JP7349827B2 - 検査装置 - Google Patents
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Description
本発明のさらに他の局面に従う検査装置は、互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように複数の照明部を制御する撮像処理部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、複数の照明部は、第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、演算処理部は、第1および第2の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、第1の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、第2の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する。
(1)検査装置の構成
図1および図2は、本発明の第1の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図1および図2に示すように、検査装置300は、ヘッド部100、コントローラ部200、操作部310および表示部320を備える。コントローラ部200は、プログラマブルロジックコントローラ等の外部機器400に接続される。
検査装置300においては、ヘッド部100に固有の三次元座標系(以下、装置座標系と呼ぶ。)が定義される。本例の装置座標系は、原点と互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸とを含む。以下の説明では、装置座標系のX軸に平行な方向をX方向と呼び、Y軸に平行な方向をY方向と呼び、Z軸に平行な方向をZ方向と呼ぶ。X方向およびY方向は、ベルトコンベア301の上面(以下、基準面と呼ぶ。)に平行な面内で互いに直交する。Z方向は、基準面に対して直交する。
図2の複数の照明部110A~110Dから同時に一様光が出射された状態で測定対象物Sが撮像されることにより、測定対象物Sの画像(以下、テクスチャ画像と呼ぶ。)を示すテクスチャ画像データを生成することが可能である。図7は、複数の照明部110A~110Dから同時に一様光が出射されたときの測定対象物Sのテクスチャ画像を示す図である。
図10は、図1の検査装置300により実行される検査処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。検査処理では、図10に示すように、高さ生成処理が実行される(ステップS10)。高さ生成処理は、ヘッド部100において、検査用高さデータを生成し、生成された検査用高さデータをコントローラ部200の画像メモリ220に蓄積させる処理である。
本実施の形態に係る検査装置300においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部110によりそれぞれ光が測定対象物Sに照射される。各照明部110は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部131により制御される。また、各照明部110は、一様光を測定対象物Sにさらに照射するように撮像処理部131により制御される。
(1)検査装置の構成
第2の実施の形態に係る検査装置300について、第1の実施の形態に係る検査装置300と異なる点を説明する。本実施の形態においては、図1の演算部130は、図3の照明部110から出射される光に所望のパターンが付与されるようにパターン生成部118を制御するとともに、光源111~113による光の出射を個別に制御する。これにより、白色の構造化光と、赤色、緑色または青色の一様光とが各照明部110から選択的に出射される。
以下、本実施の形態における検査処理をフローチャートを用いて説明する。第1の実施の形態における図10の検査処理と同様に、本実施の形態における検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。本実施の形態における高さ生成処理は、第1の実施の形態における図11の高さ生成処理と同様である。
図14および図15のテクスチャ生成処理によれば、単純な処理により検査用データ群を生成することができる。また、検査用データ群を合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成することができる。図16は、図14および図15のテクスチャ生成処理により生成された検査用データ群を示す図である。
(1)検査装置の構成
第3の実施の形態に係る検査装置300について、第1または第2の実施の形態に係る検査装置300と異なる点を説明する。図18は、本発明の第3の実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図18に示すように、本実施の形態においては、コントローラ部200は、ヘッド制御部210、画像メモリ220および検査部230に加えて、モード受付部240を含む。
第1の実施の形態における図10の検査処理と同様に、第2のグレーモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第2のグレーモードにおける高さ生成処理は、第1の実施の形態における図11の高さ生成処理と同様である。
第2の実施の形態における検査処理と同様に、第2のカラーモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第2のカラーモードにおける高さ生成処理は、第2の実施の形態における高さ生成処理と同様である。
第1または第2の実施の形態においては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された高品質な検査用テクスチャ画像データが生成される。これにより、より正確な検査を行うことができる。しかしながら、撮像回数および処理時間が増加するため、検査のタクトタイムが長くなる。
(1)検査装置の構成
第4の実施の形態に係る検査装置300について、第3の実施の形態に係る検査装置300と異なる点を説明する。本実施の形態においては、検査装置300の動作モードは、第1のグレーモード、第1のカラーモード、第2のグレーモードおよび第2のカラーモードに加えて、第1のベイヤモードおよび第2のベイヤモードを含む。
第1のカラーモードにおける検査処理と同様に、第1のベイヤモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第1のベイヤモードにおける高さ生成処理は、第1のカラーモードにおける高さ生成処理と同様である。
第2のカラーモードにおける検査処理と同様に、第2のベイヤモードにおける検査処理は、高さ生成処理、テクスチャ生成処理および判定処理からなる。第2のベイヤモードにおける高さ生成処理は、第2のカラーモードにおける高さ生成処理と同様である。
第1のカラーモードまたは第2のカラーモードにおいては、高い解像度を有するカラーのテクスチャ画像データ(検査用テクスチャ画像データを含む。)が生成される。しかしながら、カラーのテクスチャ画像データのデータ量は大きいため、ヘッド部100からコントローラ部200へのテクスチャ画像データの出力に長時間を要する。
(1)測定対象物の表面状態および形状がテクスチャ画像に及ぼす影響
第1の実施の形態では、検査用テクスチャ画像データを得るために、複数の照明部110による光の照射方向にそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データが生成される。また、生成された複数のテクスチャ画像データの互いに対応する各画素について、複数の画素値のうち最も大きい画素値または最も小さい画素値を除いて予め定められた規則に従って画素値が選択される。予め定められた規則は、例えば複数の画素値の大きさの順位で定められる。各画素の画素値を選択された画素値とする画像データが検査用テクスチャ画像データとして生成される。このような、第1の実施の形態に係る検査用テクスチャ画像データの生成方法を単純生成方法と呼ぶ。単純生成方法により生成された検査用テクスチャ画像データによれば、ハレーションおよび影がほとんど存在しないテクスチャ画像が得られると考えられる。
図36は、第5の実施の形態に係るテクスチャ生成処理の概念図である。図36に太い点線で示すように、本実施の形態に係るテクスチャ生成処理では、まず照明部110A~110Dにそれぞれ対応するテクスチャ画像データが生成される。その後、X方向において撮像部120を挟んで対向する照明部110A,110Bに対応して生成された第1対のテクスチャ画像データが合成され、第1の合成画像データが生成される。この合成時には、互いに対応する各画素について2つの画素値が比較される。また、2つの画素値のうち大きい画素値が第1画素値として選択され、選択された第1画素値が、第1の合成画像データの当該画素の画素値とされる。これにより、第1対のテクスチャ画像データにそれぞれ存在する画素値の低い成分が除去される。すなわち、第1対のテクスチャ画像データにおける影等に起因する成分の少なくとも一部が除去される。
図38は、第5の実施の形態におけるテクスチャ生成処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。本実施の形態におけるテクスチャ生成処理においては、図38に示すように、図12のステップS37の処理に代えてステップS37G~S37Iが実行される。それにより、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データが生成される。
本実施の形態に係る検査装置300においては、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データが生成される。この場合、第1画素値および第2画素値の選択時には、対向配置された各対の照明部110に対応する2つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する影成分の少なくとも一部が除去される。また、第1画素値および第2画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーション成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
(5-a)本実施の形態に係る検査装置300は、トーナメント生成方法に従って検査用テクスチャ画像データを生成するために互いに対向配置された2対の照明部110を備えるが、検査装置300は、互いに対向配置された3以上の複数対の照明部110を備えてもよい。検査装置300は、n(nは3以上の整数)対の照明部110を備える場合、検査用テクスチャ画像データの各画素の決定候補として第1画素値~第n画素値までの3以上の複数の画素値を取得することができる。この場合、演算処理部132は、互いに対応する第1画素値~第n画素値のうち最大の画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する。それにより、ハレーションおよび照明の死角部分の影響がさらに低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
第6の実施の形態に係る検査装置300は、単純生成方法およびトーナメント生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成が可能でかつそれらの生成方法が使用者により選択可能である点が第1および第5の実施の形態に係る検査装置300とは異なる。
(1)検査装置の構成および動作
第7の実施の形態に係る検査装置300は、ヘッド部100において測定対象物Sの高さデータに代えて測定対象物Sの表面形状を示す形状データ(形状画像)が生成される点が第1の実施の形態に係る検査装置300とは異なる。
本実施の形態に係る検査装置300においては、複数の照明部110A~110Dにそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて形状データが生成される。また、複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが生成される。
本実施の形態に係る検査装置300は、第6の実施の形態に係る検査装置300と同様に、単純生成方法およびトーナメント生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成が可能でかつそれらの生成方法が使用者により選択可能に構成されてもよい。
(1)上記実施の形態において、ヘッド部100は4個の照明部110A~110Dを含むが、本発明はこれに限定されない。ヘッド部100は2個の照明部110A,110Bを含んでもよいし、3個の照明部110を含んでもよいし、5個以上の任意の数の照明部110を含んでもよい。
請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、測定対象物Sが測定対象物の例であり、照明部110が照明部の例であり、撮像処理部131が撮像処理部の例であり、撮像部120が撮像部の例である。演算処理部132が演算処理部の例であり、検査部230が検査部の例であり、検査装置300が検査装置の例であり、モード受付部240がモード受付部の例である。
[10]参考形態
(1)第1の参考形態に係る検査装置は、互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように複数の照明部を制御する撮像処理部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える。
この検査装置においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。複数の照明部は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データが撮像部により順次生成される。また、複数の照明部は、一様光を出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された一様光が受光されることにより複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データが撮像部により生成される。
撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータが演算処理部により生成される。また、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
この構成によれば、高さデータ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために高さデータ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
(2)第2の参考形態に係る検査装置は、互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように複数の照明部を制御する撮像処理部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える。
この検査装置においては、互いに異なる複数の方向から複数の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。複数の照明部は、周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データが撮像部により順次生成される。また、撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データが生成され、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データが演算処理部により生成される。
撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータが演算処理部により生成される。また、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
この構成によれば、高さデータ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために高さデータ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
(3)演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
(4)複数の照明部は、第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
この場合、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第1画素値および第2画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。また、第1画素値および第2画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
(5)検査装置は、当該検査装置の動作モードとして第1または第2の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、第1の動作モード時に、撮像部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、演算処理部は、撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、第2の動作モード時に、撮像部は、少なくとも1つのテクスチャ画像データを生成し、検査部は、撮像部により生成された少なくとも1つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。
この構成によれば、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データを生成することが不要な場合に、第2の動作モードが指示されることにより、検査に用いるための少なくとも1つのテクスチャ画像データが生成される。これにより、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
(6)複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、撮像処理部は、複数の波長の一様光を順次出射するように複数の照明部を制御し、撮像部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される一様光の波長に対応して生成し、演算処理部は、各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確に検査することができる。
(7)演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
(8)複数の照明部は、第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
この場合、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第1画素値および第2画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。また、第1画素値および第2画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
(9)検査装置は、当該検査装置の動作モードとして第1または第2の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、第1の動作モード時に、演算処理部は、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、第2の動作モード時に、演算処理部は、少なくとも1つのテクスチャ画像データを生成し、検査部は、演算処理部により生成された少なくとも1つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。
この構成によれば、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減されたテクスチャ画像データを生成することが不要な場合に、第2の動作モードが指示されることにより、検査に用いるための少なくとも1つのテクスチャ画像データが生成される。これにより、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
(10)複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、撮像処理部は、複数の波長の構造化光を順次出射するように複数の照明部を制御し、演算処理部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される構造化光の波長に対応して生成し、生成された各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確に検査することができる。
(11)演算処理部は、複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、カラーの検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物をより正確にかつ効率よく検査することができる。
(12)演算処理部は、各方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて、互いに対応する画素の代表となる画素値を画素ごとに代表画素値として特定し、複数の方向についてそれぞれ特定された複数の代表画素値のうち予め定められた第2の規則に従って1つの代表画素値を画素ごとに抽出し、抽出された代表画素値に対応する1つの方向を画素ごとに特定し、複数の検査用テクスチャ画像データにおいて互いに対応する画素の画素値が、特定された方向についてのテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値となるように複数の検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。
この場合、同一方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値を用いて、カラーの検査用テクスチャ画像データの画素が生成される。これにより、カラーの検査用テクスチャ画像データにおける各画素に偽の色を発生させることなく、各画素の色を正確に再現することができる。
(13)演算処理部は、カラーの検査用テクスチャ画像データをベイヤ配列を有する検査用ベイヤデータに変換し、検査部は、演算処理部により変換された検査用ベイヤデータを取得し、取得された検査用ベイヤデータを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。この場合、カラーの検査用テクスチャ画像データのデータ量が低減される。これにより、演算処理部から検査部へのテクスチャ画像データの出力が短時間で行われる。その結果、測定対象物の検査をより短時間で終了することができる。
(14)複数の照明部は、第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、演算処理部は、第1および第2の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、第1の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、第2の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定してもよい。
この場合、測定対象物の表面状態および形状等に応じて第1および第2の生成方法が選択されることにより、測定対象物に応じたより適切な検査用テクスチャ画像データを取得することができる。
(15)検査装置は、使用者による第1および第2の生成方法のうちいずれかの選択を受け付ける生成方法受付部をさらに備え、演算処理部は、生成方法受付部により受け付けられた選択に従って、検査用テクスチャ画像データを生成してもよい。この場合、使用者は所望の方法で生成された検査用テクスチャ画像データを容易に取得することができる。
(16)演算処理部は、複数の方向についての複数の高さデータを合成することにより測定不可能な部分が低減された検査用高さデータを生成し、検査部は、演算処理部により生成された検査用高さデータを用いて測定対象物の検査を実行してもよい。この場合、検査用高さデータを用いて測定対象物の広範囲に渡る部分を容易に検査することができる。
(17)第3の参考形態に係る検査装置は、互いに異なる4以上の方向においてそれぞれ一様光を測定対象物に照射する4以上の照明部と、一様光が測定対象物に順次照射されるように4以上の照明部を制御する撮像処理部と、4以上の照明部から測定対象物に照射されて測定対象物により反射された4以上の一様光を順次受光することにより、4以上の方向についての測定対象物の4以上の画像をそれぞれ示す4以上のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された4以上のテクスチャ画像データに基づいてフォトメトリックステレオ法により測定対象物の形状を示す形状データを生成するとともに、4以上のテクスチャ画像データを合成することによりハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査を実行可能な検査部とを備え、4以上の照明部は、第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、演算処理部は、第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する。
この検査装置においては、互いに異なる4以上の方向から4以上の照明部によりそれぞれ光が測定対象物に照射される。4以上の照明部は、一様光を順次出射するように撮像処理部により制御される。測定対象物により反射された一様光が受光されることにより4以上の方向についての測定対象物の4以上の画像をそれぞれ示す4以上のテクスチャ画像データが撮像部により生成される。
撮像部により生成された4以上のパターン画像データに基づいて測定対象物の形状を示す形状データが演算処理部により生成される。また、撮像部により生成された4以上のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データが演算処理部により生成される。演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査が検査部により実行される。
上記の構成によれば、形状データ生成用の照明部と共通の照明部を用いて検査用テクスチャ画像データが生成される。検査用テクスチャ画像データにおいては、ハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減される。したがって、検査用テクスチャ画像データは、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データとなる。この場合、測定対象物の検査に適したテクスチャ画像データを生成するために形状データ生成用の照明部とは別個の照明部を追加する必要がない。これにより、コストの増加を抑制しつつ簡単な構成で測定対象物の検査を行うことが可能になる。
また、上記の構成によれば、検査用テクスチャ画像データの生成時には、第1画素値および第2画素値の選択時に、対向配置された各対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データから照明の死角部分に起因する成分の少なくとも一部が除去される。さらに、第1画素値および第2画素値に基づく検査用テクスチャ画像データの各画素値の決定時に、ハレーションに起因する成分の少なくとも一部が除去される。その結果、ハレーションおよび照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを容易に生成することができる。
Claims (15)
- 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより前記複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、
前記複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、
前記撮像処理部は、前記複数の波長の一様光を順次出射するように前記複数の照明部を制御し、
前記撮像部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される一様光の波長に対応して生成し、
前記演算処理部は、各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成する、検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、
前記複数の照明部の各々は、互いに異なる複数の波長の光を測定対象物に照射するように構成され、
前記撮像処理部は、前記複数の波長の構造化光を順次出射するように前記複数の照明部を制御し、
前記演算処理部は、各方向についてのテクスチャ画像データを各照明部により出射される構造化光の波長に対応して生成し、生成された各波長に対応する複数のテクスチャ画像データに基づいて、当該波長に対応する検査用テクスチャ画像データを生成する、検査装置。 - 前記演算処理部は、前記複数の波長にそれぞれ対応する複数の検査用テクスチャ画像データを合成することによりカラーの検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項1または2記載の検査装置。
- 前記演算処理部は、
各方向についての複数のテクスチャ画像データにおいて、互いに対応する画素の画素値の平均値、合計値、または最大値のいずれかを画素ごとに代表画素値として特定し、
前記複数の方向についてそれぞれ特定された複数の代表画素値のうち予め定められた第2の規則に従って1つの代表画素値を画素ごとに抽出し、
抽出された代表画素値に対応する1つの方向を画素ごとに特定し、
複数の検査用テクスチャ画像データにおいて互いに対応する画素の画素値が、特定された方向についてのテクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値となるように複数の検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項3記載の検査装置。 - 前記演算処理部は、カラーの検査用テクスチャ画像データをベイヤ配列を有する検査用ベイヤデータに変換し、
前記検査部は、前記演算処理部により変換された検査用ベイヤデータを取得し、取得された検査用ベイヤデータを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項3または4記載の検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより前記複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、
前記複数の照明部は、
第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、
前記第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、前記第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。 - 前記検査装置の動作モードとして第1または第2の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、
前記第1の動作モード時に、
前記撮像部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、
前記演算処理部は、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、
前記第2の動作モード時に、
前記撮像部は、少なくとも1つのテクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記撮像部により生成された少なくとも1つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項6記載の検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、
前記複数の照明部は、
第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、
前記第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、前記第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を一の静止状態にある測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データと、前記複数の方向についての複数の高さデータを合成することにより、前記照明の死角部分に対応する測定不可能な部分が低減された合成高さデータとを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された合成高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える、検査装置。 - 前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値とすることにより検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項9記載の検査装置。
- 前記検査装置の動作モードとして第1または第2の動作モードの指示を受け付けるモード受付部をさらに備え、
前記第1の動作モード時に、
前記演算処理部は、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データを生成し、生成された複数のテクスチャ画像データに基づいて検査用テクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行し、
前記第2の動作モード時に、
前記演算処理部は、少なくとも1つのテクスチャ画像データを生成し、
前記検査部は、前記演算処理部により生成された少なくとも1つのテクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する、請求項8、9および10のいずれか一項に記載の検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御するとともに、一様光を測定対象物に照射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより前記複数の方向についての測定対象物の複数の画像をそれぞれ示す複数のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え
前記複数の照明部は、
第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、
前記第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、
第1および第2の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、
前記第1の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、
前記第2の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、前記第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。 - 互いに異なる複数の方向からそれぞれ光を測定対象物に照射する複数の照明部と、
周期的なパターンを有する構造化光を位相シフトさせつつ出射するように前記複数の照明部を制御する撮像処理部と、
測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより各方向についての測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて各方向についての測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記撮像部により生成された各方向についての複数のパターン画像データに基づいて当該方向についてのテクスチャ画像データを生成し、生成された複数の方向についての複数のテクスチャ画像データに基づいてハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された高さデータまたは検査用テクスチャ画像データを用いて測定対象物の検査を実行する検査部とを備え、
前記複数の照明部は、
第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、
前記第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、
第1および第2の生成方法のうち選択された生成方法により検査用テクスチャ画像データを生成可能に構成され、
前記第1の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記複数の方向についての複数のテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について、少なくとも最大の画素値または少なくとも最小の画素値を除いて予め定められた第1の規則に従って画素値を選択し、選択された画素値を検査用テクスチャ画像データにおいて対応する画素の画素値として決定し、
前記第2の生成方法による検査用テクスチャ画像データの生成時に、前記第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、前記第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。 - 使用者による前記第1および第2の生成方法のうちいずれかの選択を受け付ける生成方法受付部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記生成方法受付部により受け付けられた選択に従って、検査用テクスチャ画像データを生成する、請求項12または13記載の検査装置。 - 互いに異なる4以上の方向においてそれぞれ一様光を測定対象物に照射する4以上の照明部と、
一様光が測定対象物に順次照射されるように前記4以上の照明部を制御する撮像処理部と、
前記4以上の照明部から測定対象物に照射されて測定対象物により反射された4以上の一様光を順次受光することにより、前記4以上の方向についての測定対象物の4以上の画像をそれぞれ示す4以上のテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された4以上のテクスチャ画像データに基づいてフォトメトリックステレオ法により測定対象物の形状を示す形状データを生成するとともに、前記4以上のテクスチャ画像データを合成することによりハレーションまたは照明の死角部分の影響が低減された検査用テクスチャ画像データを生成する演算処理部と、
前記演算処理部により生成された形状データおよび検査用テクスチャ画像データのうち少なくとも一方を用いて測定対象物の検査を実行可能な検査部とを備え、
前記4以上の照明部は、
第1の方向において互いに対向するように配置される第1対の照明部と、
前記第1の方向に交差する第2の方向において互いに対向するように配置される第2対の照明部とを含み、
前記演算処理部は、前記第1対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第1画素値として選択し、前記第2対の照明部に対応する2つのテクスチャ画像データにおける互いに対応する各画素について2つの画素値のうち大きい画素値を第2画素値として選択し、各画素について互いに対応する第1画素値および第2画素値のうち小さい画素値を前記検査用テクスチャ画像データの画素値として決定する、検査装置。
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