TW201618529A - 攝像裝置及檢查裝置 - Google Patents

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Akio Kurosawa
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Kurashiki Boseki Kk
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Abstract

本發明提供一種可進行與複數個攝像條件對應之校正之攝像裝置。攝像裝置包含有：攝像機構，得到被攝像物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，該等校正資料用於校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；及校正機構，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正。

Description

攝像裝置及檢查裝置 發明領域
本發明是有關於一種具有校正機構之攝像裝置及檢查裝置，特別是有關於一種具有陰影補正機構之攝像裝置及檢查裝置。
發明背景
以根據對被檢查物攝像而所得到之圖像資料，檢查存在於被檢查物之表面之異物或傷痕等之檢查裝置來說，有一種檢查裝置，即，與攝像時序同步，依序切換複數個照明來攝像(例如參考專利文獻1)。
又，近年來檢討一種技術，即，補正藉採用CCD或CMOS等之攝像元件之攝像裝置而所得到之圖像資料的亮度不均。例如，對於補正起因於攝像元件的靈敏度或照明的不均、鏡頭等之亮度不均之技術，已知有陰影(shading)補正(例如參考專利文獻2)。該陰影補正是一種補正條狀感測器各像素之靈敏度特性的差異之技術，根據白基準資料及黑基準資料，將圖像資料進行規格處理，藉此補正各像素之靈敏度差異。為此，在陰影補正，對各條狀感測器(R、 G、B)之各像素分別持有白基準資料及黑基準資料。
進而，還有一種包括對於彩色條狀感測器之用而針對RGB各色設置之三個陰影補正電路之資料處理電路(例如參考專利文獻3)。
先行技術技術 專利文獻
專利文獻1：日本發明專利申請案公開公報第2012-42297號
專利文獻2：日本發明專利申請案公開公報第H8-307672號
專利文獻3：日本發明專利申請案公開公報第2009-94928號
發明概要
在上述陰影補正技術中，對於RGB三種攝像元件，是持有針對RGB各自的攝像元件之補正資料，但該等補正資料是特定的照明條件下之補正資料，而不具複數個照明條件每個的補正資料。
惟，若攝像時的照明條件不同時，陰影補正用之資料亦有所變化。為此，如同切換複數個照明來攝像之時候等，在切換複數個攝像條件來攝像時，只以一個攝像條件下之補正資料，要進行正確的陰影補正是有困難的。
本發明之目的在於提供一種可進行對應複數個攝像條件之校正之攝像裝置。
本發明之攝像裝置，其特徵在於包含有：攝像機構，得到被攝像物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，前述校正資料是用於校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；及校正機構，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正。
依本發明之攝像裝置，藉與攝像條件對應之校正資料，可校正攝像機構與圖像資料之至少一者，因此可進行與攝像條件對應之適當的校正。
1,11‧‧‧攝像機構
1a,11a‧‧‧攝像元件
1b,11b‧‧‧攝像控制機構
2,12‧‧‧記憶機構
2a‧‧‧第1校正資料
2b‧‧‧第2校正資料
2c‧‧‧第3校正資料
2d‧‧‧第4校正資料
3‧‧‧校正機構
4,14‧‧‧輸出機構
5‧‧‧被攝像物，被檢查物
10,10a,10b,10c,10d‧‧‧攝像裝置
12a‧‧‧第1陰影補正資料
12b‧‧‧第2陰影補正資料
12c‧‧‧第3陰影補正資料
12d‧‧‧第4陰影補正資料
13‧‧‧陰影補正機構
15‧‧‧鏡頭
16‧‧‧同步訊號產生機構
17‧‧‧照明控制機構
18a,18b,18c,18d‧‧‧照明
19‧‧‧運送機構
20,20a,20b‧‧‧控制裝置
22a,22b,22c‧‧‧條狀記憶體
25‧‧‧檢查機構
30‧‧‧附有照明之攝像系統
40,40a,40b‧‧‧檢查裝置
圖1是顯示實施形態1之攝像裝置之構成之方塊圖。
圖2是顯示包括實施形態2之攝像裝置之附有照明之攝像系統之構成之方塊圖。
圖3是顯示圖2的攝像裝置之陰影補正機構之動作之概略圖。
圖4是顯示構成陰影補正資料之各像素之白基準與黑基準、補正前的圖像訊號及補正後之圖像訊號之線圖。
圖5是一攝像方法之流程圖，該攝像方法為在依序切換mmax個照明進行攝像之切換式攝像中，進行校正，得到校正後之圖像資料之方法。
圖6是顯示實施形態3之檢查裝置之構成之方塊圖。
圖7是顯示實施形態4之檢查裝置之構成之方塊圖。
圖8是顯示實施形態5之檢查裝置之構成之方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
第1態樣之攝像裝置，其特徵在於包含有：攝像機構，得到被攝像物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，前述校正資料是用於校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；及校正機構，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正。
第2態樣之攝像裝置，在上述第1態樣中，前述校正資料亦可為將前述圖像資料進行陰影補正用之陰影補正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用前述陰影補正資料來進行陰影補正之陰影補正機構。
第3態樣之攝像裝置，在上述第1態樣中，前述校正資料亦可為與前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間有關之校正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用與前述儲存時間有關之校正資料，調整前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間的機構。
第4態樣之攝像裝置，在上述第1態樣中，前述校正資料亦可為與前述攝像機構中之增益有關之校正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用與前述增益有關之校正資料，調整前述攝像機構中之增益之機構。
第5態樣之攝像裝置，在上述第1至第4態樣之任一態樣中，前述校正資料亦可為對應於攝像時之照明條件來進行校正用之校正資料。
此時，前述校正機構亦可對應於攝像時之前述照明條件之切換，從前述複數個校正資料，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料，而進行校正。
藉上述構成，可進行使用與照明條件每個對應之校正資料之校正。又，於攝像裝置內部進行校正，藉此不會受到輸出至外部時之低色階處理之影響，能進行依高色階圖像訊號之高精度之補正處理。
第6態樣之攝像裝置，在上述第5態樣中，前述校正機構，亦可與攝像時之前述照明條件之切換同步，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料。
藉上述構成，與照明條件之切換同步，切換校正資料，以此就能依序執行與照明條件每個對應之校正。
第7態樣之攝像裝置，在上述第1態樣中，前述校正機構，亦可與前述攝像機構中之攝像同步，切換前述校正資料。
第8態樣之攝像裝置，在上述第1態樣中，亦可包含有一輸出機構，該輸出機構將校正後之圖像資料之圖像訊號進行低色階處理後輸出至外部。
第9態樣之檢查裝置，包含有如上述第1至第8態樣任一態樣中之前述攝像裝置。
第10態樣之檢查裝置，其特徵在於包含有：照明 機構，可對被檢查物切換不同之複數個照明條件進行照明；攝像機構，得到以前述照明機構所照明之前述被檢查物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，前述校正資料是用於對應前述複數個照明條件，校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；校正機構，對應攝像時之照明條件之切換，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正；及檢查機構，根據前述校正後之圖像資料，進行前述被檢查物之檢查。
第11態樣之檢查裝置，在上述第10態樣中，前述照明機構亦可具有以各自不同的照明條件進行照明之複數個照明裝置。
第12態樣之檢查裝置，在上述第10或第11態樣中，前述校正資料亦可為將前述圖像資料進行陰影補正用之陰影補正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用前述陰影補正資料來進行陰影補正之陰影補正機構。
第13態樣之檢查裝置，在上述第10或第11態樣中，前述校正資料亦可為與前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間有關之校正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用與前述儲存時間有關 之校正資料，調整前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間之機構。
第14態樣之檢查裝置，在上述第10或第11態樣之任一態樣中，前述校正資料亦可為與前述攝像機構中之增益有關之校正資料。
此時，前述校正機構亦可為使用與前述增益有關之校正資料，調整前述攝像機構中之增益之機構。
第15態樣之檢查裝置，在上述第10至第14態樣任一態樣中，前述前述校正機構亦可與攝像時之前述照明條件之切換同步，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料。
藉上述構成，與照明條件之切換同步，切換校正資料，就能依序執行與照明條件每個對應之校正。
第16態樣之檢查裝置，在上述第10至第15態樣任一態樣中，前述校正機構亦可與前述攝像機構中之攝像同步，來切換前述校正資料。
以下，一邊參考附圖，一邊說明本發明實施形態之攝像裝置及檢查裝置。另，在圖中，針對實質相同的構件，附上相同的符號。
(實施形態1)
<攝像裝置>
圖1是顯示實施形態1之攝像裝置10之構成之方塊圖。該攝像裝置10包含有：攝像機構1，得到被攝像物5之圖像資料；記憶機構2，記憶校正資料2a、2b、2c、2d，該等校 正資料2a、2b、2c、2d是用於校正攝像機構1與圖像資料之至少一者；及校正機構3，使用校正資料，校正攝像機構1與圖像資料之至少一者。又，亦可包含有將校正後的圖像資料之圖像訊號輸出至外部之輸出機構4。
在該攝像裝置中，藉與攝像條件對應之校正資料，可校正攝像機構1與圖像資料之至少一者，因此可進行與攝像條件對應之適當的校正。又，在攝像裝置10之內部，包含有具有校正資料2a、2b、2c、2d之記憶機構2、及校正機構3，因此與輸出至外部處理之形態相比，不會受到外部輸出時之低色階處理之影響，能在攝像裝置10之內部以高精度之圖像資料(高色階圖像訊號)原來狀態下進行校正，可得到業經高精度校正完畢之圖像資料。
以下，針對構成該攝像裝置10之各構成要素予以說明。
<攝像機構>
攝像機構1亦可包含有CCD、CMOS等之攝像元件1a、及控制攝像元件1a之攝像控制機構1b。又，攝像機構1亦可為條狀感測器或者是塊狀感測器任一者。例如，被攝像物5被運送來時，為沿運送方向高速掃描，亦可使用條狀感測器。條狀感測器亦可為單一之單色(monochrome)條狀感測器。
<記憶機構>
記憶機構2具有複數個校正資料2a、2b、2c、2d。校正資料2a、2b、2c、2d是用於校正攝像機構1與圖像資料之至 少一者。以校正資料2a、2b、2c、2d來說，例如亦可為陰影補正資料。或，校正資料亦可為用以調整圖像整體的明亮度之校正資料，例如是與攝像機構1中之攝像元件1a之儲存時間有關之校正資料。又，校正資料亦可為與攝像機構1中之增益有關之校正資料。另，針對校正資料為陰影補正資料之形態，是在實施形態2中詳述之。
<校正機構>
藉校正機構3，使用校正資料來校正攝像機構1與圖像資料之至少一者。校正機構3，例如亦可藉電氣電路作為實體性構成附諸實現。或，亦可藉在電腦上動作之電腦軟體附諸實現。電腦只要具有通常的構成要素即CPU、ROM、RAM、硬碟、輸入輸出介面等之中可執行上述校正動作之必要最少限度之功能，即可。
又，在校正資料是與攝像機構1中之攝像素子之儲存時間有關之校正資料時，藉校正機構3，根據校正資料而將攝像機構1之攝像元件之儲存時間變更、進行曝光、攝像，可得到圖像資料。實際上，校正機構3從記憶機構2，讀出與儲存時間有關之設定值之校正資料2a、2b、2c、2d任一者，將該值設定在攝像機構1，以此變更攝像元件1a之儲存時間。
在校正資料為與攝像機構1中之增益有關之校正資料時，藉校正機構3，根據校正資料而將攝像機構1之增益(類比式增益或者是數位式增益)變更，進行曝光、攝像，可得到圖像資料。實際上，校正機構3從記憶機構2，讀出與增 益有關之設定值之校正資料2a、2b、2c、2d任一者，將該值設定在攝像機構1，以此變更增益。
另，校正機構3亦可與攝像機構1之攝像同步，來切換校正資料。
<輸出機構>
藉輸出機構4，將校正後之圖像資料之圖像訊號輸出至外部。
另，輸出機構4在輸出至外部時傳輸速率有受限的時候，而有將圖像訊號做低色階處理後再輸出至外部的形態。此時，要降低高精度的圖像訊號之精度而輸出。
在該攝像裝置10中，如上述，不會受到輸出外部時之低色階處理之影響，可在攝像裝置10之內部以高精度圖像資料(高色階圖像訊號)原來的狀態下進行校正，可得到高精度校正完畢之圖像資料。另，因之後的輸出至外部後校正完畢圖像資料是進行低色階處理，但與在經過低色階處理後進行校正之形態相比，不會受到低色階處理的影響，例如大幅度的位數下降等，因此可抑制精度下降的影響。
<緩衝記憶體>
在該攝像裝置10中，亦可在攝像機構1與校正機構3之間設置緩衝記憶體。緩衝記憶體可將來自攝像機構1之圖像訊號固持一段時間。藉此，在不能將攝像的時序與校正的時序同步時，亦可在預定期間內固持校正前的圖像資料。
(實施形態2)
<攝像裝置>
圖2是顯示含有實施形態2之攝像裝置10a之附有照明之攝像系統30之構成之方塊圖。該攝像裝置10a包含有：攝像機構11，得到被攝像物5之圖像資料；記憶機構12，記憶陰影補正資料12a、12b、12c、12d，前述陰影補正資料12a、12b、12c、12d是用於將圖像資料進行陰影補正；及陰影補正機構13，使用陰影補正資料12a、12b、12c、12d，而將圖像資料進行陰影補正。又，亦可具有將補正後之圖像資料之圖像訊號輸出至外部之輸出機構14。
在該攝像裝置10a中，可藉與攝像時之照明條件對應之陰影補正資料而將圖像資料進行陰影補正，因此可進行與攝像條件對應之適當的補正。又，該攝像裝置10a，在其內部具備具有陰影補正資料12a、12b、12c、12d之記憶機構12及陰影補正機構13。在此，與輸出至外部後再處理之形態相比，不會受到輸出至外部時之低色階處理之影響，可在攝像裝置之內部以高精度之圖像資料(高色階圖像訊號)原來的狀態進行陰影補正，可得到高精度之補正完畢之圖像資料。
以下，針對構成該攝像裝置10a之各構成要素予以說明。
<攝像機構>
攝像機構11，可利用實施形態1之攝像裝置1實質同樣之物。因此省略詳細說明。
另，在圖2中，是將鏡頭15與攝像機構11分開顯示，不過這只是為了顯示從大致正上方攝像之攝像狀態而單純地 將鏡頭15與攝像機構11分開顯示罷了。另，鏡頭15亦可包括在攝像機構11。又，在圖2中是將攝像裝置作為一體狀之物來顯示，例如亦可為頭部分離型的構成(將攝像機構11與鏡頭15當做為頭部，而位於該頭部之後段的處理部當作為控制器部而分開之構成)。
<記憶機構>
記憶機構12具有複數個陰影補正資料12a、12b、12c、12d。各陰影補正資料12a、12b、12c、12d，針對各照明條件，而有攝像機構11之攝像元件11a之各像素之白基準及黑基準所構成。例如，圖4是顯示構成陰影補正資料之各像素之白基準W與黒基準B之線圖。圖4之橫軸表示像素位置，縱軸表示亮度。
又，第1陰影補正資料12a、第2陰影補正資料12b、第3陰影補正資料12c、第4陰影補正資料12d分別對應於照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)、照明L4(18d)之照明條件。另，沒必要讓照明之數量與陰影補正資料之數量一致，只要先記憶有所需數量的對應於各種照明條件之組合之複數個陰影補正資料，再對應照明條件之切換，利用適當的陰影補正資料，即可。
構成陰影補正資料之各像素之白基準W，可按各照明每個使用白色的校正板攝像得到。或，亦有直接從各照明直接照射在攝像機構11之攝像元件11a來得到白基準W之形態。黒基準B，可在完全沒有光線進入攝像機構11之攝像元件11a之狀態，例如將鏡頭15蓋上之狀態下攝像得到者。或， 與白基準W同樣，按各照明每個使用黑色的校正板攝像來得到黒基準B亦可。另，黒基準B，亦可作為針對全部的照明18a、18b、18c、18d共通的資料。
<陰影補正機構>
陰影補正機構13是使用陰影補正資料而對圖像資料進行陰影補正。陰影補正機構13，例如亦可藉電氣電路作為實體性構成附諸實現。或，亦可藉在電腦上動作之電腦軟體附諸實現。電腦只要具有通常的構成要素即CPU、ROM、RAM、硬碟、輸入輸出介面等之中可執行上述校正動作之必要最少限度之功能，即可。
另，在陰影補正機構13構成為電氣電路時，將按各照明條件每個設定之複數個陰影補正電路與攝像及照明的點燈同步地切換，以此就不需要在每次切換照明時從記憶機構12讀出陰影補正資料12a、12b、12c、12d之時間，可進行更高速的補正處理。
圖3是顯示圖2的攝像裝置10a之陰影補正機構13之動作之概略圖。圖4是一線圖，顯示在全部像素令構成一個陰影補正資料之各像素i之白基準Wi及黒基準Bi分別作為要素而包含其中之白基準W及黒基準B、在全部像素令各像素i之補正前的圖像訊號Si作為要素而包含其中之補正前的圖像訊號S、以及在全部像素令各像素i之補正後的圖像訊號S’i作為要素而包含其中之補正後之圖像訊號S’之一例。
以下針對藉陰影補正機構13所進行之陰影補正予以說 明。
(a)陰影補正機構13，將圖像訊號S、構成與作為攝像條件之照明條件對應之陰影補正資料之白基準W及黑基準B分別記憶在條狀記憶體22a、22b、22c。
(b)其次，按各像素i每個分別算出白基準Wi與黑基準Bi之差(Wi-Bi)、及圖像訊號Si與黒基準Bi之差(Si-Bi)。
(c)之後，按各像素i每個，得到用白基準Wi與黑基準Bi之差(Wi-Bi)除以圖像訊號Si與黑基準Bi之差(Si-Bi)後再進行規格處理之值(Si-Bi)/(Wi-Bi)。
(d)對該業經規格處理之值乘上n位元之圖像訊號Si之最大值2n-1之值(Si-Bi)/(Wi-Bi)*(2n-1)作為補正後的圖像訊號S’i，而予以輸出。
如上，可進行與照明條件對應之陰影補正。
<輸出機構>
輸出機構14，可使用與實施形態1中之輸出機構4實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<緩衝記憶體>
緩衝記憶體，可使用與實施形態1中之緩衝記憶體實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<附有照明之攝像系統>
附有照明之攝像系統30包含有：如實施形態2之攝像裝置10a、同步訊號產生機構16、照明控制機構17、及照明18a、18b、18c、18d。該附有照明之攝像系統30，如日本發明專利申請案公開公報第2012-42297號記載，可與攝像機構11 之攝像時序同步，一邊切換複數個照明18a、18b、18c、18d，一邊攝像，即以所謂的切換式攝像方式驅動。
另，該附有照明之攝像系統30，亦可無須使攝像機構11之攝像時序與複數個照明18a、18b、18c、18d之切換同步來驅動，因此攝像時序與照明之切換之同步不是必要構成。
以下，針對構成該附有照明之攝像系統30之各構成要素予以說明。
<攝像裝置>
攝像裝置10a，可利用上述攝像裝置10a，因此省略說明。
<照明>
在該附有照明之攝像系統30中，具有成為擴散反射光之照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)、以及成為正反射光線之照明L4(18d)。又，照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)照射各與R、G、B對應之紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)，照明L4(18d)是照射白光。
另，照明18a、18b、18c、18d的數量不限於4種。例如，照明的數量亦可為1種、2種、3種、或者是5種以上。又，在上述之例中，是以3種擴散反射光及1種正向反射光的組合構成，但不限於此，例如，亦可更進一步組合穿透光。
<同步訊號產生機構>
同步訊號產生機構16是向攝像機構11、陰影補正機構13、及照明控制機構17傳送同步訊號，使照明18a、18b、 18c、18d之切換與攝像之時序同步。又，在攝像結束後，使朝下一照明之切換、與針對藉前一個照明所攝像之圖像訊號之陰影補正同步。因此，使照明18a、18b、18c、18d之切換、和與前一個照明對應之陰影補正資料12a、12b、12c、12d之讀取同步。
另，同步訊號產生機構16亦可設在攝像裝置10a、或照明控制機構17任一者。或者是以另一個體單獨設置。
<照明控制機構>
藉照明控制機構17控制照明18a、18b、18c、18d。照明控制機構17根據上述同步訊號，依序切換照明18a、18b、18c、18d。另，切換式攝像中之照明的控制不限於只是依序切換複數個照明，例如亦可組合2個以上照明後同時照射，又，亦可將1個照明一邊切換波長或亮度，一邊照射數次。
<運送機構>
運送機構19，例如亦可為沿單一方向運送被攝像物5。以運送機構19來說，例如亦可為運送帶(belt conveyer)。
<攝像方法>
圖5是一攝像方法之流程圖，該攝像方法為在依序切換mmax個照明進行攝像之切換式攝像中，進行校正，得到校正後之圖像資料之方法。
(1)首先將各照明每個陰影補正資料、儲存時間、增益儲存在記憶機構(S01)。此外，與各照明對應之陰影補正資料之取得，如上述，是得到對應於各照明每個的白基準及黒基準。針對儲存時間、增益，亦是得到各照明每個的亮 度與儲存時間、增益之關係，藉此得到校正資料。
(2)以初期設定來說，是設定為n=1、m=1(S02)。
(3)開始第n條的攝像(S03)。
(4)以第m個校正資料，設定儲存時間、增益(S04)。例如，照明由於正向反射光等的緣故而太亮時，減少攝像機構11之攝像元件11a之儲存時間或者是降低增益，反之，由於穿透光線等的緣故而太暗時，亦可增加攝像元件11a之儲存時間或者是增大增益。
(5)將第m個照明點亮(S05)。
(6)進行曝光且攝像，得到圖像訊號(S06)。
(7)將第m個照明熄滅(S07)。
(8)以第m個校正資料(陰影補正資料)對圖像訊號進行陰影補正後輸出(S08)。
(9)判斷照明的號碼m是否為mmax(S09)，為mmax時，將照明的號碼m重設為1(S10)，不是mmax時，將m增加(m=m+1)(S11)，回到步驟S04。此外，照明的號碼m之重設(S10)不限於在該階段進行之形態。例如，亦可在開始第n條的攝像(S03)時同時將照明之號碼重設為m。
(10)在將照明的號碼m重設成1之後，在線的號碼n為nmax時，判斷是否為nmax(S12)，為nmax時，則將攝像結束。在線的號碼n不是nmax時，將n增加(n=n+1)(S13)，回到步驟S03。
藉以上的步驟，在依序切換mmax個照明後進行攝像之切換式攝像，使用與各照明條件對應之校正資料(陰影補正資 料、儲存時間、增益)，而將攝像機構與圖像資料之至少一者校正，得到校正後之圖像資料。
依上述攝像方法，可在攝像裝置10a的內部，將條狀感測器等之攝像機構11之每像素之靈敏度不均、與起因於照明條件之差異之照明不均同時補正。
另，在上述攝像方法中是針對陰影補正、儲存時間、增益全部校正之形態說明，但沒必要將該等全部校正。亦可針對陰影補正、儲存時間、增益之其中一者或者是該等組合進行校正。
(實施形態3)
<檢查裝置>
圖6是顯示實施形態3之檢查裝置40之構成之方塊圖。該檢查裝置40包含有：攝像裝置10b、同步訊號產生機構16、照明控制機構17、複數個照明裝置之照明18a、18b、18c、18d、及控制裝置20。該檢查裝置40，如日本發明專利申請案公開公報第2012-42297號記載，可藉由同步訊號產生機構16所產生之同步訊號，與攝像裝置10b中之攝像機構1之攝像時序同步，一邊切換複數個照明18a、18b、18c、18d之照明條件一邊攝像，即所謂的切換式攝像方法驅動。複數個照明18a、18b、18c、18d，可藉照明控制機構17控制。
在該檢查裝置40中，包含有：記憶機構2，記憶校正資料2a、2b、2c、2d，前述校正資料2a、2b、2c、2d是與用於校正攝像機構1與圖像資料之至少一者之各照明條件對應；及校正機構3，使用校正資料，校正攝像機構1 與圖像資料之至少一者。藉此，藉與照明條件對應之校正資料，可校正攝像機構1與圖像資料之至少一者，因此可進行與照明條件對應之適當的校正。
上述記憶機構2及校正機構3是包含在控制裝置20所構成，但不限於此。例如，如實施形態2所示亦可做成包含在攝像裝置10b之構成。又，控制裝置20具有根據校正後之圖像資料而進行被檢查物之檢查之檢查機構25。
另，該檢查裝置40，亦可無須將攝像裝置10b中之攝像機構1之攝像時序與複數個照明18a、18b、18c、18d之照明條件之切換同步驅動，攝像時序與照明條件的切換之同步不是必要的構成。
<攝像裝置>
該攝像裝置10b包含有得到被檢查物之圖像資料之攝像機構1。又，亦可具備將圖像資料之圖像訊號低色階處理後再輸出至外部之輸出機構4。
<攝像機構>
攝像機構1亦可包含有CCD、CMOS等之攝像元件1a、及控制攝像元件1a之攝像控制機構1b。又，攝像機構1亦可為條狀(line)感測器或者是塊狀(area)感測器其中一者。例如，在被檢查物被運送來時，為了沿運送方向進行高速掃描，亦可使用條狀感測器。條狀感測器亦可為單一的單色條狀感測器。
另，在圖1中，是將鏡頭15與攝像機構1分開顯示，不過這只是為了顯示從大致正上方攝像之攝像狀態而單純地 將鏡頭15與攝像機構1分開顯示罷了。另，鏡頭15亦可包括在攝像機構1。又，在圖1中是將攝像裝置作為一體狀之物來顯示，例如亦可為頭部分離型的構成(將攝像機構1與鏡頭15當做為頭部，而位於該頭部之後段的處理部當作為控制器部而分開之構成)。
<輸出機構>
藉輸出機構4，將圖像資料之圖像訊號輸出至攝像裝置10b之外部。
另，輸出機構4在輸出至外部時傳輸速率有受限的時候，而有將圖像訊號做低色階處理而輸出至外部的形態。此時，要降低高精度的圖像訊號之精度而輸出。
<控制裝置>
控制裝置20包含有：記憶機構2、校正機構3、及檢查機構25。另，亦可在攝像機構1與校正機構3之間設置緩衝記憶體。
<記憶機構>
記憶機構2具有與各照明條件對應之複數個校正資料2a、2b、2c、2d。校正資料2a、2b、2c、2d是用於校正攝像機構1與圖像資料之至少一者。以校正資料2a、2b、2c、2d來說，例如亦可為陰影補正資料。或，校正資料亦可為用以調整圖像整體的明亮度之校正資料，例如是與攝像機構1中之攝像元件1a之儲存時間有關之校正資料。又，校正資料亦可為與攝像機構1中之增益有關之校正資料。另，針對校正資料為陰影補正資料之形態，是在實施形態4中詳述 之。
<校正機構>
藉校正機構3，使用校正資料來校正攝像機構1與圖像資料之至少一者。校正機構3，例如亦可藉電氣電路作為實體性構成附諸實現。或，亦可藉在電腦上動作之電腦軟體附諸實現。電腦只要具有通常的構成要素即CPU、ROM、RAM、硬碟、輸入輸出介面等之中可執行上述校正動作之必要最少限度之功能，即可。
又，在校正資料是與攝像機構1中之攝像素子之儲存時間有關之校正資料時，藉校正機構3，根據校正資料而將攝像機構1之攝像元件之儲存時間變更、進行曝光、攝像，可得到圖像資料。實際上，校正機構3從記憶機構2，讀出與儲存時間有關之設定值之校正資料2a、2b、2c、2d任一者，將該值設定在攝像機構1，以此變更攝像元件1a之儲存時間。
在校正資料為與攝像機構1中之增益有關之校正資料時，藉校正機構3，根據校正資料而將攝像機構1之增益(類比式增益或者是數位式增益)變更，進行曝光、攝像，可得到圖像資料。實際上，校正機構3從記憶機構2，讀出與增益有關之設定值之校正資料2a、2b、2c、2d任一者，將該值設定在攝像機構1，以此變更增益。
另，校正機構3亦可與照明18a、18b、18c、18d之照明條件之切換、以及攝像機構1之攝像同步，來切換校正資料。
<檢查機構>
藉檢查機構25而根據校正後之圖像資料進行被檢查物5之檢查。例如，針對圖像資料，亦可利用型樣匹配的手法，檢查被檢查物5的形狀、模樣、顏色等。又，亦可利用各種的圖像處理過濾器來擷取被檢查物5之缺陷。
又，將以不同的照明條件所攝像的複數個圖像資料組合檢查，以此亦可檢查像只以單一照明條件所得到的圖像資料不能判斷這樣的缺陷。例如，亦可對以不同的波長之照明對被檢查物5攝像之複數個圖像資料分別以不同的顏色表示，合成各圖像資料，作成彩色圖像，基於所合成之彩色圖像，進行被檢查物5之檢查。
此外，上述校正後之圖像資料指，例如校正是與圖像資料有關者，諸如陰影補正等之圖像資料之校正時，為「校正後之圖像資料」，在針對校正為儲存時間或者是針對增益之攝像機構之校正時，意指「以校正後之攝像機構所得到之圖像資料」。
此時，依本發明之檢查裝置40，是以與攝像時之照明條件對應之校正資料進行校正，因此很容易將以不同的照明條件攝像之複數個圖像資料組合。
<緩衝記憶體>
在該控制裝置20中，亦可在攝像機構1與校正機構3之間設置緩衝記憶體。緩衝記憶體可將來自攝像機構1之圖像訊號固持一段時間。藉此，在不能將攝像的時序與校正的時序同步時，亦可在預定期間內固持校正前的圖像資料。
<照明機構>
照明機構，可對被檢查物5切換不同的複數個照明條件進行照明。在該檢查裝置40中，以照明機構來說，具有成為擴散反射光之照明裝置之照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)、以及成為正向反射光之照明裝置之照明L4(18d)。又，照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)分別照射與R、G、B對應之紅色光(R)、綠色光(G)、藍色光(B)，照明L4(18d)照射白色光。
此外，照明機構不限於照明18a、18b、18c、18d四種。例如，照明裝置的數量亦可為1個、2個、3個、或找是5個以上。又，在上述例中，是以3個擴散反射光與1個正向反射光的組合來構成照明機構，但不限於此，例如亦可進一步組合穿透光(未示於圖中)。又，針對相同的擴散反射光，亦可設置入射角度不同的擴散反射光。藉此，能檢查入射角度淺時容易看到的異物、及入射角度深時容易看到的異物兩種。
<同步訊號產生機構>
同步訊號產生機構16是向攝像機構1、校正機構3、及照明控制機構17傳送同步訊號，使照明18a、18b、18c、18d之照明條件的切換與攝像之時序同步。又，在攝像結束後，使朝下一照明之切換、與針對藉前一個照明條件所攝像之圖像訊號之校正同步。因此，使照明18a、18b、18c、18d之切換、和與前一個照明條件對應之校正資料2a、2b、2c、2d之讀取同步。
另，同步訊號產生機構16亦可設在攝像裝置10b、照明控制機構17、控制裝置20任一者。或者是以另一個體單獨設置。
<照明控制機構>
藉照明控制機構17控制照明18a、18b、18c、18d。照明控制機構17根據上述同步訊號，依序切換照明18a、18b、18c、18d。另，切換式攝像中之照明條件的控制不限於只是依序切換複數個照明，例如亦可組合2種以上照明後同時照射之，又，亦可將1個照明一邊切換波長或亮度，一邊照射數次。
另，照明控制機構17亦可設在攝像裝置10b、控制裝置20任一者。或者是以另一個體單獨設置。
<運送機構>
運送機構19，例如亦可為沿單一方向運送被檢查物5。以運送機構19來說，例如亦可為運送帶(belt conveyer)。
此外，在該檢查裝置40中，運送機構19不是必要的構成。例如，當使用條狀感測器作為攝像機構1時，能藉運送機構19沿單一方向運送被檢查物，攝像被檢查物整體。另一方面，當使用塊狀感測器作為攝像機構1時，可以原來狀態攝像被檢查物整體，因此不需要運送機構19。
<攝像方法>
在依序切換mmax個照明來進行攝像之切換式攝像中，進行校正而得到校正後之圖像資料之攝像方法是與圖5的攝像方法的順序實質同樣，因此省略說明。
在該依序切換mmax個照明來進行攝像之切換式攝像中，利用與各照明條件對應之校正資料(陰影補正資料、儲存時間、增益)，校正攝像機構與圖像資料至少一者，可得到校正後之圖像資料。
依上述攝像方法，能同時補正條狀感測器等之攝像機構1之像素每個的靈敏度不均、及起因於照明條件之差異而造成的照明不均。
另，在上述攝像方法中，針對校正陰影補正、儲存時間、增益全部之形態說明，但沒有必要校正該等全部。亦可針對陰影補正、儲存時間、增益其中一者或者是該等之組合進行校正。
(實施形態4)
圖7是顯示實施形態4之檢查裝置40a之構成之方塊圖。該檢查裝置40a，與實施形態3之檢查裝置40比對，不同點在於攝像裝置10c具有記憶機構2及校正機構3，而不是在控制裝置20具有記憶機構2及校正機構3。具體來說，攝像裝置10c包含有：記憶機構2，記憶與用以校正攝像機構1與圖像資料之至少一者之各照明條件對應之校正資料2a、2b、2c、2d；及校正機構3，使用校正資料，校正攝像機構1與圖像資料之至少一者。
如此，在該攝像裝置10c之內部，包含有具有與各照明條件對應之校正資料2a、2b、2c、2d之記憶機構2及校正機構3，因此與輸出至外部處理之形態相比，不會受到外部輸出時之低色階處理之影響，能在攝像裝置10c之內部 以高精度之圖像資料(高色階圖像訊號)原本狀態下進行校正，可得到業經高精度校正完畢之圖像資料。
另，因之後的輸出外部校正完畢圖像資料是進行低色階處理，但與在經過低色階處理後進行校正之形態相比，不會受到低色階處理的影響，例如大幅度的位數下降等，因此可抑制精度下降的影響。
(實施形態5)
<檢查裝置>
圖8是顯示實施形態5之檢查裝置40b之構成之方塊圖。該檢查裝置40b，與實施形態4之檢查裝置40a比對，不同點在於構成檢查裝置40b之攝像裝置10d包含有：記憶機構12，記憶將圖像資料進行陰影補正用之陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e；及、陰影補正機構13，使用陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e來將圖像資料進行陰影補正。又，在照明中，是在於更進一步設置成為穿透光之照明L5(18e)之點不同。另，針對除此以外的構成，是與實施形態4之檢查裝置實質相同。
在該檢查裝置40b中，可藉與攝像時之照明條件對應之陰影補正資料而將圖像資料進行陰影補正，因此可進行與照明條件對應之適當的補正。又，該構成檢查裝置40b之攝像裝置10d，在其內部包含有：具有陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e之記憶機構12及陰影補正機構13。在此，與輸出至外部再處理之形態相比，不會受到輸出至外部時之低色階處理的影響，在攝像裝置10d之內部以高精度的圖像 資料(高色階圖像訊號)原來的狀態進行陰影補正，可得到高精度之補正完畢之圖像資料。
以下，針對構成該檢查裝置40b之各構成要素進行說明。
<攝像裝置>
針對構成檢查裝置40b之攝像裝置10d之各構成要素進行說明。
<攝像機構>
攝像機構11，可使用與實施形態3及4中之攝像機構1實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<記憶機構>
記憶機構12具有複數個陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e。各陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e，針對各照明條件，由攝像機構11之攝像元件11a之各像素之白基準及黑基準所構成。例如，圖4是顯示構成陰影補正資料之各像素之白基準W及黑基準B之線圖。圖4之橫軸表示像素位置，縱軸表示亮度。
又，第1陰影補正資料12a、第2陰影補正資料12b、第3陰影補正資料12c、第4陰影補正資料12d、第5陰影補正資料12e分別對應於照明L1(18a)、照明L2(18b)、照明L3(18c)、照明L4(18d)、照明L5(18e)之照明條件。另，沒必要讓照明之數量與陰影補正資料之數量一致，只要先記憶有所需數量的對應於各種照明條件之組合之複數個陰影補正資料，再對應照明條件的切換，利用適當的陰影補正資料，即可。
構成陰影補正資料之各像素之白基準W，可按各照明每個使用白色的校正板攝像所得到。或，亦有直接從各照明直接照射在攝像機構11之攝像元件11a來得到白基準W之形態。黒基準B，可在完全沒有光線進入攝像機構11之攝像元件11a之狀態，例如將鏡頭15蓋上之狀態下攝像得到者。或，與白基準W同樣，按各照明每個使用黑色的校正板攝像來得到黒基準B亦可。另，黒基準B，亦可作為針對全部的照明18a、18b、18c、18d、18e共通的資料。
<陰影補正機構>
陰影補正機構13乃對應於實施形態3及4之校正機構3。該陰影補正機構13使用陰影補正資料來對圖像資料進行陰影補正。陰影補正機構13，可藉電氣電路作為實體性構成附諸實現。或，亦可藉在電腦上動作之電腦軟體附諸實現。電腦只要具有通常的構成要素即CPU、ROM、RAM、硬碟、輸入輸出介面等之中可執行上述補正動作之必要最少限度之功能，即可。
另，在陰影補正機構13構成為電氣電路時，將按各照明條件每個設定之複數個陰影補正電路與攝像及照明的點燈同步地切換，以此就不需要在每次切換照明時從記憶機構12讀出陰影補正資料12a、12b、12c、12d、12e之時間，可進行更高速的補正處理。
另，圖8之顯示構成檢查裝置40b之攝像裝置10d之陰影補正機構13之動作之概略圖是和圖3同樣。又，顯示構成該檢查裝置40b中之陰影補正資料之各像素之白基準、 黑基準、補正前之圖像訊號、及補正後之圖像訊號之線圖是和圖4同樣。在此，針對陰影補正機構13之陰影補正之說明亦與上述同樣，因此省略之。
<輸出機構>
輸出機構14，可使用與實施形態3及4中之輸出機構4實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<緩衝記憶體>
緩衝記憶體，可使用與實施形態3中之緩衝記憶體實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<照明>
在該檢查裝置40b中，更設有成為穿透光之照明L5(18e)。使用成為該穿透光之照明L5(18e)，藉此，例如能得到容易檢查出透明的被檢查物上之異物之效果。
<同步訊號產生機構>
同步訊號產生機構16，可使用與實施形態3及4中之同步訊號產生機構16實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<照明控制機構>
照明控制機構17，可使用與實施形態3及4中之照明控制機構17實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
<運送機構>
運送機構19，可使用與實施形態3及4中之運送機構19實質同樣之物。在此，省略詳細說明。
另，在本揭示中，是包括適當組合前述之各種實施形態中之任意的實施形態，可發揮各實施形態具有之效 果。
產業利用性
依本發明之攝像裝置及檢查裝置，藉攝像條件，例如與照明條件之校正資料，可將攝像機構與圖像資料之至少一者校正，因此可進行與攝像條件(照明條件)對應之適當的校正。
10‧‧‧攝像裝置
1‧‧‧攝像機構
1a‧‧‧攝像元件
1b‧‧‧攝像控制機構
2‧‧‧記憶機構
2a‧‧‧第1校正資料
2b‧‧‧第2校正資料
2c‧‧‧第3校正資料
2d‧‧‧第4校正資料
3‧‧‧校正機構
4‧‧‧輸出機構

Claims (16)

  1. 一種攝像裝置，其特徵在於包含有：攝像機構，得到被攝像物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，前述校正資料用於校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；及校正機構，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正。
  2. 如請求項1之攝像裝置，其中前述校正資料是用於將前述圖像資料進行陰影補正之陰影補正資料，前述校正機構是使用前述陰影補正資料來進行陰影補正之陰影補正機構。
  3. 如請求項1之攝像裝置，其中前述校正資料是與前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間有關之校正資料，前述校正機構是使用與前述儲存時間有關之校正資料，調整前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間的機構。
  4. 如請求項1之攝像裝置，其中前述校正資料是與前述攝像機構中之增益有關之校正資料，前述校正機構是使用與前述增益有關之校正資料，調整前述攝像機構中之增益之機構。
  5. 如請求項1至4中任一項之攝像裝置，其中前述校正資料是用於對應於攝像時之照明條件來進行校正之校正資料， 前述校正機構是對應於攝像時之前述照明條件之切換，從前述複數個校正資料，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料，來進行校正之機構。
  6. 如請求項5之攝像裝置，其中前述校正機構，與攝像時之前述照明條件之切換同步，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料。
  7. 如請求項1之攝像裝置，其中前述校正機構，與前述攝像機構中之攝像同步，切換前述校正資料。
  8. 如請求項1之攝像裝置，其中包含有一輸出機構，該輸出機構將校正後之圖像資料之圖像訊號進行低色階處理後輸出至外部。
  9. 一種檢查裝置，包含有如請求項1至8中任一項之前述攝像裝置。
  10. 一種檢查裝置，其特徵在於包含有：照明機構，可對被檢查物切換不同之複數個照明條件進行照明；攝像機構，得到以前述照明機構所照明之前述被檢查物之圖像資料；記憶機構，記憶複數個校正資料，前述校正資料用於對應前述複數個照明條件而校正前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者；校正機構，對應攝像時之照明條件之切換，切換前述複數個校正資料，進行前述攝像機構與前述圖像資料之至少一者之校正；及 檢查機構，根據前述校正後之圖像資料，進行前述被檢查物之檢查。
  11. 如請求項10之檢查裝置，其中前述照明機構具有以各自不同的照明條件進行照明之複數個照明裝置。
  12. 如請求項10或11之檢查裝置，其中前述校正資料是將前述圖像資料進行陰影補正用之陰影補正資料，前述校正機構是使用前述陰影補正資料來進行陰影補正之陰影補正機構。
  13. 如請求項10或11之檢查裝置，其中前述校正資料是與前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間有關之校正資料，前述校正機構是使用與前述儲存時間有關之校正資料，調整前述攝像機構中之攝像元件之儲存時間之機構。
  14. 如請求項10或11之檢查裝置，其中前述校正資料是與前述攝像機構中之增益有關之校正資料，前述校正機構是使用與前述增益有關之校正資料，調整前述攝像機構中之增益之機構。
  15. 如請求項10至14中任一項之檢查裝置，其中前述校正機構是與攝像時之前述照明條件之切換同步，切換成與攝像時之前述照明條件對應之校正資料。
  16. 如請求項10至I5中任一項之檢查裝置，其中前述校正機構是與前述攝像機構中之攝像同步，來切換前述校正資料。
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