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(wú)物品表面的暇疵、毛刺、變形等凹凸缺陷或者透過(guò)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(duì)象物”)表面上的缺陷，拍攝通過(guò)傳送帶等運(yùn)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(duì)異物等進(jìn)行檢查的裝置，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)1(特開2010-8339號(hào)公報(bào))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(shí)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(dòng)與橫向方向上的往返振動(dòng)合成的振動(dòng)，使得該透明容器內(nèi)的粉末循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)拍攝循環(huán)流動(dòng)的粉末，使用所獲取的圖像，檢查有無(wú)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(wú)表面的瑕疵或毛刺、或是檢查有無(wú)表面上的變形等不同的內(nèi)容)，來(lái)變化拍攝的方向或打光的方式。例如，在對(duì)檢查對(duì)象物上附著的臟物等進(jìn)行檢查時(shí)，必須從正上方來(lái)檢查(拍攝)，而在瑕疵等凹凸檢查中，必須要改變檢查對(duì)象物或相機(jī)的角度，從斜方向進(jìn)行檢查(拍攝)。因此，在對(duì)檢查對(duì)象物進(jìn)行各種表面檢查時(shí)，必須使得檢查對(duì)象物往返多次，或是設(shè)置多個(gè)檢查站來(lái)進(jìn)行檢查。

于是，在專利文獻(xiàn)2(特開2007-333449號(hào)公報(bào))中，提出了一種背光板檢查裝置，為了縮短檢查時(shí)間，僅通過(guò)1次往返即可進(jìn)行性能檢查。即，在該文獻(xiàn)中，通過(guò)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(jī)構(gòu)；將所述被檢查體按照可拆卸方式載置的載置臺(tái)；用于在水平方向上移動(dòng)所述載置臺(tái)的載置臺(tái)移動(dòng)裝置；用于操作所述移動(dòng)裝置的操作部；從所述載置臺(tái)正上方進(jìn)行拍攝的相機(jī)；從斜上方左右拍攝所述載置臺(tái)的2臺(tái)相機(jī)；基于所述相機(jī)拍攝的影像檢測(cè)出不良的檢測(cè)部；及顯示所述檢測(cè)部檢測(cè)結(jié)果的顯示裝置。通過(guò)所述相機(jī)，被檢查體僅發(fā)生1次往返移動(dòng)，即可完成對(duì)被檢查體的檢查。

而且，在以往的情況中，也提出過(guò)根據(jù)所檢查的缺陷種類，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(hào)公報(bào))中，提出了一種技術(shù)方案，自動(dòng)移動(dòng)在來(lái)路與回路中相機(jī)的拍攝角度，通過(guò)改變相機(jī)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(tái)的上方持有多個(gè)導(dǎo)光板檢查用線性傳感器相機(jī)，并具有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與制動(dòng)器，根據(jù)每個(gè)該結(jié)構(gòu)體來(lái)改變相機(jī)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(jī)的拍攝裝置，可用于清晰拍攝出存在表面凹凸的拍攝對(duì)象物。例如在專利文獻(xiàn)4(特開2011-223233號(hào)公報(bào))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(gè)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(jī)，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(duì)焦圖像提取裝置，從所讀取的多個(gè)單位拍攝圖像中提取對(duì)焦圖像；對(duì)焦拍攝圖像生成裝置，合成所提取的對(duì)焦圖像并生成對(duì)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(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]特開2007-333449號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)3]特開2006-300913號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)4]特開2011-223233號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所要解決的課題

如上所述，在檢查物品(檢查對(duì)象物)表面出現(xiàn)的缺陷時(shí)，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(duì)象的方向或者打光的方式。例如，如果檢查對(duì)象是導(dǎo)光板，在其制造工藝中進(jìn)行自動(dòng)化的外觀檢查時(shí)，為了檢查有無(wú)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(guò)照明來(lái)拍攝；而且，為了檢查因樹脂成型時(shí)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(lái)拍攝；然后，為了檢查因成型時(shí)使用的模具、取料機(jī)導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷時(shí)，必須照射低角度照明來(lái)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(gè)照明條件下用于拍攝的相機(jī)。

于是，為了解決這個(gè)問(wèn)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(gè)相機(jī)，或者如專利文獻(xiàn)2所示，自動(dòng)修正相機(jī)的方向。

但是，在使用多個(gè)相機(jī)的情況下，相機(jī)設(shè)置臺(tái)數(shù)增加了，自然會(huì)增加成本，不僅如此，還必須保證該相機(jī)的設(shè)置空間，導(dǎo)致檢查裝置本身過(guò)大的問(wèn)題。另外，在自動(dòng)修正相機(jī)方向的情況下，需要將相機(jī)移動(dòng)到特定位置的動(dòng)作時(shí)間，還要考慮到檢查時(shí)間增加的事宜。

于是，在本發(fā)明中，減少所使用相機(jī)的臺(tái)數(shù)，或者通過(guò)減少該相機(jī)的設(shè)置臺(tái)數(shù)以實(shí)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(jī)設(shè)置臺(tái)數(shù)的同時(shí)，無(wú)需移動(dòng)相機(jī)等動(dòng)作時(shí)間，在短時(shí)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(guò)傳送帶等運(yùn)輸方式來(lái)運(yùn)送檢查對(duì)象時(shí)，檢查對(duì)象的尺寸、高度或厚度多種多樣。即，檢查對(duì)象有時(shí)是有高度的箱狀、筒狀等立體形狀的物品，而有時(shí)會(huì)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(shí)，必須調(diào)整相機(jī)的設(shè)置位置、角度或者檢查對(duì)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(duì)象物時(shí)，不需要改變相機(jī)、照明或者檢查對(duì)象物的高度、角度，就可以對(duì)檢查對(duì)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(wú)、未溶解等變色缺陷、因樹脂成型時(shí)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(shí)使用的模具、取料機(jī)所導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭的凹凸缺陷等的檢查對(duì)象物外觀上出現(xiàn)的缺陷，通過(guò)拍攝圖像進(jìn)行檢查時(shí)，必須分別根據(jù)各類缺陷，來(lái)拍攝用于檢查的圖像。

于是，本發(fā)明可以通過(guò)1次拍攝，檢查所述檢查對(duì)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(shí)，根據(jù)檢查對(duì)象的厚度、高度位置變化，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致所照射的光的透過(guò)位置、反射位置發(fā)生變動(dòng)。于是，最好是消除這種變動(dòng)，或是毫無(wú)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(diǎn)，在所述專利文獻(xiàn)4中公開，通過(guò)提取·合成對(duì)焦的拍攝數(shù)據(jù)，來(lái)清晰地拍攝表面有凹凸的拍攝對(duì)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(duì)象物為課題，配設(shè)多組線性掃描傳感器時(shí)，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(diǎn)距離的拍攝圖像，但無(wú)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(guò)TDI方式來(lái)讀出的多個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)，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(duì)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(gè)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(guò)分別按照每個(gè)行列來(lái)解析·判斷從照明設(shè)備所照射區(qū)域內(nèi)外選擇的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，從而對(duì)檢查對(duì)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(duì)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(duì)象物有無(wú)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(shí)，針對(duì)從照射在檢查對(duì)象物的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域內(nèi)分別選擇多個(gè)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(duì)象物上有無(wú)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(duì)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(jī)那樣可以分別按照任意每個(gè)行列進(jìn)行拍攝的相機(jī)。所涉及的可以按照任意每個(gè)行列進(jìn)行拍攝的相機(jī)可以具備將多個(gè)光電二極管配置成一列的光電二極管列，通過(guò)設(shè)置多個(gè)該光電二極管列，處理設(shè)備可以獲取多個(gè)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(jī)，可以從所拍攝的檢查對(duì)象物面狀的拍攝圖像中在多個(gè)行列上提取圖像，以獲取作為解析對(duì)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(jī)：其具備在縱向和橫向上配置多個(gè)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(gè)行列。理由為：既是面狀的拍攝元件，同時(shí)又通過(guò)任意選擇的行列來(lái)進(jìn)行拍攝，由此不用停止檢查對(duì)象物僅使其通過(guò)拍攝區(qū)域，即可取得與使用多臺(tái)拍攝設(shè)備以及照明設(shè)備時(shí)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(jī)那樣，在獲取面狀的拍攝圖像之后，無(wú)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(guò)使用具有CMOS圖像傳感器的拍攝設(shè)備，可以簡(jiǎn)化檢查處理，并且減少數(shù)據(jù)量，從而可以縮短檢查時(shí)間。

上述拍攝設(shè)備優(yōu)選結(jié)構(gòu)為：即使因?yàn)闄z查對(duì)象物材質(zhì)不同乃至變化，或者檢查對(duì)象的厚度、高度位置變化等，導(dǎo)致所照射的光的透過(guò)位置、反射位置發(fā)生了變動(dòng)，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(duì)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(duì)象物掃描方向上的多個(gè)行列上進(jìn)行拍攝；圖像處理部，針對(duì)拍攝部所拍攝的各個(gè)多個(gè)行列，在與掃描方向正交的方向(即所拍攝行列的長(zhǎng)度方向)的各個(gè)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(gè)行列或多個(gè)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(duì)象物上所照射的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域中分別選擇各個(gè)多個(gè)行列上，在平行排列在檢查對(duì)象物掃描方向上的多個(gè)行列上進(jìn)行拍攝，作為所述處理設(shè)備解析的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，使用多個(gè)分別由圖像處理部所合成的1個(gè)行列或多個(gè)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(qiáng)度不同的各個(gè)區(qū)域所提取的圖像數(shù)據(jù))，在比較并列在檢查對(duì)象物掃描方向上的多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(duì)象物的拍攝區(qū)域，作為所述檢查對(duì)象物掃描方向上并列的多個(gè)行列時(shí)，可以按照該檢查對(duì)象物掃描方向上所并列的多個(gè)行列區(qū)域單位來(lái)轉(zhuǎn)移檢查對(duì)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(shí)，針對(duì)在從檢查對(duì)象物上所照射的光的強(qiáng)度不同區(qū)域中分別選擇的多個(gè)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(duì)象物上有無(wú)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(duì)象的圖像數(shù)據(jù)，或是也可以針對(duì)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(duì)檢查對(duì)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(jì)算、信息處理、機(jī)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(chǔ)器等。另外，作為針對(duì)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(duì)比度等的修正處理。

該處理設(shè)備針對(duì)多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。這種多個(gè)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(guò)使用可在任意的多個(gè)行列拍攝的圖像傳感器的相機(jī)的拍攝所獲取的多個(gè)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(guò)使用獲取面狀圖像的圖像傳感器的相機(jī)所拍攝的面狀圖像中，通過(guò)裁剪并提取而獲取的多個(gè)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(shí)，從該面狀圖像中進(jìn)行的提取處理，可以通過(guò)該處理設(shè)備來(lái)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，是從檢查對(duì)象物上照射的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域中分別選擇的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)。該“檢查對(duì)象物上所照射的光”是指該檢查對(duì)象物所反射的光，或者透過(guò)該檢查對(duì)象物的光，所述多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)是從該反射光或透過(guò)光的強(qiáng)度不同的區(qū)域分別選擇。所涉及的“檢查對(duì)象物上所照射的光”的強(qiáng)度，也可以針對(duì)朝向檢查對(duì)象物的光(檢查對(duì)象物上照射的光)來(lái)測(cè)定，其可以根據(jù)通過(guò)檢測(cè)檢查對(duì)象物上光的照射一側(cè)的輝度，或是檢測(cè)單一色的檢查對(duì)象物的反射光、透過(guò)光的輝度來(lái)進(jìn)行特定。

所涉及的檢查對(duì)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?yàn)椋词故亲匀还?，只要特定了針?duì)檢查對(duì)象物的照射方向，一般認(rèn)為根據(jù)獲取哪個(gè)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(duì)檢查對(duì)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(gè)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(qiáng)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(duì)檢查對(duì)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(shí)，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(zhǎng)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，該照明設(shè)備優(yōu)選在較長(zhǎng)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(shí)，該照明的延伸方向與用于所述解析的多個(gè)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(duì)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(guò)檢查對(duì)象物的光(透過(guò)光)，也可以是經(jīng)過(guò)檢查對(duì)象物所反射的光(反射光)。由此，光照射的檢查對(duì)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(duì)象物時(shí)，一般來(lái)說(shuō)在檢查對(duì)象物是透明的情況下，優(yōu)選拍攝檢查對(duì)象物上所照射的光的透過(guò)光來(lái)檢查外觀上的缺陷。但是，在該透明的檢查對(duì)象物產(chǎn)生了反射光時(shí)，也可以拍攝該反射光來(lái)檢查外觀上的缺陷。另一方面，在檢查對(duì)象物不透明的情況下，主要通過(guò)拍攝檢查對(duì)象物上所照射的光的反射光，來(lái)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(guò)處理設(shè)備來(lái)解析的多個(gè)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(qiáng)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(qiáng)度不同的區(qū)域的各個(gè)區(qū)域中進(jìn)行選擇。這是因?yàn)?，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(guò)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(lái)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(gè)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(gè)區(qū)域內(nèi)的任意2個(gè)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(duì)象物照射光的照明設(shè)備，所述處理設(shè)備解析的多個(gè)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(gè)以上上述區(qū)域內(nèi)進(jìn)行選擇。并且，該多個(gè)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(guò)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(guò)與照明設(shè)備照射區(qū)域之間的關(guān)系，來(lái)特定獲取解析對(duì)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(gè)檢查對(duì)象物來(lái)測(cè)定或設(shè)定，但是，在檢查形狀以及尺寸相同的多個(gè)檢查對(duì)象物時(shí)，如果最初特定了照明設(shè)備的照射區(qū)域，之后可以通過(guò)使用指定位置(行列)的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)連續(xù)性地對(duì)多個(gè)檢查對(duì)象物進(jìn)行外觀檢查。由此，在該情況下優(yōu)選為，在最初實(shí)際進(jìn)行檢查的對(duì)象物中，先要確認(rèn)通過(guò)哪個(gè)行列來(lái)獲取作為解析對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)較好，在此基礎(chǔ)上，特定作為解析對(duì)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)選為實(shí)際測(cè)定并特定實(shí)際檢查的檢查對(duì)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(gè)行列上拍攝的圖像傳感器的相機(jī)時(shí)，優(yōu)選在該所設(shè)定的多個(gè)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(duì)象物照射光的照明設(shè)備，所述處理設(shè)備解析的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，要從向檢查對(duì)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?gòu)钠渲腥我?個(gè)以上上述區(qū)域內(nèi)選擇。另外，該多個(gè)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(guò)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(cè)定實(shí)際所照射的光的輝度，在該測(cè)定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，來(lái)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(cè)定，可以按照每個(gè)檢查對(duì)象物來(lái)測(cè)定或設(shè)定，但是，當(dāng)檢查形狀以及尺寸相同的多個(gè)檢查對(duì)象物時(shí)，如果最初測(cè)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(guò)使用指定位置(行列)的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)連續(xù)性地對(duì)多個(gè)檢查對(duì)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(shí)際檢查的對(duì)象物中，先要確認(rèn)在哪個(gè)行列上獲取作為解析對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)較好，在此基礎(chǔ)上，特定作為解析對(duì)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)選實(shí)際測(cè)定并特定實(shí)際檢查的檢查對(duì)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(gè)行列上拍攝的圖像傳感器的相機(jī)時(shí)，優(yōu)選通過(guò)在該所設(shè)定的多個(gè)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(qiáng)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行圖像處理，可以通過(guò)解析·判斷，對(duì)檢查對(duì)象物上附著的異物、檢查對(duì)象物外觀上出現(xiàn)的變色等缺陷、檢查對(duì)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(shí)，從各個(gè)區(qū)域所選擇的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，可以在各個(gè)行列中獲取不同的寬度，或者也可以任意調(diào)整多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)中任一個(gè)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(duì)象的多個(gè)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(gè)行列上拍攝的圖像傳感器的相機(jī)時(shí)，通過(guò)拍攝設(shè)備掃描，分別按照各個(gè)多個(gè)行列(因?yàn)榕c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(gè)行列在掃描方向上結(jié)合，可以將其作為反映檢查對(duì)象物整體的面圖像來(lái)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(guò)拍攝設(shè)備，也可以通過(guò)處理設(shè)備來(lái)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(jī)時(shí)，從拍攝設(shè)備獲取的拍攝圖像為面狀的圖像。此時(shí)，處理設(shè)備可以從拍攝設(shè)備掃描所獲取的多個(gè)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(lái)的各個(gè)行列，連接到掃描方向上，展開為以覆蓋整個(gè)檢查對(duì)象物的面圖像，并將其作為解析對(duì)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(guò)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(gè)區(qū)域。

然后，在處理設(shè)備中，在通過(guò)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(duì)象物上有無(wú)各種外觀上的缺陷。針對(duì)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(duì)象物表面的異物、變色以及凹凸缺陷以外，只要是透過(guò)從外觀能觀察到的，檢查對(duì)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(duì)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(shí)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(shí)使用的模具、取料機(jī)所導(dǎo)致的瑕疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷等。

優(yōu)選實(shí)施方式

如上所述，將從各個(gè)多個(gè)行列所獲取的線狀圖像，在各個(gè)行列展開為面圖像后的圖像作為圖像數(shù)據(jù)來(lái)使用，基于該圖像數(shù)據(jù)，在對(duì)檢查對(duì)象物的外觀缺陷進(jìn)行檢查時(shí)，則為了縮短檢查時(shí)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(gè)。即，優(yōu)選為從通過(guò)1個(gè)拍攝設(shè)備的拍攝圖像中，獲取多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)。但是，也可以采用2個(gè)以上的拍攝設(shè)備。采用了2個(gè)以上的拍攝設(shè)備時(shí)，可以使各個(gè)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(zhǎng)度(拍攝區(qū)域的寬度方向長(zhǎng)度)較長(zhǎng)時(shí)，則可以在該長(zhǎng)度方向上排列多個(gè)拍攝設(shè)備。該情況下，可以使各個(gè)拍攝設(shè)備所拍攝的區(qū)域在檢查對(duì)象物的長(zhǎng)度方向上各不相同。而且，可以是某一個(gè)拍攝設(shè)備拍攝檢查所需的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)中的幾項(xiàng)，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(shí)施方式中，上述拍攝設(shè)備的構(gòu)成優(yōu)選為：在檢查對(duì)象物上照射的光的強(qiáng)度不同的每個(gè)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(gè)光電二極管構(gòu)成的光電二極管列平行配列多個(gè)而構(gòu)成，可以在其任意2個(gè)以上位置處，實(shí)現(xiàn)多個(gè)光電二極管列的拍攝，換言之，是可以通過(guò)在2處以上，優(yōu)選3處拍攝區(qū)域內(nèi)來(lái)設(shè)定ROI(Reagion Of Interest)的拍攝設(shè)備而得以實(shí)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(guò)邊掃描邊從所拍攝的檢查對(duì)象物的圖像中判斷有無(wú)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(duì)象物掃描方向上所排列的多個(gè)行列上進(jìn)行拍攝；圖像處理部，針對(duì)拍攝部所拍攝到的各個(gè)多個(gè)行列，在與掃描方向正交的方向的各個(gè)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(gè)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(duì)來(lái)自檢查對(duì)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(guò)獲取每個(gè)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(gè)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(shí)，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(gè)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(duì)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(gè)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(shí)現(xiàn)相互之間的協(xié)作處理。由此，可以使用數(shù)碼相機(jī)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(duì)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(guò)一次拍攝所獲取的多個(gè)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(jì)算任意光電二極管的圖像。然后，通過(guò)將所提取乃至計(jì)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)。像這樣，通過(guò)生成用于檢查的1個(gè)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(jì)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(wú)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(wú)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(gè)像素之間提取輝度最大的像素，并獲取將其合成為1個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。在該模式中，可以生成1個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，用于通過(guò)將明缺陷作為對(duì)象的最高輝度值來(lái)檢查。

“最小輝度模式”是在所述掃描方向并列的各個(gè)像素中提取輝度最小的像素，并獲取將其合成為1個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。在該模式中，可以生成1個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，用于通過(guò)將暗缺陷作為對(duì)象的最低輝度值來(lái)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)的模式。該模式計(jì)算出了各個(gè)像素的平均輝度，所以，可以獲取大致如通過(guò)軟件濾波的處理圖像來(lái)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(gè)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(gè)所述檢查對(duì)象物上照射的光的強(qiáng)度不同的各個(gè)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(gè)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(duì)象物上照射的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域，根據(jù)檢查對(duì)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(guò)設(shè)置一種圖像調(diào)整設(shè)備，使得各個(gè)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^(guò)調(diào)整數(shù)位增益、偏置，根據(jù)檢查對(duì)象物的顏色、透過(guò)度或者照射的光的強(qiáng)度(輝度)，來(lái)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(guò)進(jìn)一步增加用于運(yùn)送檢查對(duì)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(duì)象物移動(dòng)設(shè)備，其將檢查對(duì)象物載置并運(yùn)送；移送檢測(cè)設(shè)備，其檢測(cè)檢查對(duì)象物通過(guò)該檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)速度或移動(dòng)距離。這種光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)可以是：基于移送檢測(cè)設(shè)備所獲取的移動(dòng)速度或移動(dòng)量而與所計(jì)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(duì)象移送設(shè)備，可以列舉傳送帶、機(jī)械手等。另外，作為移送檢測(cè)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(cè)設(shè)備所獲取移送速度或移動(dòng)距離而發(fā)出的信號(hào)的時(shí)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(duì)象物移動(dòng)設(shè)備中因檢查對(duì)象物移動(dòng)速度的變動(dòng)而導(dǎo)致的拍攝分解能的不規(guī)則，同時(shí)，當(dāng)從所獲取的多個(gè)線狀圖像中展開面圖像時(shí)，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(duì)象物移動(dòng)設(shè)備可以具備保持設(shè)備，其將以載置狀態(tài)運(yùn)送的檢查對(duì)象物吸引或是推壓。檢查對(duì)象物是板狀或片狀時(shí)，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(duì)象物吹送下流式空氣，將該檢查對(duì)象物擠壓在檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備上，或者在檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備上的載置檢查對(duì)象物的面上開設(shè)細(xì)小的開口，通過(guò)該開口來(lái)吸引檢查對(duì)象物的載置面。所涉及的保持設(shè)備，至少在通過(guò)拍攝設(shè)備進(jìn)行拍攝時(shí)，使得檢查對(duì)象物緊靠在檢查對(duì)象物移動(dòng)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(duì)象物的厚度進(jìn)行檢查。即，在所述檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備的檢查對(duì)象物的移動(dòng)路徑上，還可以設(shè)置用于檢測(cè)所述檢查對(duì)象物的厚度的厚度檢測(cè)設(shè)備。然后，所述處理裝置優(yōu)選為在該厚度檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)值基礎(chǔ)上，檢測(cè)出厚度不良的情況。

作為所涉及的厚度檢測(cè)設(shè)備，可以采用反射型的激光變位計(jì)，從該厚度檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果中，可以檢查出檢查對(duì)象物的厚度不良情況。而且，從該厚度檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果中，可以獲取檢查對(duì)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(gè)機(jī)器的動(dòng)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(gè)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(wú)外觀上的缺陷。在進(jìn)行所涉及的判斷時(shí)，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(guò)像素?cái)?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(dòng)地特定外觀上存在缺陷的檢查對(duì)象物。

然后，可通過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)1個(gè)拍攝設(shè)備，同時(shí)獲取多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，因此，減少了使用的拍攝設(shè)備臺(tái)數(shù)，或者可以減少該拍攝設(shè)備的設(shè)置臺(tái)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(shí)所需的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)時(shí)，不需要移動(dòng)拍攝設(shè)備或照明設(shè)備，因此，無(wú)需移動(dòng)這些光學(xué)機(jī)器等的動(dòng)作時(shí)間，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行各種類型的檢查，實(shí)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(jī)時(shí)，可以通過(guò)提升圖像處理速度，來(lái)進(jìn)一步縮短檢查時(shí)間。

而且，檢查對(duì)象物的尺寸、高度或厚度多種多樣時(shí)，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(wú)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(shí)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(duì)象物，不再像之前那樣繁瑣，消除了改變相機(jī)、照明或檢查對(duì)象物的高度、角度的必要性，就可以對(duì)檢查對(duì)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(gè)圖像，所以，實(shí)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(guò)1次拍攝，就可以檢查出檢查對(duì)象物外觀上出現(xiàn)的各種類型缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1表示使用本實(shí)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(shuō)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(duì)檢查對(duì)象物的光照射情況與讀取位置的重要部位擴(kuò)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(shuō)明可以檢查的各種缺陷，(A)表示在檢查對(duì)象物上所設(shè)置的缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴(kuò)大圖、(B)表示透過(guò)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(guò)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(guò)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(shí)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(kuò)大斜視圖、(B)表示從所拍攝的圖像中提取多個(gè)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(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

圖5說(shuō)明檢查對(duì)象物為不透明時(shí)的缺陷的顯示方式，(A)表示在檢查對(duì)象物上所設(shè)置的缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴(kuò)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(duì)象物為圓柱狀時(shí)的檢查方法的斜視圖。

圖7表示檢查對(duì)象物在寬度方向上較長(zhǎng)時(shí)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(shí)施方式

以下將參照附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置的幾種實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。尤其，在以下的實(shí)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(duì)象物W并不局限于此，還可以將各種物品作為對(duì)象。

圖1是表示使用了本實(shí)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(shí)施方式中，檢查的檢查對(duì)象物W形成為板狀且透明的物品，作為一個(gè)例子，這種結(jié)構(gòu)適于檢查導(dǎo)光板。

如圖1所示，該實(shí)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(duì)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(duì)檢查對(duì)象物W的外觀進(jìn)行檢查；厚度檢查站30，對(duì)檢查對(duì)象物W的厚度進(jìn)行檢查；運(yùn)出站40，將完成檢查的檢查對(duì)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(duì)象物W的工件。在本實(shí)施方式中，檢查對(duì)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(duì)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(duì)象物W優(yōu)選通過(guò)保持設(shè)備(未圖示)，緊靠在檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11上。所涉及的保持設(shè)備可通過(guò)以下結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)：將檢查對(duì)象物W吸引到檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備一側(cè)的結(jié)構(gòu)；或者針對(duì)檢查對(duì)象物W從上方吹風(fēng)從而將其壓靠在檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11上的結(jié)構(gòu)。然后，傳遞至該接收站10的檢查對(duì)象物W，在通過(guò)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(dòng)，到達(dá)運(yùn)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(shí)際進(jìn)行檢查的區(qū)域、進(jìn)一步為僅在進(jìn)行檢查時(shí)，才保持檢查對(duì)象物W。

而且，作為用于將檢查對(duì)象物W移送至各站的檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11，可以使用各種傳送帶等。尤其，本實(shí)施方式中的檢查對(duì)象物W為透明物品，使用的照明設(shè)備52為透過(guò)照明，因此，運(yùn)送檢查對(duì)象物W的檢查對(duì)象物移動(dòng)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(guò)。

而且，如前所述的檢查對(duì)象物W為透明物品，拍攝設(shè)備51的結(jié)構(gòu)為拍攝透過(guò)了檢查對(duì)象物W的透過(guò)光，因此，所述檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11以及檢查對(duì)象物W的保持設(shè)備，優(yōu)選構(gòu)成為不會(huì)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(duì)象物W的整體。具體而言，所述檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11其結(jié)構(gòu)可以由不對(duì)拍攝造成影響的透明材料形成，或者是保持在檢查對(duì)象物W的側(cè)面等不對(duì)拍攝造成影響的場(chǎng)所并進(jìn)行運(yùn)送，而且，檢查對(duì)象物W的保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)成可以是由不對(duì)拍攝造成影響的透明材料來(lái)形成，或是通過(guò)空氣的氣流來(lái)保持檢查對(duì)象物W。

在所述外觀檢查站20中，對(duì)檢查對(duì)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(guò)照明，其作為照明設(shè)備52以照射透過(guò)檢查對(duì)象物W的光；相機(jī)，其作為拍攝照明設(shè)備52照射光所照射的檢查對(duì)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(qiáng)度不同的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)判斷檢查對(duì)象物W外觀上有無(wú)缺陷。

尤其，本實(shí)施方式中的檢查對(duì)象物W為透明制品，所使用的照明設(shè)備52為透過(guò)照明，所以，拍攝設(shè)備51與照明設(shè)備52對(duì)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(duì)設(shè)置。

作為所述照明設(shè)備52使用的透過(guò)照明，通過(guò)向檢查對(duì)象物W上照射光，可以強(qiáng)調(diào)其缺陷。所涉及的照明設(shè)備52，為了確保在長(zhǎng)時(shí)間·長(zhǎng)期間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)用的照射功能，優(yōu)選采用LED光源，基于多個(gè)行的圖像數(shù)據(jù)來(lái)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(duì)象物W的材質(zhì)、顏色等，任意調(diào)整所照射的光的波長(zhǎng)。如果檢查對(duì)象物W為紅色，則可以照射紅色波長(zhǎng)區(qū)域的光；如果檢查對(duì)象物W為綠色，則可以照射綠色波長(zhǎng)區(qū)域的光。并且，如果檢查對(duì)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(shí)，則優(yōu)選照射藍(lán)色波長(zhǎng)區(qū)域的光。因?yàn)樗{(lán)色波長(zhǎng)區(qū)域的光波長(zhǎng)較短，反射光、透過(guò)光容易散射。

所涉及的照明設(shè)備52，為了明確照射通過(guò)檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11運(yùn)送的檢查對(duì)象物W，優(yōu)選設(shè)置在運(yùn)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(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11之間的間隔。

而且，作為拍攝設(shè)備51使用的相機(jī)，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(gè)光電二極管的面狀的拍攝元件。例如，可以使用橫向(相對(duì)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(shí)，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(gè)用于拍攝的光電二極管列，可通過(guò)使該拍攝設(shè)備51掃描，獲取多個(gè)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(gè)線性傳感器那樣使其運(yùn)作，而且，還可以根據(jù)畫角的打開角度，來(lái)進(jìn)行猶如改變角度的動(dòng)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(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)判斷外觀上有無(wú)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(gè)多個(gè)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(shí)，還包括了CPU(Central Processing Unit)以及存儲(chǔ)器等結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)需要進(jìn)行圖像處理時(shí)所需的數(shù)值計(jì)算、信息處理。作為所涉及的處理裝置，可以使用計(jì)算機(jī)，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(jì)算、信息處理而設(shè)計(jì)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(gè)光電二極管列來(lái)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(duì)象物W的拍攝位置相關(guān)聯(lián)，優(yōu)選設(shè)置移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備54，來(lái)檢測(cè)所述檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11中檢查對(duì)象物W的水平移動(dòng)距離、移動(dòng)速度。作為所涉及的移送檢測(cè)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(cè)設(shè)備54可以設(shè)置在檢查對(duì)象物W運(yùn)送路徑中的任何場(chǎng)所，為了準(zhǔn)確檢測(cè)檢查對(duì)象物W的水平移動(dòng)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(guò)將該移送檢測(cè)設(shè)備54發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)傳送至處理設(shè)備53中，能夠抑制檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11中檢查對(duì)象物W移動(dòng)速度的變動(dòng)導(dǎo)致的拍攝分解能不規(guī)則，同時(shí)，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(shí)，修正其位置。

然后，在厚度檢查站30中，對(duì)檢查對(duì)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(guò)由反射型激光變位計(jì)構(gòu)成的厚度檢測(cè)設(shè)備31來(lái)檢測(cè)由檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11運(yùn)送來(lái)的檢查對(duì)象物W的厚度。將該檢測(cè)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(cè)出檢查對(duì)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(duì)象物W為透明物品，其結(jié)構(gòu)為通過(guò)透過(guò)照明來(lái)獲取拍攝圖像。即，照明設(shè)備52將檢查對(duì)象物W夾住設(shè)置在相反一側(cè)。在這一點(diǎn)上，假設(shè)檢查對(duì)象物W不透明時(shí)，就無(wú)法通過(guò)透過(guò)照明來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)。由此，在檢查對(duì)象物W不透明時(shí)，如后述圖4所示，采用反射照明，拍攝設(shè)備51可以通過(guò)拍攝照射在檢查對(duì)象部上的光的反射光，獲取所述的圖像數(shù)據(jù)。此時(shí)，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(duì)象物W照射光，尤其優(yōu)選從檢查對(duì)象物W的垂直上方來(lái)照射光。

接下來(lái)，參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)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(duì)檢查對(duì)象物W光照射情況與讀取位置的重要部位擴(kuò)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(duì)象物W通過(guò)傳送帶等檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11進(jìn)行運(yùn)送，在該檢查對(duì)象物移動(dòng)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(duì)象物W的整個(gè)寬度方向(相對(duì)移送方向交叉的方向)上照射光。該照明設(shè)備52的光透過(guò)檢查對(duì)象物W，由此，設(shè)置在檢查對(duì)象物W上方的拍攝設(shè)備51可以拍攝檢查對(duì)象物W的透過(guò)光。然后，檢查對(duì)象物W通過(guò)照明設(shè)備52與拍攝設(shè)備51之間。

如圖2(B)所示，在通過(guò)透過(guò)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(guò)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(duì)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(gè)行列上的拍攝在運(yùn)送檢查對(duì)象物W的過(guò)程中進(jìn)行，并在每一次移動(dòng)至少1次拍攝可獲取的像素?cái)?shù)時(shí)進(jìn)行拍攝。該檢查對(duì)象物W的移送距離是通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)編碼器等移送檢測(cè)設(shè)備54進(jìn)行檢測(cè)。因此，在從移送檢測(cè)設(shè)備54處獲取移動(dòng)一定距離的信號(hào)的時(shí)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(gè)行列的拍攝，在按照檢查對(duì)象物W的整體進(jìn)行之后，將檢查對(duì)象每次移動(dòng)時(shí)所拍攝的線狀圖像結(jié)合起來(lái)，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(guò)光照射的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)拍攝明亮區(qū)域A1的圖像形成圖像數(shù)據(jù)D1；在透過(guò)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(guò)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(shí)，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(gè)面圖像(圖像數(shù)據(jù))就是將檢查對(duì)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(guò)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(shí)相同的圖像數(shù)據(jù)。

接下來(lái)，參照?qǐng)D3來(lái)對(duì)通過(guò)使用光的照射情況不同的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢查各種缺陷的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖3(A)為表示在檢查對(duì)象物W上設(shè)置缺陷樣品的狀態(tài)的重要部位擴(kuò)大圖，圖3(B)為表示在透過(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(duì)象物W時(shí)的透過(guò)光的顯示方式。在檢查對(duì)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(duì)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?yàn)槊黠@出現(xiàn)的缺陷種類有所不同，通過(guò)分別解析所述多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，使用通過(guò)1次掃描所獲取的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，可以檢查各種外觀上的缺陷。

并且，在上述實(shí)施方式中，因?yàn)闄z查對(duì)象物W為透明制品，所以照明設(shè)備52使用透過(guò)照明，當(dāng)該檢查對(duì)象物W不透明時(shí)，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(duì)象物W上光的反射光。而且，在上述實(shí)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(jī)，但是也可以使用采用通過(guò)面圖像來(lái)拍攝制定的區(qū)域的CCD圖像傳感器的相機(jī)，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(shí)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(shí)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(jī)作為拍攝設(shè)備151，而且，照明設(shè)備152構(gòu)成為用來(lái)拍攝反射光，而不是透過(guò)光。圖4(A)為表示其他實(shí)施方式所涉及的光學(xué)式外觀檢查裝置150的重要部位擴(kuò)大斜視圖；圖4(B)為表示從所拍攝的圖像中，提取多個(gè)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(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的平面圖。

在該實(shí)施方式中，也是通過(guò)傳送帶等檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備11運(yùn)送檢查對(duì)象物W。針對(duì)運(yùn)送來(lái)的檢查對(duì)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(duì)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(duì)象物W的整個(gè)寬度方向從而拍攝圖像。該拍攝到的圖像，與前述的實(shí)施方式相同，與旋轉(zhuǎn)編碼器等移送檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)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(lái)，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(lái)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(lái)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(lái)的圖像數(shù)據(jù)D13。然后，針對(duì)該所合成的各個(gè)面圖像(圖像數(shù)據(jù))，通過(guò)解析顏色以及/或者亮度的變化，可以判斷檢查對(duì)象物W上有無(wú)各個(gè)外觀上的缺陷。

接下來(lái)，參照?qǐng)D5說(shuō)明檢查對(duì)象物W不透明時(shí)的缺陷的顯示方式。圖5表示向檢查對(duì)象物W照射光時(shí)的反射光的顯示方式，圖5(A)為表示在檢查對(duì)象物W上設(shè)置缺陷樣本的狀態(tài)的重要部位擴(kuò)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(duì)象物W不透明，在圖5(B)～(D)中，表示向檢查對(duì)象物W照射光時(shí)的反射光的顯示方式。檢查對(duì)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(duì)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(duì)象物為不透明，通過(guò)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(guò)分別解析所述多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)，使用通過(guò)1次掃描所獲取的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，就可以檢查各種外觀上的缺陷。

并且，在本實(shí)施方式中，就檢查對(duì)象物W為不透明的情況進(jìn)行了說(shuō)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(guò)照明的照明設(shè)備52。而且，如本實(shí)施方式所示，即使是檢查對(duì)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(jī)作為拍攝設(shè)備51，在這種情況下，將各個(gè)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(duì)象物W為圓柱狀時(shí)的檢查方法的斜視圖。如該圖所示，檢查對(duì)象為筒狀，在檢查其周面的外觀時(shí)，通過(guò)軸轉(zhuǎn)動(dòng)檢查對(duì)象物W，可以進(jìn)行外觀檢查。尤其是當(dāng)檢查對(duì)象物W具有曲面時(shí)，通過(guò)使用了采用CMOS圖像傳感器的相機(jī)作為拍攝設(shè)備51，就可以消除曲面上圖像變形的問(wèn)題，從而更加準(zhǔn)確地進(jìn)行外觀檢查。但是，即便在該實(shí)施方式中，也可以使用采用CCD圖像傳感器的相機(jī)作為拍攝設(shè)備。

圖7為表示檢查對(duì)象物W在寬度方向上較長(zhǎng)時(shí)，即在移送方向的直行方向上較長(zhǎng)時(shí)的檢查方法的斜視圖。如該圖所示，當(dāng)檢查對(duì)象較寬時(shí)，可以在寬度方向上并排使用多個(gè)拍攝設(shè)備51。在這種情況下，也可以使用多臺(tái)拍攝設(shè)備51。但是，在任一寬度方向的范圍內(nèi)，通過(guò)任一拍攝設(shè)備51，獲取多個(gè)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(cuò)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(lái)，需要特定拍攝范圍。但是，即便在該實(shí)施方式中，也可以使用采用CCD圖像傳感器的相機(jī)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(guò)一個(gè)拍攝條件、一次拍攝，即可同時(shí)檢查出在檢查對(duì)象物W的制造過(guò)程中產(chǎn)生的所有缺陷，而且，即便在檢查對(duì)象物W為厚度不同的制品的情況下，也無(wú)需對(duì)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(lái)，參照?qǐng)D8以及9對(duì)本實(shí)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(shuō)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(gè)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(gè)。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(gè)光電二極管構(gòu)成。通過(guò)像這樣構(gòu)成的拍攝設(shè)備來(lái)進(jìn)行拍攝，可以拍攝到4列×9個(gè)、共計(jì)36像素的圖像。

尤其，該實(shí)施方式所涉及的拍攝設(shè)備還包括圖像處理部，通過(guò)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(duì)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(jì)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(jì)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(lái)看時(shí)，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(lái)看時(shí)，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(jì)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(shí)際拍攝檢查對(duì)象物的圖像中，進(jìn)行1列的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算乃至提取處理的省略圖。如圖9(A)所示，拍攝檢查對(duì)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(lái)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(shí)施該處理，通過(guò)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?yàn)閷⒃跈z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(guò)將檢查對(duì)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(guò)每隔9像素分或10像素分移送檢查對(duì)象物來(lái)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(duì)象物。

另一方面，如果檢查對(duì)象物的移送距離比1次拍攝下所拍攝的像素列短時(shí)，無(wú)論針對(duì)哪個(gè)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(lái)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(wú)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(shí)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(duì)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(duì)象物W無(wú)論透明或不透明，都可以進(jìn)行外觀檢查。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10 接收站

11 檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備

20 外觀檢查站

30 檢查站

31 檢測(cè)設(shè)備

40 運(yùn)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(cè)設(shè)備

60 光學(xué)式外觀檢查系統(tǒng)

W 檢查對(duì)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(duì)象物的圖像中判斷有無(wú)外觀上的缺陷；

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

圖像處理部，針對(duì)所述拍攝部所拍攝的各個(gè)多個(gè)行列，在與掃描方向直交的方向的各個(gè)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(gè)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(duì)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(duì)象物有無(wú)外觀上的缺陷；

所述處理設(shè)備通過(guò)所述拍攝設(shè)備獲取所述拍攝圖像的同時(shí)，針對(duì)從照射在所述檢查對(duì)象物的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域內(nèi)分別選擇多個(gè)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(duì)象物上有無(wú)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(duì)象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個(gè)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(gè)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(duì)象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個(gè)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(duì)象物照射光；

所述處理設(shè)備解析的多個(gè)行列的圖像數(shù)據(jù)是，從向所述檢查對(duì)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(xiàng)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(guò)使所述拍攝設(shè)備掃描，獲取在多個(gè)行列上分別拍攝到的多個(gè)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(gè)面圖像；

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

7.根據(jù)權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)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(duì)象物的圖像傳感器相機(jī)；

所述處理設(shè)備解析的多個(gè)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(gè)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(xiàng)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(duì)象物上所照射的光的強(qiáng)度不同的區(qū)域中分別選擇各個(gè)多個(gè)行列上，在排列在所述檢查對(duì)象物掃描方向上的多個(gè)行列上進(jìn)行拍攝；

作為所述處理設(shè)備解析的多個(gè)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(gè)行列的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2～8中任一項(xiàng)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(gè)照射所述檢查對(duì)象物的光強(qiáng)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(xiàng)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(duì)象移動(dòng)設(shè)備，其將所述檢查對(duì)象物載置并運(yùn)送；

移送檢測(cè)設(shè)備，其檢測(cè)所述檢查對(duì)象物通過(guò)所述檢查對(duì)象移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)速度或移動(dòng)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(cè)設(shè)備所獲取的移動(dòng)速度或移動(dòng)量而計(jì)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(duì)象物移動(dòng)設(shè)備包括保持設(shè)備，其吸引載置并運(yùn)送的所述檢查對(duì)象物或者推壓所述檢查對(duì)象物；

在所述檢查對(duì)象物移動(dòng)設(shè)備的檢查對(duì)象物的移動(dòng)路徑上，包括厚度檢測(cè)設(shè)備，其用于檢測(cè)所述檢查對(duì)象物的厚度；

所述處理設(shè)備基于所述厚度檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)值，檢測(cè)厚度不良的情況。