JP2018028476A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の表面の形態を高精度に検査する技術を提供する。【解決手段】対象物の表面の被検査領域のうち、鏡面処理の対象である第１領域を第１撮像部によって撮像する。また、対象物の表面の被検査領域のうち、鏡面処理の対象でない第２領域を第２撮像部によって撮像する。検査部は、第１撮像部によって得られた第１撮像画像を基に第１領域の形態を検査し、且つ、第２撮像部によって得られた第２撮像画像を基に第２領域の形態を検査する。また、撮像の際には、第１領域の法線が第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となるように、保持部が対象物を保持する。このため、第１領域については鏡面の状態が高精度に把握され、第２領域については凹凸の形状が高精度に把握される。【選択図】図２

Description

本発明は、対象物の表面の形態を検査する技術に関する。

従来より、対象物の表面のうち一部の領域を撮像することで、該表面の形態を検査する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、表面全体が多数の微小な凹凸を有する状態（以下、このような状態を梨地状と呼ぶ）である対象物に向けて異なる照射条件で光を照射しつつ該対象物を複数回撮像することで、該表面の形態を検査する技術が開示されている。

特開２０１５−６８６６８号公報

しかしながら、対象物の表面全体が必ずしも均一な状態であるとは限らない。例えば、鍛造や鋳造により形成された金属部品（例えば、自動車部品）では、その表面が鏡面状の領域と梨地状の領域とを含む場合がある。表面の状態に応じて光の反射態様も異なるため、このような表面の形態を高精度に検査する技術については改善の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対象物の表面の形態を高精度に検査する技術を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、第１の態様にかかる検査装置は、鏡面処理の対象である第１領域および鏡面処理の対象でない第２領域を有する被検査領域を表面に含む対象物を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記対象物から視て第１方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第１方向から前記被検査領域を撮像する第１撮像部と、前記保持部に保持された前記対象物から視て第２方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第２方向から前記被検査領域を撮像する第２撮像部と、前記第１撮像部によって得られた第１撮像画像を基に前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像部によって得られた第２撮像画像を基に前記第２領域の形態を検査する検査部と、を備え、前記第１領域の法線が前記第２方向よりも前記第１方向に沿う位置関係となるように、前記保持部が前記対象物を保持する。

第２の態様にかかる検査装置は、第１の態様にかかる検査装置であって、前記第１撮像画像に対応し且つ前記第１領域の形態に異常が無い画像である第１参照画像、および、前記第２撮像画像に対応し且つ前記第２領域の形態に異常が無い画像である第２参照画像を記憶する記憶部、をさらに備え、前記検査部は、前記第１撮像画像と前記第１参照画像とを比較することで前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像画像と前記第２参照画像とを比較することで前記第２領域の形態を検査する。

第３の態様にかかる検査装置は、第２の態様にかかる検査装置であって、前記検査部は、前記第１撮像画像と前記第１参照画像とを前記第１領域のみについて比較することで、該第１領域の形態を検査する。

第４の態様にかかる検査装置は、第２または第３の態様にかかる検査装置であって、前記検査部は、前記第２撮像画像と前記第２参照画像とを前記第２領域のみについて比較することで、該第２領域の形態を検査する。

第５の態様にかかる検査装置は、第１から第４までのいずれか１つの態様にかかる検査装置であって、前記位置関係を保ちつつ、前記保持部に保持された前記対象物を回転軸まわりに回転する回転部、をさらに備える。

第６の態様にかかる検査装置は、第５の態様にかかる検査装置であって、前記第１撮像部は、複数の回転角度ごとに前記被検査領域を撮像することで、複数の前記第１撮像画像を得て、前記検査部は、前記複数の第１撮像画像のうち前記第１領域における輝度評価値が最も高い画像を基に、前記第１領域の形態を検査する。

第７の態様にかかる検査装置は、第５または第６の態様にかかる検査装置であって、前記第２撮像部は、複数の回転角度ごとに前記被検査領域を撮像することで、複数の前記第２撮像画像を得て、前記検査部は、前記複数の第２撮像画像を基に、前記第２領域の形態を検査する。

第８の態様にかかる検査装置は、第１から第７までのいずれか１つの態様にかかる検査装置であって、前記第１撮像部は、中心軸の周囲に配された複数の第１カメラと、前記複数の第１カメラ側から前記被検査領域に向けて光を照射する複数の第１ライトと、を有し、前記第１撮像部は、各第１ライトに照射された各被検査領域を各第１カメラで撮像することで、複数の前記第１撮像画像を得て、前記検査部は、前記複数の第１撮像画像のうち前記被検査領域における輝度評価値が最も高い前記第１撮像画像を基に、前記第１領域の形態を検査する。

第９の態様にかかる検査装置は、第１から第８までのいずれか１つの態様にかかる検査装置であって、前記第２撮像部は、中心軸の周囲に配された複数の第２カメラと、前記複数の第２カメラ側から前記被検査領域に向けて光を照射する複数の第２ライトと、を有し、前記第２撮像部は、各第２ライトに照射された各被検査領域を各第２カメラで撮像することで、複数の前記第２撮像画像を得て、前記検査部は、前記複数の第２撮像画像を基に、前記第２領域の形態を検査する。

第１０の態様にかかる検査方法は、鏡面処理の対象である第１領域および鏡面処理の対象でない第２領域を有する被検査領域を表面に含む対象物を保持する保持工程と、前記保持工程で保持された前記対象物から視て第１方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第１方向から前記被検査領域を撮像する第１撮像工程と、前記保持工程で保持された前記対象物から視て第２方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第２方向から前記被検査領域を撮像する第２撮像工程と前記第１撮像工程で得られた第１撮像画像を基に前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像工程で得られた前記第２撮像画像を基に前記第２領域の形態を検査する検査工程と、を備え、前記保持工程では、前記第１領域の法線が前記第２方向よりも前記第１方向に沿う位置関係となるように、前記対象物が保持される。

第１から第９の態様にかかる検査装置および第１０の態様にかかる検査方法では、対象物の表面の形態を高精度に検査することができる。

検査装置１が対象物９を検査する様子を示す上面図である。 検査装置１を図１のII−II端面から視た端面図である。 第１撮像画像３１０の一例である。 第２撮像画像３５０の一例である。 対象物９に対する検査の一例を示すフロー図である。 第１参照画像３０１の一例を示す図である。 第２参照画像３０５の一例を示す図である。 変形例にかかる検査装置１Ａの縦端面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものである。

＜１ 実施形態＞
＜１．１ 検査装置１の構成＞
図１は、検査装置１が対象物９を検査する様子を示す上面図である。図２は、検査装置１を図１のII−II端面から視た端面図である。

検査装置１は、対象物９を保持する保持部２と、保持部２に保持された対象物９の表面を鉛直上向きから撮像する第１撮像部１０と、保持部２に保持された対象物９の表面を斜め上向き（より具体的には、水平面から上方に４５度傾いた方向）から撮像する第２撮像部２０と、検査装置１の各部を制御する制御部８と、を備える。

対象物９は、鋳造により概形が形成された後、表面加工処理が施されて得られる金属部品である。以下、対象物９の製造過程の一例を説明する。鋳造の際には、最終製品と同様の形態である本体部分と、概形形成の過程で鋳物の中に発生する気泡を本体部分から逃がすため部分として最終製品には不要な凸状部分と、が形成される。次に、鋳物の表面全体に対して梨地処理が実行される。このような梨地処理として、例えば、鋳物の表面に鋼球を衝突させて該表面に微小な凹凸を形成するショットブラスト処理が挙げられる。そして、梨地処理の後には、凸状部分のうち内部に気泡の巣を有する部分を除去するための除去処理、および、除去後の部分を鏡面に仕上げる鏡面処理が実行される。このような除去処理および鏡面処理として、例えば、研磨によって上記巣を有する部分を削り取るグラインダー処理が挙げられる。

このような製造の結果、対象物９は、角が丸みを帯びた四角柱状の台部９０（上記本体部分に相当する構成）と、台部９０の中央から円柱状に突き出した突起部９１（上記凸状部分から上記巣を有する部分が除去された構成）と、を有する。

保持部２は、上面が平坦なテーブルであり、上面に載置された対象物９を下方から支持する。図２に示すように、対象物９は、突起部９１を上方に向けた状態で保持部２の上面に載置される。

第１撮像部１０は、保持部２に保持された対象物９から視て第１方向（本実施形態では、鉛直上向き）から対象物９の表面に向けて光を照射する第１ライト４１と、該第１方向から対象物９の表面を撮像する第１カメラ３１と、を有する。ここで、光照射および撮像の対象となる領域は、具体的には、対象物９の表面全体のうち台部９０の上面の一部および突起部９１全体を含む領域である。以下では、この領域を被検査領域と呼ぶ。

制御部８が第１ライト４１による照明と第１カメラ３１による撮像とを同時に実行させることにより、対象物９の被検査領域に第１方向から光が照射された状態で、該第１方向から対象物９の被検査領域が撮像される。図３は、この撮像により得られた第１撮像画像３１０の一例である。図３中において、網掛けが施されている部分は、実際に鏡面処理が実行された部分である。

第２撮像部２０は、保持部２に保持された対象物９から視て４つの第２方向（本実施形態では、水平面から上方に４５度傾いた方向）から対象物９の被検査領域に向けて光を照射する４つの第２ライト４２〜４５と、該４つの第２方向から対象物９の被検査領域を撮像する４つの第２カメラ３２〜３５と、を有する。第１カメラ３１および各第２カメラ３２〜３５は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などを有するデジタルカメラで構成される。また、第１ライト４１および各第２ライト４２〜４５は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源で構成される。

各第２カメラ３２〜３５は鉛直方向に沿う中心軸Ｊの周囲に等間隔（より具体的には、水平面視で９０度ずつの間隔）配されている。また、各第２ライト４２〜４５は各第２カメラ３２〜３５側から被検査領域に向けて光を照射するよう各第２カメラ３２〜３５と一体的に設けられる。

制御部８が各第２ライト４２〜４５による照明と対応する各第２カメラ３２〜３５による撮像とを同時に実行させることにより、対象物９の被検査領域に各第２方向から光が照射された状態で、該各第２方向から対象物９の被検査領域が撮像される。図４は、この撮像により得られた４つの第２撮像画像のうち第２ライト４５および第２カメラ３５の動作により得られた第２撮像画像３５０の一例である。図４中において、網掛けが施されている部分は、実際に鏡面処理が実行された部分である。

上述のように、対象物９は突起部９１を上方に向けた状態で保持部２の上面に載置される。このため、対象物９の表面全体のうち突起部９１の上面に相当する領域（水平面視で円形の領域）が鏡面処理の対象である第１領域９１０となり、対象物９の表面全体のうち第１領域９１０を除いた領域が鏡面処理の対象でない第２領域９２０となる。

しかしながら、対象物９を製造する過程で第１領域９１０中に意図せずに気泡の巣１００が生じ、これによって第１領域９１０のうち巣１００に相当する領域には鏡面処理（例えば、グラインダー処理）が施されない場合がある。また、対象物９を製造する過程で第２領域９２０中に意図せずにバリ１０１が生じる場合がある。このような対象物９の表面における形態の異常（巣１００やバリ１０１等）は対象物９が不良品になる原因となる。このため、検査装置１で対象物９を検査する際には、このような形態の異常を高精度に検査することが求められる。

検査装置１では、第１カメラ３１および４つの第２カメラ３２〜３５の各光軸Ｋ１〜Ｋ５が点Ｐを通過する。そして、突起部９１の上面の略中央に該点Ｐが位置する。このため、第１カメラ３１および４つの第２カメラ３２〜３５では、該点Ｐを中心とするほぼ同範囲の領域（対象物９の被検査領域）を撮像することができる。

制御部８は、検査装置１の各部の動作を制御するための手段である。制御部８は、ＣＰＵ等の演算処理部、ＲＡＭ等のメモリ、およびハードディスクドライブ等の記憶部を有するコンピュータにより構成される。記憶部内には、対象物９の検査を実行するためのプログラムが、インストールされている。

制御部８は、第１撮像部１０および第２撮像部２０と電気的に接続されている。記憶部に記憶されたプログラムがメモリに一時的に読み出され、当該プログラムに基づいて演算処理部が演算処理を行う。これにより、制御部８が、第１撮像部１０および第２撮像部２０を動作制御する。また、制御部８が後述する検査部として機能する。

制御部８は、検査装置１の外部に設けられるＰＣ７と双方向に通信可能に接続される。検査装置１で得られた各データは、自動的にＰＣ７に送信される。また、検査装置１の使用者がＰＣ７から操作情報を入力した場合には、この操作情報が制御部８に送信され、制御部８がこの操作情報に従って検査装置１内の各部を制御する。

＜１．２ 検査の一例＞
図５は、対象物９に対する検査の一例を示すフロー図である。以下、図５を参照しつつ、同一の製造方法により得られた複数の対象物９を順次に検査する際の流れについて説明する。

まず、制御部８の記憶部に、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像（図面では、４つの第２参照画像うち第２参照画像３０５のみを図示）が記憶される（ステップＳ１）。図６は、第１参照画像３０１の一例を示す図である。図７は、第２参照画像３０５の一例を示す図である。図６および図７中において、網掛けが施されている部分は、鏡面処理の対象である第１領域９１０である。ここで、第１参照画像３０１は、第１撮像画像３１０に対応し（言い換えると、第１方向から対象物９を視た画像であり）且つ第１領域９１０の形態に異常が無い画像である。４つの第２参照画像は、４つの第２撮像画像のそれぞれに対応し（言い換えると、４つの第２方向のそれぞれから対象物９を視た画像であり）且つ第２領域９２０の形態に異常が無い画像である。

第１参照画像３０１および４つの第２参照画像は、種々の態様で準備されうる。例えば、１つの良品の対象物９（形態に異常が無い対象物９）について予め得られた第１撮像画像および４つの第２撮像画像が、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像として用いられてもよい。また、複数の良品の対象物９について予め得られた第１方向からの複数の第１撮像画像の平均画像および４つの第２方向からの複数の第２撮像画像の平均画像が、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像として用いられてもよい。また、対象物９を製造する際の設計データを基に生成される画像であって第１方向および４つの第２方向から良品の対象物９を視たと仮定した場合の画像が、それぞれ第１参照画像３０１および４つの第２参照画像として用いられてもよい。

次に、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像において、鏡面処理の対象である第１領域９１０および鏡面処理の対象でない第２領域９２０が設定される（ステップＳ２）。第１領域９１０および第２領域９２０は、ＰＣ７からの操作者の入力に応じて設定されてもよい。また、第１領域９１０および第２領域９２０が、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像を基にした画像処理によって自動的に設定されてもよい。例えば、第１参照画像３０１および４つの第２参照画像中の相対的に輝度が高い部分が第１領域９１０として自動的に設定され、相対的に輝度が低い部分が第２領域９２０として自動的に設定されてもよい。

次に、対象物９が図１および図２に示す姿勢で保持部２の上面に載置される（ステップＳ３：保持工程）。保持部２上への対象物９の載置は、専用の搬送機構によって自動的に行われてもよいし、検査装置１の使用者によって手動で行われてもよい。この保持工程では、第１領域９１０の法線が４つの第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となるように、保持部２が対象物９を保持する。このような態様で対象物９を保持する理由については、後述する＜１．３ 効果＞で詳細に説明する。

次に、第１撮像部１０および第２撮像部２０が対象物９を撮像し、第１撮像画像３１０および４つの第２撮像画像が取得される（ステップＳ４）。

まず、第１撮像部１０が、第１ライト４１によって第１方向から被検査領域に向けて光を照射した状態で、第１カメラ３１によって該第１方向から被検査領域を撮像する（第１撮像工程）。こうして図３に示す第１撮像画像３１０が得られると、第１カメラ３１による撮像および第１ライト４１による光照射が終了する。

続いて、第２撮像部２０が、第２ライト４２によってある第２方向から被検査領域に向けて光を照射した状態で、第２カメラ３２によって該第２方向から被検査領域を撮像する（第２撮像工程）。こうして該第２方向からの第２撮像画像が得られると、第２カメラ３２による撮像および第２ライト４２による光照射が終了する。

続いて、第２撮像部２０が、第２ライト４３によって別の第２方向から被検査領域に向けて光を照射した状態で、第２カメラ３３によって該第２方向から被検査領域を撮像する（第２撮像工程）。こうして該第２方向からの第２撮像画像が得られると、第２カメラ３３による撮像および第２ライト４３による光照射が終了する。

続いて、第２撮像部２０が、第２ライト４４によって別の第２方向から被検査領域に向けて光を照射した状態で、第２カメラ３４によって該第２方向から被検査領域を撮像する（第２撮像工程）。こうして該第２方向からの第２撮像画像が得られると、第２カメラ３４による撮像および第２ライト４４による光照射が終了する。

続いて、第２撮像部２０が、第２ライト４５によって別の第２方向から被検査領域に向けて光を照射した状態で、第２カメラ３５によって該第２方向から被検査領域を撮像する（第２撮像工程）。こうして該第２方向からの第２撮像画像（図４に示す第２撮像画像３５０）が得られると、第２カメラ３５による撮像および第２ライト４５による光照射が終了する。

次に、制御部８（検査部）が、第１撮像工程で得られた第１撮像画像３１０を基に、第１領域９１０の形態を検査する（ステップＳ５：検査工程）。

具体的には、制御部８は、第１撮像画像３１０および第１参照画像３０１に各種フィルタ処理（例えば、平滑化フィルタ処理）を実行した後に、両画像の平行移動や回転を行うことで両画像の全体的な位置合わせ処理（プリアライメント処理とも呼ぶ）を行う。このプリアライメント処理の後に、制御部８は、第１領域９１０のみについて両画像の各画素値の差が最小となるように、両画像の平行移動や回転を行うことで両画像の局所的な位置合わせ処理（ゆすらせ処理とも呼ぶ）を行う。

そして、制御部８が、第１撮像画像３１０と第１参照画像３０１とを比較することで、第１領域９１０の形態を検査する。具体的には、第１撮像画像３１０と第１参照画像３０１との第１領域９１０における各画素の一致度がある閾値よりも大きい場合、撮像された対象物９は第１領域９１０において異常無し（良品）と判断される。他方、第１撮像画像３１０と第１参照画像３０１との第１領域９１０における各画素の一致度がある閾値よりも小さい場合、撮像された対象物９は第１領域９１０において異常有り（不良品）と判断される。

続いて、制御部８（検査部）が、第２撮像工程で得られた４つの第２撮像画像を基に、第２領域９２０の形態を検査する（ステップＳ６：検査工程）。

具体的には、制御部８は、４つの第２撮像画像および４つの第２参照画像に各種フィルタ処理（例えば、平滑化フィルタ処理）を実行した後に、両画像の平行移動や回転を行うことで両画像の全体的な位置合わせ処理を行う。このプリアライメント処理の後に、制御部８は、第２領域９２０のみについて両画像の各画素値の差が最小となるように、両画像の平行移動や回転を行うことで両画像の局所的な位置合わせ処理を行う。

そして、制御部８が、４つの第２撮像画像と４つの第２参照画像とを比較することで、第２領域９２０の形態を検査する。具体的には、４つの第２撮像画像と４つの第２参照画像との第２領域９２０における各画素の一致度がある閾値よりも大きい場合、撮像された対象物９は第２領域９２０において異常無し（良品）と判断される。他方、４つの第２撮像画像と４つの第２参照画像との第２領域９２０における各画素の一致度がある閾値よりも小さい場合、撮像された対象物９は第２領域９２０において異常有り（不良品）と判断される。

ステップＳ４で得られる各撮像画像やステップＳ５、Ｓ６で得られる検査結果は、対象物９に対する各処理と並行してリアルタイムにＰＣ７の表示画面に表示される。より具体的には、例えば、各撮像画像のうち形態に異常のない部分はグレースケールで表示画面に表示され、形態に異常がある部分（巣１００やバリ１０１等）は赤色等で着色されて表示される。これにより、検査装置１の使用者は、対象物９の状態をリアルタイムで直感的に把握することができる。また、これらの撮像画像や検査結果は、制御部８の記憶部に記憶され、その後の各種処理（例えば、形態の異常を詳細に解析する処理）に利用される。

こうして、１つの対象物９についての検査が終了すると、該対象物９が検査装置１から搬出される（ステップＳ７）。そして、検査済みの対象物９と同じ規格である後続の対象物９についても連続的に検査を行う場合には、ステップＳ８でＹｅｓに分岐し、該後続の対象物９にもステップＳ３〜Ｓ７が実行される。他方、後続の対象物９について連続的に検査を行わない場合には、ステップＳ８でＮｏに分岐し、検査装置１による検査処理が終了する。

＜１．３ 効果＞
鏡面処理の対象である第１領域９１０は、巣１００等の影響によりその全面が鏡面であるとは限らないものの、鏡面処理の対象でない第２領域９２０に比べて光の反射率が高い。また、ステップＳ３〜Ｓ６の期間においては、第１領域９１０の法線が４つの第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となるように、保持部２が対象物９を保持する。このため、第１撮像部１０が被検査領域を撮像する際には、第２撮像部２０が被検査領域を撮像する際よりも、第１カメラ３１が第１領域９１０での正反射光をより受光しやすい。その結果、第１領域９１０の鏡面状態（より詳細には、第１領域９１０に適切に鏡面処理が施されているか、第１領域９１０に巣１００が形成されているか否か、形成されている巣１００のサイズ等）をより高精度に把握することができる。

特に、本実施形態では、第１領域９１０の法線の軸と第１方向の軸とが鉛直軸で一致する。このため、本実施形態の態様では、後述する変形例のように第１領域の法線の軸と第１方向の軸とに僅かなズレ（例えば、０〜５度のズレ）がある態様に比べて、第１領域９１０の鏡面状態をより高精度に把握することができる。

また、第１撮像部１０が対象物９の検査領域の凹凸形状を鉛直上向きから撮像するのに対して、第２撮像部２０は対象物９の検査領域の凹凸形状を斜め上向きから撮像する。このため、第２撮像部２０が被検査領域を撮像する際には、第１撮像部１０が被検査領域を撮像する際よりも、検査領域の全体の立体的な形状を把握しやすい。その結果、第２領域９２０の形状（より詳細には、バリ１０１が形成されているか否か、形成されているバリ１０１のサイズ等）をより高精度に把握することができる。

また、本実施形態では、制御部８が４つの第２方向から撮像された４つの第２撮像画像を基に第２領域９２０の形態を検査する。このように複数の第２方向から第２領域９２０を検査するので、単一の方向から第２領域９２０を検査する場合に比べて、第２領域９２０の形態をより高精度に把握することができる。

また、本実施形態では、制御部８（検査部）が、第１撮像画像３１０と第１参照画像３０１とを第１領域９１０のみについて比較することで、該第１領域９１０の形態を検査する。このように鏡面処理の対象である第１領域９１０のみに両画像の比較対象を限定することで、より高精度に対象物９の鏡面状態を把握することができる。

また、本実施形態では、制御部８（検査部）が、４つの第２撮像画像と４つの第２参照画像とを第２領域９２０のみについて比較することで、該第２領域９２０の形態を検査する。このように鏡面処理の対象でない第２領域９２０のみに両画像の比較対象を限定することで、鏡面から各第２カメラ３２〜３５に向けて反射する強度の高い光の影響を低減することができ、より高精度に対象物９の全体の形状を把握することができる。

＜２ 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

図８は、変形例にかかる検査装置１Ａの縦端面図である。この検査装置１Ａは、検査装置１の第１撮像部１０および第２撮像部２０に代えて、第１撮像部１０Ａおよび第２撮像部２０Ａを備える。また、検査装置１Ａは、回転部５をさらに備える。

第１撮像部１０Ａは、保持部２に保持された対象物９から視て第１方向（本変形例では、水平面から上方に８５度傾いた方向）から対象物９の被検査領域に向けて光を照射する第１ライト４１Ａと、該第１方向から対象物９の被検査領域を撮像する第１カメラ３１Ａと、を有する。制御部８が第１ライト４１Ａによる照明と第１カメラ３１Ａによる撮像とを同時に実行させることにより、対象物９の被検査領域に第１方向から光が照射された状態で、該第１方向から対象物９の被検査領域が撮像される。

第２撮像部２０Ａは、保持部２に保持された対象物９から視て第２方向（本変形例では、水平面から上方に４５度傾いた方向）から対象物９の被検査領域に向けて光を照射する第２ライト４２と、該４つの第２方向から対象物９の被検査領域を撮像する第２カメラ３２と、を有する。制御部８が第２ライト４２による照明と第２カメラ３２による撮像とを同時に実行させることにより、対象物９の被検査領域に第２方向から光が照射された状態で、該第２方向から対象物９の被検査領域が撮像される。

本変形例のように、第１領域の法線の軸（鉛直軸）と第１方向の軸とにズレがある態様であってもよい。このような態様でも、第１領域の法線が第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となるように保持部２が対象物９を保持すれば、第１撮像部１０Ａによって第１領域の鏡面状態が高精度に把握される。特に、第１領域の法線の軸と第１方向の軸とのズレが僅か（例えば、５度以下の傾きのズレ）であれば、第１カメラ３１Ａが第１領域での正反射光を多く受光することができ、第１撮像部１０Ａによって第１領域の鏡面状態がより高精度に把握される。

また、回転部５は、上記位置関係を保ちつつ、保持部２に保持された対象物９を回転軸Ｊ（点Ｐを通る鉛直軸）まわりに回転することができる。このため、第１撮像部１０Ａが複数の回転角度ごとに被検査領域を撮像することで、一組の第１カメラ３１Ａおよび第１ライト４１Ａによって複数の第１撮像画像が得られる。同様に、第２撮像部２０Ａが複数の回転角度ごとに被検査領域を撮像することで、１組の第２カメラ３２および第２ライト４２によって複数の第２撮像画像が得られる。例えば、９０度ずつの４つの回転角度ごとに第１撮像部１０Ａおよび第２撮像部２０Ａが被検査領域を撮像することで、４つの第１撮像画像および４つの第２撮像画像が得られる。

そして、例えば、制御部８Ａ（検査部）は、複数の第１撮像画像のうち第１領域における輝度評価値が最も高い画像を基に第１領域の形態を検査し、複数の第２撮像画像の全部を基に第２領域の形態を検査する。このように第１領域の鏡面状態の検査については輝度の高い第１撮像画像を用いて、第２領域の形状の検査についてはより多くの第２撮像画像を用いることで、被検査領域の形態がより高精度に把握される。

また、本変形例では、複数の第１方向から第１撮像画像が得られる。このため、保持部２に対象物９を載置する際のミスや鏡面処理の際のミスにより、第１領域の法線の軸が想定される（鉛直軸）から僅かにズレていたとしても、いずれかの第１方向から輝度の高い第１撮像画像を得やすい。

また、本変形例のように対象物９が回転されてその周囲に第１撮像部１０Ａおよび第２撮像部２０Ａが固定される態様の他に、対象物９が固定されて第１撮像部および第２撮像部が対象物９の周囲を移動する態様が採用されてもよい。

また、上記実施形態では、第１撮像部１０が１組の第１カメラ３１および第１ライト４１を有し、第２撮像部２０が４組の第２カメラ３２〜３５および第２ライト４２〜４５を有する態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、第１撮像部が、中心軸の周囲に配された複数の第１カメラと、複数の第１カメラ側から被検査領域に向けて光を照射する複数の第１ライトと、を有する態様でもよい。この場合、第１撮像部は、各第１ライトに照射された各被検査領域を各第１カメラで撮像することで、複数の第１撮像画像を得ることができる。また、制御部８（検査部）は、複数の第１撮像画像のうち第１領域における輝度評価値が最も高い第１撮像画像を基に、第１領域の形態を検査することができる。

また、上記実施形態では、対象物９が、鋳造により概形が形成された後、表面加工処理が施されて得られる金属部品である態様について説明したが、これに限られるものではない。対象物９が鍛造やその他の手法によって形成されても構わない。ただし、鋳造により形成された対象物９には巣１００のような形態の異常が生じやすく、この異常を検査する目的で本発明にかかる検査装置を好適に利用できる。

また、上記実施形態では被検査領域内に１つの第１領域９１０が存在する態様について説明したが、被検査領域内に複数の第１領域が存在する態様でも構わない。この態様では、少なくとも１つの第１領域の法線が第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となることで、第１撮像部によって高精度に該少なくとも１つの第１領域の鏡面状態を把握することができる。また、複数の第１領域の各法線が第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となることで、第１撮像部によって高精度に各第１領域の鏡面状態を把握することができる。

また、上記実施形態では、対象物９の第１領域９１０が鉛直上向きになるように保持部２が対象物９を保持する態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、対象物９の第１領域９１０が水平向きになるように保持部２が対象物９を保持する態様でも構わないし、対象物９の第１領域９１０が斜め上向きになるように保持部２が対象物９を保持する態様でも構わない。いずれの態様でも、第１領域の法線が第２方向よりも第１方向に沿う位置関係となることで、第１撮像部によって高精度に第１領域の鏡面状態を把握することができる。

また、上記実施形態では、検査部が、第１撮像画像と第１参照画像とを比較することで第１領域の形態を検査し、且つ、第２撮像画像と第２参照画像とを比較することで第２領域の形態を検査する態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、検査部が、対象物９の設計データ（対象物９の立体形状や鏡面処理の位置を記述したデータ）を参照しつつ、第１撮像画像および第２撮像画像を解析することで、第１領域および第２領域の形態を検査する態様でも構わない。

また、上記実施形態では、検査装置１の制御部８と検査装置１の外部に設けられるＰＣ７とが双方向に通信可能に接続される態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、使用者によって操作情報が入力される入力部を検査装置１が備える場合、ＰＣ７が設けられなくても構わない。

また、第１撮像部は少なくとも１組の第１カメラおよび第１ライトを有していればよく、第２撮像部は少なくとも１組の第２カメラおよび第２ライトを有していればよい。他にも各部の個数は適宜に変更可能である。

以上、実施形態およびその変形例に係る検査装置および検査方法について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１、１Ａ 検査装置
２ 保持部
５ 回転部
８、８Ａ 制御部
９ 対象物
１０、１０Ａ 第１撮像部
２０、２０Ａ 第２撮像部
３１、３１Ａ 第１カメラ
４１、４１Ａ 第１ライト
３２〜３５、３２Ａ 第２カメラ
４２〜４５、４２Ａ 第２ライト
９０ 台部
９１ 突起部
１００ 巣
１０１ バリ
９１０ 第１領域
９２０ 第２領域

Claims (10)

1. 鏡面処理の対象である第１領域および鏡面処理の対象でない第２領域を有する被検査領域を表面に含む対象物を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された前記対象物から視て第１方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第１方向から前記被検査領域を撮像する第１撮像部と、
   前記保持部に保持された前記対象物から視て第２方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第２方向から前記被検査領域を撮像する第２撮像部と、
   前記第１撮像部によって得られた第１撮像画像を基に前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像部によって得られた第２撮像画像を基に前記第２領域の形態を検査する検査部と、
   を備え、
   前記第１領域の法線が前記第２方向よりも前記第１方向に沿う位置関係となるように、前記保持部が前記対象物を保持する、検査装置。
2. 請求項１に記載の検査装置であって、
   前記第１撮像画像に対応し且つ前記第１領域の形態に異常が無い画像である第１参照画像、および、前記第２撮像画像に対応し且つ前記第２領域の形態に異常が無い画像である第２参照画像を記憶する記憶部、
   をさらに備え、
   前記検査部は、前記第１撮像画像と前記第１参照画像とを比較することで前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像画像と前記第２参照画像とを比較することで前記第２領域の形態を検査する、検査装置。
3. 請求項２に記載の検査装置であって、
   前記検査部は、前記第１撮像画像と前記第１参照画像とを前記第１領域のみについて比較することで、該第１領域の形態を検査する、検査装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の検査装置であって、
   前記検査部は、前記第２撮像画像と前記第２参照画像とを前記第２領域のみについて比較することで、該第２領域の形態を検査する、検査装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つの請求項に記載の検査装置であって、
   前記位置関係を保ちつつ、前記保持部に保持された前記対象物を回転軸まわりに回転する回転部、
   をさらに備える、検査装置。
6. 請求項５に記載の検査装置であって、
   前記第１撮像部は、複数の回転角度ごとに前記被検査領域を撮像することで、複数の前記第１撮像画像を得て、
   前記検査部は、前記複数の第１撮像画像のうち前記第１領域における輝度評価値が最も高い画像を基に、前記第１領域の形態を検査する、検査装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の検査装置であって、
   前記第２撮像部は、複数の回転角度ごとに前記被検査領域を撮像することで、複数の前記第２撮像画像を得て、
   前記検査部は、前記複数の第２撮像画像を基に、前記第２領域の形態を検査する、検査装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１つの請求項に記載の検査装置であって、
   前記第１撮像部は、中心軸の周囲に配された複数の第１カメラと、前記複数の第１カメラ側から前記被検査領域に向けて光を照射する複数の第１ライトと、を有し、
   前記第１撮像部は、各第１ライトに照射された各被検査領域を各第１カメラで撮像することで、複数の前記第１撮像画像を得て、
   前記検査部は、前記複数の第１撮像画像のうち前記被検査領域における輝度評価値が最も高い前記第１撮像画像を基に、前記第１領域の形態を検査する、検査装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１つの請求項に記載の検査装置であって、
   前記第２撮像部は、中心軸の周囲に配された複数の第２カメラと、前記複数の第２カメラ側から前記被検査領域に向けて光を照射する複数の第２ライトと、を有し、
   前記第２撮像部は、各第２ライトに照射された各被検査領域を各第２カメラで撮像することで、複数の前記第２撮像画像を得て、
   前記検査部は、前記複数の第２撮像画像を基に、前記第２領域の形態を検査する、検査装置。
10. 鏡面処理の対象である第１領域および鏡面処理の対象でない第２領域を有する被検査領域を表面に含む対象物を保持する保持工程と、
    前記保持工程で保持された前記対象物から視て第１方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第１方向から前記被検査領域を撮像する第１撮像工程と、
    前記保持工程で保持された前記対象物から視て第２方向から前記被検査領域に向けて光を照射した状態で、該第２方向から前記被検査領域を撮像する第２撮像工程と
    前記第１撮像工程で得られた第１撮像画像を基に前記第１領域の形態を検査し、且つ、前記第２撮像工程で得られた前記第２撮像画像を基に前記第２領域の形態を検査する検査工程と、
    を備え、
    前記保持工程では、前記第１領域の法線が前記第２方向よりも前記第１方向に沿う位置関係となるように、前記対象物が保持される、検査方法。

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