JP2008232976A - 画像検査方法および画像検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物を撮像した画像に基づいて、高精度にかつ短時間で被検査物の検査を行うことができる画像検査方法および画像検査装置を提供すること。
【解決手段】画像検査方法は、初期画像情報を取得する初期画像取得工程Ｓ４と、初期画像情報に基づいて初期撮像領域に位置する被検査物の位置情報を取得する位置情報取得工程Ｓ５と、位置情報に基づいて被検査物の初期撮像領域に含まれない他の部分を撮像する１つ以上の撮像領域の位置および面積を設定する撮像領域設定工程Ｓ６と、設定された撮像領域を撮像手段で撮像して検査画像情報を取得する検査画像取得工程Ｓ８と、初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整工程Ｓ３とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像検査方法および画像検査装置に関する。

従来、被検査物の光学像を電気信号に変換する撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子を採用し、被検査物を撮像するＣＣＤカメラ装置が知られている。
このＣＣＤカメラ装置として、撮像領域全体を撮像することなく、一部分の領域のみを撮像して出力できるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このＣＣＤカメラ装置では、撮像領域を一部分に限定して小さくすることで撮像データ量を少なくできる。これにより、同じドットクロックであっても、１秒間に更新できる画像情報の取得回数または取得速度であるフレームレートを上げることができ、画像情報の転送時間も短縮することができる。

特開２００４−１０４５６１号公報

しかしながら、撮像領域を小さくした場合は、フレームレートが上がる分、各撮像素子の露光時間（撮影時間）も短くなるため、撮像領域が大きい場合に比べて、画像が暗くなってしまい、撮像した画像情報の信号レベルも異なってしまうという問題があった。
すなわち、各撮像領域において撮像範囲（面積）が相違すると、各撮像素子の露光時間も相違し、撮像した画像の明るさ、つまり信号レベルが異なってしまう。そして、信号レベルの異なる画像情報をもとにして被検査物の検査を行うと、信号レベルが異なるため、判別される結果に誤差が発生するなどの問題がある。

本発明の目的は、被検査物を撮像した画像に基づいて、高精度にかつ短時間で被検査物の検査を行うことができる画像検査方法および画像検査装置を提供することである。

本発明の画像検査方法は、被検査物の一部が含まれる初期撮像領域を撮像手段で撮像して初期画像情報を取得する初期画像取得工程と、前記初期画像情報に基づいて初期撮像領域に位置する被検査物の位置情報を取得する位置情報取得工程と、前記位置情報に基づいて、前記被検査物の初期撮像領域に含まれない他の部分を撮像する１つ以上の撮像領域の位置および面積を設定する撮像領域設定工程と、前記撮像領域設定工程で設定された撮像領域を前記撮像手段で撮像して検査画像情報を取得する検査画像取得工程と、前記初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整工程と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、初期画像取得工程では、例えば、撮像領域を最大に設定することなどで被検査物の一部が含まれる初期画像情報を取得し、位置情報取得工程では、この初期画像情報に基づいて被検査物の位置情報を取得しているので、被検査物が大まかに配置されていても、その位置情報を自動的に取得することができ、検査の自動化を図ることができる。なお、初期画像情報から被検査物の位置情報を取得する方法としては、被検査物と背景部分との輝度差などを利用して画像処理などで被検査物の配置エリアを抽出して行えばよい。

さらに、撮像領域設定工程では、取得した位置情報に基づいて、初期撮像領域に含まれない被検査物の他の部分を撮像するための撮像領域の位置および面積を設定しているので、必要最小限の撮像領域に設定できる。
例えば、長尺の被検査物を、複数の撮像領域に分割して検査する場合、初期撮像領域の他に、１つ以上の撮像領域を設定して被検査物を撮像しなければならない。この場合、各撮像領域は被検査物が配置されている部分を含む必要があるが、本発明では、予め把握されている被検査物の形状や寸法などの情報と、前記初期画像情報から取得した被検査物の位置情報とを用いることで、被検査物の配置を検出できるため、撮像領域はその被検査物を含む所定範囲に絞って設定できる。
このため、前記初期撮像領域が最大領域に設定されていたとしても、その他の撮像領域は最小限の大きさに設定でき、その分、検査画像取得工程では、撮像時間を短縮でき、被検査物全体の検査時間も短くできる。
その上、画像信号調整工程において、初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整しているので、撮像領域の面積が異なっていても、各画像情報の明るさは同じレベルにできる。従って、これらの画像情報に基づく被検査物の検査において、誤差が生じる可能性を低減でき、被検査物を高精度にかつ短時間で検査を行うことができる。

本発明において、前記位置情報取得工程は、被検査物の位置情報として、少なくとも初期画像情報における被検査物の配置位置および被検査物の延長方向を取得し、前記撮像領域設定工程は、前記被検査物の延長方向の寸法と、前記被検査物の配置位置および延長方向とに基づいて、前記撮像領域の位置および面積を設定することが好ましい。

ここで、位置情報取得工程では、例えば、初期画像情報において、Ｘ軸およびＹ軸の座標を設定し、初期画像情報内の被検査物の両端部の座標位置を求めることで、被検査物の配置位置を取得すればよい。同様に、被検査物の延長方向は、初期画像情報の外縁部に被検査物が達していれば、その延長方向に被検査物が連続していると判断できるため、その延長方向を前記座標に基づいて算出すればよい。
また、撮像領域設定工程では、被検査物の延長方向の寸法を予め測定しておき、前記被検査物の配置位置および延長方向の情報から、被検査物の残りの部分がどの範囲に存在するかを予測し、被検査物の残りの部分を撮像するために必要な撮像領域の数と、各撮像領域の位置および面積を設定すればよい。

このような構成によれば、被検査物の配置状態に基づいて、各撮像領域の位置及び面積を自動的に求めることができ、被検査物を予め位置決めして配置する必要がないため、検査作業工程を容易に自動化することができる。また、被検査物の全体を複数領域に分割して確実に撮像することができ、顕微鏡などを用いて被検査物の各部分を拡大して撮像することもでき、微細な部分の検査も行うことができる。

本発明において、前記撮像領域設定工程は、前記撮像領域の面積を、前記初期撮像領域の面積に比べて小さく設定することが好ましい。
被検査物が細長い長尺のもの、例えば電子写真用プリンタのラインヘッドや、円筒状のプラテン等を、その長手方向が、撮像した画像情報に設定するＸ−Ｙ座標において、Ｙ軸方向にほぼ沿うように配置した場合、撮像領域のＸ方向の幅寸法は、被検査物の幅寸法に対し、ある程度のマージンを加えた寸法に収めれば十分である。
従って、各撮像領域を、被検査物の延長方向（Ｙ軸方向）に沿って複数設ける場合には、最初の初期撮像領域では最大限の領域に設定したとしても、それ以降の撮像領域においてはそのＸ方向の幅寸法は小さくできる。これにより、検査画像取得工程の撮像時間を短縮することができ、被検査物の検査時間を大幅に短くすることができる。

本発明において、前記撮像手段は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、かつ、前記撮像素子での撮影時間を制御する電子シャッタ機能を有するとともに、前記画像信号調整工程は、各撮像領域において面積が異なる場合でも電子シャッタ機能により電子シャッタ時間を一定にすることで前記各画像情報の信号レベルを一定に調整することが好ましい。

ＣＣＤ等からなる撮像素子を用いた場合には、電子シャッタによって撮像時間を制御できるため、撮像領域の面積が異なる場合でも、電子シャッタ時間を一定にすることで、各画像取得工程において撮像条件、具体的には露光時間が等しくなり、各画像情報の信号レベルも一定にできる。
そして、電子シャッタ時間は容易に制御でき、かつ、撮像された時点で各画像情報の信号レベルを一定にできるために、画像情報を後で補正する必要もなく、精度の高い検査を短時間でかつ容易に行うことができる。

ここで、前記画像信号調整工程は、前記電子シャッタ時間を、電子シャッタ機能により設定可能な最短時間に設定することが好ましい。
この発明では、シャッタ時間が設定可能な最短時間に設定されているので、最短の撮像時間でかつ同じ信号レベルで、すべての画像情報（初期画像情報と各検査画像情報）を取得することができ、高精度の検査を短時間で行うことができる。
なお、電子シャッタ時間の最短時間とは、撮像領域を変更できる撮像素子において、設定可能な最小撮像領域を撮像する場合に設定する電子シャッタ時間である。この電子シャッタ時間であれば、それより大きい撮像領域でも撮像が可能であるため、撮像領域の大きさに関係なく撮像でき、かつ撮像した画像情報の信号レベルを同じレベルにできる。

本発明において、前記撮像手段は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、前記画像信号調整工程は、前記各撮像領域において最も面積が小さい撮像領域を撮影した際に、前記撮像素子で得られる画像情報の信号レベルを基準とし、他の撮像領域を撮影する際には、その画像情報の信号レベルを、前記最小撮像領域の信号レベルに合わせて調整することが好ましい。

本発明では、各画像情報の信号レベルを、最も面積が小さい撮像領域を撮像した画像情報に合わせているので、最短の撮像時間でかつ同じ信号レベルで、すべての画像情報（初期画像情報と各検査画像情報）を取得することができ、高精度の検査を短時間で行うことができる。

ここで、前記画像信号調整工程は、前記他の撮像領域を撮影する際に、絞り調整または減光フィルタで撮像素子に入る光量を少なくして前記画像情報の信号レベルを調整する方法、前記撮像素子のアンプゲインを調整して前記画像情報の信号レベルを調整する方法、および、前記画像情報を画像処理してその信号レベルを調整する方法のいずれかの方法を実行することが好ましい。

すなわち、撮像領域が大きいために撮像時間も長くなる場合には、絞り調整や減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を用い、撮像素子に入る光量を少なくすることで、最も面積が小さい撮像領域を撮像する際の光量に合わせることができ、各画像情報の信号レベルを一定にできる。
また、撮像素子のアンプゲインを調整し、撮像領域が最小の場合の画像情報の信号レベルを高めたり、撮像領域が大きい場合の画像情報の信号レベルを低下させることで、撮像領域の面積に関係なく信号レベルを一定にできる。
さらに、画像情報の信号レベルを後処理で調整することで、撮像素子から出力された時点の画像情報の信号レベルが一致していなくても、検査処理する際に利用する画像情報は信号レベルを一定にできる。
従って、各撮像領域の撮像時間は、その領域の面積に応じて短縮することができ、かつ、画像情報の信号レベルは、撮像領域の面積に関係なく一定にでき、高精度の検査を短時間で行うことができる。

本発明の画像検査装置は、被検査物の一部が含まれる初期撮像領域を撮像手段で撮像して初期画像情報を取得する初期画像取得手段と、前記初期画像情報に基づいて初期撮像領域に位置する被検査物の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて、前記被検査物の初期撮像領域に含まれない他の部分を撮像する１つ以上の撮像領域の位置および面積を設定する撮像領域設定手段と、前記撮像領域設定手段で設定された撮像領域を前記撮像手段で撮像して検査画像情報を取得する検査画像取得手段と、前記初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整手段と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、前述の画像検査方法の発明と同じ効果を奏することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態では、被検査物として電子写真用プリンタのラインヘッドを画像検査する装置を例に挙げて、図１〜６に基づき説明する。

このラインヘッドには、複数のＬＥＤが長手方向に沿って配置されている。例えば、６００ｄｐｉのプリンタでは約７０００個のＬＥＤが配置される。そして、ＬＥＤプリンタでは、各ＬＥＤの光を、ロッドレンズアレイを通して感光ドラム上に結像し、静電潜像を形成するため、ラインヘッドからＬＥＤの光が適切に出力されているかを検査する必要がある。
そこで、ラインヘッドにおいてＬＥＤを点灯させて撮像し、その画像情報によって各ＬＥＤに欠陥などがないか検査している。本実施形態は、このような検査に用いられるものである。

図１は、第１実施形態にかかる画像検査装置１０の構成を示す概略構成図である。
画像検査装置１０は、ＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１のレンズ側に設置される顕微鏡２と、送りステージ３と、ＣＣＤカメラ１、送りステージ３、および被検査物としてのラインヘッド２０などの動作を制御する制御部４とを備えている。

ＣＣＤカメラ１は、ラインヘッド２０を撮像し、その光学像を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ素子を備えている。制御部４は、ＣＣＤカメラ１に対してカメラ制御信号を送って制御している。
また、ラインヘッド２０の光学像は、顕微鏡２で拡大され、さらにＣＣＤ素子により電気信号に変換されて、画像検査装置１０の制御部４に転送される。これにより、ラインヘッド２０は、画像検査装置１０により撮像される。

ＣＣＤカメラ１は、図２に示すように、撮像領域１１を複数の領域（ブロック）に分割可能に構成されている。各分割ブロックには、ブロック番号が設定され、ＣＣＤカメラ１を制御するカメラ制御信号において、スタートブロック番号およびエンドブロック番号を設定することで、そのブロック番号間の領域のみを撮像して画像情報を出力可能に構成されている。例えば、図２に示すように、撮像領域１１がブロック１からブロック１３まで１３の領域に分割可能に設定されている場合、スタートブロック番号を「６」、エンドブロック番号を「１０」とすると、図３に示すように、ブロック６〜１０までの領域１２のみが撮像有効領域となり、この撮像有効領域部分の画像情報のみがＣＣＤカメラ１から出力される。

また、ＣＣＤカメラ１は、電子シャッタ時間を設定する電子シャッタ機能を備えている。このため、制御部４は、電子シャッタ機能を用いて電子シャッタ時間を設定することで、撮像条件として露光時間を設定できる。

顕微鏡２は、ＣＣＤカメラ１のレンズ外側に設置され、ラインヘッド２０の光学像を拡大する。拡大されたラインヘッド２０の光学像は、ＣＣＤカメラ１により撮像される。

送りステージ３は、ラインヘッド２０が配置されるテーブル３１と、テーブル駆動部３２とを備えている。テーブル駆動部３２は、図１の矢印３３の方向をＹ軸方向と設定した場合、テーブル３１をＹ軸方向に直線移動可能に構成され、制御部４からのステージ制御信号によって駆動制御される。
このテーブル駆動部３２の構成としては、たとえばサーボモータまたはステッピングモータなどの駆動機構と、駆動機構による回転運動を直線移動に変換するボールねじと、ボールねじに連結され精度良い直線移動をさせるリニアガイドとを含む構成が一例として挙げられる。

ラインヘッド２０は、制御部４からのラインヘッド制御信号によって、各ＬＥＤの点灯などが制御されている。

以下、制御部４の構成について、図４に基づき説明する。
制御部４は、ラインヘッド２０に対してラインヘッド制御信号を出力して制御するラインヘッド制御手段４１と、送りステージ３に対してステージ制御信号を出力して制御する送りステージ駆動手段４２と、ＣＣＤカメラ１に対してカメラ制御信号を出力して制御するカメラ制御手段４３と、ＣＣＤカメラ１で撮像された画像情報を、ビデオキャプチャボードなどを介して制御部４に取り込む画像取得手段４４と、画像検査制御手段４５とを備えている。

画像検査制御手段４５は、ＣＣＤカメラ１を利用して初期画像情報を取得する初期画像取得手段４６と、取得した初期画像情報に基づいてラインヘッド２０の位置情報を取得する位置情報取得手段４７と、前記位置情報やラインヘッド２０の寸法情報などに基づいて撮像領域を設定する撮像領域設定手段４８と、設定された撮像領域の画像を取得する検査画像取得手段４９と、各画像情報の信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整手段５０と、信号レベルが調整された各画像情報に基づいてラインヘッド２０の検査を行う画像検査手段５１とを備えている。

次に、本実施形態の画像検査装置１０における画像検査方法について、図５および図６に基づき説明する。
本実施形態の画像検査方法は、図５に示すように、ラインヘッド制御工程Ｓ１と、送りステージ駆動工程Ｓ２と、画像信号調整工程Ｓ３と、初期画像取得工程Ｓ４と、位置情報取得工程Ｓ５と、撮像領域設定工程Ｓ６と、送りステージ駆動工程Ｓ７と、検査画像取得工程Ｓ８と、撮像完了判定工程Ｓ９と、ラインヘッド２０の良否判定を実施する画像検査工程Ｓ１０とを備えている。

制御部４は、被検査物の検査が指示されると、まず、ラインヘッド制御工程Ｓ１を実施する。ラインヘッド制御工程Ｓ１では、ラインヘッド制御手段４１によりラインヘッド２０のＬＥＤを点灯させる制御が行われる。

次に、制御部４は、送りステージ駆動工程Ｓ２を実施する。送りステージ駆動工程Ｓ２では、送りステージ駆動手段４２により、テーブル３１を直線移動させて、テーブル３１を所定の位置に移動させる。具体的には、図６（Ａ）に示すように、ラインヘッド２０の一端が、ＣＣＤカメラ１の初期撮像領域１１Ａに含まれる位置に移動する。

なお、本実施形態では、テーブル３１上においてラインヘッド２０を配置する位置を概略決めておき、図１において、送りステージ３の駆動可能範囲の一端である右端にテーブル３１を移動した際に、ラインヘッド２０の一端が、ＣＣＤカメラ１の初期撮像領域１１Ａに含まれる位置に移動するように設定している。
なお、テーブル３１をこのような位置に移動する方法としては、例えば、送りステージ３の駆動可能範囲の一端である右端から左側に送りステージ３を直線移動させ、図示しないセンサにより決めてもよいし、ラインヘッド２０を撮像してラインヘッド２０の端部が検出されるまで、ＣＣＤカメラ１による撮像とテーブル３１の移動とを繰り返すことにより決めてもよい。

次に、制御部４は、画像信号調整手段５０を用いて、画像信号調整工程Ｓ３を実施する。画像信号調整工程Ｓ３では、ＣＣＤカメラ１の電子シャッタ時間ｔ１を設定している。すなわち、本実施形態では、被測定物が長尺のラインヘッド２０であり、その幅寸法やＹ軸方向に対して傾斜して配置される場合のマージンを考慮し、最小の撮像領域を５ブロック分に設定している。
このため、画像信号調整手段５０は、電子シャッタ時間を、図３に示すように、５ブロック分の撮像領域１２を撮像する場合の電子シャッタ時間ｔ１に設定している。

なお、電子シャッタ時間としては、撮像領域１１における１ブロック分を撮像する場合に設定される時間に設定してもよい。すなわち、前記電子シャッタ時間を、電子シャッタ機能により設定可能な最短時間に設定してもよい。
また、前記ラインヘッド制御工程Ｓ１、送りステージ駆動工程Ｓ２、画像信号調整工程Ｓ３は、それぞれ並行して処理できるため、本実施形態の順序に限定されず、処理順を変更してもよいし、各工程を同時に実行してもよい。

次に、制御部４は、初期画像取得手段４６により、初期画像取得工程Ｓ４を実施する。すなわち、初期画像取得手段４６は、カメラ制御手段４３を介してＣＣＤカメラ１にカメラ制御信号を出力し、図６（Ａ）に示すように、設定可能な最大領域つまり全ブロック領域の撮像を、前記電子シャッタ時間ｔ１で撮像させる。
そして、撮像された初期画像情報を、画像取得手段４４を介して取得する。

次に、制御部４は、位置情報取得手段４７により、位置情報取得工程Ｓ５を実施する。位置情報取得工程Ｓ５では、図６（Ａ）に示す初期撮像領域１１Ａに位置するラインヘッド２０の位置情報を取得する。
すなわち、位置情報取得手段４７は、取得した初期画像情報を分析し、初期撮像領域１１Ａに位置するラインヘッド２０の延長方向寸法Ｌ、幅方向寸法Ｗ、ラインヘッド２０の延長方向、具体的にはテーブル３１のＹ軸方向に対する傾斜角度θを取得する。傾斜角度θは、たとえば、ラインヘッド２０の幅方向寸法Ｗの中間点を少なくとも２箇所、例えば初期画像情報におけるラインヘッド２０の両端の点Ａ，Ｂで検出することで算出できる。

次に、制御部４は、撮像領域設定手段４８により、撮像領域設定工程Ｓ６を実施する。撮像領域設定工程Ｓ６では、前記位置情報をもとにして、以降の撮像領域を算出して設定する。
本実施形態では、テーブル３１をＹ軸方向に移動することで、ＣＣＤカメラ１とラインヘッド２０の相対位置を変更するため、以降の撮像領域は、図６（Ｂ）に示す撮像領域１２Ａおよび図６（Ｃ）に示す撮像領域１２Ｂのように、Ｙ軸方向の位置が前記撮像領域１１のＹ軸方向の寸法分だけ異なる位置に設定される。
また、撮像領域１２Ａ，１２Ｂのブロック位置および数、つまりスタートブロック番号およびエンドブロック番号は、各ラインヘッド２０の位置情報に基づいて、ラインヘッド２０が含まれるように設定される。
このため、撮像領域１２Ａ，１２Ｂは、初期撮像領域１１Ａに比べて面積を小さくでき、限定されたブロックにより構成されている。

次に、制御部４は、送りステージ駆動手段４２により、送りステージ駆動工程Ｓ７を実施し、テーブル３１を一定の移動量（前記撮像領域１１のＹ軸寸法）だけ左側に直線移動させることにより、ＣＣＤカメラ１により撮像する領域を、撮像領域１２Ａへ移す。

その後、制御部４は、検査画像取得手段４９により、検査画像取得工程Ｓ８を実施する。具体的には、検査画像取得手段４９は、撮像領域設定工程Ｓ６で設定された撮像領域１２Ａのスタートブロック番号およびエンドブロック番号と、画像信号調整工程Ｓ３で設定された電子シャッタ時間ｔ１でＣＣＤカメラ１を制御する。図６（Ｂ）の例では、スタートブロック番号は「６」、エンドブロック番号は「１０」である。
そして、ＣＣＤカメラ１から出力される検査画像情報を取得する。

次に、制御部４は、撮像完了判定工程Ｓ９を実施し、撮像領域設定工程Ｓ６で設定された撮像領域の全ての撮像が完了したかを判定する。
そして、撮像が完了していない場合には、送りステージ駆動工程Ｓ７、検査画像取得工程Ｓ８を繰り返し、次の撮像領域１２Ｂを撮像し、検査画像情報を取得する。
図６では、模式的に３回の撮像でラインヘッド２０全体を撮像しているが、実際には、顕微鏡２で拡大しているために、１つの撮像領域で撮像可能なエリアは非常に小さく、ＬＥＤが約７０００個配置された６００dpiのラインヘッド２０では、５００個程度の撮像領域に分割されるため、送りステージ駆動工程Ｓ７、検査画像取得工程Ｓ８は５００回程度繰り返される。

撮像完了判定工程Ｓ９で撮像完了と判定されると、制御部４は、画像検査手段５１により画像検査工程Ｓ１０を実施する。
画像検査工程Ｓ１０では、初期画像取得手段４６で取得した初期画像情報と、検査画像取得手段４９で取得した各検査画像情報とに基づいて、ＬＥＤ部分の明るさや面積などを分析し、各ＬＥＤの欠陥などを検査する。この際、各画像情報は、電子シャッタ時間ｔ１が同じであるため、ＬＥＤの明るさが同じであれば同じ信号レベルとなる。従って、各画像情報において、他のＬＥＤよりも非常に暗いＬＥＤがあれば、そのＬＥＤは欠陥であることが検出できる。

以上により、ラインヘッド２０の検査が完了する。他のラインヘッド２０を検査する場合には、ラインヘッド２０をテーブル３１に置いて上記ラインヘッド制御工程Ｓ１から画像検査工程Ｓ１０までを実行すればよい。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）撮像領域設定手段４８によって、ラインヘッド２０を撮像するために最小限の撮像領域１２Ａ，１２Ｂを設定して撮像しているので、ラインヘッド２０を分割して撮像する際に、すべての撮像領域を最大の撮像領域１１Ａにする場合に比べて、画像取得時間を短縮でき、ラインヘッド２０の検査時間も短くできて検査効率を向上できる。

（２）初期画像取得手段４６および位置情報取得手段４７によって、ラインヘッド２０の位置情報を求め、撮像領域設定手段４８ではその位置情報に基づいて撮像領域１２Ａ，１２Ｂを設定しているので、テーブル３１上にラインヘッド２０を配置する際に、その配置位置が多少ずれても、ラインヘッド２０の配置位置を正確にかつ自動的に検出できる。このため、撮像領域設定手段４８で設定される撮像領域１２Ａ，１２Ｂを最小限の大きさに設定しても、その領域内にラインヘッド２０を確実に配置でき、検査画像情報を確実に取得できる。

（３）また、各撮像領域１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂの大きさが異なっていても、電子シャッタ時間ｔ１を一定にしているので、各画像情報の信号レベルを一定にできる。このため、ＬＥＤの明るさのばらつきなども各画像情報から容易に検出でき、画像情報を補正処理する必要もなく、ラインヘッド２０の良否判定も正確にかつ短時間で行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同様の構成は同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

第１実施形態では、画像信号調整工程Ｓ３において電子シャッタ時間ｔ１を設定し、各撮像領域１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂを撮像する際に電子シャッタ時間ｔ１を一定にすることで、画像情報の信号レベルを一定にしていた。
これに対し、第２実施形態では、画像情報を取得後に、画像補正処理を行うことで信号レベルを一定にするものである。このため、図７に示すように、撮像完了判定工程Ｓ９で全ての撮像が完了した後に、取得した各画像情報の信号レベルを一定にする画像信号調整工程Ｓ１１を実施している。

画像信号調整工程Ｓ１１では、例えば、各画像情報において、共通の基準となる部分の信号レベルを比較し、その差が無くなるように補正処理を行えばよい。共通の基準となる部分とは、例えば、ラインヘッド２０のフレーム部分など、各撮像領域１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂで撮像した際に、どの撮像領域においても信号レベルが一定となる部分を設定すればよい。また、各撮像領域１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂにおいて、ラインヘッド２０に隣接して基準となるＬＥＤを配置し、この基準ＬＥＤの明るさが各画像情報において一致するように補正してもよい。

このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
さらに、第１実施形態では、予め撮像領域１２Ａ，１２Ｂの面積（前記実施形態では５ブロック分）に合わせて電子シャッタ時間ｔ１を設定しているため、撮像領域設定工程Ｓ６においてさらに小さい面積に撮像領域を設定することはできない。これに対し、本実施形態は、撮像後の画像処理で信号レベルを一定にできるため、撮像時の領域はその都度調整することもでき、例えば、検査画像取得を繰り返している途中で、４ブロック分の撮像領域に変更することもでき、その分、撮像時間をより短縮することもできる。

（変形例）
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１実施形態では、画像信号調整工程Ｓ３において、撮像領域１２Ａ，１２Ｂのブロック数を５に設定し、各撮像領域１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂを撮像する場合の電子シャッタ時間ｔ１を、前記５ブロック分の領域を撮像する際の時間に設定していたが、設定可能な最短時間、具体的には１ブロック分の領域を撮像する際の時間に設定してもよい。
このように構成した場合には、撮像領域が１ブロックから全ブロック（１３ブロック）のいずれの場合でも撮像可能であり、かつ、撮像した画像情報の信号レベルを一定にできる。

また、画像情報の信号レベルを一定にする方法としては、第１実施形態のように電子シャッタ時間ｔ１を一定にする方法や、第２実施形態のように、画像処理で行う方法に限らない。
例えば、ＣＣＤカメラ１のレンズに入る光量を減少させるＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）を、顕微鏡２のレンズとラインヘッド２０との間、またはＣＣＤカメラ１と顕微鏡２との間のいずれかに配置可能にし、ＮＤフィルタを用いることで、撮像領域の面積に応じて前記光量を調整して信号レベルを一定にしてもよい。

すなわち、電子シャッタ時間を一定に調整しない場合、撮像領域の面積が大きくなるほど撮像時間つまり露光時間が長くなり、その分、ＣＣＤカメラ１に入る光量も増加する。従って、例えば、撮像領域が最小となる場合にＣＣＤカメラ１に入る光量を基準とし、撮像領域が大きくなるに従ってＮＤフィルタを用いて光量を減少させ、前記基準の光量に一致するようにして、各画像情報の信号レベルを一定にしてもよい。

また、ＣＣＤカメラ１のレンズに入る光量を減少させる方法としては、ＣＣＤカメラ１に絞り機構を設け、絞りを調整する方法を採用してもよい。

さらに、ＣＣＤカメラ１において、ＣＣＤ素子により変換された電気信号を電気的に増幅するアンプゲイン機能を利用して、各画像情報の信号レベルを一定にしてもよい。すなわち、電子シャッタ時間を一定にしない場合、撮像領域が最も大きい画像情報の信号レベルが最も高くなり、撮像領域の面積が小さくなるほど信号レベルも低下する。従って、この低下した信号レベルを前記アンプゲイン機能で増幅することで各撮像領域１２Ａ，１２Ｂの検査画像情報の信号レベルを、初期撮像領域１１Ａの初期画像情報の信号レベルに一致させることができる。

また、前記実施形態では、すべての撮像領域の撮像した後で画像検査工程Ｓ１０を行っていたが、例えば、基準となるラインヘッド２０を撮像した画像と、被検査物のラインヘッド２０を撮像した画像とを比較して良否を判定する場合には、前記基準画像と信号レベルが一致するように設定するとともに、検査画像取得工程Ｓ８で各撮像領域を撮像するたびに、取得した検査画像情報と前記基準画像とを比較して画像検査工程Ｓ１０を行ってもよい。

さらに、前記実施形態では、初期画像情報に基づいて被検査物であるラインヘッド２０の位置情報を求め、撮像領域設定工程Ｓ６で予め撮像領域１２Ａ，１２Ｂを設定していたが、例えば、検査画像取得工程Ｓ８で取得した画像情報に基づいて被検査物の位置情報をその都度求め、次の撮像領域の設定を行ってもよい。このようにすれば、直前の被検査物の位置情報に基づいて次の撮像領域を設定しているので、撮像領域の設定をより精度良く実行できる。特に、被検査物が湾曲している場合や、形状が判明していない場合には、撮像領域の設定を精度良く行え、被検査物を確実に撮像することができる。
なお、この場合、最初に撮像領域の最小面積の予測ができないため、電子シャッタ時間を一定にする場合には、前述したように、撮像領域の最小面積である１ブロック分の領域を撮像する際の時間に設定すればよい。

また、前記実施形態ではテーブル３１を移動させていたが、ＣＣＤカメラ１側を移動させてもよく、要するに被測定物およびＣＣＤカメラ１が相対的に移動可能に設けられていればよい。

さらに、テーブル３１の移動方向は１軸方向に限定されるものではなく、２軸方向または３軸方向に移動可能な構造を備える構成としてもよく、また、軸を中心にテーブル３１を回転移動させる手段を備える構成としてもよい。
これらは被測定物の形状などの測定条件に応じて設定すればよい。

本発明の被測定物としては、電子写真用プリンタのラインヘッド２０に限定されない。特に、一定幅寸法で長手方向に延長された長尺物であることが好ましく、例えば、プリンタのプラテンなどでもよい。
本発明は、長尺な被測定物などの表面の傷や光源の明るさなど、画像情報の明るさなどに基づいて検査可能な各種の画像検査に広く適用できる。

本発明の第１実施形態の画像検査装置の構成を示す概略構成図。 ＣＣＤカメラ１の撮像領域を説明する図。 ＣＣＤカメラ１の撮像領域を説明する図。 画像検査装置の制御部の構成を示すブロック図。 第１実施形態の画像検査方法を説明するフローチャート。 図６（Ａ）は、初期画像取得工程における初期撮像領域を示す説明図、図６（Ｂ）および（Ｃ）は、各検査画像取得工程における撮像領域を示す説明図。 第２実施形態の画像検査方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１…ＣＣＤカメラ、２…顕微鏡、３…送りステージ、４…制御部、１０…画像検査装置、１１，１２，１２Ａ，１２Ｂ…撮像領域、１１Ａ…初期撮像領域、２０…ラインヘッド、３１…テーブル、３２…テーブル駆動部、４１…ラインヘッド制御手段、４２…送りステージ駆動手段、４３…カメラ制御手段、４４…画像取得手段、４５…画像検査制御手段、４６…初期画像取得手段、４７…位置情報取得手段、４８…撮像領域設定手段、４９…検査画像取得手段、５０…画像信号調整手段、５１…画像検査手段。

Claims (8)

1. 被検査物の一部が含まれる初期撮像領域を撮像手段で撮像して初期画像情報を取得する初期画像取得工程と、
   前記初期画像情報に基づいて初期撮像領域に位置する被検査物の位置情報を取得する位置情報取得工程と、
   前記位置情報に基づいて、前記被検査物の初期撮像領域に含まれない他の部分を撮像する１つ以上の撮像領域の位置および面積を設定する撮像領域設定工程と、
   前記撮像領域設定工程で設定された撮像領域を前記撮像手段で撮像して検査画像情報を取得する検査画像取得工程と、
   前記初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整工程と、
   を備えることを特徴とする画像検査方法。
2. 請求項１に記載の画像検査方法において、
   前記位置情報取得工程は、被検査物の位置情報として、少なくとも初期画像情報における被検査物の配置位置および被検査物の延長方向を取得し、
   前記撮像領域設定工程は、前記被検査物の延長方向の寸法と、前記被検査物の配置位置および延長方向とに基づいて、前記撮像領域の位置および面積を設定することを特徴とする画像検査方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像検査方法において、
   前記撮像領域設定工程は、前記撮像領域の面積を、前記初期撮像領域の面積に比べて小さく設定することを特徴とする画像検査方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像検査方法において、
   前記撮像手段は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、かつ、前記撮像素子での撮影時間を制御する電子シャッタ機能を有するとともに、
   前記画像信号調整工程は、各撮像領域において面積が異なる場合でも電子シャッタ機能により電子シャッタ時間を一定にすることで前記各画像情報の信号レベルを一定に調整することを特徴とする画像検査方法。
5. 請求項４に記載の画像検査方法において、
   前記画像信号調整工程は、前記電子シャッタ時間を、電子シャッタ機能により設定可能な最短時間に設定することを特徴とする画像検査方法。
6. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像検査方法において、
   前記撮像手段は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、
   前記画像信号調整工程は、前記各撮像領域において最も面積が小さい撮像領域を撮影した際に、前記撮像素子で得られる画像情報の信号レベルを基準とし、
   他の撮像領域を撮影する際には、その画像情報の信号レベルを、前記最小撮像領域の信号レベルに合わせて調整することを特徴とする画像検査方法。
7. 請求項６に記載の画像検査方法において、
   前記画像信号調整工程は、前記他の撮像領域を撮影する際に、絞り調整または減光フィルタで撮像素子に入る光量を少なくして前記画像情報の信号レベルを調整する方法、前記撮像素子のアンプゲインを調整して前記画像情報の信号レベルを調整する方法、および、前記画像情報を画像処理してその信号レベルを調整する方法のいずれかの方法を実行することを特徴とする画像検査方法。
8. 被検査物の一部が含まれる初期撮像領域を撮像手段で撮像して初期画像情報を取得する初期画像取得手段と、
   前記初期画像情報に基づいて初期撮像領域に位置する被検査物の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報に基づいて、前記被検査物の初期撮像領域に含まれない他の部分を撮像する１つ以上の撮像領域の位置および面積を設定する撮像領域設定手段と、
   前記撮像領域設定手段で設定された撮像領域を前記撮像手段で撮像して検査画像情報を取得する検査画像取得手段と、
   前記初期画像情報および検査画像情報の各信号レベルを同じレベルに調整する画像信号調整手段と、
   を備えることを特徴とする画像検査装置。

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