JP2009236760A - 画像検出装置および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定する画像検出装置および検査装置を提供する。
【解決手段】画像検出装置６は、ワーク２に対して傷や異物などの不確定な部位があるか否かを、光を用いた画像処理により検出するものである。この画像検出装置６には、外部撮影機器により撮影したワーク２のワーク画像を取得する画像取得部６１と、画像取得部６１で取得したワーク画像に対して画像可変させた可変ワーク画像を用いて、ワーク画像と可変ワーク画像とから差分画像を作成する作成部６２と、作成部６２により作成した差分画像から不確定な部位の寸法を算出する寸法算出部６３と、が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象となるワークの異物の大きさを測定する画像検出装置および、検査対象となるワークの検査を行う検査装置に関する。

従来、検査対象となるワークの外観検査を行う場合、目視によりそのワークの良否判定を行なっていた。そのため、作業者の熟練度によって目視による良否判定の基準が変わってしまい、ワークの良否判断にバラツキが生じていた。
そこで、現在、画像処理技術の進歩により、ワークを撮影し、撮影された画像を解析することによりワークの良否を判定する検査装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の検査装置は、ワーク表面に異物（ゴミや汚れなど）や傷等があるか否かを検査する装置であり、ワーク表面に光を照明し反射させて撮影部でその反射した光を撮影する。

具体的に、特許文献１に記載の検査装置によれば、ワーク表面上において傷や異物等がない部位では光が反射し、傷や異物等がある不確定な部位では光が乱反射する。したがって、一定の照明下でワークの撮影を行うと、傷や異物等がある不確定な部位と、傷や異物等がない部位とで、ワーク表面の明るさが異なって撮影され、この明るさの違いによりワークの良否判定を行う。
特開２００５−２０１８８０号公報

ところで、上記した特許文献１に記載の検査装置で用いられる情報処理である従来の画像検出装置は、検査装置で撮影したワークの画像を、画素を判定対象として解析し、傷や異物等がある不確定な部位を画素単位で判別してこの不確定な部位が何画素あるかその数によりワークの良否の判定を行うものである。

しかしながら、上記した従来の画像検出装置では、画素自体を不確定な部分として検出対象としているので、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）を測定することができない。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定する画像検出装置および検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる画像検出装置は、検査対象となるワークに対して傷や異物などの不確定な部位があるか否かを、光を用いた画像処理により検出する画像検出装置において、外部撮影機器により撮影したワークのワーク画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得したワーク画像に対して画像可変させた可変ワーク画像を用いて、ワーク画像と可変ワーク画像とから差分画像を作成する作成部と、前記作成部により作成した差分画像から傷や異物などの不確定な部位の寸法を算出する寸法算出部と、が設けられたことを特徴とする。なお、ここでいう可変ワーク画像は、前記画像取得部で取得したワーク画像から、前記作成部でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像や、前記可変ワーク画像は、ワーク画像に対してワークを撮影する撮影条件を可変させて前記画像取得部で取得し、ワーク画像に対して画像可変させた画像のことをいう。

本発明によれば、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することが可能となる。

具体的に、前記画像取得部と前記作成部と前記寸法算出部とが設けられているので、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することが可能となる。その結果、ワークの良否判定を寸法により行うことが可能となり、ワークの良品判定の精度を向上させることが可能となる。

これに対して、従来の画像検出装置では、検査装置で撮影したワークの画像を、画素を判定対象として解析し、傷や異物等がある不確定な部位を画素単位で判別してこの不確定な部位が何画素あるかその数によりワークの良否の判定を行う。そのため、上記した従来の画像検出装置では、画素自体を不確定な部分として検出対象としているので、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）を測定することができない。

前記構成において、前記作成部により作成した差分画像のうち、傷や異物などの不確定な部位のみを抽出する抽出部が設けられてもよい。

この場合、前記抽出部が設けられるので、差分画像のうち不確定な部位以外の正常な部位を省くことが可能となり、不確定な部位をワークの良否判定の対象とすることが可能となり、前記寸法算出部による不確定な部位の寸法算出の精度を上げることが可能となる。具体的に、前記抽出部により不確定な部位を抽出し画像拡大することが可能となり、不確定な部位の寸法算出の精度を上げることが可能となる。

前記構成において、前記抽出部では、最大寸法の傷や異物などの不確定な部位を抽出してもよい。

この場合、差分画像のうち最大寸法の不確定な部位を抽出するので、ワークの良否判定の基準を最大寸法の不確定な部位としてワークの良品判定を容易に行うことが可能となる。

前記構成において、傷や異物などの不確定な部位の寸法は、その不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）の少なくとも１つの径であってもよい。

この場合、不確定な部位の寸法を正確に測定することが可能となり、不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法の少なくとも１つの径を、ワークの良否判定の基準とすることが可能となる。また、不確定な部位の存在によるワークの良否判定の基準の多様性に応えることが可能となる。

前記構成において、前記寸法算出部は、傷や異物などの不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）を算出してもよい。

この場合、不確定な部位の長手方向の長さ寸法を、ワークの良否判定の基準とすることが可能となり、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）からワークの良品を判定するためにワークの良否判定の精度を向上させることが可能となる。

前記構成において、前記寸法算出部は、傷や異物などの不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）を算出して、これら長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）から構成される矩形部位を算出してもよい。

この場合、不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法から構成される矩形部位を、ワークの良否判定の基準とすることが可能となり、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）からワークの良品を判定するためにワークの良否判定の精度を向上させることが可能となる。また、不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法から構成される矩形部位を、ワークの良否判定の基準とすることが可能となり、不確定な部位の存在によるワークの良否判定の基準の多様性に応えることが可能となる。

前記構成において、ワークは、透光性材料であってもよい。具体的に、ワークに透光性材料を用いることが好ましく、例えば圧電材料もしくはレンズ系材料であることが好適である。

前記構成において、前記寸法算出部により算出した前記寸法を予め設定した基準寸法と比較検討して当該ワークの良否を判定する良否判定部が設けられてもよい。

この場合、ワークの良否判定の量産に好適である。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる検査装置は、検査対象となるワークを検査する検査装置において、ワークを照明する円環状の光源部を有する照明部と、ワークを撮影する撮影部とが設けられ、上記した本発明にかかる画像検出装置が、直接または間接的に接続され、ワークを保持する保持部が、前記照明部と撮影部との間に固定もしくは移動可能に配され、前記照明部の前記光源部からワークに照射した光の照射方向上から外れた位置に、前記撮影部が配され、ワークに傷や異物などの不確定な部位がある場合、前記光源部からワークに照射した光は、その不確定な部位によりその光路が変更されて前記撮影部にて撮影されることを特徴とする。

本発明によれば、上記した本発明にかかる画像検出装置が、直接または間接的に接続されるので、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することが可能となり、上記した本発明にかかる画像検出装置による作用効果を有する。

また、本発明によれば、ワークを保持部などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワークの良否判定を行うことが可能となる。特に、本発明によれば、前記画像検出装置が直接または間接的に接続され、前記撮影部と前記照明部とが前記保持部に保持したワークを介して配されているので、前記保持部に保持したワークを基準に、ワークに対して同一方向（同一側の位置）に前記撮影部と前記照明部とが設けられていない。そのため、ワークに照射した光の反射光や、ワークを保持する前記保持部で反射した反射光が、前記撮影部で撮影されることなく、ワークに付着したもしくは形成された全ての異物（ゴミやしみなど）や傷などを含む不確定な部位を発見することが可能となる。また、本発明によれば、前記保持部に保持したワークを基準に、ワークに対して同一方向（同一側の位置）に前記撮影部と前記照明部とが設けられていないため、前記照明部からの照明により前記保持部が白く光るのを防止することが可能となり、この保持部の白発光による傷や異物などを含む不確定な部位との誤認識を防止することが可能となる。

本発明にかかる画像検出装置および検査装置によれば、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、検査対象となるワークとして光学部品であるフィルタに本発明を適用した場合を示す。

本実施例にかかる検査装置１は、透過方式を採用しており、検査対象となるワークに異物があるか否かの検査を行うものである。

具体的に、検査装置１には、図１に示すように、ワーク２を照明する照明部３と、ワーク２を撮影する撮影部４と、ワーク２を保持する保持部５とが設けられ、撮影部４に情報処理装置である画像検出装置６が有線にて接続されている。

照明部３は、図１，２に示すように、貫通孔３１を有する筒状体からなり、貫通孔３１のうち、その内壁面３２の平面視上方部分が、平面視下方に向けて勾配を有するテーパー状に成形されている。このテーパー成形された内壁面３２の平面視上方部分には、平面視円環状の光源部３３が設けられ、光源部３３は、複数のＬＥＤが上下２段複数列に配されて構成される。また、複数のＬＥＤは、それぞれテーパー成形された傾斜角度に対して垂直方向に光を照射する（図１の一点鎖線方向への照射）。すなわち、光源部３３は、保持部５に保持したワーク２に対して角度を有した指向性（図１の一点鎖線方向）の光を照射する。

また、この照明部３には、その光源部３３から照射する光の照射方向前面であって、テーパー状に成形された内壁面３２の平面視上部分と面するように、光の照射を拡散する拡散フィルタ３４が設けられている（取り付けられている）。この拡散フィルタ３４は、平面視外周縁と平面視内周縁を有する円盤状体からなる。このように、拡散フィルタ３４が取り付けられることで、ワーク２に傷や異物などを含む不確定な部位がある場合、その不確定な部位への光の照射によるギラツキを抑えることができ、その結果、不確定な部位の外形（輪郭）を明瞭にすることができる。

撮影部４は、モノクロ撮影を行うカメラが設けられ、このカメラはシームレスズームレンズを用いている。そして、この撮影部４は、赤色より短い波長の光の撮影を対象とし、特に単波長の光の撮影を対象とすることが望まれる。なお、本実施例では青色の単波長の光を撮影の対象としている。

保持部５は、検査装置１に固定され、照明部３と撮影部４との間に配されている。この保持部５は、ワーク２をその側面を圧接することでワーク２を固定保持するものである。

画像検出装置６には、撮影部４により撮影したワーク２のワーク画像を取得する画像取得部６１と、画像取得部６１で取得したワーク画像に対して画像可変させた可変ワーク画像を用いて、ワーク画像と可変ワーク画像とを差分比較してワーク画像と可変ワーク画像とから差分画像を作成する作成部６２と、作成部６２により作成した差分画像から傷や異物などの不確定な部位の寸法を算出する寸法算出部６３と、作成部６２により作成した差分画像のうち、傷や異物などの不確定な部位を抽出する抽出部６４と、寸法算出部６３により算出した寸法を予め設定した基準寸法と比較検討して当該ワーク２の良否を判定する良否判定部６５と、ワーク画像などの画像を表示する表示部６６とが設けられている。このうち、作成部６２と寸法算出部６３と抽出部６４と良否判定部６５とは、画像検出装置６の画像処理を行う画像処理部（図示省略）の各構成として設けられている。

なお、ここでいう抽出部６４では、画像上の複数の不確定な部位の抽出と、最大寸法の傷や異物などの不確定な部位のみの抽出を行う（下記参照）。

また、ここでいう可変ワーク画像は、画像取得部６１で取得したワーク画像から、作成部６２でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像のことをいう。このワーク画像を可変させる画像条件として、例えばワーク画像の焦点を変更することによる「ぼかし」などが挙げられる。

この画像検出装置６によれば、撮影部４で撮影したワークの画像（本発明でいうワーク画像）を演算処理し、ワーク２に異物があるか否かの検査を行うだけでなく、ワーク２に何か物（不確定な部位）が写っている場合、この不確定な部位が予め設定した寸法以上であるか否かを計測し、この計測の結果、予め設定した寸法以上である場合、この不確定な部位を異物として判別し、判別された異物を付着もしくは形成したワーク２を不良品と判別する。なお、本実施例では、異物と判別する基準の寸法を、長径２０μｍ以上とし、長径２０μｍ以上と計測した場合、その不確定な部位を異物と判別する。

上記した検査装置１では、保持部５に保持したワーク２が照明部３と撮影部４との間に配されている。また、照明部３の光源部３３からワーク２に照射した光の照射方向から外れた位置に、撮影部４が配されている。

また、検査装置１には、照明部３の、平面視下方に、ワーク２を保持した保持部５に対して傾斜して（具体的に、本実施例では約４５度傾斜して）配された防止板７が設けられている。すなわち、この防止板７は、照明部３の撮影部４が配された側と対向する反対側の位置に設けられている。この防止板７は、光沢のある黒板からなり、照明部３の貫通孔３１を介して撮影部４と対面する。この防止板７によれば、ワーク２やワーク２を保持する保持部５において反射した光（図１の二点鎖線方向）を撮影部４以外の方向に導く（反射させる）。

上記した構成を有する検査装置１では、保持部５に保持されたワーク２に傷や異物などを含む不確定な部位がある場合、光源部３３からワーク２に照射（照明）した光は、傷や異物などを含む不確定な部位によりその光路が変更されて撮影部４にて撮影され、それ以外の光は、撮影部４に照射することなく撮影部４のカメラに写らない。ここでいう光路の変更とは、光が傷や異物などを含む不確定な部位により屈折したり、反射したりすることをいう。

なお、上記した検査装置１では、撮影部４（カメラのレンズ端面）からワークまでの最短距離が９０ｍｍに設定され、ワーク２から照明部３の光源部３３までの最短距離が３０ｍｍに設定されている。この設定は、傷や異物などを含む不確定な部位がないワーク２を介した照明部３の光源部３３からの光の照明方向（射出方向）に、撮影部４のカメラが存在しない設定であり、この数値は本実施例に限るものであり、本設定に限定されるものではない。すなわち、傷や異物などを含む不確定な部位がないワーク２に、照明部３の光源部３３からの光を照明した場合、撮影部４のカメラに光が入らない設定であればよい。

次に、上記した画像検出装置６において、検査対象となるワーク２に対して傷や異物などの不確定な部位があるか否かを、光を用いた画像処理により検出する方法を図１に示す画像検出装置６の概略ブロック図と、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ワーク２の画像（以下、ワーク画像とする）を取り込む準備を行う（ステップＳ１の初期設定）。

具体的に、後述する検査エリアの設定時に表示するワーク画像およびワーク画像の取り込み位置を設定する（ワーク画像取込初期設定）。

ワーク画像取込初期設定を終えると、撮影部４（カメラ）の撮影条件（パラメータ）の初期設定を行う（カメラ初期設定）。具体的に、シャッタースピードやカメラ感度の設定等を行う。このカメラ初期設定には、レンズのピント調整や絞り調整やズーム率の調整や照明の明るさの調整などが含まれる。

ワーク画像取込初期設定とカメラ初期設定とを終えると、次にワーク２の撮影条件の設定を行う（撮影条件設定）。具体的に、この撮影条件設定には、撮影対象物から撮影部４までの実距離や、傾斜角度や、一画素に対応する寸法などの実寸に関する設定などが含まれる。

撮影条件を設定した後に、撮影部４にてワーク２の撮影を行ない、撮影したワーク画像を表示部６６で表示する（図４参照）。表示部６６で表示したワーク画像のうち、検査を行ないたい検査エリアを設定する（ステップＳ２の検査エリア設定）。具体的に、検査エリアの設定について、まず表示部６６で表示する画像上において検知エリアの左上点を設定し、その後に右下点を設定して左上点と右下点を対角点とする矩形の検知エリアを設定する（図５参照）。この画像検出装置６では、設定する検知エリアについて、任意のポイントに移動させたり、任意の方向に回転させる設定が付加されている。

検知エリアを設定した後に、撮影部４により撮影し表示部６６で表示しているワーク画像を取得し（図４、ステップＳ３）、取得したワーク画像のうち、ステップＳ３において設定した検知エリアをトリミングし（図５）、トリミングした検知エリアのトリミング画像を表示する（図６、ステップＳ４）。

ステップＳ４においてワーク画像からトリミングしたトリミング画像に対して、トリミング画像（ワーク画像）を可変させる画像条件に基づいて画像可変させた可変ワーク画像を取得する（ステップＳ５）。なお、ここでいう可変ワーク画像とは、画像取得部６１で取得したワーク画像から、作成部６２でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像のことをいう。具体的に、画像検出装置６の作成部６２において画像処理を行い、トリミング画像をぼかして可変ワーク画像を作成する（図７）。つまり、本実施例でいうワーク画像を可変させるとは、ワーク画像をぼかすことをいう。

ステップＳ４においてトリミングした検知エリアのワーク画像（図６に示すトリミング画像）と、ステップＳ５において作成した可変ワーク画像（図７）とを作成部６２で差分比較して差分画像を作成する（図８、ステップＳ６）。

ステップＳ６において作成した差分画像をサブピクセルで２値化処理を行ない（ステップＳ７）、２値化したワーク画像をラベリングしてブロッブを表示する（図９、ステップＳ８）。ここでいうブロッブとは、図９に示す白い外周縁で囲んだものをいい、抽出部６４による抽出対象（傷や異物などの不確定な部位）となる部位のことをいう。

ステップＳ８において表示したブロッブについて、予め設定した一定面積以上のブロッブがあるか否かを判別し、抽出部６４により一定面積以上のブロッブを選定して抽出する（図１０、ステップＳ９）。なお、ステップＳ９では、抽出部６４は、ワーク画像上の複数の不確定な部位の抽出を行う。

ステップＳ９において抽出したブロッブから任意のブロッブを一つ選択する（図１１，１２の赤い外周縁でブロッブを囲んだもの参照、ステップＳ１０）。図１２は、図１１において選択したブロッブの拡大図である。

ステップＳ１０において選択したブロッブ内の全画素における最大輝度を検出し（ステップＳ１１）、その検出した最大輝度が予め設定した輝度以上か否かを判別する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において検出した最大輝度が予め設定した輝度以上の場合（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、再度撮影部４により撮影条件（本実施例では輝度）を可変させてワーク画像を撮影する。具体的に、輝度を下げるために撮影部４のシャッタスピードを短く設定して（ステップＳ１３）、そのブロッブを含むワーク画像（具体的に上記したトリミング画像と同じ検知エリアのワーク画像）を再度取り込む（ステップＳ１４）。

そして、ステップＳ１４において取り込んだブロッブ内の全画素における最大輝度を検出し、その検出した最大輝度が予め設定した輝度未満か否かを調べる（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において検出した最大輝度が予め設定した輝度未満でない場合（ステップＳ１５においてＮｏ、記号Ｃの矢印方向参照）、輝度を下げるために撮影部４のシャッタスピードをさらに短く設定して（ステップＳ１３）、そのブロッブを含むワーク画像（具体的に上記したトリミング画像と同じ検知エリアのワーク画像）を再度取り込む（ステップＳ１４）。

そして、再度ステップＳ１４において取り込んだブロッブ内の全画素における最大輝度を検出し、その検出した最大輝度が予め設定した輝度未満か否かを調べる（ステップＳ１５）。

なお、上記した本実施例のステップＳ１４では、上記したトリミング画像と同じ検知エリアのワーク画像を取り込んでいるが、これに限定されるものではなく、ワーク画像を取り込み、取り込んだワーク画像に対してトリミングを行なってもよい。

ステップＳ１５において検出した最大輝度が予め設定した輝度未満である場合（ステップＳ１５においてＹｅｓ）、ブロッブを含むトリミング画像に対して、トリミング画像（ワーク画像）を可変させる画像条件に基づいて画像可変させた可変ワーク画像を取得する（ステップＳ１６）なお、ここでいう可変ワーク画像とは、画像取得部６１で取得したワーク画像から、作成部６２でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像のことをいう。具体的に、画像検出装置６の作成部６２において画像処理を行い、トリミング画像（ワーク画像）をぼかして可変ワーク画像を作成する。つまり、本実施例でいうワーク画像を可変させるとは、ワーク画像をぼかすことをいう。

ステップＳ１４において取得したワーク画像（トリミング画像）と、ステップＳ１６において作成した可変ワーク画像とを作成部６２で差分比較して差分画像を作成する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７において作成した差分画像をサブピクセルで２値化処理を行ない（ステップＳ１８）、２値化したワーク画像をラベリングしてブロッブを表示する（図１３，１４、およびステップＳ１９）。図１４は、図１３においてブロッブの拡大図である。

ステップＳ１９においてワーク画像に表示したブロッブに対して、最大面積を有するブロッブの寸法を算出する（ステップＳ２０）。

また、ステップＳ１２において検出した最大輝度が予め設定した輝度未満の場合（ステップＳ１２においてＮｏ、記号Ｄの矢印方向参照）、ブロッブの寸法を算出する（ステップＳ２０）。なお、この場合、ステップＳ３で取得しステップＳ４でトリミングしたワーク画像（トリミング画像）を用いる。

具体的に、ブロッブを囲む最小の矩形部位（具体的に長方形）を算出し、寸法算出部６３によりこの矩形部位（長方形）の寸法を算出する。そして、この長方形の長手方向の長さ（長辺）の寸法を長径とし、短手方向の長さ（短辺）の寸法を短径として取得する（ステップＳ２１）。なお、本実施例では、寸法算出部６３により、最大面積を有するブロッブの長径は３９．７８μｍと算出され、短径は１８．１６μｍと算出されている。

そして、他のブロッブについても長方形を算出するためにステップＳ１０〜ステップＳ２１を繰り返し（ステップＳ２２においてＮｏ、記号Ｂの矢印方向参照）、全てのブロッブについて処理を終えると（ステップＳ２２においてＹｅｓ）、全てのブロッブを表示し、かつ全てのブロッブのうち長径が最大となるブロッブ（最大面積を有するブロッブ）を選択し、他のブロッブとは異なる色（本実施例では黄色）で表示する（ステップＳ２３）。

そして、ステップＳ２３において表示したブロッブを囲む最小の長方形を表示する（ステップＳ２４）とともに、長方形の各辺の中点を異なる色（本実施例では青色）で表示する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２３〜ステップＳ２５では、抽出部６４は、最大寸法の傷や異物などの不確定な部位のみの抽出を行う。

ステップＳ２５において青色で表示した矩形（長方形）が、良否判定部６５により予め設定した基準寸法と比較検討して当該ワーク２の良否を判定する。具体的に、ステップＳ２５において青色で表示した長方形の長径が２０μｍ未満か否かを、良否判定部６５により判別する（ステップＳ２６）。

そして、長方形の長径が２０μｍ未満である場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）、そのブロッブを含むワーク２は良品であるとして表示部６６でＯＫ表示（長径および短径も表示）を行う（ステップＳ２７）。

また、長方形の長径が２０μｍ以上である場合（ステップＳ２６でＮｏ）、そのブロッブを含むワーク２は不良品であるとして表示部６６でＮＧ表示（長径および短径も表示）を行う（ステップＳ２８）。

ステップＳ２６〜ステップＳ２８において不確定な部位の有無によりワーク２の良品と不良品を判別した後、次に検査を行うワーク２がある場合、再度ステップＳ３にもどり（ステップＳ２９においてＮｏ、記号Ａの矢印方向参照）、次のワーク２の良品と不良品の判別を行う。また、ワーク２の検査を終了する場合（ステップＳ２９においてＹｅｓ）、そのまま当該ワーク２の検査にて当該検査工程を終了する。

上記したように本実施例にかかる画像検出装置６によれば、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することができる。具体的に、画像取得部６１と作成部６２と寸法算出部６３とが設けられているので、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することができる。その結果、ワークの良否判定を寸法により行うことができ、ワーク２の良否判定の精度を向上させることができる。

これに対して、従来の画像検出装置では、検査装置で撮影したワークの画像を、画素を判定対象として解析し、傷や異物等がある不確定な部位を画素単位で判別してこの不確定な部位が何画素あるかその数によりワークの良否の判定を行う。そのため、上記した従来の画像検出装置では、画素自体を不確定な部分として検出対象としているので、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）を測定することができない。

また、本実施例にかかる画像検出装置６によれば、作成部６２により作成した差分画像のうち、傷や異物などの不確定な部位を抽出する抽出部６４が設けられているので、差分画像のうち不確定な部位以外の正常な部位を省くことができる。さらに、不確定な部位のみをワーク２の良否判定の対象とすることができ、寸法算出部６３による不確定な部位の寸法算出の精度を上げることができる。具体的に、抽出部６４により不確定な部位のみを抽出し画像拡大することができ、不確定な部位の寸法算出の精度を上げることができる。

また、撮影条件の可変としてワーク画像の輝度を可変させるので、ワーク画像への露光量が異なり、ワーク画像の色の濃淡を更に明確に図ることができ、複数段の階調により傷や異物などの不確定な部位とその他の部位との境界をさらに明確にすることができる。

また、抽出部６４では差分画像のうち最大寸法の不確定な部位を抽出することもできるので、ワーク２の良否判定の基準を最大寸法の不確定な部位としてワーク２の良品判定を容易に行うことができる。

また、寸法算出部６３により算出した寸法を予め設定した基準寸法と比較検討して当該ワーク２の良否を判定する良否判定部６５が設けられているので、ワーク２の良否判定の量産に好適である。

また、不確定な部位の長手方向の長さ寸法を、ワーク２の良否判定の基準とすることができ、不確定な部分の実際の大きさ（寸法）からワーク２の良品を判定するためにワーク２の良否判定の精度を向上させることができる。

また、傷や異物などの不確定な部位の寸法は、その不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）であるので、不確定な部位の寸法を正確に測定することができ、不確定な部位の長手方向の長さ寸法を、ワーク２の良否判定の基準とすることができる。また、不確定な部位の存在によるワーク２の良否判定の基準の多様性に応えることができる。

なお、本実施例では、傷や異物などの不確定な部位の寸法の対象を、その不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）としているが、これに限定されるものではなく、不確定な部位の寸法の対象を短手方向の長さ寸法（短径）としてもよく、また、その不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）との両寸法を対象とすることがより好適である。

具体的に、寸法算出部６３は、傷や異物などの不確定な部位の長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）を算出して、これら長手方向の長さ寸法（長径）と短手方向の長さ寸法（短径）から構成される矩形部位を算出することで、不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法から構成される矩形部位を、ワーク２の良否判定の基準とすることができ、不確定な部位の存在によるワーク２の良否判定の基準の多様性に応えることができる。

また、上記した寸法の具体例として、上記した不確定な部位の長手方向の長さ寸法を例えば２０μｍ以上であるか否かを判断基準とし、不確定な部位の長手方向の長さ寸法が２０μ以上の場合、その不確定な部位を有するワーク２を不良品としてもよい。

また、上記した不確定な部位の短手方向の長さ寸法を例えば５μｍ以上であるか否かを判断基準とし、不確定な部位の短手方向の長さ寸法が５μｍ以上の場合、その不確定な部位を有するワーク２を不良品としてもよい。

これら不確定な部位の長手方向や短手方向の長さ寸法を、画素単位で算出した場合、画素には長さに関する概念がなく画素面積から長さ寸法を算出しなければならないため、実際に長さ寸法を正確に測ることができない。例えば、画素における斜め方向の寸法を算出することができない。

さらに、上記した不確定な部位の長手方向の長さ寸法が１０μｍ以上のものが所定領域に密集しているか否かをワークの良否判定の判断基準としてもよい。

また、上記したように、本実施例にかかる検査装置１によれば、本実施例にかかる画像検出装置６が直接接続されるので、傷や異物等がある不確定な部位の実際の大きさ（寸法）を測定することができ、上記した本実施例にかかる画像検出装置６による作用効果を有する。

また、本実施例にかかる検査装置１によれば、ワーク２を保持部５などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワーク２の良否判定を行うことができる。

特に、本実施例によれば、画像検出装置６が直接または間接的に接続され、撮影部４と照明部３とが保持部５に保持したワーク２を介して配されているので、保持部５に保持したワーク２を基準に、ワーク２に対して同一方向（同一側の位置）に撮影部４と照明部３とが設けられていない。そのため、ワーク２に照射した光の反射光（図１のニ点鎖線方向）や、ワーク２を保持する保持部５で反射した反射光が、撮影部４で撮影されることなく、ワーク２に付着したもしくは形成された全ての異物（傷やゴミやしみなど）を含む不確定な部位を発見することができる。

また、本実施例によれば、保持部５に保持したワーク２を基準に、ワーク２に対して同一方向（同一側の位置）に撮影部４と照明部３とが設けられていないため、照明部３からの照明により保持部５が白く光るのを防止することができ、この保持部５の白発光による傷や異物などを含む不確定な部位との誤認識を防止することができる。

また、照明部３の、撮影部４が配された側と対向する反対側の位置に、ワーク２に対して傾斜して配された防止板７が設けられ、貫通孔３１を介して撮影部４と防止板７とが対面するので、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に撮影されるのを防ぐことができる。

また、防止板７は黒板であるので、撮影部４における撮影エリア（視野）を黒にすることができる。

また、光源部３３は、複数のＬＥＤであるので、照明寿命が長く、出力の低下がなく、安定した照明を行うことができる。

また、撮影部４は赤色より短い波長の光の撮影を対象とするので、赤色のように波長が長いことで撮影部４による撮影画像の傷や異物などを含む不確定な部位の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に撮影部４により撮影することができる。

また、本実施例では、異物の判別について、長径２０μｍ以上の場合、異物と判別するので、画素による異物判別ではなく傷や異物などを含む不確定な部位の寸法により異物を判別することで、異物の判別の精度を高めることができる。

また、光源部３３は、保持部５に保持したワーク２に対して角度を有した指向性の光を照射するので、照明部３からの光が撮影部４に直接照射することはなくワーク２に光を当ててもワーク２自体を光らせるものでない。そのため、ワーク２に異物が存在する場合のみ、傷や異物などを含む不確定な部位を光らせることができ、異物の確認を容易に行うことができる。

また、撮影部４での撮影はモノクロ撮影であり、撮影部４は単波長の光の撮影を対象とするので、モノクロ撮影であっても傷や異物などを含む不確定な部位の寸法を明確にすることができ、設備コストを低減させることができる。

なお、本実施例では、可変ワーク画像を、画像取得部６１で取得したワーク画像から、作成部６２でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像としているが、これに限定されるものではなく、可変ワーク画像は、ワーク画像に対してワークを撮影する撮影条件を可変させて画像取得部６１で取得し、ワーク画像に対して画像可変させた画像であってもよい。なお、ここでいう撮影条件の可変とは、ワーク画像の焦点を変更する（ずらす）ことによる「ぼかし」のことをいう。

また、本実施例では、検査対象となるワーク２として光学部品であるフィルタに本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、本実施例にかかる透過方式の検査装置１において検査可能なものであれば、他の光学部品（例えば、光学レンズ）であってもよい。

また、本実施例では、検査対象となるワーク２として光学部品であるフィルタに本発明を適用したが、光学部品に限定されるものではなく、本実施例にかかる透過方式の検査装置１において検査可能な透光性材料であれば、例えば水晶振動子に用いる水晶ウエハや、電子部品のパッケージなど他の部品（ワーク）であってもよく、検査対象となるワーク２は圧電材料もしくはレンズ系材料であることが好ましい。このように、検査対象となるワーク２が透光性材料とされることで、本発明によれば、ワーク２の表面だけでなく、中身に傷などがあった場合その傷を検出することも可能である。

また、本実施例では、検査装置１に保持部５が設けられているが、保持部の形態はこれに限定されるものではなく、当該検査装置１に保持部５を固定して設けずに、当該検査装置１にワーク２を搬送する搬送装置に設けた保持部であってもよい。例えば、当該検査装置１をワーク２の製造装置の一つとして設けたシステムを構築し、このシステムにおいて、ワーク２を、当該検査装置１を含む複数の製造装置に搬送するための搬送装置に設けた保持部であってもよい。すなわち、ワーク２を保持する保持部５が、照明部３と撮影部４との間に固定もしくは移動可能に配されていればよい。

また、本実施例では、撮影部４に画像検出装置６が有線にて直接接続されているが、これに限定されるものではなく、撮影部４に画像検出装置６が無線にて間接的に接続されていてもよい。

また、本実施例では、様々なサイズのワーク２の検査を可能とするために好適な例としてカメラにシームレスズームレンズを用いているが、これに限定されるものではなく、単焦点のレンズを用いてもよい。

また、本実施例では、様々なサイズのワーク２の検査に対応させるためにカメラにシームレスズームレンズを用いているが、これに限定されるものではなく、単に予め設定された倍率のズームレンズを用いてもよい。

また、本実施例では、設備コストを低減させることを目的としてモノクロ撮影を行うカメラを用いているが、これに限定されるものではなく、カラー撮影を行うカメラを用いてもよい。

また、本実施例では、保持部５は、ワーク２をその側面を圧接することでワーク２を固定保持しているが、これに限定されるものではなく、ワーク２を固定保持できる機構であれば、例えば、ワーク２の外周側面を挟持するものであってもよい。

また、本実施例では、防止板７に光沢のある黒板を用いているが、これに限定されるものではなく、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように設定されたものであればよく、例えば、防止板７周りを暗視野環境にして防止板７に鏡板を用いてもよい。また、本実施例では、防止板７は、ワーク２を保持した保持部５に対して約４５度傾斜して配しているが、これに限定されるものではなく、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように傾斜角度を設定すればよい。

また、本実施例では、防止板７に、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように傾斜角度を設定した黒板を用いているが、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように光を吸収するものであってもよい。

また、本実施例では、複数のＬＥＤが上下２段複数列に配されて構成されているが、ＬＥＤの配列はこれに限定されるものではなく、平面視円環状の光源部３３であってＬＥＤから照射する光が直接撮影部４のカメラのレンズに入らないようにＬＥＤからの指向性を設定すれば他の形態（他の個数や配置）であってもよい。

また、本実施例では、光源部３３にＬＥＤを用いた照明部３を検査装置１に設けているが、光源部３３はこれに限定されるものではなく、例えば、図１６に示すような光源部３３にハロゲンを用いた照明部３であってもよい。

図１６に示す照明部３は、光源部３３にファイバガイド（図示省略）を使って光を照射するハロゲン（図示省略）を用いている。また、この照明部３には、ハロゲンからの光をファイバガイドを介してワーク２に照射するための光の経路上であって照明部３の筐体に円環状の間隙３５が形成されている。なお、この図１６に示す照明部３に、図２に示す拡散フィルタ３４を設けてもよい。

また、この図１６に示す照明部３では、間隙３５もしくはハロゲンからの光の経路上に、光源部３３からの光を赤より短い波長の光に選別（フィルタリング）するフィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、赤色を含む可視光線を発するハロゲンであっても、波長を選別することで異物の外形を明確にすることができる。さらに、可視光線のうち赤色のように波長が長いことで撮影部４による撮影画像の異物の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に撮影部４により撮影することができる。なお、本例では、間隙３５もしくはハロゲンからの光の経路上にフィルタが設けられているが、フィルタの設置位置は、これに限定されるものではなく、光が撮影部４に入る前であればよいので、撮影部４（例えばカメラのレンズ直前）にフィルタを設けてもよい。

なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明にかかる画像検出装置および検査装置は、光学材料や電子部品などの透光性材料の検査に適用できる。

図１は、本実施例にかかる検査装置と画像検出装置との関係を示した概略構成図である。 図２は、本実施例にかかる照明部の概略構成斜視図である。 図３は、本実施例にかかる画像検出装置の、不確定な部位があるか否かを光を用いた画像処理により検出するフローチャートである。 図４は、図３に示すフローチャートのステップＳ３におけるワークの画像を示す図である。 図５は、図３に示すフローチャートのステップＳ４におけるワークの画像を示す図である。 図６は、図３に示すフローチャートのステップＳ４におけるワークの画像を示す図である。 図７は、図３に示すフローチャートのステップＳ６におけるワークの画像を示す図である。 図８は、図３に示すフローチャートのステップＳ７におけるワークの画像を示す図である。 図９は、図３に示すフローチャートのステップＳ８におけるワークの画像を示す図である。 図１０は、図３に示すフローチャートのステップＳ９におけるワークの画像を示す図である。 図１１は、図３に示すフローチャートのステップＳ１０におけるワークの画像を示す図である。 図１２は、図１１において選択したブロッブの拡大図である。 図１３は、図３に示すフローチャートのステップＳ１９におけるワークの画像を示す図である。 図１４は、図１３においてブロッブの拡大図である。 図１５は、図３に示すフローチャートのステップＳ２８におけるワークの画像を示す図である。 図１６は、本実施例の他の例にかかる照明部の概略構成斜視図である。

符号の説明

１ 検査装置
２ ワーク
３ 照明部
３１ 貫通孔
３２ 内壁面
３３ 光源部
３５ 間隙
４ 撮影部
５ 保持部
６ 画像検出装置
６１ 画像取得部
６２ 作成部
６３ 寸法算出部
６４ 抽出部
６５ 良否判定部
６６ 表示部
７ 防止板

Claims (11)

1. 検査対象となるワークに対して傷や異物などの不確定な部位があるか否かを、光を用いた画像処理により検出する画像検出装置において、
   外部撮影機器により撮影したワークのワーク画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部で取得したワーク画像に対して画像可変させた可変ワーク画像を用いて、ワーク画像と可変ワーク画像とから差分画像を作成する作成部と、
   前記作成部により作成した差分画像から傷や異物などの不確定な部位の寸法を算出する寸法算出部と、が設けられたことを特徴とする画像検出装置。
2. 請求項１に記載の画像検出装置において、
   前記可変ワーク画像は、前記画像取得部で取得したワーク画像から、前記作成部でワーク画像を可変させる画像条件に基づいて画像処理を行った画像であることを特徴とする画像検出装置。
3. 請求項１に記載の画像検出装置において、
   前記可変ワーク画像は、ワーク画像に対してワークを撮影する撮影条件を可変させて前記画像取得部で取得し、ワーク画像に対して画像可変させた画像であることを特徴とする画像検出装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の画像検出装置において、
   前記作成部により作成した差分画像のうち、傷や異物などの不確定な部位のみを抽出する抽出部が設けられたことを特徴とする画像検出装置。
5. 請求項４に記載の画像検出装置において、
   前記抽出部では、最大寸法の傷や異物などの不確定な部位を抽出することを特徴とする画像検出装置。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の画像検出装置において、
   傷や異物などの不確定な部位の寸法は、その不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法の少なくとも１つの径であることを特徴とする画像検出装置。
7. 請求項６に記載の画像検出装置において、
   前記寸法算出部は、傷や異物などの不確定な部位の長手方向の長さ寸法を算出することを特徴とする画像検出装置。
8. 請求項６に記載の画像検出装置において、
   前記寸法算出部は、傷や異物などの不確定な部位の長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法を算出して、これら長手方向の長さ寸法と短手方向の長さ寸法から構成される矩形部位を算出することを特徴とする画像検出装置。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１つに記載の画像検出装置において、
   ワークは、透光性材料であることを特徴とする画像検出装置。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１つに記載の画像検出装置において、
    前記寸法算出部により算出した前記寸法を予め設定した基準寸法と比較検討して当該ワークの良否を判定する良否判定部が設けられたことを特徴とする画像検出装置。
11. 検査対象となるワークを検査する検査装置において、
    ワークを照明する円環状の光源部を有する照明部と、ワークを撮影する撮影部とが設けられ、
    請求項１乃至１０のうちいずれか１つに記載の画像検出装置が、直接または間接的に接続され、
    ワークを保持する保持部が、前記照明部と撮影部との間に固定もしくは移動可能に配され、
    前記照明部の前記光源部からワークに照射した光の照射方向上から外れた位置に、前記撮影部が配され、
    ワークに傷や異物などの不確定な部位がある場合、前記光源部からワークに照射した光は、その不確定な部位によりその光路が変更されて前記撮影部にて撮影されることを特徴とする検査装置。