CN111566469A - 图像获取装置、图像获取方法及检查装置 - Google Patents

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Abstract

缩短从具有互不相同的照射方向的N(N为2以上自然数)个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像所需的时间。具备：移动部，使对象物沿第1方向移动；拍摄部，具有沿与第1方向正交的第2方向呈带状延伸的拍摄区域，拍摄对象物中通过拍摄区域的部分区域而获得对象物的部分图像；光源切换控制部，每当对象物沿第1方向移动用拍摄区域在第1方向上的尺寸除以光源的个数N而得到的单位距离时，依次切换向对象物照射的光；存储部，每当光切换时存储由拍摄部获得的部分图像；和对象图像获取部，根据光源的切换顺序删除将存储在存储部中的多个部分图像按每个光源合成而得到的合成图像的一部分，而获得N张对象物的图像。

Description

图像获取装置、图像获取方法及检查装置
技术领域
本发明涉及在从具有互不相同的照射方向的N(N为2以上的自然数)个光源各自依次向对象物(以下称为“工件”)照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像的图像获取技术，以及基于通过该图像获取技术得到的多个图像而对工件进行检查的检查技术。另外，本说明书中的“每个光源的对象物的图像”是指按每一个光源，对对象物仅照射源自该光源的光的状态下拍摄对象物而得到的图像，在具有N个光源的装置中，获得N张对象物的图像。
以参照方式将以下所示的日本申请的说明书、附图及权利要求书中的公开内容的全部内容导入本文件中：
日本特愿2018-018125(2018年2月5日申请)。
背景技术
已知有基于从各种角度拍摄金属制部件、树脂制部件和/或橡胶制部件等立体工件而得到的多个图像对工件进行检查的装置。例如，在专利文献1的检查装置中，设置有从多个方向分别对由工作台保持的工件照射光的多个光源部。并且，在通过使工作台转动规定角度而将工件定位后，对静止状态的工件照射来自光源部的光而进行照明，并由拍摄部获取工件的图像。基于这样得到的多个图像来执行工件的检查。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－57075号公报
发明内容
在上述现有技术中，每当使工件移动时，切换各光源的点亮/熄灭，通过从多个光源各自依次对静止状态的工件照射光来进行照明变更，获取每个光源的图像。像这样交替进行工件的移动和基于光源切换的照明变更从而获得检查所需的图像。因此，图像获取所需的时间的缩短终究有限，期望缩短该时间。此外，这样的要求不限于工件的检查装置，例如在使用光度立体技术的装置中也同样具有这样的要求。换句话说，在光度立体技术中，在从具有互不相同的照射方向的3个以上的光源各自依次对工件照射光的状态下获取每个光源的工件的图像，并将这些拍摄图像合成。因而，在提高装置的工作效率方面，以较短时间获得每个光源的工件的图像是重要的。
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于缩短如下时间：在从具有互不相同的照射方向的N(N为2以上的自然数)个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像所需的时间。
本发明的第1方式为一种图像获取装置，在从N个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像，其中，N个光源具有互不相同的照射方向，N为2以上的自然数，图像获取装置的特征在于，具备：移动部，其使对象物沿第1方向移动；拍摄部，其具有沿与第1方向正交的第2方向呈带状延伸的拍摄区域，拍摄部拍摄对象物中的通过拍摄区域的部分区域而获得对象物的部分图像；光源切换控制部，每当对象物沿第1方向移动单位距离时，光源切换控制部依次切换对对象物照射的光，其中，单位距离是用拍摄区域在第1方向上的尺寸除以光源的个数N而得到的；存储部，每当光切换时，存储部存储通过拍摄部获得的部分图像；和对象图像获取部，其根据光源的切换顺序删除合成图像的一部分，从而得到N张对象物的图像，其中，合成图像是将存储在存储部中的多个部分图像按每个光源合成而得到的。
此外，本发明的第2方式为一种图像获取方法，在使对象物沿第1方向移动的同时，从N个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像，其中，N个光源具有互不相同的照射方向，N为2以上的自然数，图像获取方法的特征在于，包括：准备拍摄部的工序，拍摄部具有沿与第1方向正交的第2方向呈带状延伸的拍摄区域，并且拍摄部拍摄对象物中通过拍摄区域的部分区域而获得对象物的部分图像；每当对象物沿第1方向移动单位距离时依次切换对对象物照射的光，且每当光切换时将通过拍摄部拍摄部分区域而得到的图像作为部分图像存储在存储部中的工序，其中，单位距离是用拍摄区域在第1方向上的尺寸除以光源的个数N而得到的；和将存储在存储部中的多个部分图像按每个光源合成而形成合成图像，并根据光源的切换顺序删除合成图像的一部分，从而得到N张对象物的图像的工序
进一步，本发明的第3方式为一种检查装置，其特征在于，具备上述图像获取装置和检查部，所述检查部基于由图像获取装置获取的N张对象物的图像来对对象物进行检查。
在像这样构成的发明中，并行地进行对象物的移动和光源切换，获取多个部分图像。并且，从按每个光源将多个部分图像合成而得到的合成图像中删除与光源的切换顺序对应的部位而获得对象物的图像。其结果是，仅由N个光源中的1个光源照亮的对象物的图像被分为光源的个数份儿，换句话说，获得N枚图像。
发明效果
如上所述，并行地进行对象物的移动和光源切换而获取每个光源的对象物的图像，因此，能够缩短获取每个光源的图像所需的时间。
上述本发明的各方式所具有的多个构成要素并非均为必须的要素，为了解决上述问题的一部分或全部，或者达成本说明书所记载的效果的一部分或全部，能够适当地对所述多个构成要素的一部分构成要素进行变更、删除、替换为新的其他构成要素、删除一部分限定内容。此外，为了解决上述问题的一部分或全部，或者达成本说明书所记载的效果的一部分或全部，也可以将上述本发明的一方式所包含的技术特征的一部分或全部与上述本发明的其他方式所包含的技术特征的一部分或全部组合，而作为本发明的独立的一个方式。
附图说明
图1是表示装配了本发明的图像获取装置的第1实施方式的检查装置的构成的图。
图2是表示检查装置中的工件与拍摄元件的位置关系的示意图。
图3是示意性地表示图像获取装置的动作的图。
图4是示意性地表示检查装置的检查动作的图。
图5是表示装配了本发明的图像获取装置的第2实施方式的检查装置的构成的图。
图6是表示检查装置中的工件与拍摄元件的位置关系的示意图。
图7是示意性地表示图像获取装置的动作的图。
图8是示意性地表示图像获取装置的动作的图。
图9是表示装配了本发明的图像获取装置的第3实施方式的检查装置的构成的图。
具体实施方式
图1是表示装配了本发明的图像获取装置的第1实施方式的检查装置的构成的图。图2是表示检查装置中的工件与拍摄元件的位置关系的示意图。图3是示意性地表示图像获取装置的动作的图。图4是示意性地表示检查装置的检查动作的图。另外，将工件W被搬运的方向称为“副扫描方向Y”，将与副扫描方向Y正交的水平方向称为“主扫描方向X”。
为了将例如通过锻造或铸造而形成的长方体形状的金属部件作为工件W进行检查，检查装置1具有图像获取装置。图像获取装置在使长方体形状的工件W沿副扫描方向Y移动同时，获取从副扫描方向Y的上游侧照明并拍摄的检查对象图像IM(IL1)及从下游侧照明并拍摄的检查对象图像IM(IL2)。此外，检查装置1通过将由图像获取装置获取的检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)分别与预先获取的基准图像RF(IL1)、RF(IL2)进行比较，从而检查工件W。
如图1所示，检查装置1具备主体2和由计算机构成的控制单元3。主体2具有使工件W沿副扫描方向Y直线移动的搬运带21。搬运带21架设于省略图示的两个辊上。对一个辊连接有工件搬运机构22的驱动马达221。该驱动马达221与编码器222连结，向控制单元3输出检测驱动马达221的动作的信号。并且，在驱动马达221根据来自控制单元3的搬运指令而工作时，如图1所示，搬运带21在带上表面21a上载置有工件W的状态下被驱动。由此，工件W经由拍摄区域23而沿着副扫描方向Y被搬运。另外，在本实施方式中，使用搬运带来搬运工件W，但工件W的搬运方法不限定于此，例如也可以利用沿副扫描方向Y往复移动的工作台来搬运工件W。
在拍摄区域23的上方固定配置有拍摄部24和2个光源部251、252。拍摄部24配置于拍摄区域23的垂直上方位置，能够由拍摄元件241从上方拍摄通过拍摄区域23的工件W。拍摄元件241为多个受光元件沿主扫描方向X排列的线传感器，如图2所示具有沿主扫描方向X延伸的带状的拍摄区域23。
光源部251中，多个LED(Light Emitting Diode，发光二极管)排列为沿主扫描方向X延伸的条状。此处，也可以由LED以外的种类的光源来构成光源部251。该光源部251作为在副扫描方向Y上从拍摄部24向上游侧隔开间隔配置的上游光源发挥作用，在拍摄部24的上游侧从斜上方向拍摄区域23照射光。因此，在利用控制单元3的光源驱动部32仅使光源部251点亮时，来自光源部251的光照射到拍摄区域23，工件W中的位于拍摄区域23的部分区域及其周边分别由光源部251照亮。然后，拍摄像这样被照亮的部分区域的图像。另外，在本实施方式中，将像这样仅照射来自上游光源(光源部251)的光的状态下拍摄的部分图像作为“部分图像Q2m(IL1)”。其中，“2m”是用于确定部分图像的符号，表示2×m。换句话说，部分图像Q2m指部分图像Q0、Q2、Q4、……。
另一个光源部252与光源部251同样地构成，但配置在与光源部251不同的位置，光的照射方向与光源部251不同。更详细而言，光源部252是在副扫描方向Y上从拍摄部24向下游侧隔开间隔配置的下游光源，在拍摄部24的下游侧从斜上方向拍摄区域23照射光。因此，在利用控制单元3的光源驱动部32仅使光源部252点亮时，光以与光源部251的点亮时不同的照射方向照射拍摄区域23，工件W中位于拍摄区域23的部分区域及其周边分别由光源部252照亮。然后，拍摄像这样被照亮的部分区域的图像。另外，在本实施方式中，将像这样仅照射来自下游光源(光源部252)的光的状态下拍摄的部分图像作为“部分图像Q2m+1(IL2)”。其中，“2m+1”是用于确定部分图像的符号，表示2×m+1。换句话说，部分图像Q2m+1指部分图像Q1、Q3、Q5、……。
由光源驱动部32根据来自控制单元3的光源切换控制部342的指令工作，来进行这两个光源部251、252的点亮/熄灭的切换。在本实施方式中，每当工件W如图2所示沿副扫描方向Y移动单位距离ΔD(其是用拍摄区域23在副扫描方向Y上的尺寸D除以光源的个数“2”而得到的)时、也就是在时刻T1、T2、……，依次切换对工件W照射的光，由此，以如下顺序交替地拍摄部分图像Q2m(IL1)、Q2m+1(IL2)。此处，着眼于相邻的时刻、例如时刻T1、T2时，可知如下情况。在时刻T1，在仅照射来自上游光源(光源部251)的光的状态下拍摄部分图像Q0(IL1)，在时刻T2，在仅照射来自下游光源(光源部252)的光的状态下拍摄部分图像Q1(IL2)。这两个部分图像Q0(IL1)、Q1(IL2)中，虽然光源不同，但包含拍摄工件W的同一区域的图像P1(IL1)、P1(IL2)。此外，在接下来的时刻T2、T3，包含同样的图像P2(IL2)、P2(IL1)。在这之后也同样。因而，若重复以上游光源及下游光源的顺序进行的光源切换的同时，在每次光源切换时由拍摄部24拍摄部分图像Q0、Q1、……，则如图3所示，可获取
时刻T1：部分图像Q0(IL1)＝图像P0(IL1)+图像P1(IL1)
时刻T2：部分图像Q1(IL2)＝图像P1(IL2)+图像P2(IL2)
时刻T3：部分图像Q2(IL1)＝图像P2(IL1)+图像P3(IL1)
时刻T4：部分图像Q3(IL2)＝图像P3(IL2)+图像P4(IL2)……
多个部分图像Q0、Q1、……被存储在控制单元3的存储部33中。
此处，为了易于理解本实施方式的技术内容，示例说明重复3次光源切换、即如上所述按照上游光源及下游光源的顺序切换光源的情况。通过并行地进行这样的工件W的移动和光源切换，从而获取部分图像Q0(IL1)、Q1(IL2)、Q2(IL1)、Q3(IL2)、Q4(IL1)、Q5(IL2)，并存储在存储部33中。然后，若从存储部33按每个光源提取出部分图像Q0～Q5，并将提取出的部分图像合成，能够得到2张合成图像。接着，删除先点亮的上游光源的合成图像中的最先拍摄的部分图像Q0(IL1)的一部分图像，更具体而言删除图像P0(IL1)，从而获得在仅照射来自上游光源(光源部251)的光的状态下拍摄工件W时的检查对象图像IM(IL1)，也就是
IM(IL1)＝P1(IL1)+P2(IL1)+…+P5(IL1)。
此外，删除后点亮的下游光源的合成图像中的最后拍摄的部分图像Q5(IL2)所含的一部分图像，更具体而言删除图像P6(IL2)，从而获得在仅照射来自下游光源(光源部252)的光的状态下拍摄工件W时的检查对象图像IM(IL2)，也就是
IM(IL2)＝P1(IL2)+P2(IL2)+…+P5(IL2)。
将像这样获得的检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)存储在存储部33中。
存储部33与图像处理部31、光源驱动部32及运算处理部34一同设于控制单元3。如图1所示，存储部33除上述部分图像Q及检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)以外，还预先存储有基准图像RF(IL1)、RF(IL2)和/或各种程序等。基准图像RF(IL1)是在仅照射来自上游光源(光源部251)的光的状态下拍摄合格品的工件W时得到的图像，基准图像RF(IL2)是在仅照射来自下游光源(光源部252)的光的状态下拍摄合格品的工件W时得到的图像。此外，存储在存储部33中的程序包含用于获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)的图像获取程序和/或基于检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)来检查工件W的检查程序等。并且，运算处理部34根据这些程序来进行各种处理。
运算处理部34由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)构成，根据上述程序来控制装置各部分，从而进行图像获取和/或工件W的检查。换句话说，运算处理部34作为如下部而发挥作用：控制工件搬运机构22从而控制工件搬运的工件搬运控制部341、进行光源部251、252的点亮切换的光源切换控制部342、获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)的对象图像获取部343及进行工件检查的检查部344。并且，在本实施方式中，运算处理部34在根据图像获取程序使工件W沿副扫描方向Y移动同时进行光源切换而获取多个部分图像后，获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)。进一步，运算处理部34基于检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)进行工件检查。以下，参照图1、图2及图3对图像获取动作进行说明，然后参照图4对工件检查动作进行说明。
在作为检查对象的工件W被移载至搬运带21时，如图1所示，运算处理部34驱动搬运带21，将搬运带21上的工件W沿副扫描方向Y搬运，并且并行地执行如下拍摄动作。在拍摄动作中，至位于工件W的前端的部分区域(以下称为“前端部分区域”)到达拍摄区域23，光源部252保持熄灭状态而仅光源部251被点亮。然后，如图2的上层所示，在工件W的前端部分区域移动到拍摄区域23的时间点(时刻T1)，在拍摄元件241的受光面形成工件W的前端部分区域的像(P0+P1)。因此，在仅由来自光源部251的光、也就是光源光IL1照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的图像，也就是部分图像Q0(IL1)(＝P0(IL1)+P1(IL1))并写入存储部33。
在这之后，在工件W沿副扫描方向Y移动了上述单位距离ΔD的时间点(时刻T2)，如图2的中层所示，上述像P0从拍摄元件241的受光面(在图2中标注了阴影的区域)向(－Y)侧偏离而此次像P2位于拍摄元件241的受光面。与这样的工件W的单位距离移动并行地，光源部251熄灭且光源部252点亮。通过该光源切换，在时间点(时刻T2)，照亮拍摄区域23及其周边的光源从光源部251切换为光源部252。于是，在仅由来自光源部252的光，也就是光源光IL2照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的部分图像Q1(IL2)并写入存储部33。
在工件W进一步朝副扫描方向Y移动了1个部分拍摄区域的时间点(时刻T3)，如图2的下层所示，上述像P1从拍摄元件241的受光面向(－Y)侧偏离而此次像P3位于上述受光面。与这样的工件W的单位距离移动并行地，光源部252熄灭且光源部251再次点亮。通过该光源切换，在时间点(时刻T3)，照亮拍摄区域23及其周边的光源从光源部252切换为光源部251。于是，在仅由来自光源部251的光，也就是光源光IL1进行照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的部分图像Q2(IL1)并写入存储部33。在此之后，也与上文同样地、并行地进行工件W的移动和光源切换，如图3所示，在时刻T4～T6，作为部分图像，依次获取
时刻T4：Q3(IL2)＝图像P3(IL2)+图像P4(IL2)
时刻T5：Q4(IL1)＝图像P4(IL1)+图像P5(IL1)
时刻T6：Q5(IL2)＝图像P5(IL2)+图像P6(IL2)，
并写入存储部33。
接下来，运算处理部34按照每个光源提取出通过上述拍摄动作而得到的多个部分图像Q。即，与上游光源对应地提取出部分图像Q2m(IL1)，与下游光源对应地提取出部分图像Q2m+1(IL2)。此外，运算处理部34根据光源的切换顺序而删除将提取出的部分图像Q合成而得到的合成图像的一部分，获取2张检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)，并写入存储部33。通过此种方式，完成2张二维图像、也就是每个光源的检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)的获取，运算处理部34进至检查动作。
运算处理部34根据检查程序而执行如下检查动作。即，如图4所示，从存储部33读取基准图像RF(IL1)和检查对象图像IM(IL1)，求出两者的差。此外，同样地，从存储部33读取基准图像RF(IL2)和检查对象图像IM(IL2)，并求出两者的差。运算处理部34基于由此得到的差分图像DF(IL1)、DF(IL2)来判断工件W的表面是否含有伤痕和/或瑕疵等缺陷。另外，此处，基于差分图像进行工件W是否合格的判断，但判断合格与否的方法不限定于此，也可以使用基于检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)来进行判断的其他方法。
如上所述，在本实施方式中，在使工件W移动的同时进行光源切换并获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)，因此，能够大幅缩短图像获取所需的时间。
此外，照射来自光源部251的光而拍摄的多个部分图像Q2m(IL1)、和照射来自光源部252的光而拍摄的多个部分图像Q2m+1(IL2)是在副扫描方向Y上错开单位距离ΔD而拍摄的，但如上所述通过执行每个光源的部分图像Q的提取、提取出的部分图像Q的合成及从合成图像除去部分图像，而形成检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)。因而，能够正确地获取工件W中作为检查对象的区域的检查对象图像。
此外，使用线传感器作为拍摄元件241，因此，对拍摄区域23进行拍摄而得到的部分图像向图像处理部31的传送速度较高。因此，即使在使工件W较高速地移动的情况下，也能够确实地传送部分图像Q2m(IL1)、Q2m+1(IL2)。
此外，在本实施方式中，由1台拍摄部24获取每个光源的二维图像、也就是检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)，与使用多个拍摄部的专利文献1所记载的装置相比，能够简化装置构成。
进一步，因为能够在短时间获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)，所以还能够大幅缩短工件W的检查所需的时间。
像这样，在本实施方式中，副扫描方向Y及主扫描方向X分别相当于本发明的“第1方向”及“第2方向”，用于使工件W沿副扫描方向Y移动而设置的搬运带21及工件搬运机构22作为本发明的“移动部”发挥作用。此外，光源部521、522分别作为本发明的“第1光源”及“第2光源”发挥作用，但也可以调换点亮顺序，该情况下，光源部521、522分别作为本发明的“第2光源”及“第1光源”发挥作用。此外，该移动部(＝搬运带21及工件搬运机构22)、两个光源部251、252、拍摄部24、存储部33、和具有光源切换控制部342及对象图像获取部343的运算处理部34的组合作为本发明的“图像获取装置”发挥作用。此外，具有两个光源部251、252，获取2张二维图像(＝检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2))，在本实施方式中，N＝2。
另外，本发明不限定于上述实施方式，只要不脱离其宗旨则能够对上述要素施以各种变更。例如，在上述实施方式中，对于使用2个光源部251、252获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)而检查工件W的检查装置1适用了本发明，但也能够对具有3个以上的光源部的检查装置适用本发明。以下，参照图5至图8对具有3个光源部的检查装置进行说明。
图5是表示装配了本发明的图像获取装置的第2实施方式的检查装置的构成的图。图6是表示检查装置中工件与拍摄元件的位置关系的示意图。图7及图8是示意性地表示图像获取装置的动作的图。第2实施方式与第1实施方式较大的不同点在于，除光源部251、252之外又追加了其他的光源部253使得N＝3这一点，和单位距离ΔD为(D/3)这一点。另外，其他构成基本相同，因此对相同构成标注相同的附图标记并省略构成说明。
在第2实施方式中，如图5所示，在副扫描方向Y上在拍摄部24的下游侧相邻地设置有光源部253。在光源部253中，与光源部251、252同样，以沿主扫描方向X延伸的条状排列有多个LED。该光源部253作为在光源部251、252的中间位置从大致垂直上方朝拍摄区域23照射光的中央光源发挥作用。
如图5所示，在作为检查对象的工件W被移载至搬运带21时，运算处理部34驱动搬运带21，沿副扫描方向Y搬运搬运带21上的工件W，并且执行如下拍摄动作。
在第2实施方式中，与第1实施方式同样，至工件W的前端部分区域到达拍摄区域23为止，光源部252及光源部253保持熄灭状态而仅光源部251点亮。然后，在工件W的前端部分区域移动至拍摄区域23的时间点(时刻T1)，如图6的上层所示，在拍摄元件241的受光面形成工件W的前端部分区域的像(P0+P1+P2)。因此，在仅由来自光源部251的光，也就是光源光IL1进行照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的图像，也就是部分图像Q0(＝P0(IL1)+P1(IL1)+P2(IL1))，并写入存储部33(参照图7)。
继此之后，工件W沿副扫描方向Y移动单位距离ΔD(＝D/3)，伴随该移动，光源部251熄灭且光源部253点亮。在该时间点(时刻T2)，在仅由来自光源部253的光、也就是光源光IL3进行照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的部分图像Q1(＝P1(IL3)+P2(IL3)+P3(IL3))，并写入存储部33。
此外，工件W进一步朝副扫描方向Y移动单位距离ΔD，伴随该移动，光源部253熄灭且光源部252点亮。在该时间点(时刻T3)，在仅由来自光源部252的光、也就是光源光IL2进行照明的状态下，拍摄部24拍摄位于拍摄区域23的部分区域的部分图像Q2(＝P2(IL2)+P3(IL2)+P4(IL2))，并写入存储部33。
在这之后也是，在反复进行按上游光源、中央光源及下游光源的顺序进行的光源切换的同时，每次光源切换则由拍摄部24拍摄部分图像Q，如图7所示，在时刻T4、……获取部分图像Q，并写入存储部33。之后，在上述光源切换的重复到达预先设定的次数的时间点停止拍摄动作。
接着，运算处理部34与第1实施方式同样地按每个光源提取出通过上述拍摄动作而得到的多个部分图像。换句话说，运算处理部34对于上游光源提取出部分图像Q3m(IL1)，对于中央光源提取出部分图像Q3m+1(IL3)，对于下游光源提取出部分图像Q3m+2(IL2)。“3m”是用于确定部分图像的符号，表示3×m。换句话说，部分图像Q3m指部分图像Q0、Q3、Q6、……，部分图像Q3m+1指部分图像Q1、Q4、Q7、……，部分图像Q3m+2指部分图像Q2、Q5、Q8、……。
然后，运算处理部34根据光源的切换顺序删除将按每个光源提取出的部分图像合成而得到的合成图像的一部分，从而获取3张检查对象图像IM(IL1)、IM(IL3)、IM(IL2)，并写入存储部33。图8示意性地表示了该动作的一例。
如图8所示，运算处理部34删除由就上游光源提取出的部分图像Q3m(IL1)形成的合成图像中最先拍摄的部分图像FT1的一部分，更详细而言删除包含于部分图像FT1的图像中的位于下游侧(该图中的上方侧)的图像(图中的虚线部分)。另一方面，关于由就下游光源提取出的部分图像Q3m+2(IL2)形成的合成图像，与上述相反，删除最后拍摄的部分图像ED2的一部分，更详细而言删除包含于部分图像ED2的图像中的位于上游侧(该图中的下方侧)的图像(图中的虚线部分)。进一步，删除由就中央光源提取出的部分图像Q3m+1(IL3)形成的合成图像中最先拍摄的部分图像FT3的一部分，更详细而言删除包含于部分图像FT3的图像中的位于下游侧的图像(图中的虚线部分)，并且删除最后拍摄的部分图像ED3的一部分，更详细而言删除包含于部分图像ED3的图像中的位于下游侧的图像(图中的虚线部分)。另外，对于由部分图像Q3m(IL1)形成的合成图像中最后拍摄的部分图像ED1及由部分图像Q3m+2(IL2)形成的合成图像中最先拍摄的部分图像FT2，不进行图像删除，其包含于检查对象区域。
以此种方式，在3张二维图像、也就是每个光源的检查对象图像IM(IL1)、IM(IL3)、IM(IL2)的获取结束后，运算处理部34进至检查动作，以与第1实施方式同样的方式进行工件W的检查。
以此种方式，在第2实施方式中也是，与第1实施方式同样，在使工件W移动的同时进行光源切换(照明变更)并获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3)，因此，能够大幅缩短图像获取所需的时间。另外，在第2实施方式中，具有3个光源部251、252、253，分别作为本发明的“第1光源”、“第2光源”及“第3光源”发挥作用，但光源的点亮顺序不限定于光源部251、253、252，是任意的。此外，在第2实施方式中，获取3张二维图像(＝检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3))。换句话说，本实施方式中N＝3。
此外，在上述实施方式中，在使工件W沿副扫描方向Y直线移动的同时，进行检查对象图像的获取及工件W的检查，但对于本发明而言其适用对象不限定于此，例如也能够适用于在使工件W如图9所示沿旋转方向R旋转的同时，进行检查对象图像的获取及工件W的检查的检查装置。
图9是表示装配了本发明的图像获取装置的第3实施方式的检查装置的构成的图。第3实施方式与第1实施方式较大的不同点在于，工件W为齿轮等具有旋转对称形状的金属制部件这一点，和工件W的移动方向从副扫描方向Y变更为旋转方向R这一点，其他构成与第1实施方式基本相同。
在该第3实施方式中，如图9所示，工件W由工件旋转驱动机构26保持并旋转移动。该工件旋转驱动机构26具有省略图示的卡盘部，使其旋转中心轴AXc与工件W的旋转对称轴AXw一致地保持工件W。此外，卡盘部与驱动马达261连结，通过利用驱动马达261旋转而使工件W绕旋转中心轴AXc旋转。在本实施方式中，为了高精度地检测旋转方向R上的工件W的位置，在驱动马达261安装有编码器262。
此外，在工件W的垂直上方配置有拍摄部24及光源部251、252。拍摄部24如图9所示，相对于工件W的旋转对称轴AXw向径向外侧延伸地设置。因此，能够在使工件W旋转的同时由该拍摄部24利用拍摄元件241拍摄工件W的拍摄区域23。此外，在旋转方向R上，在拍摄部24的上游侧及下游侧分别配置有光源部251、252。在光源部251、252中，以沿与拍摄部24的延伸方向平行的方向延伸的条状排列有多个LED。并且，在与第1实施方式同样、由控制单元3的光源驱动部32仅点亮光源部251时，由光源部251分别照亮工件W中的位于拍摄区域23的部分区域及其周边并拍摄部分图像。反过来，在仅点亮光源部252时，由光源部252分别点亮工件W中位于拍摄区域23的部分区域及其周边并拍摄部分图像。
在第3实施方式中也是，与第1实施方式同样，与工件W的旋转移动并行地进行光源切换，并获取部分图像Q2m(IL1)、Q2m+1(IL2)，然后，按每个光源提取出多个部分图像，并根据光源的切换顺序删除它们的合成图像的一部分而获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)。在这之后，将检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)分别与基准图像RF(IL1)、RF(IL2)进行对比来进行工件W是否合格的判断。
如上所述，在第3实施方式中也是，与第1实施方式同样地在使工件W移动的同时进行光源切换(照明变更)而获取检查对象图像IM(IL1)、IM(IL2)，因此，能够大幅缩短图像获取所需的时间。另外，在第3实施方式中，旋转方向R相当于本发明的“第1方向”，并且工件W的径向相当于本发明的“第2方向”。
此外，在上述实施方式中，将锻造部件、铸造部件、齿轮等金属制部件作为工件W，按每个光源获取工件W的检查对象图像并进行检查，但构成工件W的材料、形状等无特别限定。例如也可以对将树脂制部件、橡胶制部件等作为工件W并进行检查对象图像的获取及检查的装置适用本发明。此外，也可以对于将具有圆盘形状、圆环形状等的部件作为工件W并进行检查对象图像的获取及检查的装置适用本发明。
此外，在上述实施方式中，对工件W的检查装置1适用了本发明，但也可以对通过光度立体技术而形成合成图像的装置适用本发明的图像获取装置和/或图像获取方法。但是，为了使用光度立体技术，需要设置3个以上的光源部，获取3张以上的二维图像。
以上，按照特定的实施例对发明进行了说明，但并非意图以限定的含义来解释该说明。与本发明的其他实施方式同样，对于精通本技术的人员而言，在参照发明的说明的基础上，公开的实施方式的各种变形例也是显而易见的。因而，应认为在不脱离发明的真正范围的范围内，所附的权利要求书包含该变形例或实施方式。
工业实用性
本发明能够适用于在从具有互不相同的照射方向的N(N为2以上的自然数)个光源各自依次朝对象物照射光的状态下获取每个光源的对象物的图像的所有图像获取技术及所有装配其的装置。
附图标记说明
1…检查装置
21…搬运带(移动部)
22…工件搬运机构(移动部)
23…拍摄区域
24…拍摄部
26…工件旋转驱动机构(移动部)
33…存储部
34…运算处理部
241…拍摄元件
251、252、253…光源部
342…光源切换控制部
343…对象图像获取部
344…检查部
ED1～ED3…(最后拍摄的)部分图像
FT1～FT3…(最先拍摄的)部分图像
IL1、IL2、IL3…光源光
IM…检查对象图像(二维图像)
Q、Q2m、Q2m+1、Q3m、Q3m+1、Q3m+2…部分图像
R…旋转方向(第1方向)
W…工件(对象物)
X…主扫描方向(第2方向)
Y…副扫描方向(第1方向)
ΔD…单位距离。

Claims (7)

1.一种图像获取装置，在从N个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个所述光源下的所述对象物的图像，其中，所述N个光源具有互不相同的照射方向，N为2以上的自然数，所述图像获取装置的特征在于，具备：
移动部，其使所述对象物沿第1方向移动；
拍摄部，其具有沿与所述第1方向正交的第2方向呈带状延伸的拍摄区域，所述拍摄部拍摄所述对象物中的通过所述拍摄区域的部分区域而获得所述对象物的部分图像；
光源切换控制部，每当所述对象物沿所述第1方向移动单位距离时，所述光源切换控制部依次切换对所述对象物照射的光，其中，所述单位距离是用所述拍摄区域在所述第1方向上的尺寸除以所述光源的个数N而得到的；
存储部，每当所述光切换时，所述存储部存储通过所述拍摄部获得的所述部分图像；和
对象图像获取部，其根据所述光源的切换顺序删除合成图像的一部分，从而得到N张所述对象物的图像，其中，所述合成图像是将存储在所述存储部中的多个所述部分图像按每个所述光源合成而得到的。
2.如权利要求1所述的图像获取装置，其特征在于，
所述N个光源包含第1光源和第2光源，
所述光源切换控制部进行切换，以使得重复进行多次按所述第1光源及所述第2光源的顺序使所述第1光源及所述第2光源点亮的动作，
所述对象图像获取部删除将在所述第1光源点亮期间获取的所述部分图像合成而得到的所述合成图像中最先拍摄的所述部分图像的一部分，从而获得仅对所述对象物照射来自所述第1光源的光的状态下的所述对象物的图像，
所述对象图像获取部删除将在所述第2光源点亮期间获取的所述部分图像合成而得到的所述合成图像中最后拍摄的所述部分图像的一部分，从而获得仅对所述对象物照射来自所述第2光源的光的状态下的所述对象物的图像。
3.如权利要求1所述的图像获取装置，其特征在于，
所述N个光源包括第1光源、第2光源及第3光源，
所述光源切换控制部进行切换，以使得重复进行多次按所述第1光源、所述第3光源及所述第2光源的顺序使所述第1光源、所述第3光源及所述第2光源点亮的动作，
所述对象图像获取部删除将在所述第1光源点亮期间获取的所述部分图像合成而得到的所述合成图像中最先拍摄的所述部分图像的一部分，从而获得仅对所述对象物照射来自所述第1光源的光的状态下的所述对象物的图像，
所述对象图像获取部删除将在所述第2光源点亮期间获取的所述部分图像合成而得到的所述合成图像中最后拍摄的所述部分图像的一部分，从而获得仅对所述对象物照射来自所述第2光源的光的状态下的所述对象物的图像，
所述对象图像获取部删除将在所述第3光源点亮期间获取的所述部分图像合成而得到的所述合成图像中最先拍摄的所述部分图像的一部分和最后拍摄的所述部分图像的一部分这两者，从而获得仅对所述对象物照射来自所述第3光源的光的状态下的所述对象物的图像。
4.如权利要求1～3中任一项所述的图像获取装置，其特征在于，
所述移动部使所述对象物沿所述第1方向直线移动。
5.如权利要求1～3中任一项所述的图像获取装置，其特征在于，
所述移动部使所述对象物沿所述第1方向旋转移动。
6.一种图像获取方法，在使对象物沿第1方向移动的同时，从N个光源各自依次向对象物照射光的状态下获取每个所述光源下的所述对象物的图像，其中，所述N个光源具有互不相同的照射方向，N为2以上的自然数，所述图像获取方法的特征在于，包括：
准备拍摄部的工序，所述拍摄部具有沿与所述第1方向正交的第2方向呈带状延伸的拍摄区域，并且所述拍摄部拍摄所述对象物中的通过所述拍摄区域的部分区域而获得所述对象物的部分图像；
每当所述对象物沿所述第1方向移动单位距离时依次切换对所述对象物照射的光，且每当所述光切换时将通过所述拍摄部拍摄所述部分区域而得到的图像作为部分图像存储在存储部中的工序，其中，所述单位距离是用所述拍摄区域在所述第1方向上的尺寸除以所述光源的个数N而得到的；和
将存储在所述存储部中的所述多个部分图像按每个所述光源合成而形成合成图像，并根据所述光源的切换顺序删除所述合成图像的一部分，从而得到N张所述对象物的图像的工序。
7.一种检查装置，其特征在于，具备:
权利要求1～5中任一项所述的图像获取装置；和
检查部，其基于由所述图像获取装置获取的所述N张所述对象物的图像来检查所述对象物。
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