JP6859962B2 - 画像検査装置および照明装置 - Google Patents

Description

本技術は、撮影画像を用いて対象物を検査する画像検査装置および照明装置に関する。

ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、対象物を照明しながら撮影し、得られた撮影画像を用いて対象物の外観を検査することが知られている。

たとえば、特開２００７−２０６７９７号公報（特許文献１）は、対象物に対する光軸が斜め下方に向くように複数の光源を取り付け、各光源で対象物を照明する度に、対象物の真上に配置されたカメラによって対象物を撮影し、得られた複数枚の撮影画像を用いて対象物の外観を検査する画像処理装置を開示する。この装置では、光源からの対象物に対する光軸の角度を複数の光源間で互いに異ならせることで対象物に表れる濃淡パターンを異ならせ、異なる濃淡パターンが現れた複数枚の撮影画像を用いた計算処理の結果に基づき対象物の外観を検査することを可能としている。

特開２００７−２０６７９７号公報

上述した従来の装置では、異なる濃淡パターンが現れた複数枚の撮影画像を用いて対象物の外観を検査することができるが、カメラを対象物の真上に配置する一方で、カメラの周辺において、対象物に対する光軸の角度を異ならせるように複数の光源を互いに異なる位置に配置する必要があり、装置全体として大型にならざるを得ない。このため、装置を適用可能な設備の選定に制約を受ける虞があった。

本発明は、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置および照明装置を提供することを目的とする。

本開示の一例によれば、撮影画像を用いて対象物を検査する画像検査装置が提供される。画像検査装置は、対象物を撮影する撮影部と、対象物と撮影部との間のいずれかの位置に配置された導光板を含む照明部と、照明部および撮影部を制御する制御部とを備え、照明部は、導光板の周囲に配置された第１発光部および第２発光部と、対象物に向けて第１発光部からの光を主に反射させる第１反射部、および対象物に向けて第２発光部からの光を主に反射させる第２反射部を含む複数の反射部とを含み、制御部の制御により第１発光部が発光した場合には導光板の発光面が第１パターンの発光強度分布となり、かつ制御部の制御により第２発光部が発光した場合には発光面が第１パターンとは異なる第２パターンの発光強度分布となるように、反射部が構成されている。

この開示によれば、画像検査装置において、対象物と撮影部との間のいずれかの位置に照明部の導光板が配置されるとともに、第１発光部あるいは第２発光部に対する制御によって導光板の発光面のパターンの発光強度分布を異ならせることができるため、対象物と撮影部との間に照明部が位置していないような装置に比べて装置全体を小型にしながらも導光板の発光面のパターンの発光強度分布を変化させることができる。これにより、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置を提供することができる。

上述の開示において、第１パターンおよび第２パターンのそれぞれは、濃淡パターンであり、第１パターンと第２パターンとは、互いに濃淡パターンがずれている。

この開示によれば、第１発光部および第２発光部によって、導光板の発光面の濃淡パターンを互いに異ならせることができる。

上述の開示において、導光板は、１枚であり、第１発光部および第２発光部は、１枚の導光板の周囲に配置され、第１反射部および第２反射部は、１枚の導光板に含まれる。

この開示によれば、１枚の導光板を用いて照明部を構成することができるため、装置全体をより小型にすることができる。

上述の開示において、導光板は、第１導光板および第２導光板を含む複数枚からなり、第１発光部は、第１導光板の周囲に配置され、第２発光部は、第２導光板の周囲に配置され、第１反射部は、第１導光板に含まれ、第２反射部は、第２導光板に含まれる。

この開示によれば、複数枚の導光板を用いて照明部を構成することができるため、導光板ごとに照明部の設計を行うことができる。

上述の開示において、反射部は、導光板の一部が切り抜かれることで形成されている。
この開示によれば、導光板の一部を切り抜くことで反射部が形成されるため、反射部のために別途部材を準備する必要がない。

上述の開示において、制御部は、所定順序で第１発光部と第２発光部とを選択的に切り替えて制御するとともに、第１発光部および第２発光部に対する制御を切り替える度に撮影部で対象物を撮影する。

この開示によれば、第１発光部と第２発光部との間の選択的な切り替えと、撮影部による撮影とを連動させることができる。

上述の開示において、第１発光部および第２発光部の少なくともいずれか一方は、発光波長を変更可能に構成されている。

この開示によれば、照明部からの光の波長を変更することができるため、最適な条件で対象物を検査することができる。

上述の開示において、制御部は、第１発光部および第２発光部の少なくともいずれか一方の発光量を変更する。

この開示によれば、照明部からの光の発光量を変更することができるため、最適な条件で対象物を検査することができる。

本開示の一例によれば、上述の開示において提供される画像検査装置が備える照明部を含む照明装置が提供される。

この開示によれば、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置が備える照明部を含む照明装置を提供することができる。

本発明によれば、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置および照明装置を提供することができる。

本実施の形態に係る画像検査装置の概要を示す模式図である。 本実施の形態に係る画像検査装置が適用される生産ラインの一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置の上面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ａのみが発光した場合における照明装置の横断面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ａのみが発光した場合における照明装置の上面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合における照明装置の横断面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合における照明装置の上面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合における照明装置の上面を示す模式図である。 本実施の形態に係る照明装置においてＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合における照明装置の上面を示す模式図である。 本実施の形態に係る導光板においてＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのそれぞれが発光した場合における導光板の発光面の輝度の変化を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る画像検査装置が実行する画像検査処理の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る画像検査装置において撮影画像を用いた評価を説明するための模式図である。 変形例に係る照明装置の横断面を示す模式図である。 変形例に係る照明装置の横断面を示す模式図である。 変形例に係る照明装置の上面を示す模式図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、図１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、本実施の形態に係る画像検査装置１Ｘの概要を示す模式図である。

本実施の形態に係る画像検査装置１Ｘは、工業製品の生産ラインなどにおいて、対象物（以下、「ワークＷ」とも称す。）を照明しながら撮影し、得られた撮影画像を用いて対象物の外観検査（傷、汚れ、異物などの検査）を行う装置に適用される。画像検査装置１Ｘは、ワークＷによって反射された光を検出することで検査するものであるため、ワークＷには、液晶ディスプレイなどの光を反射するものが適用される。

図１に示すように、画像検査装置１Ｘは、ワークＷを撮影する撮影部１０２Ｘと、ワークＷを照明する照明部１０Ｘと、照明部１０Ｘおよび撮影部１０２Ｘを制御する制御部１００Ｘとを備える。

撮影部１０２Ｘは、撮像視野に存在する被写体を撮影して画像データを生成するものであり、被写体として外観検査の対象であるワークＷを導光板１２Ｘ越しに撮影する。本実施の形態においては、撮影部１０２Ｘとしてカメラを例示する。

照明部１０Ｘは、撮影部１０２ＸがワークＷを撮影する度にワークＷの表面を照明する。照明部１０Ｘは、ワークＷと撮影部１０２Ｘとの間のいずれかの位置に配置された導光板１２Ｘと、導光板１２Ｘの周囲に配置された第１発光部７ａおよび第２発光部７ｃと、導光板１２Ｘに内在する第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃとを含む。なお、図１では、説明の便宜上、導光板１２Ｘにおいて、撮影部１０２Ｘ側に位置する面の側を「上面側」と規定し、ワークＷ側に位置する面の側を「底面側」と規定する。

導光板１２Ｘは、その周囲に配置された第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂそれぞれの光を内部に導入し、導入した光を内部で拡散させながら移動させて外部に出射することで、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂそれぞれの光をワークＷに導く。第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂには、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や陰極管を用いた蛍光灯などを適用可能である。また、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂの発光色は、白色に限らず、赤色、緑色、あるいは青色などであってもよく、これらを組み合わせてもよい。つまり、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂは、光の波長を変更可能であってもよい。本実施の形態においては、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂとしてＬＥＤを例示する。

第１発光部７ａおよび第２発光部７ｂのそれぞれは、１個のみ設けられてもよいし、複数個設けられてもよい。導光板１２Ｘの形状には、上面側あるいは底面側から見て四角形や三角形などの多角形、あるいは円形や楕円形などを適用可能である。本実施の形態においては、導光板１２Ｘの形状として上面側あるいは底面側から見て四角形を例示する。導光板１２Ｘには、導光性に優れたアクリルなどの部材が適用されることが好ましい。

導光板１２Ｘには、第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃが内在している。第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃのそれぞれは、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｃそれぞれからの光を反射させることでワークＷが位置する方向（底面側の方向）へと光を導くように、その形状および位置が設計されている。たとえば、第１反射部５ａは、ワークＷに向けて第１発光部７ａからの光を主に反射させる。第２反射部５ｃは、ワークＷに向けて第２発光部７ｃからの光を主に反射させる。なお、第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃのそれぞれは、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｃそれぞれからの光を反射させることでワークＷが位置する方向へと光を導くものであれば、板状のものであってもよいし、矩形や三角形の形状であってもよく、導光板１２Ｘの一部をレーザ加工などで切り抜いて形成されてもよい。

第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃのそれぞれは、１個のみ設けられてもよいし、複数個設けられてもよい。また、第１発光部７ａが複数設けられている場合には、複数の第１発光部７ａそれぞれに対応するように複数の第１反射部５ａが設けられていてもよい。同様に、第２発光部７ｃが複数設けられている場合には、複数の第２発光部７ｃそれぞれに対応するように複数の第２反射部５ｃが設けられていてもよい。さらに、導光板１２Ｘは、１枚に限らず、複数枚設けられていてもよく、複数枚の導光板のそれぞれにおいて、発光部および反射部のセットが構成されてもよい。たとえば、第１の導光板には、第１発光部７ａおよび第１反射部５ａが設けられ、第２の導光板には、第２発光部７ｃおよび第２反射部５ｃが設けられていてもよい。

導光板１２Ｘは、ワークＷと撮影部１０２Ｘとの間のいずれかの位置に配置されている。このため、ワークＷと、撮影部１０２Ｘと、照明部１０Ｘからの光とを同一軸上に置くことができる。このような構成であるため、第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃによって反射して導光板１２Ｘから出射された光は、ワークＷによって反射され、その反射光が再び導光板１２Ｘの内部を通過して撮影部１０２Ｘに到達するようになっている。

制御部１００Ｘは、第１発光部７ａのみを発光させたり、第２発光部７ｃのみを発光させたり、第１発光部７ａおよび第２発光部７ｃの両方を発光させたりすることができる。

第１反射部５ａおよび第２反射部５ｃは、互いに異なる位置に配置される。このため、第１発光部７ａのみが発光した場合、第１反射部５ａに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２Ｘの発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図１に示す第１パターンは、第１発光部７ａのみが発光した場合において、撮影部１０２Ｘで導光板１２Ｘ越しにワークＷを見た場合の発光強度分布のパターンである。一方、第２発光部７ｃのみが発光した場合、第２反射部５ｃに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２Ｘの発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図１に示す第２パターンは、第１発光部７ｃのみが発光した場合において、撮影部１０２Ｘで導光板１２Ｘ越しにワークＷを見た場合の発光強度分布のパターンである。なお、「発光強度」は、光を発する程度や光の強さを一例とし、たとえば、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、光度（ｃｄ）、光束（ｌｍ）、照度（ｌｘ）などが挙げられる。

上述したような構成を有する画像検査装置１Ｘでは、各構成が以下のように作用する。すなわち、制御部１００Ｘの制御により第１発光部７ａが発光した場合、第１発光部７ａからの光が導光板１２Ｘの内部に導入し、第１反射部５ａによって主に反射することでワークＷに向かう。ワークＷによって反射した光は、再び導光板１２Ｘの内部を通過して撮影部１０２Ｘに到達する。このとき、導光板１２Ｘの発光面は、図１に示す第１パターンの発光強度分布となる。制御部１００Ｘの制御によって、導光板１２Ｘ越しに撮影部１０２ＸがワークＷを撮影すると、得られた撮影画像には、第１パターンの発光強度分布がワークＷに投映された状態で写りこむ。次に、制御部１００Ｘの制御により第２発光部７ｃが発光した場合、第２発光部７ｃからの光が導光板１２Ｘの内部に導入し、第２反射部５ｃによって主に反射することでワークＷに向かう。ワークＷによって反射した光は、再び導光板１２Ｘの内部を通過して撮影部１０２Ｘに到達する。このとき、導光板１２Ｘの発光面は、図１に示す第２パターンの発光強度分布となる。制御部１００Ｘの制御によって、導光板１２Ｘ越しに撮影部１０２ＸがワークＷを撮影すると、得られた撮影画像には、第２パターンの発光強度分布がワークＷに投映された状態で写りこむ。画像検査装置１Ｘでは、このようにして得られた異なる濃淡パターンが現れた複数枚の撮影画像を用いることで、ワークＷの外観を検査することを可能としている。

なお、画像検査装置１Ｘにおいては、複数枚の撮影画像をモニタなどの表示部に表示することで作業者が目視によってワークＷの外観を検査してもよいし、複数枚の撮影画像を用いて行った計算処理の結果に基づきワークＷの外観を検査してもよい。

このように、本実施の形態に係る画像検査装置１Ｘにおいては、ワークＷと撮影部１０２Ｘとの間のいずれかの位置に照明部１０Ｘの導光板１２Ｘが配置されるとともに、導光板１２Ｘの発光面の濃淡パターンの発光強度分布を互いに異ならせる第１発光部７ａおよび第２発光部７ｃが導光板１２Ｘの周囲に配置されているため、ワークＷと撮影部１０２Ｘとの間に照明部１０Ｘが位置していないような装置に比べて装置全体を小型にすることができる。これにより、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置１Ｘを提供することができる。また、ワークＷと、撮影部１０２Ｘと、照明部１０Ｘからの光とを同一軸上に常に置きながら、発光対象となる発光部を切り替えることで導光板１２Ｘの発光面に形成される濃淡パターンを変化させることができるため、搬送機構などを用いることなく精度よくワークＷの外観を検査することができる。さらに、ワークＷと、撮影部１０２Ｘと、照明部１０Ｘからの光とを同一軸上に常に置くことで、これら３つの距離を近距離に保つこともできるため、光の漏れを極力防止することができ、より精度よくワークＷの外観を検査することができる。

＜Ｂ．画像検査装置が適用される生産ラインの一例＞
次に、本実施の形態に係る画像検査装置の一例について説明する。まず、図２を参照しながら、画像検査装置の一例である画像検査装置１が適用される生産ラインの一例を説明する。図２は、本実施の形態に係る画像検査装置１が適用される生産ラインの一例を示す模式図である。

図２に示すように、本実施の形態に係る画像検査装置１は、連続的に搬入されるワークＷを撮影するカメラ１０２と、ワークＷを照明する照明装置１０と、照明装置１０およびカメラ１０２を制御する制御装置１００とを備える。カメラ１０２は、主たる構成要素として、レンズや絞りなどの光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの受光素子とを含む。画像検査装置１は、工業製品の生産ラインなどにおいて、制御装置１００の制御によって照明装置１０でワークＷを照明しながらカメラ１０２で撮影し、得られた撮影画像を用いてワークＷの外観検査を行う装置である。

具体的には、検査対象となるワークＷは、移動可能なステージ３００によって、カメラ１０２および照明装置１０が固定された検査位置まで移動する。ワークＷは、検査位置まで移動すると、画像検査装置１による外観検査が終了するまでその場で停止する。このとき、制御装置１００は、照明装置１０によってワークＷを照明しながらカメラ１０２でワークＷを撮影する。制御装置１００は、照明装置１０による光の照射態様を変化させることが可能であり、光の照射態様を変化させる度にカメラ１０２でワークＷを撮影する。画像検査装置１は、このようにして得られた複数枚の撮影画像を用いることで、ワークＷの外観を検査する。

なお、本実施の形態に係る画像検査装置１において、カメラ１０２は、「撮影部」の一例であり、照明装置１０は、「照明部」およびその照明部を含む「照明装置」の一例であり、制御装置１００は、「制御部」の一例である。

＜Ｃ．制御装置のハードウェア構成の一例＞
図３は、本実施の形態に係る制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図３に示すように、制御装置１００は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有しており、予めインストールされたプログラムをプロセッサが実行することで、各種の処理を実現する。

より具体的には、制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサ１１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２と、表示コントローラ１１４と、システムコントローラ１１６と、Ｉ／Ｏ（Input Output）コントローラ１１８と、ハードディスク１２０と、カメラインターフェイス１２２と、入力インターフェイス１２４と、発光インターフェイス１２６と、通信インターフェイス１２８と、メモリカードインターフェイス１３０とを含む。これらの各部は、システムコントローラ１１６を中心として、互いにデータ通信可能に接続される。

プロセッサ１１０は、システムコントローラ１１６との間でプログラム（コード）などを交換して、これらを所定順序で実行することで、目的の演算処理を実現する。

システムコントローラ１１６は、プロセッサ１１０、ＲＡＭ１１２、表示コントローラ１１４、およびＩ／Ｏコントローラ１１８とそれぞれバスを介して接続されており、各部との間でデータ交換などを行うとともに、制御装置１００全体の処理を司る。

ＲＡＭ１１２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１２０から読み出されたプログラム、またはカメラ１０２によって取得された撮影画像（画像データ）などを保持する。

表示コントローラ１１４は、表示部１３２と接続されており、システムコントローラ１１６からの内部コマンドに従って、各種の情報を表示するための信号を表示部１３２に出力する。

Ｉ／Ｏコントローラ１１８は、制御装置１００に接続される記録媒体または外部機器との間のデータ交換を制御する。より具体的には、Ｉ／Ｏコントローラ１１８は、ハードディスク１２０と、カメラインターフェイス１２２と、入力インターフェイス１２４と、発光インターフェイス１２６と、通信インターフェイス１２８と、メモリカードインターフェイス１３０とに接続される。

ハードディスク１２０は、典型的には、不揮発性の磁気記憶装置であり、プロセッサ１１０で実行されるアルゴリズムなどの制御プログラムに加えて、各種設定値などが格納される。本実施の形態においては、ハードディスク１２０にインストールされる制御プログラムとして、ワークＷの撮影画像を取得するために照明装置１０およびカメラ１０２を制御する際に実行される画像取得プログラム１２０ａと、取得した撮影画像を用いてワークＷの外観検査を行う際に実行される評価プログラム１２０ｂとが例示されている。これらの制御プログラムは、メモリカード１３６などに格納された状態で流通する。なお、ハードディスク１２０に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置やＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk Random Access Memory）などの光学記憶装置を採用してもよい。

カメラインターフェイス１２２は、ワークＷを撮影することで撮影画像（画像データ）を取得し、プロセッサ１１０とカメラ１０２との間のデータ伝送を仲介する。カメラインターフェイス１２２は、カメラ１０２からの撮影画像（画像データ）を一時的に蓄積するための画像バッファ１２２ａを含む。

入力インターフェイス１２４は、プロセッサ１１０と、キーボード１３４およびマウス１３８などの入力装置との間のデータ伝送を仲介する。

発光インターフェイス１２６は、プロセッサ１１０と、ＬＥＤドライバ２００との間のデータ伝送を仲介する。ＬＥＤドライバ２００は、電力を供給することで複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄ）を駆動する。プロセッサ１１０は、ＬＥＤドライバ２００によって、複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄ）のうち、発光対象となるＬＥＤの数を増減させたり、発光対象となるＬＥＤを選択的に切り替えたり、供給電力を調整したりすることで、ＬＥＤの発光量を変更して明るさを調整することができる。

通信インターフェイス１２８は、プロセッサ１１０と図示しない他の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。通信インターフェイス１２８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。

メモリカードインターフェイス１３０は、プロセッサ１１０と記録媒体であるメモリカード１３６との間のデータ伝送を仲介する。メモリカード１３６には、制御装置１００で実行される制御プログラム１５０などが格納された状態で流通し、メモリカードインターフェイス１３０は、このメモリカード１３６から制御プログラムを読み出す。メモリカード１３６は、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記録媒体、またはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体などからなる。あるいは、通信インターフェイス１２８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制御装置１００にインストールしてもよい。

上述のような汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有するコンピュータを利用する場合には、本実施の形態に係る機能を提供するためのアプリケーションに加えて、コンピュータの基本的な機能を提供するためのＯＳ（Operating System）がインストールされていてもよい。この場合には、本実施の形態に係る制御プログラムは、ＯＳの一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の順序および／またはタイミングで呼び出して処理を実行するものであってもよい。

さらに、本実施の形態に係る画像取得プログラムおよび評価プログラムといった制御プログラムは、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には、上記のような組み合わせられる他のプログラムに含まれるモジュールを含んでおらず、当該他のプログラムと協働して処理が実行される。すなわち、本実施の形態に係る制御プログラムとしては、このような他のプログラムに組み込まれた形態であってもよい。

なお、代替的に、制御プログラムの実行により提供される機能の一部もしくは全部を専用のハードウェア回路として実装してもよい。

＜Ｄ．照明装置の構成の一例＞
図４を参照して、本実施の形態に係る照明装置１０の構成の一例を説明する。図４は、本実施の形態に係る照明装置１０の上面を示す模式図である。

図４に示すように、照明装置１０は、透過型のシート照明であり、導光板１２と、導光板１２の周囲に配置された複数のＬＥＤ１７ａ〜ＬＥＤ１７ｄと、導光板１２に内在する複数の反射板１５ａ〜反射板１５ｄとを含む。なお、図４では、説明の便宜上、図面正面に向かって上側を「上側」と規定し、図面正面に向かって下側を「下側」と規定し、図面正面に向かって左側を「左側」と規定し、図面正面に向かって右側を「右側」と規定して説明する。後述する図６〜図１０も同様、「上側」、「下側」、「左側」、および「右側」を規定する。

導光板１２は、その周囲に配置された各ＬＥＤ１７ａ〜ＬＥＤ１７ｄからの光を内部に導入し、導入した光を内部で拡散させながら移動させて外部に出射することで、各ＬＥＤ１７ａ〜ＬＥＤ１７ｄからの光をワークＷに導く平板状の部材である。本実施の形態に係る導光板１２の形状は、照明装置１０の上面あるいは底面から見て四角形である。導光板１２には、導光性に優れたアクリルなどの部材が適用される。

各ＬＥＤ１７ａ〜ＬＥＤ１７ｄは、白色で発光する。ＬＥＤ１７ａ〜ＬＥＤ１７ｄは、平板状の導光板１２の各辺に沿って配置されている。本実施の形態においては、図４に示すように、複数のＬＥＤ１７ａ（以下、「ＬＥＤ群Ａ」とも称す。）と複数のＬＥＤ１７ｃ（以下、「ＬＥＤ群Ｃ」とも称す。）とが対向するように、ＬＥＤ群Ａが導光板１２の左側に位置する辺に沿って配置され、ＬＥＤ群Ｃが導光板１２の右側に位置する辺に沿って配置されている。また、複数のＬＥＤ１７ｂ（以下、「ＬＥＤ群Ｂ」とも称す。）と複数のＬＥＤ１７ｄ（以下、「ＬＥＤ群Ｄ」とも称す。）とが対向するように、ＬＥＤ群Ｂが導光板１２の上側に位置する辺に沿って配置され、ＬＥＤ群Ｄが導光板１２の下側に位置する辺に沿って配置されている。

これにより、ＬＥＤ群Ａからの光は、導光板１２の左側から入射し、ＬＥＤ群Ｂからの光は、導光板１２の上側から入射し、ＬＥＤ群Ｃからの光は、導光板１２の右側から入射し、ＬＥＤ群Ｄからの光は、導光板１２の下側から入射する。

ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのうち、一のＬＥＤ群は、「第１発光部」の一例であり、他のＬＥＤ群は、「第２発光部」の一例である。

反射板１５ａ〜反射板１５ｄは、導光板１２に内在する平板状の部材であり、各ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄからの光を反射させることで、ワークＷが位置する方向へと各ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄからの光を導くように、その形状および位置が設計されている。本実施の形態においては、図４に示すように、ワークＷが位置する方向へとＬＥＤ群Ａからの光を主に反射させる傾斜角度となるように反射板１５ａがＬＥＤ群Ａに向かって傾けられ、ワークＷが位置する方向へとＬＥＤ群Ｂからの光を主に反射させる傾斜角度となるように反射板１５ｂがＬＥＤ群Ｂに向かって傾けられ、ワークＷが位置する方向へとＬＥＤ群Ｃからの光を主に反射させる傾斜角度となるように反射板１５ｃがＬＥＤ群Ｃに向かって傾けられ、ワークＷが位置する方向へとＬＥＤ群Ｄからの光を主に反射させる傾斜角度となるように反射板１５ｄがＬＥＤ群Ｄに向かって傾けられている。

これにより、導光板１２に入射したＬＥＤ群Ａからの光は、反射板１５ａによって主に反射され、ワークＷが位置する方向へと導かれる。導光板１２に入射したＬＥＤ群Ｂからの光は、反射板１５ｂによって主に反射され、ワークＷが位置する方向へと導かれる。導光板１２に入射したＬＥＤ群Ｃからの光は、反射板１５ｃによって主に反射され、ワークＷが位置する方向へと導かれる。導光板１２に入射したＬＥＤ群Ｄからの光は、反射板１５ｄによって主に反射され、ワークＷが位置する方向へと導かれる。

さらに、反射板１５ａ〜反射板１５ｄは、導光板１２の左右方向においてそれぞれ列ごとに配置されている。具体的には、導光板１２の上面から見たときに左から順に、反射板１５ａ、反射板１５ｂ、反射板１５ｃ、反射板１５ｄ、反射板１５ａ、反射板１５ｂ、反射板１５ｃ、および反射板１５ｄがそれぞれ複数個、列ごとに並んでいる。

これにより、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合、反射板１５ａに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合、反射板１５ｂに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合、反射板１５ｃに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合、反射板１５ｄに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。

反射板１５ａ〜反射板１５ｄのうち、一の反射板は、「第１反射部」の一例であり、他の反射板は、「第２反射部」の一例である。また、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのうち、一のＬＥＤ群のみが発光した場合に形成される発光強度分布のパターンは「第１パターン」の一例であり、他のＬＥＤ群のみが発光した場合に形成される発光強度分布のパターンは「第２パターン」の一例である。

＜Ｅ．照明装置によって形成される濃淡パターンの一例＞
図５〜図１１を参照して、照明装置１０による濃淡パターンの形成の一例を説明する。まず、図５および図６を参照して、照明装置１０によってＬＥＤ群Ａのみが発光した場合において導光板１２の発光面に形成される濃淡パターンについて説明する。図５は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ａのみが発光した場合における照明装置１０の横断面を示す模式図である。図６は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ａのみが発光した場合における照明装置１０の上面を示す模式図である。なお、図５においては、図６に示す照明装置１０をＡ１−Ｃ１間で切断した場合における横断面が示されている。また、図５では、説明の便宜上、導光板１２において、カメラ１０２側に位置する面の側を「上面側」と規定し、ワークＷ側に位置する面の側を「底面側」と規定する。後述する図７も同様に、「上面側」および「底面側」を規定する。

図５に示すように、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ａからの光が導光板１２の内部に導入し、反射板１５ａによって主に反射する。反射板１５ａは、ＬＥＤ群Ａからの光を主に反射させて真下に位置するワークＷに向かうように、その形状および位置が設計されている。一方、他の反射板１５ｂ〜反射板１５ｄは、ＬＥＤ群Ａからの光を主に反射するようには設計されていない。このため、ＬＥＤ群Ａからの光は、反射板１５ａによって主に反射することで導光板１２の底面側からワークＷに向かって出射する。導光板１２の底面側から出射した光は、ワークＷの表面に対して概ね直角に照射し、ワークＷによって導光板１２に向けて反射する。ワークＷによって反射した光は、導光板１２が位置する方向（上面側の方向）に移動し、再び導光板１２の内部を通過してやがてカメラ１０２に到達する。

図６に示すように、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合、反射板１５ａに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図６では、反射板１５ａに対応する位置のみが明るくなっているが、実際にはその位置から遠ざかるほど暗くなるようにグラデーションで濃淡パターンが形成されている。

次に、図７および図８を参照して、照明装置１０によってＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合において導光板１２の発光面に形成される濃淡パターンについて説明する。図７は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合における照明装置１０の横断面を示す模式図である。図８は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合における照明装置１０の上面を示す模式図である。なお、図７においては、図８に示す照明装置１０をＡ２−Ｃ２間で切断した場合における横断面が示されている。

図７に示すように、ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ｃからの光が導光板１２の内部に導入し、反射板１５ｃによって主に反射する。反射板１５ｃは、ＬＥＤ群Ｃからの光を主に反射させて真下に位置するワークＷに向かうように、その形状および位置が設計されている。一方、他の反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｄは、ＬＥＤ群Ｃからの光を主に反射するようには設計されていない。このため、ＬＥＤ群Ｃからの光は、反射板１５ｃによって主に反射することで導光板１２の底面側からワークＷに向かって出射する。導光板１２の底面側から出射した光は、ワークＷの表面に対して概ね直角に照射し、ワークＷによって導光板１２に向けて反射する。ワークＷによって反射した光は、導光板１２が位置する方向（上面側の方向）に移動し、再び導光板１２の内部を通過してやがてカメラ１０２に到達する。

図８に示すように、ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合、反射板１５ｃに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図８では、反射板１５ｃに対応する位置のみが明るくなっているが、実際にはその位置から遠ざかるほど暗くなるようにグラデーションで濃淡パターンが形成されている。

次に、図９を参照して、照明装置１０によってＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合において導光板１２の発光面に形成される濃淡パターンについて説明する。図９は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合における照明装置１０の上面を示す模式図である。

図示は省略するが、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合においても、ＬＥＤ群ＡのみやＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合と同様に、ＬＥＤ群Ｂからの光がワークＷによって反射してやがてカメラ１０２に到達する。具体的には、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ｂからの光が導光板１２の内部に導入し、反射板１５ｂによって主に反射する。反射板１５ｂは、ＬＥＤ群Ｂからの光を主に反射させて真下に位置するワークＷに向かうように、その形状および位置が設計されている。一方、他の反射板１５ａ，１５ｃ，１５ｄは、ＬＥＤ群Ｂからの光を主に反射するようには設計されていない。このため、ＬＥＤ群Ｂからの光は、反射板１５ｂによって主に反射することで導光板１２の底面側からワークＷに向かって出射する。導光板１２の底面側から出射した光は、ワークＷの表面に対して概ね直角に照射し、ワークＷによって導光板１２に向けて反射する。ワークＷによって反射した光は、導光板１２が位置する方向（上面側の方向）に移動し、再び導光板１２の内部を通過してやがてカメラ１０２に到達する。

図９に示すように、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合、反射板１５ｂに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図９では、反射板１５ｂに対応する位置のみが明るくなっているが、実際にはその位置から遠ざかるほど暗くなるようにグラデーションで濃淡パターンが形成されている。

次に、図１０を参照して、照明装置１０によってＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合において導光板１２の発光面に形成される濃淡パターンについて説明する。図１０は、本実施の形態に係る照明装置１０においてＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合における照明装置１０の上面を示す模式図である。

図示は省略するが、ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合においても、ＬＥＤ群ＡのみやＬＥＤ群Ｂのみ、あるいはＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合と同様に、ＬＥＤ群Ｄからの光がワークＷによって反射してやがてカメラ１０２に到達する。具体的には、ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ｄからの光が導光板１２の内部に導入し、反射板１５ｄによって主に反射する。反射板１５ｄは、ＬＥＤ群Ｄからの光を主に反射させて真下に位置するワークＷに向かうように、その形状および位置が設計されている。一方、他の反射板１５ａ〜反射板１５ｃは、ＬＥＤ群Ｄからの光を主に反射するようには設計されていない。このため、ＬＥＤ群Ｄからの光は、反射板１５ｄによって主に反射することで導光板１２の底面側からワークＷに向かって出射する。導光板１２の底面側から出射した光は、ワークＷの表面に対して概ね直角に照射し、ワークＷによって導光板１２に向けて反射する。ワークＷによって反射した光は、導光板１２が位置する方向（上面側の方向）に移動し、再び導光板１２の内部を通過してやがてカメラ１０２に到達する。

図１０に示すように、ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合、反射板１５ｄに対応する位置が最も明るく、その位置から遠ざかるほど暗くなるように、導光板１２の発光面で発光強度分布のパターンが形成される。なお、図１０では、反射板１５ｄに対応する位置のみが明るくなっているが、実際にはその位置から遠ざかるほど暗くなるように濃淡パターンが形成されている。

図１１は、本実施の形態に係る導光板１２においてＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのそれぞれが発光した場合における導光板１２の発光面の輝度の変化を説明するための模式図である。なお、輝度は、「発光強度」の一例である。

図１１（Ａ）に示すように、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合、反射板１５ａに対応する位置が最も明るくなって輝度が最も高くなり、その位置から遠ざかるほど暗くなって輝度が低くなる。ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合の輝度Ｉ０の変化をグラフ化すると、理想的には、正弦波のグラフとなる。

図１１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合、反射板１５ｂに対応する位置が最も明るくなって輝度が最も高くなり、その位置から遠ざかるほど暗くなって輝度が低くなる。ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合の輝度Ｉ１の変化をグラフ化すると、理想的には、正弦波のグラフとなる。

図１１（Ｃ）に示すように、ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合、反射板１５ｃに対応する位置が最も明るくなって輝度が最も高くなり、その位置から遠ざかるほど暗くなって輝度が低くなる。ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合の輝度Ｉ２の変化をグラフ化すると、理想的には、正弦波のグラフとなる。

図１１（Ｄ）に示すように、ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合、反射板１５ｄに対応する位置が最も明るくなって輝度が最も高くなり、その位置から遠ざかるほど暗くなって輝度が低くなる。ＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合の輝度Ｉ３の変化をグラフ化すると、理想的には、正弦波のグラフとなる。

反射板１５ａ〜反射板１５ｄは、導光板１２においてそれぞれ列ごとに配置されているため、ＬＥＤ群ＡからＬＥＤ群Ｄまで発光対象が所定順序で切り替わることにより、輝度Ｉを表す正弦波のグラフの位相が変化する。理想的には、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合、ＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合、およびＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合のそれぞれにおける位相を比べると、ＬＥＤ群の切り替えに従ってπ／２ずつ位相が変化する。

このように、本実施の形態に係る画像検査装置１は、照明装置１０において発光対象となるＬＥＤ群を切り替えることで、導光板１２の発光面における濃淡パターンを切り替えることができ、それによって、導光板１２の発光面の位置に対応する輝度を表す正弦波のグラフの位相を変化させることができる。

＜Ｆ．画像検査処理＞
図１２および図１３を参照して、本実施の形態に係る画像検査装置１が実行する画像検査処理を説明する。図１２は、本実施の形態に係る画像検査装置１が実行する画像検査処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示す画像検査処理は、画像検査装置１の制御装置１００によって実行される。なお、図１２に示すフローチャートでは、処理の各ステップを単に「Ｓ」と略す。

図１２に示すように、画像検査装置１は、検査位置にワークＷが搬入されたか否かを判定する（Ｓ２）。画像検査装置１は、検査位置にワークＷが搬入されていない場合（Ｓ２においてＮＯ）、画像検査処理を終了する。一方、画像検査装置１は、検査位置にワークＷが搬入された場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、発光対象となるＬＥＤ群を切り替え、それに連動してカメラ１０２でワークＷを導光板１２越しに撮影する。

具体的には、画像検査装置１は、まずＬＥＤ群Ａのみ発光させてカメラ１０２でワークＷを撮影する（Ｓ４）。次に、画像検査装置１は、ＬＥＤ群Ｂのみ発光させてカメラ１０２でワークＷを撮影する（Ｓ６）。次に、画像検査装置１は、ＬＥＤ群Ｃのみ発光させてカメラ１０２でワークＷを撮影する（Ｓ８）。次に、画像検査装置１は、ＬＥＤ群Ｄのみ発光させてカメラ１０２でワークＷを撮影する（Ｓ１０）。そして、画像検査装置１は、Ｓ４〜Ｓ１０で得られた異なる濃淡パターンが現れた複数の撮影画像を用いてワークＷを評価する（Ｓ１２）。

ここで、図１３は、本実施の形態に係る画像検査装置１において撮影画像を用いた評価を説明するための模式図である。本実施の形態に係る画像検査装置１は、Ｓ４〜Ｓ１０で得られた異なる濃淡パターンが現れた複数の撮影画像を用いて、公知の技術である位相シフト法によりワークＷの外観を検査する。たとえば、位相シフト法とは、異なる濃淡パターンが投影されたワークＷの複数枚の撮影画像の輝度Ｉに基づいて、領域ごとにワークＷの表面の３次元情報（高さ）を計測する手法である。

たとえば、画像検査装置１は、検査対象となる領域について、図１３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ群Ａのみが発光した場合の輝度Ｉ０とＬＥＤ群Ｃのみが発光した場合の輝度Ｉ２との差分（Ｉ２−Ｉ０）を求めるとともに、図１３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ群Ｂのみが発光した場合の輝度Ｉ１とＬＥＤ群Ｄのみが発光した場合の輝度Ｉ３との差分（Ｉ３−Ｉ１）を求める。そして、画像検査装置１は、図１３（Ｃ）に示すように、以下の式に基づきワークＷの表面における法線の位相Φを求める。

位相Φ＝ｔａｎ^−１｛（Ｉ３−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ０）｝
画像検査装置１は、図１３（Ｄ）に示すように、算出した位相Φと、予め取得しておいた基準値とを比較することで、ワークＷの表面を検査する。たとえば、画像検査装置１は、算出した位相Φと基準値との差が閾値を超えていれば、ワークＷの外観に傷などの不備があると判定する。

図１２に戻り、画像検査装置１は、撮影画像を用いてワークＷを評価すると（Ｓ１２）、その評価結果を出力する（Ｓ１４）。これにより、評価結果に基づき、図示しない外部装置によって、外観に不備があるワークＷが排出され、外観に不備のないワークＷが次工程に搬出される。その後、画像検査装置１は、画像検査処理を終了する。

＜Ｇ．作用効果＞
以上のように、本実施の形態においては、画像検査装置１において、ワークＷとカメラ１０２との間のいずれかの位置に照明装置１０の導光板１２が配置されるとともに、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのいずれかに対する制御によって導光板１２の発光面の濃淡パターンの発光強度分布を異ならせることができるため、ワークＷとカメラ１０２との間に照明装置１０が位置していないような装置に比べて装置全体を小型にしながらも導光板１２の発光面の濃淡パターンの発光強度分布を変化させることができる。これにより、適用可能な設備の選定に制約を受けることを極力回避する画像検査装置１を提供することができる。また、ワークＷと、カメラ１０２と、照明装置１０からの光とを同一軸上に常に置きながら、発光対象となるＬＥＤを切り替えることで導光板１２の発光面に形成される濃淡パターンの位相を変化させることができるため、搬送機構などを用いることなく精度よくワークＷの外観を検査することができる。さらに、ワークＷと、カメラ１０２と、照明装置１０からの光とを同一軸上に常に置くことで、これら３つの距離を近距離に保つこともできるため、光の漏れを極力防止することができ、より精度よくワークＷの外観を検査することができる。

導光板１２は、１枚であり、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄが１枚の導光板１２の周囲に配置され、反射板１５ａ〜反射板１５ｄが１枚の導光板１２に含まれるため、１枚の導光板１２を用いて照明装置１０を構成することができ、装置全体をより小型にすることができる。

制御装置１００は、所定順序でＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄを選択的に切り替えて制御するとともに、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄに対する制御を切り替える度にカメラ１０２でワークＷを撮影するため、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄの間の選択的な切り替えと、カメラ１０２による撮影とを連動させることができる。

制御装置１００のプロセッサ１１０は、発光対象となるＬＥＤの数を増減させたり、発光対象となるＬＥＤを選択的に切り替えたり、供給電力を調整したりすることで、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄに含まれるＬＥＤの発光量を変更して明るさを調整することができるため、ハレーションなどの不具合を極力防止するように最適な条件でワークＷを検査することができる。

＜Ｈ．変形例＞
（反射部について）
本実施の形態においては、第１反射部および第２反射部として、導光板１２に内在する平板状の部材である反射板１５ａ〜反射板１５ｄを例示した。しかし、第１反射部および第２反射部は、このような導光板１２に内在する部材に限らない。たとえば、図１４は、変形例に係る照明装置２０の横断面を示す模式図である。

図１４に示すように、変形例に係る照明装置２０においては、導光板１２の一部が切り抜かれることで複数の反射部２５ａ〜反射部２５ｄが形成されてもよい。具体的には、レーザ加工などによって導光板１２の表面を加工することで、領域ごとに異なる屈折率を有する複数の反射部２５ａ〜反射部２５ｄが形成されてもよい。反射部２５ａは、ＬＥＤ群Ａからの光を主に反射させる傾斜角度となるように導光板１２の一部が切り抜かれて形成される。反射部２５ｂは、ＬＥＤ群Ｂ（図示は省略する）からの光を主に反射させる傾斜角度となるように導光板１２の一部が切り抜かれて形成される。反射部２５ｃは、ＬＥＤ群Ｃからの光を主に反射させる傾斜角度となるように導光板１２の一部が切り抜かれて形成される。反射部２５ｄは、ＬＥＤ群Ｄ（図示は省略する）からの光を主に反射させる傾斜角度となるように導光板１２の一部が切り抜かれて形成される。

このように、変形例に係る照明装置２０においては、導光板１２の一部を切り抜くことで反射部２５ａ〜反射部２５ｄが形成されるため、反射部のために別途部材を準備する必要がない。

（導光板について）
本実施の形態においては、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄが１枚の導光板１２の周囲に配置され、反射板１５ａ〜反射板１５ｄが１枚の導光板１２に内在されていることを例示した。しかし、導光板１２は１枚に限らない。たとえば、図１５は、変形例に係る照明装置３０の横断面を示す模式図である。

図１５に示すように、変形例に係る照明装置３０においては、複数の導光板を含み、各導光板において、その周囲にＬＥＤ群が配置され、さらに各ＬＥＤ群に対応するように、導光板に反射部が含まれてもよい。具体的には、照明装置３０は、ワークＷとカメラ１０２との間に位置する複数の導光板１２ａ〜１２ｄを含む。導光板１２ａの周囲には、複数のＬＥＤ３７ａおよびＬＥＤ３８ａが配置され、導光板１２ａには、ＬＥＤ３７ａおよびＬＥＤ３８ａからの光を主に反射させる傾斜角度となるように傾けられた複数の反射板３５ａおよび反射板３６ａが内在する。導光板１２ｂの周囲には、複数のＬＥＤ３７ｂおよびＬＥＤ３８ｂが配置され、導光板１２ａには、ＬＥＤ３７ｂおよびＬＥＤ３８ｂからの光を主に反射させる傾斜角度となるように傾けられた複数の反射板３５ｂおよび反射板３６ｂが内在する。導光板１２ｃの周囲には、複数のＬＥＤ３７ｃおよびＬＥＤ３８ｃが配置され、導光板１２ｃには、ＬＥＤ３７ｃおよびＬＥＤ３８ｃからの光を主に反射させる傾斜角度となるように傾けられた複数の反射板３５ｃおよび反射板３６ｃが内在する。導光板１２ｄの周囲には、複数のＬＥＤ３７ｄおよびＬＥＤ３８ｄが配置され、導光板１２ｄには、ＬＥＤ３７ｄおよびＬＥＤ３８ｄからの光を主に反射させる傾斜角度となるように傾けられた複数の反射板３５ｄおよび反射板３６ｄが内在する。

各導光板１２ａ〜導光板１２ｂに含まれる反射板は、導光板の横方向で互いの位置をずらして配置されているため、ＬＥＤからの光を反射させたときのワークＷに対する照射位置がずれるようになっている。たとえば、反射板３５ａおよび反射板３６ａの位置が本実施の形態における反射板１５ａの位置に対応するとした場合、導光板１２ａにおいてＬＥＤ３７ａおよびＬＥＤ３８ａが発光すると、図１１（Ａ）に示すような濃淡パターンが形成される。反射板３５ｂおよび反射板３６ｂの位置が本実施の形態における反射板１５ｂの位置に対応するとした場合、導光板１２ｂにおいてＬＥＤ３７ｂおよびＬＥＤ３８ｂが発光すると、上述の図１１（Ｂ）に示すような濃淡パターンが形成される。反射板３５ｃおよび反射板３６ｃの位置が本実施の形態における反射板１５ｃの位置に対応するとした場合、導光板１２ｃにおいてＬＥＤ３７ｃおよびＬＥＤ３８ｃが発光すると、上述の図１１（Ｃ）に示すような濃淡パターンが形成される。反射板３５ｄおよび反射板３６ｄの位置が本実施の形態における反射板１５ｄの位置に対応するとした場合、導光板１２ｄにおいてＬＥＤ３７ｄおよびＬＥＤ３８ｄが発光すると、上述の図１１（Ｄ）に示すような濃淡パターンが形成される。

なお、変形例に係る照明装置３０において、導光板１２ａ〜導光板１２ｄのうち、一の導光板は、「第１導光板」の一例であり、他の導光板は、「第２導光板」の一例である。また、ＬＥＤ３７ａ，３８ａ〜ＬＥＤ３７ｄ，３８ｄのうち、一のＬＥＤは、「第１発光部」の一例であり、他のＬＥＤは、「第２発光部」の一例である。また、反射板３５ａ，３６ａ〜反射板３５ｄ，３６ｄのうち、一の反射板は、「第１反射部」の一例であり、他の反射板は、「第２反射部」の一例である。

このように、変形例に係る照明装置３０においては、複数枚の導光板１２ａ〜導光板１２ｄを用いて照明装置を構成することができるため、導光板１２ａ〜導光板１２ｄごとに照明装置の設計を行うことができる。

（発光部について）
本実施の形態においては、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄが白色で発光することを例示した。しかし、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄの発光色は、白色に限らず、赤色、緑色、あるいは青色などであってもよく、これらを組み合わせてもよい。たとえば、図１６は、変形例に係る照明装置４０の上面を示す模式図である。

図１６に示すように、変形例に係る照明装置４０においては、導光板１２の周囲に複数のＬＥＤ１７０ａ〜ＬＥＤ１７０ｄが配置されている。各ＬＥＤは、「Ｒ」で図示された赤色のＬＥＤと、「Ｇ」で図示された緑色のＬＥＤと、「Ｂ」で図示された青色のＬＥＤとを含む。制御装置１００は、各ＬＥＤ１７０ａ〜ＬＥＤ１７０ｄにおいて、赤色のＬＥＤ、緑色のＬＥＤ、および青色のＬＥＤのいずれか、あるいは適宜組み合わせながら、選択的に発光対象を決めることができる。つまり、変形例に係る照明装置４０では、各ＬＥＤ１７０ａ〜ＬＥＤ１７０ｄからの光の波長を変更可能で合ってもよい。

このように、変形例に係る照明装置４０においては、照明装置４０からの光の波長を変更することができるため、ハレーションなどの不具合を極力防止するように最適な条件でワークＷを検査することができる。

（評価について）
本実施の形態においては、位相シフト法によりワークＷの表面における法線の位相Φを算出し、算出した位相Φと予め取得しておいた基準値とを比較することで、ワークＷの表面を検査するものであったが、算出した位相Φの比較対象は、予め取得しておいた基準値に限らない。たとえば、検査対象となった領域の位相が、周囲の位相と異なる場合、あるいは急激に変化している場合に、ワークＷの外観に不備があると判定されてもよい。また、位相シフト法を利用せずに、得られた複数の撮影画像のそれぞれに対して評価して、その評価結果を統合して最終的な検査結果を得てもよい。

本実施の形態においては、ＬＥＤ群Ａ〜ＬＥＤ群Ｄのそれぞれを単独で発光させる度にカメラ１０２で撮影することで、複数の撮影画像を取得していたが、これに限らない。たとえば、ＬＥＤ群ＡとＬＥＤ群Ｂとを発光させてカメラ１０２で撮影し、ＬＥＤ群ＣとＬＥＤ群Ｄとを発光させてカメラ１０２で撮影し、ＬＥＤ群ＢとＬＥＤ群Ｃとを発光させてカメラ１０２で撮影し、ＬＥＤ群ＡとＬＥＤ群Ｄとを発光させてカメラ１０２で撮影することで、複数の撮影画像を取得してもよい。

＜Ｉ．付記＞
以上のように、本実施の形態および変形例では以下のような開示を含む。

（構成１）
撮影画像を用いて対象物（Ｗ）を検査する画像検査装置（１）であって、
前記対象物を撮影する撮影部（１０２）と、
前記対象物と前記撮影部との間のいずれかの位置に配置された導光板（１２）を含む照明部(１０）と、
前記照明部および前記撮影部を制御する制御部（１００）とを備え、
前記照明部は、
前記導光板の周囲に配置された第１発光部（１７ａ）および第２発光部（１７ｃ）と、
前記対象物に向けて前記第１発光部からの光を主に反射させる第１反射部（１５ａ）、および前記対象物に向けて前記第２発光部からの光を主に反射させる第２反射部（１５ｂ）を含む複数の反射部（１５ａ〜１５ｄ）とを含み、
前記制御部の制御により前記第１発光部が発光した場合には前記導光板の発光面が第１パターンの発光強度分布となり、かつ前記制御部の制御により前記第２発光部が発光した場合には前記発光面が前記第１パターンとは異なる第２パターンの発光強度分布となるように、前記反射部が構成されている、画像検査装置。

（構成２）
前記第１パターンおよび前記第２パターンのそれぞれは、濃淡パターンであり、
前記第１パターンと前記第２パターンとは、互いに前記濃淡パターンがずれている、構成１に記載の画像検査装置。

（構成３）
前記導光板は、１枚であり、
前記第１発光部および前記第２発光部は、１枚の前記導光板の周囲に配置され、
前記第１反射部および前記第２反射部は、１枚の前記導光板に含まれる、構成１または構成２に記載の画像検査装置。

（構成４）
前記導光板は、第１導光板（１２ａ）および第２導光板（１２ｃ）を含む複数枚からなり、
前記第１発光部（３７ａ，３８ａ）は、前記第１導光板の周囲に配置され、
前記第２発光部（３７ｃ，３８ｃ）は、前記第２導光板の周囲に配置され、
前記第１反射部（３５ａ，３６ａ）は、前記第１導光板に含まれ、
前記第２反射部（３５ｃ，３６ｃ）は、前記第２導光板に含まれる、構成１または構成２に記載の画像検査装置。

（構成５）
前記反射部（２５ａ〜２５ｄ）は、前記導光板の一部が切り抜かれることで形成されている、構成１〜構成４のいずれかに記載の画像検査装置。

（構成６）
前記制御部は、所定順序で前記第１発光部と前記第２発光部とを選択的に切り替えて制御するとともに、前記第１発光部および前記第２発光部に対する制御を切り替える度に前記撮影部で前記対象物を撮影する、構成１〜構成５のいずれかに記載の画像検査装置。

（構成７）
前記第１発光部および前記第２発光部の少なくともいずれか一方は、発光波長を変更可能に構成されている、構成１〜構成６のいずれかに記載の画像検査装置。

（構成８）
前記制御部は、前記第１発光部および前記第２発光部の少なくともいずれか一方の発光量を変更する、構成１〜構成７のいずれかに記載の画像検査装置。

（構成９）
構成１〜構成８のいずれかに記載の前記照明部を含む照明装置（１０，２０，３０，４０）。

今回開示された各実施の形態は全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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組み合わせても、実施することが意図される。

１，１Ｘ 画像検査装置、５ａ 第１反射部、５ｃ 第２反射部、７ａ，７ｃ 第１発光部、７ｂ，７ｃ 第２発光部、１０，２０，３０，４０ 照明装置、１０Ｘ 照明部
１２，１２Ｘ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 導光板、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 反射板、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ 反射部、１００ 制御装置、１００Ｘ 制御部、１０２ カメラ、１０２Ｘ 撮影部、１１０ プロセッサ、１１２ ＲＡＭ、１１４ 表示コントローラ、１１６ システムコントローラ、１１８ コントローラ、１２０ ハードディスク、１２０ａ 画像取得プログラム、１２０ｂ 評価プログラム、１２２ カメラインターフェイス、１２２ａ 画像バッファ、１２４ 入力インターフェイス、１２６ 発光インターフェイス、１２８ 通信インターフェイス、１３０ メモリカードインターフェイス、１３２ 表示部、１３４ キーボード、１３６ メモリカード、１３８ マウス、１５０ 制御プログラム、２００ ドライバ、３００ ステージ、Ｗ ワーク。

Claims (8)

1. 撮影画像を用いて対象物を検査する画像検査装置であって、
   前記対象物を撮影する撮影部と、
   前記対象物と前記撮影部との間のいずれかの位置に配置された導光板を含む照明部と、
   前記照明部および前記撮影部を制御する制御部とを備え、
   前記照明部は、
   前記導光板の周囲に配置された第１発光部および第２発光部と、
   前記対象物に向けて前記第１発光部からの光を主に反射させる第１反射部、および前記対象物に向けて前記第２発光部からの光を主に反射させる第２反射部を含む複数の反射部とを含み、
   前記制御部の制御により前記第１発光部が発光した場合には前記導光板の発光面が第１パターンの発光強度分布となり、かつ前記制御部の制御により前記第２発光部が発光した場合には前記発光面が前記第１パターンとは異なる第２パターンの発光強度分布となるように、前記反射部が構成されており、
   前記制御部は、前記第１発光部および前記第２発光部の少なくともいずれか一方の発光量を変更する、画像検査装置。
2. 前記第１パターンおよび前記第２パターンのそれぞれは、濃淡パターンであり、
   前記第１パターンと前記第２パターンとは、互いに前記濃淡パターンがずれている、請求項１に記載の画像検査装置。
3. 前記導光板は、１枚であり、
   前記第１発光部および前記第２発光部は、１枚の前記導光板の周囲に配置され、
   前記第１反射部および前記第２反射部は、１枚の前記導光板に含まれる、請求項１または請求項２に記載の画像検査装置。
4. 前記導光板は、第１導光板および第２導光板を含む複数枚からなり、
   前記第１発光部は、前記第１導光板の周囲に配置され、
   前記第２発光部は、前記第２導光板の周囲に配置され、
   前記第１反射部は、前記第１導光板に含まれ、
   前記第２反射部は、前記第２導光板に含まれる、請求項１または請求項２に記載の画像検査装置。
5. 前記反射部は、前記導光板の一部が切り抜かれることで形成されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像検査装置。
6. 前記制御部は、所定順序で前記第１発光部と前記第２発光部とを選択的に切り替えて制御するとともに、前記第１発光部および前記第２発光部に対する制御を切り替える度に前記撮影部で前記対象物を撮影する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像検査装置。
7. 前記第１発光部および前記第２発光部の少なくともいずれか一方は、発光波長を変更可能に構成されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像検査装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の前記照明部を含む照明装置。

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