JP2020085678A - 検査システム、検査方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の不良の見逃しのリスクを低減できる検査システムを提供する。【解決手段】検査システムは、焦点位置が可変である光学系と、光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、焦点位置を調節するフォーカス調節部と、フォーカス調節部によって焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて対象物を検査し、検査結果を出力する検査部と、検査画像のうちの第２領域に基づいて、対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する評価部とを備える。【選択図】図１

Description

本技術は、検査システム、検査方法およびプログラムに関する。

特開２０１８−８４７０１号公報（特許文献１）には、被写体像のコントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズの合焦位置を探索するオートフォーカス機能を有する焦点調節装置が開示されている。さらに、特許文献１には、このような焦点調節装置が検査のための産業用機器に適用されることが開示されている。

特開２０１８−８４７０１号公報 国際公開第１７／０５６５５７号 特開２０１０−７８６８１号公報 特開平１０−１７０８１７号公報

撮像された画像を用いて検査を行なう場合、対象物の検査対象箇所に合焦した画像を得る必要がある。しかしながら、対象物の状態によって、対象物の検査対象箇所とは異なる箇所に合焦した画像が得られる可能性がある。例えば、対象物のサイズの個体差によって、対象物の検査対象箇所から焦点がずれる場合がある。あるいは、対象物を搬送する搬送装置の状態によって、対象物の検査対象箇所から焦点がずれる場合がある。このような場合、対象物が不良であるにも関わらず、検査対象箇所とは異なる箇所に合焦した画像であるため、検査対象箇所の不良を認識できず、当該不良を見逃してしまう。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物の不良の見逃しのリスクを低減できる検査システム、検査方法およびプログラムを提供することである。

本開示の一例によれば、検査システムは、焦点位置が可変である光学系と、光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、焦点位置を調節するフォーカス調節部と、検査部と、評価部とを備える。検査部は、フォーカス調節部によって焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて対象物を検査し、検査結果を出力する。評価部は、検査画像のうちの第２領域に基づいて、対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する。

この開示によれば、第１領域とは別の第２領域に基づいて、検査対象箇所に対する合焦の信頼性が評価される。そのため、例えば、検査の対象となる第１領域のコントラストが低い場合であっても、第１領域とは別の第２領域に基づいて、検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価できる。そして、評価結果に基づいて、焦点位置がずれていることに起因して精度良く検査できていないことが認識可能となる。その結果、検査対象箇所とは異なる箇所に合焦した画像に基づく検査によって不良の対象物を良品として見逃すリスクを低減できる。

上述の開示において、検査システムは、予め生成された基準画像中の対象物の位置姿勢に対する検査画像中の対象物の位置姿勢の偏差に基づいて、検査画像に対する第１領域および第２領域の相対位置姿勢を補正する補正部をさらに備える。

この開示によれば、検査画像中の対象物の位置姿勢に変動が生じたとしても、検査精度および信頼性の評価精度の低下を抑制できる。

上述の開示において、検査システムは、検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、評価結果が予め定められた第２基準を満たす場合に、対象物が良品であると判定する判定部をさらに備える。

この開示によれば、対象物の所望の箇所とは異なる箇所に合焦した画像に基づく検査によって不良の対象物を良品として見逃すリスクを低減しやすくなる。

上述の開示において、補正部は、基準画像と検査画像との相関演算により得られる相関値に基づいて偏差を求める。検査システムは、さらに、検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、評価結果が予め定められた第２基準を満たし、かつ、相関値が予め定められた第３基準を満たす場合に、対象物が良品であると判定する判定部をさらに備える。

この開示によれば、対象物を正常に撮像できていないにもかかわらず、不良の対象物を良品として見逃すリスクをさらに低減することができる。

上述の開示において、評価結果は、検査画像のうちの第２領域における合焦度に基づいて算出される評価値を含む。これにより、評価値を確認することにより、合焦の度合いを容易に認識できる。

上述の開示において、検査システムは、対象物に合焦する焦点位置である合焦位置を探索する探索部をさらに備える。検査画像は、フォーカス調節部によって焦点位置が合焦位置に調節されたときに生成される。これにより、評価結果を確認することにより、探索部による合焦位置の探索が適切に実行されないことに起因して精度良く検査できていないことを認識できる。

本開示の一例によれば、焦点位置が可変である光学系と、光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、焦点位置を調節するフォーカス調節部とを備える検査システムにおける検査方法は、フォーカス調節部によって焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて対象物を検査し、検査結果を出力するステップと、検査画像のうちの第２領域に基づいて、対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力するステップとを備える。

本開示の一例によれば、プログラムは、上記の検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。これらの開示によっても、対象物の不良の見逃しのリスクを低減できる。

本発明によれば、対象物の不良の見逃しのリスクを低減できる。

実施の形態に係る検査システムの１つの適用例を示す模式図である。 検査システムに備えられる撮像装置の内部構成の一例を示す図である。 オートフォーカスを説明するための模式図である。 焦点位置が可変のレンズモジュールの一例を示す図である。 焦点位置が可変のレンズモジュールの別の例を示す図である。 実施の形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。 撮像装置によるワークＷの撮像を模式的に示した図である。 検査領域および信頼性評価領域の設定画面の一例を示す図である。 検査領域および信頼性評価領域の設定画面の別の例を示す図である。 合焦度波形の一例を示す図である。 実施の形態に係る検査システムの検査処理の流れの一例を示すフローチャートである。 変形例１に係る検査システムを示す模式図である。 検査領域、信頼性評価領域およびモデル領域の設定画面の一例を示す図である。 補正部の処理を説明する図である。 変形例１に係る検査システムの検査処理の流れを示すフローチャートである。 変形例３に係る検査システムの検査処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。

§１ 適用例
まず、図１および図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、実施の形態に係る検査システムの１つの適用例を示す模式図である。図２は、検査システムに備えられる撮像装置の内部構成の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る検査システム１は、たとえば外観検査システムとして実現される。検査システム１は、たとえば工業製品の生産ラインなどにおいて、ステージ９０上に載置された対象物（ワークＷ）上の検査対象箇所を撮像し、得られた画像を用いて、ワークＷの外観検査を行う。外観検査では、ワークＷの傷、汚れ、異物の有無、寸法などが検査される。

ステージ９０上に載置されたワークＷの外観検査が完了すると、次のワーク（図示せず）がステージ９０上に搬送される。ワークＷの撮像の際、ワークＷは、ステージ９０上の所定位置に所定姿勢で静止してもよい。あるいは、ワークＷがステージ９０上を移動しながら、ワークＷが撮像されてもよい。

図１に示すように、検査システム１は、基本的な構成要素として、撮像装置１０と、画像処理装置２０とを備える。この実施の形態では、検査システム１は、さらに、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）３０と、入力装置４０と、表示装置５０とを備える。

撮像装置１０は、画像処理装置２０に接続される。撮像装置１０は、画像処理装置２０からの指令に従って、撮像視野に存在する被写体（ワークＷ）を撮像して、ワークＷの像を含む画像データを生成する。撮像装置１０と画像処理装置２０とは一体化されていてもよい。

図２に示されるように、撮像装置１０は、照明部１１と、レンズモジュール１２と、撮像素子１３と、撮像素子制御部１４と、レンズ制御部１６と、レジスタ１５，１７と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部１８とを含む。

照明部１１は、ワークＷに対して光を照射する。照明部１１から照射された光は、ワークＷの表面で反射し、レンズモジュール１２に入射する。照明部１１は省略されてもよい。

レンズモジュール１２は、ワークＷからの光を撮像素子１３の撮像面１３ａ上に結像させるための光学系である。レンズモジュール１２の焦点位置は、所定の可動範囲内で可変である。焦点位置とは、光軸に平行な入射光線が光軸と交わる点の位置である。

レンズモジュール１２は、レンズ１２ａと、レンズ群１２ｂと、レンズ１２ｃと、可動部１２ｄと、フォーカス調節部１２ｅとを有する。レンズ１２ａは、レンズモジュール１２の焦点位置を変化させるためのレンズである。フォーカス調節部１２ｅは、レンズ１２ａを制御して、レンズモジュール１２の焦点位置を調節する。

レンズ群１２ｂは、焦点距離を変更するためのレンズ群である。焦点距離が変更されることにより、ズーム倍率が制御される。レンズ群１２ｂは、可動部１２ｄに設置され、光軸方向に沿って可動する。レンズ１２ｃは、撮像装置１０内の予め定められた位置に固定されるレンズである。

レンズ制御部１６は、レジスタ１７が記憶する命令に従った焦点位置になるようにフォーカス調節部１２ｅを制御する。

レンズ制御部１６は、ワークＷのうち撮像視野内に含まれる領域の大きさが略一定になるように、可動部１２ｄを制御して、レンズ群１２ｂの位置を調節してもよい。言い換えると、レンズ制御部１６は、ワークＷのうち撮像視野内に含まれる領域の大きさが予め定められた範囲内になるように、可動部１２ｄを制御することができる。レンズ制御部１６は、撮像位置とワークＷとの距離に応じてレンズ群１２ｂの位置を調節すればよい。なお、この実施の形態では、ズームの調節は必須ではない。

撮像素子１３は、たとえばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの光電変換素子であり、レンズモジュール１２を介してワークＷからの光を受けることによって画像信号を生成する。

撮像素子制御部１４は、フォーカス調節部１２ｅによって焦点位置が調節されたときの撮像素子１３からの画像信号に基づいて画像データを生成する。このとき、撮像素子制御部１４は、予め設定されたシャッター速度（露光時間）となるようにシャッターを開閉し、予め設定された解像度の画像データを生成する。シャッター速度および解像度を示す情報は、予めレジスタ１５に記憶されている。

通信Ｉ／Ｆ部１８は、画像処理装置２０との間でデータを送受信する。通信Ｉ／Ｆ部１８は、撮像指示を画像処理装置２０から受信する。通信Ｉ／Ｆ部１８は、撮像素子制御部１４によって生成された画像データを画像処理装置２０に送信する。

図１に戻って、ＰＬＣ３０は、画像処理装置２０に接続され、画像処理装置２０を制御する。例えばＰＬＣ３０は、画像処理装置２０が撮像指令（撮像トリガ）を撮像装置１０に出力するためのタイミングを制御する。

入力装置４０および表示装置５０は、画像処理装置２０に接続される。入力装置４０は、検査システム１の各種の設定に関するユーザの入力を受け付ける。表示装置５０は、検査システム１の設定に関する情報、画像処理装置２０によるワークＷの画像処理の結果などを表示する。

画像処理装置２０は、撮像装置１０によって撮像された画像に対して画像処理を行なう。画像処理装置２０は、設定部２２と、検査部２５と、評価部２６とを備える。

設定部２２は、入力装置４０への入力に従って、撮像装置１０から取得した画像データで示される画像のうち第１領域と第２領域とを設定する。第１領域は、検査部２５が検査を行なう対象となる領域（以下、「検査領域」という）である。第２領域は、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価する際に用いる領域（以下、「信頼性評価領域」という）である。

検査領域は、検査対象箇所に応じて設定される。例えば、ワークＷがガラス基板であり、ガラス基板の上面中央付近の傷の有無を検査したい場合、当該上面中央付近を含む領域が検査領域として設定される。

信頼性評価領域は、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦を評価するために用いられるため、ワークＷの検査対象箇所における検査領域と同じ高さであり、かつ、コントラストの高い領域が設定される。

検査部２５は、撮像装置１０から受けた検査画像データで示される検査画像のうちの検査領域に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する。具体的には、検査部２５は、検査領域に対して予め登録された検査プログラムに従った処理を施すことにより、ワークＷを検査する。検査部２５は、公知の技術を用いて検査を行なえばよい。検査項目が傷の有無である場合、検査結果は「傷あり」または「傷なし」を示す。検査項目が寸法である場合、検査結果は寸法の計測値が所定範囲内であるか否かを示す。

評価部２６は、検査画像データで示される検査画像のうちの信頼性評価領域に基づいて、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する。具体的には、評価部２６は、信頼性評価領域に対して予め登録された評価プログラムに従った処理を施すことにより、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価する。評価部２６は、例えば、信頼性が高い程大きくなる評価値を算出し、当該評価値を含む評価結果を出力する。

このように、実施の形態に係る検査システム１は、焦点位置が可変であるレンズモジュール１２と、レンズモジュール１２を介してワークＷからの光を受けることによって画像を生成する撮像素子１３と、焦点位置を調節するフォーカス調節部１２ｅとを備える。さらに、検査システム１は、検査部２５と評価部２６とを備える。検査部２５は、フォーカス調節部１２ｅによって焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの検査領域に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する。評価部２６は、検査画像のうちの信頼性評価領域に基づいて、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する。

これにより、検査結果および評価結果を確認することにより、ワークＷの不良の見逃しのリスクを低減できる。例えば、検査結果が「傷なし」を示す場合であっても、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性が低いことを示す評価結果が得られたときには、作業者は、焦点位置がずれていることに起因して精度良く検査できていないことを認識できる。その結果、作業者は、ワークＷの再検査などの適切な対応を行なうことができる。

§２ 具体例
＜Ａ．オートフォーカスのための構成例＞
図３は、オートフォーカスを説明するための模式図である。説明を簡単にするため、図３には、レンズモジュール１２のうちの１枚のレンズのみを示している。

図３に示すように、レンズモジュール１２の主点Ｏから対象面（ワークＷの表面）までの距離をａとし、レンズモジュール１２の主点Ｏから撮像面１３ａまでの距離をｂとし、レンズモジュール１２の主点Ｏからレンズモジュール１２の焦点位置（後側焦点位置）Ｆまでの距離（焦点距離）をｆとする。ワークＷの像が撮像面１３ａの位置で結ばれる場合に、以下の式（１）が成立する。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ・・・（１）
すなわち、式（１）が成り立つときに、ワークＷの表面に合焦した画像を撮像することができる。「合焦する」とは、ワークＷの像が撮像素子１３の撮像面１３ａ（図２参照）に形成されることを意味する。

ワークＷの表面の高さに応じて、撮像面１３ａとワークＷの表面との距離が変化し得る。撮像面１３ａとワークＷの表面との距離が変化した場合であってもワークＷの表面に合焦した画像を得るために、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが調節される。レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを調節する方法には、以下の方法（Ａ）および方法（Ｂ）がある。

方法（Ａ）は、レンズモジュール１２を構成する少なくとも１つのレンズ（例えばレンズ１２ａ）を光軸方向に平行移動させる方法である。方法（Ａ）によれば、レンズモジュール１２の主点Ｏが光軸方向に移動するとともに、焦点位置Ｆが変化する。その結果、距離ｂが変化する。式（１）を満たす距離ｂに対応する焦点位置Ｆのときに、ワークＷの表面に合焦した画像が得られる。

方法（Ｂ）は、定位置に固定されたレンズ１２ａの屈折方向を変化させる方法である。方法（Ｂ）によれば、レンズモジュール１２の焦点距離ｆが変化することに伴い、焦点位置Ｆが変化する。式（１）を満たす焦点距離ｆに対応する焦点位置Ｆのときに、ワークＷの表面に合焦した画像が得られる。

レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させるためのレンズ１２ａの構成は特に限定されない。以下に、レンズ１２ａの構成の例を説明する。

図４は、焦点位置が可変のレンズモジュールの一例を示す図である。図４に示す例では、レンズモジュール１２を構成するレンズ１２ａを平行移動させる。ただし、レンズモジュール１２を構成する少なくとも１つのレンズ（レンズ１２ａ、レンズ群１２ｂおよびレンズ１２ｃのうちの少なくとも１つのレンズ）を平行移動させてもよい。

図４に示す構成のレンズ１２ａを用いることにより、上記の方法（Ａ）に従って、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。すなわち、図４に示した構成では、フォーカス調節部１２ｅは、レンズ１２ａを光軸方向に沿って移動させる。レンズ１２ａの位置を移動させることによって、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。

図４では、１枚のレンズ１２ａの例が示されている。通常では、フォーカス調節用のレンズは複数枚の組レンズで構成されることが多い。しかしながら、組レンズにおいても、組レンズを構成する少なくとも１枚のレンズの移動量を制御することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させることができる。

図５は、焦点位置が可変のレンズモジュールの別の例を示す図である。図５に示す構成のレンズ１２ａを用いることにより、上記の方法（Ｂ）に従って、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。

図５に示すレンズ１２ａは液体レンズである。レンズ１２ａは、透光性容器７０と、電極７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂと、絶縁体７５ａ，７５ｂと、絶縁層７６ａ，７６ｂとを含む。

透光性容器７０内の密閉空間には、水などの導電性液体７１と、油などの絶縁性液体７２とが充填される。導電性液体７１と絶縁性液体７２とは混合せず、互いに屈折率が異なる。

電極７３ａ，７３ｂは、絶縁体７５ａ，７５ｂと透光性容器７０との間にそれぞれ固定され、導電性液体７１中に位置する。

電極７４ａ，７４ｂは、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の端部付近に配置される。電極７４ａと導電性液体７１および絶縁性液体７２との間には絶縁層７６ａが介在する。電極７４ｂと導電性液体７１および絶縁性液体７２との間には絶縁層７６ｂが介在する。電極７４ａと電極７４ｂとは、レンズ１２ａの光軸に対して対称な位置に配置される。

図５に示す構成において、フォーカス調節部１２ｅは、電圧源１２ｅ１と、電圧源１２ｅ２とを含む。電圧源１２ｅ１は、電極７４ａと電極７３ａとの間に電圧Ｖａを印加する。電圧源１２ｅ２は、電極７４ｂと電極７３ｂとの間に電圧Ｖｂを印加する。

電極７４ａと電極７３ａとの間に電圧Ｖａを印加すると、導電性液体７１は、電極７４ａに引っ張られる。同様に、電極７４ｂと電極７３ｂとの間に電圧Ｖｂを印加すると、導電性液体７１は、電極７４ｂに引っ張られる。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率が変化する。導電性液体７１と絶縁性液体７２との屈折率が異なるため、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率が変化することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆが変化する。

導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面の曲率は、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさに依存する。そのため、探索部２４は、電圧Ｖａ，Ｖｂの大きさを制御することにより、レンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させる。

通常は、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとは同値に制御される。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面は、光軸に対して対称に変化する。ただし、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとが異なる値に制御されてもよい。これにより、導電性液体７１と絶縁性液体７２との界面が光軸に対して非対称となり、撮像装置１０の撮像視野の向きを変更することができる。

さらに液体レンズと固体レンズとを組み合わせてもよい。この場合、上記の方法（Ａ）および方法（Ｂ）の両方を用いてレンズモジュール１２の焦点位置Ｆを変化させる。

＜Ｂ．画像処理装置のハードウェア構成＞
図６は、実施の形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図６に示す例の画像処理装置２０は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０と、記憶部としてのメインメモリ２３２およびハードディスク２３４と、カメラインターフェース２１６と、入力インターフェース２１８と、表示コントローラ２２０と、ＰＬＣインターフェース２２２と、通信インターフェース２２４と、データリーダ／ライタ２２６とを含む。これらの各部は、バス２２８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ２１０は、ハードディスク２３４に格納されたプログラム（コード）をメインメモリ２３２に展開して、これらを所定順序で実行することで、各種の演算を実施する。制御プログラム２３６は、検査画像に基づいてワークＷを検査するための検査プログラムと、ワークＷに対する合焦の信頼性を評価するための評価プログラムとを含む。

メインメモリ２３２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク２３４から読み出されたプログラムに加えて、撮像装置１０によって取得された画像データ、ワークデータなどを保持する。さらに、ハードディスク２３４には、各種設定値などが格納されてもよい。なお、ハードディスク２３４に加えて、あるいは、ハードディスク２３４に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。

カメラインターフェース２１６は、ＣＰＵ２１０と撮像装置１０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、カメラインターフェース２１６は、ワークＷを撮像して画像データを生成するための撮像装置１０と接続される。より具体的には、カメラインターフェース２１６は、撮像装置１０からの画像データを一時的に蓄積するための画像バッファ２１６ａを含む。そして、カメラインターフェース２１６は、画像バッファ２１６ａに所定コマ数の画像データが蓄積されると、その蓄積されたデータをメインメモリ２３２へ転送する。また、カメラインターフェース２１６は、ＣＰＵ２１０が発生した内部コマンドに従って、撮像装置１０に対して撮像指令を送る。

入力インターフェース２１８は、ＣＰＵ２１０と入力装置４０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力インターフェース２１８は、作業者が入力装置４０を操作することで与えられる操作指令を受付ける。

表示コントローラ２２０は、表示装置５０と接続され、ＣＰＵ２１０における処理の結果などをユーザに通知する。すなわち、表示コントローラ２２０は、表示装置５０の画面を制御する。

ＰＬＣインターフェース２２２は、ＣＰＵ２１０とＰＬＣ３０との間のデータ伝送を仲介する。より具体的には、ＰＬＣインターフェース２２２は、ＰＬＣ３０からの制御指令をＣＰＵ２１０へ伝送する。

通信インターフェース２２４は、ＣＰＵ２１０とコンソール（あるいは、パーソナルコンピュータやサーバ装置）などとの間のデータ伝送を仲介する。通信インターフェース２２４は、典型的には、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などからなる。なお、後述するように、メモリカード２０６に格納されたプログラムを画像処理装置２０にインストールする形態に代えて、通信インターフェース２２４を介して、配信サーバなどからダウンロードしたプログラムを画像処理装置２０にインストールしてもよい。

データリーダ／ライタ２２６は、ＣＰＵ２１０と記録媒体であるメモリカード２０６との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、メモリカード２０６には、画像処理装置２０で実行されるプログラムなどが格納された状態で流通し、データリーダ／ライタ２２６は、このメモリカード２０６からプログラムを読出す。また、データリーダ／ライタ２２６は、ＣＰＵ２１０の内部指令に応答して、撮像装置１０によって取得された画像データおよび／または画像処理装置２０における処理結果などをメモリカード２０６へ書込む。なお、メモリカード２０６は、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイスや、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体等からなる。

＜Ｃ．画像処理装置の機能構成＞
図７を参照して、画像処理装置２０の機能構成の一例について説明する。図７は、画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図７に示されるように、画像処理装置２０は、指令生成部２１と、設定部２２と、算出部２３と、探索部２４と、検査部２５と、評価部２６と、判定部２７と、出力部２８と、記憶部２３０とを含む。指令生成部２１、設定部２２、算出部２３、探索部２４、検査部２５、評価部２６および判定部２７は、図６に示すＣＰＵ２１０が制御プログラム２３６を実行することにより実現される。記憶部２３０は、図６に示すメインメモリ２３２およびハードディスク２３４によって構成される。出力部２８は、図６に示す表示コントローラ２２０によって構成される。

指令生成部２１は、ＰＬＣ３０からの制御指令を受けて、撮像装置１０に撮像指令（撮像トリガ）を出力する。設定部２２の概要について上述したとおりである。

算出部２３は、撮像装置１０によって生成された画像データから合焦度を算出する。合焦度とは、対象物に対して焦点がどの程度合っているかを表す度合いであり、公知の種々の方法を用いる算出される。たとえば、算出部２３は、画像データに対してハイパスフィルタを適用することにより高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の積算値を合焦度として算出する。このような合焦度は、画像の明暗差に依存した値を示す。

探索部２４は、ワークＷに合焦する焦点位置である合焦位置を探索する。具体的には、探索部２４は、レンズモジュール１２の焦点位置を変えて生成された複数の画像データの各々の合焦度を算出部２３から取得する。探索部２４は、取得した合焦度がピークとなる焦点位置を合焦位置として決定する。探索部２４は、レンズモジュール１２の焦点位置が合焦位置であるときの画像データを検査画像データとして特定する。すなわち、検査画像データは、フォーカス調節部１２ｅによって焦点位置が合焦位置に調節されたときに生成される画像データである。

合焦位置の探索方法としては、山登り法と全スキャン法とがあり、いずれを用いてもよい。

山登り法とは、レンズモジュール１２の焦点位置を設定された探索範囲内で変化させながら、合焦度が極大となる焦点位置を見つけた時点で探索を終了し、合焦度が極大となる焦点位置を合焦位置として決定する方法である。具体的には、山登り法は、探索開始時の焦点位置における合焦度と隣の焦点位置における合焦度との大小関係に基づいて、合焦度が大きくなる焦点位置の方向を探索方向として決定する。さらに、山登り法は、探索方向に焦点位置を変化させながら、先の焦点位置での合焦度と次の焦点位置での合焦度との差を順次演算し、この差が正からゼロまたは負に変化した時点の焦点位置を合焦位置として決定する。

山登り法では、探索部２４は、合焦度が極大を示した画像データを検査画像データとして特定すればよい。

全スキャン法とは、レンズモジュール１２の焦点位置を設定された探索範囲の全域で変化させ、各焦点位置での合焦度を取得し、合焦度が最大となる焦点位置を合焦位置として決定する方法である。全スキャン法には、粗い第１探索処理を行なった後に細かい第２探索処理を行なう方法も含む。第１探索処理は、粗いピッチ間隔で焦点位置を探索範囲の全域で変化させ、合焦度が最大となる焦点位置を探索する処理である。第２探索処理は、第１探索処理で探索された焦点位置を含む局所範囲の全域において細かいピッチ間隔で焦点位置を変化させ、合焦度が最大となる焦点位置を合焦位置として探索する処理である。

全スキャン法では、探索部２４は、各焦点位置の画像データを記憶しておき、記憶している画像データの中から、合焦度が最大となる焦点位置の画像データを検査画像データとして特定する。もしくは、探索部２４は、焦点位置を合焦位置に調節して撮像する指令を出力するように指令生成部２１に指示し、当該指令に応じて撮像装置１０から受けた画像データを検査画像データとして特定してもよい。

検査部２５および評価部２６の概要については、上述したとおりである。すなわち、検査部２５は、探索部２４によって特定された検査画像データで示される検査画像のうちの検査領域に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する。評価部２６は、探索部２４によって特定された検査画像データで示される検査画像のうちの信頼性評価領域に基づいて、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する。

判定部２７は、検査部２５から出力された検査結果と評価部２６から出力された評価結果とに基づいて、ワークＷの総合判定を行なう。判定部２７は、検査部２５から出力された検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、評価部２６から出力された評価結果が予め定められた第２基準を満たす場合に、ワークＷが良品であると判定する。

判定部２７は、検査結果が第１基準を満たさず、かつ、評価結果が第２基準を満たす場合に、ワークＷが不良品であると判定する。さらに、判定部２７は、評価結果が第２基準を満たさない場合に、焦点位置の自動調節に不具合があり精度良く検査できていないと判定する。

出力部２８は、判定部２７による判定結果を出力する。たとえば、出力部２８は、表示装置５０に判定結果を表示させる。出力部２８は、検査結果および評価結果も表示装置５０に表示させてもよい。

記憶部２３０は、各種のデータ、プログラム等を記憶する。たとえば記憶部２３０は、撮像装置１０から取得された画像データ、および所定の処理が施された画像データを保存する。記憶部２３０は、検査部２５による検査結果、評価部２６による評価結果、および判定部２７による判定結果を保存してもよい。さらに、記憶部２３０は、各種の処理を画像処理装置２０に実行させるためのプログラムを記憶する。

＜Ｄ．ワークの例およびオートフォーカスの課題＞
図８は、撮像装置によるワークＷの撮像を模式的に示した図である。図８に示した例において、ワークＷは、領域Ｗ１と領域Ｗ２とを有する。領域Ｗ１は、たとえば透明体（ガラスなど）の表面である。領域Ｗ２は領域Ｗ１を囲む領域であり、たとえば電子機器の筐体の表面である。このようなワークＷの例として、ディスプレイを有する電子機器（一例では、スマートフォンあるいはタブレットなど）を挙げることができる。すなわち領域Ｗ１は、表示画面でありえる。また、領域Ｗ１は、明確なパターンを有していない。すなわち領域Ｗ１は無地の領域である。

領域Ｗ１内を検査したい場合、領域Ｗ１内に検査領域Ａ１が設定される。検査領域Ａ１を含む領域が撮像装置１０により撮像され、検査領域Ａ１の画像が画像処理装置２０による画像処理の対象となる。画像処理装置２０は、検査領域Ａ１の画像を用いて、検査領域Ａ１内に傷、汚れ、あるいは異物が有るかどうかを検査する。

検査領域Ａ１に合焦していない状態で撮像された場合、取得された画像から、検査領域Ａ１内の傷などを検出できない可能性がある。精度の高い検査を行うためには、検査領域Ａ１に合焦した画像であるか否かを評価することが求められる。しかし上述の例のように、検査領域Ａ１が無地の領域の一部である場合、検査領域Ａ１には明確なパターンが形成されていない。このような場合、検査領域Ａ１内でのコントラストが低いため、検査領域Ａ１の画像だけでは、検査領域Ａ１に合焦しているか否かの評価が難しいという課題がある。

＜Ｅ．検査領域および信頼性評価領域の設定＞
本実施の形態によれば、画像処理装置２０の設定部２２は、ワークＷに対して、検査領域とともに信頼性評価領域を予め設定しておく。

作業者は、ステージ９０（図１参照）の所定位置に基準ワークＷ０を所定姿勢の状態で置く。画像処理装置２０は、撮像指令を撮像装置１０に出力し、撮像装置１０から基準画像データを取得する。基準画像データは、所定位置に所定姿勢の状態で置かれた基準ワークＷ０を含む基準画像を示す。

画像処理装置２０の設定部２２は、撮像装置１０から取得した基準画像データで示される基準画像を表示装置５０に表示させ、検査領域および信頼性評価領域の指定を作業者に促す。

図９は、検査領域および信頼性評価領域の設定画面の一例を示す図である。図９に示されるように、設定部２２は、表示装置５０の画面に、撮像装置１０から取得した基準画像データで示される基準画像８０を表示させる。

設定部２２は、入力装置４０への入力に応じて、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を設定する。例えば、作業者は、矩形である検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の各々の４頂点を入力する。作業者は、基準ワークＷ０における検査領域Ａ１と同じ高さであり、かつ、コントラストの高い部分を含む領域を信頼性評価領域Ｂ１として指定する。図９に示す例では、基準ワークＷ０のエッジ部分を含む領域が信頼性評価領域Ｂ１として指定されている。コントラストの高い部分としては、エッジ部分の他にも、表面に印刷された文字、表面に形成された模様、ネジなどの部品が取り付けられた部分などが含まれる。

図９に示す例では、矩形の検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１が設定されているが、各領域の形状はこれに限定されない。例えば、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の少なくとも一方の形状が、円形、あるいは領域を形成することが可能な任意の自由な形状であってもよい。また、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の少なくとも一方は、１つにまとまった領域であると限定される必要はない。たとえば、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の少なくとも一方は、分散して存在する複数の領域であってもよい。

図１０は、検査領域および信頼性評価領域の設定画面の別の例を示す図である。図１０に示す例では、基準ワークＷ０のエッジ部分に沿った枠状の信頼性評価領域Ｂ１が設定されている。

設定部２２は、設定した検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の各々を特定するための情報を生成し、生成した情報を記憶部２３０に格納する。

＜Ｆ．評価方法＞
次に、評価部２６による信頼性の評価方法について説明する。評価部２６は、検査画像データで示される検査画像のうちの信頼性評価領域Ｂ１の合焦度に基づいて、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を示す評価値を算出する。合焦度は、例えば、信頼性評価領域Ｂ１の画像から抽出された高周波成分の積算値である。

例えば、評価部２６は、検査画像の信頼性評価領域Ｂ１から算出した合焦度ｃと、予め定められた基準合焦度ｄとの比（＝ｃ／ｄ）を評価値として算出する。この場合、評価値が大きいほど、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性が高い。基準合焦度は、例えば基準ワークＷ０の検査対象箇所に合焦した画像における信頼性評価領域Ｂ１から算出した合焦度であり、予め実験により算出される。

あるいは、探索部２４が全スキャン法に従って合焦位置を探索する場合、評価部２６は、合焦位置の探索処理の際に得られる合焦度波形の第１ピークの合焦度ｇと第２ピークの合焦度ｈとの比（＝ｇ／ｈ）を評価値として算出してもよい。合焦度波形とは、レンズモジュール１２の焦点位置を変化させたときの焦点位置に対する合焦度の変化を示す波形である。第１ピークは、合焦度が最も大きいピークである。第２ピークは、合焦度が２番目に大きいピークである。

図１１は、合焦度波形の一例を示す図である。図１１に示す例の合焦度波形は、焦点位置Ｆ１，Ｆ２の２つのピークを含む。焦点位置Ｆ１は、ワークＷの検査対象箇所に合焦するときの焦点位置である。そのため、オートフォーカス処理が正常に行なわれた場合、合焦度波形は、焦点位置Ｆ１の１つのピークのみを含む。しかしながら、何らかの原因により、焦点位置Ｆ１とは別の焦点位置にピークが生じ得る。例えば、検査画像中にコントラストの高い模様が形成されたシートが映り込んだ場合に、焦点位置Ｆ１とは別の焦点位置にピークが生じる。

図１１に示す例の合焦度波形が得られた場合、焦点位置Ｆ１とは異なる焦点位置Ｆ２が合焦位置として誤って判定され、焦点位置Ｆ２に調節されたときの画像データが検査画像データとして特定され得る。

そこで、評価部２６は、検査画像の信頼性評価領域Ｂ１から算出した合焦度を第１ピークの合焦度ｇとして取得する。さらに、評価部２６は、合焦度が２番目に大きい第２ピークの合焦度を第２ピークの合焦度ｈとして取得する。評価部２６は、合焦度ｇ，ｈに基づいて評価値（＝ｇ／ｈ）を算出する。

なお、上記の例では、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性が高いほど大きくなる評価値が算出される。しかしながら、評価部２６は、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性が高いほど小さくなる評価値を算出してもよい。

その他、評価部２６は、公知の技術を用いて評価値を算出してもよい。例えば、評価部２６は、国際公開第１７／０５６５５７号（特許文献２）、特開２０１０−７８６８１号公報（特許文献３）、特開平１０−１７０８１７号公報（特許文献４）に記載の技術を用いて評価値を算出してもよい。

＜Ｇ．総合判定方法＞
上述したように、画像処理装置２０の判定部２７は、検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、評価部２６から出力された評価結果が予め定められた第２基準を満たす場合に、ワークＷが良品であると判定する。例えば、検査項目が傷の有無である場合、第１基準は、検査結果が「傷なし」であることを示す。検査項目が寸法である場合、第１基準は、寸法の計測値が所定範囲内であることを示す。さらに、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性が高いほど大きくなる評価値が評価結果に含まれる場合、第２基準は、評価値が予め定められた閾値を超えることを示す。

第１基準および第２基準は、予め作成され、記憶部２３０に格納される。判定部２７は、記憶部２３０から第１基準および第２基準を読み出して、総合判定を行なう。

＜Ｈ．検査の流れ＞
次に、図１２を参照して、本実施の形態に係る検査処理の流れについて説明する。図１２は、実施の形態に係る検査システムの検査処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示す検査方法の前に、画像処理装置２０の設定部２２は、基準ワークＷ０を含む画像データを用いて、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を設定している。

検査対象となるワークＷがステージ９０（図１参照）に図示しない搬送装置によって搬送されるたびに、図１２に示す検査処理が実行される。なお、本実施の形態では、ワークＷは、搬送装置によって、ステージ９０上の所定位置に所定姿勢の状態で載置されるものとする。

まず、撮像装置１０および画像処理装置２０は、合焦位置の探索処理を実行する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、撮像装置１０のレンズ制御部１６は、レンズモジュール１２の焦点位置を探索範囲内で変える。画像処理装置２０の算出部２３は、焦点位置を変えて生成された複数の画像データの各々について、全領域の合焦度を算出する。画像処理装置２０の探索部２４は、算出された合焦度がピークとなる焦点位置を合焦位置として探索する。

次に、探索部２４は、レンズモジュール１２の焦点位置が合焦位置に調節されたときの画像データを検査画像データとして特定する（ステップＳ２）。

次に、画像処理装置２０の検査部２５は、検査画像データで示される検査画像のうちの検査領域Ａ１に基づいてワークＷを検査し、検査結果を出力する（ステップＳ３）。

さらに、画像処理装置２０の評価部２６は、検査画像のうちの信頼性評価領域Ｂ１に基づいて、ワークＷの検査対象箇所に対する合焦の信頼性を示す評価値を算出し、算出した評価値を含む評価結果を出力する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３およびステップＳ４の処理順序はこれに限定されず、ステップＳ４の後にステップＳ３が実行されてもよいし、ステップＳ３とステップＳ４とが並行して実行されてもよい。

次に、画像処理装置２０の判定部２７は、検査結果および評価結果に基づいて総合判定を行なう（ステップＳ５）。その後、出力部２８は、判定結果を表示装置５０に表示させる（ステップＳ６）。ステップＳ６の後、検査処理は終了する。

なお、判定結果は、表示装置５０以外にもＰＬＣ３０に出力され、他の装置の制御のために用いられてもよい。例えば、ワークＷが良品であることを示す判定結果である場合、図示しない搬送装置は、次工程にワークＷを搬送するための搬送経路上にワークＷを搬送する。ワークＷが不良品であることを示す判定結果である場合、搬送装置は、不良品置き場にワークＷを搬送する。精度良く検査できていないことを示す判定結果である場合、搬送装置は、再検査品置き場にワークＷを搬送する。

§３ 変形例
＜変形例１＞
上記の説明では、検査対象となるワークＷは、図示しない搬送装置によって、ステージ９０上の所定位置に所定姿勢の状態で載置されるものとした。しかしながら、搬送装置の搬送精度が低い場合、検査画像に含まれるワークＷの位置姿勢が変動し得る。そこで、変形例１に係る検査システムの画像処理装置は、基準画像中の基準ワークの位置姿勢に対する検査画像中のワークＷの位置姿勢の偏差に基づいて、検査画像に対する検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の相対位置姿勢を補正する。これにより、検査画像に含まれるワークＷの位置姿勢が変動したとしても、検査精度および信頼性の評価精度の低下を抑制できる。

図１３は、変形例１に係る検査システムを示す模式図である。変形例１に係る検査システム１Ａは、図１に示す検査システム１と比較して、画像処理装置２０の代わりに画像処理装置２０Ａを備える点で相違する。画像処理装置２０Ａは、図１に示す画像処理装置２０と比較して、設定部２２の代わりに設定部２２Ａを備えるとともに、さらに補正部２９を備える点で相違する。

設定部２２Ａは、上記の設定部２２と同様に、基準画像の中から検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を設定する。さらに、設定部２２Ａは、基準画像の中からモデル領域を設定する、モデル領域は、所定位置に所定姿勢の状態で置かれた基準ワークＷ０の特徴部分を含む領域である。特徴部分は、基準ワークＷ０の位置姿勢を特定することが可能な部分である。

図１４は、検査領域、信頼性評価領域およびモデル領域の設定画面の一例を示す図である。図１４に示す例では、基準画像８０において、平面視矩形状の基準ワークＷ０の四隅のうち互いに隣り合わない二隅の各々を含む領域がモデル領域Ｃ１，Ｃ２として設定される。設定部２２Ａは、設定したモデル領域Ｃ１，Ｃ２の各々の画像と、基準画像中のモデル領域Ｃ１，Ｃ２の位置姿勢を示す情報とを記憶部２３０に格納する。

次に図１５を参照して、補正部２９の処理について説明する。図１５は、補正部の処理を説明する図である。

補正部２９は、公知のテンプレートマッチング方法を用いて、基準画像８０のうちのモデル領域Ｃ１，Ｃ２の画像と同じ部分画像を検査画像８１から探索する。補正部２９は、モデル領域Ｃ１，Ｃ２の画像を第１、第２テンプレート画像として記憶部２３０からそれぞれ読み出す。補正部２９は、モデル領域Ｃ１に対応する第１テンプレート画像と同じパターンの第１部分画像Ｄ１を検査画像８１から探索するとともに、モデル領域Ｃ２に対応する第２テンプレート画像と同じパターンの第２部分画像Ｄ２を検査画像８１から探索する。

具体的には、補正部２９は、第１テンプレート画像の位置姿勢を変化させながら、第１テンプレート画像と検査画像８１との相関演算を行ない、相関値で示される類似度が最も高い第１テンプレート画像の位置姿勢を探索する。そして、補正部２９は、探索された位置姿勢の第１テンプレート画像と重なる領域の画像を第１部分画像Ｄ１として特定する。同様に方法により、補正部２９は、相関値で示される類似度が最も高い位置姿勢の第２テンプレート画像と重なる領域の画像を第２部分画像Ｄ２として特定する。

相関値としては、公知のＳＳＤ（Sum of Squared Difference）、ＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、ＮＣＣ（Normalized Cross-Correlation）などを用いることができる。なお、相関値としてＳＳＤまたはＳＡＤを用いる場合には、補正部２９は、相関値が最小となるテンプレート画像の位置姿勢を探索すればよい。相関値としてＮＣＣを用いる場合には、補正部２９は、相関値が１に最も近いテンプレート画像の位置姿勢を探索すればよい。

補正部２９は、探索した部分画像Ｄ１，Ｄ２の位置姿勢と、モデル領域Ｃ１，Ｃ２の位置姿勢とをそれぞれ比較することにより、基準画像８０中の基準ワークＷ０の位置姿勢（以下、「基準位置姿勢」という）に対する検査画像８１中のワークＷの位置姿勢の偏差を求める（算出する）。偏差は、Ｘ方向、Ｙ方向および回転方向（θ方向）のそれぞれのずれ量ΔＸ，ΔＹおよびΔθを示す。

補正部２９は、算出された偏差に基づいて、検査画像８１に対する検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の相対位置姿勢を補正する。すなわち、補正部２９は、算出された偏差分だけ、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の位置姿勢を補正する。具体的には、補正部２９は、検査画像８１を固定にした状態で、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を、Ｘ方向にΔＸだけ並進移動させ、Ｙ方向にΔＹだけ並進移動させ、Δθだけ回転移動させる。

なお、補正部２９は、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を固定にしたまま、検査画像８１の位置姿勢を補正してもよい。この場合、補正部２９は、上記の検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の位置姿勢の変換とは逆の変換を、検査画像８１の位置姿勢に対して行なえばよい。

図１６は、変形例１に係る検査システムの検査処理の流れを示すフローチャートである。図１６に示すフローチャートは、図１２に示すフローチャートと比較して、ステップＳ１１，Ｓ１２をさらに含む点で異なる。

撮像装置１０から検査画像データを取得すると（ステップＳ２）、ステップＳ１１において、画像処理装置２０Ａの補正部２９は、基準位置姿勢に対する検査画像８１中のワークＷの位置姿勢の偏差を算出する。

次に、ステップＳ１２において、補正部２９は、算出した偏差に基づいて、検査画像８１に対する検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の相対位置姿勢を補正する。その後、補正された検査領域Ａ１を用いてワークＷの検査が実行され（ステップＳ３）、補正された信頼性評価領域Ｂ１を用いて信頼性の評価が実行される（ステップＳ４）。

なお、上記の説明では、モデル領域Ｃ１，Ｃ２と信頼性評価領域Ｂ１とが別個に設定されるものとした。しかしながら、信頼性評価領域Ｂ１と同じ領域がモデル領域として設定されてもよい。すなわち、信頼性評価領域Ｂ１は、モデル領域として共用されてもよい。

＜変形例２＞
変形例２に係る検査システムは、変形例１に係る検査システムのさらなる変形例である。変形例２に係る検査システムでは、判定部２７は、以下のような処理を行なう。

判定部２７は、検査結果が第１基準を満たし、かつ、評価結果が第２基準を満たし、かる、補正部２９によって算出された相関値が予め定められた第３基準を満たす場合に、ワークＷが良品であると判定する。判定部２７は、補正部２９によって算出された相関値が第３基準を満たさない場合に、ワークＷを正常に撮像できていないと判定する。

補正部２９によって算出される相関値は、モデル領域Ｃ１，Ｃ２のテンプレート画像と、検査画像中から探索された部分画像Ｄ１，Ｄ２との類似度を示す。相関値で示される類似度が低い場合には、何らかの原因により検査対象となるワークＷを正常に撮像できていない可能性が高い。例えば、ステージ９０上においてワークＷの位置が所定位置から大きくずれているために、画像内にワークＷが収まっていない場合である。

第３基準は、例えば、モデル領域Ｃ１，Ｃ２のテンプレート画像と部分画像Ｄ１，Ｄ２との相関値で示される類似度が予め定められた類似度よりも高いという基準である。例えば、類似度が高いほど相関値が小さい場合、第３基準は、相関値が予め定められた閾値を下回ることを示す。

変形例２によれば、ワークＷを正常に撮像できていないにもかかわらず、不良のワークＷを良品として見逃すリスクをさらに低減することができる。

＜変形例３＞
変形例３に係る検査システムは、変形例１に係る検査システムのさらなる変形例である。変形例３に係る検査システムでは、補正部２９によって補正された信頼性評価領域Ｂ１を用いてオートフォーカス処理が実行される。

図１７は、変形例３に係る検査システムの検査処理の流れを示すフローチャートである。図１７に示すフローチャートは、図１６に示すフローチャートと比較して、ステップＳ２，Ｓ１１およびＳ１２の代わりにステップＳ２１〜Ｓ２３を含み、さらにステップＳ２４，Ｓ２５をさらに含む点で異なる。

ステップＳ１の後、画像処理装置２０の探索部２４は、ステップＳ２１において、レンズモジュール１２の焦点位置が合焦位置に調節されたときの画像データを補正用画像データとして特定する。

次に、補正部２９は、基準位置姿勢に対する、補正用画像データで示される補正用画像中のワークＷの位置姿勢の偏差を算出する（ステップＳ２２）。補正部２９は、算出した偏差に基づいて、補正用画像に対する検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の相対位置姿勢を補正する（ステップＳ２３）。具体的には、補正部２９は、変形例１と同様に、補正用画像を固定にしたまま、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１の位置姿勢を補正する。もしくは、補正部２９は、検査領域Ａ１および信頼性評価領域Ｂ１を固定にしたまま、補正用画像の位置姿勢を補正してもよい。

次に、画像処理装置２０は、補正された信頼性評価領域Ｂ１に基づいて、合焦位置の探索処理を実行する（ステップＳ２４）。具体的には、算出部２３は、複数の画像データの各々の信頼性評価領域Ｂ１の合焦度を算出する。探索部２４は、算出された合焦度がピークとなる焦点位置を合焦位置として決定する。

次に、探索部２４は、探索された合焦位置のときに生成された画像データを検査画像データとして特定する（ステップＳ２５）。その後、検査画像データで示される検査画像のうちの、補正された検査領域Ａ１を用いてワークＷの検査が実行され（ステップＳ３）、補正された信頼性評価領域Ｂ１を用いて信頼性の評価が実行される（ステップＳ４）。

変形例３によれば、補正された信頼性評価領域Ｂ１に基づいて合焦位置の探索処理が再度実行され、検査画像データが生成される。そのため、検査対象箇所に合焦した検査画像データを得やすくなる。

＜その他の変形例＞
上記の説明では、出力部２８は、判定部２７による判定結果を出力する。しかしながら、検査システムが判定部２７を備えておらず、出力部２８は、検査部２５による検査結果と、評価部２６による評価結果とを出力してもよい。これによっても、作業者は、評価結果を確認することにより、焦点位置の調節に何らかの問題があり、精度良く検査できていないことが認識できる。その結果、ワークＷの検査対象箇所とは異なる箇所に合焦した画像に基づく検査によって、不良のワークＷを良品として見逃すリスクを低減できる。

上記の説明では、探索部２４は、レンズモジュール１２の焦点位置を変えて生成された複数の画像データに基づいて、ワークＷに合焦する合焦位置を探索する。しかしながら、撮像装置１０がワークＷとの距離を計測する測距センサを備え、探索部２４は、測距センサの計測結果に基づいて、合焦位置を探索してもよい。測距センサは、例えば、赤外線または超音波をワークＷに向けて発してから、ワークＷで反射して戻ってくるまでの時間に基づいて、レンズモジュール１２からワークＷまでの距離ａ（図３参照）を計測する。探索部２４は、計測された距離ａが上記の式（１）を満たす焦点位置Ｆを合焦位置として決定すればよい。ただし、この場合、測距センサが必要となるため、撮像装置１０の部品点数が多くなる。撮像装置１０の部品点数の増大を抑制するためには、探索部２４は、レンズモジュール１２の焦点位置を変えて生成された複数の画像データに基づいて、合焦位置を探索することが好ましい。

上記の説明では、撮像装置１０は、焦点位置を変えて複数の画像データを出力する。そして、画像処理装置２０は、複数の焦点位置からワークＷの検査対象箇所に合焦する合焦位置を探索する。しかしながら、撮像装置１０のレンズ制御部１６は、ワークＷの種類や検査対象箇所に応じて予め定められた固定位置となるようにレンズモジュール１２の焦点位置を制御してもよい。すなわち、フォーカス調節部１２ｅは、予め定められた固定位置にレンズモジュール１２の焦点位置を調節する。この場合、画像処理装置２０は、探索部２４を備えていなくてもよい。

レンズモジュール１２の焦点位置が予め定められた固定位置に調節されたとしても、ワークＷのサイズの個体差、あるいは、ワークＷを搬送する搬送装置の状態に応じて、撮像装置１０とワークＷの検査対象箇所との距離が変動する。そのため、ワークＷの検査対象箇所に合焦した検査画像を常に得られるとは限らない。このような場合に、画像処理装置２０が上記の評価部２６を備えることにより、焦点位置がずれていることに起因して精度良く検査できていないことが認識可能となる。

§４ 付記
以上のように、実施の形態および変形例は以下のような開示を含む。

（構成１）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記焦点位置を調節するフォーカス調節部（１２ｅ）と、
前記フォーカス調節部（１２ｅ）によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物（Ｗ）を検査し、検査結果を出力する検査部（２５，２１０）と、
前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する評価部（２６，２１０）とを備える、検査システム（１，１Ａ）。

（構成２）
予め生成された基準画像中の前記対象物（Ｗ）の位置姿勢に対する前記検査画像中の前記対象物（Ｗ）の位置姿勢の偏差に基づいて、前記検査画像に対する前記第１領域および前記第２領域の相対位置姿勢を補正する補正部（２９，２１０）をさらに備える、構成１に記載の検査システム（１Ａ）。

（構成３）
前記検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、前記評価結果が予め定められた第２基準を満たす場合に、前記対象物が良品であると判定する判定部（２７，２１０）をさらに備える、構成１または２に記載の検査システム（１，１Ａ）。

（構成４）
前記補正部（２９，２１０）は、前記基準画像と前記検査画像との相関演算により得られる相関値に基づいて前記偏差を求め、
前記検査システム（１Ａ）は、さらに、
前記検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、前記評価結果が予め定められた第２基準を満たし、かつ、前記相関値が予め定められた第３基準を満たす場合に、前記対象物が良品であると判定する判定部（２７，２１０）をさらに備える、構成２に記載の検査システム（１Ａ）。

（構成５）
前記評価結果は、前記検査画像のうちの前記第２領域における合焦度に基づいて算出される評価値を含む、構成１から４のいずれかに記載の検査システム（１，１Ａ）。

（構成６）
前記対象物（Ｗ）に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索する探索部（２４）をさらに備え、
前記検査画像は、前記フォーカス調節部（１２ｅ）によって前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成される、構成１から５のいずれかに記載の検査システム（１，１Ａ）。

（構成７）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記焦点位置を調節するフォーカス調節部（１２ｅ）とを備えた検査システムにおける検査方法であって、
前記フォーカス調節部（１２ｅ）によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物（Ｗ）を検査し、検査結果を出力するステップと、
前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力するステップとを備える、検査方法。

（構成８）
焦点位置が可変である光学系（１２）と、
前記光学系（１２）を介して対象物（Ｗ）からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子（１３）と、
前記焦点位置を調節するフォーカス調節部（１２ｅ）とを備えた検査システムにおける検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記検査方法は、
前記フォーカス調節部（１２ｅ）によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物（Ｗ）を検査し、検査結果を出力するステップと、
前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力するステップとを備える、プログラム。

本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 検査システム、１０ 撮像装置、１１ 照明部、１２ レンズモジュール、１２ａ，１２ｃ レンズ、１２ｂ レンズ群、１２ｄ 可動部、１２ｅ１，１２ｅ２ 電圧源、１２ｅ フォーカス調節部、１３ 撮像素子、１３ａ 撮像面、１４ 撮像素子制御部、１５，１７ レジスタ、１６ レンズ制御部、１８ 通信Ｉ／Ｆ部、２０，２０Ａ 画像処理装置、２１ 指令生成部、２２，２２Ａ 設定部、２３ 算出部、２４ 探索部、２５ 検査部、２６ 評価部、２７ 判定部、２８ 出力部、２９ 補正部、３０ ＰＬＣ、４０ 入力装置、５０ 表示装置、７０ 透光性容器、７１ 導電性液体、７２ 絶縁性液体、７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ 電極、７５ａ，７５ｂ 絶縁体、７６ａ，７６ｂ 絶縁層、８０ 基準画像、８１ 検査画像、９０ ステージ、２０６ メモリカード、２１６ カメラインターフェース、２１６ａ 画像バッファ、２１８ 入力インターフェース、２２０ 表示コントローラ、２２２ ＰＬＣインターフェース、２２４ 通信インターフェース、２２６ データリーダ／ライタ、２２８ バス、２３０ 記憶部、２３２ メインメモリ、２３４ ハードディスク、２３６ 制御プログラム、Ａ１ 検査領域、Ｂ１ 信頼性評価領域、Ｃ１，Ｃ２ モデル領域、Ｄ１ 第１部分画像、Ｄ２ 第２部分画像、Ｗ ワーク、Ｗ０ 基準ワーク。

Claims (8)

1. 焦点位置が可変である光学系と、
   前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、
   前記焦点位置を調節するフォーカス調節部と、
   前記フォーカス調節部によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物を検査し、検査結果を出力する検査部と、
   前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力する評価部とを備える、検査システム。
2. 予め生成された基準画像中の前記対象物の位置姿勢に対する前記検査画像中の前記対象物の位置姿勢の偏差に基づいて、前記検査画像に対する前記第１領域および前記第２領域の相対位置姿勢を補正する補正部をさらに備える、請求項１に記載の検査システム。
3. 前記検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、前記評価結果が予め定められた第２基準を満たす場合に、前記対象物が良品であると判定する判定部をさらに備える、請求項１または２に記載の検査システム。
4. 前記補正部は、前記基準画像と前記検査画像との相関演算により得られる相関値に基づいて前記偏差を求め、
   前記検査システムは、さらに、
   前記検査結果が予め定められた第１基準を満たし、かつ、前記評価結果が予め定められた第２基準を満たし、かつ、前記相関値が予め定められた第３基準を満たす場合に、前記対象物が良品であると判定する判定部をさらに備える、請求項２に記載の検査システム。
5. 前記評価結果は、前記検査画像のうちの前記第２領域における合焦度に基づいて算出される評価値を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の検査システム。
6. 前記対象物に合焦する前記焦点位置である合焦位置を探索する探索部をさらに備え、
   前記検査画像は、前記フォーカス調節部によって前記焦点位置が前記合焦位置に調節されたときに生成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の検査システム。
7. 焦点位置が可変である光学系と、
   前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、
   前記焦点位置を調節するフォーカス調節部とを備えた検査システムにおける検査方法であって、
   前記フォーカス調節部によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物を検査し、検査結果を出力するステップと、
   前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力するステップとを備える、検査方法。
8. 焦点位置が可変である光学系と、
   前記光学系を介して対象物からの光を受けることによって画像を生成する撮像素子と、
   前記焦点位置を調節するフォーカス調節部とを備えた検査システムにおける検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記検査方法は、
   前記フォーカス調節部によって前記焦点位置が調節されたときに生成された検査画像のうちの第１領域に基づいて前記対象物を検査し、検査結果を出力するステップと、
   前記検査画像のうちの第２領域に基づいて、前記対象物の検査対象箇所に対する合焦の信頼性を評価し、評価結果を出力するステップとを備える、プログラム。

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