JP6346845B2 - 外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、外観検査装置および外観検査方法に関する。

従来、検査対象面を撮像装置に対して相対移動させながら、所謂光切断法によって検査対象面の三次元形状を示す画像データを得て、当該画像データを用いて検査対象面の異常を検査する外観検査装置が知られている。

特開２００４−３６１３４４号公報 特開２０００−２９２１３２号公報

しかしながら、この種の外観検査装置では、検査対象物の移動中に振動等によって検査対象物が基準からずれると、外観検査の精度が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明の実施形態は、一例としては、検査対象物のずれによる検査精度の低下を抑制することができる外観検査装置および外観検査方法を得ることを目的とする。

実施形態の外観検査装置は、検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像する第一の撮像装置と、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する画像データ生成部と、基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得するずれ量データ取得部と、前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する補正部と、前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する異常検出部と、前記検査対象物に設けられ前記第二の方向と交差する第二の検査対象面、に形成されて前記第一の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第二の検査対象面における照射位置が前記第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第二の撮像装置と、を備える。前記画像データ生成部は、前記第二の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて前記第二の検査対象面の三次元形状を表す第二の画像データを生成し、前記ずれ量データ取得部は、前記第二の画像データを用いて、前記第一のずれ量データを取得し、前記第一の画像データを用いて、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第二のずれ量データを取得し、前記補正部は、前記第二の画像データを、前記第二のずれ量データを用いて補正し、前記異常検出部は、前記補正部が補正した前記第二の画像データを用いて、前記第二の検査対象面の異常を検出する。

実施形態の外観検査方法は、検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像する第一の撮像装置と、前記検査対象物に設けられ前記第二の方向と交差する第二の検査対象面、に形成されて前記第一の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第二の検査対象面における照射位置が前記第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第二の撮像装置と、を備えた外観検査装置において実行される外観検査方法であって、画像データ生成部が、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する工程と、前記画像データ生成部が、前記第二の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて前記第二の検査対象面の三次元形状を表す第二の画像データを生成する工程と、ずれ量データ取得部が、前記第二の画像データを用いて、基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得する工程と、前記ずれ量データ取得部が、前記第一の画像データを用いて、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第二のずれ量データを取得する工程と、補正部が、前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する工程と、前記補正部が、前記第二の画像データを、前記第二のずれ量データを用いて補正する工程と、異常検出部が、前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する工程と、前記異常検出部が、前記補正部が補正した前記第二の画像データを用いて、前記第二の検査対象面の異常を検出する工程と、を含む。

本発明の実施形態によれば、検査対象物のずれによる検査精度の低下を抑制することができる外観検査装置および外観検査方法を得ることができる。

図１は、実施形態の外観検査装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、実施形態の外観検査装置の一例を模式的に示す側面図である。 図３は、図２の視線IIIからの図である。 図４は、実施形態の外観検査装置で得られた検査対象領域に当てられた線状の光の一例を示す模式図である。 図５は、実施形態の外観検査装置の一例を模式的に示すブロック図である。 図６は、実施形態の制御部の一例を模式的に示すブロック図である。 図７は、実施形態の外観検査装置による検査方法の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施形態の第一の撮像装置の撮像によって得られた画像データと第二の撮像装置の撮像によって得られた画像データとの関係を説明するための説明図である。 図９は、実施形態の第一の撮像装置の撮像によって得られた画像データの補正を説明するための説明図である。 図１０は、実施形態の第一の変形例の画像データの補正を説明するための説明図である。 図１１は、実施形態の第二の変形例の第一の撮像装置の撮像によって得られた画像データと第二の撮像装置の撮像によって得られた画像データとの関係を説明するための説明図である。 図１２は、実施形態の第二の変形例の画像データの補正を説明するための説明図である。

以下の例示的な実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。また、各図では、説明の便宜上、方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、相互に直交している。

（実施形態）
本実施形態では、一例として、外観検査装置１は、検査対象物１００を撮像した画像を用いて、当該検査対象物１００の検査対象面１０１，１０２の検査を行う。外観検査装置１は、図１〜３，５に示すように、光源２１，２２、撮像装置３１，３２、制御部４０、移動装置５、および表示装置６を備える。光源２１（第一の光源）と撮像装置３１（第一の撮像装置）とは、第一の光学系を構成し、光源２２（第二の光源）と撮像装置３２（第二の撮像装置）とは、第二の光学系を構成している。

本実施形態では、図１〜４に示すように、検査対象物１００は、ドーナツ状（円環状）に構成されており、当該検査対象物１００の外周面が検査対象面１０１（第一の検査対象面）であり、外周面と隣接した一つまたは二つ（本実施形態では、一例として一つ）の側面が検査対象面１０２（第二の検査対象面）である。また、検査対象物１００は、円環状の外観を呈し、検査対象面１０１は、略円筒面状であり、検査対象面１０２は、略円環状かつ略平面状である。検査対象物１００は、移動装置５によって検査対象物１００の中心軸Ａｘ（回転軸）を中心として回転される。なお、ドーナツ状に構成された検査対象物１００はあくまで一例であって、本発明は例えばシート状等に構成された検査対象物１００にも適用可能である。検査対象面１０１，１０２上には、それぞれ線状（帯状）の検査対象領域Ａ１，Ａ２が設定されている。検査対象面１０１は、少なくとも検査対象領域Ａ１がＺ方向（第一の方向）と交差（一例として直交）している。一方、検査対象面１０２は、少なくとも検査対象領域Ａ２がＸ方向（第二の方向）と交差（直交）している。別の言い方をすると、検査対象面１０１の検査対象領域Ａ１の高さ方向は、Ｚ方向であり、検査対象面１０２の検査対象領域Ａ２の高さ方向は、Ｘ方向である。

図１〜３に示すように、光源２１，２２（光照射部、照明装置）は、ライトシートＬＳ（シート状の光、平坦なカーテン状の光、スリット光、一例としてはレーザーライトシート）を出射する。光源２１は、検査対象面１０１に対してライトシートＬＳを出射し、光源２２は、検査対象面１０２に対してライトシートＬＳを出射する。検査対象面１０１，１０２には、光源２１，２２から出射されたライトシートＬＳに照らされることで、線状の光ＬＩが形成される。光ＬＩは、検査対象面１０１，１０２のそれぞれで、検査対象面１０１，１０２の幅方向（中心軸Ａｘの軸方向または径方向）に沿って延びている。すなわち、検査対象面１０１に形成される光ＬＩは、Ｘ方向（第二の方向）に沿って延び、検査対象面１０２に形成される光ＬＩは、Ｚ方向（第一の方向）に沿って延びている。ライトシートＬＳは、本実施形態では、一例として、中心軸Ａｘを含む平面に沿っている。光源２１は、検査対象面１０１と対向して位置され、検査対象面１０１の検査対象領域Ａ１の法線方向（Ｚ方向）に対して斜め方向から、検査対象領域Ａ１を照らしている。一方、光源２２は、検査対象面１０２と対向して位置され、検査対象面１０２の検査対象領域Ａ２の法線方向（Ｘ方向）に対して斜め方向から、検査対象領域Ａ２を照らしている。光源２１，２２は、例えば、輝線照射用のレーザ光源等である。

撮像装置３１は、光源２１から出射されたライトシートＬＳと交差する方向（本実施形態では、一例としてＺ方向）から検査対象領域Ａ１を含む検査対象面１０１の細長い領域（帯状領域）を撮像する。一方、撮像装置３２は、光源２２から出射されたライトシートＬＳと交差する方向（本実施形態では、一例としてＸ方向）から検査対象領域Ａ２を含む検査対象面１０２の細長い領域（帯状領域）を撮像する。撮像装置３１，３２は、例えば、二次元に配列された光電変換素子（光電変換部）を有したエリアセンサ（固体撮像素子、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等）である。

ここで、図４を参照して、仮に検査対象面１０１に凹凸（Ｘ方向に沿った凹凸）が無かった場合、検査対象面１０１上の光ＬＩ（輝線）は直線状である。しかしながら、検査対象面１０１が凸部を有していた場合、検査対象面１０１が平面であった場合の光ＬＩを基準線ＲＬ（直線、基準）とすると、当該凸部に当たった光ＬＩは、基準線ＲＬから光源２１側（光源２１に近い側）にずれる。また、逆に、検査対象面１０１が凹部を有していた場合、当該凹部に当たった光ＬＩは、基準線ＲＬから光源２１とは反対側（光源２１から遠い側）にずれる。すなわち、撮像装置３１で撮像した画像中の光ＬＩの位置（形状、基準線ＲＬからのずれ）によって、検査対象面１０１の凹凸ならびに当該凹凸の程度（凸部の高さ、凹部の深さ、法線方向における位置）を判別することができる。検査対象面１０２についても同様である。このように、本実施形態の外観検査装置１は、検査対象面１０１，１０２の高さを検出することができる。なお、ライトシートＬＳの向きおよび撮像装置３１，３２による撮像方向は、種々に設定することが可能である。

移動装置５は、検査対象物１００の検査対象面１０１，１０２を、光ＬＩ（検査対象領域Ａ１，Ａ２）の幅方向（図２中のＣ方向、検査対象面１０１，１０２の長手方向、中心軸Ａｘの周方向、検査対象物１００の周方向）に、略一定の速度で移動させ（搬送し）、検査対象面１０１，１０２における検査対象領域Ａ１，Ａ２を移動させる。つまり、光ＬＩは、Ｃ方向に沿って、移動する。Ｃ方向は、Ｚ方向（第一の方向）およびＸ方向（第二の方向）と交差する第三の方向の一例である。なお、検査対象物１００が固定され、光源２１，２２や撮像装置３１，３２等が検査対象面１０１に沿って移動する構成（移動装置５によって動かされる構成）であってもよい。

本実施形態では、移動装置５による検査対象面１０１，１０２の移動中に、撮像装置３１，３２が撮像を行う。これにより、撮像装置３１は、検査対象面１０１における照射位置がＺ方向およびＸ方向と交差するＣ方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像し、撮像した光の撮像データ（画像データ、撮像結果）を出力する。また、撮像装置３２は、検査対象面１０２における照射位置がＣ方向に沿って移動する光の撮像データを撮像し、撮像した光の撮像データ（画像データ、撮像結果）を出力する。

また、外観検査装置１は、図５に示すように、制御部４０（例えばＣＰＵ（central processing unit）等）や、ＲＯＭ４１（read only memory）、ＲＡＭ４２（random access memory）、ＳＳＤ４３（solid state drive）、光照射コントローラ４４、撮像コントローラ４５、移動コントローラ４６、表示コントローラ４７等を備える。光照射コントローラ４４は、制御部４０からの制御信号に基づいて、光源２１，２２の発光（オン、オフ）等を制御する。撮像コントローラ４５は、制御部４０からの制御信号に基づいて、撮像装置３１，３２による撮像を制御する。移動コントローラ４６は、制御部４０から受けた制御信号に基づいて、移動装置５を制御し、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４７は、制御部４０からの制御信号に基づいて、表示装置６を制御する。また、制御部４０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ４１やＳＳＤ４３等にインストールされた（記憶された）プログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ４２は、制御部４０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５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４０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。

また、本実施形態では、一例として、図６に示すように、制御部４０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４０ａや、撮像制御部４０ｂ、移動制御部４０ｃ、画像処理部４０ｄ（画像データ生成部４０ｄ１、ずれ量データ取得部４０ｄ２、補正部４０ｄ３、異常検出部４０ｄ４）、表示制御部４０ｅ等として機能する。光照射制御部４０ａは、光照射コントローラ４４を制御する。撮像制御部４０ｂは、撮像コントローラ４５を制御する。移動制御部４０ｃは、移動コントローラ４６を制御する。画像処理部４０ｄは、撮像装置３１，３２が撮像した画像の画像データを画像処理する。表示制御部４０ｅは、表示装置６（例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等）を制御する。

次に、図７を参照して、外観検査装置１による異常領域の特定処理（異常検出処理）の一例について説明する。制御部４０は、まず、画像処理部４０ｄ（画像データ生成部４０ｄ１）として機能し、撮像装置３１が撮像した光ＬＩの撮像データ（撮像結果）を用いて、検査対象面１０１の三次元形状を表す画像データＩｍｖ１（第一の画像データ、形状データ、疑似画像データ、図８参照）を生成するとともに、撮像装置３２が撮像した光ＬＩの撮像データ（撮像結果）を用いて検査対象面１０２の三次元形状を表す画像データＩｍｖ２（第二の画像データ、形状データ、疑似画像データ、図８参照）を生成する（ステップＳ１）。画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２は、撮像装置３１，３２から順次出力された撮像データ中における光ＬＩの画像に対応したデータを、時系列（撮像順）に並べた構成を有する。

詳細には、画像処理部４０ｄ（画像データ生成部４０ｄ１）は、検査対象領域Ａ１，Ａ２の各点（検査対象領域Ａ１，Ａ２の長手方向の各点）に対応した光ＬＩの画像の基準線ＲＬ（基準）からのずれに応じて、当該各点での輝度値を決定（算出）することにより、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２を生成する。このステップＳ１で、画像処理部４０ｄは、一例として、各点の輝度値を、ずれの大きさに応じて線形的に決定することができる。上記各点の輝度値は、当該各点の高さを示す高さ情報である。一例として、検査対象面１０１に対応した画像データＩｍｖ１の生成に関し、画像処理部４０ｄは、各位置での基準線ＲＬから光源２１に近い側（図４では左側）へのずれが大きいほど輝度値を高く設定し（画素を明るくし）、光源２１から遠い側（図４では右側）へのずれが大きいほど輝度値を低く設定する（画素を暗くする）。画像処理部４０ｄは、検査対象面１０２に対応した画像データＩｍｖ２についても同様の処理を行う。このような処理により、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２は、検査対象領域Ａ１，Ａ２の二次元の外観に近い画像となる。画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２は、検査対象面１０１，１０２の凹凸の状態（大きさや、位置等）を視覚的に判断しやすいという利点を有している。表示制御部４０ｅは、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２が表示されるよう、表示装置６を制御することができる。

図８等では、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２が模式的に（画像として）示されている。画像データＩｍｖ１（画像）の座標系は、Ｍ１軸とＮ１軸とを有した座標系である。Ｍ１軸は、Ｘ方向に対応し、Ｎ１軸は、Ｃ方向に対応している。また、画像データＩｍｖ２（画像）の座標系は、Ｍ２軸とＮ２軸とを有した座標系である。Ｍ２軸は、Ｚ方向に対応し、Ｎ２軸は、Ｃ方向に対応している。

ここで、検査対象物１００が規定の基準（基準位置）からＺ方向やＸ方向にずれた（振れた）場合、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２に検査対象物１００のずれによる成分が含まれてしまう。そこで、制御部４０は、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２の補正を行う。検査対象物１００がＺ方向にずれた場合、画像データＩｍｖ１の輝度値の、基準からのずれと、画像データＩｍｖ２の座標位置Ｍ２の、基準からのずれと、が互いに対応（一致）する。また、検査対象物１００がＸ方向にずれた場合、画像データＩｍｖ２の輝度値の、基準からのずれと、画像データＩｍｖ１における座標位置Ｍ１の、基準からのずれと、が対応（一致）する。制御部４０は、上記の対応関係を利用して、以下のように補正を行う。

制御部４０は、画像処理部４０ｄ（ずれ量データ取得部４０ｄ２）として機能し、基準に対する検査対象物１００のずれ量を表すずれ量データ（第一のずれ量データ、第二のずれ量データ）を取得する（ステップＳ２）。

詳細には、まず、制御部４０は、基準に対する検査対象面１０１のずれを示す第一のずれ量データを、画像データＩｍｖ２を用いて算出する。ここで、画像データＩｍｖ２は、図８に示すように、座標Ｎ２が同一である複数の画素（点）によって構成されるラインデータ（以降、第二のラインデータともいう）毎に、検査対象面１０２における検査対象面１０１側の第一の端部（上端部）に対応した座標位置Ｌと、検査対象面１０２における検査対象面１０１とは反対側の第二の端部（下端部）に対応する座標位置Ｒと、のデータを含む。各第二のラインデータは、撮像装置３２が撮像した光の各画像データに対応し、複数の第二のラインデータは、Ｎ２座標に沿って並べられている。なお、便宜上、図面における画像データＩｍｖ２の濃淡は、省略されている。制御部４０は、ある第二のラインデータの座標位置Ｒから規定の基準座標位置Ｄ１（基準）を減算することで、第二のラインデータ毎に、検査対象面１０２（検査対象物１００）のＭ２座標（Ｚ方向）のずれ量Ｅ（変位量、振れ量）を取得する。ずれ量Ｅは、第一のずれ量に含まれる。基準座標位置Ｄ１は、検査対象面１０２の第二の端部（下端部）に対する基準位置であり、検査対象物１００の基準に含まれる。また、同様に、制御部４０は、基準に対する検査対象面１０２のずれを示す第二のずれ量を、画像データＩｍｖ１を用いて算出することができる。この場合、上記説明において、画像データＩｍｖ１と画像データＩｍｖ２との関係が入れ替えられる。また、この場合、画像データＩｍｖ１のラインデータ（第一のラインデータ）は、撮像装置３１が撮像した光ＬＩの撮像データに対応し、Ｎ１座標に沿って並べられたラインデータである。

以上のように、本実施形態では、制御部４０（ずれ量データ取得部４０ｄ２）は、撮像装置３１が撮像した光ＬＩの撮像データごとに、基準に対する検査対象物１００のずれ量を表す第一のずれ量データを取得するとともに、撮像装置３２が撮像した光ＬＩの撮像データごとに、基準に対する検査対象物１００のずれ量を表す第二のずれ量データを取得する。

また、制御部４０は、図８に示すように、画像データＩｍｖ２から、座標位置Ｒと座標位置Ｌとの間の距離Ｗ１を求めることができる。距離Ｗ１は、検査対象面１０２の幅に相当する。また、制御部４０は、座標位置Ｌから、ずれ量Ｅと距離Ｗ１との差分を算出することで、検査対象面１０２の形状の変動量Ｍを求めることができる。検査対象面１０２の形状の変動量は、例えば、検査対象物１００の弾性変形（潰れ）等によって生じ得る。このように、本実施形態では、制御部４０は、検査対象面１０２（検査対象物１００）のＺ方向のずれ量Ｅと、検査対象面１０２の形状の変動量Ｍを区別して取得することができる。また、同様に、制御部４０は、画像データＩｍｖ１から、検査対象面１０１の形状の変動量を求めることができる。

次に、制御部４０は、画像処理部４０ｄ（補正部４０ｄ３）として機能し、検査対象面１０１のＺ方向の位置（高さ）を示す画像データＩｍｖ１の輝度値を、ステップＳ２で取得した検査対象面１０２の第一のずれ量データ（ずれ量Ｅ）を用いて補正する（ステップＳ３）。詳細には、制御部４０は、ステップＳ２で取得したずれ量Ｅを輝度値に変換して、変換した輝度値を、画像データＩｍｖ１において対応する画素（データ）の輝度値から減算することにより、画像データＩｍｖ１の輝度値を補正する（図９）。また、同様に、制御部４０は、検査対象面１０２のＸ方向の位置（高さ）を示す画像データＩｍｖ２の輝度値を、ステップＳ２で取得した検査対象面１０１の第二のずれ量データ（ずれ量）を用いて補正することができる。この場合も、制御部４０は、ステップＳ２で取得した検査対象面１０１の第二のずれ量を輝度値に変換して、変換した輝度値を、画像データＩｍｖ２において対応する画素（データ）の輝度値から減算することにより、画像データＩｍｖ２の輝度値を補正する。

以上のように、本実施形態では、第一のずれ量データは、基準に対する検査対象物１００のＺ方向（第一の方向）のずれ量を含み、補正部４０ｄ３は、画像データＩｍｖ１におけるＺ方向に関する部分としての輝度値を、第一のずれ量データに含まれるＺ方向のずれ量Ｅを用いて補正する。また、第二のずれ量データは、基準に対する検査対象物１００のＸ方向（第二の方向）のずれ量を含み、補正部４０ｄ３は、画像データＩｍｖ２（第二の画像データ）におけるＸ方向に関する部分としての輝度値を、第二のずれ量データに含まれるＸ方向のずれ量を用いて補正する。

次に、制御部４０は、画像処理部４０ｄ（異常検出部４０ｄ４）として機能し、異常領域を決定する（ステップＳ４）。このステップＳ４では、画像処理部４０ｄは、上述したように、ステップＳ３で補正した画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２と、所定の記憶部（例えば、ＳＳＤ４３や、ＲＯＭ４１等）に記憶された基準となる基準画像データとを比較する。画像処理部４０ｄは、この比較によって各点（画素）の輝度値の差異を取得する。そして、画像処理部４０ｄは、輝度値の差異が所定の閾値と同じかあるいは超えている点（画素）の群（集合、かたまり、領域）の大きさが、所定数（画素数あるいは面積の閾値）と同じかあるいはより多かった場合に、当該領域を異常領域と決定する。なお、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２と基準画像データとの比較は、輝度値によって二値化処理したデータ同士を比較してもよい。

次に、制御部４０は、表示制御部４０ｅとして機能し、表示装置６の表示画面に、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２に基づく画像や、異常領域を示す画像が表示するよう、表示コントローラ４７ひいては表示装置６を制御する（ステップＳ５）。

以上説明したように、本実施形態では、撮像装置３１（第一の撮像装置）は、検査対象物１００に設けられＺ方向（第一の方向）と交差する検査対象面１０１（第一の検査対象面）、に形成されてＺ方向と交差するＸ方向（第二の方向）に沿って延びた線状の光であって、検査対象面１０１における照射位置がＺ方向およびＸ方向と交差するＣ方向（第三の方向）に沿って移動する光ＬＩを、順次撮像する。また、画像データ生成部４０ｄ１は、撮像装置３１が撮像した光ＬＩの撮像データを用いて、検査対象面１０１の三次元形状を表す画像データＩｍｖ１（第一の画像データ）を生成する。また、ずれ量データ取得部４０ｄ２は、基準に対する検査対象物１００のずれ量を表す第一のずれ量データを取得する。また、補正部４０ｄ３は、画像データＩｍｖ１を、第一のずれ量データを用いて補正する。また、異常検出部４０ｄ４は、補正部４０ｄ３が補正した画像データＩｍｖ１を用いて、検査対象面１０１の異常を検出する。よって、一例として、検査対象物１００のずれによる検査精度の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、撮像装置３２（第二の撮像装置）は、検査対象物１００に設けられＸ方向（第二の方向）と交差する検査対象面１０２（第二の検査対象面）、に形成されてＺ方向（第一の方向）に沿って延びた線状の光であって、検査対象面１０２における照射位置がＣ方向（第三の方向）に沿って移動する光ＬＩを、順次撮像する。また、画像データ生成部４０ｄ１は、撮像装置３２が撮像した光ＬＩの撮像データを用いて検査対象面１０２の三次元形状を表す画像データＩｍｖ２（第二の画像データ）を生成する。また、ずれ量データ取得部４０ｄ２は、画像データＩｍｖ２を用いて、第一のずれ量データを取得し、画像データＩｍｖ１を用いて、基準に対する検査対象物１００のずれ量を表す第二のずれ量データを取得する。また、補正部４０ｄ３は、画像データＩｍｖ２を、第二のずれ量データを用いて補正する。また、異常検出部４０ｄ４は、補正部４０ｄ３が補正した画像データＩｍｖ２を用いて、検査対象面１０２の異常を検出する。つまり、本実施形態では、撮像装置３１，３２の撮像によって得られた画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２の一方が他方の補正に用いられる。よって、画像データＩｍｖ１，Ｉｍｖ２を補正するために専用の装置を設ける場合に比べて、外観検査装置１の構成を簡素にすることができる。

また、本実施形態では、一例として、検査対象物１００はドーナツ状に構成されており、検査対象面１０１（第一の検査対象面）は検査対象物１００の外周面であり、検査対象面１０２（第二の検査対象面）は検査対象物１００の側面である。すなわち、本実施形態の外観検査装置１は、一例として、ドーナツ状の検査対象物１００の外観を検査する外観検査装置として構成することができる。

なお、画像データＩｍｖ１（または画像データＩｍｖ２）の輝度値と、画像データＩｍｖ２（または画像データＩｍｖ１）のＭ２座標（またはＭ１座標）の分解能とが異なる場合は、ステップＳ１やステップＳ２で演算した数値に係数をかけて、ステップＳ３の補正処理をしてもよい。

（第一の変形例）
本変形例では、第一のずれ量データに、基準に対する検査対象物１００のＸ方向（第二の方向）のずれ量が含まれ、第二のずれ量データに、基準に対する検査対象物１００のＺ方向（第一の方向）のずれ量が含まれる。そして、図７のステップＳ３の補正処理で、制御部４０（補正部４０ｄ３）が、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１（第一の画像データ）におけるＸ方向に関する部分であるＭ１座標位置を、第一のずれ量データに含まれる検査対象物１００のＸ方向のずれ量を用いて補正するとともに、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２（第二の画像データ）におけるＺ方向に関する部分であるＭ２座標位置を、第二のずれ量データに含まれる基準に対する検査対象物１００のＺ方向のずれ量を用いて補正する。本変形例の補正処理は、上記実施形態の補正処理と適宜組み合わせて行うことができる。

以下に、上記補正について詳細に説明する。まずは、制御部４０（補正部４０ｄ３）が、画像データＩｍｖ２（第二の画像データ）を、基準に対する検査対象物１００のＺ方向（第一の方向）のずれ量を用いて補正する場合を図１０を参照して説明する。制御部４０は、図７のステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１を用いて、画像データＩｍｖ２における検査対象面１０２のＺ方向（第一の方向）での位置、すなわち、Ｍ２座標位置を補正する。ここで、検査対象面１０１に凹凸が無い場合の画像データＩｍｖ１の各画素の輝度値を基準輝度値とすると、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１の各画素の輝度値（Ｚ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量（第二のずれ量）は、検査対象面１０２のＺ方向のずれ量に対応（一致）する。つまり、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１の各画素の輝度値（Ｚ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量が、基準に対する検査対象物１００のＺ方向（第一の方向）のずれ量に相当する。そこで、制御部４０は、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１の各画素の輝度値（Ｚ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量を、画像データＩｍｖ２のＭ２座標のずれ量（すなわち、Ｚ方向のずれ量）に変換して、変換したずれ量を、画像データＩｍｖ２の対応するデータ（画素）の座標位置から減算することにより、画像データＩｍｖ２を補正する。

また、同様に、制御部４０（補正部４０ｄ３）が、画像データＩｍｖ１（第一の画像データ）を、基準に対する検査対象物１００のＸ方向（第二の方向）のずれ量を用いて補正する場合は、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２を用いて、画像データＩｍｖ１における検査対象面１０１のＸ方向（第二の方向）での位置、すなわち、Ｍ１座標位置を補正する。ここで、検査対象面１０２に凹凸が無い場合の画像データＩｍｖ２の各画素の輝度値を基準輝度値とすると、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２の各画素の輝度値（Ｘ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量（第一のずれ量）は、検査対象面１０１のＸ方向のずれ量に対応（一致）する。つまり、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２の各画素の輝度値（Ｘ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量（第一のずれ量）は、基準に対する検査対象物１００のＸ方向（第二の方向）のずれ量に相当する。そこで、制御部４０は、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２の各画素の輝度値（Ｘ方向の位置）の基準輝度値からのずれ量（第一のずれ量）を、画像データＩｍｖ１のＭ１座標のずれ量（すなわち、Ｘ方向のずれ量）に変換して、変換したずれ量を、画像データＩｍｖ１において対応するデータ（画素）の座標位置から減算することにより、画像データＩｍｖ１を補正する。

（第二の変形例）
本変形例では、図７のステップＳ２で説明した検査対象物１００の基準が、上記実施形態と異なる。本変形例では、検査対象物１００の基準に含まれる検査対象面１０２の基準は、図１１，１２に示すように、検査対象面１０２におけるＺ方向（第一の方向）での中心部（中心位置）に対応する、画像データＩｍｖ２の基準座標位置Ｄ２（位置）である。ここで、画像データＩｍｖ２に対する基準画像データは、基準座標位置Ｄ２と、基準座標位置Ｄ３と、基準座標位置Ｄ４と、を含む。基準座標位置Ｄ３は、検査対象面１０２における検査対象面１０１側の第一の端部（上端部、図１１での左端部）に対応した座標位置である。基準座標位置Ｄ４は、検査対象面１０２における検査対象面１０１とは反対側の第二の端部（下端部、図１１での右端部）に対応した座標位置である。同様に、検査対象物１００の基準に含まれる検査対象面１０１の基準は、検査対象面１０１におけるＸ方向（第二の方向）での中心部（中心位置）に対応する、画像データＩｍｖ１の基準座標位置（位置）である。

基準座標位置Ｄ２と基準座標位置Ｄ３との間の距離Ｗ２と、基準座標位置Ｄ２と基準座標位置Ｄ４との間の距離Ｗ３とは、それぞれ基準距離とされる。そして、制御部４０は、画像データＩｍｖ２において、基準座標位置Ｄ２と座標位置Ｒとの間の距離から、距離Ｗ３を減算することで、検査対象面１０２のずれ量Ｅを求めることができる。また、制御部４０は、画像データＩｍｖ２において、基準座標位置Ｄ２と座標位置Ｌとの間の距離から、距離Ｗ２を減算することで、検査対象面１０２の形状の変動量Ｍを算出することができる。また、同様に、制御部４０は、画像データＩｍｖ１から、検査対象面１０１のずれを示す第二のずれ量および検査対象面１０１の形状の変動量を算出することができる。

制御部４０は、このように算出した検査対象面１０２のずれ量Ｅを用いて、上記実施形態と同様に、検査対象面１０１のＺ方向の位置（高さ）を示す画像データＩｍｖ１の輝度値を補正する。同様に、制御部４０は、上記で算出した検査対象面１０１のずれ量を用いて、検査対象面１０２のＸ方向の位置（高さ）を示す画像データＩｍｖ２の輝度値を補正する。

また、制御部４０（補正部４０ｄ３）は、第二の変形例と同様に、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ１を用いて、画像データＩｍｖ２における検査対象面１０２のＺ方向（第一の方向）での位置、すなわち、Ｍ２座標位置を補正することができる（図１２）。また、同様に、制御部４０（補正部４０ｄ３）は、ステップＳ１で生成した画像データＩｍｖ２を用いて、画像データＩｍｖ１における検査対象面１０１のＸ方向（第二の方向）での位置、すなわち、Ｍ１座標位置を補正することができる。

（第三の変形例）
本変形例では、制御部４０（補正部４０ｄ３）は、図７のステップＳ３において、画像データＩｍｖ１（第一の画像データ）を、複数の第二のラインデータの第一のずれ量データの平均値を用いて補正する。詳細には、第一のずれ量データの平均値を輝度値に変換し、変換した輝度値を、画像データＩｍｖ１の各画素の輝度値から減算する。同様に、制御部４０（補正部４０ｄ３）は、画像データＩｍｖ２（第二の画像データ）を、複数の第一のラインデータの第二のずれ量データの平均値を用いて補正する。詳細には、第二のずれ量データの平均値を輝度値に変換し、変換した輝度値を、画像データＩｍｖ２の各画素の輝度値から減算する。

以上、本発明の実施形態および変形例を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例である。実施形態および変形例は、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、実施形態および変形例の構成や形状は、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。

１…外観検査装置、３１…撮像装置（第一の撮像装置）、３２…撮像装置（第二の撮像装置）、４０ｄ１…画像データ生成部、４０ｄ２…ずれ量データ取得部、４０ｄ３…補正部、４０ｄ４…異常検出部、１００…検査対象物、１０１…検査対象面（第一の検査対象面）、１０２…検査対象面（第二の検査対象面）、ＬＩ…光。

Claims (14)

1. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第一の撮像装置と、
   前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する画像データ生成部と、
   基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得するずれ量データ取得部と、
   前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する補正部と、
   前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する異常検出部と、
   前記検査対象物に設けられ前記第二の方向と交差する第二の検査対象面、に形成されて前記第一の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第二の検査対象面における照射位置が前記第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第二の撮像装置と、
   を備え、
   前記画像データ生成部は、前記第二の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて前記第二の検査対象面の三次元形状を表す第二の画像データを生成し、
   前記ずれ量データ取得部は、前記第二の画像データを用いて、前記第一のずれ量データを取得し、前記第一の画像データを用いて、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第二のずれ量データを取得し、
   前記補正部は、前記第二の画像データを、前記第二のずれ量データを用いて補正し、
   前記異常検出部は、前記補正部が補正した前記第二の画像データを用いて、前記第二の検査対象面の異常を検出する、外観検査装置。
2. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第一の撮像装置と、
   前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する画像データ生成部と、
   基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得するずれ量データ取得部と、
   前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する補正部と、
   前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する異常検出部と、
   を備え、
   前記第一のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第一の方向のずれ量を含み、
   前記補正部は、前記第一の画像データにおける前記第一の方向に関する部分を、前記第一のずれ量データに含まれる前記第一の方向のずれ量を用いて補正する、外観検査装置。
3. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第一の撮像装置と、
   前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する画像データ生成部と、
   基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得するずれ量データ取得部と、
   前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する補正部と、
   前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する異常検出部と、
   を備え、
   前記ずれ量データ取得部は、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データごとに、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得し、
   前記補正部は、前記第一の画像データを、複数の前記第一のずれ量データの平均値を用いて補正する、外観検査装置。
4. 前記第一のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第一の方向のずれ量を含み、
   前記補正部は、前記第一の画像データにおける前記第一の方向に関する部分を、前記第一のずれ量データに含まれる前記第一の方向のずれ量を用いて補正する、請求項１に記載の外観検査装置。
5. 前記第一のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第二の方向のずれ量を含み、
   前記補正部は、前記第一の画像データにおける前記第二の方向に関する部分を、前記第一のずれ量データに含まれる前記第二の方向のずれ量を用いて補正する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の外観検査装置。
6. 前記第二のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第二の方向のずれ量を含み、
   前記補正部は、前記第二の画像データにおける前記第二の方向に関する部分を、前記第二のずれ量データに含まれる前記第二の方向のずれ量を用いて補正する、請求項１に記載の外観検査装置。
7. 前記第二のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第一の方向のずれ量を含み、
   前記補正部は、前記第二の画像データにおける前記第一の方向に関する部分を、前記第二のずれ量データに含まれる前記第一の方向のずれ量を用いて補正する、請求項１または６に記載の外観検査装置。
8. 前記ずれ量データ取得部は、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データごとに、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得し、
   前記補正部は、前記第一の画像データを、複数の前記第一のずれ量データの平均値を用いて補正する、請求項１，２，４，６または７に記載の外観検査装置。
9. 前記ずれ量データ取得部は、前記第二の撮像装置が撮像した前記光の撮像データごとに、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第二のずれ量データを取得し、
   前記補正部は、前記第二の画像データを、複数の前記第二のずれ量データの平均値を用いて補正する、請求項１に記載の外観検査装置。
10. 前記基準は、前記第二の検査対象面における前記第一の方向での中心部に対する位置を含む、請求項１，６，７または９に記載の外観検査装置。
11. 前記基準は、前記第一の検査対象面における前記第二の方向での中心部に対する位置を含む、請求項１に記載の外観検査装置。
12. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光の撮像データであって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像する第一の撮像装置と、前記検査対象物に設けられ前記第二の方向と交差する第二の検査対象面、に形成されて前記第一の方向に沿って延びた線状の光であって、前記第二の検査対象面における照射位置が前記第三の方向に沿って移動する光を、順次撮像する第二の撮像装置と、を備えた外観検査装置において実行される外観検査方法であって、
    画像データ生成部が、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する工程と、
    前記画像データ生成部が、前記第二の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて前記第二の検査対象面の三次元形状を表す第二の画像データを生成する工程と、
    ずれ量データ取得部が、前記第二の画像データを用いて、基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得する工程と、
    前記ずれ量データ取得部が、前記第一の画像データを用いて、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第二のずれ量データを取得する工程と、
    補正部が、前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する工程と、
    前記補正部が、前記第二の画像データを、前記第二のずれ量データを用いて補正する工程と、
    異常検出部が、前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する工程と、
    前記異常検出部が、前記補正部が補正した前記第二の画像データを用いて、前記第二の検査対象面の異常を検出する工程と、
    を含む外観検査方法。
13. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光の撮像データであって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像する第一の撮像装置を備えた外観検査装置において実行される外観検査方法であって、
    画像データ生成部が、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する工程と、
    ずれ量データ取得部が、基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得する工程と、
    補正部が、前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する工程と、
    異常検出部が、前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する工程と、
    を含み、
    前記第一のずれ量データは、前記基準に対する前記検査対象物の前記第一の方向のずれ量を含み、
    前記補正部は、前記第一の画像データにおける前記第一の方向に関する部分を、前記第一のずれ量データに含まれる前記第一の方向のずれ量を用いて補正する、外観検査方法。
14. 検査対象物に設けられ第一の方向と交差する第一の検査対象面、に形成されて前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って延びた線状の光の撮像データであって、前記第一の検査対象面における照射位置が前記第一の方向および前記第二の方向と交差する第三の方向に沿って移動する光の撮像データを順次撮像する第一の撮像装置を備えた外観検査装置において実行される外観検査方法であって、
    画像データ生成部が、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データを用いて、前記第一の検査対象面の三次元形状を表す第一の画像データを生成する工程と、
    ずれ量データ取得部が、基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得する工程と、
    補正部が、前記第一の画像データを、前記第一のずれ量データを用いて補正する工程と、
    異常検出部が、前記補正部が補正した前記第一の画像データを用いて、前記第一の検査対象面の異常を検出する工程と、
    を含み、
    前記ずれ量データ取得部は、前記第一の撮像装置が撮像した前記光の撮像データごとに、前記基準に対する前記検査対象物のずれ量を表す第一のずれ量データを取得し、
    前記補正部は、前記第一の画像データを、複数の前記第一のずれ量データの平均値を用いて補正する、外観検査方法。