TW201940869A - 影像取得裝置、影像取得方法以及檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的目的係縮短在從具有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個光源的對象物的影像所需的時間。

影像取得裝置係具備有：移動部，係使對象物於第一方向移動；攝影部，係具有N個部分攝影區域，該N個部分攝影區域係在第一方向中彼此鄰接且可分別攝影於與第一方向正交的第二方向延伸之N個對象物的部分區域；光源切換控制部，係在對象物每次於第一方向移動達至一個部分攝影區域分量時，依序切換照射至對象物的光線；記憶部，係將每次光線被切換時藉由攝影部攝影所獲得的部分區域的影像作為部分影像予以記憶；以及對象影像取得部，係針對每個光源將記憶於記憶部的複數個部分影像的一部分合成並取得N張對象物的影像。

Description

影像取得裝置、影像取得方法以及檢查裝置

本發明係有關於一種影像取得技術以及檢查技術，影像取得技術係在從具有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物(以下稱為「工件」)的狀態下取得每個光源的對象物的影像，檢查技術係依據該影像取得技術所取得的複數個影像來檢查工件。此外，本說明書中的「每個光源的對象物的影像」係指在將每個光源中之僅來自目前光源的光線照射至對象物的狀態下攝影對象物所獲得的影像，在具有N個光源的裝置中係取得N張對象物的影像。

將日本申請案特願2018-018123(2018年2月5日申請)的說明書、圖式以及申請專利範圍中的全部的揭示內容援用並呈現於本說明書中。

已知有一種裝置，係依據從各種角度攝影金屬製構件、樹脂製構件或者橡膠製構件等立體狀的工件所獲得的複數個影像來檢查工件。例如在日本特開2016-57075號公報的檢查裝置中，設置有用以從複數個方向分別對被工作 台(stage)保持的工件照射光線之複數個光源部。並且，使工作台以預定角度轉動並將工件定位後，從光源部對靜止狀態的工件照射光線並進行照明，且藉由攝影部取得工件的影像。依據以此種方式獲得的複數個影像來執行工件的檢查。

在上述習知技術中，在每次使工件移動時切換各個光源的點亮以及熄滅，分別從複數個光源依序地對靜止狀態的工件照射光線，藉此進行照明變更並取得每個光源的影像。如此，交互地進行工件的移動與光源切換所致使的照明變更，並取得檢查所需的影像。因此，雖然縮短影像取得所需的時間仍有極限，但仍期望縮短該時間。此外，此種期望並未限定於工件的檢查裝置，在使用例如光度立體攝影(photometric stereo)法的裝置中亦同樣有此種期望。亦即，在光度立體攝影法中，在從具有彼此不同的照射方向之三個以上的光源分別依序地對工件照射光線的狀態下取得每個光源的工件的影像，並將這些攝影影像合成。因此，在短時間內取得每個光源的工件的影像這件事對於提升裝置的稼動效率而言是很重要的。

本發明係有鑑於上述課題而研創，本發明的目的係縮短在從具有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個光源的對象物的影像所需的時間。

本發明的第一態樣為一種影像取得裝置，係用以在從具 有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個光源的對象物的影像，前述影像取得裝置係具備有：移動部，係使對象物於第一方向移動；攝影部，係具有N個部分攝影區域，該N個部分攝影區域係在第一方向中彼此鄰接且可分別攝影於與第一方向正交的第二方向延伸之N個對象物的部分區域；光源切換控制部，係在對象物每次於第一方向移動達至一個部分攝影區域分量時，依序切換照射至對象物的光線；記憶部，係將每次光線被切換時藉由攝影部攝影所獲得的部分區域的影像作為部分影像予以記憶；以及對象影像取得部，係針對每個光源將記憶於記憶部的複數個部分影像的一部分合成並取得N張對象物的影像。

此外，本發明的第二態樣為一種影像取得方法，係用以在一邊使對象物於第一方向移動一邊從具有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個光源的對象物的影像，前述影像取得方法係具備有下述步驟：準備攝影部，前述攝影部係具有N個部分攝影區域，該N個部分攝影區域係在第一方向中彼此鄰接且可分別攝影於與第一方向正交的第二方向延伸之N個對象物的部分區域；在對象物每次於第一方向移動達至一個部分攝影區域分量時，依序切換照射至對象物的光線，並將每次光線被切換時藉由攝影部攝影部分區域所獲得的影像作為部分影像予以記憶；以及針對每個光源將記憶於記憶部的複數個部分影像的一部分合成並取得N張對象物的 影像。

再者，本發明的第三態樣為一種檢查裝置，係具備有：前述影像取得裝置；以及檢查部，係依據藉由影像取得裝置所取得的N張對象物的影像來檢查對象物。

在以此種方式所構成的發明中，並行地進行對象物的移動與光源切換，並取得複數個部分影像。並且，從針對每個光源將複數個部分影像的一部分合成並取得影像。結果，取得與光源的個數相應張數之僅以N個光源中的一個光源照明的對象物的影像，亦即取得N張之僅以N個光源中的一個光源照明的對象物的影像。

如上所述，由於並行地進行對象物的移動與光源切換並取得每個光源的對象物的影像，因此能縮短每個光源的影像取得所需的時間。

上述本發明的各種態樣所具有之複數個構成要素並非全部為必須，為了解決上述課題的一部分或全部或者為了達成本說明書所記載的功效的一部分或全部，可針對上述複數個構成要素的一部分的構成要素適當地進行變更、刪除、與新的其他構成要素替換、刪除界定內容的一部分。此外，為了解決上述課題的一部分或全部或者為了達成本說明書所記載的功效的一部分或全部，亦可將上述本發明的一態樣所含有的技術性特徵的一部分或全部與上述本發明的另一態樣所含有的技術性特徵的一部分或全部予以組合並作成本發明的獨立的形態之一。

1‧‧‧檢查裝置

2‧‧‧本體

3‧‧‧控制單元

21‧‧‧搬運帶(移動部)

21a‧‧‧帶上表面

22‧‧‧工件搬運機構(移動部)

23‧‧‧攝影區域

24‧‧‧攝影部

26‧‧‧工件旋轉驅動機構(移動部)

31‧‧‧影像處理部

32‧‧‧光源驅動部

33‧‧‧記憶部

34‧‧‧運算處理部

221、261‧‧‧驅動馬達

222、262‧‧‧編碼器

231、232、233‧‧‧部分攝影區域

241‧‧‧攝影元件

241a‧‧‧攝影面

251、252、253‧‧‧光源部

341‧‧‧工件搬運控制部

342‧‧‧光源切換控制部

343‧‧‧對象影像取得部

344‧‧‧檢查部

2411、2412‧‧‧區域

AXc‧‧‧旋轉中心軸

AXw‧‧‧旋轉對稱軸

DF(IL1)、DF(IL2)‧‧‧差分影像

IL1、IL2、IL3‧‧‧光源光線

IM、IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3)‧‧‧檢查對象影像(二維影像)

P0至P6、Pn、Pn(IL1)、Pn(IL2)、P-1(IL1)、P0(IL1)、P0(IL3)、P1(IL1)、P1(IL2)、P1(IL3)、 P2(IL1)、P2(IL2)、P2(IL3)、P3(IL1)、P3(IL2)、P4(IL1)、P4(IL2)、P5(IL1)、P5(IL2)、P6(IL2)‧‧‧部分影像

PX‧‧‧像素

R‧‧‧旋轉方向(第一方向)

RF(IL1)、RF(IL2)‧‧‧基準影像

ROI‧‧‧關心區域

T1至T6‧‧‧時刻

W‧‧‧工件(對象物)

X‧‧‧主掃描方向(第二方向)

Y‧‧‧副掃描方向(第一方向)

圖1係用以顯示裝備了本發明第一實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。

圖2係用以顯示檢查裝置中的工件與攝影元件之間的位置關係之示意圖。

圖3係用以示意性地顯示影像取得裝置的動作之圖。

圖4係用以示意性地顯示檢查裝置中的檢查動作之圖。

圖5係用以顯示裝備了本發明第二實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。

圖6係用以示意性地顯示影像取得裝置的動作之圖。

圖7係用以顯示裝備了本發明第三實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。

圖1係用以顯示裝備了本發明第一實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。圖2係用以顯示檢查裝置中的工件與攝影元件之間的位置關係之示意圖。圖3係用以示意性地顯示影像取得裝置的動作之圖。圖4係用以示意性地顯示檢查裝置中的檢查動作之圖。此外，將搬運工件W的方向稱為「副掃描方向Y」，將與副掃描方向Y正交的水平方向稱為「主掃描方向X」。

為了將藉由例如鍛造或鑄造所形成的立方體形狀的金屬構件作為工件W進行檢查，檢查裝置1係具有影像取得裝置。影像取得裝置係取得一邊使立方體形狀的工件W於副掃描方向Y移動一邊從副掃描方向Y的上游側進行照明 並攝影的檢查對象影像IM(IL1)以及從副掃描方向Y的下游側進行照明並攝影的檢查對象影像IM(IL2)。此外，檢查裝置1係將藉由影像取得裝置所取得的檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)與預先取得的基準影像RF(IL1)、RF(IL2)分別進行比較，藉此檢查工件W。

如圖1所示，檢查裝置1係具備有本體2以及由電腦所構成的控制單元3。本體2係具有用以使工件W於副掃描方向Y直線移動之搬運帶21。搬運帶21係被架設於未圖示的兩個輥(roller)。於一方的輥連接有工件搬運機構22的驅動馬達221。於該驅動馬達221連結有編碼器(encoder)222，並將已檢測到驅動馬達221的動作之訊號輸出至控制單元3。此外，當驅動馬達221因應來自控制單元3的搬運指令而動作時，如圖1所示地在已將工件W載置於帶上表面21a上的狀態下驅動搬運帶21。藉此，工件W係經由攝影區域23朝副掃描方向Y被搬運。此外，在本實施形態中，雖然以帶搬運工件W，但工件W的搬運方法並未限定於此，例如亦可藉由於副掃描方向Y來回移動的工作台搬運工件W。

在攝影區域23的上方固定配置有攝影部24以及兩個光源部251、252。攝影部24係配置於攝影區域23的鉛直上方位置，可藉由攝影元件241從上方攝影通過攝影區域23的工件W。如圖2所示，攝影元件241係將複數個像素PX配置成矩陣(matrix)狀之二維攝影元件，在本實施形態中使用2500像素×2500像素的CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor；互補式金屬氧化物半導體)成像感測器(imaging sensor)。此外，在本實施形態中，如後面所詳述般，用以分別攝影攝影區域23中的兩個部分攝影區域231、232(圖1)之區域2411、2412係可作為關心區域ROI設定至攝影元件241。亦即，構成為將用以藉由攝影元件241取得影像之區域限制於關心區域ROI，且僅來自該關心區域ROI內的像素PX的影像訊號係輸出至控制單元3的影像處理部31。藉由此種影像的取得限制，大幅地縮短從攝影部24將影像訊號轉送至控制單元3的轉送時間。此外，在本實施形態中，部分攝影區域231、232皆為於主掃描方向X延伸之線區域(line area)，且在副掃描方向Y中彼此鄰接並具有彼此相同的尺寸。此外，分別將區域2411、2412的副掃描方向Y的像素數設成「1」，以1像素×2500像素攝影工件W中之位於部分攝影區域231、232之部分區域的影像，並可取得於主掃描方向X延伸之線影像。此外，副掃描方向Y的像素數並未限定於「1」，例如可因應部分攝影區域231、232的Y方向尺寸適當地設定，並可取得線狀或者帶狀的影像。

在光源部251中，複數個LED(Light Emitting Diode；發光二極體)排列成於主掃描方向X延伸之條(bar)狀。該光源部251係作為在副掃描方向Y中從攝影部24分離地配置於上游側之上游光源而發揮作用，並在攝影部24的上游側從斜上方朝攝影區域23照射光線。在此，亦可藉由LED以外的種類的光源構成光源部251。

當藉由控制單元3的光源驅動部32僅驅動並點亮以上述方式所構成的光源部251時，在僅以來自光源部251的光線照明工件W中之位於部分攝影區域231、232之部分區域以及該部分區域的周邊之狀態下攝影該部分區域的影像。此外，在本實施形態中，將位於部分攝影區域231之部分區域的影像稱為「上游側部分影像」，將位於部分攝影區域232之部分區域的影像稱為「下流側部分影像」。此外，將在以此種方式僅照射來自上游光源(光源部251)的光線之狀態下攝影的上游側部分影像以及下游側部分影像稱為「部分影像Pn(IL1)」(其中，n係用以特定部分區域之數字)。

另一方的光源部252係與光源部251為同樣的構成，但配置於與光源部251不同的位置，且光線的照射方向與光源部251不同。更詳細而言，光源部252係在副掃描方向Y中從攝影部24分離地配置於下游側之下游光源，並在攝影部24的下游側從斜上方朝攝影區域23照射光線。因此，當藉由控制單元3的光源驅動部32僅點亮光源部252時，光線係以與光源部251的點亮時不同的照射方向照射至攝影區域23，工件W中之位於部分攝影區域231、232之部分區域以及該部分區域的周邊係分別被光源部252照明。並且，攝影以此種方式被照明的部分區域的影像。此外，在本實施形態中，將在以此種方式僅照射來自下游光源(光源部252)的光線之狀態下攝影的上游側部分影像以及下游側部分影像稱為「部分影像Pn(IL2)」。

這兩個光源部251、252的點亮以及熄滅的切換係藉由光源驅動部32因應來自控制單元3的光源切換控制部342的指令而動作所進行的。在本實施形態中，在工件W每次於副掃描方向Y移動達至一個部分攝影區域分量時，亦即以時刻T1、T2、…依序切換照射至工件W的光線，藉此以下述順序交互地攝影部分影像Pn(IL1)、Pn(IL2)。亦即，如圖3所示取得「時刻T1：上游側的部分影像P1(IL1)+下游側的部分影像P0(IL1)」、「時刻T2：上游側的部分影像P2(IL2)+下游側的部分影像P1(IL2)」、「時刻T3：上游側的部分影像P3(IL1)+下游側的部分影像P2(IL1)」、「時刻T4：上游側的部分影像P4(IL2)+下游側的部分影像P3(IL2)」、…，並作為部分影像記憶於控制單元3的記憶部33。

在此，當針對每個光源抽出部分影像Pn(IL1)、Pn(IL2)中之在圖3中以粗線圍繞的部分影像並將抽出的部分影像合成時，能取得兩張二維影像。亦即，能取得在僅照射來自上游光源(光源部251)的光線之狀態下攝影工件W時的檢查對象影像IM(IL1)，並取得在僅照射來自下游光源(光源部252)的光線之狀態下攝影工件W時的檢查對象影像IM(IL2)。以此種方式所取得的檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)係被記憶至記憶部33。

記憶部33係與影像處理部31、光源驅動部32以及運算處理部34一起設置於控制單元3。如圖1所示，記憶部33係除了預先記憶有上述說明的部分影像Pn(=Pn(IL1)+Pn(IL2))以及檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)之外，還預先記 憶有基準影像RF(IL1)、RF(IL2)以及各種程式等。基準影像RF(IL1)係在僅照射來自上游光源(光源部251)的光線之狀態下攝影良品的工件W時所獲得的影像，基準影像RF(IL2)係在僅照射來自下游光源(光源部252)的光線之狀態下攝影良品的工件W時所獲得的影像。此外，於記憶於記憶部33的程式中包含有用以取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)之影像取得程式以及用以依據檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)來檢查工件W之檢查程式等。並且，運算處理部34係依循這些程式進行各種處理。

運算處理部34係由CPU(Central Processing Unit；中央處理器)所構成，並依循上述程式來控制裝置各個部分，藉此進行影像取得以及工件W的檢查。亦即，運算處理部34係作為下述各個部分而發揮作用：工件搬運控制部341，係控制工件搬運機構22來控制工件搬運；光源切換控制部342，係進行光源部251、252的點亮切換；對象影像取得部343，係取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)；以及檢查部344，係進行工件檢查。並且，在本實施形態中，運算處理部34係依循影像取得程式，一邊使工件W於副掃描方向Y移動一邊進行光源切換，並在取得複數個部分影像後取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)。再者，運算處理部34係依據檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)進行工件檢查。以下，參照圖1、圖2以及圖3說明影像取得動作，並參照圖4說明工件檢查動作。

如圖1所示，當成為檢查對象之工件W被移載至搬運帶21時，運算處理部34係驅動搬運帶21，將搬運帶21上的工 件W朝副掃描方向Y搬運，且並行地執行以下的攝影動作。在攝影動作中，直至位於工件W的前端之部分區域(以下稱為「前端部分區域」)到達至攝影區域23的下游側為止，亦即直至位於工件W的前端之部分區域到達至(-Y)側的部分攝影區域232為止，光源部252維持熄滅狀態且僅點亮光源部251。之後，在工件W的前端部分區域已移動至攝影區域23的(-Y)側的部分攝影區域232時，與工件W的前端部分區域的(+Y)側鄰接之部分區域係移動至(+Y)側的部分攝影區域231。如圖2的上部分所示，在此時間點(時刻T1)中，於攝影元件241的攝影面241a的區域2411、2412分別成像有工件W的前端部分區域的部分影像P0以及與前端部分區域的(+Y)側鄰接之部分區域的部分影像P1。因此，在僅以來自光源部251的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL1進行照明的狀態下，攝影部24係拍攝位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P1(IL1)以及位於部分攝影區域232之部分區域的下游側的部分影像P0(IL1)並記憶至記憶部33。

緊接著，在工件W已於副掃描方向Y移動達至一個部分攝影區域分量的時間點(時刻T2)中，如圖2的中間部分所示，上述部分影像P1係成像於攝影元件241的攝影區域2412，且已從工件W的前端部分區域離開達至一個部分攝影區域分量的(+Y)側之工件W的部分區域的部分影像P2係成像於攝影元件241的攝影區域2411。伴隨此種工件W的微小移動，光源部251熄滅且光源部252點亮。在藉由此種光源 切換所致使的時間點(時刻T2)中，用以照明攝影區域23以及攝影區域23的周邊之光源係從光源部251切換至光源部252。因此，在僅以來自光源部252的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL2進行照明的狀態下，攝影部24係攝影位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P2(IL2)以及位於部分影像區域232之部分區域的下游側的部分影像P1(IL2)並寫入至記憶部33。

在工件W已進一步於副掃描方向Y移動達至一個部分攝影區域分量的時間點(時刻T3)中，如圖2的下部分所示，上述部分影像P2係成像於攝影元件241的攝影區域2412，且已從工件W的前端部分區域離開達至兩個部分攝影區域分量的(+Y)側之工件W的部分區域的部分影像P3係成像於攝影元件241的攝影區域2411。伴隨此種工件W的微小移動，光源部252熄滅且光源部251再次點亮。在藉由此種光源切換所致使的時間點(時刻T3)中，用以照明攝影區域23以及該攝影區域23的周邊之光源係從光源部252切換至光源部251。因此，在僅以來自光源部251的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL1進行照明的狀態下，攝影部24係攝影位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P3(IL1)以及位於部分攝影區域232之部分區域的下游側的部分影像P2(IL1)並寫入至記憶部33。之後亦與上述說明同樣地，並行地進行工件W的移動與光源切換，且如圖3所示在時刻T4至T6中依序取得「時刻T4：上游側的部分影像P4(IL2)+下游側的部分影像P3(IL2)」、「時刻T5：上游側 的部分影像P5(IL1)+下游側的部分影像P4(IL1)」、「時刻T6：上游側的部分影像P6(IL2)+下游側的部分影像P5(IL2)」作為部分影像並寫入至記憶部33。此外，在圖3中，為了避免說明冗長，將工件W的前端部分區域排除並從前端部分區域朝(+Y)側之五個部分攝影區域分量的區域作為檢查對象，並在時刻T6停止攝影動作。

接著，運算處理部34係針對每個光源抽出藉由上述攝影動作所獲得的複數個部分影像Pn。更具體而言，如圖3所示，抽出在藉由光源部251照明的狀態下所攝影的部分影像P1(IL1)、P2(IL1)、P3(IL1)、P4(IL1)、P5(IL1)。並且，將這些部分影像P1(IL1)、P2(IL1)、P3(IL1)、P4(IL1)、P5(IL1)合成並形成在僅照射來自上游光源(光源部251)的光線之狀態下攝影工件W時的檢查對象影像IM(IL1)並寫入至記憶部33。此外，關於檢查對象影像IM(IL2)亦同樣。亦即，將從記憶部33抽出的部分影像P1(IL2)、P2(IL2)、P3(IL2)、P4(IL2)、P5(IL2)合成且形成檢查對象影像IM(IL2)並寫入至記憶部33。

如此，完成兩張二維影像的取得，亦即完成每個光源的檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)的取得，運算處理部34係移行至檢查動作。

運算處理部34係依循檢查程式執行以下的檢查動作。亦即，如圖4所示，從記憶部33讀出基準影像RF(IL1)與檢查對象影像IM(IL1)，求出兩者的差分。此外，同樣地，從記憶部33讀出基準影像RF(IL2)與檢查對象影像IM(IL2)，求出兩者的差分。運算處理部34依據以此種方式所獲得的差分影像 DF(IL1)、DF(IL2)判定是否未於工件W的表面存在傷痕或者缺角等缺陷。此外，雖然依據差分影像進行工件W的良品不良品判定，但良品不良品判定的手法並未限定於此，亦可使用依據檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)來進行判定之其他的手法。

如上所述，在本實施形態中，由於一邊使工件W移動一邊進行光源切換並取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)，因此能大幅地縮短影像取得所需的時間。

此外，被照射來自於光源部251的光線並被攝影之複數個部分影像Pn(IL1)與被照射來自光源部252的光線並被攝影之複數個部分影像Pn(IL2)係於副掃描方向Y偏離達至一個線分量(一個部分攝影區域)。例如圖3所示，雖然針對光源部251攝影部分影像P0(IL1)至P5(IL1)且針對光源部252攝影部分影像P1(IL2)至P6(IL2)，但亦可針對每個光源抽出其中一部分(例如圖3中以粗線所圍繞的部分影像)並進行合成，形成檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)。因此，能正確地取得工件W中之成為檢查對象之區域的檢查對象影像。

此外，在上述實施形態中，由於構成為僅將來自用以構成攝影元件241之全部的像素PX中之與關心區域ROI對應的像素PX之訊號輸出至控制單元3的影像處理部31，因此能提高從攝影部24對控制單元3轉送影像的轉送速度。此情形係表示即使在以較高速使工件W移動之情形中仍可確實地轉送部分影像Pn(IL1)、Pn(IL2)。因此，設定了關心區域ROI這件事係極大程度地有助於縮短影像取得所需的時間。

此外，與使用複數個攝影部之日本特開2016-57075號公報所揭示的裝置相比，在本實施形態中藉由一台攝影部24取得每個光源的二維影像，亦即藉由一台攝影部24取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)，因此能將裝置構成簡單化。

再者，由於能在短時間內取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)，因此亦能大幅地縮短工件W的檢查所需的時間。

如此，在本實施形態中，副掃描方向Y以及主掃描方向X係分別相當於本發明的「第一方向」以及「第二方向」，為了使工件W於副掃描方向Y移動而設置的搬運帶21以及工件搬運機構22係作為本發明的「移動部」而發揮作用。此外，該移動部(亦即搬運帶21以及工件搬運機構22)、兩個光源部251、252、攝影部24、記憶部33、具有光源切換控制部342與對象影像取得部343之運算處理部34的組合係作為本發明的「影像取得裝置」而發揮作用。此外，在本實施形態中，具有兩個光源部251、252並具有兩個部分攝影區域231、232，取得兩張二維影像(亦即檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2))，亦即在本實施形態中N=2。

此外，本發明並未限定於上述實施形態，只要未逸離本發明的精神範圍即能對上述實施形態施予各種變化。例如，在上述實施形態中雖然將本發明應用於使用兩個光源部251、252來取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)並檢查工件W之檢查裝置1，但本發明亦可應用於具有三個以上的光源部之檢查裝置。以下，參照圖5以及圖6說明具有三個光源部的檢查裝置。

圖5係用以顯示裝備了本發明第二實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。圖6係用以示意性地顯示影像取得裝置的動作之圖。第二實施形態與第一實施形態的主要差異在於：除了光源部251、252之外還追加了另外的光源部253，亦即N=3；設置三個部分攝影區域並取得三個檢查對象影像。此外，由於其他的構成基本上相同，因此對相同的構成附上相同的元件符號並省略構成說明。

如圖5所示，在第二實施形態中，光源部253係於副掃描方向Y中鄰接地設置於攝影部24的下游側。與光源部251、252同樣地，在光源部253中複數個LED係排列成於主掃描方向X延伸之條狀。該光源部253係在光源部251、252的中間位置作為用以從大致鉛直上方朝攝影區域23照射光線之中央光源而發揮作用。

此外，攝影部24係構成為攝影元件241的受光面中之用以分別攝影攝影區域23中的三個部分攝影區域231、233、232(圖5)之三個區域係可作為關心區域ROI而發揮作用，並僅將來自關心區域ROI內的像素PX的影像訊號輸出至控制單元3的影像處理部31。此外，三個部分攝影區域231、233、232係以此順序鄰接地排列設置於副掃描方向Y，部分攝影區域233係作為位於(+Y)側的部分攝影區域231與(-Y)側的部分攝影區域232之間的中央部分攝影區域而發揮作用。

如圖5所示，當成為檢查對象之工件W被移載至搬運帶21時，運算處理部34係驅動搬運帶21，將搬運帶21 上的工件W朝副掃描方向Y搬運，並執行以下的攝影動作。

與第一實施形態同樣地，在第二實施形態中，直至工件W的前端部分區域到達至攝影區域23的(-Y)側的部分攝影區域232為止，光源部252以及光源部253維持熄滅狀態且僅點亮光源部251。之後，在工件W的前端部分區域已移動至攝影區域23的(-Y)側的部分攝影區域232的時間點(時刻T1)中攝影部分影像。亦即，如圖6所示，在僅以來自光源部251的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL1進行照明的狀態下，攝影部24係拍攝位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P1(IL1)、位於部分攝影區域233之部分區域的中央的部分影像P0(IL1)以及位於部分攝影區域232之部分區域的下游側的部分影像P-1(IL1)並寫入至記憶部33。

緊接著，在工件W已於副掃描方向Y移動達至一個部分影像區域分量時，隨著此種微小移動，光源部251熄滅且光源部253點亮。在此時間點(時刻T2)中，在僅以來自光源部253的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL3進行照明的狀態下，攝影部24係攝影位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P2(IL3)、位於部分攝影區域233之部分區域的中央的部分影像P1(IL3)以及位於部分攝影區域232之部分區域的下游側的部分影像P0(IL3)並寫入至記憶部33。

此外，在工件W已進一步於副掃描方向Y移動達至一個部分攝影區域分量時，隨著此種微小移動，光源部253熄 滅且光源部252點亮。在此時間點(時刻T3)中，在僅以來自光源部252的光線進行照明的狀態下，亦即在僅以光源光線IL2進行照明的狀態下，攝影部24係攝影位於部分攝影區域231之部分區域的上游側的部分影像P3(IL2)、位於部分攝影區域233之部分區域的中央的部分影像P2(IL2)以及位於部分攝影區域232之部分區域的下游側的部分影像P1(IL2)並寫入至記憶部33。

與上述情形同樣地，後續亦並行地進行工件W的移動與光源切換，在時刻T4、T5、…中取得三個部分影像並寫入至記憶部33。並且，將工件W的前端部分區域以及與工件W的前端部分區域鄰接的部分區域排除並從前端部分區域朝(+Y)側之m個部分攝影區域分量的區域作為檢查對象，並在已完成部分影像的取得之時間點停止攝影動作。

接著，與第一實施形態同樣地，運算處理部34係針對每個光源抽出藉由上述攝影動作所獲得的複數個部分影像Pn。藉此，抽出在藉由光源部251照明的狀態下所攝影的部分影像P1(IL1)、P2(IL1)、…。並且，將這些部分影像P1(IL1)、P2(IL1)、…合成並形成在僅照射來自上游光源(光源部251)的光線之狀態下攝影工件W時的檢查對象影像IM(IL1)並寫入至記憶部33。此外，將從記憶部33抽出的部分影像P1(IL2)、P2(IL2)、…合成且形成檢查對象影像IM(IL2)並寫入至記憶部33，將從記憶部33抽出的部分影像P1(IL3)、P2(IL3)、…合成且形成檢查對象影像IM(IL3)並寫入至記憶部33。

如此，完成三張二維影像的取得後，亦即完成每個光源的檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3)的取得後，運算處理部34係移行至檢查動作，並與第一實施形態同樣地進行工件W的檢查。如此，與第一實施形態同樣地，由於在第二實施形態中亦一邊使工件W移動一邊進行光源切換(照明變更)並取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3)，因此亦能大幅地縮短影像取得所需的時間。此外，在第二實施形態中，具有三個光源部251、252、253且具有三個部分攝影區域231、232、233，取得三張二維影像(亦即檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)、IM(IL3))，亦即在本實施形態中N=3。

此外，在上述實施形態中，雖然一邊使工件W於副掃描方向Y直線移動一邊進行檢查對象影像的取得以及工件W的檢查，但本發明的應用對象並未限定於此，例如圖7所示亦能應用於用以一邊使工件W於旋轉方向R旋轉一邊進行檢查對象影像的取得以及工件W的檢查之檢查裝置。

圖7係用以顯示裝備了本發明第三實施形態的影像取得裝置之檢查裝置的構成之圖。第三實施形態與第一實施形態的主要差異點在於：工件W為齒輪等之具有旋轉對稱的形狀之金屬製構件；工件W的移動方向係從副掃描方向Y變更成旋轉方向R。其他構成基本上與第一實施形態相同。

如圖7所示，在第三實施形態中，工件W係被工件旋轉驅動機構26保持並被旋轉移動。工件旋轉驅動機構26係具有未圖示的夾具(chuck)部，一邊使夾具部的旋轉中心 軸AXc與工件W的旋轉對稱軸AXw一致一邊保持工件W。此外，夾具部係與驅動馬達261連結並藉由驅動馬達261而旋轉，藉此使工件W繞著旋轉中心軸AXc旋轉。在本實施形態中，為了高精度地檢測旋轉方向R中的工件W的位置，於驅動馬達261安裝有編碼器262。

此外，於工件W的鉛直上方配置有攝影部24以及光源部251、252。如圖7所示，攝影部24係相對於工件W的旋轉對稱軸AXw於徑方向外側延伸地設置。因此，可一邊使工件W旋轉一邊藉由該攝影部24的攝影元件241攝影工件W的攝影區域23。此外，在旋轉方向R中，於攝影部24的上游側以及下游側分別配置有光源部251、252。在光源部251、252中，複數個LED係排列成於與攝影部24的延伸方向平行的方向延伸之條狀。此外，與第一實施形態同樣地，當藉由控制單元3的光源驅動部32僅點亮光源部251時，工件W中之位於部分攝影區域231、232之部分區域以及該部分區域的周邊係分別被光源部251照明並被攝影部分影像。反之，當僅點亮光源部252時，工件W中之位於部分攝影區域231、232之部分區域以及該部分區域的周邊係分別被光源部252照明並被攝影部分影像。

與第一實施形態同樣地，在第三實施形態中亦與工件W的旋轉移動並行地進行光源切換，於取得部分影像Pn(IL1)、Pn(IL2)後，針對每個光源抽出複數個部分影像，將該複數個部分影像合成並取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)。緊接著，分別比對檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2) 與基準影像RF(IL1)、RF(IL2)，進行工件W的良品不良品判定。

如上所述，與第一實施形態同樣地，由於在第三實施形態中亦一邊使工件W移動一邊進行光源切換(照明變更)並取得檢查對象影像IM(IL1)、IM(IL2)，因此亦能大幅地縮短影像取得所需的時間。此外，在第三實施形態中，旋轉方向R係相當於本發明的「第一方向」，工件W的徑方向係相當於本發明的「第二方向」。

此外，在上述實施形態中，雖然將鍛造構件、鑄造構件、齒輪等金屬製構件作為工件W，並針對每個光源取得工件W的檢查對象影像且進行檢查，但構成工件W之材料以及形狀等並無特別限定。亦可將本發明應用於用以將例如樹脂製構件或者橡膠製構件等作為工件W並進行檢查對象影像的取得以及檢查之裝置。此外，亦可將本發明應用於用以將具有圓盤形狀或者圓環形狀等構件作為工件W並進行檢查對象影像的取得以及檢查之裝置。

此外，在上述實施形態中，雖然將本發明應用於工件W的檢查裝置1，但亦可將本發明的影像取得裝置以及影像取得方法應用於用以藉由光度立體攝影法形成合成影像之裝置。然而，為了使用光度立體攝影法，需要設置三個以上的光源部並取得三張以上的二維影像。

此外，在第一實施形態以及第三實施形態中，雖然以光源部251、252的順序點亮且在第二實施形態中以光源部251、253、252的順序點亮，但點亮順序並未限定於此，可 為任意的點亮順序。

以上雖然已依據特定的實施例說明本發明，但上述說明並非是意圖性地以限定性的意義來解釋本發明。所屬技術領域中具有通常知識者只要參照本發明的說明，即能清楚本發明能夠具有其他實施形態以及所揭示的實施形態的各種變化例。因此，只要在不逸離本發明的真正涵義的範圍內，隨附的申請專利範圍係能包含該變化例以及實施形態。

本發明係能應用於在從具有彼此不同的照射方向之N(N為2以上的自然數)個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個光源的對象物的影像之影像取得技術以及裝備了該影像取得技術之所有的裝置。

Claims (7)

1. 一種影像取得裝置，係用以在從具有彼此不同的照射方向之N個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個前述光源的對象物的影像，前述N為2以上的自然數；前述影像取得裝置係具備有：移動部，係使前述對象物於第一方向移動；攝影部，係具有N個部分攝影區域，前述N個部分攝影區域係在前述第一方向中彼此鄰接且可分別攝影於與前述第一方向正交的第二方向延伸之N個前述對象物的部分區域；光源切換控制部，係在前述對象物每次於前述第一方向移動達至一個前述部分攝影區域分量時，依序切換照射至前述對象物的光線；記憶部，係將每次前述光線被切換時藉由前述攝影部攝影所獲得的前述部分區域的影像作為部分影像予以記憶；以及對象影像取得部，係針對每個前述光源將記憶於前述記憶部的複數個前述部分影像的一部分合成並取得N張前述對象物的影像。
2. 如請求項1所記載之影像取得裝置，其中前述部分攝影區域係於前述第二方向延伸之線區域；前述部分影像係線影像。
3. 如請求項2所記載之影像取得裝置，其中前述攝影部係具有已將複數個像素配置成矩陣狀之二維攝影元件，將用以攝影前述N個部分攝影區域之區域作為關心區域，並僅輸出來自前述關心區域內的像素的影像訊號。
4. 如請求項1至3中任一項所記載之影像取得裝置，其中前述移動部係使前述對象物於前述第一方向直線移動。
5. 如請求項1至3中任一項所記載之影像取得裝置，其中前述移動部係使前述對象物於前述第一方向旋轉移動。
6. 一種影像取得方法，係用以在一邊使對象物於第一方向移動一邊從具有彼此不同的照射方向之N個光源分別依序將光線照射至對象物的狀態下取得每個前述光源的前述對象物的影像，前述N為2以上的自然數；前述影像取得方法係具備有下述步驟：準備攝影部，前述攝影部係具有N個部分攝影區域，前述N個部分攝影區域係在前述第一方向中彼此鄰接且可分別攝影於與前述第一方向正交的第二方向延伸之N個前述對象物的部分區域；在前述對象物每次於前述第一方向移動達至一個前述部分攝影區域分量時，依序切換照射至前述對象物的光線，並將每次前述光線被切換時藉由前述攝影 部攝影前述部分區域所獲得的影像作為部分影像予以記憶；以及針對每個前述光源將記憶於前述記憶部的複數個前述部分影像的一部分合成並取得N張前述對象物的影像。
7. 一種檢查裝置，係具備有：請求項1至3中任一項所記載之影像取得裝置；以及檢查部，係依據藉由前述影像取得裝置所取得的N張前述對象物的影像來檢查前述對象物。