JP2021117114A - 撮像装置、検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多品種のワークを適切に照明しながら当該ワークを良好に撮像する。【解決手段】この発明は、ワークを保持するワーク保持部と、ワーク保持部に保持されたワークに対向するドーム状の内周面を有するカバー部材と、内周面に配置されて互いに異なる照射方向より照明光を照射する複数の発光素子を有し、ワーク保持部に保持されたワークを照明光で照明する照明部と、照明部により照明されるワークの被撮像領域を撮像する撮像部と、照明光を照射する発光素子を選択的に切り替えて被撮像領域の照明を制御する照明制御部と、を備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、多品種のワークを撮像する撮像装置、当該撮像装置を用いてワークの画像を取得して検査する検査装置および検査方法に関するものである。

産業部品などのワークに傷などの欠陥が無いかどうかを検査する検査技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置は、光源からの出射光をドーム状反射体（本発明の「カバー部材」に相当）の内面で拡散反射させてワークに照射するとともに、ドーム状反射体の天井部に設けられた撮影用窓を介して撮像手段によりワークを撮像してワークの画像を取得する。そして、当該画像に基づいてワークの検査が実行される。また、ドーム照明によりワークを撮像する装置としては、例えば特許文献２に記載されたものがある。この装置では、ワークに対向するドーム状の内周面を有するドーム（本発明の「カバー部材」に相当）に対して複数の発光素子が分散して配設され、ワークを種々の方向から照明するとともに、ドームの天井部に設けられた観察窓を介して撮像手段がワークを撮像して画像を取得する。

特開２０１７−２０７３８０号公報 特開２０１９−８６３６１号公報

特許文献１、２に記載の装置においてドーム照明によりワークを撮像しているが、ワークの種類によっては複数の発光素子のうちの一部、例えばワークの斜方からのみ照明しながら撮像するのが好適なことがある。また、異なる品種のワークを順次撮像するためには、ワーク毎に照明を適宜切り替えるのが望ましいが、従来のドーム照明ではこれに適切に対応することができなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、多品種のワークを適切に照明しながら当該ワークを良好に撮像することができる撮像装置、ならびに当該撮像装置により取得される画像に基づいてワークを高精度に検査することができる検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

この発明の第１態様は、撮像装置であって、ワークを保持するワーク保持部と、ワーク保持部に保持されたワークに対向するドーム状の内周面を有するカバー部材と、内周面に配置されて互いに異なる照射方向より照明光を照射する複数の発光素子を有し、ワーク保持部に保持されたワークを照明光で照明する照明部と、照明部により照明されるワークの被撮像領域を撮像する撮像部と、照明光を照射する発光素子を選択的に切り替えて被撮像領域の照明を制御する照明制御部と、を備えることを特徴としている。

また、この発明の第２態様は、検査装置であって、上記撮像装置と、複数の発光素子が点灯された状態で撮像部が被撮像領域を撮像して得られるワーク判定用画像に基づいてワーク保持部に保持されたワークの種類を判定するワーク判定部と、ワーク判定部により判定されたワークの種類に応じて照明光を照射する発光素子を選択する選択部と、選択部により選択された発光素子のみが点灯された状態で撮像部が被撮像領域を撮像して得られるワーク検査用画像に基づいてワーク保持部に保持されたワークを検査するワーク検査部と、を備えることを特徴としている。

また、この発明の第３態様は、検査方法であって、上記撮像装置により撮像される画像に基づいてワーク保持部に保持されたワークを検査する検査方法であって、複数の発光素子をすべて点灯させた状態で撮像部により被撮像領域を撮像してワーク判定用画像を取得し、ワーク判定用画像に基づいてワーク保持部に保持されたワークの種類を判定する判定工程と、ワークの種類に応じて照明光を照射する発光素子を選択し、選択された発光素子のみを点灯させた状態で撮像部により被撮像領域を撮像してワーク検査用画像を取得し、ワーク検査用画像に基づいてワーク保持部に保持されたワークを検査する検査工程と、を備えることを特徴としている。

上記のように、本発明によれば、複数の発光素子がカバー部材の内周面に配置され、互いに異なる照射方向より照明光を照射可能となっている。そして、それら複数の発光素子のうち照明光を照射するものが選択的に切り替えられる。このため、ワーク保持部に保持されたワークの品種に応じてワークを適切に照明しながら良好に撮像することができる。

また、このようにワークの照明を適切に行いながら撮像装置により当該ワークの画像が取得されるため、当該画像に基づいてワークを高精度に検査することができる。

本発明に係る撮像装置の第１実施形態を装備する検査装置の全体構成を示す図である。 撮像装置に設けられるカバー部材を上方から見た図である。 カバー部材に対するカメラおよび発光素子の取付状態を模式的に示す図である。 カバー部材に対するカメラおよび発光素子の取付状態を模式的に示す図である。 発光素子の区分態様を模式的に示す図である。 記憶部に記憶される各種情報を模式的に示す図である。 図１に示す検査装置によるワークの検査動作を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の第２実施形態におけるカメラ、発光素子および拡散部材の構造を模式的に示す図である。

図１は本発明に係る撮像装置の第１実施形態を装備する検査装置の全体構成を示す図である。図２は撮像装置に設けられるカバー部材を上方から見た図である。図３および図４はカバー部材に対するカメラおよび発光素子の取付状態を模式的に示す図である。図５は発光素子の区分態様を模式的に示す図である。図６は記憶部に記憶される各種情報を模式的に示す図である。検査装置１は、回転対称軸（図３および図４中の符号ＡＸｗ）まわりに回転対称な形状を有するワークＷを撮像する撮像装置２と、撮像装置２の各部を制御するとともに撮像装置２により取得されたワークＷの画像に基づきワークＷを検査する制御装置３とを備えている。なお、装置各部の位置関係を明確にするために、図１ではＸＹＺ直角座標軸が示されている。つまり、ワークＷを水平方向に移動させるＸ方向と、当該Ｘ方向と直交する水平方向Ｙと、鉛直方向Ｚとが示されている。

撮像装置２は、ＸＹ手動ステージ２１と、ステージ駆動機構２２と、カバー部材２３と、撮像部２４と、照明部（図３、図４中の符号２５）とを有している。ＸＹ手動ステージ２１は上面２１ａにてワークＷを保持可能に構成されている。また、ＸＹ手動ステージ２１はオペレータの手動操作に応じてＸ方向及びＹ方向に移動可能となっている。このため、ＸＹ手動ステージ２１をＸ方向およびＹ方向に移動させることで、ステージ駆動機構２２によりＸＹ手動ステージ２１を回転させるときの回転軸ＡＸｒ（図２）に対するワークＷの相対位置を調整することができる。つまり、当該位置調整によって回転軸ＡＸｒと回転対称軸ＡＸｗとを一致させて偏心を抑制することが可能となっている。

ステージ駆動機構２２は、下段から順に、ＸＹ手動ステージ２１をＺ方向に昇降させるＺ軸駆動部２２１と、ＸＹ手動ステージ２１をＸ方向およびＹ方向に移動させるＸＹ軸駆動部２２２と、Ｚ方向を向く回転軸ＡＸｒを中心にＲ方向に回転させるＲ軸駆動部２２３を有している。このため、制御装置３の駆動制御部３４からの動作指令に応じてＺ軸駆動部２２１が作動することでＸＹ手動ステージ２１に保持されたワークＷはＺ方向において位置決めされる。また、上記動作指令に応じてＸＹ軸駆動部２２２が作動することで、図１に示すようにカバー部材２３の下方でワーク撮像を行う位置（以下「撮像位置」という）とカバー部材２３から離れたワーク受渡位置（図示省略）との間でＸＹ手動ステージ２１が移動される。さらに、上記動作指令に応じてＲ軸駆動部２２３が作動することで、偏心調整後のＸＹ手動ステージ２１およびワークＷが一体的に回転軸ＡＸｒまわりに少なくとも１回転される。

カバー部材２３は凹面状の内周面２３ａを有している。そして、カバー部材２３の中心軸（図示省略）をＲ軸駆動部２２３の回転軸ＡＸｒとほぼ一致させるとともに内周面２３ａを下方に向けた状態でカバー部材２３は撮像位置に位置決めされたＸＹ手動ステージ２１の鉛直上方に固定配置されている。つまり、カバー部材２３の内周面２３ａは撮像位置に位置決めされたワークＷに対向し、当該ワークＷを上方から覆うドームとなっている。また、カバー部材２３には、７つの貫通孔２３Ｕ、２３Ｌａ、２３Ｃａ、２３Ｒａ、２３Ｌｂ、２３Ｃｂ、２３Ｒｂが内周面２３ａと外周面２３ｂとを貫通して設けられている。これらのうち貫通孔２３ＵはＸＹ手動ステージ２１の上方位置に設けられている。ただし、図２に示すように貫通孔２３Ｕは回転軸ＡＸｒから（＋Ｘ）方向に少しずれて配置されている。また、同図に示すように回転軸ＡＸｒを含むＸＺ平面（図３の紙面）上において、貫通孔２３ＣａがＸＹ手動ステージ２１から見て斜め４５゜の方向に設けられるとともに貫通孔２３ＣｂがＸＹ手動ステージ２１から見て横方向に設けられている。また、図２に示すように、ＸＹ手動ステージ２１を中心として貫通孔２３Ｃａ、２３Ｃｂから時計方向に約７５゜回転した位置に貫通孔２３Ｌａ、２３Ｌｂがそれぞれ設けられている。これらと同様に、貫通孔２３Ｃａ、２３Ｃｂから反時計方向に約７５゜回転した位置に貫通孔２３Ｒａ、２３Ｒｂがそれぞれ設けられている。

撮像部２４は７台のカメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂで構成されている。これらのうちカメラＣＵは撮像位置に位置決めされたワークＷの被撮像領域Ｗａを上方より撮像可能に貫通孔２３Ｕに配設されている。カメラＣＣａはＸ方向で且つＸＹ平面に対して４５゜の撮像方向（以下「中央斜め方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｃａに配設されている。カメラＣＬａはＸ方向より時計回りに７５゜回転した方向で且つＸＹ平面に対して４５゜の撮像方向（以下「左斜め方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｌａに配設されている。カメラＣＲａはＸ方向より反時計回りに７５゜回転した方向で且つＸＹ平面に対して４５゜の撮像方向（以下「右斜め方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｒａに配設されている。カメラＣＣｂはＸ方向と平行な横方向（以下「中央横方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｃｂに配設されている。カメラＣＬｂはＸ方向より時計回りに７５゜回転した横方向（以下「左横方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｌｂに配設されている。カメラＣＲｂはＸ方向より反時計回りに７５゜回転した横方向（以下「右横方向」という）より被撮像領域Ｗａを撮像可能に貫通孔２３Ｒｂに配設されている。このため、Ｒ軸駆動部２２３によりワークＷが回転軸ＡＸｒまわりに１回転する間に、撮像部２４によってワークＷの被撮像領域Ｗａは互いに異なる７つの撮像方向から撮像されてワーク１回転分の画像データが制御装置３の記憶部３３に記憶される。こうしてカメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂにより取得されるワーク１回転分の画像をそれぞれ「画像ＧＵ」、「画像ＧＬａ」、「画像ＧＣａ」、「画像ＧＲａ」、「画像ＧＬｂ」、「画像ＧＣｂ」、「画像ＧＲｂ」と称する。

照明部２５では、例えば三角形状や台形形状の複数のプリント基板（図示省略）がカバー部材２３の内周面２３ａに敷き詰められている。本実施形態では、図５に示すように、内周面２３ａを６つの配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−に区画している。配置領域ＡＣ＋では、１枚または複数枚のプリント基板が敷き詰められている。当該プリント基板では、貫通孔２３Ｕ、２３Ｃａ、２３Ｃｂに対向して同一サイズの貫通孔（図示省略）が設けられている。また、これらの貫通孔を除き、当該プリント基板には、複数のスルーホールが設けられている。そして、各発光素子２５１は発光面を撮像位置に位置決めされたワークＷに向けた状態で発光素子２５１のリードがスルーホールに挿入され、プリント基板のランドに実装されている。例えば図３に示すように、内周面２３ａの配置領域ＡＣ＋において複数の発光素子２５１が分散して配置され、制御装置３の照明制御部３５からの点灯指令に応じて各発光素子２５１が発光することで（＋Ｘ）方向側からワークＷに対して種々の照明方向より照明光が照射される。

また、同図に示すように、配置領域ＡＣ−においても、１枚または複数枚のプリント基板が敷き詰められている。内周面２３ａの配置領域ＡＣ−においても、複数の発光素子２５１が分散して配置されている。そして、制御装置３の照明制御部３５からの点灯指令に応じて各発光素子２５１が発光することで（−Ｘ）方向側からワークＷに対して種々の照明方向より照明光が照射される。

また、その他の配置領域ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−においても、上記配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−と同様に、制御装置３の照明制御部３５からの点灯指令に応じて各発光素子２５１が発光することでワークＷに対して種々の照明方向より照明光が照射される。したがって、全配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−に対して点灯指令を与えることでＸＹ手動ステージ２１に保持されたワークＷを特許文献２に記載の発明と同様にドーム照明することができる。一方、一部の配置領域、例えば図３や図６中の「発光パターン」に示すように配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−の発光素子２５１に対してのみ点灯指令を与えることでワークＷを（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向からのみ照明することができる。つまり、本実施形態では、発光させるパターンを選択することで種々の照明態様でワークＷを選択的に撮像することができる。なお、発光素子２５１としては、ＬＥＤなどを用いることができる。

制御装置３は、図１に示すように、演算処理部３１、画像処理部３２、記憶部３３、駆動制御部３４および照明制御部３５を有している。記憶部３３はハードディスクドライブなどの記憶媒体で構成されており、上記したように検査対象となるワークＷを撮像して取得された画像を一時的に記憶するのみならず、ワーク判定用基準画像を記憶している。ここで、ワーク判定用基準画像とは、全配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−の発光素子２５１を点灯させた、いわゆるドーム照明状態で各カメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂにより良品のワークＷを１回転分撮像することで取得された画像ＧＵ、ＧＬａ、ＧＣａ、ＧＲａ、ＧＬｂ、ＧＣｂ、ＧＲｂを意味している。本実施形態では、ワークＷの種類（図６中のＷＫ１など）ごとにワーク判定用基準画像を取得し、記憶部３３に記憶している。したがって、ワーク判定用基準画像を参照することでワークＷの種類を判定することが可能となっている。また、本実施形態では、図６に示すように、ワークＷの種類毎に当該ワークＷを検査するのに適した発光パターンおよびカメラパターンを対応付けて記憶部３３などに記憶している。

画像処理部３２は、ワークＷを保持するＸＹ手動ステージ２１が回転軸まわりに少なくとも１回転される間に撮像部２４により取得された画像データを記憶部３３から読み出し、検査対象となっている被撮像領域Ｗａの画像、つまりワーク検査用画像を作成する。

演算処理部３１はＣＰＵ（= Central Processing Unit）やＲＡＭ（=Random Access Memory）等を有するコンピューターにより構成されている。演算処理部３１は予め記憶部３３に記憶されている検査プログラムを適宜読み出し、ＲＡＭに展開する。そして、演算処理部３１は検査プログラムにしたがってワークＷの種類を判定するワーク判定工程と、その判定結果に基づいて発光パターンおよびカメラパターンを選択する選択工程と、選択された条件でワーク検査を行うワーク検査工程とを実行する。このように、演算処理部３１は本発明の「ワーク判定部」、「選択部」および「ワーク検査部」として機能する。

図７は図１に示す検査装置によるワークの検査動作を示すフローチャートである。この検査装置１では、予め複数種類のワークＷについて、図６に示すようにワークＷの種類ごとにワーク判定用基準画像、ワークＷの検査に適した発光パターンおよびカメラパターンを関連付けた情報（以下「ワーク関連情報」という）を記憶部３３に記憶している。なお、新たな種類のワークＷを検査対象として追加する場合には、基準情報の入力処理を実行してもよい。すなわち、新たな種類の良品ワークをＸＹ手動ステージ２１にセットして全配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−の発光素子２５１を点灯させながら各カメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂで１回転分の画像を取得し、ワーク判定用基準画像として記憶部３３に記憶する。また、オペレータが図示省略の操作パネルなどを介して上記ワークＷの検査に適した発光素子２５１の点灯パターンと、当該ワークＷの検査に用いるべき検査用カメラの組み合わせ（カメラパターン）とをワークＷの種類と関連付けて記憶部３３に記憶する。なお、以下においては、検査対象となるワークＷのワーク関連情報が既に記憶部３３に記憶されているという前提で検査方法について説明する。

撮像位置（図１）からＸ方向に離れたワーク受渡位置に待機しているＸＹ手動ステージ２１の上面２１ａに対し、未検査のワークＷが図示を省略する搬送ロボットやオペレータなどにより載置されて保持されると、制御装置３の駆動制御部３４はステージ駆動機構２２を駆動してワークＷを撮像位置に位置決めする（ステップＳ１）。ここで、回転軸ＡＸｒに対するワークＷの回転対称軸ＡＸｗ（図３、図４）が偏心している場合、オペレータによる偏心調整が行われる。つまり、オペレータがＸＹ手動ステージ２１をＸ方向およびＹ方向に移動させて回転軸ＡＸｒと回転対称軸ＡＸｗとを一致させる。この偏心調整処理については、ワークＷの撮像位置への位置決め途中でステージ移動を一時的に中断して行ってもよいし、位置決め完了後に行うようにしてもよい。

回転軸ＡＸｒと回転対称軸ＡＸｗとが一致した状態でワークＷが撮像位置に位置決めされたことが確認されると、駆動制御部３４がＲ軸駆動部２２３を制御して偏心調整後のＸＹ手動ステージ２１およびワークＷを一体的に回転軸ＡＸｒまわりに回転させる（ステップＳ２）。こうしたワークＷの回転開始後、ワーク判定工程（ステップＳ３）、選択工程（ステップＳ４）およびワーク検査工程（ステップＳ５）をこの順序で実行する。

ワーク判定工程では、照明制御部３５は全発光素子２５１を点灯させてワークＷを種々の照明方向から照明する（ステップＳ３−１：ドーム照明）。そして、ドーム照明されたワークＷが全カメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂにより撮像される（ステップＳ３−２）。これらの撮像は、ステップＳ３−３で「ＮＯ」と判定されている間、つまりワークＷが少なくとも１回転するまで継続される。その間に各カメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂによりワークＷは互いに異なる７つの撮像方向から連続的あるいは断続的に撮像され、被撮像領域Ｗａのワーク１回転分の画像ＧＵ、ＧＬａ、ＧＣａ、ＧＲａ、ＧＬｂ、ＧＣｂ、ＧＲｂがワーク判定用画像として記憶部３３に記憶される。そして、ステップＳ３−３で「ＹＥＳ」と判定されると、演算処理部３１は上記ワーク判定用画像とワーク判定用基準画像（図６）とを対比することでＸＹ手動ステージ２１上のワークＷの種類を判定する（ステップＳ３−４）。

ワーク判定工程（ステップＳ３）での種類判定が完了すると、演算処理部３１はステップＳ３−４で判定された種類に対応する発光パターンおよびカメラパターンをワーク関連情報（図６）から決定する（ステップＳ４）。例えば図６に示すようにワークＷが「種類ＷＫ１」であると判定された場合、種類ＷＫ１に対応する発光パターン、つまり配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−に設けられた発光素子２５１のみを選択的に発光させるパターンが選択される。また、種類ＷＫ１に対応するカメラパターン、つまり撮像部２４のうちカメラＣＵ、ＣＣａ、ＣＣｂのみを検査用カメラとして選択するパターンが選択される。なお、選択内容を視覚化するために、同図の「発光パターン」の欄では配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−のうちドットを付した領域に配置された発光素子２５１を消灯させることを模式的に示し、ドットを付していない領域に配置された発光素子２５１を発光させることを明示している。また、同図の「カメラパターン」の欄ではハッチングが付されたカメラＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＲａ、ＣＲｂが非検査用カメラであり、ハッチングが付されていないカメラＣＵ、ＣＣａ、ＣＣｂが検査用カメラであることを明示している。

次のワーク検査工程では、演算処理部３１はステップＳ４で決定された発光パターンに基づいて非選択の発光素子２５１（例えば種類ＷＫ１の場合、配置領域ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−に配置された発光素子２５１）を消灯させる（ステップＳ５−１）。これにより、ワークＷの検査に適した発光素子２５１のみが選択的に点灯してＸＹ手動ステージ２１上のワークＷを照明する。

このように検査に適した照明に調整された後で検査用カメラによりワークＷが撮像される（ステップＳ５−２）。ここでも、検査用カメラによるワークＷの撮像は、ステップＳ５−３で「ＮＯ」と判定されている間、つまりワークＷが少なくとも１回転するまで継続される。例えば種類ＷＫ１の場合、カメラＣＵ、ＣＣａ、ＣＣｂによりワークＷは上方向、中央斜め方向および中央横方向から連続的あるいは断続的に撮像され、被撮像領域Ｗａのワーク１回転分の画像ＧＵ、ＧＣａ、ＧＣｂが記憶部３３に記憶される。ステップＳ５−３で「ＹＥＳ」と判定されると、画像処理部３２は画像データを記憶部３３から読み出してワーク検査用画像を作成する。また、演算処理部３１はワーク検査用画像に基づいてワークＷを検査する（ステップＳ５−４）。

上記ワークＷの検査（ステップＳ５−４）と並行して照明制御部３５はワーク検査工程中に点灯していた発光素子２５１を消灯してワーク照明を停止するとともに、駆動制御部３４はＲ軸駆動部２２３によるワーク回転を停止する（ステップＳ６）。それに続いて、駆動制御部３４はステージ駆動機構２２を駆動してＸＹ手動ステージ２１を撮像位置からワーク受渡位置に移動させる（ステップＳ７）。こうしてワーク受渡位置に位置決めされたＸＹ手動ステージ２１から撮像済のワークＷが搬送ロボットやオペレータなどにより検査装置１から搬出される。

以上のように、本実施形態では、カバー部材２３の内周面２３ａに複数の発光素子２５１を配置し、互いに異なる照射方向より照明光をワークＷに照射可能となっている。しかも、各発光素子２５１の点灯と消灯との切替が配置領域単位で実行可能となっている。そして、ＸＹ手動ステージ２１に保持されたワークＷの種類に応じて発光素子２５１の全部または一部が点灯する。このように、ワークＷの種類に対応した照明態様でワークＷを照明することが可能となっている。

また、本実施形態では、発光パターンのみならずカメラパターンについてもワークＷの種類に応じて切替可能となっている。つまり、撮像部２４は複数のカメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂを含むものの、それらからワーク検査に適した検査用カメラを選択し、当該検査用カメラで撮像した画像のみをワーク検査用画像に供している。そのため、ワークを高精度に検査することができる。

さらに、予め全発光素子２５１を点灯させた状態で全カメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂにより被撮像領域Ｗａを撮像して取得したワーク判定用画像をワーク判定用基準画像（図６）と対比してワークＷの種類を求めている。したがって、ＸＹ手動ステージ２１に搬送されてくるワークＷの種類が不明であったとしても、その種類を自動的に判定し、それに対応した検査条件（発光パターンおよびカメラパターン）でワークＷを高精度で検査することができる。

上記した実施形態では、ＸＹ手動ステージ２１が本発明の「ワーク保持部」の一例に相当している。また、７つの貫通孔２３Ｕ、２３Ｌａ、２３Ｃａ、２３Ｒａ、２３Ｌｂ、２３Ｃｂ、２３Ｒｂのうちの１つが本発明の「第１貫通孔」に相当し、残りのうちの１つが本発明の「第２貫通孔」に相当している。また、７つのカメラＣＵ、ＣＬａ、ＣＣａ、ＣＲａ、ＣＬｂ、ＣＣｂ、ＣＲｂのうち上記第１貫通孔に挿入されたカメラが本発明の「第１カメラ」の一例に相当し、上記第２貫通孔に挿入されたカメラが本発明の「第２カメラ」の一例に相当している。Ｒ軸駆動部２２３が本発明の「回転駆動部」の一例に相当している。図６に図示された発光パターンおよびカメラパターンがそれぞれ本発明の「発光選択情報」および「カメラ選択情報」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、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。例えば上記実施形態では、各発光素子２５１からの照明光をそのままワークＷに与えてワーク照明しているが、例えば図８に示すように発光素子２５１の発光面（図示省略）に対向して拡散部材２５２を配置してもよい（第２実施形態）。この第２実施形態によれば、拡散部材２５２は発光素子２５１とＸＹ手動ステージ２１に保持されたワークＷとの間に配置されて発光素子２５１からの照明光を拡散させる。つまり、ワークＷに対して拡散光が照明光として照射される。したがって、ワークＷに照射される照明光の光強度を均一化することができ、検査精度を高めることができる。

また、上記実施形態では、内周面２３ａを６つ配置領域ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−に区画し、複数の発光素子２５１をそれらに振り分けて配置しているが、配置領域の数は２以上であればよく、配置領域の形状などについても任意である。また、各配置領域に配置される発光素子２５１の個数や配列なども任意である。

さらに、撮像部２４を構成するカメラ台数も７台に限定されるものではない。２台以上のカメラを設け、互いに異なる方向よりワークＷの被撮像領域Ｗａを撮像するように構成した装置にも本発明を適用することができる。

この発明は、多品種のワークを撮像する撮像技術全般、当該撮像技術を用いてワークの画像を取得して検査する検査技術全般に適用することができる。

１…検査装置
２…撮像装置
３…制御装置
２１…ＸＹ手動ステージ（ワーク保持部）
２３…カバー部材
２３Ｕ，２３Ｃａ，２３Ｃｂ，２３Ｌａ，２３Ｌｂ，２３Ｒａ，２３Ｒｂ…貫通孔
２３ａ…（カバー部材の）内周面
２３ｂ…（カバー部材の）外周面
２４…撮像部
２５…照明部
３１…演算処理部
３３…記憶部
３５…照明制御部
２２３…Ｒ軸駆動部（回転駆動部）
２５１…発光素子
２５２…拡散部材
ＡＣ＋、ＡＣ−、ＡＬ＋、ＡＬ−、ＡＲ＋、ＡＲ−…配置領域
ＡＸｒ…回転軸
ＡＸｗ…回転対称軸
ＣＵ，ＣＣａ，ＣＣｂ，ＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＲａ，ＣＲｂ…カメラ
ＧＵ、ＧＬａ、ＧＣａ、ＧＲａ、ＧＬｂ、ＧＣｂ、ＧＲｂ…画像
Ｗ…ワーク
Ｗａ…被撮像領域

Claims (11)

1. ワークを保持するワーク保持部と、
   前記ワーク保持部に保持された前記ワークに対向するドーム状の内周面を有するカバー部材と、
   前記内周面に配置されて互いに異なる照射方向より照明光を照射する複数の発光素子を有し、前記ワーク保持部に保持された前記ワークを前記照明光で照明する照明部と、
   前記照明部により照明される前記ワークの被撮像領域を撮像する撮像部と、
   前記照明光を照射する前記発光素子を選択的に切り替えて前記被撮像領域の照明を制御する照明制御部と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記カバー部材は前記内周面と外周面とを貫通する第１貫通孔および第２貫通孔を有し、
   前記撮像部は、前記被撮像領域を前記第１貫通孔を介して撮像する第１カメラと、前記被撮像領域を前記第２貫通孔を介して撮像する第２カメラとを有する撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置であって、
   前記カバー部材の内周面は複数の配置領域に区画され、
   前記照明制御部は、前記配置領域に配置される前記発光素子毎に点灯と消灯とを切り替えて前記被撮像領域に対する前記照明光の照射を変更する撮像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
   前記照明部は、前記複数の発光素子と前記ワーク保持部に保持された前記ワークとの間に配置されて前記複数の発光素子からの前記照明光を拡散させる拡散部材を有する撮像装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
   前記ワーク保持部を回転軸まわりに回転させる回転駆動部を備える撮像装置。
6. 請求項１に記載の撮像装置と、
   前記複数の発光素子が点灯された状態で前記撮像部が前記被撮像領域を撮像して得られるワーク判定用画像に基づいて前記ワーク保持部に保持された前記ワークの種類を判定するワーク判定部と、
   前記ワーク判定部により判定された前記ワークの種類に応じて前記照明光を照射する前記発光素子を選択する選択部と、
   前記選択部により選択された前記発光素子のみが点灯された状態で前記撮像部が前記被撮像領域を撮像して得られるワーク検査用画像に基づいて前記ワーク保持部に保持された前記ワークを検査するワーク検査部と、
   を備えることを特徴とする検査装置。
7. 請求項６に記載の検査装置であって、
   前記カバー部材は前記内周面と外周面とを貫通する第１貫通孔および第２貫通孔を有し、
   前記撮像部は、前記被撮像領域を前記第１貫通孔を介して撮像する第１カメラと、前記被撮像領域を前記第２貫通孔を介して撮像する第２カメラとを有し、
   前記選択部は、前記ワーク判定部により判定された前記ワークの種類に応じて前記第１カメラおよび前記第２カメラの少なくとも一方を検査用カメラとして選択し、
   前記ワーク検査部は、前記検査用カメラが前記被撮像領域を撮像した画像を前記ワーク検査用画像とする検査装置。
8. 請求項６または７に記載の検査装置であって、
   前記ワークの種類と選択的に点灯される前記発光素子との関連を示す発光選択情報を記憶する記憶部を備え、
   前記選択部は前記記憶部に記憶された前記発光選択情報を参照して選択的に点灯される前記発光素子を選択する検査装置。
9. 請求項７に記載の検査装置であって、
   前記ワークの種類と選択的に点灯される前記発光素子との関連を示す発光選択情報と、前記ワークの種類と前記検査用カメラとの関連を示すカメラ選択情報を記憶する記憶部を備え、
   前記選択部は前記記憶部に記憶された前記発光選択情報を参照して選択的に点灯される前記発光素子を選択するとともに前記記憶部に記憶された前記カメラ選択情報を参照して前記検査用カメラを選択する検査装置。
10. 請求項１に記載の撮像装置により撮像される画像に基づいて前記ワーク保持部に保持された前記ワークを検査する検査方法であって、
    前記複数の発光素子をすべて点灯させた状態で前記撮像部により前記被撮像領域を撮像してワーク判定用画像を取得し、前記ワーク判定用画像に基づいて前記ワーク保持部に保持された前記ワークの種類を判定する判定工程と、
    前記ワークの種類に応じて前記照明光を照射する前記発光素子を選択し、選択された前記発光素子のみを点灯させた状態で前記撮像部により前記被撮像領域を撮像してワーク検査用画像を取得し、前記ワーク検査用画像に基づいて前記ワーク保持部に保持された前記ワークを検査する検査工程と、
    を備えることを特徴とする検査方法。
11. 請求項１０に記載の検査方法であって、
    前記カバー部材は前記内周面と外周面とを貫通する第１貫通孔および第２貫通孔を有し、
    前記撮像部は、前記被撮像領域を前記第１貫通孔を介して撮像する第１カメラと、前記被撮像領域を前記第２貫通孔を介して撮像する第２カメラとを有し、
    前記検査工程は、前記ワークの種類に応じて前記第１カメラおよび前記第２カメラの少なくとも一方を検査用カメラとして選択し、前記検査用カメラにより前記被撮像領域を撮像してワーク検査用画像を取得する検査方法。
    

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