WO2016052190A1 - 撮像装置及び検査装置 - Google Patents

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WO2016052190A1
WO2016052190A1 PCT/JP2015/076257 JP2015076257W WO2016052190A1 WO 2016052190 A1 WO2016052190 A1 WO 2016052190A1 JP 2015076257 W JP2015076257 W JP 2015076257W WO 2016052190 A1 WO2016052190 A1 WO 2016052190A1
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WO
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imaging
calibration
data
unit
illumination
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PCT/JP2015/076257
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English (en)
French (fr)
Inventor
高田　仁夫
昭夫 黒澤
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倉敷紡績株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/61—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/401—Compensating positionally unequal response of the pick-up or reproducing head
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/48—Picture signal generators

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus and an inspection apparatus having calibration means, and more particularly to an imaging apparatus and an inspection apparatus having shading correction means.
  • imaging is performed by sequentially switching a plurality of illuminations in synchronization with the imaging timing.
  • an inspection device see, for example, Patent Document 1.
  • shading correction is known as a technique for correcting unevenness in brightness caused by variations in sensitivity of an image sensor, illumination, lenses, and the like (see, for example, Patent Document 2).
  • This shading correction is a technique for correcting variations in sensitivity characteristics of each pixel of the line sensor, and by correcting the sensitivity variations of each pixel by standardizing image data based on white reference data and black reference data. Yes. For this reason, in shading correction, each pixel of each line sensor (R, G, B) has white reference data and black reference data.
  • the shading correction data will change if the lighting conditions at the time of imaging differ. Therefore, when a plurality of imaging conditions are switched and an image is captured, such as when imaging is performed by switching a plurality of illuminations, accurate shading correction is difficult with only correction data under one imaging condition.
  • An imaging apparatus includes an imaging means for obtaining image data of an object to be imaged, Storage means for storing a plurality of calibration data for calibrating at least one of the imaging means and the image data; A calibration means for performing calibration of at least one of the imaging means and the image data by switching the plurality of calibration data; It is characterized by providing.
  • the imaging apparatus since at least one of the imaging means and the image data can be calibrated with the calibration data corresponding to the imaging conditions, appropriate calibration corresponding to the imaging conditions can be performed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system with illumination that includes an imaging apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. It is the schematic which shows operation
  • 10 is a flowchart of an imaging method in which calibration is performed to obtain image data after calibration in switching imaging in which imaging is performed by sequentially switching m max illuminations.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an inspection apparatus according to a third embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the inspection apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an inspection apparatus according to a fifth embodiment.
  • An imaging apparatus includes an imaging means for obtaining image data of an object to be imaged, Storage means for storing a plurality of calibration data for calibrating at least one of the imaging means and the image data; A calibration means for performing calibration of at least one of the imaging means and the image data by switching the plurality of calibration data; It is characterized by providing.
  • the calibration data may be shading correction data for correcting shading of the image data.
  • the calibration unit may be a shading correction unit that performs shading correction using the shading correction data.
  • the calibration data may be calibration data relating to an accumulation time of the imaging element in the imaging means.
  • the calibration means may be means for adjusting the accumulation time of the image sensor in the imaging means using calibration data relating to the accumulation time.
  • the calibration data may be calibration data relating to a gain in the imaging means.
  • the calibration means may be means for adjusting the gain in the imaging means using calibration data relating to the gain.
  • the calibration data may be calibration data for performing calibration in accordance with an illumination condition at the time of imaging.
  • the calibration unit may perform calibration by switching from the plurality of calibration data to calibration data corresponding to the illumination condition at the time of imaging in response to switching of the illumination condition at the time of imaging.
  • calibration can be performed using calibration data corresponding to each illumination condition. Further, by performing calibration inside the image pickup apparatus, it is possible to perform highly accurate correction processing using a high gradation image signal without being affected by the reduction in gradation at the time of external output.
  • the calibration unit may switch to calibration data corresponding to the illumination condition at the time of imaging in synchronization with the switching of the illumination condition at the time of imaging.
  • the calibration unit may switch the calibration data in synchronization with imaging in the imaging unit.
  • the imaging apparatus may comprise output means for reducing the gradation of the image signal of the calibrated image data and outputting it to the outside in the first aspect.
  • An inspection apparatus includes the imaging apparatus according to any one of the first to eighth aspects.
  • the inspection apparatus includes an illuminating unit capable of illuminating by switching a plurality of different illumination conditions for the inspection object, Imaging means for obtaining image data of the inspection object illuminated by the illumination means; Storage means for storing a plurality of calibration data for calibrating at least one of the imaging means and the image data corresponding to the plurality of illumination conditions; A calibration unit that switches between the plurality of calibration data in response to switching of illumination conditions during imaging and calibrates at least one of the imaging unit and the image data, Inspection means for inspecting the inspection object based on the calibrated image data; It is characterized by providing.
  • the inspection apparatus according to an eleventh aspect according to the tenth aspect may be configured such that the illumination unit includes a plurality of illumination apparatuses that illuminate under different illumination conditions.
  • the calibration data may be shading correction data for correcting shading of the image data.
  • the calibration unit may be a shading correction unit that performs shading correction using the shading correction data.
  • the calibration data may be calibration data relating to an accumulation time of an image sensor in the imaging unit.
  • the calibration means may be means for adjusting the accumulation time of the image sensor in the imaging means using calibration data relating to the accumulation time.
  • the calibration data may be calibration data relating to a gain in the imaging unit.
  • the calibration means may be means for adjusting the gain in the imaging means using calibration data relating to the gain.
  • the calibration unit is calibrated corresponding to the illumination condition at the time of imaging in synchronization with the switching of the illumination condition at the time of imaging. You may switch to data.
  • the calibration unit may switch the calibration data in synchronization with imaging in the imaging unit.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the imaging apparatus 10 includes an imaging unit 1 that obtains image data of the object to be imaged 5, and a storage unit 2 that stores calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d for calibrating at least one of the imaging unit 1 and the image data.
  • calibration means 3 for calibrating at least one of the imaging means 1 and the image data using the calibration data.
  • this imaging apparatus since at least one of the imaging means 1 and the image data can be calibrated with the calibration data corresponding to the imaging conditions, it is possible to perform appropriate calibration corresponding to the imaging conditions.
  • the storage unit 2 having the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d and the calibration unit 3 are provided inside the imaging apparatus 10, it is more suitable for external output than when output to the outside and processed. It is possible to calibrate with high accuracy image data (high gradation image signal) inside the imaging apparatus 10 without being affected by the gradation reduction processing, and to obtain highly accurate calibrated image data. it can.
  • the imaging unit 1 may include an imaging element 1a such as a CCD or CMOS, and an imaging control unit 1b that controls the imaging element 1a. Further, the imaging means 1 may be either a line sensor or an area sensor. For example, when the object to be imaged 5 is being transported, a line sensor may be used to scan at high speed along the transport direction. The line sensor may be a single monochrome line sensor.
  • the storage means 2 has a plurality of calibration data 2a, 2b, 2c and 2d.
  • the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d are for calibrating at least one of the imaging means 1 and the image data.
  • the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d may be, for example, shading correction data.
  • the calibration data may be calibration data for adjusting the brightness of the entire image, for example, calibration data relating to the accumulation time of the image sensor 1a in the imaging means 1.
  • the calibration data may be calibration data related to the gain in the imaging unit 1. The case where the calibration data is shading correction data will be described in detail in the second embodiment.
  • the calibration unit 3 calibrates at least one of the imaging unit 1 and the image data using the calibration data.
  • the calibration means 3 may be realized as a physical configuration by an electric circuit, for example. Or you may implement
  • the computer only needs to have a minimum necessary function capable of executing the calibration operation among normal components such as a CPU, ROM, RAM, hard disk, and input / output interface.
  • the calibration unit 3 changes the storage time of the image sensor of the image sensor 1 based on the calibration data, and performs exposure and imaging.
  • Image data can be obtained.
  • the calibration unit 3 reads any one of the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d of the set value related to the accumulation time from the storage unit 2, and sets the value in the imaging unit 1 to store the image sensor 1a. Change the time.
  • the calibration unit 3 changes the gain (analog gain or digital gain) of the imaging unit 1 based on the calibration data, and performs exposure and imaging to obtain image data. obtain.
  • the calibration unit 3 reads any one of the calibration data 2a, 2b, 2c and 2d of the set value related to the gain from the storage unit 2, and sets the value in the imaging unit 1 to change the gain. Note that the calibration unit 3 may switch the calibration data in synchronization with the imaging performed by the imaging unit 1.
  • the output means 4 outputs an image signal of the calibrated image data to the outside.
  • the output means 4 may have a limited transmission rate during external output, and may output the image signal externally after performing gradation reduction processing. In this case, the accuracy of the high-precision image signal is reduced and output.
  • the imaging apparatus 10 is calibrated with high-accuracy image data (high gradation image signal) inside the imaging apparatus 10 without being affected by the gradation reduction process at the time of external output. And calibrated image data with high accuracy can be obtained.
  • the calibrated image data is subjected to the gradation reduction process by the external output after that, but the influence of the gradation reduction, for example, significant digit loss, compared to the case where the calibration is performed after the gradation reduction process. Since it is not affected, it is possible to suppress the influence of accuracy reduction.
  • a buffer memory may be provided between the imaging unit 1 and the calibration unit 3.
  • the buffer memory can temporarily hold the image signal from the imaging unit 1. Thus, even when the imaging timing and the calibration timing are not synchronized, the image data before calibration can be held for a predetermined period.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an illuminated imaging system 30 including the imaging device 10a according to the second embodiment.
  • the imaging apparatus 10a includes an imaging unit 11 that obtains image data of the object 5 to be imaged, a storage unit 12 that stores shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d for correcting shading of the image data, and shading correction data 12a. , 12b, 12c, and 12d, and shading correction means 13 for correcting shading of the image data.
  • the imaging apparatus 10a since the image data can be subjected to the shading correction by the shading correction data corresponding to the illumination condition at the time of imaging, an appropriate correction corresponding to the imaging condition can be performed.
  • the imaging apparatus 10a includes a storage unit 12 having shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d and a shading correction unit 13 therein. Therefore, compared with the case of processing by outputting to the outside, it is not affected by the gradation reduction process at the time of external output, and the image data remains as highly accurate image data (high gradation image signal). Shading correction can be performed, and highly accurate corrected image data can be obtained.
  • Imaging means> As the image pickup means 11, substantially the same image pickup means 1 as in the first embodiment can be used. Therefore, detailed description is omitted.
  • the lens 15 is illustrated separately from the imaging unit 11, but this is simply because the lens 15 is removed from the imaging unit 11 for the sake of convenience in order to indicate an imaging state in which imaging is performed from substantially above. It is only shown separately.
  • the lens 15 may be included in the imaging unit 11.
  • the image pickup apparatus is shown as an integral unit. However, for example, in a head-separated configuration (a structure in which the image pickup unit 11 and the lens 15 are separated as a head portion, and a processing portion at a later stage is separated as a controller portion). There may be.
  • the storage unit 12 includes a plurality of shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d.
  • Each shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d includes a white reference and a black reference for each pixel of the image sensor 11a of the image pickup unit 11 for each illumination condition.
  • FIG. 4 is a graph showing the white reference W and the black reference B of each pixel constituting the shading correction data.
  • the horizontal axis in FIG. 4 represents the pixel position, and the vertical axis represents the luminance.
  • the first shading correction data 12a, the second shading correction data 12b, the third shading correction data 12c, and the fourth shading correction data 12d are the illumination L1 (18a), illumination L2 (18b), illumination L3 (18c), This corresponds to the illumination condition by the illumination L4 (18d).
  • the number of illuminations and the number of shading correction data do not need to match, and a required number of shading correction data corresponding to various combinations of illumination conditions are stored for switching the illumination conditions.
  • appropriate shading correction data may be used.
  • the white reference W of each pixel constituting the shading correction data can be obtained by imaging using a white calibration plate for each illumination. Alternatively, the white reference W may be obtained by directly irradiating the image pickup device 11a of the image pickup unit 11 from each illumination and picking up an image.
  • the black reference B can be obtained by imaging in a state where no light enters the imaging element 11a of the imaging unit 11, for example, a state where the lens 15 is covered.
  • the black reference B may be obtained by imaging using a black calibration plate for each illumination.
  • the black reference B may be common data for all the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d.
  • the shading correction unit 13 performs shading correction on the image data using the shading correction data.
  • the shading correction means 13 may be realized as a physical configuration by an electric circuit, for example. Or you may implement
  • the computer only needs to have a minimum necessary function capable of executing the correction operation among normal components such as a CPU, ROM, RAM, hard disk, and input / output interface.
  • the shading correction unit 13 is configured as an electric circuit, the storage unit 12 is switched each time the illumination is switched by switching a plurality of shading correction circuits provided for each illumination condition in synchronization with imaging and lighting of the illumination. The time for reading the shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d is not required, and a higher-speed correction process can be performed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of the shading correction means 13 of the imaging apparatus 10a of FIG.
  • FIG. 4 shows a white reference W and a black reference B each including the white reference Wi and black reference Bi of each pixel i constituting one shading correction data as elements, and an image signal Si before correction of each pixel i.
  • the shading correction by the shading correction means 13 will be described below.
  • the shading correction unit 13 stores the image signal S and the white reference W and the black reference B constituting the shading correction data corresponding to the illumination condition as the imaging condition in the line memories 22a, 22b, and 22c, respectively. .
  • the difference (Wi ⁇ Bi) between the white reference Wi and the black reference Bi and the difference (Si ⁇ Bi) between the image signal Si and the black reference Bi are calculated for each pixel i.
  • the difference (Si ⁇ Bi) between the image signal Si and the black reference Bi is divided by the difference (Wi ⁇ Bi) between the white reference Wi and the black reference Bi (normalized value ( Si-Bi) / (Wi-Bi) is obtained.
  • the output means 14 can be substantially the same as the output means 4 in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
  • buffer memory substantially the same buffer memory as that of the first embodiment can be used. Therefore, detailed description is omitted.
  • the illuminated imaging system 30 includes the imaging device 10a according to the second embodiment, the synchronization signal generating unit 16, the illumination control unit 17, and the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d.
  • the illumination imaging system 30 performs so-called switching imaging in which a plurality of illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d are switched in synchronization with the imaging timing of the imaging unit 11. It can be driven by a method.
  • the illumination-equipped imaging system 30 may be driven without synchronizing the imaging timing of the imaging unit 11 and the switching of the plurality of illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d, and synchronization between the imaging timing and the switching of the illumination. Is not an essential configuration.
  • Imaging apparatus 10a can use the imaging apparatus 10a, description thereof is omitted.
  • This imaging system 30 with illumination includes illumination L1 (18a), illumination L2 (18b), and illumination L3 (18c) that are diffusely reflected light, and illumination L4 (18d) that is specularly reflected light.
  • the illumination L1 (18a), the illumination L2 (18b), and the illumination L3 (18c) emit red light (R), green light (G), and blue light (B) corresponding to R, G, and B, respectively.
  • the illumination L4 (18d) emits white light.
  • the number of lights 18a, 18b, 18c, 18d is not limited to four.
  • the number of lights may be one, two, three, five or more.
  • a combination of three diffuse reflection lights and one regular reflection light is used.
  • transmitted light may be further combined.
  • the synchronization signal generation unit 16 sends a synchronization signal to the imaging unit 11, the shading correction unit 13, and the illumination control unit 17, and synchronizes the switching of the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d with the imaging timing. .
  • switching to the next illumination is synchronized with the shading correction for the image signal captured by the previous illumination. Therefore, switching of the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d is synchronized with reading of the shading correction data 12a, 12b, 12c, and 12d corresponding to the previous illumination.
  • the synchronization signal generator 16 may be provided in either the imaging device 10a or the illumination controller 17. Alternatively, it may be provided as a separate body.
  • the illumination control means 17 controls the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d.
  • the illumination control unit 17 sequentially switches the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d based on the synchronization signal. Note that the control of illumination in switching imaging is not limited to sequentially switching a plurality of illuminations, and for example, two or more illuminations may be combined and irradiated simultaneously, and one illumination may have a wavelength or brightness. You may irradiate several times while switching.
  • the transport unit 19 may transport the object to be imaged 5 in one direction, for example.
  • a belt conveyor may be used as the conveying means 19, for example.
  • FIG. 5 is a flowchart of an imaging method in which calibration is performed to obtain image data after calibration in switching imaging in which imaging is performed by sequentially switching m max illuminations.
  • the shading correction data, accumulation time, and gain for each illumination are stored in advance in the storage means (S01). Note that acquisition of shading correction data corresponding to each illumination corresponds to obtaining a white reference and a black reference for each illumination as described above. With respect to the accumulation time / gain, calibration data can be obtained by obtaining the relationship between the luminance and the accumulation time / gain for each illumination.
  • S03 Start imaging of the nth line
  • the accumulation time and gain are set with the mth calibration data (S04). For example, when the illumination is too bright due to specular reflection light or the like, the accumulation time of the image sensor 11a of the imaging means 11 is reduced or the gain is decreased, and conversely when the illumination is too dark due to transmitted light or the like, the image sensor The accumulation time of 11a may be increased or the gain may be increased.
  • the mth illumination is turned on (S05).
  • An image is obtained by exposure to obtain an image signal (S06).
  • the mth illumination is turned off (S07).
  • the image signal is subjected to shading correction with the mth calibration data (shading correction data) and output (S08).
  • at least one of imaging means and image data is obtained using calibration data (shading correction data, accumulation time, gain) corresponding to each illumination condition.
  • the image data after calibration can be obtained by calibration.
  • the above imaging method it is possible to simultaneously correct the sensitivity unevenness for each pixel of the imaging means 11 such as the line sensor and the illumination unevenness due to the difference in the illumination conditions within the imaging device 10a.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the inspection apparatus 40 according to the third embodiment.
  • the inspection device 40 includes an imaging device 10b, a synchronization signal generation unit 16, illumination control unit 17, illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d that are a plurality of illumination devices, and a control device 20.
  • the inspection device 40 uses a synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit 16 to synchronize with the imaging timing of the imaging unit 1 in the imaging device 10b. It is possible to drive by a so-called switching imaging method in which imaging is performed while switching illumination conditions by 18c and 18d.
  • the plurality of lights 18 a, 18 b, 18 c and 18 d can be controlled by the lighting control means 17.
  • the storage unit 2 that stores calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d corresponding to each illumination condition for calibrating at least one of the imaging unit 1 and the image data, and imaging using the calibration data.
  • calibration means 3 for calibrating at least one of the means 1 and image data.
  • storage means 2 and the calibration means 3 are comprised so that it may be included in the control apparatus 20, it is not restricted to this.
  • the imaging device 10b may be included.
  • control device 20 includes an inspection unit 25 that inspects the inspection object based on the calibrated image data.
  • the inspection apparatus 40 may be driven without synchronizing the imaging timing of the imaging unit 1 in the imaging apparatus 10b and the switching of the illumination conditions by the plurality of illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d. Synchronization with switching of conditions is not an essential configuration.
  • the imaging apparatus 10b includes an imaging unit 1 that obtains image data of an object to be inspected. Further, an output means 4 for reducing the gradation of the image signal of the image data and outputting it to the outside may be provided.
  • the imaging unit 1 may include an imaging element 1a such as a CCD or CMOS, and an imaging control unit 1b that controls the imaging element 1a. Further, the imaging means 1 may be either a line sensor or an area sensor. For example, when an object to be inspected is transported, a line sensor may be used to scan at high speed along the transport direction. The line sensor may be a single monochrome line sensor.
  • the lens 15 is illustrated separately from the imaging unit 1, but this is simply because the lens 15 is removed from the imaging unit 1 for the sake of convenience in order to indicate an imaging state in which imaging is performed from substantially above. It is only shown separately.
  • the lens 15 may be included in the imaging unit 1.
  • the image pickup apparatus is shown as an integral unit. However, for example, in a head-separated configuration (a structure in which the image pickup means 1 and the lens 15 are separated as a head portion and a processing portion at a later stage is separated as a controller portion). There may be.
  • the output means 4 outputs an image signal of the image data to the outside of the imaging device 10b.
  • the output means 4 may have a limited transmission rate during external output, and may output the image signal externally after performing gradation reduction processing. In this case, the accuracy of the high-precision image signal is reduced and output.
  • the control device 20 includes a storage unit 2, a calibration unit 3, and an inspection unit 25. Note that a buffer memory may be provided between the imaging unit 1 and the calibration unit 3.
  • the storage means 2 has a plurality of calibration data 2a, 2b, 2c and 2d corresponding to each illumination condition.
  • the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d are for calibrating at least one of the imaging means 1 and the image data.
  • the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d may be, for example, shading correction data.
  • the calibration data may be calibration data for adjusting the brightness of the entire image, for example, calibration data relating to the accumulation time of the image sensor 1a in the imaging means 1.
  • the calibration data may be calibration data related to the gain in the imaging unit 1. The case where the calibration data is shading correction data will be described in detail in the fourth embodiment.
  • the calibration unit 3 calibrates at least one of the imaging unit 1 and the image data using the calibration data.
  • the calibration means 3 may be realized as a physical configuration by an electric circuit, for example. Or you may implement
  • the computer only needs to have a minimum necessary function capable of executing the calibration operation among normal components such as a CPU, ROM, RAM, hard disk, and input / output interface.
  • the calibration unit 3 changes the storage time of the image sensor of the image sensor 1 based on the calibration data, and performs exposure and imaging.
  • Image data can be obtained.
  • the calibration unit 3 reads any one of the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d of the set value related to the accumulation time from the storage unit 2, and sets the value in the imaging unit 1 to store the image sensor 1a. Change the time.
  • the calibration unit 3 changes the gain (analog gain or digital gain) of the imaging unit 1 based on the calibration data, and performs exposure and imaging to obtain image data. obtain.
  • the calibration unit 3 reads any one of the calibration data 2a, 2b, 2c and 2d of the set value related to the gain from the storage unit 2, and sets the value in the imaging unit 1 to change the gain.
  • the calibration unit 3 may switch the calibration data in synchronization with the switching of the illumination conditions by the illuminations 18 a, 18 b, 18 c, and 18 d and the imaging by the imaging unit 1.
  • the inspection means 25 inspects the inspection object 5 based on the calibrated image data.
  • the shape, pattern, color, etc. of the inspection object 5 may be inspected for the image data using a pattern matching technique.
  • you may extract the defect of the to-be-inspected object 5 using various image processing filters.
  • by inspecting a combination of a plurality of image data captured under different illumination conditions it is possible to inspect defects that cannot be determined only by image data obtained under a single illumination condition. For example, a plurality of image data obtained by imaging the inspected object 5 with different wavelengths of illumination are represented by different colors, a color image is created by combining the image data, and the inspected object is based on the combined color image. Five inspections may be performed.
  • the image data after calibration is, for example, “image data after calibration” when the calibration relates to image data, for example, the calibration of image data such as shading correction, and the calibration is the accumulation time or gain.
  • image data obtained by the image pickup means after calibration is meant.
  • a buffer memory may be provided between the imaging unit 1 and the calibration unit 3.
  • the buffer memory can temporarily hold the image signal from the imaging unit 1. Thus, even when the imaging timing and the calibration timing are not synchronized, the image data before calibration can be held for a predetermined period.
  • the illumination means can illuminate the inspection object 5 by switching a plurality of different illumination conditions.
  • illumination means illumination L1 (18a), illumination L2 (18b), and illumination L3 (18c) which are illumination devices that are diffusely reflected light, and illumination L4 (illumination device that is specularly reflected light) 18d).
  • the illumination L1 (18a), the illumination L2 (18b), and the illumination L3 (18c) emit red light (R), green light (G), and blue light (B) corresponding to R, G, and B, respectively.
  • the illumination L4 (18d) emits white light.
  • the illumination means is not limited to the four illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d.
  • the number of lighting devices may be one, two, three, or five or more.
  • the illumination means is composed of a combination of three diffuse reflection lights and one regular reflection light.
  • the present invention is not limited to this.
  • the illumination means is further combined with transmitted light (not shown). Also good.
  • the synchronization signal generation unit 16 sends a synchronization signal to the imaging unit 1, the calibration unit 3, and the illumination control unit 17, and switches the illumination conditions by the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d and the timing of imaging. Synchronize. In addition, after the imaging is completed, the switching to the next illumination condition is synchronized with the calibration of the image signal captured under the previous illumination condition. Therefore, the switching of the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d is synchronized with the reading of the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d corresponding to the previous illumination condition.
  • the synchronization signal generating unit 16 may be provided in any of the imaging device 10b, the illumination control unit 17, and the control device 20. Alternatively, it may be provided as a separate body.
  • the illumination control means 17 controls the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d.
  • the illumination control unit 17 sequentially switches the illuminations 18a, 18b, 18c, and 18d based on the synchronization signal. Note that the control of illumination conditions in switching imaging is not limited to sequentially switching a plurality of illuminations. For example, two or more illuminations may be combined and irradiated simultaneously. You may irradiate several times, switching the length.
  • the illumination control means 17 may be provided in either the imaging device 10b or the control device 20. Alternatively, it may be provided as a separate body.
  • the transport unit 19 may transport the inspection object in one direction.
  • the conveying means 19 for example, a belt conveyor may be used.
  • the transport means 19 is not an essential configuration.
  • a line sensor is used as the imaging unit 1
  • the entire inspection object can be imaged by conveying the inspection object in one direction by the conveyance unit 19.
  • an area sensor is used as the image pickup means 1
  • the entire inspection object can be picked up as it is, so that the transport means 19 is not required.
  • ⁇ Imaging method> In switching imaging in which imaging is performed by sequentially switching m max illuminations, an imaging method for performing calibration and obtaining image data after calibration is substantially the same as the flowchart of the imaging method in FIG. To do.
  • switching imaging in which imaging is performed by sequentially switching the m max illuminations at least one of the imaging means and the image data is calibrated using calibration data (shading correction data, accumulation time, gain) corresponding to each illumination condition.
  • the proofread image data can be obtained.
  • the imaging method it is possible to simultaneously correct sensitivity unevenness for each pixel of the imaging means 1 such as a line sensor and illumination unevenness due to a difference in illumination conditions.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the inspection apparatus 40a according to the fourth embodiment.
  • This inspection device 40a is different from the inspection device 40 according to the third embodiment in that the storage unit 2 and the calibration unit 3 are provided not in the control device 20 but in the imaging device 10c.
  • the imaging apparatus 10c includes a storage unit 2 that stores calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d corresponding to each illumination condition for calibrating at least one of the imaging unit 1 and image data, and calibration data. And calibrating means 3 for calibrating at least one of the imaging means 1 and the image data.
  • the storage unit 2 having the calibration data 2a, 2b, 2c, and 2d corresponding to each illumination condition and the calibration unit 3 are provided inside the imaging apparatus 10c, compared with the case of outputting and processing outside.
  • high accuracy image data high gradation image signal
  • Image data can be obtained.
  • the calibrated image data is subjected to the gradation reduction process by the external output after that, but the influence of the gradation reduction, for example, significant digit loss, compared to the case where the calibration is performed after the gradation reduction process. Since it is not affected, it is possible to suppress the influence of accuracy reduction.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the inspection apparatus 40b according to the fifth embodiment.
  • the inspection apparatus 40b includes the shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e for the imaging apparatus 10d that constitutes the inspection apparatus 40b to perform shading correction on the image data.
  • a shading correction unit 13 for shading correction of image data using the shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e.
  • the illumination is different in that an illumination L5 (18e) to be transmitted light is further provided.
  • Other configurations are substantially the same as those of the inspection apparatus according to the fourth embodiment.
  • the imaging device 10d constituting the inspection device 40b includes a storage unit 12 having shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e and a shading correction unit 13 therein. Therefore, as compared with the case of processing by outputting to the outside, high-precision image data (high gradation image signal) remains in the imaging apparatus 10d without being affected by the gradation reduction processing at the time of external output. Thus, shading correction can be performed, and highly accurate corrected image data can be obtained.
  • Imaging device Each component which comprises the imaging device 10d of the test
  • Imaging unit 11 can be substantially the same as the imaging unit 1 in the third and fourth embodiments. Therefore, detailed description is omitted.
  • the storage unit 12 includes a plurality of shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e.
  • Each shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e includes a white reference and a black reference for each pixel of the image sensor 11a of the image pickup unit 11 for each illumination condition.
  • FIG. 4 is a graph showing the white reference W and the black reference B of each pixel constituting the shading correction data.
  • the horizontal axis in FIG. 4 represents the pixel position, and the vertical axis represents the luminance.
  • the first shading correction data 12a, the second shading correction data 12b, the third shading correction data 12c, the fourth shading correction data 12d, and the fifth shading correction data 12e are the illumination L1 (18a) and the illumination L2 (18b), respectively.
  • the illumination L3 (18c), the illumination L4 (18d), and the illumination L5 (18e) are the illumination conditions by the illumination L3 (18c), the illumination L4 (18d), and the illumination L5 (18e).
  • the number of illuminations and the number of shading correction data do not need to match, and a required number of shading correction data corresponding to various combinations of illumination conditions are stored for switching the illumination conditions.
  • appropriate shading correction data may be used.
  • the white reference W of each pixel constituting the shading correction data can be obtained by imaging using a white calibration plate for each illumination.
  • the white reference W may be obtained by directly irradiating the image pickup device 11a of the image pickup unit 11 from each illumination and picking up an image.
  • the black reference B can be obtained by imaging in a state where no light enters the imaging element 11a of the imaging unit 11, for example, a state where the lens 15 is covered.
  • the black reference B may be obtained by imaging using a black calibration plate for each illumination.
  • the black reference B may be common data for all the illuminations 18a, 18b, 18c, 18d, and 18e.
  • the shading correction unit 13 corresponds to the calibration unit 3 in the third and fourth embodiments.
  • the shading correction unit 13 performs shading correction on the image data using the shading correction data.
  • the shading correction means 13 may be realized as a physical configuration by an electric circuit, for example. Or you may implement
  • the computer only needs to have a minimum necessary function capable of executing the correction operation among normal components such as a CPU, ROM, RAM, hard disk, and input / output interface.
  • the shading correction unit 13 is configured as an electric circuit, the storage unit 12 is switched each time the illumination is switched by switching a plurality of shading correction circuits provided for each illumination condition in synchronization with imaging and lighting of the illumination. The time for reading the shading correction data 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e from is not required, and higher-speed correction processing can be performed.
  • the schematic diagram showing the operation of the shading correction means 13 of the imaging device 10d constituting the inspection device 40b of FIG. 8 is the same as FIG. Further, the graph showing the white reference and black reference of each pixel constituting the shading correction data in the inspection apparatus 40b, the image signal before correction, and the image signal after correction is the same as FIG. Therefore, the description of the shading correction by the shading correction means 13 is the same as described above, and will be omitted.
  • the output means 14 can be substantially the same as the output means 4 in the third and fourth embodiments. Therefore, detailed description is omitted.
  • a buffer memory that is substantially the same as the buffer memory in the third embodiment can be used. Therefore, detailed description is omitted.
  • an illumination L5 (18e) that is transmitted light is further provided.
  • the illumination L5 (18e) that becomes the transmitted light for example, an effect that it is easy to detect foreign matter on a transparent inspection object can be obtained.
  • synchronization signal generating means 16 substantially the same one as the synchronization signal generating means 16 in the third and fourth embodiments can be used. Therefore, detailed description is omitted.
  • the illumination control means 17 can be substantially the same as the illumination control means 17 in the third and fourth embodiments. Therefore, detailed description is omitted.
  • the conveyance means 19 can be substantially the same as the conveyance means 19 in the third and fourth embodiments. Therefore, detailed description is omitted.
  • the imaging apparatus and the inspection apparatus since at least one of the imaging means and the image data can be calibrated by the calibration data corresponding to the imaging condition, for example, the illumination condition, it is appropriate to correspond to the imaging condition (illumination condition). Calibration can be performed.

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Abstract

複数の撮像条件に対応した校正を行うことができる撮像装置を提供する。撮像装置は、被撮像物の画像データを得る撮像手段と、撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、複数の校正データを切り替えて撮像手段と画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、を備える。

Description

撮像装置及び検査装置
　本発明は、校正手段を有する撮像装置及び検査装置に関し、特に、シェーディング補正手段を有する撮像装置及び検査装置に関する。
　被検査物を撮像して得られた画像データに基づいて、被検査物の表面に存在する異物や傷等を検査する検査装置として、撮像タイミングに同期して、複数の照明を順次切り替えて撮像する検査装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
　また、近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた撮像装置によって得られる画像データの明るさのムラを補正する技術が検討されている。例えば、撮像素子の感度や照明のばらつき、レンズ等に起因する明るさムラを補正する技術として、シェーディング補正が知られている（例えば、特許文献２参照。）。このシェーディング補正は、ラインセンサ各画素の感度特性のばらつきを補正する技術であって、白基準データと黒基準データに基づいて、画像データを規格化することによって各画素の感度ばらつきを補正している。このため、シェーディング補正では、各ラインセンサ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各画素毎にそれぞれ白基準データと黒基準データをもつ。
　さらに、カラーラインセンサ用にＲＧＢ各色について設けられた３つのシェーディング補正回路をもつデータ処理回路がある（例えば、特許文献３参照。）。
特開２０１２－４２２９７号公報 特開平８－３０７６７２号公報 特開２００９－９４９２８号公報
　上記のシェーディング補正技術では、ＲＧＢの３つの撮像素子に対して、ＲＧＢそれぞれの撮像素子についての補正データは持つものの、これらの補正データは、特定の照明条件における補正データであって、複数の照明条件毎の補正データは有していない。
　しかし、撮像時の照明条件が異なればシェーディング補正のためのデータも変化する。そのため、複数の照明を切り替えて撮像する場合等のように複数の撮像条件を切り替えて撮像する場合には、１つの撮像条件における補正データだけでは正確なシェーディング補正は困難である。
　本発明は、複数の撮像条件に対応した校正を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る撮像装置は、被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
　前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
　前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
を備えることを特徴とする。
　本発明に係る撮像装置によれば、撮像条件に対応する校正データによって撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件に対応した適切な校正を行うことができる。
実施の形態１に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る撮像装置を含む照明付き撮像システムの構成を示すブロック図である。 図２の撮像装置のシェーディング補正手段の動作を示す概略図である。 シェーディング補正データを構成する各画素の白基準と黒基準と、補正前の画像信号と、補正後の画像信号と、を示すグラフである。 ｍｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、校正を行って校正後の画像データを得る撮像方法のフローチャートである。 実施の形態３に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態５に係る検査装置の構成を示すブロック図である。
　第１の態様に係る撮像装置は、被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
　前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
　前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
を備えることを特徴とする。
　第２の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段であってもよい。
　第３の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する校正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記蓄積時間に関する校正データを用いて前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間を調整する手段であってもよい。
　第４の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段におけるゲインに関する校正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記ゲインに関する校正データを用いて前記撮像手段におけるゲインを調整する手段であってもよい。
　第５の態様に係る撮像装置は、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記校正データは、撮像時の照明条件に対応して校正を行うための校正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えに対応して、前記複数の校正データから撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えて校正を行ってもよい。
　上記構成によって、照明条件毎に対応する校正データを用いた校正ができる。また、撮像装置内部で校正を行うことで、外部出力時の低階調化の影響を受けることなく高階調画像信号による高精度な補正処理ができる。
　第６の態様に係る撮像装置は、上記第５の態様において、前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えてもよい。
　上記構成によって、照明条件の切り替えと同期して校正データを切り替えることで、各照明条件ごとに対応する校正を順次実行できる。
　第７の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替えてもよい。
　第８の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、校正後の画像データの画像信号を低階調化して外部に出力する出力手段を備えてもよい。
　第９の態様に係る検査装置は、上記第１から第８のいずれかの態様における前記撮像装置を含む。
　第１０の態様に係る検査装置は、被検査物に異なる複数の照明条件を切り替えて照明可能な照明手段と、
　前記照明手段で照明された前記被検査物の画像データを得る撮像手段と、
　前記複数の照明条件に対応して前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
　撮像時の照明条件の切り替えに対応して前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
　前記校正後の画像データに基づいて前記被検査物の検査を行う検査手段と、
を備えることを特徴とする。
　第１１の態様に係る検査装置は、上記第１０の態様において、前記照明手段は、それぞれ異なる照明条件で照明する複数の照明装置を備えてもよい。
　第１２の態様に係る検査装置は、上記第１０又は第１１の態様において、前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段であってもよい。
　第１３の態様に係る検査装置は、上記第１０又は第１１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する校正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記蓄積時間に関する校正データを用いて前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間を調整する手段であってもよい。
　第１４の態様に係る検査装置は、上記第１０又は第１１の態様において、前記校正データは、前記撮像手段におけるゲインに関する校正データであってもよい。
　この場合に、前記校正手段は、前記ゲインに関する校正データを用いて前記撮像手段におけるゲインを調整する手段であってもよい。
　第１５の態様に係る検査装置は、上記第１０から第１４のいずれかの態様において、前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えてもよい。
　上記構成によって、照明条件の切り替えと同期して校正データを切り替えることで、各照明条件ごとに対応する校正を順次実行できる。
　第１６の態様に係る検査装置は、上記第１０から第１５のいずれかの態様において、前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替えてもよい。
　以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置及び検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
＜撮像装置＞
　図１は、実施の形態１に係る撮像装置１０の構成を示すブロック図である。この撮像装置１０は、被撮像物５の画像データを得る撮像手段１と、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するための校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを記憶する記憶手段２と、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する校正手段３と、を備える。また、校正後の画像データの画像信号を外部に出力する出力手段４を備えてもよい。
　この撮像装置では、撮像条件に対応する校正データによって撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件に対応した適切な校正を行うことができる。また、撮像装置１０の内部において、校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する記憶手段２と、校正手段３とを備えるので、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。
　以下に、この撮像装置１０を構成する各構成要素について説明する。
　＜撮像手段＞
　撮像手段１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子１ａと、撮像素子１ａを制御する撮像制御手段１ｂとを含んでもよい。また、撮像手段１は、ラインセンサあるいはエリアセンサのいずれであってもよい。例えば、被撮像物５が搬送されている場合には、搬送方向に沿って高速に走査するために、ラインセンサを用いてもよい。ラインセンサは単一のモノクロラインセンサであってもよい。
　＜記憶手段＞
　記憶手段２は、複数の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有している。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するためのものである。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとしては、例えば、シェーディング補正データであってもよい。あるいは、校正データは、画像全体の明るさを調整するための校正データ、例えば、撮像手段１における撮像素子１ａの蓄積時間に関する校正データであってもよい。また、校正データは、撮像手段１におけるゲインに関する校正データであってもよい。なお、校正データがシェーディング補正データである場合については実施の形態２において詳述する。
　＜校正手段＞
　校正手段３によって、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する。校正手段３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記校正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。
　また、校正データが撮像手段１における撮像素子の蓄積時間に関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１の撮像素子の蓄積時間を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得ることができる。実際には、校正手段３は、記憶手段２から蓄積時間に関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることで撮像素子１ａの蓄積時間を変更する。
　校正データが撮像手段１におけるゲインに関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１のゲイン（アナログゲイン又はデジタルゲイン）を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得る。実際には、校正手段３は、記憶手段２からゲインに関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることでゲインを変更する。
　なお、校正手段３は、撮像手段１における撮像と同期して校正データを切り替えてもよい。
　＜出力手段＞
　出力手段４によって校正後の画像データの画像信号を外部に出力する。
　なお、出力手段４は、外部出力時に伝送レートが制限される場合があり、画像信号を低階調化処理して外部出力する場合がある。この場合には、高精度の画像信号の精度を低下させて出力する。
　この撮像装置１０では、上述のように、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。なお、その後の外部出力で校正済み画像データは低階調化処理を受けるが、低階調化処理後に校正を行った場合に比べて低階調化の影響、例えば大幅な桁落ちなど、を受けないため、精度低下の影響を抑制できる。
　＜バッファメモリ＞
　この撮像装置１０では、撮像手段１と校正手段３との間にバッファメモリを設けてもよい。バッファメモリは、撮像手段１からの画像信号を一時的に保持しておくことができる。これによって、撮像のタイミングと校正のタイミングとを同期させない場合にも、校正前の画像データを所定期間にわたって保持できる。
（実施の形態２）
＜撮像装置＞
　図２は、実施の形態２に係る撮像装置１０ａを含む照明付き撮像システム３０の構成を示すブロック図である。この撮像装置１０ａは、被撮像物５の画像データを得る撮像手段１１と、画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを記憶する記憶手段１２と、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを用いて画像データをシェーディング補正するシェーディング補正手段１３と、を備える。また、補正後の画像データの画像信号を外部に出力する出力手段１４を備えてもよい。
　この撮像装置１０ａでは、撮像時の照明条件に対応するシェーディング補正データによって画像データをシェーディング補正できるので、撮像条件に対応した適切な補正を行うことができる。また、この撮像装置１０ａは、その内部において、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有する記憶手段１２と、シェーディング補正手段１３とを備える。そこで、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置の内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままでシェーディング補正を行うことができ、高精度の補正済みの画像データを得ることができる。
　以下に、この撮像装置１０ａを構成する各構成要素について説明する。
　＜撮像手段＞
　撮像手段１１は、実施の形態１における撮像手段１と実質的に同様のものを用いることができる。そこで、詳細の説明を省略する。
　なお、図２では、レンズ１５を撮像手段１１とは分離して示しているが、これは、単に略真上から撮像している撮像状態を示すために便宜的にレンズ１５を撮像手段１１から分離して示しているにすぎない。なお、レンズ１５は、撮像手段１１に含まれてもよい。また、図２では撮像装置を一体のものとして示しているが、例えば、ヘッド分離型の構成（撮像手段１１とレンズ１５がヘッド部、それより後段の処理部がコントローラ部として分離した構造）であってもよい。
　＜記憶手段＞
　記憶手段１２は、複数のシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有している。各シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、各照明条件について、撮像手段１１の撮像素子１１ａの各画素の白基準と黒基準とからなる。例えば、図４は、シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗと黒基準Ｂとを示すグラフである。図４の横軸は、画素位置を表し、縦軸は、輝度を表している。
　また、第１シェーディング補正データ１２ａ、第２シェーディング補正データ１２ｂ、第３シェーディング補正データ１２ｃ、第４シェーディング補正データ１２ｄは、それぞれ照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）、照明Ｌ４（１８ｄ）による照明条件に対応している。なお、照明の数とシェーディング補正データの数とは一致している必要はなく、様々な照明条件の組み合わせに対応した複数のシェーディング補正データを必要な数だけ記憶しておき、照明条件の切り替えに対応して適切なシェーディング補正データを用いればよい。
　シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗは、各照明毎に白の校正板を用いて撮像して得ることができる。あるいは、各照明から撮像手段１１の撮像素子１１ａに直接照射して撮像して白基準Ｗを得る場合もある。黒基準Ｂは、撮像手段１１の撮像素子１１ａに全く光が入らない状態、例えば、レンズ１５にフタをした状態で撮像して得ることができる。あるいは、白基準Ｗと同様に、各照明毎に黒の校正板を用いて撮像して黒基準Ｂを得るようにしてもよい。なお、黒基準Ｂは、すべての照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄについて共通のデータとしてもよい。
　＜シェーディング補正手段＞
　シェーディング補正手段１３は、シェーディング補正データを用いて画像データをシェーディング補正する。シェーディング補正手段１３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記補正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。
なお、シェーディング補正手段１３を電気回路として構成した場合には、照明条件毎に設けた複数のシェーディング補正回路を、撮像および照明の点灯と同期して切り替えることで、照明切り替えの度に記憶手段１２からシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを読み出す時間が不要になり、より高速な補正処理ができる。
　図３は、図２の撮像装置１０ａのシェーディング補正手段１３の動作を示す概略図である。図４は、１つのシェーディング補正データを構成する各画素ｉの白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉを全画素にわたってそれぞれ要素として含む白基準Ｗと黒基準Ｂと、各画素ｉの補正前の画像信号Ｓｉを全画素にわたって要素として含む補正前の画像信号Ｓと、各画素ｉの補正後の画像信号Ｓ’ｉを全画素にわたって要素として含む補正後の画像信号Ｓ’、の一例を示すグラフである。
　シェーディング補正手段１３によるシェーディング補正について以下に説明する。
（ａ）シェーディング補正手段１３は、画像信号Ｓと、撮像条件である照明条件に対応するシェーディング補正データを構成する白基準Ｗ及び黒基準Ｂと、をそれぞれラインメモリ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに記憶する。
（ｂ）次いで、各画素ｉごとに白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｗｉ－Ｂｉ）と、画像信号Ｓｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｓｉ－Ｂｉ）をそれぞれ算出する。
（ｃ）その後、各画素ｉごとに画像信号Ｓｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｓｉ－Ｂｉ）を白基準Ｗｉと黒基準Ｂｉとの差（Ｗｉ－Ｂｉ）で除して規格化した値（Ｓｉ－Ｂｉ）／（Ｗｉ－Ｂｉ）を得る。
（ｄ）この規格化値にｎビットの画像信号Ｓｉの最大値２ｎ－１を乗じた値（Ｓｉ－Ｂｉ）／（Ｗｉ－Ｂｉ）＊（２ｎ－１）を補正後の画像信号Ｓ’ｉとして出力する。
　以上によって、照明条件に対応したシェーディング補正を行うことができる。
　＜出力手段＞
　出力手段１４は、実施の形態１における出力手段４と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　＜バッファメモリ＞
　バッファメモリは、実施の形態１におけるバッファメモリと実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
＜照明付き撮像システム＞
　照明付き撮像システム３０は、実施の形態２に係る撮像装置１０ａと、同期信号発生手段１６と、照明制御手段１７と、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと、を備える。この照明付き撮像システム３０は、特開２０１２－４２２９７号公報に記載のように、撮像手段１１の撮像タイミングに同期して複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを切り替えながら撮像する、いわゆるスイッチング撮像方式で駆動させることができる。
　なお、この照明付き撮像システム３０は、撮像手段１１の撮像タイミングと複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えとを同期させることなく駆動してもよく、撮像タイミングと照明の切り替えとの同期は、必須の構成ではない。
　以下に、この照明付き撮像システム３０を構成する各構成要素について説明する。
　＜撮像装置＞
　撮像装置１０ａは、上記撮像装置１０ａを利用できるので、説明を省略する。
　＜照明＞
　この照明付き撮像システム３０では、拡散反射光となる照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）と、正反射光となる照明Ｌ４（１８ｄ）とを有している。また、照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を照射し、照明Ｌ４（１８ｄ）は、白色光を照射する。
　なお、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの数は４つに限られるものではない。例えば、照明の数は１つ、２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。また上記の例では、３つの拡散反射光と、１つの正反射光との組合せで構成しているが、これに限られず、例えば、さらに透過光を組み合わせてもよい。
　＜同期信号発生手段＞
　同期信号発生手段１６は、撮像手段１１と、シェーディング補正手段１３と、照明制御手段１７と、に同期信号を送り、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えと、撮像のタイミングと、を同期させる。また、撮像の終了後、次の照明への切り替えと、１つ前の照明によって撮像された画像信号についてのシェーディング補正とを、同期させる。したがって、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えと、１つ前の照明に対応するシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの読み込みとを同期させることとなる。
　なお、同期信号発生手段１６は、撮像装置１０ａ、照明制御手段１７のいずれに設けられていてもよい。あるいは、別体として設けられていてもよい。
　＜照明制御手段＞
　照明制御手段１７によって照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを制御する。照明制御手段１７は、上記同期信号に基づいて照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを順次切り替える。なお、スイッチング撮像における照明の制御は、複数の照明を順次切り替えることだけに限られず、例えば、２つ以上の照明を組み合わせて同時に照射してもよく、また、１つの照明を、波長や明るさを切り替えながら複数回照射してもよい。
　＜搬送手段＞
　搬送手段１９は、例えば、被撮像物５を一方向に搬送するものであってもよい。搬送手段１９としては、例えば、ベルトコンベアであってもよい。
＜撮像方法＞
　図５は、ｍｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、校正を行って校正後の画像データを得る撮像方法のフローチャートである。
（１）予め、各照明毎のシェーディング補正データ・蓄積時間・ゲインを記憶手段に記憶する（Ｓ０１）。なお、各照明に対応するシェーディング補正データの取得は、上述のように各照明ごとの白基準及び黒基準を得ることに対応する。蓄積時間・ゲインについても各照明ごとの輝度と蓄積時間・ゲインとの関係を得ることによって、校正データが得られる。
（２）初期設定として、ｎ＝１、ｍ＝１に設定する（Ｓ０２）。
（３）ｎライン目の撮像を開始する（Ｓ０３）。
（４）ｍ番目の校正データで蓄積時間・ゲインを設定する（Ｓ０４）。例えば、照明が正反射光等のために明るすぎる場合には撮像手段１１の撮像素子１１ａの蓄積時間を減らすか又はゲインを低下させ、逆に透過光等のために暗すぎる場合には撮像素子１１ａの蓄積時間を増やすか又はゲインを増大させてもよい。
（５）ｍ番目の照明を点灯する（Ｓ０５）。
（６）露光して撮像し、画像信号を得る（Ｓ０６）。
（７）ｍ番目の照明を消灯する（Ｓ０７）。
（８）ｍ番目の校正データ（シェーディング補正データ）で画像信号をシェーディング補正して出力する（Ｓ０８）。
（９）照明の番号ｍがｍｍａｘか否か判断（Ｓ０９）し、ｍｍａｘである場合には照明の番号ｍを１にリセット（Ｓ１０）し、ｍｍａｘでない場合にはｍをインクリメント（ｍ＝ｍ＋１）（Ｓ１１）し、ステップＳ０４に戻る。なお、照明の番号ｍのリセット（Ｓ１０）は、この段階で行う場合に限られない。例えば、ｎライン目の撮像を開始する（Ｓ０３）際に同時に照明の番号ｍをリセットしてもよい。
（１０）照明の番号ｍを１にリセットした後、ラインの番号ｎがｎｍａｘであるか判断（Ｓ１２）し、ｎｍａｘである場合には撮像を終了する。ラインの番号ｎがｎｍａｘでない場合、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）（Ｓ１３）し、ステップＳ０３に戻る。
　以上によって、ｍｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、各照明条件に対応する校正データ（シェーディング補正データ、蓄積時間、ゲイン）を用いて撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正して、校正後の画像データを得ることができる。
　上記撮像方法によれば、ラインセンサ等の撮像手段１１の画素ごとの感度ムラと、照明条件の差異に起因する照明ムラとを、撮像装置１０ａの内部で同時に補正することができる。
　なお、上記撮像方法では、シェーディング補正、蓄積時間、ゲインの全てを校正する場合について説明したが、これら全てを校正する必要はない。シェーディング補正、蓄積時間、ゲインのいずれか１つ又はこれらの組合せについて校正を行ってもよい。
（実施の形態３）
＜検査装置＞
　図６は、実施の形態３に係る検査装置４０の構成を示すブロック図である。この検査装置４０は、撮像装置１０ｂと、同期信号発生手段１６と、照明制御手段１７と、複数の照明装置である照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと、制御装置２０と、を備える。この検査装置４０は、特開２０１２－４２２９７号公報に記載のように、同期信号発生手段１６による同期信号によって、撮像装置１０ｂにおける撮像手段１の撮像タイミングに同期して複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄによる照明条件を切り替えながら撮像する、いわゆるスイッチング撮像方式で駆動させることができる。複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、照明制御手段１７によって制御できる。
　この検査装置４０では、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するための各照明条件に対応する校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを記憶する記憶手段２と、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する校正手段３と、を備える。これによって、照明条件に対応する校正データによって撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、照明条件に対応した適切な校正を行うことができる。
　上記記憶手段２と、校正手段３は、制御装置２０に含むように構成しているが、これに限られない。例えば、実施の形態２に示すように、撮像装置１０ｂに含む構成としてもよい。また、制御装置２０は、校正後の画像データに基づいて被検査物の検査を行う検査手段２５を備える。
　なお、この検査装置４０は、撮像装置１０ｂにおける撮像手段１の撮像タイミングと複数の照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄによる照明条件の切り替えとを同期させることなく駆動してもよく、撮像タイミングと照明条件の切り替えとの同期は、必須の構成ではない。
　＜撮像装置＞
　この撮像装置１０ｂは、被検査物の画像データを得る撮像手段１を備える。また、画像データの画像信号を低階調化して外部に出力する出力手段４を備えてもよい。
　　＜撮像手段＞
　撮像手段１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子１ａと、撮像素子１ａを制御する撮像制御手段１ｂとを含んでもよい。また、撮像手段１は、ラインセンサあるいはエリアセンサのいずれであってもよい。例えば、被検査物が搬送されている場合には、搬送方向に沿って高速に走査するために、ラインセンサを用いてもよい。ラインセンサは単一のモノクロラインセンサであってもよい。
　なお、図１では、レンズ１５を撮像手段１とは分離して示しているが、これは、単に略真上から撮像している撮像状態を示すために便宜的にレンズ１５を撮像手段１から分離して示しているにすぎない。なお、レンズ１５は、撮像手段１に含まれてもよい。また、図１では撮像装置を一体のものとして示しているが、例えば、ヘッド分離型の構成（撮像手段１とレンズ１５がヘッド部、それより後段の処理部がコントローラ部として分離した構造）であってもよい。
　　＜出力手段＞
　出力手段４によって画像データの画像信号を撮像装置１０ｂの外部に出力する。
　なお、出力手段４は、外部出力時に伝送レートが制限される場合があり、画像信号を低階調化処理して外部出力する場合がある。この場合には、高精度の画像信号の精度を低下させて出力する。
　＜制御装置＞
　制御装置２０は、記憶手段２と、校正手段３と、検査手段２５と、を備える。なお、撮像手段１と校正手段３との間にバッファメモリを設けてもよい。
　　＜記憶手段＞
　記憶手段２は、各照明条件に対応する複数の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有している。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するためのものである。校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとしては、例えば、シェーディング補正データであってもよい。あるいは、校正データは、画像全体の明るさを調整するための校正データ、例えば、撮像手段１における撮像素子１ａの蓄積時間に関する校正データであってもよい。また、校正データは、撮像手段１におけるゲインに関する校正データであってもよい。なお、校正データがシェーディング補正データである場合については実施の形態４において詳述する。
　　＜校正手段＞
　校正手段３によって、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する。校正手段３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記校正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。
　また、校正データが撮像手段１における撮像素子の蓄積時間に関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１の撮像素子の蓄積時間を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得ることができる。実際には、校正手段３は、記憶手段２から蓄積時間に関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることで撮像素子１ａの蓄積時間を変更する。
　校正データが撮像手段１におけるゲインに関する校正データの場合には、校正手段３によって撮像手段１のゲイン（アナログゲイン又はデジタルゲイン）を校正データに基づいて変更し、露光、撮像を行って画像データを得る。実際には、校正手段３は、記憶手段２からゲインに関する設定値の校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれかを読み出し、その値を撮像手段１にセットすることでゲインを変更する。
　なお、校正手段３は、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄによる照明条件の切り替え、及び、撮像手段１における撮像に同期して校正データを切り替えてもよい。
　　＜検査手段＞
　検査手段２５によって校正後の画像データに基づいて被検査物５の検査を行う。例えば、画像データについてパターンマッチングの手法を用いて被検査物５の形状、模様、色彩等を検査してもよい。また、種々の画像処理フィルタを用いて被検査物５の欠陥を抽出してもよい。
　また、異なる照明条件で撮像した複数の画像データを組み合わせて検査することで、単一の照明条件で得られた画像データだけでは判別できないような欠陥も検査することができる。例えば、異なる波長の照明で被検査物５を撮像した複数の画像データをそれぞれ異なる色で表して、各画像データを合成してカラー画像を作成し、合成したカラー画像を基にして被検査物５の検査を行ってもよい。
　なお、上記校正後の画像データとは、例えば、校正が画像データに関するもの、例えばシェーディング補正等の画像データの校正である場合には「校正後の画像データ」であり、校正が蓄積時間又はゲインについての撮像手段の校正の場合には、「校正後の撮像手段で得た画像データ」を意味する。
　このとき本発明に係る検査装置４０によれば、撮像時の照明条件に対応する校正データで校正するため、異なる照明条件で撮像した複数の画像データを容易に組み合わせることができる。
　　＜バッファメモリ＞
　この制御装置２０では、撮像手段１と校正手段３との間にバッファメモリを設けてもよい。バッファメモリは、撮像手段１からの画像信号を一時的に保持しておくことができる。これによって、撮像のタイミングと校正のタイミングとを同期させない場合にも、校正前の画像データを所定期間にわたって保持できる。
　＜照明手段＞
　照明手段は、被検査物５に異なる複数の照明条件を切り替えて照明できる。この検査装置４０では、照明手段として、拡散反射光となる照明装置である照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）と、正反射光となる照明装置である照明Ｌ４（１８ｄ）とを有している。また、照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）を照射し、照明Ｌ４（１８ｄ）は、白色光を照射する。
　なお、照明手段は、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの４つに限られるものではない。例えば、照明装置の数は１つ、２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。また上記の例では、照明手段を、３つの拡散反射光と、１つの正反射光との組合せで構成しているが、これに限られず、例えば、さらに透過光（図示せず）を組み合わせてもよい。また、同じ拡散反射光についても異なる入射角度の拡散反射光を設けてもよい。これによって、入射角度が浅い場合に見えやすい異物と、入射角度が深い場合に見えやすい異物の双方を検査できる。
　＜同期信号発生手段＞
　同期信号発生手段１６は、撮像手段１と、校正手段３と、照明制御手段１７と、に同期信号を送り、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄによる照明条件の切り替えと、撮像のタイミングと、を同期させる。また、撮像の終了後、次の照明条件への切り替えと、１つ前の照明条件によって撮像された画像信号についての校正とを、同期させる。したがって、照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの切り替えと、１つ前の照明条件に対応する校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの読み込みとを同期させることとなる。
　なお、同期信号発生手段１６は、撮像装置１０ｂ、照明制御手段１７、制御装置２０のいずれに設けられていてもよい。あるいは、別体として設けられていてもよい。
　＜照明制御手段＞
　照明制御手段１７によって照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを制御する。照明制御手段１７は、上記同期信号に基づいて照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを順次切り替える。なお、スイッチング撮像における照明条件の制御は、複数の照明を順次切り替えることだけに限られず、例えば、２つ以上の照明を組み合わせて同時に照射してもよく、また、１つの照明を、波長や明るさを切り替えながら複数回照射してもよい。
　なお、照明制御手段１７は、撮像装置１０ｂ、制御装置２０のいずれに設けられていてもよい。あるいは、別体として設けられていてもよい。
　＜搬送手段＞
　搬送手段１９は、例えば、被検査物を一方向に搬送するものであってもよい。搬送手段１９としては、例えば、ベルトコンベアであってもよい。
　なお、この検査装置４０において、搬送手段１９は必須の構成ではない。例えば、撮像手段１としてラインセンサを用いた場合には、搬送手段１９によって被検査物を一方向に搬送して被検査物の全体を撮像することができる。一方、撮像手段１としてエリアセンサを用いた場合にはそのままで被検査物の全体を撮像できるので、搬送手段１９は必要とされない。
＜撮像方法＞
　ｍｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、校正を行って校正後の画像データを得る撮像方法は、図５の撮像方法のフローチャートと実質的に同様であるので、説明を省略する。
　このｍｍａｘ個の照明を順次切り替えて撮像を行うスイッチング撮像において、各照明条件に対応する校正データ（シェーディング補正データ、蓄積時間、ゲイン）を用いて撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正して、校正後の画像データを得ることができる。
　上記撮像方法によれば、ラインセンサ等の撮像手段１の画素ごとの感度ムラと、照明条件の差異に起因する照明ムラとを、同時に補正することができる。
　なお、上記撮像方法では、シェーディング補正、蓄積時間、ゲインの全てを校正する場合について説明したが、これら全てを校正する必要はない。シェーディング補正、蓄積時間、ゲインのいずれか１つ又はこれらの組合せについて校正を行ってもよい。
（実施の形態４）
　図７は、実施の形態４に係る検査装置４０ａの構成を示すブロック図である。この検査装置４０ａは、実施の形態３に係る検査装置４０と対比すると、記憶手段２及び校正手段３を制御装置２０ではなく、撮像装置１０ｃにおいて備える点で相違する。具体的には、撮像装置１０ｃは、撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正するための各照明条件に対応する校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを記憶する記憶手段２と、校正データを用いて撮像手段１と画像データとの少なくとも一方を校正する校正手段３と、を備える。
　このように撮像装置１０ｃの内部において、各照明条件に対応する校正データ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する記憶手段２と、校正手段３とを備えるので、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０ｃの内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままで校正することができ、高精度の校正済みの画像データを得ることができる。
　なお、その後の外部出力で校正済み画像データは低階調化処理を受けるが、低階調化処理後に校正を行った場合に比べて低階調化の影響、例えば大幅な桁落ちなど、を受けないため、精度低下の影響を抑制できる。
（実施の形態５）
＜検査装置＞
　図８は、実施の形態５に係る検査装置４０ｂの構成を示すブロック図である。この検査装置４０ｂは、実施の形態４に係る検査装置４０ａと対比すると、検査装置４０ｂを構成する撮像装置１０ｄが、画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを記憶する記憶手段１２と、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを用いて画像データをシェーディング補正するシェーディング補正手段１３と、を備える点で相違する。また、照明において、透過光となる照明Ｌ５（１８ｅ）をさらに設けている点で相違する。なお、それ以外の構成については実施の形態４に係る検査装置と実質的に同一である。
　この検査装置４０ｂでは、撮像時の照明条件に対応するシェーディング補正データによって画像データをシェーディング補正できるので、照明条件に対応した適切な補正を行うことができる。また、この検査装置４０ｂを構成する撮像装置１０ｄは、その内部において、シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを有する記憶手段１２と、シェーディング補正手段１３とを備える。そこで、外部に出力して処理する場合と比べて、外部出力の際の低階調化処理の影響を受けることなく、撮像装置１０ｄの内部で高精度の画像データ（高階調画像信号）のままでシェーディング補正を行うことができ、高精度の補正済みの画像データを得ることができる。
　以下に、この検査装置４０ｂを構成する各構成要素について説明する。
　＜撮像装置＞
　検査装置４０ｂの撮像装置１０ｄを構成する各構成要素について説明する。
　　＜撮像手段＞
　撮像手段１１は、実施の形態３及び４における撮像手段１と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　　＜記憶手段＞
　記憶手段１２は、複数のシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを有している。各シェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、各照明条件について、撮像手段１１の撮像素子１１ａの各画素の白基準と黒基準とからなる。例えば、図４は、シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗと黒基準Ｂとを示すグラフである。図４の横軸は、画素位置を表し、縦軸は、輝度を表している。
　また、第１シェーディング補正データ１２ａ、第２シェーディング補正データ１２ｂ、第３シェーディング補正データ１２ｃ、第４シェーディング補正データ１２ｄ、第５シェーディング補正データ１２ｅは、それぞれ照明Ｌ１（１８ａ）、照明Ｌ２（１８ｂ）、照明Ｌ３（１８ｃ）、照明Ｌ４（１８ｄ）、照明Ｌ５（１８ｅ）による照明条件に対応している。なお、照明の数とシェーディング補正データの数とは一致している必要はなく、様々な照明条件の組み合わせに対応した複数のシェーディング補正データを必要な数だけ記憶しておき、照明条件の切り替えに対応して適切なシェーディング補正データを用いればよい。
　シェーディング補正データを構成する各画素の白基準Ｗは、各照明毎に白の校正板を用いて撮像して得ることができる。あるいは、各照明から撮像手段１１の撮像素子１１ａに直接照射して撮像して白基準Ｗを得る場合もある。黒基準Ｂは、撮像手段１１の撮像素子１１ａに全く光が入らない状態、例えば、レンズ１５にフタをした状態で撮像して得ることができる。あるいは、白基準Ｗと同様に、各照明毎に黒の校正板を用いて撮像して黒基準Ｂを得るようにしてもよい。なお、黒基準Ｂは、すべての照明１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅについて共通のデータとしてもよい。
　　＜シェーディング補正手段＞
　シェーディング補正手段１３は、実施の形態３及び４における校正手段３に対応する。このシェーディング補正手段１３は、シェーディング補正データを用いて画像データをシェーディング補正する。シェーディング補正手段１３は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記補正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。
　なお、シェーディング補正手段１３を電気回路として構成した場合には、照明条件毎に設けた複数のシェーディング補正回路を、撮像および照明の点灯と同期して切り替えることで、照明切り替えの度に記憶手段１２からシェーディング補正データ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを読み出す時間が不要になり、より高速な補正処理ができる。
　なお、図８の検査装置４０ｂを構成する撮像装置１０ｄのシェーディング補正手段１３の動作を示す概略図は、図３と同様である。また、この検査装置４０ｂにおけるシェーディング補正データを構成する各画素の白基準と黒基準と、補正前の画像信号と、補正後の画像信号と、を示すグラフは、図４と同様である。そこで、シェーディング補正手段１３によるシェーディング補正についての説明も上記と同様であるので省略する。
　　＜出力手段＞
　出力手段１４は、実施の形態３及び４における出力手段４と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　　＜バッファメモリ＞
　バッファメモリは、実施の形態３におけるバッファメモリと実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　＜照明＞
　この検査装置４０ｂでは、透過光となる照明Ｌ５（１８ｅ）をさらに設けている。この透過光となる照明Ｌ５（１８ｅ）を用いることによって、例えば、透明な被検査物上の異物を検出しやすいという効果が得られる。
　＜同期信号発生手段＞
　同期信号発生手段１６は、実施の形態３及び４における同期信号発生手段１６と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　＜照明制御手段＞
　照明制御手段１７は、実施の形態３及び４における照明制御手段１７と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　＜搬送手段＞
　搬送手段１９は、実施の形態３及び４における搬送手段１９と実質的に同様のものを使用できる。そこで、詳細の説明を省略する。
　なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態が有する効果を奏することができる。
　本発明に係る撮像装置及び検査装置によれば、撮像条件、例えば照明条件に対応する校正データによって撮像手段と画像データとの少なくとも一方を校正できるので、撮像条件（照明条件）に対応した適切な校正を行うことができる。
１、１１　撮像手段
１ａ、１１ａ　撮像素子
１ｂ、１１ｂ　撮像制御手段
２、１２　記憶手段
２ａ　第１校正データ
２ｂ　第２校正データ
２ｃ　第３校正データ
２ｄ　第４校正データ
３　校正手段
４、１４　出力手段
５　被撮像物、被検査物
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ　撮像装置
１２ａ　第１シェーディング補正データ
１２ｂ　第２シェーディング補正データ
１２ｃ　第３シェーディング補正データ
１２ｄ　第４シェーディング補正データ
１３　シェーディング補正手段
１５　レンズ
１６　同期信号発生手段
１７　照明制御手段
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ　照明
１９　搬送手段
２０、２０ａ、２０ｂ　制御装置
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ　ラインメモリ
２５　検査手段
３０　照明付き撮像システム
４０、４０ａ、４０ｂ　検査装置

Claims (16)

  1. 　被撮像物の画像データを得る撮像手段と、
    　前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
    　前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
    を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであって、
    　前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段である、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記校正データは、前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する校正データであって、
    　前記校正手段は、前記蓄積時間に関する校正データを用いて前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間を調整する手段である、請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記校正データは、前記撮像手段におけるゲインに関する校正データであって、
    　前記校正手段は、前記ゲインに関する校正データを用いて前記撮像手段におけるゲインを調整する手段である、請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記校正データは、撮像時の照明条件に対応して校正を行うための校正データであって、
    　前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えに対応して、前記複数の校正データから撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替えて校正を行う、請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
  6. 　前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替える、請求項５に記載の撮像装置。
  7. 　前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替える、請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　校正後の画像データの画像信号を低階調化して外部に出力する出力手段を備える、請求項１に記載の撮像装置。
  9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載の前記撮像装置を含む、検査装置。
  10. 　被検査物に異なる複数の照明条件を切り替えて照明可能な照明手段と、
    　前記照明手段で照明された前記被検査物の画像データを得る撮像手段と、
    　前記複数の照明条件に対応して前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方を校正するための複数の校正データを記憶する記憶手段と、
    　撮像時の照明条件の切り替えに対応して、前記複数の校正データを切り替えて前記撮像手段と前記画像データとの少なくとも一方の校正を行う校正手段と、
    　前記校正後の画像データに基づいて前記被検査物の検査を行う検査手段と、
    を備えることを特徴とする検査装置。
  11. 　前記照明手段は、それぞれ異なる照明条件で照明する複数の照明装置を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の検査装置。
  12. 　前記校正データは、前記画像データをシェーディング補正するためのシェーディング補正データであって、
    　前記校正手段は、前記シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段である、請求項１０又は１１に記載の検査装置。
  13. 　前記校正データは、前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間に関する校正データであって、
    　前記校正手段は、前記蓄積時間に関する校正データを用いて前記撮像手段における撮像素子の蓄積時間を調整する手段である、請求項１０又は１１に記載の検査装置。
  14. 　前記校正データは、前記撮像手段におけるゲインに関する校正データであって、
    　前記校正手段は、前記ゲインに関する校正データを用いて前記撮像手段におけるゲインを調整する手段である、請求項１０又は１１に記載の検査装置。
  15. 　前記校正手段は、撮像時の前記照明条件の切り替えと同期して撮像時の前記照明条件に対応する校正データに切り替える、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の検査装置。
  16. 　前記校正手段は、前記撮像手段における撮像と同期して前記校正データを切り替える、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の検査装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019132771A (ja) * 2018-02-01 2019-08-08 凸版印刷株式会社 呈色反応観察補助システム、呈色反応観察補助方法及びプログラム
WO2023007606A1 (ja) * 2021-07-28 2023-02-02 ヤマハ発動機株式会社 撮像ユニット、表面実装機

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108737598A (zh) * 2018-04-04 2018-11-02 江西合力泰科技有限公司 带屏下摄像头的手机设计方法
JP2023141226A (ja) * 2022-03-23 2023-10-05 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 画像読取装置及び画像形成装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06253209A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Nikon Corp 画像読み取り装置
JP2001111795A (ja) * 1999-07-30 2001-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 画像読取装置
JP2011234245A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Nisca Corp 画像読取装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1244222C (zh) * 2001-08-22 2006-03-01 佳能株式会社 成像区域包括多个区域的成像传感装置输出的信号的处理
AU2003257827A1 (en) * 2002-08-14 2004-03-03 Konica Minolta Holdings, Inc. Image input device
JP4396654B2 (ja) * 2006-03-03 2010-01-13 ソニー株式会社 撮像装置、および露出制御方法、並びにコンピュータ・プログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06253209A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Nikon Corp 画像読み取り装置
JP2001111795A (ja) * 1999-07-30 2001-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 画像読取装置
JP2011234245A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Nisca Corp 画像読取装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019132771A (ja) * 2018-02-01 2019-08-08 凸版印刷株式会社 呈色反応観察補助システム、呈色反応観察補助方法及びプログラム
JP7127288B2 (ja) 2018-02-01 2022-08-30 凸版印刷株式会社 呈色反応観察補助システム、呈色反応観察補助方法及びプログラム
WO2023007606A1 (ja) * 2021-07-28 2023-02-02 ヤマハ発動機株式会社 撮像ユニット、表面実装機

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