JP7175214B2

JP7175214B2 - 検査装置

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Publication number: JP7175214B2
Application number: JP2019023748A
Authority: JP
Inventors: 善幹千葉; 靖高橋
Original assignee: Ricoh Industrial Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Industrial Solutions Inc
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: JP2020134174A

Description

本発明は、物体に光を照射して得られる画像データから物体の検査を行う検査装置に関する。

目視による検査に代わって検査対象物を照明して撮像し、画像データから検査を行う検査装置の導入が進められている。
特に、硬貨や紙幣などの検査を行う際には、表面の傷や色味など、確認すべき事柄が多く、また検知しなければならない傷や特徴部分も小さいため、照明の照度を照射範囲内で一定にするとともに、十分な光量の確保が求められている。
しかしながら、従来の撮像装置側からハーフミラーなどを用いて検査対象物を照らす、所謂落射照明と言われる方法では、光源の光量がハーフミラーによって減光されてしまうことや、装置自体のサイズを小型化することが難しいなどの問題が生じていた。
一方、入射角度の異なる複数の光源を用いて一様に照明を行う方法についても知られている（例えば特許文献１～６等参照）。しかしながら、このような構成では、複数個所からの光が迷光として撮像面に写り込んでしまう問題が生じていた。

本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、複数の光源を用いたときにも映り込みを抑制する新規な検査装置の提供を目的とする。

本願発明にかかる検査装置は、物体の外観の検査を行う検査装置であって、前記物体を所定の視野角の撮像面で撮像する撮像部と、入射角が前記視野角以下、即ち最小斜入射角が前記視野角に対応する斜入射角以上となる第１照明光で前記物体の面を照明する第１照明部と、最大斜入射角が前記斜入射角及び前記第１照明光の最小斜入射角より小さい第２照明光で前記物体の面を照明する第２照明部と、を有し、前記第１照明部は、前記第１照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第１拡散部を含み、前記第２照明部は、前記第２照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第２拡散部を含み、前記第１照明部と前記第２照明部とは、前記撮像面の外側端部を通り前記視野角に対応する斜入射角と同様の斜入射角を有する仮想的な補助線を挟んで両側に配置され、前記第１照明光から得られた前記物体の明視野画像と、前記第２照明光から得られた前記物体の暗視野画像と、を用いて前記外観の検査を行うとともに、前記撮像部の視野の直径：ＷＬ、第２照明光の最大斜入射角：θ３、前記第２照明光の光軸中心が前記物体の面の中心を通るとき前記物体の面となす角：θ５とし、前記撮像部の視野の外側端部と前記第１拡散部の外側端部とを結ぶ線が前記物体の面となす角：θαとしたとき、θ３＞θ５＞１．５θαを満足することを特徴とする。

本発明の検査装置によれば、複数の光源を用いたときにも映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。

本発明の実施形態としての検査装置の一例を示す図である。ハイアングル照明による照明の一例を示す図である。ローアングル照明による照明の一例を示す図である。本発明の検査装置の一例を示す断面図である。図１に示した検査装置の第１照射光の経路の一例を示す図である。図１に示した検査装置の第２照射光の経路の一例を示す図である。検査装置の第１拡散部の配置の例を示す図である。検査装置のそれぞれの斜入射角と第１拡散板の位置関係を示す図である。検査装置の第２拡散部の配置の具体例を示す図である。検査装置の配置の具体的な数値実施例を示す図である。検査装置の配置の他の実施例を示す図である。

本発明の第１の実施形態の概念図として、図１に撮像装置１０を備える検査装置１００を示す。
なお、以降の説明では、撮像装置１０のレンズの光軸方向をＺ方向、Ｚ軸に垂直な方向のうち、図１に示す紙面横方向をＹ方向、Ｚ方向とＹ方向とに垂直な方向をＸ方向とする。

検査装置１００は、検査対象物たるワークＭをＺ方向から所定の視野角θ_１で撮像する撮像部としての撮像装置１０と、第１照明光Ｌ１でワークＭの照射面Ｐを照明するハイアングル照明としての第１照明部１１と、第２照明光Ｌ２で照射面Ｐを照明するローアングル照明としての第２照明部１２と、を有している。
検査装置１００はまた、撮像装置１０から得られた画像データ５０に基づいて、ワークＭの外観の検査を行う画像認識部２０と、を有している。
画像認識部２０は、第１照明光Ｌ１から得られたワークＭの明視野画像と、第２照明光Ｌ２から得られたワークＭの暗視野画像と、を画像データ５０として用いてワークＭの外観の検査を行う検査部としての機能を有している。
また、本実施形態においては、図４に示すように下側から撮像面Ｗの撮影を可能にするため撮像面Ｗ上に配置されてワークＷを載置するカバーガラス３０を設けている。

撮像装置１０は、ワークＭの－Ｚ方向に取り付けられたカメラであり、ワークＭを－Ｚ方向側から撮影して画像データ５０を取得するための撮像部である。
撮像装置１０は、図１に模式的に示すように、ＹＺ平面において視野角θ_１の視野で撮像面Ｗを撮影する。また、視野角θ_１を撮像面Ｗから見た角θ_２＝９０°－θ_１として図１に示している。このように、光線の入射方向と境界面との間の角度を「斜入射角」と表現する。
また、後述するように、視野角θ_１を示す線の交点Ｏは基準点であり、撮像装置１０の入射瞳の位置として示している。

まず、図２を用いて第１照明部１１によるハイアングル照明について説明する。なお図２においては説明を単純化するために、ワークＭと撮像装置１０の間にカバーガラス３０がなく、屈折や散乱などの影響が無視できる場合について説明する。
図２において一点鎖線で示した補助線Ｏ’は、視野角θ_１内に正反射光が入る領域を模式的に示す補助線であり、『視野角θ_１の斜入射角θ_２と同様の斜入射角を有し、撮像面Ｗの外側端部Ｑを通る補助線』である。かかる補助線Ｏ’よりも－Ｚ側に第１照明部１１が配置されている。

第１照明部１１は、照射面Ｐに向けて拡散性の光である第１照明光Ｌ１を照射する。
照射された第１照明光Ｌ１のうち、照射面Ｐに当たることで正反射した光線は、図２中において二点鎖線で示すように、撮像装置１０に入射する。
このとき、第１照明部１１は、かかる第１照明光Ｌ１の正反射光が視野角θ_１内に入るように配置される。言い換えれば、第１照明光Ｌ１の最小斜入射角：θ_４とするとき、θ_２≦θ_４となる配置によって第１照明光Ｌ１は直接反射光として撮像装置１０の視野角θ_１に収まるように入射する。

第１照明光Ｌ１は、ワークＭが撮像面Ｗ上に配置された時には、ワークＭに照射されて正反射成分が撮像装置１０へと入射する。かかる正反射成分からワークＭの色味や形状、サイズ等を測定することができる。
かかる第１照明光Ｌ１を用いた照明を「ハイアングル照明」と呼び、ハイアングル照明によって撮像装置１０を用いて撮影された画像を「明視野画像」と呼ぶ。

次に、図３を用いて第２照明部１２によるローアングル照明について説明する。なお、図２と同様に説明を単純化するためにカバーガラス３０については省略して図示する。
図３において一点鎖線で示した補助線は、図２と同様に視野角θ_１内に正反射光が入る領域を模式的に示す補助線であり、かかる補助線よりも＋Ｚ側に第２照明部１２が配置されている。すなわち、第１照明部１１と第２照明部１２とは、視野角θ_１の斜入射角θ_２と同様の斜入射角を有し、撮像面Ｗの外側端部Ｑを通る補助線Ｏ’を挟んで両側に配置される。
図３においては、第２照明光Ｌ２の最大斜入射角：θ_３、として示している。

第２照明部１２は、照射面Ｐに向けて拡散性の光である第２照明光Ｌ２を照射する。
照射された第２照明光Ｌ２の最大斜入射角θ_３は、θ_２＞θ_３を満たすように設定される。従って第２照明光Ｌ２の正反射光（直接反射光）は、撮像装置１０の視野角には入らないこととなるが、撮像面Ｗ上にワークＭが配置されると、ワークＭの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置１０へと入射することとなる。
すなわち、ワークＭのエッジ部分だけが撮像装置１０に検出されることとなって、かかるエッジ部分についての画像が得られる。
かかる第２照明光Ｌ２の散乱光を用いた照明を「ローアングル照明」と呼び、ローアングル照明によって撮像装置１０を用いて撮影された画像を「暗視野画像」と呼ぶ。

このように第２照明部１２を配置することで、第２照明部１２から撮像面Ｗへと出射された第２照明光Ｌ２のうち、正反射光は撮像装置１０に入射せず、ワークＭ等に当たって散乱あるいは反射された一部の光が撮像装置１０に入射することとなる。

図２、図３を用いて説明したように、撮像装置１０は、第１照明光Ｌ１の反射光によって得られる明視野画像５１と、第２照明光Ｌ２の反射光によって得られる暗視野画像５２と、を含む画像データ５０を取得する。
したがって、撮像装置１０は、第１照明光Ｌ１の正反射光を明視野画像５１として、第２照明光Ｌ２の拡散光を暗視野画像５２として、それぞれ撮影することとなる。
なお、本実施形態においては明視野画像５１と暗視野画像５２とをそれぞれ個々に撮影する場合について説明するが、かかる構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、撮像装置１０の撮像面Ｗと、ハイアングル撮影面である照射面Ｐとが略同一（Ｗ≒Ｐ）の範囲であるとして説明するが、かかる撮像面Ｗと照射面Ｐとが異なっていても構わない。

図４に本実施形態の具体的な実施形態として、検査装置１００の断面図を示す。
第１照明部１１は、図４に示すように、光源として機能するＬＥＤライト１３と、第１拡散部たる第１拡散板１５と、を有している。
ＬＥＤライト１３と第１拡散板１５とは、それぞれ撮像装置１０の周囲を取り囲むように周状に形成されており、また第１拡散板１５は、±Ｙ方向の端部から中心部に向けて－Ｚ方向に傾斜するように配置されている。
すなわち、第１拡散板１５は、底面と上面が取り外された円錐台の形状を有している。
ＬＥＤライト１３からＺ方向に沿って出射された光は、第１拡散板１５によって指向性を拡散されて、照度が一様となるように照射面Ｐへと第１照明光Ｌ１として照射される。

第２照明部１２は、光源として機能するＬＥＤライト１４と、第２拡散部たる第２拡散板１６と、導光路としての導光素子１７と、を有している。
ＬＥＤライト１４からＺ方向に沿って出射された光は、第２拡散板１６によって指向性を拡散されて、照度が一様となるように照射面Ｐへと第２照明光Ｌ２として照射される。
なお、第２拡散板１６は、ＸＹ平面において拡散性があり、Ｚ軸を含む平面では拡散性が小さいまたは拡散が起こらない異方性の拡散板である。すなわち、第２拡散板１６から出射された第２照射光Ｌ２は斜入射角度については拡散され難く、略円形の撮像面には照度が一様になるように照射される。
本実施形態では、ＬＥＤライト１３、１４を光源として用いることとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、その他種々の光源を用いることができる。

図５、図６に、第１照明部１１及び第２照明部１２から出射されるそれぞれの光線について、第２照明光Ｌ２の最大斜入射角：θ_３、第１照明光Ｌ１の最小斜入射角θ_４、としてそれぞれ示す。説明の単純化のため、図５には第１照明部１１を、図６には第２照明部１２を、それぞれ示している。

図５からも明らかなように、第１照明光Ｌ１の最小斜入射角：θ_４とすると、θ_２≦θ_４によって第１照明光Ｌ１は直接反射光として撮像装置１０の視野角θに収まるように入射する。
本実施形態においては、第１拡散板１５を照射面Ｐに対して傾斜して配置することで、図５に破線で拡散板１１’を示すように、仮に傾斜して配置しなかった（すなわち照射面Ｐと平行に配置した）場合と比べてより第１拡散板１５のサイズを小型化しながらも、最小斜入射角θ_４を大きくして、θ_２≦θ_４の条件式を維持するように配置されている。このように第１拡散板１５を斜めに配置することで、照明範囲の確保と小型化とを両立している。

図６に示したように、第２照明光Ｌ２の最大斜入射角θ_３は、θ_２＞θ_３を満たすように設定される。従って既に述べたようにローアングル照明である第２照明光Ｌ２の正反射光（直接反射光）は、撮像装置１０の視野角には入らないこととなるが、撮像面Ｗ上にワークＭが配置されると、ワークＭの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置１０へと入射することとなる。
すなわち、ワークＭのエッジ部分だけが撮像装置１０に検出されることとなって、かかるエッジ部分についての暗視野画像５２が得られる。

ところで、このように第１照明光Ｌ１を用いたハイアングル照明に加えて、第２照明光Ｌ２を用いたローアングル照明による撮影を行う場合には、図７（ａ）に示すように、第１拡散板１５に第２照明光Ｌ２の直接反射光が当たることで再拡散されて迷光として撮像装置１０へと入ってしまう映り込み現象が生じることが新たに明らかとなった。
特に、本実施形態において示すように、撮像装置１０の視野角θ_１が所定の範囲（例えば３０°≦θ_１≦６０°）の場合およびより広角な視野角である場合においては、第１拡散板１５と撮像面Ｗとの間の間隔が短くなるため、第２照明部１２からの第２照明光Ｌ２が第１拡散板１５にあたって拡散されることが懸念される。
すなわち、単に図７（ａ）に示すように第１拡散板１５を深い円錐台としてしまうと、下段に示した第２照明部１２を用いたローアングル側の撮影において、第２照明光Ｌ２が第１拡散板１５にあたって拡散され、迷光となってしまう虞がある。
他方、図７（ｃ）のように第１拡散板１５を照射面Ｐと平行に配置してしまうときには、第１拡散板１５と第２拡散板１６との間隔が十分に開くために映り込みの影響は低減されるが、第１照明部１１を用いたハイアングル照明での撮影のときには、照明範囲の十分な確保が難しい。
このような映り込み現象を抑制しながらも、十分な光量を確保するために、本実施形態では、図７（ｂ）、図８に示すように、第１拡散板１５の下限位置から撮像面Ｗまでの間隔：Ｈ、撮像面Ｗの直径：Ｗとしたとき、条件式（１）を満足する。
さらに、図７（ｃ）に示すように、第１拡散板１５を撮像面Ｗに平行に配置した場合には、検査装置１００のサイズが増大してしまう懸念があるが、図７（ｂ）のように第１拡散板１５を斜めに配置することによれば、斜入射角を維持したまま、コンパクトに配置できるため、検査装置１００の小型化に寄与する。さらに、第１照明部１１や第２照明部１２を支持するための支柱や壁等の配置によって光路が邪魔されることを抑制できるため、スペースの自由度が向上する。

このように条件式（１）を満足することによれば、撮像面Ｗから撮像装置１０までの距離と、第１拡散板１５の下限位置から撮像面Ｗまでの間隔を調整することにより、第２照明光Ｌ２が第１拡散板１５に当たって迷光となることが防げるため、光量を確保しながらも映り込みを抑制して、精度よく暗視野画像５２を得ることができる。

撮像装置１０の視野角θ_１は一定であるから、撮像面Ｗの直径ＷＬは、撮像面Ｗから撮像装置１０の入射瞳たる基準点Ｏまでの距離：ｈの関数である。
同様に、ハイアングル照明の最小斜入射角：θ_４は、第１拡散板１５の配置によるが、本実施形態のようにＺ方向に傾斜させて配置した態様においては、図５に破線として示したように、最も下端から照射面Ｐの端部へと向けて出射される光線が最小斜入射角：θ_４となるはずである。
照射面Ｐと撮像面Ｗとは略等しいから、照射面Ｐあるいは撮像面Ｗから第１拡散板１５の下端までの距離：Ｈとすれば、ローアングル照明の第２照明光Ｌ２の正反射光が第１拡散板１５に当たらない条件とはすなわち、撮像装置１０の視野の外側端部Ｑと第１拡散部１１の外側端部とを結ぶ線が撮像面Ｗとなす角：θαとしたとき、数式（２）を満たすとしても良い。

さらに第１拡散板１５は、図９に示すように、第２照明光Ｌ２が照射面Ｐの中心を通るとき照射面Ｐとなす角：θ₅とし、撮像装置１０の視野の外側端部と第１拡散板１５の外側端部とを結ぶ線が撮像面Ｗとなす角：θαとしたとき、数式（３）を満足する。

なお、より好ましくは、数式（４）を満足することが好ましい。

さらに、本実施形態では、かかる数式（１）及び／または数式（３）を満足するように、かつ第１拡散板１５を大径化しながらもかかる数式（１）及び／または数式（３）を満足するべく、第１拡散板１５を円錐台の側面形状として撮像装置１０の周囲を取り囲むように配置している。言い換えると、第１拡散板１５は照射面Ｐに対して傾斜して配置される。
すなわち、本実施形態においては、第１拡散板１５の下端から撮像面Ｗまでの距離：Ｈとし、視野角θ_１における撮像面Ｗの幅をＷ_Ｌとしたとき、条件式（２）を満足する。
かかる構成によれば、ハイアングル側の拡散板のサイズを十分に確保できて、図７（ｂ）に示すように光量を落とすことなく、ローアングル側の暗視野画像５２にハイアングル側の拡散板が写り込む現象についても抑制することができる。
かかる構成により、暗視野と明視野との互いの映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。

このような構成において、ワークＭの画像データ５０を取得して、ワークＭの外観の検査を行う方法について説明する。

まず、検査装置１００は、第１照明部１１を用いてハイアングル照明を行い、ワークＭの一面である照射面Ｐを撮像装置１０を用いて撮影する。
かかるハイアングル照明での撮影は、明視野画像５１として撮像装置１０に取得され、ワークＭの色味や形状、サイズ等を測定することに優れている。
次に、検査装置１００は、第２照明部１２を用いてローアングル照明を行い、照射面Ｐを撮影する。
かかるローアングル照明での撮影においては、かりにワークＭの表面が平坦な場合には、反射角が第２入射角θ_２となるため、撮像装置１０には何も反射光が入射しないはずであるが、ワークＭの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置１０へと入射することとなる。

すなわち、ローアングル照明によってワークＭを撮影するときには、表面が平坦なワークＭであればワークＭの外観の縁部分が見えるに過ぎないが、表面に模様や傷がある場合には、かかる模様や傷に応じて乱反射が生じうるため、撮像装置１０に撮影されることとなる。
すなわち、ローアングル照明においては、撮像装置１０は凹凸検知手段として機能することとなる。また、ローアングル照明は、暗視野画像５２として撮像装置１０に取得される。

撮像装置１０は、得られた明視野画像５１と暗視野画像５２とを画像認識部２０へと送信し、画像認識部２０は明視野画像５１と暗視野画像５２とを用いて、ワークＭの外観を検査する。

かかる方法により検査装置１００が、かかる色や形状を検知するハイアングル照明を用いた撮影と、模様や傷を検知するローアングル照明を用いた撮影とを併用することでワークＭの外観を精度良く検査する。言い換えれば、明視野画像５１と暗視野画像５２とを含む画像データ５０を用いて、ワークＭの外観を検査する。

さて、このようなローアングル照明においては、第２照明部１２から出射された第２照明光Ｌ２は大部分が撮像装置１０にはいかないため、光量が少ないという問題点がある。
かかる微小な光量のローアングル照明による反射光を捉えようとすると、第２照明光Ｌ２のうち、たまたま第１拡散板１５に当たってしまったような光が第１拡散板１５によって拡散されて撮像装置１０に迷光として入り込んでしまうことが新たに明らかとなった。

そこで、本実施形態では、第２照明部１２から出射された光が、第１拡散板１５に照射されたとしても、ハイアングル照明での撮影時に光量を確保するべく、既に述べたように、第２照明光Ｌ２が照射面Ｐの中心を通るとき照射面Ｐとなす角：θ_５とし、撮像装置１０の視野の外側端部Ｑと第１拡散板１５の外側端部とを結ぶ線が照射面Ｐとなす角：θαとしたとき、数式（３）を満足するように配置される。

このように、第１照明部１１と第２照明部１２との間の位置関係を調整することにより、暗視野と明視野との映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。

すなわち本実施形態における検査装置１００は、ワークＭの外観の検査を行う検査装置であって、ワークＭを所定の視野角θ_１で撮像する撮像装置１０と、視野角θ_１以下即ち入射角が照射面でつくる斜入射角θ_２以上の最大斜入射角θ_４の第１照明光Ｌ１で照射面Ｐを照明する第１照明部１１と、視野角θ_１即ち斜入射角θ_２及び最大斜入射角θ_４より小さい最小斜入射角θ_３の第２照明光Ｌ２で照射面Ｐを照明する第２照明部１２と、撮像装置１０から得られた画像データ５０に基づいて、外観の検査を行う画像認識部２０と、を有している。
また、画像認識部２０は、第１照明光Ｌ１から得られたワークＭの明視野画像５１と、第２照明光Ｌ２から得られたワークＭの暗視野画像５２とを画像データ５０として用いて外観の検査を行う。
かかる構成によれば、暗視野と明視野との互いの映り込みを抑制して迷光の影響を低減できる。

また本実施形態では、第１照明部１１は、第１照明光Ｌ１の照度を照射面Ｐにおいて一様になるように調整するための第１拡散板１５を含み、第２照明部１２は、第２照明光Ｌ２の照度を照射面Ｐにおいて一様になるように調整するための第２拡散板１６を含む。
かかる構成により、照射面Ｐにおける光の照度が一様になるから、より精度よくワークＭの外観を検査することができる。

また本実施形態では、第１拡散板１５は、照射面Ｐに対して傾斜している。
かかる構成により、第１拡散板１５の長さを長くすることができるとともに、第１照明光Ｌ１が照射面Ｐに対して視野角内で撮像装置１０の撮影光学系に正反射光が入射するようになり、その光量を十分に確保することができるから、特にハイアングル照明において光量の確保が容易となる。

また本実施形態では、第２照明光Ｌ２の光軸中心が照射面Ｐの中心を通るとき照射面Ｐとなす角：θ₅とし、撮像装置１０の視野の外側端部Ｑと第１拡散板１５の外側端部とを結ぶ線が照射面Ｐとなす角：θαとしたとき、数式（３）を満足する。

また本実施形態では、第２拡散板１６は、ＸＹ平面において拡散性があり、Ｚ軸を含む平面では拡散性が小さいまたは拡散が起こらない異方性の拡散板である。すなわち、第２拡散板１６から出射された第２照射光Ｌ２は斜入射角度については拡散され難く、略円形の撮像面には照度が一様になるように照射される。
かかる構成により、ワークＭに照射される第２照明光Ｌ２は、周方向に均一になりながらも、入射角が大きくなり難いため、ローアングル照明における模様や傷の検知という機能を損なうことなく、照射される光量を一様にすることができる。

以上の構成を備えた具体的な数値実施例について、次の数値実施例１に示す。
なお、本発明はかかる数値実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された内容においてどのような数値範囲を取っても構わない。

（数値実施例１）
図１０に示すように、本数値実施例１においては、撮像装置１０と照射面Ｐとの間の距離：２１ｍｍ、撮像装置１０のカメラ径φ１０ｍｍ、第１拡散板１５の外径はφ５２ｍｍ、第１拡散板１５と照射面Ｐとの間の傾斜角は２４°である。
このとき、ハイアングル照明による明視野画像５１の撮像範囲はφ３２ｍｍ、照射面Ｐの外側端部と第１拡散部１１の外側端部とを結ぶ線が照射面Ｐとなす角θαは１８°以上である。また、本数値実施形態においては、第２拡散板１６としてシェーディング、光量を良くするため、円周方向に半値全角６０°、撮像面Ｗの中心方向に半値全角１°の異方性拡散板を使用している。

また、数式（１）を満足する範囲において、第１照明部１１と第２照明部１２とは、補助線Ｏ’の延長線上において近傍に配置されるとしても良い。
具体的には、図１１に示すように、第１照明部１１と第２照明部１２とが、仮想的な補助線Ｏ’上で接するような構成であっても良い。
なお、かかる構成においては、理想的にはθ_２＝θ_３＝θ_４である。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本実施形態においては検査部として画像認識部２０を設けて画像データの解析によって測定対象物の外観を検査するとしたが、目視による検査であっても良い。
また、第１拡散板は、傾斜形状だけでなく平形状のものを用いるとしても良い。

１０…撮像部（撮像装置）
１１…第１照明部
１２…第２照明部
１５…第１拡散部（第１拡散板）
１６…第２拡散部（第２拡散板）
２０…検査部（画像認識部）
５０…画像データ
５１…明視野画像
５２…暗視野画像
１００…検査装置
Ｏ…入射瞳
Ｏ’…補助線
θ_１…視野角
θ_２…視野角θ_１を撮像面Ｗから見た角
θ_３…第２斜入射角（第２照明光Ｌ２の最大斜入射角）
θ_４…第１斜入射角（第１照明光Ｌ１の最小斜入射角）
Ｌ１…第１照明光
Ｌ２…第２照明光
θ_５…第２照明光Ｌ２が照射面Ｐの中心を通るとき照射面Ｐとなす角

特開２０１８－０６６５９０号公報特開２０１８－０４８８９５号公報特開２０１７－０４０５１０号公報ＷＯ１６１３５９１０号公開公表特開２０１５－０９４６４２号公報特許第６１２１２５３号公報

Claims

物体の外観の検査を行う検査装置であって、
前記物体を所定の視野角の撮像面で撮像する撮像部と、
入射角が前記視野角以下、即ち最小斜入射角が前記視野角に対応する斜入射角以上となる第１照明光で前記物体の面を照明する第１照明部と、
最大斜入射角が前記斜入射角及び前記第１照明光の最小斜入射角より小さい第２照明光で前記物体の面を照明する第２照明部と、
を有し、
前記第１照明部は、前記第１照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第１拡散部を含み、
前記第２照明部は、前記第２照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第２拡散部を含み、
前記第１照明部と前記第２照明部とは、前記撮像面の外側端部を通り前記視野角に対応する斜入射角と同様の斜入射角を有する仮想的な補助線を挟んで両側に配置され、
前記第１照明光から得られた前記物体の明視野画像と、前記第２照明光から得られた前記物体の暗視野画像と、を用いて前記外観の検査を行うとともに、
前記撮像部の視野の直径：ＷＬ、第２照明光の最大斜入射角：θ３、前記第２照明光の光軸中心が前記物体の面の中心を通るとき前記物体の面となす角：θ５とし、前記撮像部の視野の外側端部と前記第１拡散部の外側端部とを結ぶ線が前記物体の面となす角：θαとしたとき、
θ３＞θ５＞１．５θα
を満足することを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置であって、
前記第１拡散部の下端から前記撮像面までの距離：Ｈ、としたとき、

を満足することを特徴とする検査装置。
請求項２に記載の検査装置であって、
前記第１拡散部は、前記物体の面に対して傾斜していることを特徴とする検査装置。
請求項２または３に記載の検査装置であって、
前記第１拡散部の下端から前記撮像面までの距離：Ｈとし、
前記撮像部の入射瞳から前記撮像面までの距離：ｈとしたとき、
Ｈ≧ｈ／２
を満足することを特徴とする検査装置。
請求項１乃至４の何れか１つに記載の検査装置であって、
前記第２拡散部は異方性の拡散板であることを特徴とする検査装置。
請求項１乃至５の何れか１つに記載の検査装置であって、
前記第１照明部と前記第２照明部とは、前記補助線の延長線上において近傍に配置されることを特徴とする検査装置。