JP2018128393A - 検査装置、および、フォーカス調整支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オートフォーカス機能のない撮影手段を備える検査装置におけるフォーカス調整を支援すること。【解決手段】実施形態の検査装置は、検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置であって、検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出する制御部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、検査装置、および、フォーカス調整支援方法に関する。

従来、検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−８３２６７号公報

このような検査装置で使用される撮影手段（いわゆるＦＡ（Factory Automation）カメラ）は、オートフォーカス機能のないものが多い。その場合、手動操作で撮影手段のフォーカスを調整する必要があり、手間がかかる。

そこで、本発明の課題の一つは、オートフォーカス機能のない撮影手段を備える検査装置におけるフォーカス調整を支援することである。

実施形態の検査装置は、検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置であって、検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出する制御部と、を備える。

図１は、実施形態の検査装置を示す斜視図である。 図２は、実施形態の検査装置の一部を検査時の検査対象物の長手方向に見た模式図である。 図３は、実施形態の基準対象物を示す斜視図である。 図４は、実施形態の検査装置の構成を示すブロック図である。 図５は、実施形態の検査装置の制御部の機能を示すブロック図である。 図６は、実施形態の撮影画像を示す図である。 図７は、実施形態の検査装置による点検基準設定処理を示すフローチャートである。 図８は、実施形態の検査装置によるフォーカス指標値算出処理を示すフローチャートである。 図９は、実施形態において撮影画像からフィルタ画像を算出する処理の説明図である。 図１０は、実施形態における撮影画像、フィルタ画像、および、それらのラインプロファイルの例を示す図である。 図１１は、実施形態において明るさ指標値を算出するときに用いる撮影画像の領域を示す図である。 図１２は、実施形態における点検基準設定時の表示画面の例を示す図である。 図１３は、実施形態の検査装置による点検処理を示すフローチャートである。 図１４は、実施形態における点検結果の表示画面の例を示す図である。

以下、実施形態の検査装置、フォーカス調整支援方法等について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態の検査装置１を示す斜視図である。検査装置１は、検査対象物１００の撮影画像に基づいて検査対象物１００の表面を検査し、外部操作（手動操作または自動操作）によって撮影部３による撮影時のフォーカスが調整される。ここで、検査対象物１００は、長尺形状かつ円管状（または円柱状）の部品（例えば、ホース、チューブ、棒等）である。

検査装置１は、一つの撮影部３に対して、複数（本実施形態では、一例として２つ）の光源２Ｕ、２Ｄを備えている。具体的に、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）に離間して配置されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状（例えば円環状）に構成されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状に配置された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有している。長尺形状の検査対象物１００は、光源２Ｕおよび光源２Ｄの環状部分の内側（例えば、中央部）を貫通し、環状部分の軸方向に沿って延びている。また、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）と直交する面について面対称に配置されている。

また、検査対象物１００の撮影領域Ａは、光源２Ｕと光源２Ｄとの間（本実施形態では、一例として中間位置）に設定されている。撮影領域Ａ（所定の撮影領域）は、検査時に検査対象物１００が配置される位置を含む。光源２Ｕからの光は、検査対象物１００の長手方向の一方側（図１では左側）から撮影領域Ａに照射され、光源２Ｄからの光は、長手方向の他方側（図１では右側）から撮影領域Ａに照射される。

また、検査対象物１００は、検査中、搬送装置３０（図４参照）によって、長手方向（軸方向）に搬送される。すなわち、検査装置１は、搬送装置３０によって搬送されて移動している検査対象物１００の表面を検査する。したがって、撮影領域Ａは、検査対象物１００の移動に伴って、検査対象物１００の長手方向に沿って相対的に移動する。なお、検査対象物１００は、例えば、光源２Ｕ側から光源２Ｄ側へ移動する。すなわち、光源２Ｕは、撮影領域Ａに対して搬送方向の上流側に配置され、光源２Ｄは、撮影領域Ａに対して搬送方向の下流側に配置されている。

撮影部３は、オートフォーカス機能のないＦＡカメラである。撮影部３は、検査対象物１００の径方向外側に配置され、光学部品４を介して、検査対象物１００の表面１００ａの画像を取得する。また、撮影部３は、手動操作用のフォーカス調整機構３１を有する。ユーザは、フォーカス調整機構３１を操作（例えば回転操作）することで、撮影部３のフォーカスを調整することができる。なお、ここでは、外部操作によって撮影部３による撮影時のフォーカスを調整する方法として、撮影部３が手動操作用のフォーカス調整機構３１を有する場合を例にとって説明する。

光学部品４は、一つの撮影部３に対して、複数（本実施形態では、一例として２つ）のミラー４Ｌ、４Ｒである。ここで、図２は、実施形態の検査装置１の一部を検査時の検査対象物１００の長手方向に見た模式図である。具体的に、ミラー４Ｌ、４Ｒは、図２に示すように、検査対象物１００を基準に撮影部３の反対側で、軸方向（検査対象物１００の長手方向）に見た場合にＶ字状に配置されている。ミラー４Ｌ、４Ｒは互いに１２０°の角度（撮影部３と検査対象物１００とを結ぶ線Ｌに対して互いに反対側に６０°となる角度）となる姿勢で配置されている。

ミラー４Ｌ、４Ｒは、いずれも、検査対象物１００の表面１００ａに対向した平面状の反射面４ａ（鏡面）を有している。また、ミラー４Ｌ、４Ｒは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）と直交する面に沿って帯状に延びている。なお、隣接するミラー４Ｌ、４Ｒは、一体化されていてもよいし、分離されていてもよい。

また、光源２Ｕ、２Ｄ、撮影部３、および、光学部品４を含む検査部１０（１０Ｕ、１０Ｄ）が、検査対象物１００の長手方向（軸方向、搬送方向）に間隔をあけて複数箇所（本実施形態では、一例として二箇所）に設けられている。これら検査部１０では、撮影部３および光学部品４の配置が異なっている。本実施形態では、搬送方向の上流側（図１の左側）に位置された検査部１０Ｕでは、図１の上側に撮影部３が位置し、下側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｕの撮影部３は、検査対象物１００の図１の下側の領域の画像を取得する。一方、下流側（図１の右側）に位置された検査部１０Ｄでは、図１の下側に撮影部３が位置し、上側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｄの撮影部３は、検査対象物１００の図１の上側の領域の画像を取得する。すなわち、複数の撮影部３は、それぞれ、検査対象物１００の表面１００ａの相異なる領域（部位、位置）を撮影する。

また、本実施形態では、撮影部３は、ラインカメラ（ラインセンサ）として構成されている。撮影部３は、検査対象物１００の幅方向に沿って一列に配置された複数の光電変換素子（撮影素子、不図示）を有する。すなわち、撮影部３は、検査対象物１００の幅方向に沿った線状の画像（各光電変換素子に対応した画素毎の輝度値のデータ）を取得する。各撮影素子は、例えば２５６階調で輝度値のデータを取得する。撮影部３は、撮影される各時刻（タイミング）で、一次元の画像を取得する。モノクロ（白黒）の撮影部３の場合、各撮影素子について一つの画像データが取得される。カラーの撮影部３の場合、各撮影素子について複数（例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の三つ）の画像データが取得される。以下では、モノクロ（白黒）の撮影部３の場合を例にとって説明する。

光源２Ｕ、２Ｄによる検査対象物１００への光の照射は、交互に実行される。そして、撮影部３による撮影（画像の取得）と、光源２Ｕ、２Ｄによる検査対象物１００への光の照射（一例としては光源２Ｕ、２Ｄの発光の切り替え）とが、同期している。

なお、光源２Ｕ、２Ｄからの光の照射（切り替え）および撮影部３による撮影の周期や、搬送装置３０による検査対象物１００の搬送速度等は、適宜設定すればよい。ラインセンサは、エリアセンサより分解能が比較的高く、また応答性も比較的高いため、ラインセンサを用いることで、より精度の高い検査が可能となる場合がある。

次に、基準対象物について説明する。図３は、実施形態の基準対象物１０１を示す斜視図である。基準対象物１０１は、撮影部３のフォーカス調整に用いられるものであり、所定のコントラスト（輝度差）を有する。図３の例では、基準対象物１０１は、検査対象物１００の一部と同じ長尺形状で、所定のコントラストとして長手方向に白色領域と黒色領域が延びている白黒の縞模様を有する。より具体的には、基準対象物１０１は、例えば、検査対象物１００の一部と同じ長尺形状の棒に、上述の白黒の縞模様が印刷された紙を巻きつけることで、実現できる。

次に、検査装置１の構成について説明する。図４は、実施形態の検査装置１の構成を示すブロック図である。図４に示すように、検査装置１は、制御部２０（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等）、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２、ＳＳＤ（Solid State Drive）２３、光照射コントローラ２４、撮影コントローラ２５、搬送コントローラ２６、表示コントローラ２７等を備える。

光照射コントローラ２４は、制御部２０からの制御信号に基づいて、光源２Ｕ、２Ｄの発光のオン、オフ等を制御する。なお、開閉を切り替えて光の出射と出射停止とを切り替えるシャッタ等の可変装置が用いられる場合には、当該可変装置の動作が制御される。撮影コントローラ２５は、制御部２０からの制御信号に基づいて、撮影部３による撮影を制御する。搬送コントローラ２６は、制御部２０からの制御信号に基づいて、搬送装置３０による検査対象物１００の搬送（開始、停止、速度等）を制御する。表示コントローラ２７は、制御部２０からの制御信号に基づいて、表示装置４０による表示を制御する。

制御部２０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ２１やＳＳＤ２３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ２２は、制御部２０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図４に示すハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部２０等は、並列処理が可能なハードウエア構成としてもよい。

ここで、図５は、実施形態の検査装置１の制御部２０の機能を示すブロック図である。図５に示すように、制御部２０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、光照射制御部２０ａ、撮影制御部２０ｂ、搬送制御部２０ｃ、画像処理部２０ｄ、表示制御部２０ｅ、合否判定部２０ｆ等として機能する。光照射制御部２０ａは、光照射コントローラ２４を制御する。撮影制御部２０ｂは、撮影コントローラ２５を制御する。搬送制御部２０ｃは、搬送コントローラ２６を制御する。

画像処理部２０ｄは、撮影部３によって取得した画像データの画像処理等を実行する。画像処理部２０ｄは、撮影部３が取得した一次元の画像を取得順に並べることで、二次元の画像を作成する。また、画像処理部２０ｄは、画像処理によって、検査対象物１００の表面を検査する。表示制御部２０ｅは、表示装置４０（例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro-Luminescent Display）等）による表示を制御する。合否判定部２０ｆは、検査装置１の点検処理時にフォーカス指標値に関する合否判定を行う（詳細は後述）。

ここで、フォーカス指標値について説明する。フォーカス指標値とは、合焦度（フォーカスが合っている度合い）を示す指標値である。このフォーカス指標値は、フォーカス調整機構３１による撮影部３のフォーカス調整時や検査装置１の点検時等に用いられる。画像処理部２０ｄは、例えば、撮影部３によって撮影された基準対象物１０１の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、フォーカス指標値として、フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出し、当該平均値を撮影画像の輝度値の平均値で除算した値を算出する（詳細は後述）。

また、画像処理部２０ｄは、例えば、撮影部３によって撮影された基準対象物１０１の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、フォーカス指標値として、フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出してもよい。

また、ユーザによるフォーカス調整機構３１を用いた操作によって撮影部３のフォーカスが調整されているとき、画像処理部２０ｄが、フォーカス指標値の算出を繰り返し、表示制御部２０ｅが、当該フォーカス指標値の経時的変化を表示装置４０にグラフ表示させるようにしてもよい。

次に、明るさ指標値について説明する。明るさ指標値とは、検査時に用いられる光源２Ｕ、２Ｄ（照明装置）の劣化度合いを知るための明るさの指標値である。例えば、制御部２０において、画像処理部２０ｄが、明るさ指標値として、撮影画像の所定領域における輝度値の平均値を算出し（詳細は後述）、表示制御部２０ｅが、表示装置４０にその値を表示させる。

次に、撮影画像について説明する。図６は、実施形態の撮影画像を示す図である。図６（ａ）は、フォーカスが合っている撮影画像である。図６（ａ）に示す撮影画像は、基準対象物１０１が撮影部３によって直接撮影されている部分である画像１０１ａと、基準対象物１０１がＶ字状のミラー４Ｌ、４Ｒ（図１）を介して撮影部３によって撮影されている部分である画像１０１ｂ、１０１ｃを含む。本実施形態で画像処理の対象とするのは画像１０１ｂ、１０１ｃである。そして、領域Ａ１に示しているのは、画像１０１ｂ、１０１ｃの拡大画像であるが、フォーカスが合っているので鮮明である。

一方、図６（ｂ）は、フォーカスが合っていない撮影画像である。図６（ｂ）に示す撮影画像は、図６（ａ）に示す撮影画像と同様に、画像１０１ａと、画像１０１ｂ、１０１ｃを含む。そして、領域Ａ２に示しているのは、画像１０１ｂ、１０１ｃの拡大画像であるが、フォーカスが合っていないので不鮮明である。

本実施形態では、まず、基準対象物１０１を用いて、フォーカス指標値、および、その許容度（例えば±５％）を点検基準として設定する。そして、例えば、検査装置１の定期点検のときに、算出したフォーカス指標値が点検基準の許容度の範囲に収まっていれば「正常」、収まっていなければ「異常」と判定する。また、明るさ指標値は、ユーザが光源２Ｕ、２Ｄ（照明装置）の劣化度合いを知るための判断材料となる。

次に、検査装置１による点検基準設定処理について説明する。図７は、実施形態の検査装置１による点検基準設定処理を示すフローチャートである。この処理の前に、ユーザは、検査装置１に基準対象物１０１をセットしておく。

まず、検査装置１において、制御部２０の撮影制御部２０ｂが撮影コントローラ２５を制御し、撮影部３によって基準対象物１０１を撮影する（ステップＳ１）。次に、画像処理部２０ｄは、基準対象物１０１の撮影画像を用いてフォーカス指標値を算出する（ステップＳ２）。

ここで、図８は、実施形態の検査装置１によるフォーカス指標値算出処理（図７のステップＳ２）を示すフローチャートである。まず、画像処理部２０ｄは、撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出する（ステップＳ２１）。これについて、図９を参照して説明する。図９は、実施形態において撮影画像からフィルタ画像を算出する処理の説明図である。

画像処理部２０ｄは、図９に示すような３行３列の微分フィルタを用いて演算することで、フィルタ画像を算出する。その場合の撮影画像のラインプロファイルとフィルタ画像のラインプロファイルは、図９に示す通りである。撮影画像のラインプロファイルにおいて、縦軸は輝度値、横軸は画素である。フィルタ画像のラインプロファイルにおいて、縦軸は画素値、横軸は画素である。撮影画像の輝度値の範囲は０〜２５５であるのに対し、フィルタ画像の画素値の範囲は−２５５〜２５５となる。また、フィルタ画像の画素値は０が多いことがわかる。

図８に戻って、ステップＳ２１の後、画像処理部２０ｄは、フィルタ画像の画素値が０の領域を除外する（ステップＳ２２）。これは、フォーカス指標値の大きさが小さくなりすぎることを防ぐためである。

次に、画像処理部２０ｄは、フィルタ画像の画素値を絶対値に変換する（ステップＳ２３）。次に、画像処理部２０ｄは、フィルタ画像の画素値の平均値（Ｘ）を算出する（ステップＳ２４）。次に、画像処理部２０ｄは、撮影画像の輝度値の平均値（Ｙ）を算出する（ステップＳ２５）。次に、画像処理部２０ｄは、フォーカス指標値として、ＸをＹで除算した値を算出する（ステップＳ２６）。

このようにして、図８に示す処理により、フォーカス指標値を算出できる。なお、フォーカス指標値を、Ｘではなく、ＸをＹで除算した値としたのは、実際にはフォーカスの合っている度合いは同じなのに、照明の明るさによってフォーカス指標値が異なる、という事態を避けるためである。したがって、照明の明るさは一定であるという条件を満たすことができるのであれば、Ｘをフォーカス指標値として採用してもよい。

ここで、図１０は、実施形態における撮影画像、フィルタ画像、および、それらのラインプロファイルの例を示す図である。図１０（ａ１）は、フォーカスが合っている撮影画像である。図１０（ａ２）は、図１０（ａ１）に対応するラインプロファイルである。また、図１０（ｂ１）は、フォーカスが合っていない撮影画像である。図１０（ｂ２）は、図１０（ｂ１）に対応するラインプロファイルである。

また、図１０（ｃ１）は、図１０（ａ１）の撮影画像を用いて算出したフィルタ画像である。図１０（ｃ２）は、図１０（ｃ１）に対応するラインプロファイルである。また、図１０（ｄ１）は、図１０（ｂ１）の撮影画像を用いて算出したフィルタ画像である。図１０（ｄ２）は、図１０（ｄ１）に対応するラインプロファイルである。

これらを見ればわかるように、フォーカスの合っている撮影画像（図１０（ａ１））のラインプロファイル（図１０（ａ２））は急峻な形状で、その撮影画像を用いて算出したフィルタ画像（図１０（ｃ１））のラインプロファイル（図１０（ｃ２））も急峻な形状となるので、このフィルタ画像を用いて算出したフォーカス指標値は大きな値となる。一方、フォーカスの合っていない撮影画像（図１０（ｂ１））のラインプロファイル（図１０（ｂ２））はゆるやかな形状で、その撮影画像を用いて算出したフィルタ画像（図１０（ｄ１））のラインプロファイル（図１０（ｄ２））もゆるやかな形状となるので、このフィルタ画像を用いて算出したフォーカス指標値は小さな値となる。つまり、フォーカス指標値が大きいほど、フォーカスが合っている度合いが高いことがわかる。

図７に戻って、ステップＳ２の後、画像処理部２０ｄは、明るさ指標値を算出する（ステップＳ３）。ここで、図１１は、実施形態において明るさ指標値を算出するときに用いる撮影画像の領域を示す図である。図１１に示す領域Ａ２１が、明るさ指標値を算出するときに用いる撮影画像の領域である。画像処理部２０ｄは、撮影画像のうちのこの領域Ａ２１のデータを用いて、明るさ指標値として、輝度値の平均値を算出する。なお、撮影画像の左右の両端を領域Ａ２１に含めていないのは、基準対象物１０１が三次元形状であることによる計算誤差を抑えるためである。

図７に戻って、ステップＳ３の後、表示制御部２０ｅは、表示装置４０に、ステップＳ２で算出したフォーカス指標値、ステップＳ３で算出した明るさ指標値を含む表示を行う（ステップＳ４）。ここで、図１２は、実施形態における点検基準設定時の表示画面の例を示す図である。図１２に示すように、この表示画面では、領域Ａ１１〜Ａ１９における表示と、ボタンＢ１、Ｂ２が表示される。

領域Ａ１１、Ａ１２には、それぞれ、図１の検査部１０Ｕにおける撮影部３（カメラ＃１）による撮影画像（図６（ａ）（ｂ）の画像１０１ｂ、１０１ｃに対応する画像）が表示される。また、領域Ａ１５には、領域Ａ１１、Ａ１２の撮影画像に対応するフォーカス指標値の経時的変化のグラフ表示（Ｌ１１、Ｌ１２。左端が最新値）と明るさ指標値（左側の縦グラフ）が表示される。

同様に、領域Ａ１３、Ａ１４には、それぞれ、図１の検査部１０Ｄにおける撮影部３（カメラ＃２）による撮影画像が表示される。また、領域Ａ１６には、領域Ａ１３、Ａ１４の撮影画像に対応するフォーカス指標値の経時的変化のグラフ表示（Ｌ２１、Ｌ２２。左端が最新値）と明るさ指標値（左側の縦グラフ）が表示される。

また、領域Ａ１７には、図１の検査部１０Ｕにおける光源２Ｕ、２Ｄ（照明＃１）に関する調光値が、画面上で操作可能にスライダ表示される。同様に、領域Ａ１８には、図１の検査部１０Ｄにおける光源２Ｕ、２Ｄ（照明＃２）に関する調光値が、画面上で操作可能にスライダ表示される。領域Ａ１９には、点検基準として設定されるフォーカス指標値の許容度（例えば±５％）が、画面上で操作可能にプルダウンメニュー表示される。

ボタンＢ１は、照明＃１、＃２の調光値を確認するために操作されるボタンである。ボタンＢ１が操作されると、領域Ａ１７、Ａ１８が表示される。ボタンＢ２は、点検基準設定ボタンである（詳細は後述）。

図７に戻って、ステップＳ４の後、制御部２０は、点検基準設定ボタン（図１２のボタンＢ２）の操作があったか否かを判定し（ステップＳ５）、Ｙｅｓの場合はステップＳ６に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１に戻る。

このステップＳ１からステップＳ５のＮｏまでのループが繰り返される間、ユーザは、表示画面（図１２）を見ながら、図１の２つの撮影部３におけるフォーカス調整機構３１を用いてフォーカスを調整したり、領域Ａ１７、Ａ１８を用いて照明＃１、＃２の調光値を調整したりする。また、ユーザは、領域Ａ１９を用いて許容度を選択する。そして、ユーザは、図１２の表示画面における領域Ａ１５、Ａ１６を見て、各フォーカス指標値、各明るさ指標値が良好であると判断すれば、ボタンＢ２を操作する。

ボタンＢ２が操作されると、ステップＳ５でＹｅｓとなり、画像処理部２０ｄは、そのときの各フォーカス指標値、各明るさ指標値、および、許容度を点検基準として設定し（ステップＳ６）、それらをＳＳＤ２３（図４）に記憶させる。

次に、例えば、検査装置１の定期点検のときにおける処理（点検処理）について説明する。図１３は、実施形態の検査装置１による点検処理を示すフローチャートである。この処理の前に、ユーザは、検査装置１に基準対象物１０１をセットしておく。

まず、検査装置１において、制御部２０は、点検開始の操作があったか否かを判定し（ステップＳ３１）、Ｙｅｓの場合はステップＳ３２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ３１に戻る。点検開始の操作は、例えば、ユーザが表示画面上で行う。

ステップＳ３２において、制御部２０は照明を点灯する。具体的には、光照射制御部２０ａは、光照射コントローラ２４を制御し、光源２Ｕ、２Ｄを点灯させる。次に、撮影制御部２０ｂは、撮影コントローラ２５を制御し、撮影部３が基準対象物１０１を撮影する（ステップＳ３３）。次に、画像処理部２０ｄは、基準対象物１０１の撮影画像を用いてフォーカス指標値を算出する（ステップＳ３４。図７のステップＳ２と同様）。次に、画像処理部２０ｄは、明るさ指標値を算出する（ステップＳ３５。図７のステップＳ３と同様）。

次に、合否判定部２０ｆは、フォーカス指標値の合否判定を行う（ステップＳ３６）。具体的には、合否判定部２０ｆは、ステップＳ３４で算出したフォーカス指標値が、図７のステップＳ６で設定したフォーカス指標値の許容度の範囲（例えば、設定したフォーカス指標値±５％の間の範囲）に収まっていれば「正常（合）」、収まっていなければ「異常（否）」と判定する。

次に、表示制御部２０ｅは、表示装置４０に、ステップＳ３６で行った合否判定の結果（点検結果）等を表示する（ステップＳ３７）。ここで、図１４は、実施形態における点検結果の表示画面の例を示す図である。図１４に示すように、この表示画面では、領域Ａ３１〜Ａ３７における表示が行われる。

領域Ａ３１、Ａ３２には、それぞれ、カメラ＃１による撮影画像（図１２の領域Ａ１１、Ａ１２のように２つ）に関するフォーカス指標値およびその合否結果（ＯＫまたはＮＧ）と、照明＃１、＃２に関する明るさ指標値が表示される。また、領域Ａ３３、Ａ３４には、それぞれ、カメラ＃２による撮影画像に関するフォーカス指標値およびその合否結果（ＯＫまたはＮＧ）と、照明＃１、＃２に関する明るさ指標値が表示される。

また、領域Ａ３５におけるフォーカス点検ＯＫ（点検結果が正常）の表示と、領域Ａ３６におけるフォーカス点検ＮＧ（点検結果が異常）の表示と、のいずれか該当するほうが拡大して表示される。また、領域Ａ３７には、設定されているフォーカス指標値の許容度の範囲（判定基準）が表示される。

ユーザは、この表示画面を見ることで、フォーカス指標値、および、その合否判定結果や、明るさ指標値を知ることができる。

このように、本実施形態によれば、オートフォーカス機能のない撮影手段を備える検査装置１におけるフォーカス調整を支援することができる。例えば、従来は、ユーザが撮影画像を見ながら感覚的にフォーカス調整を行っていたので、調整精度にばらつきがあった。一方、本実施形態では、ユーザがフォーカス指標値という定量的な数値を用いて点検基準を設定し、その点検基準を用いてフォーカスの合否判定を行うことで、安定して高精度なフォーカス調整を実現できる。

また、ユーザがフォーカス調整機構３１を用いて撮影部３のフォーカスを調整しているときに、フォーカス指標値の経時的変化を表示装置４０にグラフ表示（図１２の領域Ａ１５、Ａ１６）させることで、ユーザは、フォーカス指標値の点検基準を容易に適切に設定することができる。

また、フォーカス指標値とともに、明るさ指標値も算出して表示させることで、ユーザは、光源２Ｕ、２Ｄの劣化度合いを容易に知ることができる。

また、Ｖ字状に配置されているミラー４Ｌ、４Ｒが物理的にずれていると、同じ撮影部３に関する２つのフォーカス指標値が異なる場合がある。したがって、ユーザは、同じ撮影部３に関する２つのフォーカス指標値が異なっていることを知ることで、Ｖ字状に配置されているミラー４Ｌ、４Ｒが物理的にずれている可能性を知り、適切に対応することができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

また、検査対象物は、長尺形状部品以外であってもよい。また、検査対象物は、三次元形状でなくても、平面形状等のものであってもよい。また、検査対象物は、検査時に搬送されないものであってもよい。その場合、基準対象物における所定のコントラストは、上述のような白黒の縞模様ではなく、円模様や市松模様（格子模様）等の他の模様で実現してもよい。また、光学部品はミラー以外（例えば、レンズ、プリズム等）であってもよい。

また、基準対象物における所定のコントラストは、例えば、単白色の物に対してプロジェクションマッピング等の技術によって所定の画像を投影することで実現してもよい。

また、外部操作によって撮影部３による撮影時のフォーカスを調整する方法は、撮影部３が手動操作用のフォーカス調整機構３１を有する場合に限定されず、例えば、ワークディスタンス（撮影部３（レンズ）と検査対象物との距離）を手動操作で調整する方法であってもよい。その場合、例えば、ユーザは、撮影部３か検査対象物の一方を動かして他方との距離を変える動作を行えばよい。

また、外部操作によって撮影部３による撮影時のフォーカスを調整する方法は、例えば、撮影部３に、フォーカス指標値に基づいて自動的に回転してフォーカスを調整する自動フォーカス調整機構を設ける方法でもよい。また、フォーカス指標値に基づいてワークディスタンスを自動的に調整する機構を設ける方法でもよい。そのような機構は、例えば、撮影部３の下に検査対象物を載せるワーク台がある場合、撮影部３かワーク台を自動的に上下動作させる機構として実現することができる。これらの方法によれば、検査装置において元々オートフォーカス機能のない撮影手段に対して、フォーカス指標値に基づいたオートフォーカス機能を追加することができる。

１…検査装置、２…光源、３…撮影部、４…光学部品、１０…検査部、２０…制御部、２０ａ…光照射制御部、２０ｂ…撮影制御部、２０ｃ…搬送制御部、２０ｄ…画像処理部、２０ｅ…表示制御部、２０ｆ…合否判定部、２１…ＲＯＭ、２２…ＲＡＭ、２３…ＳＳＤ、２４…光照射コントローラ、２５…撮影コントローラ、２６…搬送コントローラ、２７…表示コントローラ、３０…搬送装置、３１…フォーカス調整機構、４０…表示装置、１００…検査対象物、１００ａ…表面、１０１…基準対象物。

Claims (7)

1. 検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置であって、
   検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、
   前記撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、前記フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出する制御部と、を備える検査装置。
2. 検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置であって、
   検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、
   前記撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出し、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、前記フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を前記撮影画像の輝度値の平均値で除算した値を算出する制御部と、を備える検査装置。
3. 前記制御部は、ユーザによる外部操作によって前記撮影部のフォーカスが調整されているとき、前記フォーカス指標値の算出を繰り返し、前記フォーカス指標値の経時的変化を表示部にグラフ表示させる、請求項１または請求項２に記載の検査装置。
4. 前記検査対象物は、長尺形状で、検査時に長手方向に搬送され、
   前記基準対象物は、前記検査対象物の一部と同じ長尺形状で、前記所定のコントラストとして長手方向に白色領域と黒色領域が延びている白黒の縞模様を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査装置。
5. 前記制御部は、前記検査時に用いられる照明装置の劣化度合いを知るための明るさの指標値である明るさ指標値として、前記撮影画像の所定領域における輝度値の平均値を算出し、表示部に表示させる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置によるフォーカス調整支援方法であって、
   前記検査装置は、検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、制御部と、を備えており、
   前記制御部が、前記撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出するステップと、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、前記フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を算出するステップと、を含むフォーカス調整支援方法。
7. 検査対象物の撮影画像に基づいて当該検査対象物の表面を検査し、外部操作によって撮影部による撮影時のフォーカスが調整される検査装置によるフォーカス調整支援方法であって、
   前記検査装置は、検査時に検査対象物が配置される位置を含む所定の撮影領域を撮影する前記撮影部と、制御部と、を備えており、
   前記制御部が、前記撮影部によって撮影された所定のコントラストを有する基準対象物の撮影画像に微分フィルタ演算を行うことでフィルタ画像を算出するステップと、合焦度の指標値であるフォーカス指標値として、前記フィルタ画像の画素値が０以外の領域における画素値の絶対値の平均値を前記撮影画像の輝度値の平均値で除算した値を算出するステップと、を含むフォーカス調整支援方法。