本發(fā)明涉及一種用于檢查食品、工業(yè)制品等各類物品的外觀的光學(xué)式外觀檢查裝置，以及可適用于此的拍攝設(shè)備。尤其涉及一種用于解析拍攝物品的圖像數(shù)據(jù)，檢查有無物品表面的暇疵、毛刺、變形等凹凸缺陷或者透過表面可見的異物的光學(xué)式外觀檢查裝置，以及可適用于此的拍攝設(shè)備。

背景技術(shù)：

為了檢查農(nóng)作物、加工食品等食品、或者樹脂成品、金屬加工品等工業(yè)制品等各類物品(以下亦稱“檢查對象物”)表面上的缺陷，拍攝通過傳送帶等運送的物品，并解析拍攝到的圖像數(shù)據(jù)。

關(guān)于將所涉及的圖像數(shù)據(jù)用于對異物等進(jìn)行檢查的裝置，本申請的申請人在專利文獻(xiàn)1(特開2010-8339號公報)中，提出了一種方案。在該文獻(xiàn)中，提出了一種透明容器內(nèi)粉末中異物的檢查方法，為了方便而切實地檢查透明容器內(nèi)所填充的粉末中的異物，向所述透明容器施加將縱向方向上的往返振動與橫向方向上的往返振動合成的振動，使得該透明容器內(nèi)的粉末循環(huán)流動，同時拍攝循環(huán)流動的粉末，使用所獲取的圖像，檢查有無異物。

并且，在以往的情況中，為了檢查物品外觀上的缺陷，必須要根據(jù)檢查內(nèi)容(即、檢查附著的臟物、檢查有無表面的瑕疵或毛刺、或是檢查有無表面上的變形等不同的內(nèi)容)，來變化拍攝的方向或打光的方式。例如，在對檢查對象物上附著的臟物等進(jìn)行檢查時，必須從正上方來檢查(拍攝)，而在瑕疵等凹凸檢查中，必須要改變檢查對象物或相機的角度，從斜方向進(jìn)行檢查(拍攝)。因此，在對檢查對象物進(jìn)行各種表面檢查時，必須使得檢查對象物往返多次，或是設(shè)置多個檢查站來進(jìn)行檢查。

于是，在專利文獻(xiàn)2(特開2007-333449號公報)中，提出了一種背光板檢查裝置，為了縮短檢查時間，僅通過1次往返即可進(jìn)行性能檢查。即，在該文獻(xiàn)中，通過以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成：配設(shè)在檢查區(qū)域中，用于檢查板狀被檢查體的檢查機構(gòu)；將所述被檢查體按照可拆卸方式載置的載置臺；用于在水平方向上移動所述載置臺的載置臺移動裝置；用于操作所述移動裝置的操作部；從所述載置臺正上方進(jìn)行拍攝的相機；從斜上方左右拍攝所述載置臺的2臺相機；基于所述相機拍攝的影像檢測出不良的檢測部；及顯示所述檢測部檢測結(jié)果的顯示裝置。通過所述相機，被檢查體僅發(fā)生1次往返移動，即可完成對被檢查體的檢查。

而且，在以往的情況中，也提出過根據(jù)所檢查的缺陷種類，實現(xiàn)自動化改變檢查(拍攝)角度的技術(shù)方案。例如在專利文獻(xiàn)3(特開2006-300913號公報)中，提出了一種技術(shù)方案，自動移動在來路與回路中相機的拍攝角度，通過改變相機與工件的位置關(guān)系的角度，根據(jù)不良的形態(tài)，便于檢查。即，在此文獻(xiàn)中，提出了一種導(dǎo)光板檢查裝置，其在導(dǎo)光板積載臺的上方持有多個導(dǎo)光板檢查用線性傳感器相機，并具有轉(zhuǎn)動裝置與制動器，根據(jù)每個該結(jié)構(gòu)體來改變相機的拍攝角度。

再者，在以往的情況中，也提出了一種具備線性傳感器相機的拍攝裝置，可用于清晰拍攝出存在表面凹凸的拍攝對象物。例如在專利文獻(xiàn)4(特開2011-223233號公報)中，提出了一種拍攝裝置，其具備：物鏡；拍攝部，其在掃描方向上連續(xù)設(shè)置了多組配設(shè)在所述物鏡成像深度內(nèi)，由多個拍攝元件構(gòu)成的線性掃描傳感器。多組所述線性掃描傳感器具備：線性傳感器相機，配設(shè)為其相互成像位置不同；圖像讀取裝置，按照所述拍攝元件單位依次讀出多組所述線性掃描傳感器的拍攝結(jié)果；對焦圖像提取裝置，從所讀取的多個單位拍攝圖像中提取對焦圖像；對焦拍攝圖像生成裝置，合成所提取的對焦圖像并生成對焦拍攝圖像。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]特開2010-8339號公報

[專利文獻(xiàn)2]特開2007-333449號公報

[專利文獻(xiàn)3]特開2006-300913號公報

[專利文獻(xiàn)4]特開2011-223233號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所要解決的課題

如上所述，在檢查物品(檢查對象物)表面出現(xiàn)的缺陷時，根據(jù)是檢查表面上是否附著了臟物等，還是檢查表面的瑕疵、毛刺、或變形等凹凸等，必須改變拍攝檢查對象的方向或者打光的方式。例如，如果檢查對象是導(dǎo)光板，在其制造工藝中進(jìn)行自動化的外觀檢查時，為了檢查有無作為制造原料的樹脂的炭化異物、未溶解等變色的缺陷，必須照射透過照明來拍攝；而且，為了檢查因樹脂成型時的溶解溫度、噴射壓力導(dǎo)致的平緩凹凸缺陷，必須照射散亂照明來拍攝；然后，為了檢查因成型時使用的模具、取料機導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷時，必須照射低角度照明來拍攝。由此，必須要準(zhǔn)備適合要檢查缺陷的特征的照明條件，以及分別在各個照明條件下用于拍攝的相機。

于是，為了解決這個問題，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了方案，如所述專利文獻(xiàn)1所示，設(shè)置多個相機，或者如專利文獻(xiàn)2所示，自動修正相機的方向。

但是，在使用多個相機的情況下，相機設(shè)置臺數(shù)增加了，自然會增加成本，不僅如此，還必須保證該相機的設(shè)置空間，導(dǎo)致檢查裝置本身過大的問題。另外，在自動修正相機方向的情況下，需要將相機移動到特定位置的動作時間，還要考慮到檢查時間增加的事宜。

于是，在本發(fā)明中，減少所使用相機的臺數(shù)，或者通過減少該相機的設(shè)置臺數(shù)以實現(xiàn)裝置本身小型化，以提供這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)作為第1課題；進(jìn)一步地，在減少相機設(shè)置臺數(shù)的同時，無需移動相機等動作時間，在短時間內(nèi)能夠進(jìn)行各種類型的檢查，以提供這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)作為第2課題。

而且，通過傳送帶等運輸方式來運送檢查對象時，檢查對象的尺寸、高度或厚度多種多樣。即，檢查對象有時是有高度的箱狀、筒狀等立體形狀的物品，而有時會是高度較低的板狀或者片狀的物品。因此，為了在準(zhǔn)確的角度上拍攝高度、厚度不同的物品，每次檢查時，必須調(diào)整相機的設(shè)置位置、角度或者檢查對象物的設(shè)置位置、角度，操作變得繁瑣。

于是，本發(fā)明在檢查這種尺寸、高度或厚度不同的檢查對象物時，不需要改變相機、照明或者檢查對象物的高度、角度，就可以對檢查對象物的外觀進(jìn)行檢查，以提供這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)作為第3課題。

再者，在此前的情況中，將作為制造原料的樹脂的炭化異物的有無、未溶解等變色缺陷、因樹脂成型時的溶解溫度、噴射壓力所導(dǎo)致的平緩凹凸缺陷、以及因成型時使用的模具、取料機所導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭的凹凸缺陷等的檢查對象物外觀上出現(xiàn)的缺陷，通過拍攝圖像進(jìn)行檢查時，必須分別根據(jù)各類缺陷，來拍攝用于檢查的圖像。

于是，本發(fā)明可以通過1次拍攝，檢查所述檢查對象物外觀上出現(xiàn)的各種缺陷，以提供這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)作為第4課題。

而且，在基于拍攝圖像進(jìn)行表面檢查時，根據(jù)檢查對象的厚度、高度位置變化，有時會導(dǎo)致所照射的光的透過位置、反射位置發(fā)生變動。于是，最好是消除這種變動，或是毫無遺漏地將因表面缺陷所產(chǎn)生的“照射光的變化”作為數(shù)據(jù)而獲取。

關(guān)于這一點，在所述專利文獻(xiàn)4中公開，通過提取·合成對焦的拍攝數(shù)據(jù)，來清晰地拍攝表面有凹凸的拍攝對象物的表面整體。但是，該文獻(xiàn)所涉及的發(fā)明以清晰地拍攝有表面凹凸的拍攝對象物為課題，配設(shè)多組線性掃描傳感器時，使得相互成像位置不同。由此，在該技術(shù)中，可以獲取最優(yōu)的焦點距離的拍攝圖像，但無法獲取用于進(jìn)行與光源位置關(guān)系相關(guān)的表面檢查的拍攝圖像。而且，該專利文獻(xiàn)4中的技術(shù)在其權(quán)利要求4中記載“所述各線性掃描傳感器由通過TDI方式來讀出的多個傳感器陣列所構(gòu)成”，鑒于該傳感器陣列一般為256行列，在該技術(shù)中，根據(jù)多個拍攝元件的傾斜角度與行列數(shù)，限制了高度分解能力，導(dǎo)致在實用性上追隨凹凸的自由度較低。

因此，在本發(fā)明中，使用一種致力于確保寬廣視野的同時，還可以獲取用于表面檢查的最優(yōu)圖像的拍攝設(shè)備，并可以在高速度以及/或者高精度條件下進(jìn)行檢查對象物的表面檢查，以提供這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)作為第5課題。

解決課題的手段

為了解決至少一個所述課題，在本發(fā)明中，提供一種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，其通過分別按照每個行列來解析·判斷從照明設(shè)備所照射區(qū)域內(nèi)外選擇的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，從而對檢查對象物外觀上出現(xiàn)的各種缺陷進(jìn)行檢查。

即，本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)包括：拍攝設(shè)備，其拍攝檢查對象物；處理設(shè)備，其使用該拍攝設(shè)備所拍攝的拍攝圖像，解析·判斷檢查對象物有無外觀上的缺陷。該處理設(shè)備構(gòu)成為：從拍攝設(shè)備獲取拍攝圖像的同時，針對從照射在檢查對象物的光的強度不同的區(qū)域內(nèi)分別選擇多個行列的圖像數(shù)據(jù)，解析顏色以及/或者明亮度的變化，判斷檢查對象物上有無各種外觀上的缺陷。

關(guān)于拍攝設(shè)備

在上述本發(fā)明的光學(xué)式外觀檢查裝置中，拍攝設(shè)備為拍攝檢查對象物以獲取拍攝影像，并包括各種拍攝元件而構(gòu)成。尤其是該拍攝設(shè)備優(yōu)選為能夠?qū)⑺臄z的圖像數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)形式進(jìn)行獲取。這是為了在處理設(shè)備中順利地進(jìn)行圖像解析處理。作為所涉及的拍攝元件可以是CMOS圖像傳感器或CCD圖像傳感器。尤其是該拍攝設(shè)備優(yōu)選為像CMOS圖像傳感器相機那樣可以分別按照任意每個行列進(jìn)行拍攝的相機。所涉及的可以按照任意每個行列進(jìn)行拍攝的相機可以具備將多個光電二極管配置成一列的光電二極管列，通過設(shè)置多個該光電二極管列，處理設(shè)備可以獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)。另一方面，如果像CCD圖像傳感器等那樣是獲取面狀拍攝圖像的相機，可以從所拍攝的檢查對象物面狀的拍攝圖像中在多個行列上提取圖像，以獲取作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)。

尤其，作為該拍攝設(shè)備，優(yōu)選使用下述相機：其具備在縱向和橫向上配置多個光電二極管的面狀的拍攝元件，并可以提取在拍攝視野內(nèi)的任意多個行列。理由為：既是面狀的拍攝元件，同時又通過任意選擇的行列來進(jìn)行拍攝，由此不用停止檢查對象物僅使其通過拍攝區(qū)域，即可取得與使用多臺拍攝設(shè)備以及照明設(shè)備時相同的圖像。而且，像使用拍攝面狀圖像的圖像傳感器的相機那樣，在獲取面狀的拍攝圖像之后，無需進(jìn)行提取必要行列(區(qū)域)的處理，可以提升處理速度。即，通過使用具有CMOS圖像傳感器的拍攝設(shè)備，可以簡化檢查處理，并且減少數(shù)據(jù)量，從而可以縮短檢查時間。

上述拍攝設(shè)備優(yōu)選結(jié)構(gòu)為：即使因為檢查對象物材質(zhì)不同乃至變化，或者檢查對象的厚度、高度位置變化等，導(dǎo)致所照射的光的透過位置、反射位置發(fā)生了變動，仍可以獲取最優(yōu)的圖像數(shù)據(jù)。為此，優(yōu)選為，例如在掃描方向上，在具有一定寬度的區(qū)域里拍攝檢查對象物，從該拍攝圖像中，提取顏色以及/或者亮度的變化最優(yōu)的區(qū)域，并進(jìn)行組合，將其作為表面檢查中使用的圖像數(shù)據(jù)。

即，所述拍攝設(shè)備可包括：拍攝部，其在平行排列在檢查對象物掃描方向上的多個行列上進(jìn)行拍攝；圖像處理部，針對拍攝部所拍攝的各個多個行列，在與掃描方向正交的方向(即所拍攝行列的長度方向)的各個區(qū)域內(nèi)，比較顏色以及/或者亮度，并基于該比較提取出特定的行列區(qū)域，將其組合并合成1個行列或多個行列的圖像數(shù)據(jù)。

在使用所涉及的拍攝設(shè)備的光學(xué)式外觀檢查裝置中，可以是如下光學(xué)式外觀檢查裝置：所述拍攝部在從所述檢查對象物上所照射的光的強度不同的區(qū)域中分別選擇各個多個行列上，在平行排列在檢查對象物掃描方向上的多個行列上進(jìn)行拍攝，作為所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，使用多個分別由圖像處理部所合成的1個行列或多個行列的圖像數(shù)據(jù)。在由此構(gòu)成的光學(xué)式外觀檢查裝置中，作為表面檢查中使用的圖像數(shù)據(jù)(即，從所照射的光的強度不同的各個區(qū)域所提取的圖像數(shù)據(jù))，在比較并列在檢查對象物掃描方向上的多個行列之間特定區(qū)域的顏色以及/或者亮度的基礎(chǔ)上，使用將各表面檢查中最優(yōu)的區(qū)域圖像提取、組合并合成的1個或多個行列的圖像數(shù)據(jù)，由此可以進(jìn)行更可靠且高精度的表面檢查。而且，如果將一次拍攝的檢查對象物的拍攝區(qū)域，作為所述檢查對象物掃描方向上并列的多個行列時，可以按照該檢查對象物掃描方向上所并列的多個行列區(qū)域單位來轉(zhuǎn)移檢查對象物，由此也可以提升檢查速度。

關(guān)于處理設(shè)備

關(guān)于處理設(shè)備的構(gòu)成

處理設(shè)備是如下裝置：其在獲取所述拍攝設(shè)備所拍攝的拍攝圖像的同時，針對在從檢查對象物上所照射的光的強度不同區(qū)域中分別選擇的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，解析顏色以及/或者亮度的變化，判斷檢查對象物上有無各種外觀上的缺陷。該處理設(shè)備解析的圖像數(shù)據(jù)，除了直接使用由拍攝設(shè)備得到的拍攝圖像之外，還可以是將該拍攝圖像加工后的圖像。即，該處理設(shè)備從拍攝設(shè)備中獲取拍攝圖像，將所獲取的拍攝圖像作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)，或是也可以針對就所獲取的拍攝圖像進(jìn)行圖像處理而制作的圖像數(shù)據(jù)，解析其顏色以及/或者亮度的變化，對檢查對象物上的外觀缺陷進(jìn)行檢查。由此，該處理設(shè)備的構(gòu)成包括為進(jìn)行該解析·判斷所需的數(shù)值計算、信息處理、機器控制等以及根據(jù)需要為進(jìn)行圖像處理的CPU(Central Processing Unit)、存儲器等。另外，作為針對拍攝圖像的圖像處理，包括從拍攝圖像中任意區(qū)域的提取處理、拍攝圖像的結(jié)合處理，以及亮度、色彩度、對比度等的修正處理。

該處理設(shè)備針對多個行列的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。這種多個行列的圖像數(shù)據(jù)，如前所述，像CMOS圖像傳感器那樣，是通過使用可在任意的多個行列拍攝的圖像傳感器的相機的拍攝所獲取的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，除此之外，像CCD圖像傳感器那樣，還可以是從通過使用獲取面狀圖像的圖像傳感器的相機所拍攝的面狀圖像中，通過裁剪并提取而獲取的多個行列的圖像數(shù)據(jù)。尤其，處理設(shè)備獲取面狀拍攝的圖像時，從該面狀圖像中進(jìn)行的提取處理，可以通過該處理設(shè)備來執(zhí)行。

關(guān)于處理設(shè)備所獲取的行列的圖像數(shù)據(jù)

所述處理設(shè)備所解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，是從檢查對象物上照射的光的強度不同的區(qū)域中分別選擇的多個行列的圖像數(shù)據(jù)。該“檢查對象物上所照射的光”是指該檢查對象物所反射的光，或者透過該檢查對象物的光，所述多個行列的圖像數(shù)據(jù)是從該反射光或透過光的強度不同的區(qū)域分別選擇。所涉及的“檢查對象物上所照射的光”的強度，也可以針對朝向檢查對象物的光(檢查對象物上照射的光)來測定，其可以根據(jù)通過檢測檢查對象物上光的照射一側(cè)的輝度，或是檢測單一色的檢查對象物的反射光、透過光的輝度來進(jìn)行特定。

所涉及的檢查對象物上所照射的光，可以是具備光源的照明設(shè)備所照射的光，除此之外，也可以是自然光。這是因為，即使是自然光，只要特定了針對檢查對象物的照射方向，一般認(rèn)為根據(jù)獲取哪個位置的線狀圖像數(shù)據(jù)，圖像上出現(xiàn)的外觀上缺陷的種類有所不同。然而，本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置，為了將光的照射位置以及輝度等照射條件保持在一定水平，更加優(yōu)選具備對檢查對象物照射光的照明設(shè)備。這種情況下，處理設(shè)備所解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)優(yōu)選從照明設(shè)備所照射的光的強度不同的區(qū)域中分別進(jìn)行選擇。

上述照明設(shè)備可以采用各種各樣的照明，對檢查對象物進(jìn)行光照射。作為該照明設(shè)備照射的光，除了可視光，還可以是紅外線、紫外線、X射線等不可視光。尤其是，在采用照射可視光的照明設(shè)備時，除了白色光，還可以照射像藍(lán)色、綠色、紅色、黃色等那樣的在特定波長區(qū)域有峰值的光。由此，所述拍攝設(shè)備并不一定局限于拍攝可視光區(qū)域的光，也包含可以拍攝不可視光區(qū)域的光。而且，如果考慮到所述處理設(shè)備解析多個行列的圖像數(shù)據(jù)，該照明設(shè)備優(yōu)選在較長的范圍內(nèi)進(jìn)行光照射的線性照明。然后，采用線性照明作為照明設(shè)備時，該照明的延伸方向與用于所述解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)的延伸方向，優(yōu)選設(shè)置為相互平行，進(jìn)一步地，兩者的延伸方向優(yōu)選為與檢查對象物的掃描方向正交的方向。

另外，拍攝設(shè)備中拍攝到的光，可以是所照射的光透過檢查對象物的光(透過光)，也可以是經(jīng)過檢查對象物所反射的光(反射光)。由此，光照射的檢查對象物可以是透明的，也可以是不透明的，進(jìn)一步地，還可以是部分透明或部分不透明的物品。在拍攝檢查對象物時，一般來說在檢查對象物是透明的情況下，優(yōu)選拍攝檢查對象物上所照射的光的透過光來檢查外觀上的缺陷。但是，在該透明的檢查對象物產(chǎn)生了反射光時，也可以拍攝該反射光來檢查外觀上的缺陷。另一方面，在檢查對象物不透明的情況下，主要通過拍攝檢查對象物上所照射的光的反射光，來檢查外觀上的缺陷。

如上所述，本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置，在具備了所述照明設(shè)備的情況下，通過處理設(shè)備來解析的多個行列上的圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)選從照明設(shè)備所照射的光的強度不同的區(qū)域中選擇。即，至少像在照明設(shè)備照射光的區(qū)域內(nèi)、以及照明設(shè)備照射光的區(qū)域外等那樣，優(yōu)選從光的強度不同的區(qū)域的各個區(qū)域中進(jìn)行選擇。這是因為，因照明設(shè)備照射光的區(qū)域的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)而異，可以觀察到(或者容易觀察到)的缺陷的種類不同。因此，在照明設(shè)備中，從照射區(qū)域的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)區(qū)域，通過獲取用于解析的圖像數(shù)據(jù)，可以按照各種類型的缺陷來獲取易于觀察到的圖像數(shù)據(jù)。

另外，在上述處理設(shè)備中解析的“多個行列的圖像數(shù)據(jù)”，除了照明設(shè)備照射光的區(qū)域內(nèi)、照明設(shè)備照射光的區(qū)域外之外，還包括包含兩者的境界的區(qū)域，優(yōu)選從這三個區(qū)域內(nèi)的任意2個以上區(qū)域中進(jìn)行選擇。

即，上述本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置優(yōu)選為：還具備向檢查對象物照射光的照明設(shè)備，所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，要從作為照明設(shè)備照射光的區(qū)域的中心部分即照射中心區(qū)域、照明設(shè)備照射光的區(qū)域的輪廓區(qū)域、以及在該輪廓區(qū)域附近照明設(shè)備光照射不到的非照射區(qū)域，至少其中任意2個以上上述區(qū)域內(nèi)進(jìn)行選擇。并且，該多個行列的圖像數(shù)據(jù)，尤其優(yōu)選從照射中心區(qū)域、輪廓區(qū)域以及非照射區(qū)域中分別選擇。

如上所述，通過將獲取解析圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域，定為所述照射中心區(qū)域、輪廓區(qū)域以及非照射區(qū)域，從而可以通過與照明設(shè)備照射區(qū)域之間的關(guān)系，來特定獲取解析對象的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域。因此，如果特定了照明設(shè)備中的照射區(qū)域，就可以特定處理設(shè)備解析的行列的圖像數(shù)據(jù)的位置。所涉及的照明設(shè)備中照射區(qū)域的特定，可以按照每個檢查對象物來測定或設(shè)定，但是，在檢查形狀以及尺寸相同的多個檢查對象物時，如果最初特定了照明設(shè)備的照射區(qū)域，之后可以通過使用指定位置(行列)的圖像數(shù)據(jù)，來連續(xù)性地對多個檢查對象物進(jìn)行外觀檢查。由此，在該情況下優(yōu)選為，在最初實際進(jìn)行檢查的對象物中，先要確認(rèn)通過哪個行列來獲取作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)較好，在此基礎(chǔ)上，特定作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)的獲取位置(行列)。尤其，在輪廓區(qū)域以及非照射區(qū)域內(nèi)，在設(shè)定要解析哪個行列的圖像數(shù)據(jù)時，優(yōu)選為實際測定并特定實際檢查的檢查對象物上存在的缺陷(瑕疵、毛刺或變形等凹凸缺陷、異物附著、顏色不均等色彩缺陷等的缺陷)容易出現(xiàn)的位置。然后，當(dāng)拍攝設(shè)備為使用了采用像CMOS圖像傳感器那樣能夠在任意多個行列上拍攝的圖像傳感器的相機時，優(yōu)選在該所設(shè)定的多個行列上獲取圖像數(shù)據(jù)。

而且，上述本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置，優(yōu)選為：還具備向檢查對象物照射光的照明設(shè)備，所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，要從向檢查對象物照射的光的輝度最高的高輝度區(qū)域、該輝度發(fā)生劇烈變化的輝度變化區(qū)域、以及以比該輝度變化位置輝度更低且該輝度變化較穩(wěn)定的低輝度穩(wěn)定區(qū)域，至少從其中任意2個以上上述區(qū)域內(nèi)選擇。另外，該多個行列的圖像數(shù)據(jù)尤其優(yōu)選為從高輝度區(qū)域、輝度變化區(qū)域以及低輝度穩(wěn)定區(qū)域中分別選擇。

如上所述，通過將獲取解析的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域，定為所述高輝度區(qū)域、輝度變化區(qū)域以及低輝度穩(wěn)定區(qū)域，可以測定實際所照射的光的輝度，在該測定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，來特定獲取解析的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域。所涉及的照射光的輝度測定，可以按照每個檢查對象物來測定或設(shè)定，但是，當(dāng)檢查形狀以及尺寸相同的多個檢查對象物時，如果最初測定了照射輝度并特定了解析的圖像數(shù)據(jù)的行列位置，之后可以通過使用指定位置(行列)的圖像數(shù)據(jù)，來連續(xù)性地對多個檢查對象物進(jìn)行外觀檢查。即使在這種情況下優(yōu)選為，在最初實際檢查的對象物中，先要確認(rèn)在哪個行列上獲取作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)較好，在此基礎(chǔ)上，特定作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)的獲取位置(行列)。尤其，在輝度變化區(qū)域以及低輝度穩(wěn)定區(qū)域，在設(shè)定要解析哪個行列的圖像數(shù)據(jù)時，優(yōu)選實際測定并特定實際檢查的檢查對象物上的缺陷(瑕疵、毛刺或變形等凹凸缺陷、異物附著、顏色不均等色彩缺陷等的缺陷)容易看見的位置。另外，當(dāng)拍攝設(shè)備為使用了采用像CMOS圖像傳感器那樣能夠在任意多個行列上拍攝的圖像傳感器的相機時，優(yōu)選通過在該所設(shè)定的多個行列上獲取圖像數(shù)據(jù)。

關(guān)于處理設(shè)備進(jìn)行的圖像數(shù)據(jù)的處理·檢查

所述處理設(shè)備，如上所述，在“光強度不同的區(qū)域”、“照射中心區(qū)域、輪廓區(qū)域以及非照射區(qū)域”，或是“高輝度區(qū)域、輝度變化區(qū)域以及低輝度穩(wěn)定區(qū)域”，分別獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)需要來進(jìn)行圖像處理，可以通過解析·判斷，對檢查對象物上附著的異物、檢查對象物外觀上出現(xiàn)的變色等缺陷、檢查對象物外面的平緩凹凸缺陷，以及瑕疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷等、不同種類的各種缺陷進(jìn)行檢查。這時，從各個區(qū)域所選擇的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，可以在各個行列中獲取不同的寬度，或者也可以任意調(diào)整多個行列的圖像數(shù)據(jù)中任一個或全部行列的寬度。

即，處理設(shè)備從拍攝設(shè)備所拍攝的拍攝圖像中，獲取作為解析對象的多個行列的圖像數(shù)據(jù)。作為該圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)拍攝設(shè)備為使用了采用像CMOS圖像傳感器那樣能夠在任意多個行列上拍攝的圖像傳感器的相機時，通過拍攝設(shè)備掃描，分別按照各個多個行列(因為與照明設(shè)備照射光的區(qū)域之間的關(guān)系而相互不同的行列)，多次獲取線狀圖像(延伸到與掃描方向交叉方向上的線狀圖像)，將其分別與各個行列在掃描方向上結(jié)合，可以將其作為反映檢查對象物整體的面圖像來展開使用。將所涉及的線狀圖像展開成面圖像的處理，可以通過拍攝設(shè)備，也可以通過處理設(shè)備來進(jìn)行。

另一方面，當(dāng)拍攝設(shè)備為使用了采用像CCD圖像傳感器那樣拍攝面狀圖像的圖像傳感器的相機時，從拍攝設(shè)備獲取的拍攝圖像為面狀的圖像。此時，處理設(shè)備可以從拍攝設(shè)備掃描所獲取的多個拍攝圖像中，分別選擇和提取所述指定的區(qū)域作為線狀的圖像，可以將提取出來的各個行列，連接到掃描方向上，展開為以覆蓋整個檢查對象物的面圖像，并將其作為解析對象的圖像數(shù)據(jù)。但是，在該情況下，需要進(jìn)行以下處理：從通過1次拍攝所獲取的面狀圖像中，基于與照明設(shè)備照射的光的區(qū)域之間的關(guān)系線狀提取任意特定的多個區(qū)域。

然后，在處理設(shè)備中，在通過上述處理所獲取的圖像數(shù)據(jù)中，解析顏色以及/或者亮度的變化，能夠判斷檢查對象物上有無各種外觀上的缺陷。針對該圖像數(shù)據(jù)的顏色以及/或者亮度變化的解析，可以判斷每一像素的顏色、亮度并獲取與周圍像素之間的變化量，從而進(jìn)行判斷。

在這里，可以檢查的缺陷種類，只要是該缺陷可以從外觀上觀察到，則全部都包含在內(nèi)。即，除了檢查對象物表面的異物、變色以及凹凸缺陷以外，只要是透過從外觀能觀察到的，檢查對象物內(nèi)部所存在的異物、變色缺陷也可以檢查。由此，可以檢查出檢查對象物外觀上出現(xiàn)的缺陷，如作為制造原料的樹脂的炭化異物、未溶解等變色缺陷、因樹脂成型時溶解溫度、噴射壓力等導(dǎo)致的平緩凹凸缺陷，以及因成型時使用的模具、取料機所導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷等。

優(yōu)選實施方式

如上所述，將從各個多個行列所獲取的線狀圖像，在各個行列展開為面圖像后的圖像作為圖像數(shù)據(jù)來使用，基于該圖像數(shù)據(jù)，在對檢查對象物的外觀缺陷進(jìn)行檢查時，則為了縮短檢查時間，優(yōu)選1次即完成所述拍攝設(shè)備中用于拍攝的掃描。在本發(fā)明中，因僅通過拍攝設(shè)備掃描1次，就可以獲取與照明設(shè)備所照射光的區(qū)域的關(guān)系中不同位置(行列)的圖像數(shù)據(jù)，所以，僅通過1次掃描，就可以檢查出各種類型的外觀上的缺陷。

再者，在本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置中，為了獲得裝置自身結(jié)構(gòu)簡易且小型化的效果，作為構(gòu)成要素的拍攝設(shè)備優(yōu)選為1個。即，優(yōu)選為從通過1個拍攝設(shè)備的拍攝圖像中，獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)。但是，也可以采用2個以上的拍攝設(shè)備。采用了2個以上的拍攝設(shè)備時，可以使各個拍攝設(shè)備的拍攝區(qū)域各不相同。具體而言，如果在拍攝設(shè)備的掃描方向上直行方向的長度(拍攝區(qū)域的寬度方向長度)較長時，則可以在該長度方向上排列多個拍攝設(shè)備。該情況下，可以使各個拍攝設(shè)備所拍攝的區(qū)域在檢查對象物的長度方向上各不相同。而且，可以是某一個拍攝設(shè)備拍攝檢查所需的多個行列的圖像數(shù)據(jù)中的幾項，其余拍攝設(shè)備拍攝其他行列中的圖像數(shù)據(jù)。

而且，在本實施方式中，上述拍攝設(shè)備的構(gòu)成優(yōu)選為：在檢查對象物上照射的光的強度不同的每個區(qū)域，合成最優(yōu)的圖像數(shù)據(jù)。所涉及的拍攝設(shè)備是一種具備光學(xué)元件的拍攝設(shè)備，該光學(xué)元件將由多個光電二極管構(gòu)成的光電二極管列平行配列多個而構(gòu)成，可以在其任意2個以上位置處，實現(xiàn)多個光電二極管列的拍攝，換言之，是可以通過在2處以上，優(yōu)選3處拍攝區(qū)域內(nèi)來設(shè)定ROI(Reagion Of Interest)的拍攝設(shè)備而得以實現(xiàn)。

由此，所涉及的拍攝設(shè)備是一種用于光學(xué)式外觀檢查裝置的拍攝設(shè)備，通過邊掃描邊從所拍攝的檢查對象物的圖像中判斷有無外觀上的缺陷。該光學(xué)式外觀檢查裝置用的拍攝設(shè)備包括：拍攝部，其在檢查對象物掃描方向上所排列的多個行列上進(jìn)行拍攝；圖像處理部，針對拍攝部所拍攝到的各個多個行列，在與掃描方向正交的方向的各個區(qū)域內(nèi)比較顏色以及/或者亮度，在該比較的基礎(chǔ)上，提取出特定的行列區(qū)域，進(jìn)行組合并合成1個行列的圖像數(shù)據(jù)。

上述拍攝設(shè)備中的拍攝部可以采用CMOS圖像傳感器、CCD圖像傳感器等拍攝元件，并且，還可以伴隨對來自檢查對象物的入射光進(jìn)行收集·成像的鏡頭等光學(xué)零件。關(guān)于所涉及的拍攝元件，如果是CMOS圖像傳感器，通過獲取每個光電二極管列的圖像，可以高速執(zhí)行與掃描方向正交方向上并列的各個區(qū)域的顏色以及/或者亮度的比較處理。另一方面，使用了CMOS圖像傳感器時，需要執(zhí)行從所拍攝的圖像數(shù)據(jù)中，在與掃描方向正交方向上并列的各個區(qū)域剪裁出圖形數(shù)據(jù)的處理等。

而且，上述拍攝設(shè)備中的圖像處理部可以采用進(jìn)行圖像處理的處理裝置。該處理裝置可以設(shè)置在與所述拍攝部相同的筐體內(nèi)，除此之外，也可以設(shè)置在與該拍攝物不同的筐體或者裝置內(nèi)，對從所述拍攝部所獲取的圖像進(jìn)行處理。即，所涉及的拍攝設(shè)備除了可以具體化為一個拍攝部與圖像處理部一體化的模塊之外，也可以將兩者分別設(shè)置實現(xiàn)相互之間的協(xié)作處理。由此，可以使用數(shù)碼相機作為拍攝部，使用電腦作為圖像處理部。

在上述拍攝設(shè)備中，將在相對掃描方向交叉的方向上所配設(shè)的光電二極管列在掃描方向上相鄰配設(shè)多列，比較通過一次拍攝所獲取的多個光電二極管列中，與掃描方向并列的光電二極管之間的亮度以及/或者色調(diào)進(jìn)行比較，可以按照預(yù)先設(shè)定的條件，提取乃至計算任意光電二極管的圖像。然后，通過將所提取乃至計算的圖像結(jié)合在一起，就可以合成與該拍攝位置相關(guān)的1個行列的圖像數(shù)據(jù)。像這樣，通過生成用于檢查的1個行列的圖像數(shù)據(jù)，可以提升檢查的精度，或減少數(shù)據(jù)量，從而加快檢查速度。

而且，作為提取乃至計算與掃描方向所并列的光電二極管的圖像(像素單位的圖像)的條件，可以從以下詳述的“無處理模式”、“最大輝度模式”、“最小輝度模式”、“平均輝度模式”、“中間輝度模式”等中選擇而構(gòu)成。

“無處理模式”是原樣獲取掃描方向上所并列的像素的模式，可以作為黑白圖像而獲取。

“最大輝度模式”是在與掃描方向交叉的方向并列的像素列中，在與掃描方向并列的各個像素之間提取輝度最大的像素，并獲取將其合成為1個行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。在該模式中，可以生成1個行列的圖像數(shù)據(jù)，用于通過將明缺陷作為對象的最高輝度值來檢查。

“最小輝度模式”是在所述掃描方向并列的各個像素中提取輝度最小的像素，并獲取將其合成為1個行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。在該模式中，可以生成1個行列的圖像數(shù)據(jù)，用于通過將暗缺陷作為對象的最低輝度值來檢查。

“平均輝度模式”是在與掃描方向交叉的方向并列的像素列中，算出在與掃描方向并列的像素之間的輝的度平均值，并獲取將其合成為1個行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。該模式計算出了各個像素的平均輝度，所以，可以獲取大致如通過軟件濾波的處理圖像來作為檢查用的圖像數(shù)據(jù)。

“中間輝度模式”是在與所述掃描方向并列的像素中提取出輝度位于中間的像素，并獲取將其合成為1個行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。在該模式中，由于獲取輝度平均的像素，因此可以獲取消除了波尖噪聲的圖像數(shù)據(jù)。尤其，在“平均輝度模式”中，即使圖像發(fā)生了模糊的現(xiàn)象，也可以獲取清晰的圖像數(shù)據(jù)。

而且，拍攝設(shè)備優(yōu)選形成為：在每個所述檢查對象物上照射的光的強度不同的各個區(qū)域(即“部分掃描區(qū)域”)，可以設(shè)定上述模式。這是為了在各部分掃描區(qū)域中，更加清晰地獲取檢查中所需的圖像數(shù)據(jù)。并且，該拍攝設(shè)備優(yōu)選具備一種圖像調(diào)整設(shè)備，其在每個所述部分掃描區(qū)域，使偏置值以及/或者增益值各不相同。所述檢查對象物上照射的光的強度不同的區(qū)域，根據(jù)檢查對象物表面出現(xiàn)的缺陷的種類不同，拍攝中所需要的亮度等不同，所以，通過設(shè)置一種圖像調(diào)整設(shè)備，使得各個區(qū)域中偏置值以及/或者增益值不同，從而可以獲取各區(qū)域中所要求的最優(yōu)的圖像數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^調(diào)整數(shù)位增益、偏置，根據(jù)檢查對象物的顏色、透過度或者照射的光的強度(輝度)，來獲取最優(yōu)圖像。

關(guān)于光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)

而且，在本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置中，通過進(jìn)一步增加用于運送檢查對象物的結(jié)構(gòu)等，可以形成光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)。即，是一種使用所述本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置而構(gòu)成的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，進(jìn)一步具備：檢查對象物移動設(shè)備，其將檢查對象物載置并運送；移送檢測設(shè)備，其檢測檢查對象物通過該檢查對象物移動設(shè)備的移動速度或移動距離。這種光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)可以是：基于移送檢測設(shè)備所獲取的移動速度或移動量而與所計算的拍攝位置相關(guān)聯(lián)的方式獲取所述處理設(shè)備所獲取的拍攝圖像。

作為所涉及的檢查對象移送設(shè)備，可以列舉傳送帶、機械手等。另外，作為移送檢測設(shè)備，可以列舉旋轉(zhuǎn)編碼器、直線式編碼器等。然后，在獲取由移送檢測設(shè)備所獲取移送速度或移動距離而發(fā)出的信號的時刻，構(gòu)成光學(xué)式外觀檢查裝置的拍攝設(shè)備拍攝出圖像，并可以將該拍攝圖像中各行列的圖像(線狀圖像)與拍攝位置相關(guān)聯(lián)。其結(jié)果是，抑制了檢查對象物移動設(shè)備中因檢查對象物移動速度的變動而導(dǎo)致的拍攝分解能的不規(guī)則，同時，當(dāng)從所獲取的多個線狀圖像中展開面圖像時，可以修正其位置。

然后，在上述光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)中，所述檢查對象物移動設(shè)備可以具備保持設(shè)備，其將以載置狀態(tài)運送的檢查對象物吸引或是推壓。檢查對象物是板狀或片狀時，則是為了與拍攝設(shè)備之間保持一定的距離。所涉及的保持設(shè)備，其結(jié)構(gòu)具體可以是：向檢查對象物吹送下流式空氣，將該檢查對象物擠壓在檢查對象物移動設(shè)備上，或者在檢查對象物移動設(shè)備上的載置檢查對象物的面上開設(shè)細(xì)小的開口，通過該開口來吸引檢查對象物的載置面。所涉及的保持設(shè)備，至少在通過拍攝設(shè)備進(jìn)行拍攝時，使得檢查對象物緊靠在檢查對象物移動設(shè)備上即可。

而且，在本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)中，還可以構(gòu)成為能夠?qū)z查對象物的厚度進(jìn)行檢查。即，在所述檢查對象物移動設(shè)備的檢查對象物的移動路徑上，還可以設(shè)置用于檢測所述檢查對象物的厚度的厚度檢測設(shè)備。然后，所述處理裝置優(yōu)選為在該厚度檢測設(shè)備的檢測值基礎(chǔ)上，檢測出厚度不良的情況。

作為所涉及的厚度檢測設(shè)備，可以采用反射型的激光變位計，從該厚度檢測設(shè)備的檢測結(jié)果中，可以檢查出檢查對象物的厚度不良情況。而且，從該厚度檢測設(shè)備的檢測結(jié)果中，可以獲取檢查對象物的厚度，也可以在此基礎(chǔ)上調(diào)整處理設(shè)備解析的圖像數(shù)據(jù)的行列位置(拍攝設(shè)備中獲取的位置)。

并且，上述處理設(shè)備還可以控制構(gòu)成本發(fā)明中光學(xué)式外觀檢查裝置的各個機器的動作等，例如可以控制拍攝設(shè)備的位置、照明設(shè)備的位置或亮度，檢查設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)的獲取位置等。并且，該處理設(shè)備在所獲取或加工圖像的基礎(chǔ)上，可以判斷有無外觀上的缺陷。在進(jìn)行所涉及的判斷時，特定出圖像中有色調(diào)、明度、輝度等有不同的區(qū)域，進(jìn)一步地可以通過像素數(shù)等特定的方式判斷該區(qū)域的大小。其結(jié)果是，基于該處理設(shè)備的判斷結(jié)果，可以自動地特定外觀上存在缺陷的檢查對象物。

然后，可通過本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)進(jìn)行外觀檢查的檢查對象物并沒有特殊局限，可以是農(nóng)作物、水產(chǎn)物，或者這一類加工品等的食品、樹脂板、玻璃板、金屬板、電子零件·制品、光學(xué)零件·制品等的各種工業(yè)制品。但是，該檢查對象物優(yōu)選為在外觀上凹凸較少的形狀，例如板狀體、筒狀體，可以更加準(zhǔn)確地檢查外觀的缺陷。而且，檢查對象物可以透明，也可以不透明。

發(fā)明效果

根據(jù)上述本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置，由于可以通過1個拍攝設(shè)備，同時獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)，因此，減少了使用的拍攝設(shè)備臺數(shù)，或者可以減少該拍攝設(shè)備的設(shè)置臺數(shù)，由此，可以提供裝置本身小型化的光學(xué)式外觀檢查裝置，以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)。

另外，在獲取進(jìn)行外觀檢查時所需的多個圖像數(shù)據(jù)時，不需要移動拍攝設(shè)備或照明設(shè)備，因此，無需移動這些光學(xué)機器等的動作時間，可以在短時間內(nèi)進(jìn)行各種類型的檢查，實現(xiàn)了這種光學(xué)式外觀檢查裝置以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)。尤其，作為拍攝設(shè)備，在使用了采用像CMOS圖像傳感器那樣能夠在任意行列上進(jìn)行拍攝的圖像傳感器的相機時，可以通過提升圖像處理速度，來進(jìn)一步縮短檢查時間。

而且，檢查對象物的尺寸、高度或厚度多種多樣時，在本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置中，僅選擇獲取解析的圖像數(shù)據(jù)的行列，無需每次都調(diào)整拍攝設(shè)備、照明設(shè)備的設(shè)置位置、角度。由此，實現(xiàn)了這種光學(xué)式外觀檢查裝置，以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，即便是檢查尺寸、高度或厚度不同的檢查對象物，不再像之前那樣繁瑣，消除了改變相機、照明或檢查對象物的高度、角度的必要性，就可以對檢查對象物的外觀進(jìn)行檢查。

然后，在本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置中，在拍攝設(shè)備上進(jìn)行1次掃描，即可獲取外觀檢查所需的多個圖像，所以，實現(xiàn)了這種光學(xué)式外觀檢查裝置，以及使用該裝置的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，僅通過1次拍攝，就可以檢查出檢查對象物外觀上出現(xiàn)的各種類型缺陷。

附圖說明

圖1表示使用本實施方式所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置而構(gòu)成的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)的整體構(gòu)成圖。

圖2說明光學(xué)式外觀檢查裝置的處理內(nèi)容，(A)表示外觀檢查站的斜視圖、(B)表示針對檢查對象物的光照射情況與讀取位置的重要部位擴大平面圖、(C)表示在處理裝置中用于解析的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

圖3說明可以檢查的各種缺陷，(A)表示在檢查對象物上所設(shè)置的缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴大圖、(B)表示透過光所照射區(qū)域內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖、(C)表示透過光所照射區(qū)域輪廓內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖、(D)表示透過光非照射的、輪廓區(qū)域附近區(qū)域內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖。

圖4表示其他實施方式中的光學(xué)式外觀檢查裝置，(A)該光學(xué)式外觀檢查裝置的重要部位擴大斜視圖、(B)表示從所拍攝的圖像中提取多個行列的線狀圖像，其處理內(nèi)容的概念圖、(C)表示從線狀圖像所合成的、成為解析對象的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

圖5說明檢查對象物為不透明時的缺陷的顯示方式，(A)表示在檢查對象物上所設(shè)置的缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴大圖、(B)表示光照射的區(qū)域中缺陷的顯示方式的正面省略圖、(C)表示光照射區(qū)域的輪廓中缺陷的顯示方式的正面省略圖、(D)表示光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域中缺陷的顯示方式的正面省略圖。

圖6表示檢查對象物為圓柱狀時的檢查方法的斜視圖。

圖7表示檢查對象物在寬度方向上較長時的檢查方法的斜視圖。

圖8表示光學(xué)式外觀檢查裝置使用的拍攝設(shè)備的形成原理的省略圖。

圖9表示拍攝設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)的形成原理的省略圖。

具體實施方式

以下將參照附圖來對本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置的幾種實施方式進(jìn)行說明。尤其，在以下的實施方式中，具體顯示了用于檢查工業(yè)產(chǎn)品(包括零件)的外觀的光學(xué)式外觀檢查裝置50，但檢查對象物W并不局限于此，還可以將各種物品作為對象。

圖1是表示使用了本實施方式所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置50而構(gòu)成的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)60的整體構(gòu)成圖。尤其，在本實施方式中，檢查的檢查對象物W形成為板狀且透明的物品，作為一個例子，這種結(jié)構(gòu)適于檢查導(dǎo)光板。

如圖1所示，該實施方式所示的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)60包括：接收站10，接收作為檢查對象物W的導(dǎo)光板；外觀檢查站20，設(shè)有所述光學(xué)式外觀檢查裝置50，對檢查對象物W的外觀進(jìn)行檢查；厚度檢查站30，對檢查對象物W的厚度進(jìn)行檢查；運出站40，將完成檢查的檢查對象物W送出。

就上述接收站10而言，接收作為該光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)60檢查對象物W的工件。在本實施方式中，檢查對象物W是薄板狀的導(dǎo)光板，因此，容易發(fā)生反曲、浮凸，為了避免這種反曲、浮凸等對后續(xù)的外觀檢查站20以及厚度檢查站30進(jìn)行的檢查帶去不良影響，檢查對象物W優(yōu)選通過保持設(shè)備(未圖示)，緊靠在檢查對象物移動設(shè)備11上。所涉及的保持設(shè)備可通過以下結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)：將檢查對象物W吸引到檢查對象物移動設(shè)備一側(cè)的結(jié)構(gòu)；或者針對檢查對象物W從上方吹風(fēng)從而將其壓靠在檢查對象物移動設(shè)備11上的結(jié)構(gòu)。然后，傳遞至該接收站10的檢查對象物W，在通過保持設(shè)備而保持的狀態(tài)下，在后續(xù)的外觀檢查站20、厚度檢查站30上進(jìn)行水平移動，到達(dá)運出站40。并且，該保持設(shè)備的結(jié)構(gòu)也可以是：僅在外觀檢查站20以及厚度檢查站30等實際進(jìn)行檢查的區(qū)域、進(jìn)一步為僅在進(jìn)行檢查時，才保持檢查對象物W。

而且，作為用于將檢查對象物W移送至各站的檢查對象物移動設(shè)備11，可以使用各種傳送帶等。尤其，本實施方式中的檢查對象物W為透明物品，使用的照明設(shè)備52為透過照明，因此，運送檢查對象物W的檢查對象物移動設(shè)備11可以設(shè)置為后述外觀檢查站20上設(shè)置的拍攝設(shè)備51與照明設(shè)備52之間通過。

而且，如前所述的檢查對象物W為透明物品，拍攝設(shè)備51的結(jié)構(gòu)為拍攝透過了檢查對象物W的透過光，因此，所述檢查對象物移動設(shè)備11以及檢查對象物W的保持設(shè)備，優(yōu)選構(gòu)成為不會遮擋拍攝設(shè)備51與照明設(shè)備52之間。這是為了能夠拍攝到透明的檢查對象物W的整體。具體而言，所述檢查對象物移動設(shè)備11其結(jié)構(gòu)可以由不對拍攝造成影響的透明材料形成，或者是保持在檢查對象物W的側(cè)面等不對拍攝造成影響的場所并進(jìn)行運送，而且，檢查對象物W的保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)成可以是由不對拍攝造成影響的透明材料來形成，或是通過空氣的氣流來保持檢查對象物W。

在所述外觀檢查站20中，對檢查對象物W的外觀進(jìn)行檢查。作為設(shè)置在該外觀檢查站20上的光學(xué)式外觀檢查裝置50的主要構(gòu)成要素包括：透過照明，其作為照明設(shè)備52以照射透過檢查對象物W的光；相機，其作為拍攝照明設(shè)備52照射光所照射的檢查對象物W的拍攝設(shè)備51，且使用CMOS圖像傳感器；控制裝置，其作為處理設(shè)備53，獲取拍攝設(shè)備51所拍攝的拍攝圖像，并基于光的強度不同的多個行列的圖像數(shù)據(jù)判斷檢查對象物W外觀上有無缺陷。

尤其，本實施方式中的檢查對象物W為透明制品，所使用的照明設(shè)備52為透過照明，所以，拍攝設(shè)備51與照明設(shè)備52對向設(shè)置，優(yōu)選為該拍攝設(shè)備51其拍攝方向與所述照明設(shè)備52的照射方向正對設(shè)置。

作為所述照明設(shè)備52使用的透過照明，通過向檢查對象物W上照射光，可以強調(diào)其缺陷。所涉及的照明設(shè)備52，為了確保在長時間·長期間內(nèi)穩(wěn)定運用的照射功能，優(yōu)選采用LED光源，基于多個行的圖像數(shù)據(jù)來判斷外觀上的缺陷，所以，優(yōu)選使用線性照明。而且，該照明設(shè)備52也可以根據(jù)檢查對象物W的材質(zhì)、顏色等，任意調(diào)整所照射的光的波長。如果檢查對象物W為紅色，則可以照射紅色波長區(qū)域的光；如果檢查對象物W為綠色，則可以照射綠色波長區(qū)域的光。并且，如果檢查對象物W由像金屬等那樣高反射率的材料形成，或是由透明材料形成時，則優(yōu)選照射藍(lán)色波長區(qū)域的光。因為藍(lán)色波長區(qū)域的光波長較短，反射光、透過光容易散射。

所涉及的照明設(shè)備52，為了明確照射通過檢查對象物移動設(shè)備11運送的檢查對象物W，優(yōu)選設(shè)置在運送設(shè)備附近。但是，為了調(diào)整該照明設(shè)備52所照射區(qū)域的輪廓寬度，或是為了調(diào)整照射區(qū)域的輝度，也可以將該照明設(shè)備52設(shè)置為能夠任意調(diào)整與所述檢查對象物移動設(shè)備11之間的間隔。

而且，作為拍攝設(shè)備51使用的相機，具備CMOS圖像傳感器作為拍攝元件，還具備在縱向與橫向上所配置的多個光電二極管的面狀的拍攝元件。例如，可以使用橫向(相對掃描方向的寬度方向)2048像素、縱向(掃描方向)2048像素的拍攝元件。在具備了這種圖像傳感器的拍攝設(shè)備51上，如果橫向視野為200mm時，縱向的視野也是200mm，所以，在該縱向視野內(nèi)，如果指定了多個用于拍攝的光電二極管列，可通過使該拍攝設(shè)備51掃描，獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)。而且，在該縱向視野內(nèi)，如果改變用于拍攝的光電二極管列的位置(行列)，可以像使用了多個線性傳感器那樣使其運作，而且，還可以根據(jù)畫角的打開角度，來進(jìn)行猶如改變角度的動作。

然后，作為處理設(shè)備53使用的控制裝置，獲取拍攝設(shè)備51所拍攝的拍攝圖像，并分別解析多個行列的圖像數(shù)據(jù)，來判斷外觀上有無缺陷。用于該解析的圖像數(shù)據(jù)，除了可以原樣使用拍攝設(shè)備51所拍攝的拍攝圖像，還可以將該拍攝圖像與各個多個行列結(jié)合在一起并展開成面圖像。由此，該處理設(shè)備53在解析圖像數(shù)據(jù)的同時，還包括了CPU(Central Processing Unit)以及存儲器等結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)需要進(jìn)行圖像處理時所需的數(shù)值計算、信息處理。作為所涉及的處理裝置，可以使用計算機，也可以是一種為了進(jìn)行圖像處理以及解析·判斷外觀上缺陷所需的數(shù)值計算、信息處理而設(shè)計的裝置。然后，該處理設(shè)備53，在所述拍攝元件中，還可以控制由拍攝設(shè)備51掃描方向上并排的哪一個光電二極管列來進(jìn)行拍攝。

而且，為了將從拍攝設(shè)備51中獲取的拍攝圖像與檢查對象物W的拍攝位置相關(guān)聯(lián)，優(yōu)選設(shè)置移動檢測設(shè)備54，來檢測所述檢查對象物移動設(shè)備11中檢查對象物W的水平移動距離、移動速度。作為所涉及的移送檢測設(shè)備54可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器、線性編碼器。然后，該移送檢測設(shè)備54可以設(shè)置在檢查對象物W運送路徑中的任何場所，為了準(zhǔn)確檢測檢查對象物W的水平移動距離、速度，優(yōu)選設(shè)置在該外觀檢查站20，尤其優(yōu)選設(shè)置在拍攝設(shè)備51的拍攝區(qū)域的附近。然后，通過將該移送檢測設(shè)備54發(fā)出的檢測信號傳送至處理設(shè)備53中，能夠抑制檢查對象物移動設(shè)備11中檢查對象物W移動速度的變動導(dǎo)致的拍攝分解能不規(guī)則，同時，可以在將拍攝設(shè)備51中獲取的圖像，展開成用于解析的圖像數(shù)據(jù)(面圖像)時，修正其位置。

然后，在厚度檢查站30中，對檢查對象物W的厚度是否在既定的范圍內(nèi)進(jìn)行檢查。即，在該厚度檢查站30中，通過由反射型激光變位計構(gòu)成的厚度檢測設(shè)備31來檢測由檢查對象物移動設(shè)備11運送來的檢查對象物W的厚度。將該檢測結(jié)果傳送至所述處理設(shè)備53，可以在該處理設(shè)備53中檢測出檢查對象物W的厚度不良的情況。

并且，如圖1所示的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)60，尤其，檢查對象物W為透明物品，其結(jié)構(gòu)為通過透過照明來獲取拍攝圖像。即，照明設(shè)備52將檢查對象物W夾住設(shè)置在相反一側(cè)。在這一點上，假設(shè)檢查對象物W不透明時，就無法通過透過照明來獲取圖像數(shù)據(jù)。由此，在檢查對象物W不透明時，如后述圖4所示，采用反射照明，拍攝設(shè)備51可以通過拍攝照射在檢查對象部上的光的反射光，獲取所述的圖像數(shù)據(jù)。此時，照明設(shè)備52優(yōu)選為從拍攝設(shè)備51的拍攝方向向檢查對象物W照射光，尤其優(yōu)選從檢查對象物W的垂直上方來照射光。

接下來，參照圖2來說明所述外觀檢查站20中光學(xué)式外觀檢查裝置50的處理內(nèi)容。圖2(A)為表示外觀檢查站20的斜視圖，圖2(B)為表示針對檢查對象物W光照射情況與讀取位置的重要部位擴大平面圖，圖2(C)為表示處理裝置中，用于解析的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

首先，在該外觀檢查站20中，檢查對象物W通過傳送帶等檢查對象物移動設(shè)備11進(jìn)行運送，在該檢查對象物移動設(shè)備11的下方設(shè)置了照明設(shè)備52。該照明設(shè)備52為線性照明，在檢查對象物W的整個寬度方向(相對移送方向交叉的方向)上照射光。該照明設(shè)備52的光透過檢查對象物W，由此，設(shè)置在檢查對象物W上方的拍攝設(shè)備51可以拍攝檢查對象物W的透過光。然后，檢查對象物W通過照明設(shè)備52與拍攝設(shè)備51之間。

如圖2(B)所示，在通過透過光照射的區(qū)域內(nèi)，在明亮區(qū)域A1與其輪廓區(qū)域A2、以及透過光非照射的、輪廓區(qū)域附近區(qū)域的區(qū)域A3中，拍攝設(shè)備51獲取延伸至檢查對象物W寬度方向(與掃描方向交叉的方向)的行列上所拍攝的圖像數(shù)據(jù)。各個行列上的拍攝在運送檢查對象物W的過程中進(jìn)行，并在每一次移動至少1次拍攝可獲取的像素數(shù)時進(jìn)行拍攝。該檢查對象物W的移送距離是通過所述旋轉(zhuǎn)編碼器等移送檢測設(shè)備54進(jìn)行檢測。因此，在從移送檢測設(shè)備54處獲取移動一定距離的信號的時刻，所述拍攝設(shè)備51就可以拍攝特定行列的圖像。

然后，如圖2(B)所示的各個行列的拍攝，在按照檢查對象物W的整體進(jìn)行之后，將檢查對象每次移動時所拍攝的線狀圖像結(jié)合起來，展開成如圖2(C)所示的面圖像，形成了圖像數(shù)據(jù)D1～D3。即，在透過光照射的區(qū)域內(nèi)，通過拍攝明亮區(qū)域A1的圖像形成圖像數(shù)據(jù)D1；在透過光非照射的、輪廓區(qū)域附近區(qū)域的區(qū)域A2所拍攝的圖像形成圖像數(shù)據(jù)D2；在透過光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域的區(qū)域A3所拍攝的圖像形成圖像數(shù)據(jù)D3。所涉及的圖像數(shù)據(jù)的形成可以是：在拍攝設(shè)備51每次進(jìn)行拍攝時，處理裝置獲取線狀的圖像，將其展開為面圖像，除此之外還可以是將每次拍攝的線狀圖像數(shù)據(jù)記錄在拍攝設(shè)備51中、待合成為面圖像之后再傳送至處理設(shè)備53。由此所形成的各行列的各個面圖像(圖像數(shù)據(jù))就是將檢查對象物W在不同光照射方向下的狀態(tài)拍攝而形成的。因此，通過拍攝設(shè)備51進(jìn)行1次掃描就能夠獲取，而且，讓光的照射角度不同，還可以獲取與拍攝設(shè)備51掃描多次時相同的圖像數(shù)據(jù)。

接下來，參照圖3來對通過使用光的照射情況不同的多個行列的圖像數(shù)據(jù)來檢查各種缺陷的例子進(jìn)行說明。圖3(A)為表示在檢查對象物W上設(shè)置缺陷樣品的狀態(tài)的重要部位擴大圖，圖3(B)為表示在透過光照射的區(qū)域內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖，圖3(C)為表示在透過光照射的區(qū)域的輪廓內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖，圖3(D)為表示在透過光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域內(nèi)，缺陷的顯示方式的正面省略圖。

在該例子中，檢查對象物W為透明物品，在圖3(B)～(D)中，表示了當(dāng)光照射檢查對象物W時的透過光的顯示方式。在檢查對象物W上，作為樣品，如圖3(A)所示，從上往下依次形成了存在于表面的瑕疵等瑕疵缺陷F1、表面或內(nèi)部存在黑色異物的顏色缺陷F2、表面的平緩凹凸所形成的凹凸缺陷F3。

形成如此缺陷的樣品檢查對象物W，如圖3(B)所示，在背面照射光的區(qū)域A1，明顯出現(xiàn)了顏色缺陷F2，另一方面，并沒有明顯出現(xiàn)瑕疵缺陷F1或凹凸缺陷F3。另外如圖3(C)所示，在輪廓區(qū)域A2中，明顯出現(xiàn)了凹凸缺陷F3，另一方面，并沒有明顯出現(xiàn)顏色缺陷F2或瑕疵缺陷F1。再者如圖3(D)所示，在光非照射的區(qū)域A3，明顯出現(xiàn)了瑕疵缺陷F1，另一方面，并沒有明顯出現(xiàn)顏色缺陷F2或凹凸缺陷F3。

如上所述，在與光照射區(qū)域的關(guān)系中，因為明顯出現(xiàn)的缺陷種類有所不同，通過分別解析所述多個行列的圖像數(shù)據(jù)，使用通過1次掃描所獲取的多個圖像數(shù)據(jù)，可以檢查各種外觀上的缺陷。

并且，在上述實施方式中，因為檢查對象物W為透明制品，所以照明設(shè)備52使用透過照明，當(dāng)該檢查對象物W不透明時，如以下圖4所示，也可以將照明設(shè)備設(shè)置在拍攝設(shè)備51一側(cè)，拍攝設(shè)備52拍攝照射在檢查對象物W上光的反射光。而且，在上述實施方式中，作為拍攝設(shè)備51使用了采用CMOS圖像傳感器的相機，但是也可以使用采用通過面圖像來拍攝制定的區(qū)域的CCD圖像傳感器的相機，該情況下，進(jìn)行如下圖4所示的線狀圖像的提取等圖像處理。

圖4表示其他實施方式中的光學(xué)式外觀檢查裝置150，該光學(xué)式外觀檢查裝置150也可以設(shè)置在如所述圖1所示的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)60的外觀檢查站20上。該實施方式所示的光學(xué)式外觀檢查裝置150尤其使用采用了CCD圖像傳感器的相機作為拍攝設(shè)備151，而且，照明設(shè)備152構(gòu)成為用來拍攝反射光，而不是透過光。圖4(A)為表示其他實施方式所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置150的重要部位擴大斜視圖；圖4(B)為表示從所拍攝的圖像中，提取多個行列的線狀圖像的處理內(nèi)容的概念圖；圖4(C)為表示從線狀圖像中所合成的、成為解析對象的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

在該實施方式中，也是通過傳送帶等檢查對象物移動設(shè)備11運送檢查對象物W。針對運送來的檢查對象物W，從設(shè)置其上方的照明設(shè)備152中照射光。然后，與照明設(shè)備152同樣設(shè)置在檢查對象物W上方的拍攝設(shè)備151，拍攝至少包含光照射的照射范圍、與該照射范圍鄰近、光非照射的區(qū)域的檢查對象物W的整個寬度方向從而拍攝圖像。該拍攝到的圖像，與前述的實施方式相同，與旋轉(zhuǎn)編碼器等移送檢測設(shè)備檢測到的移送距離等相關(guān)聯(lián)。

然后，從拍攝一定區(qū)域的圖像中，如圖4(B)所示，在任意設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，提取出線狀圖像。即，從照明設(shè)備152照射的光所照射的區(qū)域A1、其輪廓區(qū)域A2與光非照射的、輪廓區(qū)域附近區(qū)域A3的各自的行列中，提取出線狀圖像(L1～L3)。即，從光照射的區(qū)域A1中提取出線狀圖像L1，從光照射區(qū)域A1的輪廓區(qū)域A2中提取出線狀圖像L2，從光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域A3中提取出線狀圖像L3。

然后，將所提取的線狀圖像分別結(jié)合起來，分別合成如圖4(C)所示的面圖像構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)。即，分別合成：將從光照射區(qū)域A1中提取的線狀圖像L1結(jié)合起來的圖像數(shù)據(jù)D11；將從光照射區(qū)域A1的輪廓區(qū)域A2中提取的線狀圖像L2結(jié)合起來的圖像數(shù)據(jù)D12；將從光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域A3中提取的線狀圖像L3結(jié)合起來的圖像數(shù)據(jù)D13。然后，針對該所合成的各個面圖像(圖像數(shù)據(jù))，通過解析顏色以及/或者亮度的變化，可以判斷檢查對象物W上有無各個外觀上的缺陷。

接下來，參照圖5說明檢查對象物W不透明時的缺陷的顯示方式。圖5表示向檢查對象物W照射光時的反射光的顯示方式，圖5(A)為表示在檢查對象物W上設(shè)置缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴大圖，圖5(B)為表示光照射區(qū)域內(nèi)缺陷的顯示方式的正面省略圖，圖5(C)為表示光照射區(qū)域的輪廓內(nèi)缺陷的顯示方式的正面省略圖，圖5(D)為表示光非照射的、輪廓區(qū)域的附近區(qū)域內(nèi)缺陷的顯示方式的正面省略圖。

在該例子中，檢查對象物W不透明，在圖5(B)～(D)中，表示向檢查對象物W照射光時的反射光的顯示方式。檢查對象物W上形成：作為樣品，如圖5(A)所示，從上往下依次為表面存在黑色異物等異物缺陷F11、貫穿孔等孔缺陷F12、表面存在瑕疵等的瑕疵缺陷F13。

在形成如此缺陷的樣品檢查對象物W中，如圖5(B)所示，在表面照射光的區(qū)域A1內(nèi)，明顯出現(xiàn)了孔缺陷F12，另一方面，沒有明顯出現(xiàn)異物缺陷F11或瑕疵缺陷F13。另外，如圖5(C)所示，在輪廓區(qū)域A2內(nèi)，明顯出現(xiàn)了異物缺陷F11，另一方面，沒有明顯出現(xiàn)孔缺陷F12或瑕疵缺陷F13。然后，如圖5(D)所示，在光非照射的區(qū)域A3內(nèi)，明顯出現(xiàn)了瑕疵缺陷F13，另一方面，沒有明顯出現(xiàn)異物缺陷F11或孔缺陷F12。

如上所述，即使檢查對象物為不透明，通過拍攝反射光，在與光照射區(qū)域之間的關(guān)系中，明顯出現(xiàn)的缺陷種類有所不同。因此，通過分別解析所述多個行列的圖像數(shù)據(jù)，使用通過1次掃描所獲取的多個圖像數(shù)據(jù)，就可以檢查各種外觀上的缺陷。

并且，在本實施方式中，就檢查對象物W為不透明的情況進(jìn)行了說明，但是，在透明的情況下，如所述圖2所示，可以使用照射透過照明的照明設(shè)備52。而且，如本實施方式所示，即使是檢查對象物W為不透明的情況下，如前所述，可以使用采用CMOS圖像傳感器的相機作為拍攝設(shè)備51，在這種情況下，將各個行列所拍攝的圖像展開為面圖像，由此可以檢查缺陷。

圖6為表示檢查對象物W為圓柱狀時的檢查方法的斜視圖。如該圖所示，檢查對象為筒狀，在檢查其周面的外觀時，通過軸轉(zhuǎn)動檢查對象物W，可以進(jìn)行外觀檢查。尤其是當(dāng)檢查對象物W具有曲面時，通過使用了采用CMOS圖像傳感器的相機作為拍攝設(shè)備51，就可以消除曲面上圖像變形的問題，從而更加準(zhǔn)確地進(jìn)行外觀檢查。但是，即便在該實施方式中，也可以使用采用CCD圖像傳感器的相機作為拍攝設(shè)備。

圖7為表示檢查對象物W在寬度方向上較長時，即在移送方向的直行方向上較長時的檢查方法的斜視圖。如該圖所示，當(dāng)檢查對象較寬時，可以在寬度方向上并排使用多個拍攝設(shè)備51。在這種情況下，也可以使用多臺拍攝設(shè)備51。但是，在任一寬度方向的范圍內(nèi)，通過任一拍攝設(shè)備51，獲取多個行列的圖像數(shù)據(jù)。在該圖7中，拍攝設(shè)備51配置為一列，也可以配置為交錯狀。但是，為了在寬度方向上的拍攝區(qū)域間不產(chǎn)生間隙且能夠從后連接起來，需要特定拍攝范圍。但是，即便在該實施方式中，也可以使用采用CCD圖像傳感器的相機作為拍攝設(shè)備。

根據(jù)如上結(jié)構(gòu)的光學(xué)式外觀檢查裝置，通過一個拍攝條件、一次拍攝，即可同時檢查出在檢查對象物W的制造過程中產(chǎn)生的所有缺陷，而且，即便在檢查對象物W為厚度不同的制品的情況下，也無需對拍攝設(shè)備、照明設(shè)備等光學(xué)系做出物理性調(diào)整，即可獲取檢查所需的圖像數(shù)據(jù)，并解析·判斷缺陷。

接下來，參照圖8以及9對本實施方式所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置可優(yōu)選使用的拍攝設(shè)備進(jìn)行說明。所涉及的拍攝設(shè)備，如圖8所示，其結(jié)構(gòu)為：將在與掃描方向交叉的方向上的多個光電二極管進(jìn)行配列的光電極管列，以平行狀態(tài)在掃描方向上排列多個。在圖8中，表示由A～D列構(gòu)成的4列光電二極管列，各列由配列方向上并排的9個光電二極管構(gòu)成。通過像這樣構(gòu)成的拍攝設(shè)備來進(jìn)行拍攝，可以拍攝到4列×9個、共計36像素的圖像。

尤其，該實施方式所涉及的拍攝設(shè)備還包括圖像處理部，通過該圖像處理部，可以執(zhí)行縮小36像素的圖像尺寸的處理。具體而言，針對并排在配列方向上的所有像素，執(zhí)行從掃描方向并列的像素中計算乃至提取出最大輝度、最小輝度、平均輝度等預(yù)設(shè)條件的輝度的像素的處理。然后，生成該條件下計算乃至提取出的像素連接的1列的圖像數(shù)據(jù)，并將該1列的圖像數(shù)據(jù)用于表面檢查。圖8表示了光電二極管的配列，將其看作各光電二極管所拍攝的像素來看時，提取輝度最低的像素。在圖8中，將光電二極管的配列作為像素配列來看時，在A1～D1的像素下，提取輝度最低的B1像素，在相鄰配列的A2～D2像素中，也提取輝度最低的C2像素。然后，一直到A9～D9的像素，都執(zhí)行這樣的計算乃至提取處理，生成由B1、C2、A3、B4、C5、D6、B7、C8、A9像素構(gòu)成的1列的圖像數(shù)據(jù)。其結(jié)果是可以將36像素的圖像合成9像素的圖像數(shù)據(jù)，由此，減少了數(shù)據(jù)量，可以提高處理速度。另外，也可以在處理設(shè)備中執(zhí)行所涉及的像素的提取。

圖9為表示從實際拍攝檢查對象物的圖像中，進(jìn)行1列的圖像數(shù)據(jù)計算乃至提取處理的省略圖。如圖9(A)所示，拍攝檢查對象物W，拍攝掃描方向上并列的10列像素形成的圖像。各列可以由配合光學(xué)元件的像素來構(gòu)成。然后，如圖9(B)所示，從該拍攝到的像素中，比較掃描方向上并列的各列像素，如圖9(C)所示，提取輝度最高的像素。在各列的像素配列方向上實施該處理，通過將所提取的像素組合成1列，從而可以生成1列的圖像數(shù)據(jù)。然后，因為將在檢查中使用該生成的1列的圖像數(shù)據(jù)，可大幅度減少檢查中使用的圖像數(shù)據(jù)，提升處理速度。

在使用了這種拍攝設(shè)備的檢查裝置中，通過將檢查對象物的移送距離大致設(shè)定為1次拍攝下所拍攝的像素列，由此可以提升檢查速度。即，在圖9中，通過每隔9像素分或10像素分移送檢查對象物來進(jìn)行拍攝，可以加大每次拍攝的移送距離以檢查大量的檢查對象物。

另一方面，如果檢查對象物的移送距離比1次拍攝下所拍攝的像素列短時，無論針對哪個區(qū)域，都可以獲取到包含其周邊在內(nèi)廣大范圍內(nèi)的相關(guān)圖像。例如，如圖9所示，在掃描方向上并排10列光電二極管列的情況下，可以每隔1乃至5列移送來進(jìn)行拍攝。然后，從該拍攝像素中，提取符合目的的像素(預(yù)設(shè)條件的像素)，由此可以獲取拍攝無遺漏且精度更高的圖像數(shù)據(jù)。由此，在該情況下，可以高精度地實施表面檢查。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

上述發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置，不僅可以用于工業(yè)制品，還可用于對原材料、農(nóng)作物、水產(chǎn)物或這一類加工品等各種物品，檢查其外觀上的缺陷。然后，檢查對象物W無論透明或不透明，都可以進(jìn)行外觀檢查。

附圖標(biāo)記說明

10 接收站

11 檢查對象物移動設(shè)備

20 外觀檢查站

30 檢查站

31 檢測設(shè)備

40 運出站

50，150 光學(xué)式外觀檢查裝置

51，151 拍攝設(shè)備

52，152 照明設(shè)備

53 處理設(shè)備

54 移送檢測設(shè)備

60 光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)

W 檢查對象物

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種光學(xué)式外觀檢查裝置用拍攝設(shè)備，其特征在于：

是一種用于光學(xué)式外觀檢查裝置的拍攝設(shè)備，其邊掃描邊從所拍攝的檢查對象物的圖像中判斷有無外觀上的缺陷；

包括：拍攝部，其在檢查對象物掃描方向上所排列的多個行列上進(jìn)行拍攝；

圖像處理部，針對所述拍攝部所拍攝的各個多個行列，在與掃描方向直交的方向的各個區(qū)域內(nèi)比較顏色以及／或者亮度，基于所述比較提取出特定的行列區(qū)域，將其進(jìn)行組合并合成1個行列的圖像數(shù)據(jù)。

2.一種光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

包括：根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝設(shè)備，其拍攝所述檢查對象物；

處理設(shè)備，其使用所述拍攝設(shè)備所拍攝的拍攝圖像，解析?判斷所述檢查對象物有無外觀上的缺陷；

所述處理設(shè)備通過所述拍攝設(shè)備獲取所述拍攝圖像的同時，針對從照射在所述檢查對象物的光的強度不同的區(qū)域內(nèi)分別選擇多個行列的圖像數(shù)據(jù)，解析顏色以及／或者明亮度的變化，判斷所述檢查對象物上有無各種外觀上的缺陷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

還包括：照明設(shè)備，其向所述檢查對象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)是，從所述照明設(shè)備照射的區(qū)域內(nèi)以及所述照明設(shè)備照射區(qū)域外的各個區(qū)域中選擇的。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

還包括：照明設(shè)備，其向所述檢查對象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)是，從所述照明設(shè)備照射光的區(qū)域的中心部分即照射中心區(qū)域、所述照明設(shè)備照射光的區(qū)域的輪廓區(qū)域、以及在所述輪廓區(qū)域附近所述照明設(shè)備光照射不到的非照射區(qū)域中至少2處以上的區(qū)域內(nèi)選擇的。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

還包括：照明設(shè)備，其向所述檢查對象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)是，從向所述檢查對象物照射的光的輝度最高的高輝度區(qū)域、該輝度發(fā)生劇烈變化的輝度變化區(qū)域、以及以比該輝度變化位置輝度更低且該輝度變化較穩(wěn)定的低輝度穩(wěn)定區(qū)域中至少2處以上的區(qū)域內(nèi)選擇的。

6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

所述處理設(shè)備解析的圖像數(shù)據(jù)是，通過使所述拍攝設(shè)備掃描，獲取在多個行列上分別拍攝到的多個線狀圖像，將其按照各自的行列進(jìn)行結(jié)合并展開為多個面圖像；

通過所述拍攝設(shè)備的1次掃描，獲取所述處理設(shè)備的多個行列的圖像數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2～6中任一項所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

所述拍攝設(shè)備為在一定方向上掃描所述檢查對象物的圖像傳感器相機；

所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)為，在所述拍攝設(shè)備的掃描方向上不同的多個位置上，結(jié)合延伸至與所述掃描方向交叉方向上進(jìn)行線狀拍攝的圖像而展開的面圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求2～8中任一項所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

所述拍攝部在從所述檢查對象物上所照射的光的強度不同的區(qū)域中分別選擇各個多個行列上，在排列在所述檢查對象物掃描方向上的多個行列上進(jìn)行拍攝；

作為所述處理設(shè)備解析的多個行列的圖像數(shù)據(jù)，使用分別由所述圖像處理部所合成的1個行列的多個圖像數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2～8中任一項所述的光學(xué)式外觀檢查裝置，其特征在于：

所述拍攝設(shè)備具備圖像調(diào)整設(shè)備，其使每個照射所述檢查對象物的光強度不同的區(qū)域內(nèi)具有不同的偏置值以及／或者增益值。

10.一種光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，其特征在于：

采用權(quán)利要求2～9中任一項所述的光學(xué)式外觀檢查裝置而構(gòu)成的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，

還具備：檢查對象移動設(shè)備，其將所述檢查對象物載置并運送；

移送檢測設(shè)備，其檢測所述檢查對象物通過所述檢查對象移動設(shè)備的移動速度或移動距離；

所述處理設(shè)備所獲取的拍攝圖像與基于所述移送檢測設(shè)備所獲取的移動速度或移動量而計算出的拍攝位置相關(guān)聯(lián)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)，其特征在于：

所述檢查對象物移動設(shè)備包括保持設(shè)備，其吸引載置并運送的所述檢查對象物或者推壓所述檢查對象物；

在所述檢查對象物移動設(shè)備的檢查對象物的移動路徑上，包括厚度檢測設(shè)備，其用于檢測所述檢查對象物的厚度；

所述處理設(shè)備基于所述厚度檢測設(shè)備的檢測值，檢測厚度不良的情況。