CN107079074B - 摄像装置以及检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行与多个摄像条件对应的校准的摄像装置。摄像装置具备摄像单元，得到被摄像物的图像数据；存储单元，存储用于对摄像单元和图像数据的至少一个进行校准的多个校准数据；以及校准单元，切换多个校准数据，进行摄像单元和图像数据的至少一个的校准。

Description

摄像装置以及检查装置

技术领域

本发明涉及具有校准单元的摄像装置和检查装置，特别是涉及具有黑点校正单元的摄像装置和检查装置。

背景技术

作为基于对被检查物进行摄像而得到的图像数据来对存在于被检查物的表面的异物或瑕疵等进行检查的检查装置，存在与摄像定时同步地依次切换多个照明来进行摄像的检查装置（例如，参照专利文献1。）。

此外，近年来，讨论了对利用使用了CCD或CMOS等摄像元件的摄像装置得到的图像数据的明亮度的不均进行校正的技术。例如，作为对摄像元件的灵敏度或照明的偏差、起因于镜头等的明亮不均进行校正的技术，已知黑点校正（例如，参照专利文献2。）。该黑点校正为对线传感器各像素的灵敏度特性的偏差进行校正的技术，并且，基于白色基准数据和黑色基准数据来对图像数据进行规范化，由此，校正各像素的灵敏度偏差。因此，在黑点校正中，按照各线传感器（R、G、B）的各像素的每一个分别具有白色基准数据和黑色基准数据。

进而，存在具有用于彩色线传感器针对RGB各颜色设置的3个黑点校正电路的数据处理电路（例如，参照专利文献3。）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-42297号公报；

专利文献2：日本特开平8-307672号公报；

专利文献3：日本特开2009-94928号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在上述的黑点校正技术中，虽然相对于RGB这3个摄像元件而具有针对RGB每一个的摄像元件的校正数据，但是，这些校正数据为特定的照明条件下的校正数据，不具有多个照明条件的每一个的校正数据。

可是，只要摄像时的照明条件不同，则黑点校正用的数据也发生变化。因此，在如切换多个照明来进行摄像的情况等那样切换多个摄像条件来进行摄像的情况下，仅通过1个摄像条件下的校正数据难以进行正确的黑点校正。

本发明的目的在于提供一种能够进行与多个摄像条件对应的校准的摄像装置。

用于解决课题的方案

本发明的摄像装置的特征在于，具备：摄像单元，得到被摄像物的图像数据；存储单元，存储用于对所述摄像单元和所述图像数据的至少一个进行校准的多个校准数据；以及校准单元，切换所述多个校准数据，进行所述摄像单元和所述图像数据的至少一个的校准。

发明效果

根据本发明的摄像装置，能够利用与摄像条件对应的校准数据来对摄像单元和图像数据的至少一个进行校准，因此，能够进行与摄像条件对应的适当的校准。

附图说明

图1是示出实施方式1的摄像装置的结构的框图。

图2是示出包含实施方式2的摄像装置的带照明的摄像系统的结构的框图。

图3是示出图2的摄像装置的黑点校正（shading correction）单元的工作的概略图。

图4是示出构成黑点校正数据的各像素的白色基准和黑色基准、校正前的图像信号、以及校正后的图像信号的图表。

图5是在依次切换m_max个照明来进行摄像的转换（switching）摄像中进行校准来得到校准后的图像数据的摄像方法的流程图。

图6是示出实施方式3的检查装置的结构的框图。

图7是示出实施方式4的检查装置的结构的框图。

图8是示出实施方式5的检查装置的结构的框图。

具体实施方式

第一方式的摄像装置的特征在于，具备：摄像单元，得到被摄像物的图像数据；存储单元，存储用于对所述摄像单元和所述图像数据的至少一个进行校准的多个校准数据；以及校准单元，切换所述多个校准数据，进行所述摄像单元和所述图像数据的至少一个的校准。

第二方式的摄像装置是，在上述第一方式中，所述校准数据为用于对所述图像数据进行黑点校正的黑点校正数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用所述黑点校正数据来进行黑点校正的黑点校正单元也可。

第三方式的摄像装置是，在上述第一方式中，所述校准数据为与所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用与所述蓄积时间有关的校准数据来对所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间进行调整的单元也可。

第四方式的摄像装置是，在上述第一方式中，所述校准数据为与所述摄像单元中的增益有关的校准数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用与所述增益有关的校准数据来对所述摄像单元中的增益进行调整的单元也可。

第五方式的摄像装置是，在上述第一至第四的任一个的方式中，所述校准数据为用于与摄像时的照明条件对应地进行校准的校准数据也可。

在该情况下，所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换对应地根据所述多个校准数据切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据来进行校准也可。

通过上述结构，能够进行使用了与每个照明条件对应的校准数据的校准。此外，通过在摄像装置内部进行校准，从而能够在不受到外部输出时的低灰度化的影响的情况下进行利用高灰度图像信号的高精度的校正处理。

第六方式的摄像装置是，在上述第五方式中，所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换同步地切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据也可。

通过上述结构，与照明条件的切换同步地切换校准数据，由此，能够依次执行与各照明条件的每一个对应的校准。

第七方式的摄像装置是，在上述第一方式中，所述校准单元与所述摄像单元中的摄像同步地切换所述校准数据也可。

第八方式的摄像装置是，在上述第一方式中，具备输出单元，所述输出单元将校准后的图像数据的图像信号低灰度化并向外部输出也可。

第九方式的检查装置包含上述第一至第八的任一个的方式中的所述摄像装置。

第十方式的检查装置的特征在于，具备：照明单元，能够切换不同的多个照明条件来对被检查物进行照明；摄像单元，得到被所述照明单元照明的所述被检查物的图像数据；存储单元，存储用于与所述多个照明条件对应地对所述摄像单元和所述图像数据的至少一个进行校准的多个校准数据；校准单元，与摄像时的照明条件的切换对应地切换所述多个校准数据来进行所述摄像单元和所述图像数据的至少一个的校准；以及检查单元，基于所述校准后的图像数据来进行所述被检查物的检查。

第十一方式的检查装置是，在上述第十方式中，所述照明单元具备多个照明装置，所述多个照明装置分别以不同的照明条件进行照明也可。

第十二方式的检查装置是，在上述第十或第十一方式中，所述校准数据为用于对所述图像数据进行黑点校正的黑点校正数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用所述黑点校正数据来进行黑点校正的黑点校正单元也可。

第十三方式的检查装置是，在上述第十或第十一方式中，所述校准数据为与所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用与所述蓄积时间有关的校准数据来对所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间进行调整的单元也可。

第十四方式的检查装置是，在上述第十或第十一方式中，所述校准数据为与所述摄像单元中的增益有关的校准数据也可。

在该情况下，所述校准单元为使用与所述增益有关的校准数据来对所述摄像单元中的增益进行调整的单元也可。

第十五方式的检查装置是，在上述第十至第十四的任一个的方式中，所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换同步地切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据也可。

通过上述结构，与照明条件的切换同步地切换校准数据，由此，能够依次执行与各照明条件的每一个对应的校准。

第十六方式的检查装置是，在上述第十至第十五的任一个的方式中，所述校准单元与所述摄像单元中的摄像同步地切换所述校准数据也可。

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式的摄像装置和检查装置进行说明。再有，在附图中对实质上相同的构件标注相同的附图标记。

（实施方式1）

<摄像装置>

图1是示出实施方式1的摄像装置10的结构的框图。该摄像装置10具备：得到被摄像物5的图像数据的摄像单元1、存储用于对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的校准数据2a、2b、2c、2d的存储单元2、以及使用校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的校准单元3。此外，也可以具备将校准后的图像数据的图像信号向外部输出的输出单元4。

在该摄像装置中，能够利用与摄像条件对应的校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准，因此，能够进行与摄像条件对应的适当的校准。此外，在摄像装置10的内部具备：具有校准数据2a、2b、2c、2d的存储单元2和校准单元3，因此，与输出到外部来进行处理的情况相比，不会受到外部输出时的低灰度化处理的影响，能够在摄像装置10的内部在高精度的图像数据（高灰度图像信号）的状态下进行校准，能够得到高精度的校准完毕的图像数据。

在以下，对构成该摄像装置10的各结构要素进行说明。

<摄像单元>

摄像单元1也可以包含CCD、CMOS等摄像元件1a、以及对摄像元件1a进行控制的摄像控制单元1b。此外，摄像单元1为线传感器（line sensor）或区域传感器（area sensor）的哪一个都可以。例如，在被摄像物5被输送的情况下，为了沿着输送方向高速地进行扫描而使用线传感器也可。线传感器也可以为单一的单色线传感器（monochrome line sensor）。

<存储单元>

存储单元2具有多个校准数据2a、2b、2c、2d。校准数据2a、2b、2c、2d为用于对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的数据。作为校准数据2a、2b、2c、2d，例如也可以为黑点校正数据。或者，校准数据也可以为用于调整图像整体的明亮度的校准数据例如与摄像单元1中的摄像元件1a的蓄积时间有关的校准数据。此外，校准数据也可以为与摄像单元1中的增益（gain）有关的校准数据。再有，在实施方式2中对校准数据为黑点校正数据的情况详细地进行描述。

<校准单元>

通过校准单元3使用校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准。校准单元3例如通过电路做成物理的结构来实现也可。或者，通过在计算机上进行工作的计算机软件来实现也可。计算机只要具有作为通常的结构要素的CPU、ROM、RAM、硬盘、输入输出接口等之中的能够执行上述校准工作的需要最小限度的功能即可。

此外，在校准数据为与摄像单元1中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据的情况下，能够通过校准单元3基于校准数据来变更摄像单元1的摄像元件的蓄积时间，并且，进行曝光、摄像来得到图像数据。实际上，校准单元3从存储单元2读出与蓄积时间有关的设定值的校准数据2a、2b、2c、2d的任一个，在摄像单元1中设定该值，由此，变更摄像元件1a的蓄积时间。

在校准数据为与摄像单元1中的增益有关的校准数据的情况下，通过校准单元3基于校准数据来变更摄像单元1的增益（模拟增益或数字增益），并且，进行曝光、摄像来得到图像数据。实际上，校准单元3从存储单元2读出与增益有关的设定值的校准数据2a、2b、2c、2d的任一个，在摄像单元1中设定该值，由此，变更增益。

再有，校准单元3与摄像单元1中的摄像同步地切换校准数据也可。

<输出单元>

通过输出单元4将校准后的图像数据的图像信号向外部输出。

再有，关于输出单元4，存在在外部输出时传输速率被限制的情况，存在对图像信号进行低灰度化处理并进行外部输出的情况。在该情况下，使高精度的图像信号的精度降低并输出。

在该摄像装置10中，如上述那样，不会受到外部输出时的低灰度化处理的影响，能够在摄像装置10的内部在高精度的图像数据（高灰度图像信号）的状态下进行校准，能够得到高精度的校准完毕的图像数据。再有，在之后的外部输出中，校准完毕图像数据接受低灰度化处理，但是，与在低灰度化处理后进行校准的情况相比，不会受到低灰度化的影响例如大幅度的位数减少（cancellation of significant digits）等，因此，能够抑制精度降低的影响。

<缓冲存储器>

在该摄像装置10中，在摄像单元1与校准单元3之间设置缓冲存储器也可。缓冲存储器能够暂时保持来自摄像单元1的图像信号。由此，即使在不使摄像的定时与校准的定时同步的情况下，也能够遍及规定期间保持校准前的图像数据。

（实施方式2）

<摄像装置>

图2是示出包含实施方式2的摄像装置10a的带照明的摄像系统30的结构的框图。该摄像装置10a具备：得到被摄像物5的图像数据的摄像单元11、存储用于对图像数据进行黑点校正的黑点校正数据12a、12b、12c、12d的存储单元12、以及使用黑点校正数据12a、12b、12c、12d来对图像数据进行黑点校正的黑点校正单元13。此外，也可以具备将校正后的图像数据的图像信号向外部输出的输出单元14。

在该摄像装置10a中，能够利用与摄像时的照明条件对应的黑点校正数据来对图像数据进行黑点校正，因此，能够进行与摄像条件对应的适当的校正。此外，关于该摄像装置10a，在其内部具备：具有黑点校正数据12a、12b、12c、12d的存储单元12和黑点校正单元13。因此，与输出到外部来进行处理的情况相比，不会受到外部输出时的低灰度化处理的影响，能够在摄像装置的内部在高精度的图像数据（高灰度图像信号）的状态下进行黑点校正，能够得到高精度的校正完毕的图像数据。

在以下，对构成该摄像装置10a的各结构要素进行说明。

<摄像单元>

关于摄像单元11，能够使用与实施方式1中的摄像单元1实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

再有，在图2中，以与摄像单元11分离的方式示出镜头（lens）15，但是，这只不过是为了示出从大致正上方摄像的摄像状态而为了方便以从摄像单元11分离的方式示出镜头15。再有，镜头15也可以被包含在摄像单元11中。此外，在图2中，将摄像装置示出为整体的装置，但是，也可以为例如头分离型的结构（摄像单元11和镜头15作为头部并且比其后级的处理部作为控制器部而进行分离的构造）。

<存储单元>

存储单元12具有多个黑点校正数据12a、12b、12c、12d。各黑点校正数据12a、12b、12c、12d针对各照明条件而由摄像单元11的摄像元件11a的各像素的白色基准和黑色基准构成。例如，图4是示出构成黑点校正数据的各像素的白色基准W和黑色基准B的图表。图4的横轴表示像素位置，纵轴表示亮度。

此外，第一黑点校正数据12a、第二黑点校正数据12b、第三黑点校正数据12c、第四黑点校正数据12d分别对应于利用照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）、照明L4（18d）的照明条件。再有，照明的数目与黑点校正数据的数目不需要一致，只要存储有需要的数目的与各种照明条件的组合对应的多个黑点校正数据而与照明条件的切换对应地使用适当的黑点校正数据即可。

关于构成黑点校正数据的各像素的白色基准W，能够按照各照明的每一个使用白色的校准板来进行摄像而得到。或者，也存在从各照明向摄像单元11的摄像元件11a直接照射来进行摄像而得到白色基准W的情况。关于黑色基准B，能够在光完全未进入到摄像单元11的摄像元件11a中的状态例如在镜头15盖上盖子的状态下进行摄像而得到。或者，与白色基准W同样地按照各照明的每一个使用黑色的校准板来进行摄像而得到黑色基准B也可。再有，黑色基准B也可以针对全部照明18a、18b、18c、18d采用共同的数据。

<黑点校正单元>

黑点校正单元13使用黑点校正数据来对图像数据进行黑点校正。黑点校正单元13例如通过电路做成物理的结构来实现也可。或者，通过在计算机上进行工作的计算机软件来实现也可。计算机只要具有作为通常的结构要素的CPU、ROM、RAM、硬盘、输入输出接口等之中的能够执行上述校正工作的需要最小限度的功能即可。

再有，在将黑点校正单元13构成为电路的情况下，与摄像和照明的点亮同步地对按照每个照明条件设置的多个黑点校正电路进行切换，由此，每当照明切换时不需要从存储单元12读出黑点校正数据12a、12b、12c、12d的时间，能够进行更高速的校正处理。

图3是示出图2的摄像装置10a的黑点校正单元13的工作的概略图。图4是示出以下的一个例子的图表：遍及全部像素将构成1个黑点校正数据的各像素i的白色基准Wi和黑色基准Bi分别包含为要素的白色基准W和黑色基准B、遍及全部像素将各像素i的校正前的图像信号Si包含为要素的校正前的图像信号S、以及遍及全部像素将各像素i的校正后的图像信号S’i包含为要素的校正后的图像信号S’。

在以下对由黑点校正单元13进行的黑点校正进行说明。

（a）黑点校正单元13将图像信号S以及构成与作为摄像条件的照明条件对应的黑点校正数据的白色基准W和黑色基准B分别存储在线存储器22a、22b、22c中。

（b）接着，分别按照各像素i的每一个计算白色基准Wi与黑色基准Bi的差（Wi-Bi）以及图像信号Si与黑色基准Bi的差（Si-Bi）。

（c）之后，按照各像素i的每一个用白色基准Wi与黑色基准Bi的差（Wi-Bi）除图像信号Si与黑色基准Bi的差（Si-Bi）来得到规范化后的值（Si-Bi）/（Wi-Bi）。

（d）将对该规范化值乘以n位的图像信号Si的最大值2ⁿ-1后的值（Si-Bi）/（Wi-Bi）*（2ⁿ-1）输出为校正后的图像信号S’i。

通过以上，能够进行与照明条件对应的黑点校正。

<输出单元>

关于输出单元14，能够使用与实施方式1中的输出单元4实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

<缓冲存储器>

关于缓冲存储器，能够使用与实施方式1中的缓冲存储器实质上相同的存储器。因此，省略详细的说明。

<带照明的摄像系统>

带照明的摄像系统30具备：实施方式2的摄像装置10a、同步信号产生单元16、照明控制单元17、以及照明18a、18b、18c、18d。能够使该带照明的摄像系统30如特开2012-42297号公报所记载那样以一边与摄像单元11的摄像定时同步地切换多个照明18a、18b、18c、18d一边进行摄像的、所谓的转换摄像方式进行驱动。

再有，该带照明的摄像系统30也可以在不使摄像单元11的摄像定时与多个照明18a、18b、18c、18d的切换同步的情况下进行驱动，摄像定时与照明的切换的同步并不是必须的结构。

在以下，对构成该带照明的摄像系统30的各结构要素进行说明。

<摄像装置>

关于摄像装置10a，能够利用上述摄像装置10a，因此，省略说明。

<照明>

在该带照明的摄像系统30中，具有为漫反射光的照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）、以及为镜面反射光的照明L4（18d）。此外，照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）分别照射与R、G、B对应的红色光（R）、绿色光（G）、蓝色光（B），照明L4（18d）照射白色光。

再有，照明18a、18b、18c、18d的数目并不限于4个。例如，照明的数目也可以为1个、2个、3个或者5个以上。此外，在上述的例子中，使用3个漫反射光和1个镜面反射光的组合来构成，但是，并不限于此，例如，还组合透射光也可。

<同步信号产生单元>

同步信号产生单元16向摄像单元11、黑点校正单元13和照明控制单元17发送同步信号，使照明18a、18b、18c、18d的切换与摄像的定时同步。此外，在摄像结束后，使向下一个照明的切换与针对利用前1个照明摄像的图像信号的黑点校正同步。因此，使照明18a、18b、18c、18d的切换与对应于前1个照明的黑点校正数据12a、12b、12c、12d的读入同步。

再有，同步信号产生单元16被设置在摄像装置10a、照明控制单元17的哪一个中都可以。或者，分开地设置也可。

<照明控制单元>

通过照明控制单元17对照明18a、18b、18c、18d进行控制。照明控制单元17基于上述同步信号依次切换照明18a、18b、18c、18d。再有，转换摄像中的照明的控制并不仅限于依次切换多个照明，例如，也可以组合2个以上的照明同时进行照射，此外，也可以一边切换波长或明亮度一边多次照射1个照明。

<输送单元>

输送单元19例如也可以为在一个方向上输送被摄像物5的单元。作为输送单元19，例如也可以为带式输送机（belt conveyor）。

<摄像方法>

图5是在依次切换m_max个照明来进行摄像的转换摄像中进行校准来得到校准后的图像数据的摄像方法的流程图。

（1）预先将各照明的每一个的黑点校正数据、蓄积时间、增益存储在存储单元中（S01）。再有，与各照明对应的黑点校正数据的取得对应于如上述那样得到各照明的每一个的白色基准和黑色基准的情况。关于蓄积时间、增益也得到各照明的每一个的亮度与蓄积时间、增益的关系，由此，得到校准数据。

（2）作为初始设定，设定为n=1、m=1（S02）。

（3）开始第n线的摄像（S03）。

（4）使用第m个校准数据来设定蓄积时间、增益（S04）。例如，在照明由于镜面反射光等而过于明亮的情况下，减少摄像单元11的摄像元件11a的蓄积时间或者使增益降低，相反地，在由于透射光等而过于昏暗的情况下，增加摄像元件11a的蓄积时间或者使增益增大也可。

（5）点亮第m个照明（S05）。

（6）曝光并摄像，得到图像信号（S06）。

（7）熄灭第m个照明（S07）。

（8）使用第m个校准数据（黑点校正数据）对图像信号进行黑点校正并输出（S08）。

（9）判断照明的号码m是否为m_max（S09），在为m_max的情况下，将照明的号码m重置为1（S10），在不为m_max的情况下，增加m（m=m+1）（S11），返回到步骤S04。再有，照明的号码m的重置（S10）并不限于在该阶段中进行的情况。例如，也可以在开始第n线的摄像（S03）时同时将照明的号码m重置。

（10）在将照明的号码m重置为1之后，判断线的号码n是否为n_max（S12），在为n_max的情况下结束摄像。在线的号码n不为n_max的情况下，增加n（n=n+1）（S13），返回到步骤S03。

通过以上，在依次切换m_max个照明来进行摄像的转换摄像中，能够使用与各照明条件对应的校准数据（黑点校正数据、蓄积时间、增益）来对摄像单元和图像数据的至少一个进行校准，得到校准后的图像数据。

根据上述摄像方法，能够在摄像装置10a的内部同时对线传感器等摄像单元11的每个像素的灵敏度不均以及起因于照明条件的差异的照明不均进行校正。

再有，在上述摄像方法中，说明了对黑点校正、蓄积时间、增益全部进行校准的情况，但是，不需要对它们全部进行校准。也可以对黑点校正、蓄积时间、增益的任一个或它们的组合进行校准。

（实施方式3）

<检查装置>

图6是示出实施方式3的检查装置40的结构的框图。该检查装置40具备：摄像装置10b、同步信号产生单元16、照明控制单元17、作为多个照明装置的照明18a、18b、18c、18d、以及控制装置20。能够使该检查装置40如特开2012-42297号公报所记载那样以所谓的转换摄像方式进行驱动，所述所谓的转换摄像方式是一边根据由同步信号产生单元16生成的同步信号而与摄像装置10b中的摄像单元1的摄像定时同步地切换利用多个照明18a、18b、18c、18d的照明条件一边进行摄像的方式。关于多个照明18a、18b、18c、18d，能够通过照明控制单元17进行控制。

在该检查装置40中具备：存储用于对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的与各照明条件对应的校准数据2a、2b、2c、2d的存储单元2、以及使用校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的校准单元3。由此，能够利用与照明条件对应的校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准，因此，能够进行与照明条件对应的适当的校准。

上述存储单元2和校准单元3以包含在控制装置20中的方式构成，但是，并不限于此。例如，如实施方式2所示那样，也可以采用包含在摄像装置10b中的结构。此外，控制装置20具备基于校准后的图像数据来进行被检查物的检查的检查单元25。

再有，该检查装置40也可以在不使摄像装置10b中的摄像单元1的摄像定时与利用多个照明18a、18b、18c、18d的照明条件的切换同步的情况下进行驱动，摄像定时与照明条件的切换的同步并不是必须的结构。

<摄像装置>

该摄像装置10b具备得到被检查物的图像数据的摄像单元1，此外，也可以具备将图像数据的图像信号低灰度化并向外部输出的输出单元4。

<摄像单元>

摄像单元1也可以包含CCD、CMOS等摄像元件1a、以及对摄像元件1a进行控制的摄像控制单元1b。此外，摄像单元1为线传感器或区域传感器的哪一个都可以。例如，在被检查物被输送的情况下，为了沿着输送方向高速地进行扫描而使用线传感器也可。线传感器也可以为单一的单色线传感器。

再有，在图1中，以与摄像单元1分离的方式示出镜头15，但是，这只不过是为了示出从大致正上方摄像的摄像状态而为了方便以从摄像单元1分离的方式示出镜头15。再有，镜头15也可以被包含在摄像单元1中。此外，在图1中，将摄像装置示出为整体的装置，但是，也可以为例如头分离型的结构（摄像单元1和镜头15作为头部并且比其后级的处理部作为控制器部而进行分离的构造）。

<输出单元>

通过输出单元4将图像数据的图像信号向摄像装置10b的外部输出。

再有，关于输出单元4，存在在外部输出时传输速率被限制的情况，存在对图像信号进行低灰度化处理并进行外部输出的情况。在该情况下，使高精度的图像信号的精度降低并输出。

<控制装置>

控制装置20具备存储单元2、校准单元3、以及检查单元25。再有，在摄像单元1与校准单元3之间设置缓冲存储器也可。

<存储单元>

存储单元2具有与各照明条件对应的多个校准数据2a、2b、2c、2d。校准数据2a、2b、2c、2d为用于对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的数据。作为校准数据2a、2b、2c、2d，例如也可以为黑点校正数据。或者，校准数据也可以为用于调整图像整体的明亮度的校准数据例如与摄像单元1中的摄像元件1a的蓄积时间有关的校准数据。此外，校准数据也可以为与摄像单元1中的增益有关的校准数据。再有，在实施方式4中对校准数据为黑点校正数据的情况详细地进行描述。

<校准单元>

通过校准单元3使用校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准。校准单元3例如通过电路做成物理的结构来实现也可。或者，通过在计算机上进行工作的计算机软件来实现也可。计算机只要具有作为通常的结构要素的CPU、ROM、RAM、硬盘、输入输出接口等之中的能够执行上述校准工作的需要最小限度的功能即可。

此外，在校准数据为与摄像单元1中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据的情况下，能够通过校准单元3基于校准数据来变更摄像单元1的摄像元件的蓄积时间，并且，进行曝光、摄像来得到图像数据。实际上，校准单元3从存储单元2读出与蓄积时间有关的设定值的校准数据2a、2b、2c、2d的任一个，在摄像单元1中设定该值，由此，变更摄像元件1a的蓄积时间。

在校准数据为与摄像单元1中的增益有关的校准数据的情况下，通过校准单元3基于校准数据来变更摄像单元1的增益（模拟增益或数字增益），并且，进行曝光、摄像来得到图像数据。实际上，校准单元3从存储单元2读出与增益有关的设定值的校准数据2a、2b、2c、2d的任一个，在摄像单元1中设定该值，由此，变更增益。

再有，校准单元3也可以与利用照明18a、18b、18c、18d的照明条件的切换和摄像单元1中的摄像同步地切换校准数据。

<检查单元>

通过检查单元25基于校准后的图像数据来进行被检查物5的检查。例如，也可以针对图像数据使用图案匹配（pattern matching）的手法来检查被检查物5的形状、花纹、色彩等。此外，也可以使用各种图像处理滤波器来提取被检查物5的缺陷。

此外，将在不同的照明条件下摄像的多个图像数据组合来进行检查，由此，也能够检查仅通过在单一的照明条件下得到的图像数据而不能判别那样的缺陷。例如，使用分别不同的颜色来表示在不同的波长的照明下对被检查物5进行摄像后的多个图像数据，合成各图像数据来制作彩色图像，基于所合成的彩色图像来进行被检查物5的检查也可。

再有，上述校准后的图像数据是指在例如校准为与图像数据有关的校准例如黑点校正等图像数据的校准的情况下为“校准后的图像数据”，在校准为针对蓄积时间或增益的摄像单元的校准的情况下意味着“使用校准后的摄像单元得到的图像数据”。

此时，根据本发明的检查装置40，使用与摄像时的照明条件对应的校准数据来进行校准，因此，能够容易地组合在不同的照明条件下摄像的多个图像数据。

<缓冲存储器>

在该控制装置20中，在摄像单元1与校准单元3之间设置缓冲存储器也可。缓冲存储器能够暂时保持来自摄像单元1的图像信号。由此，即使在不使摄像的定时与校准的定时同步的情况下，也能够遍及规定期间保持校准前的图像数据。

<照明单元>

照明单元能够切换不同的多个照明条件来对被检查物5进行照明。在该检查装置40中，作为照明单元具有：作为为漫反射光的照明装置的照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）、以及作为为镜面反射光的照明装置的照明L4（18d）。此外，照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）分别照射与R、G、B对应的红色光（R）、绿色光（G）、蓝色光（B），照明L4（18d）照射白色光。

再有，照明单元并不限于照明18a、18b、18c、18d这4个。例如，照明装置的数目也可以为1个、2个、3个或者5个以上。此外，在上述的例子中，使用3个漫反射光和1个镜面反射光的组合来构成照明单元，但是，并不限于此，例如，还组合透射光（未图示）也可。此外，关于相同的漫反射光也设置不同的入射角度的漫反射光也可。由此，能够检查在入射角度浅的情况下容易看见的异物和在入射角度深的情况下容易看见的异物双方。

<同步信号产生单元>

同步信号产生单元16向摄像单元1、校准单元3和照明控制单元17发送同步信号，使利用照明18a、18b、18c、18d的照明条件的切换与摄像的定时同步。此外，在摄像结束后，使向下一个照明条件的切换与针对利用前1个照明条件摄像的图像信号的校准同步。因此，使照明18a、18b、18c、18d的切换与对应于前1个照明条件的校准数据2a、2b、2c、2d的读入同步。

再有，同步信号产生单元16被设置在摄像装置10b、照明控制单元17、控制装置20的哪一个中都可以。或者，分开地设置也可。

<照明控制单元>

通过照明控制单元17对照明18a、18b、18c、18d进行控制。照明控制单元17基于上述同步信号依次切换照明18a、18b、18c、18d。再有，转换摄像中的照明条件的控制并不仅限于依次切换多个照明，例如，也可以组合2个以上的照明同时进行照射，此外，也可以一边切换波长或明亮度一边多次照射1个照明。

再有，照明控制单元17被设置在摄像装置10b、控制装置20的哪一个中都可以。或者，分开地设置也可。

<输送单元>

输送单元19例如也可以为在一个方向上输送被检查物的单元。作为输送单元19，例如也可以为带式输送机。

再有，在该检查装置40中，输送单元19不是必须的结构。例如，在将线传感器用作摄像单元1的情况下，能够通过输送单元19在一个方向上输送被检查物来对被检查物的整体进行摄像。另一方面，在将区域传感器用作摄像单元1的情况下，能够直接对被检查物的整体进行摄像，因此，不需要输送单元19。

<摄像方法>

在依次切换m_max个照明来进行摄像的转换摄像中进行校准而得到校准后的图像数据的摄像方法与图5的摄像方法的流程图实质上相同，因此，省略说明。

在依次切换该m_max个照明来进行摄像的转换摄像中，能够使用与各照明条件对应的校准数据（黑点校正数据、蓄积时间、增益）来对摄像单元和图像数据的至少一个进行校准，得到校准后的图像数据。

根据上述摄像方法，能够同时对线传感器等摄像单元1的每个像素的灵敏度不均以及起因于照明条件的差异的照明不均进行校正。

再有，在上述摄像方法中，说明了对黑点校正、蓄积时间、增益全部进行校准的情况，但是，不需要对它们全部进行校准。也可以对黑点校正、蓄积时间、增益的任一个或它们的组合进行校准。

（实施方式4）

图7是示出实施方式4的检查装置40a的结构的框图。该检查装置40a当与实施方式3的检查装置40进行对比时，在不是在控制装置20中而是在摄像装置10c中具备存储单元2和校准单元3的方面不同。具体地，摄像装置10c具备：对用于校准摄像单元1和图像数据的至少一个的与各照明条件对应的校准数据2a、2b、2c、2d进行存储的存储单元2、以及使用校准数据来对摄像单元1和图像数据的至少一个进行校准的校准单元3。

像这样，在摄像装置10c的内部具备：具有与各照明条件对应的校准数据2a、2b、2c、2d的存储单元2和校准单元3，因此，与输出到外部来进行处理的情况相比，不会受到外部输出时的低灰度化处理的影响，能够在摄像装置10c的内部在高精度的图像数据（高灰度图像信号）的状态下进行校准，能够得到高精度的校准完毕的图像数据。

再有，在之后的外部输出中，校准完毕图像数据受到低灰度化处理，但是，与在低灰度化处理后进行校准的情况相比，不会受到低灰度化的影响例如大幅度的位数减少等，因此，能够抑制精度降低的影响。

（实施方式5）

<检查装置>

图8是示出实施方式5的检查装置40b的结构的框图。该检查装置40b当与实施方式4的检查装置40a进行对比时在以下方面不同：构成检查装置40b的摄像装置10d具备：存储用于对图像数据进行黑点校正的黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e的存储单元12、以及使用黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e来对图像数据进行黑点校正的黑点校正单元13。此外，在照明中，在还设置有为透射光的照明L5（18e）的方面不同。再有，关于其以外的结构，与实施方式4的检查装置实质上相同。

在该检查装置40b中，能够利用与摄像时的照明条件对应的黑点校正数据来对图像数据进行黑点校正，因此，能够进行与照明条件对应的适当的校正。此外，构成该检查装置40b的摄像装置10d在其内部具备：具有黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e的存储单元12、以及黑点校正单元13。因此，与输出到外部来进行处理的情况相比，不会受到外部输出时的低灰度化处理的影响，能够在摄像装置10d的内部在高精度的图像数据（高灰度图像信号）的状态下进行黑点校正，能够得到高精度的校正完毕的图像数据。

在以下，对构成该检查装置40b的各结构要素进行说明。

<摄像装置>

对构成检查装置40b的摄像装置10d的各结构要素进行说明。

<摄像单元>

关于摄像单元11，能够使用与实施方式3和4中的摄像单元1实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

<存储单元>

存储单元12具有多个黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e。各黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e针对各照明条件而由摄像单元11的摄像元件11a的各像素的白色基准和黑色基准构成。例如，图4是示出构成黑点校正数据的各像素的白色基准W和黑色基准B的图表。图4的横轴表示像素位置，纵轴表示亮度。

此外，第一黑点校正数据12a、第二黑点校正数据12b、第三黑点校正数据12c、第四黑点校正数据12d、第五黑点校正数据12e分别对应于利用照明L1（18a）、照明L2（18b）、照明L3（18c）、照明L4（18d）、照明L5（18e）的照明条件。再有，照明的数目与黑点校正数据的数目不需要一致，只要存储需要的数目的与各种照明条件的组合对应的多个黑点校正数据而与照明条件的切换对应地使用适当的黑点校正数据即可。

关于构成黑点校正数据的各像素的白色基准W，能够按照各照明的每一个使用白色的校准板来进行摄像而得到。或者，也存在从各照明向摄像单元11的摄像元件11a直接照射来进行摄像而得到白色基准W的情况。关于黑色基准B，能够在光完全未进入到摄像单元11的摄像元件11a中的状态例如在镜头15盖上盖子的状态下进行摄像而得到。或者，与白色基准W同样地按照各照明的每一个使用黑色的校准板来进行摄像而得到黑色基准B也可。再有，黑色基准B也可以针对全部照明18a、18b、18c、18d、18e采用共同的数据。

<黑点校正单元>

黑点校正单元13对应于实施方式3和4中的校准单元3。该黑点校正单元13使用黑点校正数据来对图像数据进行黑点校正。黑点校正单元13例如通过电路做成物理的结构来实现也可。或者，通过在计算机上进行工作的计算机软件来实现也可。计算机只要具有作为通常的结构要素的CPU、ROM、RAM、硬盘、输入输出接口等之中的能够执行上述校正工作的需要最小限度的功能即可。

再有，在将黑点校正单元13构成为电路的情况下，与摄像和照明的点亮同步地对按照每个照明条件设置的多个黑点校正电路进行切换，由此，每当照明切换时不需要从存储单元12读出黑点校正数据12a、12b、12c、12d、12e的时间，能够进行更高速的校正处理。

再有，示出构成图8的检查装置40b的摄像装置10d的黑点校正单元13的工作的概略图与图3相同。此外，示出构成该检查装置40b中的黑点校正数据的各像素的白色基准和黑色基准、校正前的图像信号、以及校正后的图像信号的图表与图4相同。因此，关于由黑点校正单元13进行的黑点校正的说明也与上述相同，因此，进行省略。

<输出单元>

关于输出单元14，能够使用与实施方式3和4中的输出单元4实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

<缓冲存储器>

关于缓冲存储器，能够使用与实施方式3中的缓冲存储器实质上相同的存储器。因此，省略详细的说明。

<照明>

在该检查装置40b中，还设置有为透射光的照明L5（18e）。通过使用该为透射光的照明L5（18e），从而例如得到容易检测透明的被检查物上的异物这样的效果。

<同步信号产生单元>

关于同步信号产生单元16，能够使用与实施方式3和4中的同步信号产生单元16实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

<照明控制单元>

关于照明控制单元17，能够使用与实施方式3和4中的照明控制单元17实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

<输送单元>

关于输送单元19，能够使用与实施方式3和4中的输送单元19实质上相同的单元。因此，省略详细的说明。

再有，在本公开中，包含适当地组合前述的各种实施方式之中的任意的实施方式的情况，能够起到各个实施方式所具有的效果。

产业上的可利用性

根据本发明的摄像装置和检查装置，能够利用与摄像条件例如照明条件对应的校准数据来对摄像单元和图像数据的至少一个进行校准，因此，能够进行与摄像条件（照明条件）对应的适当的校准。

附图标记的说明

1、11 摄像单元

1a、11a 摄像元件

1b、11b 摄像控制单元

2、12 存储单元

2a 第一校准数据

2b 第二校准数据

2c 第三校准数据

2d 第四校准数据

3 校准单元

4、14 输出单元

5 被摄像物、被检查物

10、10a、10b、10c、10d 摄像装置

12a 第一黑点校正数据

12b 第二黑点校正数据

12c 第三黑点校正数据

12d 第四黑点校正数据

13 黑点校正单元

15 镜头

16 同步信号产生单元

17 照明控制单元

18a、18b、18c、18d 照明

19 输送单元

20、20a、20b 控制装置

22a、22b、22c 线存储器

25 检查单元

30 带照明的摄像系统

40、40a、40b 检查装置。

Claims (15)

1.一种摄像装置，其特征在于，在该摄像装置的内部具备：

摄像单元，得到被照明单元照明的被摄像物的图像数据，该照明单元能够切换不同的多个照明条件对所述被摄像物进行照明；

存储单元，与所述多个照明条件对应地预先具有用于对所述图像数据进行校准的多个校准数据；

校准单元，与摄像时的照明条件的切换对应地切换所述多个校准数据，进行所述图像数据的校准；以及

输出单元，将校准后的图像数据的图像信号对应外部输出时的传输速率低灰度化而降低精度并向该摄像装置的外部输出，

所述校准单元，在使所述图像数据不会受到利用所述输出单元进行的低灰度化处理的影响的状态下进行校准。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述校准数据为用于对所述图像数据进行黑点校正的黑点校正数据，

所述校准单元为使用所述黑点校正数据来进行黑点校正的黑点校正单元。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述校准数据为与所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据，

所述校准单元为使用与所述蓄积时间有关的校准数据来对所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间进行调整的单元。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述校准数据为与所述摄像单元中的增益有关的校准数据，

所述校准单元为使用与所述增益有关的校准数据来对所述摄像单元中的增益进行调整的单元。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的摄像装置，其中，

所述校准数据为用于与摄像时的照明条件对应地进行校准的校准数据，

所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换对应地根据所述多个校准数据切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据来进行校准。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换同步地切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述校准单元与所述摄像单元中的摄像同步地切换所述校准数据。

8.一种检查装置，其中，包含根据权利要求1至4的任一项所述的摄像装置。

9.一种检查装置，其特征在于，具备：

照明单元，能够切换不同的多个照明条件来对被检查物进行照明；

摄像单元，得到被所述照明单元照明的所述被检查物的图像数据；

存储单元，存储用于与所述多个照明条件对应地对所述摄像单元和所述图像数据的至少一个进行校准的多个校准数据；

校准单元，与摄像时的照明条件的切换对应地切换所述多个校准数据来进行所述摄像单元和所述图像数据的至少一个的校准；以及

检查单元，将所述校准后的多个图像数据组合来进行所述被检查物的缺陷检查。

10.根据权利要求9所述的检查装置，其特征在于，所述照明单元具备多个照明装置，所述多个照明装置分别以不同的照明条件进行照明。

11.根据权利要求9或10所述的检查装置，其中，

所述校准数据为用于对所述图像数据进行黑点校正的黑点校正数据，

所述校准单元为使用所述黑点校正数据来进行黑点校正的黑点校正单元。

12.根据权利要求9或10所述的检查装置，其中，

所述校准数据为与所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间有关的校准数据，

所述校准单元为使用与所述蓄积时间有关的校准数据来对所述摄像单元中的摄像元件的蓄积时间进行调整的单元。

13.根据权利要求9或10所述的检查装置，其中，

所述校准数据为与所述摄像单元中的增益有关的校准数据，

所述校准单元为使用与所述增益有关的校准数据来对所述摄像单元中的增益进行调整的单元。

14.根据权利要求9或10所述的检查装置，其中，所述校准单元与摄像时的所述照明条件的切换同步地切换为与摄像时的所述照明条件对应的校准数据。

15.根据权利要求9或10所述的检查装置，其中，所述校准单元与所述摄像单元中的摄像同步地切换所述校准数据。

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