543R、出射光543G及出射光543B的立体角互不相同。

另外，在照明装置520包括取代面光源130的面光源230（参照图9）的情况下，支架540可不包括滤光片44R、滤光片44G及滤光片44B。此时，透光部47R、透光部47G及透光部47B设置为面向面光源230的发光部34R、发光部34G及发光部34B。

＜I.照明装置的其他变形例＞

在上述说明中，支架140、支架240、支架340、支架440及支架540中分别包括的集合141、集合241、集合341、集合441及集合541各自含有三个光学构件。然而，集合141、集合241、集合341、集合441及集合541也可各自含有两个或四个以上的光学构件。来自各集合中所含的n个（n为2以上的整数）光学构件的出射光的波长及立体角互不相同。由此，能够使照射至工件W的各点的光的立体角均匀化，并且可实现小型化的图像检查装置1。

＜J.附注＞

如上所述，本实施方式及变形例包括以下的揭示。

（结构1）

一种图像检查装置1，使用拍摄图像来检查对象物W，所述图像检查装置1包括：

拍摄部10，拍摄所述对象物W；以及

照明部20、120、220、320、420、520，设置在所述对象物W与所述拍摄部10之间，

所述照明部20、120、220、320、420、520包括：

面光源30、130、230；以及

多个集合41、141、241、341、441、541，各自包括沿着所述面光源30、130、230的光出射面35、135、235排列的第1至第n光学构件42R、42G、42B、142R、142G、142B、242R、242G、242B、342R、342G、342B、442R、442G、442B、542R、542G、542B，

n为2以上的整数，

所述第1至第n光学构件42R、42G、42B、142R、142G、142B、242R、242G、242B、342R、342G、342B、442R、442G、442B、542R、542G、542B设置为面向所述光出射面35、135、235，且将从所述光出射面35、135、235出射的光朝向所述对象物W传递，且

从所述第1至第n光学构件42R、42G、42B、142R、142G、142B、242R、242G、242B、342R、342G、342B、442R、442G、442B、542R、542G、542B朝向所述对象物W出射的光的波长及立体角互不相同。

（结构2）

根据结构1所述的图像检查装置1，其中，

所述面光源130放射白光，且

所述第1至第n光学构件42R、42G、42B、142R、142G、142B、342R、342G、342B、542R、542G、542B分别具有让不同波长的光穿透的第1至第n滤光片44R、44G、44B。

（结构3）

根据结构1所述的图像检查装置1，其中，

所述面光源230包括放射不同波长的光的第1至第n发光部34R、34G、34B，且

所述第1至第n发光部34R、34G、34B分别设置为面向所述第1至第n光学构件242R、242G、242B、442R、442G、442B。

（结构4）

根据结构1至结构3中任一项所述的图像检查装置1，其中，

所述第1至第n光学构件142R、142G、142B、242R、242G、242B分别具有焦距互不相同的第1至第n透镜45R、45G、45B。

（结构5）

根据结构1至结构3中任一项所述的图像检查装置1，其中，

所述第1至第n光学构件342R、342G、342B、442R、442G、442B分别具有焦距相同的第1至第n透镜46R、46G、46B，且

所述第1至第n透镜46R、46G、46B从所述光出射面135、235计起的距离互不相同。

（结构6）

根据结构1至结构3中任一项所述的图像检查装置1，其中，

所述第1至第n光学构件542R、542G、542B分别具有第1至第n透光部47R、47G、47B，所述第1至第n透光部47R、47G、47B是由以与厚度方向为轴的筒状遮光壁49所包围，且

所述第1至第n透光部47R、47G、47B中的以与所述光出射面135、235平行的面切开时的剖面积互不相同。

（结构7）

根据结构1至结构6中任一项所述的图像检查装置1，其中，

n为3，且

从所述第1至第3光学构件42R、42G、42B、142R、142G、142B、342R、342G、342B、542R、542G、542B出射的光分别为红光、绿光、蓝光。

（结构8）

一种照明装置20、120、220、320、420、520，其包括结构1至结构7中任一项所述的所述照明部。

应认为，所揭示的实施方式在所有方面仅为例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上面的描述限定，而是由权利要求限定，且意图包括与权利要求均等的含义及范围内的所有变更。而且，在实施方式及各变形例中所说明的发明意图尽可能单独或组合实施。

Claims (7)

1.一种图像检查装置，使用拍摄图像来检查对象物，所述图像检查装置的特征在于包括：

拍摄部，拍摄所述对象物，所述拍摄部具有与所述对象物匹配的视野；以及

照明部，设置在所述对象物与所述拍摄部之间，

所述照明部包括：

支架；

面光源；以及

多个集合，每一个集合包括沿着所述面光源的光出射面排列的第1至第n光学构件，其中，

n为2以上的整数，

所述第1至第n光学构件是设置为面向所述光出射面，且将从所述光出射面出射的光朝向所述对象物传递，且

从所述第1至第n光学构件朝向所述对象物出射的光的波长及立体角互不相同，

所述多个集合的所述第1至第n光学构件是以矩形矩阵的形式反复排列在所述支架上，且

所述支架及所述拍摄部被配置为使得所述支架的尺寸与所述拍摄部的所述视野相同，且所述多个集合的尺寸被设定为等于或小于所述拍摄部对所述对象物的所述拍摄图像中以一个像素表示的所述对象物的区域的尺寸。

2.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

所述面光源放射白光，且

所述第1至第n光学构件分别具有让不同波长的光穿透的第1至第n滤光片。

3.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

所述面光源包含放射不同波长的光的第1至第n发光部，且

所述第1至第n发光部分别设置为面向所述第1至第n光学构件。

4.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

所述第1至第n光学构件分别具有焦距不同的第1至第n透镜。

5.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

所述第1至第n光学构件分别具有焦距相同的第1至第n透镜，且

所述第1至第n透镜从所述光出射面计起的距离互不相同。

6.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

所述第1至第n光学构件分别具有第1至第n透光部，所述第1至第n透光部是由以与所述光出射面垂直的方向为轴的筒状遮光壁所包围，且

所述第1至第n透光部中的以与所述光出射面平行的面切开时的剖面积互不相同。

7.根据权利要求1所述的图像检查装置，其特征在于，

n为3，且

从所述第1至第3光学构件出射的光分别为红光、绿光、蓝光。

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