CN116490821A - 拍摄装置、检查装置及拍摄方法 - Google Patents

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N Tech KK
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Abstract

本发明的拍摄装置(15)具备相机(30)、光源(21～23)、带通滤光器(31)及转换部(60)。相机(30)具备图像传感器(33)，所述图像传感器(33)具有N频带(N为3以上的自然数)的彩色滤光器。M种类(M为2≦M≦N的自然数)的光源(21～23)具有在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域分别具有波峰的发光光谱特性。转换部(60)对相机(30)拍摄物品(12)而通过图像传感器(33)所获得的N频带的拍摄信号(S1)进行矩阵运算，从而生成在彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号。光源(21～23)的照光方向及发光强度分别地被选定。

Description

拍摄装置、检查装置及拍摄方法
技术领域
本发明涉及一种拍摄被拍对象的拍摄装置、检查装置及拍摄方法。
背景技术
例如专利文献1～3公开了一种拍摄装置，其用相机拍摄对从光源对瓶子等被拍物件照射的光的像而取得图像。上述专利文献1～3也公开了一种检查装置，其例如根据相机拍摄被拍对象的图像来对附加于被拍对象的文字、瑕疵(缺陷)、标签等检查对象进行检查。
这种检查被拍对象的情况中存在对被拍对象中的多种检查对象进行检查的情况。当多种检查对象为例如文字、瑕疵(缺陷)、标签等时，存在多种检查对象的光学特性不同，而使用共通的光源及相机对光学特性不同的多种检查对象进行检查变得困难的情况。此时，为了取得能够检查被拍对象的图像，需要以不同的拍摄条件来拍摄图像，因此需要一种具备多套的多种光源和相机的拍摄系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-92141号公报
专利文献2：日本专利特开2011-33641号公报
专利文献3：日本专利特开2007-209206号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，具备多套光源和相机的拍摄系统中，当构成为具备多台相机时，需要进行将拍摄时刻错开的拍摄以及各自的图像处理，因此，多处的检查时间变长。此外，当对来自多台相机的图像进行共同处理时，由于被拍对象的位置不同，因此需要对从各相机获得的图像进行位置、视角修正等处理。进而也需要防止多台光源的照明光之间的干扰的机构或发光控制。
本发明的目的在于提供一种拍摄装置及拍摄方法，其能够藉由简单的结构对被拍对象中光学特性不同的多处的图像用1台相机以相同的视角进行拍摄。此外，本发明的另一目的在于提供一种检查装置，其能够藉由简单的结构及简单的处理来用相机拍摄被拍对象中光学特性不同的多处而进行的检查。
解决技术课题所采用的技术方案
以下，针对用于解决上述课题的手段及其作用效果加以记载。
解决上述课题的拍摄装置相机，具备图像传感器，该图像传感器具有分光透过率特性不同的N频带的分光滤光器并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度，所述N为3以上的自然数；M种类的光源，分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域分别具有波峰，所述M为满足2≦M≦N的自然数；滤光器，配置于所述图像传感器与被拍对象之间的光路上，并且能够透过来自所述M种类的光源中所述彼此不同的波长区域的光；以及转换部，将利用所述相机拍摄所述被拍对象时通过所述图像传感器所获得的拍摄信号分离为N频带的拍摄信号，并藉由对分离出的N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在所述彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号，所述M种类的光源对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域分别照光，按照所述拍摄对象区域分别选定对所述被拍对象的照光方向和各自的发光强度，对所述被拍对象的照光方向决定所述相机所拍摄的所述M处的拍摄对象区域的像是透射光还是反射光。
根据该结构，能够将从N频带(band)的拍摄信号进行矩阵运算所获得的M频带的图像信号生成为在各自独立的波长区域具有分光灵敏度的M张的拍摄图像。因此，为了拍摄被拍对象中光学特性不同的M处的拍摄对象区域，而将来自M种类的光源的在彼此不同的波长区域具有波峰的发光光谱的光从选定的照光方向对M处的拍摄对象区域分别地照射时，能够将M种类的光源对该M处的拍摄对象区域的照明强度进行分别地设定。其结果使得即使将被拍对象的M处的拍摄对象区域用1台相机以相同的视角同时进行拍摄，仍能够分别获得被拍对象中M处中的1处较其它处被清楚地拍摄的M张的拍摄图像。因此，能够藉由简单的结构将被拍对象中光学特性不同的多处用1台相机以相同的视角同时进行拍摄。
上述拍摄装置也可以是：所述相机为去除红外光截止滤光器后的通用彩色相机。
根据该结构，相机由于是利用通用彩色相机，因此拍摄装置的结构为简单的结构即可。
上述拍摄装置亦可以为：所述M种类的光源包含2种类的光源，2种类的光源分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域内的彼此不同的2个波长区域分别具有波峰，所述M频带的图像信号为3频带以上的图像信号，包含第1图像信号、第2图像信号及第3图像信号，所述第1图像信号在所述2个波长区域中的一方的第1波长区域具有分光灵敏度，所述第2图像信号在另一方的第2波长区域具有分光灵敏度，所述第3图像信号在与第1波长区域及第2波长区域的两方不同的第3波长区域具有分光灵敏度。
根据该结构，能够以单次的拍摄取得对被拍对象中光学特性不同的多处拍摄而成的3频带以上的图像信号。
上述拍摄装置也可以是：所述M种类的光源包含如下光源：在近红外区域内的既定波长区域具有发光光谱特性，所述M频带的图像信号包含如下图像信号：在近红外区域的所述既定波长区域具有分光灵敏度。
根据该结构，能够以单次的拍摄取得包含被拍对象中能够以近红外光的照明拍摄的部位的图像信号的M频带的图像信号。
上述拍摄装置也可以是：所述相机拍摄的被拍对象包含具有透光性的区域，所述M种类的光源是在如下时机进行所述M种类的光的照射：包含同时照射所述被拍对象的所述M处的拍摄对象区域的期间，所述相机对所述被拍对象进行单次拍摄。
根据该结构，能够藉由简单的结构将被拍对象中光学特性不同的多处的图像用1台相机进行单次拍摄。
上述拍摄装置也可以是：所述M种类的光源包含第1光源、第2光源及第3光源中的至少2个光源，所述第1光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相反一侧的位置，所述第2光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相同一侧的位置，所述第3光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相反一侧的位置，所述相机拍摄第1像、第2像以及第3像中的至少2个像，所述第1像为来自所述第1光源透过所述被拍对象的透射光的像，所述第2像为来自所述第2光源被所述被拍对象反射的反射光的像，所述第3像为来自所述第3光源透过所述被拍对象的透射光的像。
根据该结构，能够拍摄来自第1光源的光透过被拍对象而成的透射光的第1像、来自第2光源的光被被拍对象反射而成的反射光的第2像以及来自第3光源的光透过被拍对象而成的透射光的第3像中的至少2个像。因此，能够有效地取得被拍对象中光学特性不同的至少2处的图像。
解决上述课题的检查装置具备：所述拍摄装置；以及检查处理部，根据所述拍摄装置所输出的所述M频带的图像信号来检查所述被拍对象。
根据该构成，能够藉由简单的结构的拍摄装置将被拍对象中光学特性不同的多处的图像用1台相机以相同的视角进行拍摄。此时，在拍摄被拍对象中光学特性不同的多处时，能够几乎不用考虑对其他的拍摄对象区域的光的影响地将M种类的光源调整成适当的光强度。因此，能够藉由简单的处理对被拍对象中光学特性不同的多处进行检查。
上述检查装置也可以是：所述被拍对象为收容液体的容器，包含具有透光性的区域，所述检查处理部检查所述容器的外周面所附加的文字，所述检查装置进行如下检查中的至少2个检查：所述容器的与液体重叠的部分所附加的所述文字的检查；所述容器的不与液体重叠的部分的所述文字的检查；以及所述容器的外周面所贴的标签的文字的检查。
根据该结构，能够以简单的结构对被拍对象中光学特性不同的多处适当地进行检查。
解决上述课题的拍摄方法，其用相机拍摄被拍对象而生成图像信号，其中，具备照光步骤、拍摄步骤以及转换步骤，所述照光步骤中，藉由M种类的光源对被拍对象进行照光，所述M种类的光源分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域分别具有波峰，所述M为满足2≦M≦N的自然数，所述N为3以上的自然数，所述拍摄步骤中，藉由相机通过滤光器对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域进行拍摄，所述相机具备图像传感器，该图像传感器具有分光透过率特性不同的N频带的分光滤光器并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度；所述滤光器能够透过来自所述M种类的光源的所述彼此不同的波长区域的光，所述转换步骤中，通过将所述图像传感器所拍摄的拍摄信号分离为N频带的拍摄信号，并对分离出的N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在所述彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号，所述M种类的光源对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域分别照明，按照所述拍摄对象区域分别选定对所述被拍对象的照光方向和各自的发光强度，所述被拍对象的照光方向决定所述相机所拍摄的所述M处的拍摄对象区域的像是透射光还是反射光。
发明效果
根据本发明，由于能够对被拍对象中光学特性不同的多个拍摄对象区域分别地设定照光强度，因此能够藉由简单的结构将多个拍摄对象区域的图像用1台相机以相同的视角而同时进行拍摄。
附图说明
图1是表示第1实施方式中的具备检查装置的检查系统的示意图。
图2是表示拍摄装置的结构的示意图。
图3是表示物品的示意的侧面图。
图4的(a)是表示通用的彩色相机的结构图及波长与相对灵敏度之间的关系的图，图4的(b)是表示移除了IR截止滤光器后的彩色相机的结构图及波长与相对灵敏度之间的关系的图。
图5是表示相机的结构的示意图。
图6的(a)是表示带通滤光器的光透过率特性的图，图6的(b)是表示图像传感器的各种颜色的相对灵敏度的图。
图7的(a)～(c)是表示3种类的光源的发光光谱的图。
图8的(a)是表示组合了3种类的光源的发光光谱的图，图8的(b)是表示通过了带通滤光器后的图像传感器的各种颜色的相对灵敏度的图。
图9的(a)是表示将3种类的光源设为光源的图像传感器的各种颜色的相对灵敏度的图，图9的(b)是表示第2拍摄信号的各种频带的相对输出特性的图。
图10是表示检查装置的机能性结构的框图。
图11是表示用自然光所拍摄的物品的图像的图。
图12的(a)～(c)是分别表示X图像、Y图像、Z图像的图。
图13的(a)～(c)是分别表示X轮廓图像、Y轮廓图像、Z轮廓图像的图。
图14的(a)是表示第2实施方式中的带通滤光器的光透过率特性的图，图14的(b)是表示使用近红外光源的第2拍摄信号的各种频带的相对输出特性的图。
图15是表示将近红外光源设为单一光源的拍摄所获的X图像的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图针对具备拍摄装置的检查系统进行说明。
图1所示的检查系统10使用对作为被拍对象的一例的物品12进行拍摄而得的图像来检查物品12的好坏。检查系统10具备搬运装置13及检查装置11，上述搬运装置13搬运物品12，上述检查装置11对于被搬运装置13搬运的物品12，根据相机30所拍摄的拍摄结果(拍摄信号)来检查物品12的好坏。检查装置11具备拍摄装置15及检查处理部70，上述拍摄装置15根据拍摄物品12的相机30所输出的N频带(其中，N为3以上的自然数)的拍摄信号，生成包含M频带(其中，M为满足2≦M≦N的自然数)的图像(图像信号)的多频带图像(multibandimage)，上述检查处理部70使用多频带图像进行检查。此处，所谓多频带图像指根据M频带的图像信号的M张的拍摄图像的总称。
拍摄装置15具备对物品12照光的M种类(其中，M满足2≦M≦N)(例如3种类)的光源21～23、拍摄物品12的相机30以及与相机30电连接的控制处理部40。控制处理部40的至少一部分是由计算机所构成。计算机具备输入设备及显示部。本实施方式中，搬运装置13由与检查装置11的控制系以能够通信的方式连接的搬运系的控制部所驱动。其中，控制处理部40也能够控制搬运装置13。
如图1所示，搬运装置13具备输送机16、传感器17及移出装置(图标略)，上述输送机16搬运物品12，上述传感器17检测被输送机16搬运的物品12，上述移出装置将根据检查装置11的检查结果判定为不良品的物品12从良品的流水线移除。输送机16可以为带输送机、滚轮输送机等，也可以是将物品12以把持的方式搬运或将物品12在吊挂的状态下搬运的设备。移出装置可以为将物品12以挤压的方式移除的结构，或通过空气的力量将物品12吹动并移除的结构。
检查装置11具备拍摄装置15、检查处理部70及显示部41，上述拍摄装置15生成多个频带的图像，上述检查处理部70使用多个频带的图像来检查物品12的好坏，上述显示部41显示多频带图像及检查结果。检查装置11根据对拍摄装置15拍摄检查对象的物品12时所输出的多个频带的第2拍摄信号S2进行了信号处理后的多个图像XI、YI、ZI，来检查物品12。显示部41可以为与计算机连接的屏幕，也可以是设置于操作盘的显示器。
拍摄装置15具备对物品12照光的3种类的光源21～23、拍摄物品12的相机30及控制处理部40。3种类的光源21～23各自从分别不同的既定的方向对物品12照光，且各自照射物品12中不同的区域。也就是说，3种类的光源21～23对物品12照光的场所及对物品12照光的方向彼此不同。
本实施方式的3种类的光源21～23为第1光源21、第2光源22及第3光源23，上述光源各自从不同的位置照射物品12的不同区域，用于通过单次拍摄而同时实施对物品12中的光学特性不同的多处的拍摄。关于3种类的光源21～23的光源特性条件应满足以下2个条件。详细而言，(a)3种类的光源21～23各自的发光特性的重叠区域(面积)如图8的(a)所示那样足够小；(b)3种类的光源21～23在可见光区域具有发光特性。
如图1所示3种类的光源21～23为在可见光区域具有彼此不同的发光光谱特性的光源。3种类的光源21～23分别具备在可见光波长区域VA的发光光谱特性不同的多个发光部21a，22a，23a。本例的第1光源21具备射出红色光的第1发光部21a。第2光源22具有射出绿色光的第2发光部22a。此外，第3光源23具备射出蓝色光的第3发光部23a。各发光部21a、22a、23a由例如LED构成。本例中，第1发光部21a由红色LED构成，第2发光部22a由绿色LED构成，第3发光部23a由蓝色LED构成。也就是说，第1光源21为红色光源，其照射具有红色波长区域的发光光谱的红色光(以下称“R光”)。第2光源22为绿色光源，其照射具有绿色波长区域的发光光谱的绿色光(以下称“G光”)。第3光源23为蓝色光源，其照射具有蓝色波长区域的发光光谱的蓝色光(以下称“B光”)。
如图1、图2所示，第1光源21配置于：相对于物品12的与相机30相反一侧的位置。第2光源22配置于：相对于物品12的与相机30相同一侧的位置。第3光源23配置于：相对于物品12的与相机30相反一侧的位置。M种类的光源21～23具有如下发光光谱特性：在可见光区域内的彼此不同的M种类的波长区域分别具有波峰。
如图1、图2所示，相机30具备作为滤光器的一例的带通滤光器31、镜头32及彩色图像传感器33(以下简称“图像传感器33”)。带通滤光器31配置于物品12与图像传感器33之间的光路上。图1所示的例中，带通滤光器31配置于物品12与镜头32之间，但也可以配置于镜头32与图像传感器33之间。
图像传感器33将物品12的像经过带通滤光器31及镜头32而进行受光，并将与其受光结果对应的第1拍摄信号S1输出。图像传感器33所输出的第1拍摄信号S1输入至转换部60。转换部60将第1拍摄信号S1转换成显示多个频带的图像的第2拍摄信号S2。
控制处理部40具备控制部50及转换部60，上述控制部50控制M种类的光源21～23及相机30，上述转换部60将根据来自相机30的拍摄信号的多个频带的拍摄图像转换成多个频带的图像。
控制部50进行3种类的光源21～23的发光控制。当来自对由输送机16搬运的物品12进行检测的传感器17的检测信号作为触发信号而被输入时，控制部50使3种类的光源21～23同时发光。因此，来自3种类的光源21～23的光同时照射在抵达图1、图2所示的检查位置的物品12。因此，在物品12的多个不同的检查对象区域，被来自3种类的光源21～23的R光、G光、B光照射。此外，控制部50根据触发信号而对相机30输出进行单次的拍摄动作的拍摄指令信号。其结果是，使得相机30对物品12进行单次拍摄，其中物品12的多个不同的区域分别经过来自3种类的光源21～23的多种光照射。其中，控制部50也可以不是对3种类的光源21～23进行发光控制，而是使其始终发光。
如上所述，由相机30所拍摄的物品12包含具有透光性的区域。M种类的光源21～23是在如下时机进行照射：包含将上述M种类的光同时照射在物品12的不同区域的期间。相机30对物品12进行单次拍摄。
转换部60将相机30所拍摄到的第1拍摄信号S1转换成显示多个频带的图像的第2拍摄信号S2。本例中，第2拍摄信号S2为显示3频带的图像的信号。第2拍摄信号S2包含构成3频带的第1图像信号XS、第2图像信号YS及第3图像信号ZS。
转换部60将图像传感器33所输出的拍摄信号分别分离出N频带(其中N为3以上的自然数)的信号，并藉由对分离出的N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在可见光区域具有分光灵敏度的第1图像信号XS、第2图像信号YS、第3图像信号ZS的3频带。
第1图像信号XS、第2图像信号YS、第3图像信号ZS输入至检查处理部70。检查处理部70根据第1图像信号XS、第2图像信号YS、第3图像信号ZS来检查物品12的好坏。检查处理部70将根据第1图像信号XS的X图像XI、根据第2图像信号YS的Y图像YI及根据第3图像信号ZS的Z图像ZI作为拍摄结果而显示于显示部41。此外，将根据上述3个信道(channel)的图像XI、YI、ZI来检查物品12的好坏的检查结果显示于显示部41。显示部41所显示的X图像XI、Y图像YI及Z图像ZI中，亦可以对于检查处理检测出的缺陷利用重叠显示标记或赋予颜色等方法来将缺陷强调显示。其中，本实施方式中，检查的对象为物品12的外周面所附加的文字。对文字的扭曲、磨损、漏润、坏点等缺陷进行检查。
图1所示的检查处理部70根据转换部60所生成的N频带的图像信号XS、YS、ZS来检查物品12的好坏。检查处理部70使用对1个物品12用1台相机30同时进行拍摄的3个信道的可见光图像来检查物品12。为了用1台相机30同时进行拍摄，3个信道的可见光图像的拍摄时刻及视角皆相同。为了有效地实施转换部60与检查处理部70的处理，亦可以设为转换部60与检查处理部70整合后的结构，而采用不输出N频带的图像信号XS、YS、ZS的处理结构。
如上所述，拍摄装置15具备M种类(例如3种类)的光源21～23、相机30及转换部60作为主要的构成要素。
相机30具备图像传感器33，图像传感器33具有作为分光滤光器的一例的彩色滤光器34并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度。彩色滤光器34为分光透过率特性不同的N频带(其中，N为3以上的自然数)的分光滤光器。本实施方式中，N＝3，彩色滤光器34为分光透过率特性不同的3频带的分光滤光器。
拍摄装置15具备M种类(其中，M为满足2≦M≦N的自然数)的光源。本实施方式中，M＝3，拍摄装置15具备3种类的光源21～23。3种类的光源21～23具有如下发光光谱特性：在可见光区域内的彼此不同的M种类的波长区域分别具有波峰。
此外，拍摄装置15具备转换部60，将用相机30拍摄物品12并通过图像传感器33而获得的拍摄信号输入至转换部60进行转换。来自图像传感器33的拍摄信号S1输入至转换部60而被分离成N频带的拍摄信号，转换部60将N频带的拍摄信号生成为M频带的图像信号。转换部60对拍摄信号S1被分离成N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在M种类的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号。M频带的图像信号为3频带以上的图像信号，包含第1图像信号、第2图像信号及第3图像信号，其中第1图像信号在2种类的波长区域中的一方的第1波长区域具有分光灵敏度，第2图像信号在另一方的第2波长区域具有分光灵敏度，第3图像信号在与第1波长区域及第2波长区域的两方不同的第3波长区域具有分光灵敏度。
此处，参照图3针对检查对象的物品12进行说明。
如图3所示，物品12为例如容器12A。容器12A是由具有透光性的材质所形成。容器12A的材质为例如合成树脂(塑料)或玻璃。物品12也可以为无色透明，亦可以为有色的透明或半透明。物品12为例如收容有液体LQ的容器12A。物品12具备收容有液体LQ的容器12A及将容器12A的口封住的盖12B。此外，物品12亦可以是在容器12A的外周面贴有标签12L。标签12L包含例如由无色透明的膜所构成的基材及在膜的表面印刷有文字及图案而成的印刷层。标签12L中，该基材即膜藉由热熔接或热收缩，亦或者粘接剂而贴附于容器12A的外周面。此外，标签12L也可以是：由可见光不能穿透的纸制而成，并且利用浆糊贴附于容器12A的表面的结构。此外，图3的例中，标签12L为例如筒状并且贴附于容器12A在周方向的整个区域，亦可以仅贴附于周方向的一部分。
如图3所示，在容器12A的外周面附加有文字。附加于容器12A的文字有第1文字C1、第2文字C2及第3文字C3，上述第1文字C1附加于容器12A的液面LS以下的区域的第1区域A1，第2文字C2附加于贴在容器12A的外周面的标签12L的区域的第2区域A2，第3文字C3附加于较容器12A内的液面LS靠上方的区域的第3区域A3。
第1文字C1及第3文字C3例如是以油墨印刷于物品12的外周面。第1文字C1及第3文字C3为物品12的产品名称、制造号码、制造批次号码、制造地点、制造年、制造月、制造日、制造时间等有关物品制造的制造相关信息的文字。此外，第2文字C2是以油墨印刷于标签12L。第2文字C2虽然在印刷对象为容器12A或标签12L的方面存在差异，但仍为物品12的制造相关信息的文字。此外，第2文字C2亦可以包含原先印刷于标签12L上的文字。标签12L印刷有条形码、2维码、商品名称、内容物(液体)的成分、容量、重量、保存方法、注意事项、制造工厂地址、顾客联络处等商品相关信息的文字。第2文字C2亦可以包含商品相关信息的文字。此处，文字可以为日文、英文、中文等任何语言。此外，文字包含汉字、字母、平假名、片假名、数字、记号、条形码。
其中，检查对象不限于文字，也可以是容器及标签中的一方的缺陷。此处所指的缺陷也可以是混入容器中的杂质、刮痕、胡须状突起、气泡(void)等。此外，当物品12为容器时，检查位置不限于容器及标签，也可以是瓶盖。例如，也可以将瓶盖所附加的制造相关信息的文字作为检查对象，也可以将瓶盖本身的缺陷作为检查对象。此外，区域A1～A3为来自3个光源21～23的光所分别照射的照光区域，也是相机30的拍摄对象区域。当检查对象为文字时，也可以将各区域A1～A3内包含各文字C1～C3的小区域作为每个光源21～23的各自的照光区域及拍摄对象区域。
本实施方式中，物品12中光学特性不同的多处为M处，相当于M种类(本例中为3种)的区域A1～A3。本例中，来自各光源21～23的光在通过容器12A与液体LQ的第1区域A1、在标签12L的表面反射光的第2区域A2、通过容器12A与空气的第3区域A3上的光学特性并不相同。此外，光学特性也随着容器12A的材质、液体LQ的有无、液体LQ的组成、标签12L的有无、标签12L的材质等被拍对象侧的条件而有所不同。此外，随着拍摄的是穿透被拍物件的透射光的像，或拍摄的是被拍对象的表面所反射的反射光的像，光学特性会有所不同。此外，随着构成文字C1～C3的油墨的材质及厚度等，光学特性也会不同。
此外，容器12A只要为至少包含具有透光性的区域的结构即可，也可以是容器整体具有透光性，也可以仅一部分的区域具有透光性。这种具有透光性的一部分的区域可以为1处，也可以为多处位于容器12A不同的位置。此外，液体LQ可以具有透光性，亦可以不具有透光性。此处，所谓不具有透光性指光透过率小于10％。此处所称的光透过率定义为：被收容于容器12A的状态时检查对象所在的区域的液体LQ的光透过率的值。
图1所示的M种类的光源21～23对物品12中作为M处的拍摄对象区域的一例的区域A1～A3分别地进行照光，按照区域A1～A3分别地被选定对物品12的照光方向与各自的发光强度，对物品12的照光方向决定相机30所拍摄的M处的区域A1～A3的像是透射光还是反射光。此外，图1所示的拍摄装置15具有图像传感器33，图像传感器33具有作为分光滤光器的一例的彩色滤光器34(图5参照)并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度，其中彩色滤光器34具有像素单位上分光透过率特性不同的N频带(其中，N为3以上的自然数)。彩色滤光器34构成为：多个不同的透过率特性的R滤光器34R、G滤光器34G、B滤光器34B以像素单位配置。
转换部60将图像传感器33所拍摄到的第1拍摄信号S1分离成N频带的各信号。然后，转换部60藉由对分离的N频带的图像信号进行矩阵运算，从而生成在可见光区域具有分光灵敏度的N频带(其中N为3以上的自然数)的第1图像信号XS、第2图像信号YS及第3图像信号ZS。
接着，参照图4的(a)、(b)针对相机30所具备的图像传感器33的结构进行说明。图4的(a)为拍摄RGB图像的通用的彩色相机200。彩色相机200具备组装于镜筒30a的镜头32、阻断近红外光的近红外光截止滤光器201(以下称IR截止滤光器201)及图像传感器33。图像传感器33具备R受光元件33R、G受光元件33G及B受光元件33B，上述R受光元件33R接收穿透R滤光器34R的红色光，并输出对应受光量的R拍摄信号，上述G受光元件33G接收穿透G滤光器34G的绿色光，并输出对应受光量的G拍摄信号，上述B受光元件33B接收穿透B滤光器34B的蓝色光，并输出对应受光量的B拍摄信号。图像传感器33中，R受光元件33R、G受光元件33G及B受光元件33B是以既定的排列配置。
上述图像传感器33具有近红外光被截止后的RGB拍摄特性。R受光元件33R、G受光元件33G及B受光元件33B对于图4的(a)的图中所示的各个波段的光具有灵敏度。该图中，横轴表示波长，纵轴表示相对灵敏度。R受光元件33R对于图4的(a)的图中所示的红色(R)的波段的光具有高灵敏度。G受光元件33G对于图4的(a)的图中所示的绿色(G)的波段的光具有高灵敏度。B受光元件33B对于图4的(a)的图中所示的蓝色(B)的波段的光具有高灵敏度。
图4的(b)为从图4的(a)所示的通用的彩色相机200去除IR截止滤光器201后的彩色相机250。彩色相机250所内置的图像传感器33没有截止近红外光，而具有包含近红外光的波长频段的RGB拍摄特性。R受光元件33R、G受光元件33G及B受光元件33B对于图4的(b)的图中所示的可见光波长区域VA及近红外波长区域NIRA(特别是近红外波长区域)的光具有灵敏度。
图像传感器33本身如图4的(b)的图中所示，对于可见光波长区域VA与近红外波长区域NIRA具有灵敏度。相机30为去除红外光截止滤光器后的通用彩色相机。详细而言，相机30例如构成为：从图4的(a)所示的通用的彩色相机200去除IR截止滤光器201后，将带通滤光器31安装于光路上。其中，相机30不限于以通用的彩色相机200为基础的结构。
构成图像传感器33的彩色滤光器34为RGB原色滤光器，也可以为Mg、Ye、Cy的补色滤光器。此外，除了RGB滤光器或补色滤光器之外，亦可以混有将近红外光选择性穿透的NIR滤光器。此外，亦可以为如下结构：RGB滤光器为R、G1、G2、B滤光器，或彩色滤光器34组合有补色滤光器和原色滤光器。此外，组合的滤光器亦可以为3种类以上。
图5表示本实施方式的相机30的示意的结构。如图5所示，相机30在图像传感器33与物品12之间的光路上具备带通滤光器31。相机30不具备图4的(a)所示的IR截止滤光器201。图像传感器33与图4的(a)所示的通用的彩色相机200有相同的结构。
图5所示的相机30内的图像传感器33具有图8的(b)所示的相对灵敏度特性。也就是说，构成图像传感器33的R受光元件33R具有图8的(b)的图中R表示的频带的灵敏度，G受光元件33G具有G表示的频带的灵敏度，B受光元件33B具有B表示的频带的灵敏度。各受光元件33R、33G、33B将透过带通滤光器31的光中的透过彩色滤光器34的各滤光器34R、34G、34B的光以对应各自的灵敏度的方式进行受光。图像传感器33输出由具有对应各受光元件33R、33G、33B的受光量的R值、G值、B值的各拍摄信号以既定的排列图案的顺序串行排列而成的第1拍摄信号S1。
带通滤光器31具有如下分光透过率特性：在可见光波长区域VA内具有1个区域或多个区域的阻断区域，并且在近红外波长区域NIRA内具有1个区域或多个区域的穿透区域。具有上述这样分光透过率特性的带通滤光器31可以由1片构成，亦可以由多片构成。其中，当带通滤光器31由多片构成时，由于光透过率降低而需要提高各光源21～23的光量，因此，从省电力的观点而言较佳为数量较少。
带通滤光器31使用具有如下分光透过率特性的设备：与检查对象的物品12中待识别的物体(例如文字、缺陷等)的分光反射率特性的差异对应而适当检查。
图6的(a)所示的图表示带通滤光器31的穿透波段。图6的(b)所示的图表示照射发光光谱为全波长区域中相对值＝1的理想光源时的图像传感器33的相对灵敏度特性。
图6的(a)所示的带通滤光器31的透过率特性曲线F1在穿透波段中具有多个波峰。其具有如下分光透过率特性：在多个波段具有透过率为10％以下的阻断区域，并且在多个波段具有透过率为70％以上的穿透区域。带通滤光器31具有如下分光透过率特性：在可见光波长区域VA内具有1个或多个阻断区域，并且在近红外波长区域NIRA具有穿透区域。
此外，从图6的(a)的图中所示的透过率特性曲线F1可知，带通滤光器31在可见光波长区域VA中，约400～510nm处有多个穿透波段的波峰，约530～570nm处有1个穿透波段的波峰，约600～730nm处有多个穿透波段的波峰。此外，带通滤光器31在近红外波长区域NIRA中，约820～870nm与约880以上的波长区域具有穿透波段。
因此，图像传感器33本身即使具有图6的(b)所示的RGB的3频带的相对灵敏度，藉由图6的(a)所示的带通滤光器31的分光透过率特性，则图5所示的图像传感器33具有图8的(b)的图中所示的实质上的相对灵敏度。
图5所示的相机30中图像传感器33的相对灵敏度特性如下：当照射发光光谱为全波长区域中相对值＝1的理想光源的光时，由于透过图6的(a)所示的带通滤光器31的穿透波段的光被具有图6的(b)所示的相对灵敏度的图像传感器33受光，因此，相机30中的图像传感器33的R信号、G信号、B信号的相对灵敏度为图8的(b)的图中所示。因此，通过带通滤光器31时的图像传感器33的相对灵敏度取决于图6的(a)所示的带通滤光器31的穿透波段以及图6的(b)所示的图像传感器33的相对灵敏度，而如图8的(b)所示。
图7表示第1光源21、第2光源22、第3光源23的各自的发光光谱。图7的(a)表示第1光源21的发光光谱LR，图7的(b)表示第2光源22的发光光谱LG，图7的(c)表示第3光源23的发光光谱LB。图7的(a)所示的第1光源21的发光光谱LR在约600～670nm的可见光波长区域VA具有1个波峰。图7的(b)所示的第2光源22的发光光谱LG在约470～620nm的可见光波长区域具有1个波峰。图7的(c)所示的第3光源23的发光光谱LB在约430～550nm的可见光波长区域具有1个波峰。3个发光光谱LR、LG、LB在发光强度0.1以下时的波段虽有若干重叠的部分，但在发光强度0.2以上时各自的波峰几乎位于不同的波段而彼此独立。
此处，图8的(a)表示组合第1～第3光源21～23的发光光谱LR、LG、LB。发光光谱LR、LG、LB在约600～670nm的可见光波长区域具有1个波峰，在约470～620nm的可见光波长区域具有1个波峰，在约430～550nm的可见光波长区域具有1个波峰。
如图8的(a)所示，组合有3种类的光源21～23的发光光谱LR、LG、LB具有在带通滤光器31的多个穿透波段中的可见光波长区域VA的3个穿透波段重叠的波峰。详细而言，在约600～670nm的可见光波长区域具有第1光源21的发光光谱LR的波峰，在约470～620nm的可见光波长区域具有第2光源22的发光光谱LG的波峰，在约430～550nm的可见光波长区域具有第3光源23的发光光谱LB的波峰。
图9的(a)表示当从发光光谱特性为在全波长区域中彼此不同的波长区域具有波峰的3种类的光源21～23进行照光时，图像传感器33的相对输出特性。此外，图9的(b)表示输入的具有图9的(a)的相对灵敏度的R信号、G信号及B信号经过转换部60而转换成为输出的X信号、Y信号及Z信号的相对输出特性。
当图8的(a)所示的组合有3种类的光源21～23的发光光谱特性的光入射时，图8的(a)所示的发光强度特性与图8的(b)所示的第1拍摄信号S1的相对灵敏度特性经过合成，其结果是，使得图像传感器33输出图9的(a)的图中所示的3频带的RGB信号作为第1拍摄信号S1。转换部60将图9的(a)的图中所示的3频带的RGB信号转换成具有与RGB信号不同的分光灵敏度特性的、图9的(b)所示的3频带的XYZ信号。
如图9的(b)的图所示，X的频带在约600～670nm具有波峰，Y的频带在约470～510nm与约530～570nm具有波峰，Z的频带在约430～510nm具有波峰。XYZ的3频带所示的灵敏度的各个波峰，其灵敏度分别高于另外2个频带的灵敏度，XYZ的各频带呈现分离。X、Y、Z的3频带为互相分离的可见光的频带。
接着，参照图10对转换部60及检查处理部70的详细结构进行说明。
如图10所示，物品12的像穿过带通滤光器31及镜头32而成像于图像传感器33的拍摄面。图像传感器33将作为物品12的拍摄结果的第1拍摄信号S1输出至转换部60。第1拍摄信号S1为包含来自各受光元件33R、33G、33B的R拍摄信号(红色信号)、G拍摄信号(绿色信号)及B拍摄信号(蓝色信号)的串行信号。其中，将R拍摄信号、G拍摄信号及B拍摄信号简称为R信号、G信号及B信号。
如图10所示，转换部60具备RGB分离部61及XYZ转换部62。RGB分离部61将从图像传感器33输入的第1拍摄信号S1分离成R信号、G信号及B信号。
XYZ转换部62将从RGB分离部61输入的R信号、G信号及B信号转换成X信号、Y信号及Z信号。详细而言，XYZ转换部62通过对作为R信号、G信号及B信号的信号值的RGB值实施矩阵运算，从而转换成X信号、Y信号及Z信号。XYZ转换部62中赋予矩阵系数。此处，矩阵运算所用的矩阵为3×3矩阵。在XYZ转换部62中赋予3×3矩阵的系数。
XYZ转换部62进行矩阵运算，其中，将使用矩阵系数而特定的3×3矩阵乘上第1拍摄信号S1的RGB值，然后转换成具有与第1拍摄信号S1的RGB不同的分光特性且以XYZ表示的第2拍摄信号S2。矩阵系数是一种用以将第1拍摄信号S1的RGB分光成第2拍摄信号S2的XYZ上的多个频带的系数。
此处，将第1拍摄信号S1的RGB信号转换成第2拍摄信号S2的XYZ信号的计算式可整理成如下式(1)。
数1
此处，a1～a3、b1～b3、c1～c3为矩阵系数。
XYZ转换部62进行上述式(1)中的运算处理，即将3×3矩阵乘上RGB值。XYZ转换部62输出XYZ值，进一步将经过放大部放大之后的值输出。
此处，图像传感器33中的彩色滤光器34的色数设为n(其中，N为3以上的自然数)。在n个拍摄信号间进行的矩阵运算为m×n矩阵运算(其中，m为2以上的自然数)。m×n矩阵中设定有能够将第1拍摄信号S1中的各种颜色的拍摄信号分离成n频带的波长区域的矩阵系数。本例中，第1拍摄信号S1中的各种颜色的拍摄信号为R信号、G信号、B信号，色数n为“3”(n＝3)。此外，第2拍摄信号S2为X信号、Y信号、Z信号的3频带，m＝3。也就是说，m×n矩阵为3×3矩阵。此外，3×3矩阵中设定有能够提高3频带的分离性的矩阵系数。
例如，当使用具有图6的(a)的透过率特性曲线F1所示的透过率特性的带通滤光器31时，从图9的(a)转换成图9的(b)的矩阵运算中赋予有如下的3×3矩阵的系数。详细而言，如同以下式(2)整理的计算式所示，3×3矩阵的系数为：a1＝1、a2＝-0.05、a3＝-0.1、b1＝-0.27、b2＝1、b3＝-0.35、c1＝-0.1、c2＝-0.1、c3＝1.2，XYZ值可整理成以下式(2)。
数2
其中，亦可以为m×n(m≠n)矩阵运算。当色数为“3”时不限于3×3矩阵运算，亦可以进行3×4矩阵运算而生成4频带的多频带图像，或进行3×2矩阵运算而生成较色数n少的频带数的多频带图像。
亦可以设置对来自XYZ转换部62的XYZ值分别乘上X放大率Gx、Y放大率Gy、Z放大率Gz的放大部(图示省略)，放大部亦可以将上述式(1)所算出的XYZ的频带进行正态化。其中，正态化的处理亦可以为如下方法：将1个信号电平固定并调整其他2个信号电平。例如，亦可以将Y信号固定并调整X信号与Z信号。
以此方式，转换部60对所输入的第1拍摄信号S1依序进行RGB分离处理及XYZ转换处理等，从而输出第2拍摄信号S2。转换部60将显示物品12被拍摄到的3频带的多频带图像的第2拍摄信号S2输出至检查处理部70。第1拍摄信号S1是由N频带的R、G、B拍摄信号所构成。第2拍摄信号S2是由N频带的X、Y、Z图像信号所构成。转换部60将N频带的R、G、B拍摄信号转换成N频带的X、Y、Z图像信号。本例中，是将3频带的R、G、B拍摄信号转换成3频带的X、Y、Z图像信号。以此方式生成3频带的多频带图像。转换部60从第1拍摄信号S1生成在可见光区域具有分光灵敏度的N频带的第1图像信号XS、第2图像信号YS及第3图像信号ZS。
第1信号处理部66将第1图像信号XS输出至检查处理部70。第2信号处理部67将第2图像信号YS输出至检查处理部70。第3信号处理部68将第3图像信号ZS输出至检查处理部70。其中，各信号处理部66～68中，亦可以根据需要实施伽马校正(gamma correction)等非线形处理的亮度调整或轮廓强调处理等。
接着，针对检查处理部70进行说明。
检查处理部70根据拍摄装置15所输出的在可见光区域具有分光灵敏度的N频带(例如3频带)的第1图像信号XS、第2图像信号YS及第3图像信号ZS来检查物品12。检查处理部70具备第1检查部71、第2检查部72及第3检查部73。第1检查部71使用根据第1图像信号XS而成的X图像来检查物品12的第1区域A1。第2检查部72使用根据第2图像信号YS而成的Y图像来检查物品12的第2区域A2。第3检查部73使用根据第3图像信号ZS而成的Z图像来检查物品12的第3区域A3。例如，各检查部71～73对第1区域A1、第2区域A2及第3区域A3中的各自的检查对象区域的文字C1、C2、C3的印刷错误、漏润、坏点等文字错误的有无进行检查。以此方式，检查处理部70藉由有无文字错误来判定物品12的好坏。
接着，针对拍摄装置15及检查装置11的作用进行说明。
如图1所示，物品12被搬运装置13的输送机16搬运。当传感器17检测到物品12时，触发信号输入至控制部50。输入有触发信号的控制部50通过输出发光指令信号而使3种类的光源21～23发光，并且通过输出拍摄指令信号从而进行图像传感器33的拍摄。此时，第1光源21以适合用透射光拍摄容器12A的液面LS以下的区域的第1区域A1的文字C1时的光量来对第1区域A1进行照明。第2光源22以适合对贴在容器12A上的标签12L的文字C2从其正面照光而拍摄其文字C2的反射光的像时的光量来对第2区域A2进行照光。第3光源23以适合用透射光拍摄比容器12A的液面LS靠上侧的区域的第3区域A3的文字C3时的光量来对第3区域A3进行照明。
相机30中，透过物品12的第1区域A1的红色光的像、物品12的标签12L的区域的第2区域A2的表面所反射的反射光的像、透过物品12的第3区域A3的蓝色光的像穿过带通滤光器31及镜头32而入射。各区域A1～A3被适合拍摄各自所附加的文字C1～C3的光量的光照明。因此，在透过第1区域A1的透射光的像上容易混有红色光以外的其他颜色的光，在被第2区域A2反射的反射光的像上容易混有绿色光以外的其他颜色的光，在透过第3区域A3的透射光的像上容易混有蓝色光以外的其他颜色的光。当光源21～23中的一个的光量变多，则对象区域以外邻近的区域等也被照射到许多的光。此外，在其他颜色的光透过物品12的过程中，因反射、折射、漫射等原因有时也混入其他颜色的光。在相机30内的图像传感器33的拍摄面形成物品12的各区域A1、A2、A3的像。图像传感器33对由透过带通滤光器31的光所形成的物品12的各区域A1、A2、A3的像进行单次拍摄。图像传感器33将该拍摄结果的第1拍摄信号S1输出至转换部60。
转换部60将第1拍摄信号S1进行RGB分离，并将经过分离的RGB值乘上3×3矩阵，藉此将RGB值转换成XYZ值。例如，各信号处理部66～68进行包含将该XYZ值乘上放大率Gx、Gy、Gz的正态化的既定的信号处理。转换部60将构成第1拍摄信号S1的RGB图像信号生成为构成第2拍摄信号S2的在可见光区域具有分光灵敏度的N频带的XYZ图像信号。以此方式，显示3频带的多频带图像并构成第2拍摄信号S2的XYZ图像信号(第1图像信号XS、第2图像信号YS、第3图像信号ZS)从转换部60往检查处理部70输出。此处，藉由图9所示的输出特性，可以根据第1图像信号XS获得不受G光和B光影响的X图像，并根据第3图像信号ZS获得不受R光和G光影响的Z图像。根据第2图像信号YS而成的Y图像不受R光的影响，但受B光的影响。然而，由于B光是从物品12的背面照射，G光是从正面照射，因此可以无视B光的影响。
检查处理部70中，第1检查部71根据第1图像信号XS来检查物品12。此外，第2检查部72根据第2图像信号YS来检查物品12。此外，第3检查部73根据可见光图像的第3图像信号ZS来检查物品12。
此处，显示根据第1图像信号XS而成的X图像XI、根据第2图像信号YS而成的Y图像YI、根据第3图像信号ZS而成的Z图像ZI。图11为物品12在自然光下拍摄的图像。准备收容有液体LQ的容器12A作为物品12，藉由拍摄装置拍摄物品的检查区域。如图11所示，容器12A的外周面贴有标签12L。此外，在容器12A的外周面上，液面LS以下的区域的第1区域A1附加有文字，较液面LS靠上方的区域的第3区域A3印有文字，标签12L也附加有文字。藉由拍摄装置15拍摄如上所述的物品12。
图12的(a)～(c)分别表示拍摄装置15拍摄图11所示的物品12时所获得的拍摄结果的X图像XI、Y图像YI、Z图像ZI。
图12的(a)所示的X图像XI为根据第1图像信号XS而成的图像。X图像XI中，物品12的液面LS以下的区域，也就是与液体重叠的第1区域A1的文字被清楚地拍摄。本例的情况，打印在容器12A上的文字的光透过率在可见光区域较小，在红外区域较大。另一方面，容器12A的内容物的液体的光透过率在蓝区域及绿区域较小，在红区域以上的区域波长越长就越大。因此，由于红区域中文字与液体的透过率不同，因此可以容易辨识文字。
此外，图12的(b)所示的Y图像YI为根据第2图像信号YS而成的图像。根据第2图像信号YS而成的Y图像YI不受R光的影响，但受B光的影响。然而，由于B光是从物品12的背面照射，G光是从正面照射，因此可以无视B光的影响。因此，Y图像YI中，标签12L所附加的第2区域A2的文字被清楚地拍摄。
图12的(c)所示的Z图像ZI为根据第3图像信号ZS而成的图像。根据第3图像信号ZS而成的Z图像ZI不受R光和G光的影响。也就是说，没有容易透出文字的R光的影响，来自正面的光的G光于容器表面的反射光(照映)也不妨碍到文字的识别。因此，Z图像ZI中，不与液体重叠的区域的第3区域A3的文字被清楚地拍摄。图12的(a)～图12的(c)所示的检查所取得的图像XI、YI、ZI被显示于显示部41。
此外，如图10中的双点划线的箭头所示，来自转换部60的图像信号XS、YS、ZS中的2个以上输入至检查处理部70的各检查部71～73，而亦可以根据多个图像信号而生成检查用的图像。例如，各检查部71～73亦可以取得由多种图像信号形成的差分图像或轮廓图像。图13的(a)～(c)表示各检查部71～73从多种图像信号XS、YS、ZS所分别取得的轮廓图像。第1检查部71生成图13的(a)所示的X轮廓图像XE，并使用该X轮廓图像XE进行第1区域A1的文字的检查。第2检查部72生成图13的(b)所示的Y轮廓图像YE，并使用该Y轮廓图像YE进行第2区域A2的文字的检查。第3检查部73生成图13的(c)所示的Z轮廓图像ZE，并使用该Z轮廓图像ZE进行第3区域A3的文字的检查。
检查处理部70中，各检查部71～73判定物品12的好坏。当从各检查部71～73的检查结果判定物品12为不良品时，检查处理部70驱动移出装置将不良品的物品12从输送机16上移除。
本实施方式中有采用拍摄方法。拍摄方法具备照射步骤、拍摄步骤及转换步骤。拍摄步骤中，M种类(其中，M为满足2≦M≦N的自然数)的光源21～23对物品12照射在可见光区域具有发光光谱的波长区域彼此不同的可见光。拍摄步骤中，具备图像传感器33的相机30通过配置于图像传感器33与物品12之间的光路上的带通滤光器31来拍摄物品12，上述图像传感器33具有分光透过率特性不同的N频带(其中N为3以上的自然数)的作为分光滤光器的一例的彩色滤光器34并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度。转换步骤中，通过将图像传感器33所拍摄到的图像信号分离成N频带的信号，并对分离的N频带的图像信号进行矩阵运算，从而生成在可见光区域具有分光灵敏度的M频带的、由第1图像信号XS、第2图像信号YS、第3图像信号ZS所形成的3频带。M种类的光源21～23对物品12中M处的区域A1～A3分别进行照明，按照拍摄对象区域分别选定对物品12的照光方向与各自的发光强度，对物品12的照光方向决定相机30所拍摄的M处的区域A1～A3的像是透射光还是反射光。
以上，根据详述的第1实施方式能够获得以下所示的效果。
(1)拍摄装置15具备相机30、M种类(其中，M为满足2≦M≦N的自然数)的光源21～23、带通滤光器31及转换部60。相机30具备图像传感器33，图像传感器33具有分光透过率特性不同的N频带(其中，N为3以上的自然数)的作为分光滤光器的一例的彩色滤光器34并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度。M种类的光源21～23具有如下发光光谱特性：在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域中分别具有波峰。带通滤光器31配置于图像传感器33与物品12之间的光路上，并且能够透过来自M种类的光源21～23中彼此不同的波长区域的光。转换部60将相机30拍摄物品12而通过图像传感器33所获得的拍摄信号分离为N频带的拍摄信号，并藉由对分离出的N频带的拍摄信号而进行矩阵运算，从而生成在彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号。M种类的光源21～23对物品12中作为M处的拍摄对象区域的一例的区域A1～A3分别地照光，按照区域A1～A3分别选定对物品12的照光方向和各自的发光强度，对物品12的照光方向决定相机30所拍摄的M处的区域A1～A3的像是透射光还是反射光。根据M频带的图像信号而分别地生成M处的区域A1～A3的拍摄图像M张。因此，由于能够对物品12中光学特性不同的多个区域A1～A3分别地设定照光强度，因此能够藉由简单的结构将多个区域A1～A3的图像用1台相机30以相同的视角同时进行拍摄。
(2)相机30为去除了红外光截止滤光器后的通用彩色相机30。因此，相机30由于是利用通用彩色相机30，因此拍摄装置15的结构为简单的结构即可。
(3)M个光源21～23包含2种类的光源，2种类的光源分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域内的彼此不同的2个波长区域分别具有波峰。M频带的图像信号为3频带以上的图像信号，包含第1图像信号、第2图像信号及第3图像信号，上述第1图像信号在2个波长区域中的一方的第1波长区域具有分光灵敏度，上述第2图像信号在另一方的第2波长区域具有分光灵敏度，上述第3图像信号在与第1波长区域及第2波长区域的两方不同的第3波长区域具有分光灵敏度。因此，能够以单次的拍摄取得对物品12中的光学特性不同的多处以强度不同的照明拍摄而成的3频带以上的图像信号。
(4)相机30拍摄的物品12包含具有透光性的区域。M种类的光源21～23是在如下时机进行照射：包含M种类的光同时照射在物品12的不同区域的期间。相机30对物品12进行单次拍摄。因此，能够藉由简单的结构对物品12中光学特性不同的多处的图像用1台相机30进行单次拍摄。
(5)M种类的光源21～23包含如下第1光源21、第2光源22、第3光源23中的至少2种类，上述第1光源21配置于相对于物品12的与相机30相反一侧的位置，上述第2光源22配置于相对于物品12的与相机30相同一侧的位置，上述第3光源23配置于相对于物品12的与相机30相反一侧的位置。相机30包括第1像、第2像、第3像中的至少2个像，上述第1像为来自第1光源21透过物品12的透射光的像，上述第2像为来自第2光源22被物品12反射的反射光的像，上述第3像为来自第3光源23透过物品12的透射光的像。因此，能够有效地取得物品12中光学特性不同的至少2处的图像。
(6)检查装置11具备拍摄装置15及根据拍摄装置15所输出的M频带的图像信号来检查物品12的检查处理部70。因此，能够藉由简单的结构将被拍对象的物品12中光学特性不同的多处的图像用1台相机30以相同的视角同时进行拍摄。此时，能够几乎不用考虑对其他的拍摄对象区域的光的影响地将M种类的光源21～23调整成适当的光强度。因此，能够以简单的处理对物品12中光学特性不同的多处进行检查。
(7)物品12为收容液体LQ的容器12A，包含具有透光性的区域。检查处理部70检查容器12A的外周面所附加的文字。进行如下检查中的至少2个检查：容器12A中与液体LQ重叠的部分所附加的文字C1的检查、容器12A的外周面所贴的标签12L的文字C2的检查以及容器12A中不与液体LQ重叠的部分的文字C3的检查。因此，能够以简单的结构对物品12中光学特性不同的多处适当地进行检查。
(8)以相机30拍摄物品12而生成图像信号的拍摄方法具备照光步骤、拍摄步骤及转换步骤。因此，根据该拍摄方法，能够获得与拍摄装置15相同的效果。
(第2实施方式)
接着，针对第2实施方式参照图14及图15进行说明。第2实施方式为如下的例：图1及图2中，M种类的光源21～23中的1个设为照射近红外光的近红外光源。其中，本例是将第1光源21或第3光源23设为对物品12照射近红外光的近红外光源。以下说明的例是将能够对第1区域A1照光的第1光源21设为近红外光源的构成，其中第1区域A1能够拍摄到容器12A内的液体LQ中的杂质。其中，相机30与上述第1实施方式为相同结构。
图1、图2中，第1光源21的近红外光源位于隔着处于拍摄位置的物品12而与相机30相反一侧的位置。第1光源21对物品12的第1区域A1照射近红外光。相机30对透过物品12的第1区域A1的近红外光的像进行拍摄。利用近红外光的透射光来拍摄物品12，藉此检查物品12内有无杂质。
作为近红外光源的第1光源21在近红外波长区域NIRA具有发光光谱，且在可见光区域无发光光谱。第1光源21具有第1发光部21a，第1发光部21a发出近红外光。第1发光部21a是由例如LED所构成。
第1光源21的发光光谱在带通滤光器31的穿透波段具有波峰。根据图14的(a)所示的带通滤光器31的透过率特性曲线F2，近红外波长区域NIRA中在约820～870nm具有1个波峰，此外在约880nm以上具有透过率约100％的穿透区域。此外，本实施方式的第1光源21的发光光谱在例如约820～870nm具有1个波峰。
图14的(b)表示具有上述相对灵敏度的R信号、G信号及B信号输入至转换部60而经过转换并输出的X信号、Y信号及Z信号。当组合有3种类的光源21～23的发光光谱的光入射时，图像传感器33将3种类的光源21～23的发光强度特性与图像传感器33的相对灵敏度特性所合成的3频带的RGB信号进行输出。输入有该第1拍摄信号S1的转换部60将其转换成图14的(b)的图所示的3频带的XYZ信号。
如图14的图所示，X频带在约830～860nm具有波峰，Y频带在约600～670nm具有波峰，Z频带在约530～550nm具有波峰。XYZ的3频带所示的灵敏度的各波峰在各自的波长区域分别高于其他2个频带的相对灵敏度，XYZ的各频带互相分离。Y与Z的2频带为互相分离的可见光的频带，Z频带为与可见光的2频带分离的近红外光的频带。
图15表示近红外光所拍摄的X图像XI。如图15所示，X图像XI为容器的物品12中透过液面LS以下的第1区域A1的图像。位于比液面LS靠上侧的第2区域A2的文字几乎无法确认。图像透过物品12中的位于液面LS以下的第1区域A1的液体，但标签12L无法透过近红外光而呈现阴影(黑色)。因此，在物品12中在不与标签12L重叠的区域中能够检查液中的杂质。
根据第2实施方式，除了能够获得与上述第1实施方式相同的效果之外，亦可以获得以下的效果。
(9)
M种类的光源21～23包含在近红外区域内的既定波长区域中具有发光光谱特性的光源21～23。M频带的图像信号包含在近红外区域的既定波长区域具有分光灵敏度的图像信号。因此，能够以单次的拍摄取得包含物品12中能够以近红外光的照明拍摄的部位的图像信号的M频带的图像信号。
＜变更例＞
实施方式不限于上述，亦可以变更为以下的形态。
·上述第1实施方式是使用3种类的光源21～23，但亦可以为使用2种光源的结构。例如亦可以为第1光源21与第2光源22的组合、第1光源21与第3光源23的组合、第2光源22与第3光源23的组合。
·上述第2实施方式是3种光源的配置位置的组合的一例，在3种光源中的1种为近红外光源的结构中，亦可以採用3种光源的配置位置相关的其他组合。例如亦可以为：第1光源21为近红外光源的组合、或第3光源23为近红外光源的组合等。
·上述第2实施方式是使用3种光源，但亦可以为使用2种光源的结构。例如亦可以为第1光源21与第2光源22的组合、第1光源21与第3光源23的组合、第2光源22与第3光源23的组合。此外，将2种光源中的一方设为可见光源，另一方设为近红外光源。例如亦可以为：第1光源21为可见光源、第2光源22为近红外光源的组合；第2光源22为近红外光源、第3光源23为可见光源的组合；第1光源21为可见光源、第3光源23为近红外光源的组合。
·上述第2实施方式是将近红外光源的第1光源21配置于物品12的背面，但亦可以将配置于物品12的正面的第3光源23设为近红外光源。物品12的外周面或标签12L上所印刷的油墨亦可以包含反射近红外光的油墨。具有拍摄装置15的检查装置11亦可以为对印刷在被拍物件上反射红外光的油墨进行检查的装置。此时，相机30亦可以为对物品12的表面所反射的近红外光进行拍摄的结构。其中，物品12的表面亦可以为如下构成：具有使用由反射可见光的油墨与反射红外光的油墨所混合而成的油墨所印刷而成的印刷区域，亦可以为如下构成：具有使用反射可见光的油墨所印刷而成的第1印刷区域以及使用反射近红外光的油墨所印刷而成的第2印刷区域。
·M种类(例如3种类)的光源21～23对被拍物件的各自不同的区域A1～A3分别地照光，但只要能够至少对作为对象的区域照光，则亦可以对其他的区域照光。
·上述第1实施方式如图9的(b)所示，在Z频带上存在相对灵敏度为0.2以上的其他的频带Y，但只要对各区域A1～A3的图像的清晰度没有不良影响，则在X或Y频带上亦可以存在相对灵敏度为0.2以上的其他的频带。此外，亦可以选定带通滤光器31的特性或矩阵係数，使其他频带的相对灵敏度小于0.1。
·上述各实施方式及变更例中，光源不限于3种类，只要能够照射具有彼此不同的发光光谱的可见光或近红外光，则亦可以为4种类以上或2种类。此外，构成近红外光源的发光部的种类亦可以为1种类、2种类、3种类以上。
·N值不限于N＝3，亦可以为4以上。例如若为具有原色的彩色滤光器的彩色相机时亦可以为R、G1、G2、B的4色(N＝4)。此外，亦可以为具有补色的彩色滤光器的彩色相机，补色亦可以为黃、青、洋红、绿的4色。
·根据使用相机30通过带通滤光器31而被图像感测器33拍摄到的第1拍摄信号的图像数据(例如RGB图像数据)可以保存于USB存储器等可拆卸式存储器。亦可以将该可拆卸式存储器所保存的图像数据由个人计算机读取，由个人计算机的CPU(转换部60)进行包含矩阵运算的转换处理而生成多个频带的多频带图像。也就是说，亦可以为进行拍摄步骤的装置与进行转换步骤的装置为分开的装置。即使是藉由这种拍摄方法也能够取得多个频带的多频带图像。
·转换部60亦可以不进行矩阵运算。例如，当最佳的矩阵係数为单位矩阵(100，010，001)时，在上述实施方式中，为了转换而进行矩阵运算，然而由于转换所获得的结果与转换前相同，即等同于不转换，因此可以省略矩阵运算。也就是说，拍摄装置亦可以为如下构成：虽然具备转换部，但是当矩阵係数为单位矩阵等部分例外时，为了减轻运算处理的负担而使转换部不进行矩阵运算。
·拍摄装置15不限于检查的使用。例如亦可以为如下构成：拍摄装置15使用于机器人的眼睛，机器人区别并识别可见光与红外光的图像。
·亦可以为拍摄装置15所输出的图像由检查员目视确认进行检查的结构。
·构成图像感测器33的彩色滤光器34的色数不限于3色或4色，亦可以为5色、6色、7色、8色。亦可以为其中至少1色不透过可见光而透过非可见光的滤光器。例如亦可以为具备如下彩色滤光器的图像感测器33：该彩色滤光器包含透过近红外光的NIR滤光器。
·作为拍摄对象或检查对象的被拍物件的一例的物品12不限于宝特瓶或坛等容器。物品12亦可以为例如食品、饮料、电子零件、电化产品、日常用品、零件、构件、粉粒体或液状等原料等。物品12只要为能够藉由多频带图像来检查好坏的物品即可。
·液体亦可以为非透光性。例如液体亦可以为特定颜色的不透明液体。该种液体亦可以为黑色的酱料等调味液、特定颜色的饮料水、特定颜色的药液、特定颜色的油。此外，液体亦可以包含不具流动性的凝胶。
·构成图像感测器33的彩色滤光器的阵列图案(array pattern)不限于RGB拜耳阵列，亦可以为条纹阵列等任意的阵列图案。
·控制部50、转换部60及检查处理部70中的至少一方亦可以部分或全部由执行程序的计算机形成的软件所构成，亦可以由电子回路等硬件所构成。
·亦可以将拍摄装置15使用于检查以外的用途。
符号说明
10检查系统
11检查装置
12物品(被拍物件的一例)
12A容器
12B盖
12L标签
13搬运装置
15拍摄装置
16输送机
17传感器
21第1光源
21a第1发光部
22第2光源
22a第2发光部
23第3光源
23a第3发光部
30相机
30a镜筒
31带通滤光器(滤光器的一例)
32镜头
33彩色图像传感器(图像传感器)
33R R受光元件
33G G受光元件
33B B受光元件
34彩色滤光器(分光滤光器的一例)
34R R滤光器
34G G滤光器
34B B滤光器
40控制处理部
41显示部
50控制部
60转换部
61RGB分离部
62XYZ转换部
70检查处理部
71第1检查部
72第2检查部
73第3检查部
201红外光截止滤光器(IR截止滤光器)
LR发光光谱
LG发光光谱
LB发光光谱
A1第1区域(拍摄对象区域的一例)
A2第2区域(拍摄对象区域的一例)
A3第3区域(拍摄对象区域的一例)
LQ液体
C1第1文字
C2第2文字
C3第3文字
S1第1拍摄信号
S2第2拍摄信号
XS第1图像信号
YS第2图像信号
ZS第3图像信号
VA可见光波长区域
NIRA近红外波长区域

Claims (9)

1.一种拍摄装置，其中，具备：
相机，具备图像传感器，该图像传感器具有分光透过率特性不同的N频带的分光滤光器并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度，所述N为3以上的自然数；
M种类的光源，分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域分别具有波峰，所述M为满足2≦M≦N的自然数；
滤光器，配置于所述图像传感器与被拍对象之间的光路上，并且能够透过来自所述M种类的光源中所述彼此不同的波长区域的光；以及
转换部，将利用所述相机拍摄所述被拍对象时通过所述图像传感器所获得的拍摄信号分离为N频带的拍摄信号，并藉由对分离出的N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在所述彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号，
所述M种类的光源对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域分别照光，按照所述拍摄对象区域分别选定对所述被拍对象的照光方向和各自的发光强度，对所述被拍对象的照光方向决定所述相机所拍摄的所述M处的拍摄对象区域的像是透射光还是反射光。
2.如权利要求1所述的拍摄装置，其中，
所述相机为去除红外光截止滤光器后的通用彩色相机。
3.如权利要求1或权利要求2所述的拍摄装置，其中，
所述M种类的光源包含2种类的光源，2种类的光源分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域内的彼此不同的2个波长区域分别具有波峰，
所述M频带的图像信号为3频带以上的图像信号，包含第1图像信号、第2图像信号及第3图像信号，所述第1图像信号在所述2个波长区域中的一方的第1波长区域具有分光灵敏度，所述第2图像信号在另一方的第2波长区域具有分光灵敏度，所述第3图像信号在与第1波长区域及第2波长区域的两方不同的第3波长区域具有分光灵敏度。
4.如权利要求1或权利要求2所述的拍摄装置，其中，
所述M种类的光源包含如下光源：在近红外区域内的既定波长区域具有发光光谱特性，
所述M频带的图像信号包含如下图像信号：在近红外区域的所述既定波长区域具有分光灵敏度。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的拍摄装置，其中，
所述相机拍摄的被拍对象包含具有透光性的区域，
所述M种类的光源是在如下时机进行所述M种类的光的照射：包含同时照射所述被拍对象的所述M处的拍摄对象区域的期间，
所述相机对所述被拍对象进行单次拍摄。
6.如权利要求5所述的拍摄装置，其中，
所述M种类的光源包含第1光源、第2光源及第3光源中的至少2个光源，所述第1光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相反一侧的位置，所述第2光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相同一侧的位置，所述第3光源配置于相对于所述被拍对象的与所述相机相反一侧的位置，
所述相机拍摄第1像、第2像以及第3像中的至少2个像，所述第1像为来自所述第1光源透过所述被拍对象的透射光的像，所述第2像为来自所述第2光源被所述被拍对象反射的反射光的像，所述第3像为来自所述第3光源透过所述被拍对象的透射光的像。
7.一种检查装置，其中，具备：
权利要求1至权利要求6中任一项所述的拍摄装置；以及
检查处理部，根据所述拍摄装置所输出的所述M频带的图像信号来检查所述被拍对象。
8.如权利要求7所述的检查装置，其中，
所述被拍对象为收容液体的容器，包含具有透光性的区域，
所述检查处理部检查所述容器的外周面所附加的文字，
所述检查装置进行如下检查中的至少2个检查：
所述容器的与液体重叠的部分所附加的所述文字的检查；所述容器的不与液体重叠的部分的所述文字的检查；以及所述容器的外周面所贴的标签的文字的检查。
9.一种拍摄方法，其用相机拍摄被拍对象而生成图像信号，其中，
具备照光步骤、拍摄步骤以及转换步骤，
所述照光步骤中，藉由M种类的光源对被拍对象进行照光，所述M种类的光源分别具有如下发光光谱特性：在可见光区域及近红外区域内的彼此不同的波长区域分别具有波峰，所述M为满足2≦M≦N的自然数，所述N为3以上的自然数，
所述拍摄步骤中，藉由相机通过滤光器对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域进行拍摄，所述相机具备图像传感器，该图像传感器具有分光透过率特性不同的N频带的分光滤光器并且在可见光区域与近红外区域具有灵敏度；所述滤光器能够透过来自所述M种类的光源的所述彼此不同的波长区域的光，
所述转换步骤中，通过将所述图像传感器所拍摄的拍摄信号分离为N频带的拍摄信号，并对分离出的N频带的拍摄信号进行矩阵运算，从而生成在所述彼此不同的波长区域分别具有分光灵敏度的M频带的图像信号，
所述M种类的光源对所述被拍对象的M处的拍摄对象区域分别照明，按照所述拍摄对象区域分别选定对所述被拍对象的照光方向和各自的发光强度，所述被拍对象的照光方向决定所述相机所拍摄的所述M处的拍摄对象区域的像是透射光还是反射光。
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