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JP2018189450A - Visual inspection device, and lighting device for visual inspection - Google Patents

Visual inspection device, and lighting device for visual inspection Download PDF

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JP2018189450A
JP2018189450A JP2017090875A JP2017090875A JP2018189450A JP 2018189450 A JP2018189450 A JP 2018189450A JP 2017090875 A JP2017090875 A JP 2017090875A JP 2017090875 A JP2017090875 A JP 2017090875A JP 2018189450 A JP2018189450 A JP 2018189450A
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JP
Japan
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light
unit
wavelength
light receiving
illumination
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JP2017090875A
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Japanese (ja)
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卓力 孫
Zhuoli Sun
卓力 孫
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Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure that light and darkness on image side is kept constant over time even when a wavelength shift occurs.SOLUTION: The present invention comprises: a lighting unit 10, having a plurality of LEDs 1 that generate light of different wavelengths, for irradiating a workpiece with light by the plurality of LEDs 1; a filter unit 200 having light transmission characteristics that differ depending on wavelength of light, with part of light of each wavelength generated individually from the plurality of LEDs 1 of the lighting unit 10 passing therethrough; a light-receiving unit 20 for receiving the light having passed through the filter unit 200 and having sensitivity characteristics differing from an imaging unit 30 depending on the wavelength of received light; and a control unit for controlling the lighting unit 10 so that the amount of irradiated light becomes approximately the same for each of the plurality of LEDs 1 on the basis of a signal representing the amount of received light for each wavelength, output from the light-receiving unit 20. The light transmission characteristics of the filter unit 200 are set in such a way that the sensitivity characteristics of light received by the light-receiving unit 20 via the filter unit 200 are approximately the same as the sensitivity characteristics of the imaging unit 30, in each wavelength region of light irradiated by the lighting unit 10.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は、異なる波長の光を発する複数の発光ダイオード(LED)からなる光源を用いて、マルチスペクトルイメージングによってワークの外観検査を行う外観検査装置及び外観検査用照明装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus and an appearance inspection illumination apparatus that perform an appearance inspection of a workpiece by multispectral imaging using a light source composed of a plurality of light emitting diodes (LEDs) that emit light of different wavelengths.

複数のカラーLEDをリング状に配置した照明装置を用意し、その照明装置により照らされたワークの撮像画像を処理することにより、ワークの外観を検査する外観検査装置が知られている(例えば特許文献1を参照。)。   There is known an appearance inspection apparatus that prepares an illumination device in which a plurality of color LEDs are arranged in a ring shape, and inspects the appearance of the workpiece by processing a captured image of the workpiece illuminated by the illumination device (for example, a patent). See reference 1.)

このような外観検査においては、LEDは、ワークの検査精度の低下を防ぐため、各LEDの発光量は経時的に変わらないことが望ましいが、経年劣化に起因して発光量が減少する。そのため、LEDの近傍に、フォトダイオード等のセンシングのための受光素子を設け、受光素子からの出力に基づいて、発光量の減少を相殺するようにLEDの駆動電流を補正することが考えられる。例えば、受光素子の受光量が減少した場合には、LEDの駆動電流を増加させ、仮に、受光素子の受光量が増加した場合には、LEDの駆動電流を減少させる。   In such an appearance inspection, it is desirable for the LED to prevent a decrease in the inspection accuracy of the workpiece, so that the light emission amount of each LED does not change with time, but the light emission amount decreases due to deterioration over time. For this reason, it is conceivable to provide a light receiving element for sensing such as a photodiode in the vicinity of the LED, and to correct the LED drive current so as to cancel the decrease in the amount of light emission based on the output from the light receiving element. For example, when the amount of light received by the light receiving element decreases, the LED drive current is increased. If the amount of light received by the light receiving element increases, the LED drive current is decreased.

特開2006−047290号公報JP 2006-047290 A

ところで、この方法は、各々のLED自体の発光強度の経時的変化を防ぐためのフィードバック制御であり、とりわけ外観検査においては、撮像画像の明暗が経時的に変化しないことが重要であり、LED自体の発光量の変化率に対して、センシングのための受光素子の受光量の変化率と、撮像画像を取得するための撮像素子の受光量の変化率が略同じであることを前提としている。例えば、LED自体の発光強度が5%低下したとしたとき、受光素子の受光量が5%減少し、同様に、撮像素子の受光量が5%減少するというように、少なくとも、受光量の増減方向が一致すれば、正確にフィードバック補正を行うことができる。   By the way, this method is feedback control for preventing the light emission intensity of each LED itself from changing with time, and particularly in appearance inspection, it is important that the brightness of the captured image does not change with time. It is assumed that the change rate of the received light amount of the light receiving element for sensing is substantially the same as the change rate of the received light amount of the image pickup element for acquiring a captured image. For example, when the light emission intensity of the LED itself is reduced by 5%, the amount of light received by the light receiving element is reduced by 5%, and similarly, the amount of light received by the imaging element is reduced by 5%. If the directions match, feedback correction can be performed accurately.

しかしながら、LEDの温度が上昇すると出射光のピーク波長がシフトする波長シフトといわれる現象が知られており、この波長シフトが起きると、各々のLED自体の発光強度の経時的変化がなくても、撮像画像を取得するための撮像素子の受光量が変化し、撮像画像の明暗が変化する結果、検査精度が低下する虞がある。この点、センシングのための受光素子により波長シフトの影響を低減しようとしても、受光素子と撮像素子がLEDの出射光の波長によって異なる波長受光感度特性を有するため、受光量の増減方向が一致しない場合もあり、LEDの駆動電流をどのように補正すべきか把握することは容易でない。 本発明の目的の一は、光源から出射される出射光のピーク波長がシフトした場合であっても、検査精度の低下を容易に抑制することができる外観検査装置及び外観検査用照明装置並びに外観検査用照明装置に取り付けられるフィルタを提供することにある。   However, a phenomenon called wavelength shift in which the peak wavelength of emitted light shifts when the temperature of the LED rises is known, and when this wavelength shift occurs, even if there is no change over time in the emission intensity of each LED itself, As a result of a change in the amount of light received by the image sensor for acquiring the captured image and a change in brightness of the captured image, there is a possibility that the inspection accuracy may be reduced. In this regard, even if an attempt is made to reduce the influence of wavelength shift by the light receiving element for sensing, the light receiving element and the image pickup element have different wavelength light receiving sensitivity characteristics depending on the wavelength of the emitted light from the LED, so the increase / decrease direction of the received light amount does not match In some cases, it is not easy to know how to correct the LED drive current. An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus, an appearance inspection illumination apparatus, and an appearance that can easily suppress a decrease in inspection accuracy even when the peak wavelength of emitted light emitted from a light source is shifted. It is providing the filter attached to the illuminating device for a test | inspection.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の第1の側面に係る外観検査装置によれば、それぞれ異なる波長の光を発生する複数の発光素子を有し、該複数の発光素子により検査対象物に光を照射する照明部と、前記照明部により照射された検査対象物から反射した各波長の反射光を受光し、受光した反射光の波長に応じて異なる強度の信号を出力する感度特性を有し、該感度特性に基づく検査画像を生成する撮像部とを備え、前記撮像部により生成された検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置であって、光の波長に応じて異なる光透過特性を有し、前記複数の発光素子から個別に発生された各波長の光の一部が通過するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した光を受光し、受光した光の波長に応じて前記撮像部とは異なる感度特性を有する受光部と、前記受光部から出力され、各波長の受光量を示す信号に基づいて、前記複数の発光素子ごとに照射光量が略一定となるよう、前記照明部を制御する制御部と、を備え、前記フィルタ部の光透過特性は、前記照明部により照射される光の各波長域において、該フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性が前記撮像部の感度特性と略同一になるよう設定できる。前記構成によれば、LED出射光に波長シフトが起きても、受光部による受光量の変化という一次元の情報に基づいて、外観検査の対象となる撮像画像の明暗が経時的に一定になるようLEDの駆動電流を正確にフィードバック補正できるようになる。   According to the visual inspection apparatus according to the first aspect of the present invention, the illumination unit has a plurality of light emitting elements that generate light of different wavelengths, and irradiates the inspection object with the plurality of light emitting elements, Inspection having a sensitivity characteristic of receiving reflected light of each wavelength reflected from the inspection object irradiated by the illuminating unit and outputting a signal having different intensity according to the wavelength of the received reflected light, and inspection based on the sensitivity characteristic An appearance inspection apparatus that inspects the appearance of an inspection object by processing an inspection image generated by the imaging unit, and having different light transmission characteristics depending on the wavelength of light A filter unit through which a part of the light of each wavelength generated individually from the plurality of light emitting elements passes, and the imaging unit that receives the light that has passed through the filter unit and according to the wavelength of the received light Have different sensitivity characteristics An optical unit, and a control unit that controls the illuminating unit based on a signal that is output from the light receiving unit and that indicates the amount of light received at each wavelength, so that the amount of irradiation light is substantially constant for each of the plurality of light emitting elements. And the light transmission characteristic of the filter unit is the sensitivity characteristic of the light that has passed through the filter unit and received by the light receiving unit in each wavelength range of the light irradiated by the illuminating unit. Can be set to be approximately the same. According to the above configuration, even if a wavelength shift occurs in the emitted light from the LED, the brightness of the captured image to be subjected to the appearance inspection becomes constant over time based on the one-dimensional information of the change in the amount of light received by the light receiving unit. Thus, it becomes possible to accurately feedback correct the LED drive current.

また、本発明の第2の側面に係る外観検査装置によれば、前記フィルタ部の光透過特性は、光の波長が長くなるにつれて光透過特性が連続的又は段階的に低下するよう構成できる。   According to the visual inspection apparatus according to the second aspect of the present invention, the light transmission characteristic of the filter unit can be configured such that the light transmission characteristic decreases continuously or stepwise as the wavelength of light increases.

さらにまた、本発明の第3の側面に係る外観検査装置によれば、前記フィルタ部は、前記受光部が光を受光する受光面に取り付けることができる。   Furthermore, according to the appearance inspection apparatus according to the third aspect of the present invention, the filter unit can be attached to a light receiving surface on which the light receiving unit receives light.

さらにまた、本発明の第4の側面に係る外観検査装置によれば、前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性のピーク値を持つ波長の、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長とのずれ幅を意味する、ピーク値を持つ波長λMAXの幅は、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長の±20%以内であるよう構成できる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the sensitivity characteristic of the imaging unit having a wavelength having a peak value of the sensitivity characteristic of light that has passed through the filter unit and received by the light receiving unit. The width of the wavelength λ MAX having the peak value, which means a deviation width from the wavelength having the peak value, can be configured to be within ± 20% of the wavelength having the peak value of the sensitivity characteristic of the imaging unit.

さらにまた、本発明の第5の側面に係る外観検査装置によれば、前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性のピーク値を持つ波長の、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長とのずれ幅を意味する、ピーク値を持つ波長λMAXの幅は、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長の±10%以内であるよう構成できる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the sensitivity characteristic of the imaging unit having a wavelength having a peak value of the sensitivity characteristic of the light passing through the filter unit and received by the light receiving unit. The width of the wavelength λ MAX having the peak value, which means a deviation width from the wavelength having the peak value, can be configured to be within ± 10% of the wavelength having the peak value of the sensitivity characteristic of the imaging unit.

さらにまた、本発明の第6の側面に係る外観検査装置によれば、前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値は、前記撮像部の感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値の0.5倍から2倍の間にあるよう構成できる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the absolute value of the inclination of the inclined portion of the sensitivity characteristic graph of the light passing through the filter unit and received by the light receiving unit is the imaging unit. The sensitivity characteristic graph can be configured to be between 0.5 and 2 times the absolute value of the slope of the slope portion.

さらにまた、本発明の第7の側面に係る外観検査用照明装置によれば、それぞれ異なる波長の光が照射された検査対象物から反射した各波長の反射光を受光し、受光した反射光の波長に応じて異なる強度の信号を出力する感度特性を有し、該感度特性に基づく検査画像を生成する撮像部を備え、前記撮像部により生成された検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる外観検査用照明装置であって、それぞれ異なる波長の光を発生する複数の発光素子を有し、該複数の発光素子により検査対象物に光を照射する照明部と、光の波長に応じて異なる光透過特性を有し、前記照明部の複数の発光素子から個別に発生された各波長の光の一部が通過するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した光を受光し、受光した光の波長に応じて前記撮像部とは異なる感度特性を有する受光部と、前記受光部から出力され、各波長の受光量を示す信号に基づいて、前記複数の発光素子ごとに照射光量が略一定となるよう、前記照明部を制御する制御部と、を備え、前記フィルタ部の光透過特性は、前記照明部により照射される光の各波長域において、該フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性が前記撮像部の感度特性と略同一になるよう設定できる。   Furthermore, according to the illumination device for appearance inspection according to the seventh aspect of the present invention, the reflected light of each wavelength reflected from the inspection object irradiated with light of different wavelengths is received, and the received reflected light of It has a sensitivity characteristic that outputs signals having different intensities according to wavelengths, and includes an imaging unit that generates an inspection image based on the sensitivity characteristic, and processes the inspection image generated by the imaging unit, thereby processing the inspection object. Illumination device for appearance inspection used in an appearance inspection apparatus for inspecting appearance, having a plurality of light emitting elements that generate light of different wavelengths, and illuminating an inspection object with the plurality of light emitting elements Part, a filter part having different light transmission characteristics depending on the wavelength of light, and a part of the light of each wavelength generated individually from the plurality of light emitting elements of the illumination part, and the filter part Received light A light receiving unit having a sensitivity characteristic different from that of the imaging unit according to the wavelength of the received light, and an amount of irradiation light for each of the plurality of light emitting elements based on a signal output from the light receiving unit and indicating a received light amount of each wavelength And a control unit that controls the illumination unit such that the light transmission characteristics of the filter unit pass through the filter unit in each wavelength region of light irradiated by the illumination unit and The sensitivity characteristic of the light received by the light receiving unit can be set to be substantially the same as the sensitivity characteristic of the imaging unit.

AlGaNを発光材料とするUV−LEDの発光スペクトルの温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the emission spectrum of UV-LED which uses AlGaN as a luminescent material. LED出射光の波長シフトの影響を説明するための模式図であって、図2Aは、LED出射光の波長に対する発光強度特性を示すグラフであり、図2Bは、撮像側の撮像素子であるCMOSの受光感度を示すグラフであり、図2Cは、受光側の受光素子であるフォトダイオードPDの受光感度を示すグラフである。FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the influence of the wavelength shift of the LED emitted light, FIG. 2A is a graph showing the emission intensity characteristic with respect to the wavelength of the LED emitted light, and FIG. 2B is a CMOS which is an imaging element on the imaging side FIG. 2C is a graph showing the light receiving sensitivity of the photodiode PD which is the light receiving element on the light receiving side. フィードバック補正を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating feedback correction. フィードバック補正を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating feedback correction. 本実施形態に係るフィードバック補正を説明するための模式図である。It is a mimetic diagram for explaining feedback amendment concerning this embodiment. PDとCMOSの波長受光感度特性を略同一にするための手法について説明するための模式図であって、図6Aは、CMOSの波長受光感度特性、図6Bは、PDの波長受光感度特性、図6Cは、フィルタの波長光透過特性、図6Dは、光がPDに入射する手前にこのフィルタを設置した場合のPDの波長受光感度特性を示している。FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining a method for making the wavelength light receiving sensitivity characteristics of PD and CMOS substantially the same, FIG. 6A is a wavelength light receiving sensitivity characteristic of CMOS, and FIG. 6B is a wavelength light receiving sensitivity characteristic of PD. 6C shows the wavelength light transmission characteristic of the filter, and FIG. 6D shows the wavelength light receiving sensitivity characteristic of the PD when this filter is installed before light enters the PD. 理想的なフィルタをPDに適用した場合のLED出射光の波長シフトの影響を説明するための模式図であって、図7Aは、LEDの出射光の波長に対する発光強度特性を示すグラフであり、図7Bは、CMOSの受光感度を示すグラフであり、図7Cは、理想的なフィルタを適用した後のPDの受光感度を示すグラフである。FIG. 7A is a schematic diagram for explaining the influence of wavelength shift of LED emission light when an ideal filter is applied to a PD, and FIG. 7A is a graph showing emission intensity characteristics with respect to the wavelength of LED emission light; FIG. 7B is a graph showing the light reception sensitivity of the CMOS, and FIG. 7C is a graph showing the light reception sensitivity of the PD after applying an ideal filter. 本発明の第1の実施形態に係る外観検査装置の構成を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing the composition of the appearance inspection device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る外観検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the external appearance inspection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る照明部を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the illumination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本実施形態に係るフィルタ部の配置を説明するための照明部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the illumination part for demonstrating arrangement | positioning of the filter part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るフィルタ部の配置を説明するための照明部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the illumination part for demonstrating arrangement | positioning of the filter part which concerns on this embodiment. 本実施形態にて用いるフィルタ部の波長光透過特性を説明するための、図13Aは、PDの受光感度をプロットした波長受光感度特性を示すグラフであり、図13Bは、フィルタ部の光透過率をプロットした波長光透過特性を示すグラフであり、図13Cは、PDの受光感度とフィルタ部の光透過率とを掛け合わせてなる、フィルタ部を適用したPDの波長光透過特性を示すグラフであり、図13Dは、CMOSの受光感度をプロットした波長受光感度特性を示すグラフである。FIG. 13A is a graph showing the wavelength light reception sensitivity characteristic in which the light reception sensitivity of the PD is plotted, and FIG. 13B is a graph showing the light transmittance of the filter unit. 13C is a graph showing the wavelength light transmission characteristics of the PD to which the filter unit is applied, which is obtained by multiplying the light reception sensitivity of the PD and the light transmittance of the filter unit. FIG. 13D is a graph showing the wavelength light receiving sensitivity characteristic in which the light receiving sensitivity of the CMOS is plotted. 本発明の第1の実施形態に係る入力管理部と記憶部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the input management part and memory | storage part which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る外観検査における設定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the setting method in the visual inspection which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る外観検査における画像検査方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the image inspection method in the external appearance inspection which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る受光素子対応テーブルを示す図である。It is a figure which shows the light receiving element corresponding | compatible table which concerns on the 1st Embodiment of this invention. マルチスペクトルイメージングの基本原理について説明するための、全点灯モードにて、波長の異なる照明光を一つずつ順番にワークに照射して、各波長ごとの画像を取得することを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating that images for each wavelength are acquired by irradiating a work piece with illumination light having different wavelengths one by one in order in order to explain the basic principle of multispectral imaging in full lighting mode. . 設定モードを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating setting mode. 検査モードを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating inspection mode. R、G、Bに対応する3個のグレー画像から一個のグレー画像を作成する方法について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method of producing one gray image from the three gray images corresponding to R, G, and B. FIG. フォトメトリックステレオ法の基本原理を説明するための、拡散反射面Sと照明との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the diffuse reflection surface S and illumination for demonstrating the basic principle of a photometric stereo method. 第1点灯ブロックから光を照射した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which irradiated the light from the 1st lighting block. 第2点灯ブロックから光を照射した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which irradiated the light from the 2nd lighting block. 照射方向と反射光の明るさの組み合わせから、表面の向きを推定することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating estimating the direction of the surface from the combination of an irradiation direction and the brightness of reflected light. 輪郭抽出画像の生成方法を説明するための、垂直方向に微分した傾き画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inclination image differentiated to the orthogonal | vertical direction for demonstrating the production | generation method of an outline extraction image. 水平方向に微分した傾き画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inclination image differentiated in the horizontal direction. 輪郭抽出画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an outline extraction image. 本発明の第1の実施形態に係る照明部を示す平面図である。It is a top view which shows the illumination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第1の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 1st Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第2の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 2nd Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第3の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 3rd Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第4の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 4th Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の第3の実施形態に係る照明部を示す平面図である。It is a top view which shows the illumination part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る照明部に内蔵された点灯回路の回路図である。It is a circuit diagram of the lighting circuit incorporated in the illumination part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第5の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 5th Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の光源単位と受光部の位置関係の第6の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 6th Embodiment of the positional relationship of the light source unit of this invention, and a light-receiving part. 本発明の第2の実施形態に係る受光部の模式斜視図である。It is a model perspective view of the light-receiving part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る受光部の模式断面図である。It is a schematic cross section of the light-receiving part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の照明基板の配置に関する第2の実施形態の模式断面図である。It is a schematic cross section of 2nd Embodiment regarding arrangement | positioning of the illumination board | substrate of this invention. 本発明の照明基板の配置に関する第3の実施形態の模式断面図である。It is a schematic cross section of 3rd Embodiment regarding arrangement | positioning of the illumination board | substrate of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is an example for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. Moreover, this specification does not specify the member shown by the claim as the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same members, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.

本発明を適用した外観検査装置及び外観検査用照明装置は、異なる波長の光を発する複数のカラーLED(light emitting diode)をリング状に配置した照明装置を用意し、複数のLEDの発光量をフォトダイオードによってフィードバック補正するシステムにおいて、マルチスペクトルイメージングによってワークの外観検査を行う際に、LEDの波長シフトの影響を減らすための構成を備える。したがって、本実施形態の説明においては、異なる波長の光を発する複数のカラーLEDをリング状に配置した照明装置、及び、複数のLEDの発光量をフォトダイオードによってフィードバック補正するシステムがベースにあって、適宜、LEDの波長シフトの影響を減らすための構成や、マルチスペクトルイメージングによる外観検査についても言及していく。
(基本原理)
An appearance inspection device and an appearance inspection illumination device to which the present invention is applied include an illumination device in which a plurality of color LEDs (light emitting diodes) that emit light of different wavelengths are arranged in a ring shape, and the amount of light emitted from the plurality of LEDs is determined. A system for feedback correction using a photodiode includes a configuration for reducing the influence of the wavelength shift of the LED when visual inspection of a workpiece is performed by multispectral imaging. Therefore, the description of this embodiment is based on an illumination device in which a plurality of color LEDs that emit light of different wavelengths are arranged in a ring shape, and a system that feedback-corrects the amount of light emitted from the plurality of LEDs by a photodiode. As appropriate, the configuration for reducing the influence of the wavelength shift of the LED and the appearance inspection by multispectral imaging will be mentioned.
(Basic principle)

図1は、AlGaNを発光材料とするUV−LEDの発光スペクトルの温度特性を示すグラフである。この図に示すように、LEDは、レーザダイオードと異なり、広い波長域の光を放射し、周囲温度や通電時の発熱により温度が上昇すると、発光スペクトルが長波長側にシフトする。この現象は、波長シフトと呼ばれ、あらゆる波長のLED出射光で発生する。   FIG. 1 is a graph showing temperature characteristics of an emission spectrum of a UV-LED using AlGaN as a light emitting material. As shown in this figure, unlike a laser diode, an LED emits light in a wide wavelength range, and when the temperature rises due to ambient temperature or heat generation during energization, the emission spectrum shifts to the longer wavelength side. This phenomenon is called wavelength shift, and occurs with LED emitted light of all wavelengths.

図2は、LED出射光の波長シフトの影響を説明するための模式図であって、図2Aは、LED出射光の波長に対する発光強度特性を示すグラフであり、図2B、図2Cは、それぞれ、撮像側の撮像素子であるCMOS(Complementary MOS)、受光側の受光素子であるフォトダイオードPDの受光感度を示すグラフである。これらの図において、説明の便宜上、発光スペクトルが短波長のLEDをB−LED、発光スペクトルが長波長のLEDをR−LED、その間に位置するLEDをG−LEDと称する。なお、図2Aにおいて、実線は、波長シフト前のLEDの発光スペクトルを示しており、破線は、波長シフト後のLEDの発光スペクトルを示している。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the influence of the wavelength shift of the LED emission light. FIG. 2A is a graph showing the emission intensity characteristic with respect to the wavelength of the LED emission light, and FIG. 2B and FIG. 5 is a graph showing the light receiving sensitivity of a CMOS (Complementary MOS) that is an image pickup element on the image pickup side and a photodiode PD that is a light receiving element on the light receiving side. In these figures, for convenience of explanation, an LED having an emission spectrum with a short wavelength is referred to as a B-LED, an LED having an emission spectrum with a long wavelength is referred to as an R-LED, and an LED positioned therebetween is referred to as a G-LED. In FIG. 2A, the solid line shows the emission spectrum of the LED before the wavelength shift, and the broken line shows the emission spectrum of the LED after the wavelength shift.

ここで、図2Aに示すように、温度の上昇に伴って、B−LEDの発光スペクトルがλからλの波長範囲で、G−LEDの発光スペクトルがλからλの波長範囲で、R−LEDの発光スペクトルがλからλの波長範囲で、若干(例えば5μm)程度、それぞれ波長シフトする場合を考える。 Here, as shown in FIG. 2A, as the temperature rises, the emission spectrum of the B-LED is in the wavelength range from λ 0 to λ 1 and the emission spectrum of the G-LED is in the wavelength range from λ 2 to λ 3. Consider a case where the emission spectrum of the R-LED is shifted in wavelength by a little (for example, 5 μm) in the wavelength range of λ 4 to λ 5 .

撮像画像は、LEDでの発光量の多寡ではなく、CMOSでの受光量の多寡によって明暗が決まるところ、図2Bに示すように、実際にCMOSで感受できる光量は光の波長によって異なることから、例えばB−LEDでは、λからλへの波長シフトによって、発光強度が変わらないにも拘わらず、CMOSの受光感度がSからSに上昇するため、S−Sの量に対応する分だけ撮像画像が明るくなる。例えばG−LEDでは、λからλへの波長シフトがあっても、CMOSの受光感度がS(S=S)のまま変わらないため、撮像画像の明暗も変わらない。例えばR−LEDでは、λからλへの波長シフトによって、CMOSの受光感度がSからSに下降するため、S−Sの量に対応する分だけ撮像画像が暗くなる。 The captured image is determined not by the amount of light emitted by the LED but by the amount of light received by the CMOS, and as shown in FIG. 2B, the amount of light that can actually be sensed by the CMOS differs depending on the wavelength of the light. For example, in the B-LED, the light reception sensitivity of the CMOS increases from S 0 to S 1 despite the fact that the light emission intensity does not change due to the wavelength shift from λ 0 to λ 1 , so that the amount of S 1 -S 0 is increased. The captured image becomes brighter by the corresponding amount. For example, in the G-LED, even if there is a wavelength shift from λ 2 to λ 3 , the light receiving sensitivity of the CMOS remains unchanged at S 2 (S 3 = S 2 ), so the brightness of the captured image does not change. For example, in R-LED, the wavelength shift from lambda 4 lambda to 5, the light receiving sensitivity of the CMOS is lowered to S 5 from S 4, the captured image becomes darker by an amount corresponding to the amount of S 4 -S 5.

これに対して、LEDでの実際の発光量の変化は、センシングを行うPDでの受光量の変化によって推定するところ、図2Cに示すように、実際にPDで感受できる光量は光の波長によって異なることから、例えばB−LEDでは、λからλへの波長シフトによって、PDの受光感度がS'からS'に上昇するため、S'−S'の量に対応する分だけLEDでの実際の発光量が増加したと推定する。例えばG−LED、R−LEDでも同様に、S'−S'の量、S'−S'の量に対応する分だけ、それぞれ、LEDでの実際の発光量が増加したと推定する。 On the other hand, when the change in the actual light emission amount at the LED is estimated by the change in the light reception amount at the PD that performs sensing, as shown in FIG. 2C, the light amount that can actually be sensed by the PD depends on the wavelength of the light. From the difference, for example, in the B-LED, the light receiving sensitivity of the PD increases from S ′ 0 to S ′ 1 due to the wavelength shift from λ 0 to λ 1 , which corresponds to the amount of S ′ 1 -S ′ 0. It is estimated that the actual amount of light emitted from the LED has increased by that amount. For example G-LED, similarly in R-LED, the amount of S '3 -S' 2, by an amount corresponding to the amount of S '4 -S' 5, respectively, the actual amount of light emitted by the LED is increased presume.

したがって、B−LEDでは、PDに基づく推定通り、外観検査の対象となる撮像画像が明るくなるが、G−LED、R−LEDでは、PDに基づく推定に反して、撮像画像は、変わらない、あるいは暗くなってしまうことになる。R−LEDの場合、図3に示すように、フィードバック補正においては、S'−S'の量に対応する分だけ、R−LEDでの実際の発光量が増加していると推定し、R−LEDに対して、発光量を減らすようLEDの駆動電流を制御する。撮像側では、図4に示すように、波長シフトによって、S−Sの量に対応する分だけ撮像画像が暗くなっているのに加えて、フィードバック補正によって、R−LED自体の発光量が減少するため、さらに撮像画像が暗くなる。 Therefore, in the B-LED, the captured image to be subjected to the appearance inspection becomes bright as estimated based on the PD, but in the G-LED and R-LED, the captured image does not change contrary to the estimation based on the PD. Or it will be dark. In the case of the R-LED, as shown in FIG. 3, in the feedback correction, it is estimated that the actual light emission amount in the R-LED is increased by an amount corresponding to the amount of S ′ 4 -S ′ 5. For the R-LED, the LED driving current is controlled so as to reduce the light emission amount. On the imaging side, as shown in FIG. 4, the captured image is darkened by an amount corresponding to the amount of S 4 -S 5 due to the wavelength shift, and the light emission amount of the R-LED itself by feedback correction. Decreases, the captured image becomes darker.

この齟齬は、LED出射光の波長シフトが真因であって、実際の現象としては、LED自体の発光強度の経時的変化による影響が加わるため、PDの受光量の変化に基づいて正確にフィードバック補正するには、そのPDの受光量の変化がLED出射光の波長シフトに起因するのか、LED自体の発光強度の経時的変化による影響なのかを把握しなければならない。   This defect is due to the wavelength shift of the emitted light from the LED, and as an actual phenomenon, the influence of the change in the light emission intensity of the LED itself over time is added, so accurate feedback based on the change in the amount of light received by the PD In order to correct, it is necessary to grasp whether the change in the amount of light received by the PD is caused by the wavelength shift of the emitted light from the LED or the influence of the change in the emission intensity of the LED itself over time.

ここで、PDとCMOSの波長受光感度特性が似ているB−LEDの波長範囲では、PDに基づく推定通り、外観検査の対象となる撮像画像が明るくなることに着目して、仮に、必要とする波長範囲で、PDとCMOSの波長受光感度特性が同一であれば、波長シフトに伴う受光量の増減方向が両者で常に一致することになるから、波長シフトによる影響とLED自体の発光強度の経時的変化による影響とを弁別する必要がなくなる。これにより、PDの受光量の変化という一次元の情報に基づいて、外観検査の対象となる撮像画像の明暗が経時的に一定になるようLEDの駆動電流を正確にフィードバック補正できるようになるが、PD自体の材料の設計によって両者の波長受光感度特性を一致させるのは容易ではない。   Here, in the wavelength range of the B-LED in which the wavelength sensitivity characteristics of the PD and the CMOS are similar, it is necessary to pay attention to the fact that the captured image to be subjected to the appearance inspection becomes bright as estimated based on the PD. If the wavelength sensitivity characteristics of PD and CMOS are the same in the wavelength range to be used, the increase / decrease direction of the amount of received light due to the wavelength shift always matches, so the influence of the wavelength shift and the emission intensity of the LED itself There is no need to distinguish the effects of changes over time. This makes it possible to accurately feedback-correct the LED drive current based on one-dimensional information about the change in the amount of light received by the PD so that the brightness of the captured image that is the subject of the appearance inspection is constant over time. It is not easy to match the wavelength sensitivity characteristics of both by the design of the material of the PD itself.

そこで、本実施形態においては、図5に示すように、光がPDに入射する手前に、フィルタを設置することを考える。図6は、PDとCMOSの波長受光感度特性を略同一にするための手法について説明するための模式図であって、図6Aは、CMOSの波長受光感度特性、図6Bは、PDの波長受光感度特性、図6Cは、フィルタの波長光透過特性、図6Dは、光がPDに入射する手前にこのフィルタを設置した場合のPDの波長受光感度特性を示している。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, it is considered that a filter is installed before light enters the PD. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method for making the wavelength light receiving sensitivity characteristics of PD and CMOS substantially the same, FIG. 6A is a wavelength light receiving sensitivity characteristic of CMOS, and FIG. 6B is a wavelength light receiving characteristic of PD. FIG. 6C shows the wavelength light transmission characteristic of the filter. FIG. 6D shows the wavelength light reception sensitivity characteristic of the PD when this filter is installed before light enters the PD.

図6Aに示すCMOSの波長受光感度特性が目標となる対象であって、この波形になるよう、図6Bに示すPDの受光感度の値に対して、図6Cに示すフィルタの光透過率を掛け合わせる。PDの受光感度は、図6Bに示すように、短波長の受光感度が低く、右肩上がりに高くなっていくので、短波長側で光の透過率が高く、長波長側で光の透過率が低くなるような、例えば図6Cに示すような波長光透過特性を有するフィルタを設計し、あるいは採用し、このフィルタをPDの手前に配置することで、図6Dに示すように、PDの波長受光感度特性の波形を、図6Aに示すCMOSの波長受光感度特性の波形と相似するようにできる。このような相似形のフィルタをPDの手前に配置できた場合、図6Dに示すB−LED〜R−LEDのピーク波長に対応する受光感度の値S''〜S''は、相対値であるから、図6Aに示すCMOSにおける受光感度の相対値S〜Sとそれぞれ一致することになる。 6A is a target for which the wavelength sensitivity characteristic of the CMOS shown in FIG. 6A is a target, and the light reception sensitivity value of the PD shown in FIG. 6B is multiplied by the light transmittance of the filter shown in FIG. Match. As shown in FIG. 6B, the light receiving sensitivity of the PD is low in the short wavelength light receiving sensitivity and increases to the right, so that the light transmittance is high on the short wavelength side and the light transmittance on the long wavelength side. For example, a filter having a wavelength light transmission characteristic as shown in FIG. 6C is designed or adopted, and this filter is disposed in front of the PD. The waveform of the light receiving sensitivity characteristic can be made to be similar to the waveform of the CMOS wavelength light receiving sensitivity characteristic shown in FIG. 6A. When such a similar filter can be arranged in front of the PD, the light receiving sensitivity values S ″ 0 to S ″ 5 corresponding to the peak wavelengths of B-LED to R-LED shown in FIG. Since this is a value, it corresponds to the relative values S 0 to S 5 of the light receiving sensitivity in the CMOS shown in FIG. 6A.

図7は、理想的なフィルタをPDに適用した場合のLED出射光の波長シフトの影響を説明するための模式図であって、図7Aは、LEDの出射光の波長に対する発光強度特性を示すグラフであり、図7Bは、CMOSの受光感度を示すグラフであり、図7Cは、理想的なフィルタを適用した後のPDの受光感度を示すグラフである。図7B及び図7Cにおいて、前述のとおり、S〜SとS''〜S''とは一致するから、B−LED〜R−LEDのいずれにおいても、外観検査の対象となる撮像画像の明暗はPDに基づく推定通りとなる。言い換えると、理想的なフィルタをPDに適用すれば、LED出射光に波長シフトが起きても、起きなくても、PDの受光量の変化という一次元の情報に基づいて、外観検査の対象となる撮像画像の明暗が経時的に一定になるようLEDの駆動電流を正確にフィードバック補正できるようになる。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the influence of the wavelength shift of the LED emission light when an ideal filter is applied to the PD, and FIG. 7A shows the emission intensity characteristic with respect to the wavelength of the LED emission light. FIG. 7B is a graph showing the light receiving sensitivity of the CMOS, and FIG. 7C is a graph showing the light receiving sensitivity of the PD after applying an ideal filter. 7B and 7C, as described above, S 0 to S 5 and S ″ 0 to S ″ 5 coincide with each other, and therefore any of B-LED to R-LED is a target for visual inspection. The brightness of the captured image is as estimated based on the PD. In other words, if an ideal filter is applied to a PD, whether or not a wavelength shift occurs in the emitted LED light, the object of appearance inspection is determined based on one-dimensional information such as a change in the amount of light received by the PD. Thus, it becomes possible to accurately feedback-correct the LED drive current so that the brightness of the captured image becomes constant over time.

本実施形態においては、照明の光量を経時的に一定に保ちながら、高解像度の色検査に留まらず、後述するマルチスペクトルイメージングによってワークの外観検査を行えるよう、撮像側での分光は行わず、照明側に出射光の波長が異なる8個のLEDを設け、この8個のLEDの近傍に配した1個のPDにて、フィードバック補正を行う構成を備えるため、フィルタには、8個のLED出射光のすべての波長範囲において、波長シフトに伴う受光量の増減方向がPDとCMOSとで常に一致するような波長光透過特性が求められる。   In this embodiment, while keeping the amount of illumination constant over time, it is not limited to high-resolution color inspection, and spectral analysis on the imaging side is not performed so that appearance inspection of a workpiece can be performed by multispectral imaging described later, Since eight LEDs with different wavelengths of emitted light are provided on the illumination side, and a configuration for performing feedback correction with one PD arranged in the vicinity of the eight LEDs, the filter includes eight LEDs. In all the wavelength ranges of the emitted light, a wavelength light transmission characteristic is required so that the increase / decrease direction of the received light amount accompanying the wavelength shift always matches between PD and CMOS.

なお、発光素子が発光する波長の内、最も短い波長と最も長い波長の間(以下、「照射波長帯域」という。)において、CMOSの波長−感度特性(第1感度特性)と、フィルタを通過した後の光を受光したPDの波長−感度特性(第2感度特性)が略同一となるようにフィルタの各波長に対する透過特性が設計されている。前記波長の外側の波長帯域では、第1感度特性と第2感度特性では必ずしも同一でなくてもよい。   Note that the wavelength-sensitivity characteristic (first sensitivity characteristic) of CMOS and the filter pass between the shortest wavelength and the longest wavelength (hereinafter referred to as “irradiation wavelength band”) among the wavelengths emitted by the light emitting element. The transmission characteristics for each wavelength of the filter are designed so that the wavelength-sensitivity characteristics (second sensitivity characteristics) of the PDs that have received the light after being processed are substantially the same. In the wavelength band outside the wavelength, the first sensitivity characteristic and the second sensitivity characteristic are not necessarily the same.

照射波長帯域における第1の感度特性の連続的な曲線と、第2の感度特性の連続的な曲線が同一であることが好ましい。これにより、温度の変化により、各発光素子が出射する波長がそれぞれシフトしたとしても、当該シフトによるCMOSの感度の変化幅とPDの感度の変化幅を略同一にすることができる。   It is preferable that the continuous curve of the first sensitivity characteristic in the irradiation wavelength band and the continuous curve of the second sensitivity characteristic are the same. Thereby, even if the wavelength which each light emitting element emits shifts by the change of temperature, the change width of the sensitivity of the CMOS and the change width of the sensitivity of the PD due to the shift can be made substantially the same.

照射波長帯域とは、厳密に最も短い波長と最も長い波長の間で定義されなくてもよく、温度変化による波長シフトを考慮した帯域幅で定義される。温度変化による波長シフトは、例えば、各波長に対して例えばプラスマイナス1%〜5%発生する。ここで、温度変化とは、例えば、使用温度(例えば0度から100度)の変化である。
(外観検査装置のシステム構成)
The irradiation wavelength band does not necessarily have to be defined between the shortest wavelength and the longest wavelength strictly, and is defined by a bandwidth in consideration of a wavelength shift due to a temperature change. The wavelength shift due to the temperature change occurs, for example, plus or minus 1% to 5% for each wavelength. Here, the temperature change is, for example, a change in operating temperature (for example, 0 to 100 degrees).
(System configuration of visual inspection equipment)

図8は外観検査システムの一例を示す図である。外観検査ラインは検査対象物であるワークWを搬送する搬送ベルトHBを有している。照明装置はワークWを照明する環状の照明部10を有し、複数の異なる波長のLED1(基礎光源)を備えている。照明部10は環状部を有し、その周方向で複数の点灯ブロックTB1〜TB4に分割され、それぞれの点灯ブロックTB1〜TB4には複数の異なる波長のLED1が配置されている。照明部10は、点灯ブロックTBを最小単位として点灯と消灯を切り替えることができる。カメラは照明されたワークWからの反射光を受光して輝度画像を生成する撮像部30であり、環状の照明部10の中心軸上に配置される。画像処置装置40は、照明装置とカメラを制御し、カメラによって取得された画像に対してエッジ検出や面積計算などの画像処理を実行し、ワークWの良否判定を行う。PLC70(Programable Logic Controller)は画像処置装置に接続される。PLC70に接続され、外観検査ラインの所定の位置に設けられた光電センサ90等により、ワークWが、環状の照明装置の中心軸上や照明装置の所定の上流の位置に到着したことが検知されると、PLC70はトリガ信号を画像処置装置40に送信する。画像処置装置40は、PLC70からのトリガ信号を受け取ると、ワークWが照明装置にて照明可能な位置、好ましくは環状の照明部10の中央部に搬送されたタイミングで照明装置を点灯させ、照明装置によりワークWが照明されたタイミングで撮像するようにカメラを制御する。画像処置装置40はカメラにより取得された画像を用いて画像処理を実行し、外部接続されたPLC70などの制御機器に対し、外観検査の結果として、ワークWが良品であるか否かなどの判断結果を示す信号として判断信号を出力する。表示部50は画像処置装置40に接続され、検査に関連する制御パラメータを設定するための使用者インタフェースやワークWの画像、ワークWの外観検査の結果などを表示する。入力部60は、ポインティングデバイス61、キーボード62、コンソールなどであり、画像処置装置40に接続されて、制御パラメータを設定するために使用される。
(外観検査装置の構成)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an appearance inspection system. The appearance inspection line has a conveyance belt HB that conveys a workpiece W that is an inspection object. The illumination device includes an annular illumination unit 10 that illuminates the workpiece W, and includes a plurality of LEDs 1 (basic light sources) having different wavelengths. The illumination part 10 has an annular part and is divided into a plurality of lighting blocks TB1 to TB4 in the circumferential direction, and a plurality of LEDs 1 having different wavelengths are arranged in each of the lighting blocks TB1 to TB4. The illumination unit 10 can switch between lighting and extinguishing with the lighting block TB as a minimum unit. The camera is an imaging unit 30 that receives reflected light from the illuminated workpiece W and generates a luminance image, and is disposed on the central axis of the annular illumination unit 10. The image treatment device 40 controls the illumination device and the camera, performs image processing such as edge detection and area calculation on the image acquired by the camera, and determines the quality of the workpiece W. A PLC 70 (Programmable Logic Controller) is connected to the image processing apparatus. A photoelectric sensor 90 or the like connected to the PLC 70 and provided at a predetermined position on the appearance inspection line detects that the work W has arrived on the central axis of the annular illumination device or at a predetermined upstream position of the illumination device. Then, the PLC 70 transmits a trigger signal to the image processing device 40. When the image treatment device 40 receives the trigger signal from the PLC 70, the image processing device 40 turns on the illumination device at a timing at which the work W is conveyed to the illumination device, preferably at the center of the annular illumination unit 10, and illumination is performed. The camera is controlled to take an image at the timing when the work W is illuminated by the apparatus. The image processing apparatus 40 executes image processing using an image acquired by the camera, and determines whether or not the work W is a non-defective product as a result of an appearance inspection with respect to an externally connected control device such as the PLC 70. A determination signal is output as a signal indicating the result. The display unit 50 is connected to the image processing apparatus 40 and displays a user interface for setting control parameters related to the examination, an image of the workpiece W, a result of an appearance inspection of the workpiece W, and the like. The input unit 60 is a pointing device 61, a keyboard 62, a console, and the like, and is connected to the image processing apparatus 40 and used to set control parameters.
(Configuration of appearance inspection equipment)

本発明の第1の実施形態に係る外観検査装置のブロック図を図9に示す。この図に示す外観検査装置は、環状の照明装置と、環状の照明装置の略中心軸上で、かつ照明装置の上方に配置され、環状の照明部10の略中心にワークWが位置した際にワークWを撮像する撮像部30と、設定画面と撮像したワークWの画像と良否判断結果とを表示する表示部50と、制御パラメータなどの各種設定をする入力部60と、各種の制御処理を行う画像処置装置40を備えている。照明装置は、複数の点灯ブロックTBで構成されて、複数の異なる波長の光を発するLED1がそれぞれの点灯ブロックTBに配置される環状の照明部10と、照明部10が点灯された際にその光を受光する受光部20とを備えている。画像処置装置40は、照明方法や波長選択、光量設定等の各種設定を管理する入力管理部41と、点灯ブロックTBごとに、受光部にて受光された光量と光量設定部にて設定された光量とを比較して、光量の補正値を設定する光量補正値設定部42と、照明部10を点灯させるための照明制御部43と、撮像部30により撮像するタイミングを制御する撮像制御部44と、撮像部30により取得された画像を用いて画像処理を行い、画像処理された画像データを用いてワークWの良否の判断をする画像処理部45と、表示部50に表示させる内容を制御する表示制御部46と、各種設定を記憶する記憶部47とを備えている。さらに画像処置装置40は必要に応じて外部機器であるPLC70やコンピュータ80等と接続することもできる。なお、画像処理装置40は必要に応じてコントローラ等にも接続でき、画像処理以外の各種制御処理をコントローラ等に担わせることもできる。
(照明部)
FIG. 9 shows a block diagram of the appearance inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The visual inspection apparatus shown in this figure is arranged on the annular illumination device and on the approximate center axis of the annular illumination device and above the illumination device, and when the workpiece W is positioned at the approximate center of the annular illumination unit 10. An image pickup unit 30 for picking up an image of the work W, a display unit 50 for displaying a setting screen, an image of the picked-up work W, and a pass / fail judgment result, an input unit 60 for making various settings such as control parameters, and various control processes. The image processing apparatus 40 which performs is provided. The lighting device is composed of a plurality of lighting blocks TB, and an annular lighting unit 10 in which a plurality of LEDs 1 emitting light of different wavelengths are arranged in each lighting block TB, and when the lighting unit 10 is turned on And a light receiving unit 20 that receives light. The image processing device 40 is set by the input management unit 41 that manages various settings such as the illumination method, wavelength selection, and light amount setting, and the light amount received by the light receiving unit and the light amount setting unit for each lighting block TB. A light amount correction value setting unit 42 for setting a light amount correction value by comparing the light amount, an illumination control unit 43 for turning on the illumination unit 10, and an imaging control unit 44 for controlling the timing of imaging by the imaging unit 30. The image processing unit 45 that performs image processing using the image acquired by the imaging unit 30 and determines whether the workpiece W is acceptable or not using the image data that has been subjected to image processing, and the content that is displayed on the display unit 50 are controlled. And a storage unit 47 for storing various settings. Furthermore, the image processing apparatus 40 can be connected to an external device such as the PLC 70 or the computer 80 as required. Note that the image processing apparatus 40 can be connected to a controller or the like as necessary, and various control processes other than image processing can be assigned to the controller or the like.
(Lighting part)

照明部10は、図10に示すように、単一の平面を構成する照明基板3の上に、環状に配置された複数のLED1で構成され、少なくとも環状の照明部10の中心部には、その中心部に位置決めされるワークWの画像を撮像部30にて撮像可能になるように中空部が形成される。ワークWを搬送する搬送ベルトHB等の搬送面、または検査対象であるワークWの表面に対して、照明部10内に配置されるすべてのLED1を含む単一の平面が略平行となるように、照明部10は配置される。そして、環状の照明部10の中心部で、かつ下方に位置決めされるワークWに対して、異なる照明方向から同時、または方向を点灯ブロックTB単位で順次切り替えて照明光を照射できる構成となっている。本実施形態では、異なる波長を各々発光する複数のLED1を一つの光源単位KTとすると共に、環状体をその周方向に略均等に分割して複数の点灯ブロックTB1〜TB4を形成し、各点灯ブロックTB1〜TB4に対して、少なくとも一つの光源単位KTを配置している。本実施形態では、照明部10を4つに分割している。これにより、本実施形態の照明部10は、第1点灯ブロックTB1、第2点灯ブロックTB2、第3点灯ブロックTB3、第4点灯ブロックTB4の4つの点灯ブロックTB1〜TB4で構成されると共に、各点灯ブロックTB1〜TB4に少なくとも一つの光源単位KTが配置される。図10に示す実施形態においては、点灯ブロックTB1〜TB4の各々に光源単位KTを1つ配置させているが、光源単位KTの数は、例えば照明部10のサイズに応じて、増減させてもよい。詳細は後述するが、光源単位KTが一つの点灯ブロックTBに複数ある場合、同一の性質を有するLED1が光源単位KTごとに配置されており、それらは直列に接続され、同じ制御回路によって点灯するため、受光部20によって受光不可能な光源単位KTのLED1から出射される光の特性は、受光部20によって受光可能な光源単位KTのLED1から出射される光の特性と同一と見做せる。したがって、すべての光源単位KTからの出射光を受光部20にて受光しなくても、少なくとも一つの光源単位KTが受光部20にて受光可能であれば、その光源単位KTを含む点灯ブロックTBにおける他の光源単位KTからの出射光の特性は把握できる。また、図8に示すように、各点灯ブロックTB1〜TB4は、各点灯ブロックTB1〜TB4から照射される光が環状の照明部10の中心に位置決めされるワークWに向けて照射されるように、光軸を斜め下方の中心部に指向するように構成している。
(受光部)
As shown in FIG. 10, the illumination unit 10 includes a plurality of LEDs 1 arranged in an annular shape on the illumination substrate 3 constituting a single plane, and at least in the center of the annular illumination unit 10, The hollow portion is formed so that the image pickup unit 30 can pick up an image of the workpiece W positioned at the center. A single plane including all the LEDs 1 arranged in the illumination unit 10 is substantially parallel to a conveyance surface such as a conveyance belt HB that conveys the workpiece W or a surface of the workpiece W to be inspected. The illumination unit 10 is arranged. And it becomes the structure which can irradiate illumination light to the center part of the cyclic | annular illumination part 10 simultaneously and from the different illumination directions, or to change a direction sequentially for every lighting block TB with respect to the workpiece | work W positioned below. Yes. In the present embodiment, a plurality of LEDs 1 each emitting different wavelengths are used as one light source unit KT, and the annular body is divided substantially equally in the circumferential direction to form a plurality of lighting blocks TB1 to TB4. At least one light source unit KT is arranged for the blocks TB1 to TB4. In the present embodiment, the illumination unit 10 is divided into four. Thereby, the illumination unit 10 of the present embodiment is configured by four lighting blocks TB1 to TB4 of the first lighting block TB1, the second lighting block TB2, the third lighting block TB3, and the fourth lighting block TB4, and each At least one light source unit KT is arranged in the lighting blocks TB1 to TB4. In the embodiment shown in FIG. 10, one light source unit KT is arranged in each of the lighting blocks TB <b> 1 to TB <b> 4, but the number of light source units KT may be increased or decreased according to the size of the illumination unit 10, for example. Good. As will be described in detail later, when there are a plurality of light source units KT in one lighting block TB, LEDs 1 having the same properties are arranged for each light source unit KT, and they are connected in series and lit by the same control circuit. Therefore, the characteristic of the light emitted from the LED 1 of the light source unit KT that cannot be received by the light receiving unit 20 can be regarded as the same as the characteristic of the light emitted from the LED 1 of the light source unit KT that can be received by the light receiving unit 20. Accordingly, if at least one light source unit KT can be received by the light receiving unit 20 without receiving light emitted from all the light source units KT by the light receiving unit 20, the lighting block TB including the light source unit KT. The characteristics of the emitted light from the other light source unit KT can be grasped. Moreover, as shown in FIG. 8, each lighting block TB1-TB4 is irradiated so that the light irradiated from each lighting block TB1-TB4 may be irradiated toward the workpiece | work W positioned in the center of the cyclic | annular illumination part 10. As shown in FIG. The optical axis is configured to be directed to the central portion obliquely below.
(Light receiving section)

受光部20は、図10に示すように、照明部10の環状体の周方向に略均等に配置される複数の点灯ブロックTBに対応してそれぞれ設置され、各点灯ブロックTB1〜TB4内に配置される光源単位KTとしてのすべてのLED1から発せられた光を受光可能に構成されている。本実施形態においては、第1点灯ブロックTB1内には第1受光部21が、第2点灯ブロックTB2内には第2受光部22が、第3点灯ブロックTB3内には第3受光部23が、第4点灯ブロックTB4内には第4受光部24が配置されている。それぞれの受光部20は、光源単位KTに対応させて、各点灯ブロックTB1〜TB4の周方向の中央部で、光源単位KTの外周側に配置されているが、各点灯ブロックTB1〜TB4内に配置される光源単位KTのすべてのLED1からの光を適切に受光できる位置であれば、例えば、点灯ブロックTBの周方向の端部などに配置されてもよい。それぞれの受光部20は、各波長のLED1の光を受光して光量を示す受光信号を出力する受光素子2を一つ有する。また、各受光部20は、複数の受光素子2から構成されていてもよい。その場合、受光部20は、複数の受光素子2にて受光した値の平均値等の一つの光量を示す受光信号を出力する。光源単位KTとは、受光部20にて光が受光され、互いに異なる波長の光を発光する各波長のLED1を少なくとも一つずつ含み、各LED1が波長ごとに独立して光量の補正が可能なものである。点灯ブロックTBとは、少なくとも一つの光源単位KTを含む複数の異なる波長のLED1からなり、照明制御部43からの一つの信号によって、波長ごとに点灯するものである。
(フィルタ部)
As shown in FIG. 10, the light receiving unit 20 is installed corresponding to a plurality of lighting blocks TB arranged substantially equally in the circumferential direction of the annular body of the lighting unit 10, and is arranged in each of the lighting blocks TB1 to TB4. The light emitted from all the LEDs 1 as the light source unit KT to be received is configured to be received. In the present embodiment, the first light receiving unit 21 is provided in the first lighting block TB1, the second light receiving unit 22 is provided in the second lighting block TB2, and the third light receiving unit 23 is provided in the third lighting block TB3. The fourth light receiving unit 24 is arranged in the fourth lighting block TB4. Each of the light receiving units 20 is arranged on the outer peripheral side of the light source unit KT at the central portion in the circumferential direction of each of the lighting blocks TB1 to TB4 in correspondence with the light source unit KT, but in each of the lighting blocks TB1 to TB4. For example, the light source unit KT may be disposed at the end of the lighting block TB in the circumferential direction as long as it can receive light from all the LEDs 1 appropriately. Each light receiving unit 20 has one light receiving element 2 that receives light of the LED 1 of each wavelength and outputs a light receiving signal indicating the amount of light. Each light receiving unit 20 may be composed of a plurality of light receiving elements 2. In that case, the light receiving unit 20 outputs a light reception signal indicating one light quantity such as an average value of values received by the plurality of light receiving elements 2. The light source unit KT includes at least one LED 1 of each wavelength that receives light at the light receiving unit 20 and emits light of different wavelengths, and each LED 1 can independently correct the amount of light for each wavelength. Is. The lighting block TB is composed of a plurality of LEDs 1 having different wavelengths including at least one light source unit KT, and lights up for each wavelength by one signal from the illumination control unit 43.
(Filter part)

フィルタ部200は、短波長側で光の透過率が高く、長波長側で光の透過率が低くなるような、理想型としては図6Cに示すような波長光透過特性を有するフィルタであり、図11及び図12に示すように、例えば板状の形態をしており、厚み方向が受光部20の受光方向と一致するように、受光部20の受光面に接触して配置されている。フィルタ部200は、この配置によって、図5に示すように、LED1と受光部20(PD)との間に介在することになり、自身の波長光透過特性に応じた波長に対する光透過率の配分で、各点灯ブロックTB1〜TB4内に配置される光源単位KTとしてのすべてのLED1から発せられた光を透過させる。   The filter unit 200 is a filter having a wavelength light transmission characteristic as shown in FIG. 6C as an ideal type that has a high light transmittance on the short wavelength side and a low light transmittance on the long wavelength side. As shown in FIGS. 11 and 12, for example, it has a plate shape, and is arranged in contact with the light receiving surface of the light receiving unit 20 so that the thickness direction matches the light receiving direction of the light receiving unit 20. With this arrangement, as shown in FIG. 5, the filter unit 200 is interposed between the LED 1 and the light receiving unit 20 (PD), and the light transmittance is distributed with respect to the wavelength according to its own wavelength light transmission characteristic. Thus, the light emitted from all the LEDs 1 as the light source unit KT disposed in each of the lighting blocks TB1 to TB4 is transmitted.

本実施形態においては、第1点灯ブロックTB1内の第1受光部21には第1フィルタ部201(図11を参照。)が、第2点灯ブロックTB2内の第2受光部22には第2フィルタ部202(図11及び図12を参照。)が、第3点灯ブロックTB3内の第3受光部23には第3フィルタ部203が、第4点灯ブロックTB4内の第4受光部24には第4フィルタ部204(図11を参照。)が配置されている。なお、フィルタ部200は、LED1からの出射光を受光部20で直接的に受光するが、ワークWに向かう光にフィルタ部が介在しなければ、例えばミラーを介して間接的に受光してもよい。   In the present embodiment, the first light receiving unit 21 in the first lighting block TB1 has the first filter unit 201 (see FIG. 11), and the second light receiving unit 22 in the second lighting block TB2 has the second light receiving unit 22. The filter unit 202 (see FIGS. 11 and 12) is provided in the third light receiving unit 23 in the third lighting block TB3, the third filter unit 203 is provided in the fourth lighting block TB4, and the fourth light receiving unit 24 in the fourth lighting block TB4. A fourth filter unit 204 (see FIG. 11) is arranged. In addition, although the filter part 200 receives light emitted from the LED 1 directly by the light receiving part 20, if the filter part does not intervene in the light toward the workpiece W, the light may be received indirectly via a mirror, for example. Good.

図13は、本実施形態にて用いるフィルタ部200の波長光透過特性を説明するための、図13Aは、受光部20にて受光素子として用いるPDの受光感度をプロットした波長受光感度特性を示すグラフであり、図13Bは、本実施形態にて用いるフィルタ部200の光透過率をプロットした波長光透過特性を示すグラフであり、図13Cは、PDの受光感度とフィルタ部200の光透過率とを掛け合わせてなる本実施形態に係るフィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性を示すグラフであり、図13Dは、本実施形態にて撮像素子として用いるCMOSの受光感度をプロットした波長受光感度特性を示すグラフである。   13A and 13B illustrate wavelength light transmission characteristics of the filter unit 200 used in the present embodiment. FIG. 13A illustrates wavelength light reception sensitivity characteristics in which the light reception sensitivity of the PD used as the light receiving element in the light receiving unit 20 is plotted. FIG. 13B is a graph showing wavelength light transmission characteristics in which the light transmittance of the filter unit 200 used in this embodiment is plotted. FIG. 13C is a graph showing the light reception sensitivity of the PD and the light transmittance of the filter unit 200. FIG. 13D is a graph showing the wavelength light transmission characteristics of a PD to which the filter unit 200 according to this embodiment is applied, and FIG. 13D is a wavelength plotting the light receiving sensitivity of a CMOS used as an image sensor in this embodiment. It is a graph which shows a light reception sensitivity characteristic.

基本原理の説明では、理想型のフィルタを想定しており、PD側とCMOS側とで波長受光感度特性が完全に相似することになったが、本発明の効果を得るには、フィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性のピーク値を持つ波長とCMOSの波長受光感度特性のピーク値を持つ波長とが略一致し、略相似形であれば足りる。言い換えると、CMOSの波長感度特性は、図13Dに示すように、一般に、ピーク値を持つ波長から離れるに連れて受光感度が悪くなることから、図13Cに示す本実施形態に係るフィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性は、図13Dに示す本実施形態に係るCMOSの波長受光感度特性と、ピーク値を持つ波長が略同一であって、増加減少の傾向が略同一であればよい。   In the description of the basic principle, an ideal filter is assumed, and the wavelength light receiving sensitivity characteristics are completely similar between the PD side and the CMOS side. However, in order to obtain the effect of the present invention, the filter unit 200 is used. It is sufficient if the wavelength having the peak value of the wavelength light transmission characteristic of the PD to which is applied and the wavelength having the peak value of the wavelength sensitivity characteristic of the CMOS are substantially the same and substantially similar. In other words, as shown in FIG. 13D, the wavelength sensitivity characteristic of the CMOS generally has a lower light receiving sensitivity as it goes away from the wavelength having the peak value. Therefore, the filter unit 200 according to this embodiment shown in FIG. The wavelength light transmission characteristics of the applied PD need only be the same as the wavelength sensitivity characteristics of the CMOS according to the present embodiment shown in FIG. .

より具体的には、フィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性のピーク値を持つ波長の、CMOSの波長受光感度特性のピーク値を持つ波長とのずれ幅を意味する、ピーク値を持つ波長λMAXの幅は、CMOSの波長受光感度特性のピーク値を持つ波長の±20%以内であることが好ましく、±10%以内であればより好ましい。また、フィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値は、CMOSの波長受光感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値の0.5倍(50%)から2倍(200%)の間にあることが好ましい。 More specifically, it has a peak value that means a deviation width between a wavelength having a peak value of the wavelength light transmission characteristic of a PD to which the filter unit 200 is applied and a wavelength having a peak value of the wavelength sensitivity characteristic of the CMOS. The width of the wavelength λ MAX is preferably within ± 20% of the wavelength having the peak value of the CMOS wavelength light receiving sensitivity characteristic, and more preferably within ± 10%. Also, the absolute value of the slope of the slope of the wavelength light transmission characteristic graph of the PD to which the filter unit 200 is applied is from 0.5 times (50%) the absolute value of the slope of the slope of the wavelength sensitivity characteristic graph of the CMOS. It is preferably between 2 times (200%).

ピーク値を持つ波長λMAXの幅が±10%以内であればより好ましいとする理由は以下のとおりである。本実施形態に係るCMOSの波長受光感度特性は、600nm近辺でピーク値を持つ。本実施形態においては、前述のとおり、照明側に出射光の波長が異なる8個のLEDを設けるが、この8個のLED出射光のそれぞれのピークの間隔が70〜80nmであり、600nmの10%が60nmであることから、仮に±10%ずれたとしても、LED出射光同士が干渉しないと考えられるからである。また、ピーク値を持つ波長λMAXの幅が±20%以内であれば好ましいとしたのは、波長シフトに伴う受光量の増減方向が両者で一致すれば、フィードバック制御で目的は達せられるので、少しずれていても、グラフで言うところの凸形状が実現できていれば、ある程度の効果は期待でき、CMOSの波長受光感度特性のピーク値を持つ波長の±20%以内であれば許容できると考えられるからである。 The reason why it is more preferable if the width of the wavelength λ MAX having the peak value is within ± 10% is as follows. The wavelength light receiving sensitivity characteristic of the CMOS according to the present embodiment has a peak value in the vicinity of 600 nm. In the present embodiment, as described above, eight LEDs having different wavelengths of emitted light are provided on the illumination side, and the interval between the peaks of each of the eight LED emitted lights is 70 to 80 nm. This is because it is considered that the emitted light from the LEDs does not interfere with each other even if the deviation is ± 10%. In addition, it is preferable that the width of the wavelength λ MAX having the peak value is within ± 20%. If the increase / decrease direction of the received light amount due to the wavelength shift coincides with each other, the purpose can be achieved by feedback control. Even if there is a slight deviation, if the convex shape as shown in the graph can be realized, a certain degree of effect can be expected, and it is acceptable if it is within ± 20% of the wavelength having the peak value of the wavelength sensitivity characteristic of CMOS. It is possible.

また、フィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値が、CMOSの波長受光感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値の0.5倍(50%)から2倍(200%)の間にあることが好ましいとする理由は、少なくとも、波長シフトに伴う受光量の増減方向が両者で一致することになるから、傾きが前述の範疇にあれば実用性があると考えられるからである。   Also, the absolute value of the slope of the slope portion of the wavelength light transmission characteristic graph of the PD to which the filter unit 200 is applied is 0.5 times (50%) the absolute value of the slope portion of the wavelength sensitivity characteristic graph of the CMOS. The reason why it is preferable to be between 2 times (200%) is that the increase / decrease direction of the received light amount accompanying the wavelength shift coincides with each other. Because it is considered to be.

以上を踏まえて、図13Cに示す本実施形態に係るフィルタ部200を適用したPDの波長光透過特性と、図13Dに示す本実施形態に係るCMOSの波長受光感度特性とに着目すると、測定誤差が見受けられるものの、両者は、ピーク値を持つ波長が略同一であり、略相似形になっていることから、本実施形態にて用いるフィルタ部200は、十分に実用性を有していると考えられる。
(撮像部)
Based on the above, when focusing on the wavelength light transmission characteristics of the PD to which the filter unit 200 according to the present embodiment shown in FIG. 13C is applied and the wavelength sensitivity characteristics of the CMOS according to the present embodiment shown in FIG. However, since both have substantially the same wavelength with peak values and are substantially similar, the filter unit 200 used in this embodiment is sufficiently practical. Conceivable.
(Imaging part)

撮像部30は、PLC70からのトリガ信号に基づく画像処置装置からの制御信号を受け、照明部10からの光が照射されるタイミングにて、ワークWを撮像することにより、ワークWの画像を取得する。撮像部30の光軸と環状の照明部10の中心軸は一致するように配置されることが好ましい。撮像部30は、例えば、CCDやCMOS等の撮像素子が利用できる。撮像部30は、ワークWを撮像して画像信号を出力し、出力された画像信号を輝度信号に変換して、撮像ケーブルで接続された画像処理部45に出力する。
(表示部)
The imaging unit 30 receives a control signal from the image processing device based on the trigger signal from the PLC 70, and acquires an image of the workpiece W by imaging the workpiece W at the timing when the light from the illumination unit 10 is irradiated. To do. It is preferable that the optical axis of the imaging unit 30 and the central axis of the annular illumination unit 10 are arranged to coincide with each other. As the imaging unit 30, for example, an imaging element such as a CCD or a CMOS can be used. The imaging unit 30 images the workpiece W and outputs an image signal, converts the output image signal into a luminance signal, and outputs the luminance signal to the image processing unit 45 connected by an imaging cable.
(Display section)

表示部50は、入力部60からの制御パラメータなどの各種の設定を受け付ける画面を表示したり、撮像した画像を表示したりする。表示部50は、画像処置装置にケーブル等を介して接続される。各種設定を受け付ける画面や撮像した画像を、画像処置装置に接続可能なコンピュータ80の画面に表示されるように構成してもよい。
(外観検査方法の流れ)
The display unit 50 displays a screen that accepts various settings such as control parameters from the input unit 60 and displays a captured image. The display unit 50 is connected to the image processing apparatus via a cable or the like. You may comprise so that the screen which receives various settings, and the imaged image may be displayed on the screen of the computer 80 which can be connected to an image treatment apparatus.
(Flow of appearance inspection method)

本発明における外観検査方法の流れとして、大きく分けて3つのステップが存在する。最初のステップは、設定ステップであり、外観検査装置を稼働させて、ワークWの外観検査をする前に、波長の選択や選択した波長にて照射される光量の設定などの様々な制御パラメータの設定をするステップである。次のステップは、チューニングステップである。設定ステップで設定した光量に基づいて照明部10からの光の照射を指示した場合に、LED1の劣化や波長シフト等の理由で、照明部10から照射される光が設定した光量とならない場合がある。この場合に、照明部10から照射される光が設定した光量となるように光量を補正するステップである。最後のステップは、稼働ステップであり、補正された光量に基づいて照明部10から照射される光を用いてワークWを撮像し、ワークWの外観検査をするステップである。
(入力管理部)
The flow of the appearance inspection method in the present invention is roughly divided into three steps. The first step is a setting step. Before the appearance inspection apparatus is operated and the workpiece W is visually inspected, various control parameters such as selection of the wavelength and setting of the amount of light irradiated at the selected wavelength are set. This is the setting step. The next step is a tuning step. When the irradiation of light from the illumination unit 10 is instructed based on the light amount set in the setting step, the light emitted from the illumination unit 10 may not be the set light amount due to deterioration of the LED 1 or wavelength shift. is there. In this case, the light amount is corrected so that the light emitted from the illumination unit 10 becomes the set light amount. The last step is an operation step, in which the workpiece W is imaged using light emitted from the illumination unit 10 based on the corrected light quantity, and an appearance inspection of the workpiece W is performed.
(Input Management Department)

図14は、図9の入力管理部41の一構成例を示したブロック図である。入力管理部41は、設定ステップにおいて、照明方法を選択するための照明方法選択部411と、照明部10に配置されているLED1の各波長の中から検査に必要な波長を選択するための波長選択部412と、波長選択部412を用いて選択された波長のLED1が発する光の光量を設定するための光量設定部413とを備える。
(照明方法選択部)
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the input management unit 41 in FIG. In the setting step, the input management unit 41 selects an illumination method selection unit 411 for selecting an illumination method and a wavelength for selecting a wavelength necessary for the inspection from each wavelength of the LED 1 arranged in the illumination unit 10. A selection unit 412 and a light amount setting unit 413 for setting the light amount of light emitted from the LED 1 having the wavelength selected using the wavelength selection unit 412 are provided.
(Lighting method selector)

照明方法選択部411は、設定ステップにおいて、照明部10から照射される光の複数の照射方法のうち、いずれか一つの選択を使用者から受け付ける。照射方法には、照明部10に設けられるすべての点灯ブロックTB1〜TB4に対して、各点灯ブロックTB1〜TB4を順に切り替えながら点灯させてワークWに照明を照射し、点灯ブロックTBの点灯ごとに、撮像部30によりワークWを撮像する部分切替点灯モードと、照明部10のすべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させてワークWに照明を照射し、撮像部30によりワークWを撮像する全点灯モードとがある。部分切替点灯モードでは、点灯ブロックTBごとに照明を点灯させることで、異なる複数の方向から光が順次照射されたワークWの照射方向ごとの画像を取得できる。全点灯モードでは、すべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させた状態でのワークWの画像を取得できる。部分切替点灯モードは、複数の方向からそれぞれ光を照射するので傷等の検出に適している。全点灯モードは、すべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させることで均一な光が照射されるため、色ムラ等の検出に適している。よって使用者は、傷の検出を望むのか、色ムラの検出を望むのかの観点から、一方のモードを選択する。また、部分切替点灯モードについては、点灯ブロックTBごとに点灯を行い、撮像を行うモードに加えて、点灯ブロックTBごとに撮像した画像を設定時に使用者に提示することにより、使用者の所望する検査内容、例えばワークWの特定の箇所に対する傷の有無の検査に有効な点灯ブロックTBのみの点灯を指定される機能(不要と判断される点灯ブロックTBを常時オフ状態とする機能)を更に付与してもよい。但し、この場合は、ワークWが照明部10によって照明される位置に配置される際、位置決めされて、供給されることが好ましい。照明方法選択部411にて選択された照明方法は、記憶部47により記憶される。
(波長選択部)
In the setting step, the illumination method selection unit 411 receives any one of a plurality of irradiation methods of light emitted from the illumination unit 10 from the user. In the irradiation method, all the lighting blocks TB1 to TB4 provided in the illumination unit 10 are turned on while sequentially switching the lighting blocks TB1 to TB4 to illuminate the work W, and each time the lighting block TB is turned on. The partial switching lighting mode in which the imaging unit 30 captures the workpiece W and all the lighting blocks TB1 to TB4 of the lighting unit 10 that are simultaneously turned on to illuminate the workpiece W, and the imaging unit 30 captures the workpiece W. There is a lighting mode. In the partial switching lighting mode, it is possible to acquire an image for each irradiation direction of the workpiece W irradiated with light sequentially from a plurality of different directions by turning on the illumination for each lighting block TB. In the all lighting mode, it is possible to acquire an image of the work W in a state where all the lighting blocks TB1 to TB4 are turned on simultaneously. The partial switching lighting mode is suitable for detecting scratches and the like because light is emitted from a plurality of directions. The full lighting mode is suitable for detecting color unevenness and the like because uniform light is emitted by simultaneously lighting all the lighting blocks TB1 to TB4. Therefore, the user selects one mode from the viewpoint of whether detection of scratches or color unevenness is desired. Further, regarding the partial switching lighting mode, the lighting is performed for each lighting block TB, and in addition to the mode for performing imaging, an image captured for each lighting block TB is presented to the user at the time of setting, so that the user desires. A function for designating lighting of only the lighting block TB effective for checking the inspection contents, for example, the presence or absence of scratches on a specific part of the work W (function of always turning off the lighting block TB determined to be unnecessary) is further provided. May be. However, in this case, when the workpiece W is arranged at a position illuminated by the illumination unit 10, it is preferably positioned and supplied. The illumination method selected by the illumination method selection unit 411 is stored in the storage unit 47.
(Wavelength selector)

波長選択部412は、設定ステップにおいて、照明部10に配置されているLED1の各波長のうち、少なくとも一つの波長の選択をするための選択部である。照明方法選択部411にて照明方法が選択された後に、波長選択部412は波長の選択を受け付ける。波長選択部412によって選択された波長は、記憶部47により記憶される。   The wavelength selection unit 412 is a selection unit for selecting at least one wavelength among the wavelengths of the LEDs 1 arranged in the illumination unit 10 in the setting step. After the illumination method is selected by the illumination method selection unit 411, the wavelength selection unit 412 accepts the selection of the wavelength. The wavelength selected by the wavelength selection unit 412 is stored in the storage unit 47.

前述したように、波長選択部412を用いて波長を照明部10に対して設定できるが、重要なことは、事前に使用者が、照明部10にて提供される複数の波長の中で、どの波長が使用者の提供するワークWの検査内容に有効かを把握することである。このため、本実施形態では、検査前の設定時、複数の異なる波長の光をワークWに対して順次照射して、照射ごとに得られた複数の画像に基づいて、波長選択部412は複数の波長の中からいずれかの波長の選択をする機能を提供している。例えば、照明方法が選択された後に、照明部10は傷や色ムラがある不良品に対して複数の異なる波長の光をそれぞれ照射し、撮像部30はそれぞれの波長で照射された画像を取得する。得られた複数の画像を比較すると、傷や色ムラが検出されている画像と、検出されるべき傷や色ムラが検出されていない画像がある場合がある。そこで、波長選択部412は、複数の画像から傷や色ムラが検出されている画像、具体的には輝度画像の輝度値にばらつきがある画像を抽出し、その抽出された画像に用いられている波長を選択する。   As described above, the wavelength can be set with respect to the illumination unit 10 using the wavelength selection unit 412. However, it is important that the user in advance has a plurality of wavelengths provided by the illumination unit 10. It is to grasp which wavelength is effective for the inspection content of the work W provided by the user. Therefore, in the present embodiment, at the time of setting before inspection, a plurality of wavelength selection units 412 are provided based on a plurality of images obtained by sequentially irradiating the workpiece W with a plurality of light beams having different wavelengths. Provides a function of selecting one of the wavelengths. For example, after the illumination method is selected, the illumination unit 10 irradiates a defective product having scratches or uneven color, respectively, with light of a plurality of different wavelengths, and the imaging unit 30 acquires images irradiated at the respective wavelengths. To do. When a plurality of obtained images are compared, there may be an image in which a flaw or color unevenness is detected and an image in which a flaw or color unevenness to be detected is not detected. Therefore, the wavelength selection unit 412 extracts an image in which scratches or color unevenness is detected from a plurality of images, specifically, an image having a variation in the luminance value of the luminance image, and is used for the extracted image. Select a wavelength.

なお、波長選択に際して、波長選択部412が自動で波長の選択をする他に、使用者が自らの判断に基づき、手動で波長の選択をすることができる。その際、表示部50は、複数の波長でそれぞれ照射された複数の画像を同時に表示することで、傷や色ムラを検出しやすい適切な一つまたは複数の波長を、使用者が選択できるようにしている。なお、この波長選択部412にて特定の波長が選択されない場合は、画像処理装置40に設定される初期値として、提供されているすべての波長が選択された状態が採用される。なお、初期値としては、すべての波長でなく、特定の限られた波長を採用するようにしてもよい。
(光量設定部)
In addition, when the wavelength is selected, the wavelength selecting unit 412 automatically selects the wavelength, and the user can manually select the wavelength based on his / her own judgment. At that time, the display unit 50 simultaneously displays a plurality of images respectively irradiated with a plurality of wavelengths so that the user can select one or more appropriate wavelengths that are easy to detect scratches and color unevenness. I have to. When a specific wavelength is not selected by the wavelength selection unit 412, a state in which all provided wavelengths are selected as the initial value set in the image processing apparatus 40 is employed. As the initial value, a specific limited wavelength may be adopted instead of all wavelengths.
(Light intensity setting part)

光量設定部413は、設定ステップにおいて、波長選択部412にて選択された波長のLED1から照射される光の光量を設定するための設定部である。照明方法の選択と波長の選択が完了すると、光量設定部413は、選択された波長の光量の設定を受け付ける。光量設定部413で光量が設定されると、選択された波長のLED1に、光量設定部413で設定された光量に対応する電流値が流れることにより、選択された波長のLED1は光量設定部413にて設定された光量で点灯する。光量設定部413によって設定された光量は、記憶部47に記憶される。波長選択部412で複数の波長が選択された場合は、光量設定部413は、波長ごとに異なる光量を設定することができる。波長ごとに異なる光量が設定された場合は、波長ごとの光量がそれぞれ記憶される。   The light amount setting unit 413 is a setting unit for setting the light amount of light emitted from the LED 1 having the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 in the setting step. When the selection of the illumination method and the selection of the wavelength are completed, the light amount setting unit 413 receives the setting of the light amount of the selected wavelength. When the light amount is set by the light amount setting unit 413, the current value corresponding to the light amount set by the light amount setting unit 413 flows through the LED 1 having the selected wavelength, so that the LED 1 having the selected wavelength has the light amount setting unit 413. Lights with the light intensity set in. The light amount set by the light amount setting unit 413 is stored in the storage unit 47. When the wavelength selection unit 412 selects a plurality of wavelengths, the light amount setting unit 413 can set a different light amount for each wavelength. When a different light amount is set for each wavelength, the light amount for each wavelength is stored.

前述したように光量設定部413を用いて、選択した波長に対する光量の設定ができるが、重要なことは、事前に使用者が、どのようにして最適な光量を設定できるかである。このため、以下の実施形態では、複数の異なる光量の光をワークWに対して順次照射して、照射ごとに得られた複数の画像を参考にして、光量設定部413は複数の光量の中から適切な光量の設定をすることができる。   As described above, the light amount setting unit 413 can be used to set the light amount for the selected wavelength, but what is important is how the user can set the optimal light amount in advance. For this reason, in the following embodiments, a plurality of different light amounts of light are sequentially irradiated onto the workpiece W, and the light amount setting unit 413 refers to a plurality of images obtained for each irradiation. Therefore, it is possible to set an appropriate amount of light.

具体的には、設定ステップにおいて、照明方法の選択と波長の選択が完了した後、選択された波長で複数の光量の光を順次ワークWに対して照射し、複数の光量の光で照射されたワークWをそれぞれ撮像し、撮像した複数の画像に基づいて、光量設定部413は、撮像する画像、または画像に対して設定された検査領域が検査に適した画像となるように、光量を自動で設定する。詳述すると、モノクロカメラで撮像した場合、照明が明るすぎると撮像した画像に白い部分(いわゆる白とび)が多くなり、逆に暗すぎると撮像した画像に黒い部分(いわゆる黒潰れ)が多くなり、どちらの画像であっても検査が正確にできない可能性が高い。なお、本実施形態では、出射光の波長が各々異なる複数のLEDの中から特定の波長のLEDを選択して照射できるところ、例えば、鮮やかな赤色のワークWに対して、赤色のLEDで照射した場合には撮像画像が白とびし、青色のLEDで同一の光量で照射した場合には黒潰れするというように、撮像側の受光感度は、照射対象や出射光の波長によって影響を受けるため、LEDを複数選択できる場合の光量調整は、一色のみのLEDで照射する場合の光量調整に比べて難しいものとなる。   Specifically, in the setting step, after the selection of the illumination method and the selection of the wavelength are completed, a plurality of light amounts of light are sequentially irradiated onto the workpiece W at the selected wavelength, and the light is irradiated with the plurality of light amounts. Each of the workpieces W is captured, and based on the plurality of captured images, the light amount setting unit 413 adjusts the light amount so that the image to be captured or the inspection region set for the image becomes an image suitable for inspection. Set automatically. In detail, when taking a picture with a monochrome camera, if the illumination is too bright, there will be many white parts (so-called whiteout) in the picture, and conversely if it is too dark, there will be many black parts (so-called blackout) in the picture. There is a high possibility that the inspection cannot be performed accurately with either image. In this embodiment, an LED having a specific wavelength can be selected and irradiated from among a plurality of LEDs having different wavelengths of emitted light. For example, a red LED is applied to a bright red workpiece W. In this case, the received image sensitivity is affected by the irradiation target and the wavelength of the emitted light. The light amount adjustment when a plurality of LEDs can be selected is more difficult than the light amount adjustment when irradiating with only one color LED.

つまり、撮像した画像が全体、または画像の中で少なくとも検査対象となる領域が、白とびや黒潰れの少ないグレーを基調に写っていることが好ましい。よって、照明部10は複数の明るさでワークWに対して光を照射し、撮像部30は異なる明るさの照明ごとにワークWを撮像し、画像処理部45はそれぞれの輝度画像を生成する。光量設定部413は撮像した複数の画像の中から全体、または画像の中で少なくとも検査対象となる領域がグレー基調となっている画像、例えば256階調の輝度画像の中から、輝度が0に近い画素や255に近い画素が少ない輝度画像を抽出する。光量設定部413は、抽出された輝度画像の撮像時の光量が検査に適した明るさであると判断して、その光量を自動で設定する。また、他の例として、照明部10により事前に複数の光量の光が不良品に対して照射された際、光量設定部413は、得られた複数の輝度画像の中から、後述する画像処理部45による平均階調処理により傷等が検出される画像の光量を選択することができる。   That is, it is preferable that the entire captured image or at least a region to be inspected in the image is reflected in gray with little overexposure or blackout. Therefore, the illumination unit 10 emits light to the workpiece W with a plurality of brightnesses, the imaging unit 30 captures the workpiece W for each illumination having different brightness, and the image processing unit 45 generates respective luminance images. . The light quantity setting unit 413 sets the brightness to 0 from among the plurality of captured images, or from an image in which at least an area to be inspected is a gray tone, for example, a 256-gradation brightness image. A luminance image with few pixels close to and 255 pixels is extracted. The light amount setting unit 413 determines that the light amount at the time of capturing the extracted luminance image has a brightness suitable for the inspection, and automatically sets the light amount. As another example, when a plurality of light amounts are irradiated on the defective product in advance by the illumination unit 10, the light amount setting unit 413 performs image processing to be described later from among the obtained plurality of luminance images. It is possible to select the light amount of an image in which scratches and the like are detected by the average gradation processing by the unit 45.

なお、光量設定に際して、光量設定部413が自動で光量の設定をする他に、使用者が自らの判断に基づいて、手動にて光量の設定をすることができる。その際、表示部50は、照明部10が提供可能な範囲内における異なる明るさの光量ごとに撮像された複数のワークWの画像を同時に表示することで、使用者が適切な光量を選択できるようにしている。   When setting the light amount, the light amount setting unit 413 automatically sets the light amount, and the user can manually set the light amount based on his / her own judgment. At that time, the display unit 50 can simultaneously display images of a plurality of workpieces W captured for each light amount of different brightness within the range that the illumination unit 10 can provide, so that the user can select an appropriate light amount. I am doing so.

また、前記実施形態においては、照明方法の選択、波長の選択、次いで光量の設定の順で設定ステップの各種パラメータの設定を行ったが、設定順はこれに限定されない。
(光量補正値設定部)
In the above-described embodiment, the various parameters of the setting step are set in the order of selection of the illumination method, selection of the wavelength, and then setting of the amount of light, but the setting order is not limited to this.
(Light intensity correction value setting section)

光量補正値設定部42は、チューニングステップにおいて、点灯ブロックTBごとに、波長選択部412によって選択された波長に対応するLEDから光量設定部413で設定された光量で発せられた光が各受光部20により受光され、各受光部20にて受光された光量に基づく値と光量設定部413にて設定された光量に基づく値とを比較することにより、点灯ブロックTBごとに、受光部20にて受光される光量に基づく値が光量設定部413にて設定された光量に基づく値と等しくなる補正値を設定する。なぜなら、光量設定部413にて設定された光量に対応する電流値でLED1を点灯させたとしても、LED1は経時劣化するため、光量設定部413で設定された光量で点灯するとは限らない。よって、適切なタイミングにて光量補正値設定部42による補正値の設定やその設定の更新を行うことにより、それぞれの点灯ブロックTB1〜TB4は、常時、設定された光量、または設定光量に近似した光量での点灯が可能となる。   In the tuning step, the light amount correction value setting unit 42 receives light emitted from the LED corresponding to the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 with the light amount set by the light amount setting unit 413 for each lighting block TB. 20 by comparing the value based on the amount of light received by each light receiving unit 20 and the value based on the amount of light set by the light amount setting unit 413, by the light receiving unit 20 for each lighting block TB. A correction value is set such that the value based on the received light amount is equal to the value based on the light amount set by the light amount setting unit 413. This is because even if the LED 1 is turned on with a current value corresponding to the light amount set by the light amount setting unit 413, the LED 1 is deteriorated with time, and thus is not necessarily turned on with the light amount set by the light amount setting unit 413. Therefore, by setting the correction value by the light amount correction value setting unit 42 and updating the setting at an appropriate timing, each of the lighting blocks TB1 to TB4 always approximates the set light amount or the set light amount. It can be turned on with light.

受光部20にて受光された光量に基づく値と光量設定部413にて設定された光量に基づく値の比較は、基本的に受光部20にて受光した光量と光量設定部413にて設定された光量の比較で行われる。しかし、各受光部20にて受光するLED1からの光は、LED1からワークWに向けて照射される主たる光量ではなく、LED1から拡散する一部の光を受光することになる場合がある。このため、光量設定部413にて設定されたワークWに対する照明光量と、受光部20にて受光する光量の大きさが異なる場合がある。このような場合に対応するため、一例として受光部20で受光する受光量と、その受光量の場合のLED1のワークWに向けた主たる発光量との相関を対応テーブルとして生成して保有し、その対応テーブルを用いることにより、受光部20から検出した受光量に基づいて対応テーブルによって求めた計算上の主たる発光量と、光量設定部413で設定された光量との比較を行う方法等がある。また、前記具体例では算出値を求めるために対応テーブルを用いたが、実験に基づいて求めた係数に基づく算出値であってもよい。逆に、ここでの比較とは、受光部20にて受光された光量と光量設定部413にて設定された光量に基づく値を比較する方法も考えられる(この方法については、受光素子対応テーブルとして後述する)。   The comparison between the value based on the light amount received by the light receiving unit 20 and the value based on the light amount set by the light amount setting unit 413 is basically set by the light amount received by the light receiving unit 20 and the light amount setting unit 413. This is done by comparing the amount of light. However, the light from the LED 1 received by each light receiving unit 20 may receive a part of the light diffused from the LED 1 instead of the main light amount emitted from the LED 1 toward the workpiece W. For this reason, the magnitude of the amount of light applied to the workpiece W set by the light amount setting unit 413 and the amount of light received by the light receiving unit 20 may be different. In order to cope with such a case, as an example, the correlation between the received light amount received by the light receiving unit 20 and the main emitted light amount toward the work W of the LED 1 in the case of the received light amount is generated and held as a correspondence table, By using the correspondence table, there is a method for comparing the main light emission amount calculated by the correspondence table based on the light reception amount detected from the light receiving unit 20 and the light amount set by the light amount setting unit 413. . In the specific example, the correspondence table is used to obtain the calculated value. However, the calculated value may be based on a coefficient obtained based on an experiment. On the contrary, the comparison here may be a method of comparing the light amount received by the light receiving unit 20 with a value based on the light amount set by the light amount setting unit 413 (for this method, the light receiving element correspondence table). As will be described later).

ここで補正値の具体例を挙げると、例えば、光量設定部413で設定された光量に基づく値と受光部20にて受光された光量に基づく値の差分値、光量設定部413で設定された光量に基づく値と受光部20にて受光された光量に基づく値の差分から算出される電流値、受光部20にて受光された光量が光量設定部413で設定された光量に補正された時の電流値、もしくは受光部20にて受光された光量が、後述する受光素子対応テーブルの光量設定部413にて設定された光量に対応する基準値に補正された時の電流値等がある。つまり補正値とは、光量設定部413にて設定された光量と受光部20にて受光された光量に基づいて定められ、光量設定部413にて設定された光量で各点灯ブロックTB1〜TB4の各波長のLED1を点灯させるための値である。
(照明制御部)
Here, a specific example of the correction value is given. For example, a difference value between a value based on the light amount set by the light amount setting unit 413 and a value based on the light amount received by the light receiving unit 20, set by the light amount setting unit 413. When the current value calculated from the difference between the value based on the light amount and the value based on the light amount received by the light receiving unit 20, the light amount received by the light receiving unit 20 is corrected to the light amount set by the light amount setting unit 413 Or the current value when the light amount received by the light receiving unit 20 is corrected to a reference value corresponding to the light amount set by the light amount setting unit 413 of the light receiving element correspondence table described later. That is, the correction value is determined based on the light amount set by the light amount setting unit 413 and the light amount received by the light receiving unit 20, and the light quantity set by the light amount setting unit 413 is used for each of the lighting blocks TB1 to TB4. It is a value for lighting LED1 of each wavelength.
(Lighting control unit)

照明制御部43は、チューニングステップにおいて、波長選択部412にて選択された波長と光量設定部413によって設定された光量に基づいて、点灯ブロックTBごとに、波長選択部412にて選択された波長に対応するLED1を発光させる。それによって、前述した光量補正値設定部42にて補正値が求められる。また、照明制御部43は、光量補正値設定部42が補正値を設定した後の稼働ステップにおいて、補正値に基づいて、点灯ブロックTBごとに、波長選択部412にて選択された波長に対応するLED1を発光させる。つまり、補正値の設定を行う工程がチューニングステップであり、設定された補正値に基づき照明を行う工程が稼働ステップに該当する。   In the tuning step, the illumination control unit 43 selects the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 for each lighting block TB based on the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 and the light amount set by the light amount setting unit 413. LED1 corresponding to is made to emit light. Thereby, the correction value is obtained by the light quantity correction value setting unit 42 described above. Further, the illumination control unit 43 corresponds to the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 for each lighting block TB based on the correction value in the operation step after the light amount correction value setting unit 42 sets the correction value. LED1 to emit light. That is, the process of setting the correction value is a tuning step, and the process of performing illumination based on the set correction value corresponds to the operation step.

部分切替点灯モードの場合、照明制御部43は、各点灯ブロックTB1〜TB4の点灯において、波長選択部412にて選択された波長のLED1を光量設定部413によって設定された光量、または補正値に基づいて、各点灯ブロックTB1〜TB4を順に切り替えながら発光させる。一つの点灯ブロックTBが点灯している間は、他の点灯ブロックTBは消灯している。また、前記照明方法選択部の欄にて説明した、選択した点灯ブロックTBのみを、順次点灯させる部分切替点灯モードを設ける場合は、選択された点灯ブロックTBのみを、光量設定部413によって設定された光量、または補正値に基づいて点灯させる。また、波長選択部412にて複数の波長が選択された際は、一つ目の波長のLED1をそれぞれの点灯ブロックTB1〜TB4を順に切り替えながら発光させて、次に二つ目の波長のLED1をそれぞれの点灯ブロックTB1〜TB4を順に切り替えながら発光させる。   In the partial switching lighting mode, the illumination control unit 43 sets the LED 1 having the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 to the light amount set by the light amount setting unit 413 or the correction value in the lighting of each of the lighting blocks TB1 to TB4. Based on this, the lighting blocks TB1 to TB4 are caused to emit light while being sequentially switched. While one lighting block TB is on, the other lighting blocks TB are off. Further, when the partial switching lighting mode for sequentially lighting only the selected lighting block TB described in the column of the lighting method selection unit is provided, only the selected lighting block TB is set by the light amount setting unit 413. The light is turned on based on the amount of light or the correction value. When a plurality of wavelengths are selected by the wavelength selection unit 412, the first wavelength LED 1 is caused to emit light while sequentially switching the lighting blocks TB 1 to TB 4, and then the second wavelength LED 1. Is made to emit light while sequentially switching the lighting blocks TB1 to TB4.

なお、各点灯ブロックTB1〜TB4に設けられる受光部20が、他の点灯ブロックTBのLED1の発光による影響を受けないような構成(例えば、各点灯ブロックTB1〜TB4における発光を他の点灯ブロックTBの受光部20に対して遮光する構成や、各点灯ブロックTB1〜TB4の受光部20を、他の点灯ブロックTBでの発光に影響のない位置に配置する構成等)を採用すれば、チューニングステップにおいて、同時に複数の点灯ブロックTB1〜TB4を点灯させて、点灯ブロックTB単位における光量補正制御をすることができる。   A configuration in which the light receiving unit 20 provided in each of the lighting blocks TB1 to TB4 is not affected by the light emission of the LEDs 1 of the other lighting blocks TB (for example, the light emission in each of the lighting blocks TB1 to TB4 is transmitted to the other lighting blocks TB). If the light receiving unit 20 is shielded from light, or the light receiving units 20 of the lighting blocks TB1 to TB4 are arranged at positions that do not affect the light emission in the other lighting blocks TB), the tuning step is performed. In FIG. 5, the plurality of lighting blocks TB1 to TB4 can be turned on at the same time, and the light amount correction control can be performed in units of the lighting blocks TB.

一方、全点灯モードの場合、照明制御部43は、すべての点灯ブロックTB1〜TB4において同時に、波長選択部412にて選択された波長のLED1を光量設定部413によって設定された光量、または補正値に基づいて発光させる。
(撮像制御部)
On the other hand, in the full lighting mode, the illumination control unit 43 simultaneously sets the light amount set by the light amount setting unit 413 or the correction value of the LED 1 having the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 in all the lighting blocks TB1 to TB4. The light is emitted based on the above.
(Imaging control unit)

撮像制御部44は、照明制御部43による照明のタイミングに同期させて、撮像部30にワークWを撮像させる。言い換えると、稼働ステップにおいて、照明方法選択部411によって選択された照明方法、及び光量補正値設定部42で設定された補正値に基づいて、照明制御部43は、ワークWに対して照明の照射を行い、撮像制御部44は、照明が照射されたタイミングでワークWが撮像されるように撮像部30を制御する。部分切替点灯モードの場合は、それぞれの点灯ブロックTB1〜TB4が点灯されたタイミングで、撮像部30がワークWの撮像を行うように、撮像制御部44は撮像部30を制御する。全点灯モードの場合は、すべての点灯ブロックTB1〜TB4が点灯されたタイミングで撮像部30がワークWの撮像を行うように、撮像制御部44は撮像部30を制御する。
(画像処理部)
The imaging control unit 44 causes the imaging unit 30 to image the workpiece W in synchronization with the timing of illumination by the illumination control unit 43. In other words, in the operation step, the illumination control unit 43 irradiates the workpiece W with illumination based on the illumination method selected by the illumination method selection unit 411 and the correction value set by the light amount correction value setting unit 42. The imaging control unit 44 controls the imaging unit 30 so that the workpiece W is imaged at the timing when the illumination is irradiated. In the partial switching lighting mode, the imaging control unit 44 controls the imaging unit 30 so that the imaging unit 30 captures the workpiece W at the timing when each of the lighting blocks TB1 to TB4 is lit. In the all lighting mode, the imaging control unit 44 controls the imaging unit 30 so that the imaging unit 30 captures the workpiece W at the timing when all the lighting blocks TB1 to TB4 are turned on.
(Image processing unit)

画像処理部45は、稼働ステップにおいて、撮像部30から取得した画像に対して、画像処理部45の有する種々の画像処理ツールを選択し、組み合わせることにより構成された画像処理フローに基づいて、使用者の所望する画像検査を実施する。例えば、使用者が全点灯モードを選択した場合、撮像部30は、ワークWを取り囲むすべての方向から照明光が照射されている状態の画像を取得し、その画像が画像処理部45に供給される。一例であるが、全点灯モードを選択するケースとして以下のようなケースがある。使用者がワークW上の傷の有無を検出したい場合、波長として紫外線が有効であることが判明した。しかも、全点灯モードで取得した画像でも、部分切替点灯モードで取得した複数の画像でも傷の有無の検出が可能であると判明した場合、その使用者は処理速度、つまり検査時間の短い全点灯モードを選択する。   The image processing unit 45 is used based on an image processing flow configured by selecting and combining various image processing tools of the image processing unit 45 with respect to the image acquired from the imaging unit 30 in the operation step. The image inspection desired by the person is performed. For example, when the user selects the all lighting mode, the imaging unit 30 acquires an image in a state where illumination light is irradiated from all directions surrounding the workpiece W, and the image is supplied to the image processing unit 45. The As an example, there are the following cases for selecting the full lighting mode. When the user wants to detect the presence or absence of scratches on the workpiece W, it has been found that ultraviolet rays are effective as the wavelength. Moreover, if it is determined that the presence or absence of scratches can be detected in images acquired in the full lighting mode or in a plurality of images acquired in the partial switching lighting mode, the user can turn on the lighting with a short processing speed, that is, a short inspection time. Select a mode.

このようなケースでは、更に画像処理装置40において、使用者は、取得したワークWを含む画像に対して、ワークWの中で傷の有無の検査を実施したい領域に対して、領域指定用ウインドと呼ばれる機能を用いて、検査領域を指定する。次に、領域指定用ウインドにて指定された領域内で、例えば4ピクセル×4ピクセルのサーチウインドを設定し、領域指定用ウインドの左上隅から例えば1ピクセル単位で右方向にシフトし、ウインド内の右隅まで移動すると、自動的に前記右上隅の位置から下方向に1ピクセルシフトした位置から1ピクセル単位で右方向にシフトし、ウインド内の右隅まで移動する行為を、領域指定用ウインドにて指定された領域の右下隅までシフトさせる機能を設定すると共に、各シフト位置において、サーチウインド内の画像情報に対する平均階調処理を実施するための画像処理ツールを設定する。平均階調処理とは、サーチウインド内にあるすべての画素の階調の平均値を求めるもので、特定のシフト位置におけるサーチウンイド内の平均階調値を、そのサーチウインドの位置に対して、1ピクセルごとに上下、左右、四つの斜め方向の位置において求めた平均階調値と比較することで、この領域に階調の変化がないかどうかを調べる機能を付加する。このような評価を領域指定用ウインドにて指定された領域内すべてで実行することより、階調の変化があった個所に傷が存在すると判定する。   In such a case, in the image processing apparatus 40, the user designates an area designation window for an area in the work W on which an inspection is to be performed for the presence or absence of scratches on the acquired image including the work W. The inspection area is specified using a function called "." Next, a search window of, for example, 4 pixels × 4 pixels is set in the area designated by the area designating window, and is shifted to the right by, for example, 1 pixel unit from the upper left corner of the area designating window. When moving to the right corner of the window, the region designating window automatically moves to the right corner in the window by shifting rightward by one pixel from the position shifted by one pixel downward from the position of the upper right corner. In addition to setting the function to shift to the lower right corner of the area specified in, an image processing tool is set at each shift position to perform average gradation processing on the image information in the search window. The average gradation process is to obtain an average value of gradations of all the pixels in the search window. The average gradation value in the search window at a specific shift position is set to 1 for the position of the search window. A function for checking whether or not there is a change in gradation in this area is added by comparing with average gradation values obtained at four diagonal positions in the vertical and horizontal directions for each pixel. By executing such evaluation in the entire area designated by the area designating window, it is determined that there is a scratch at a place where the gradation has changed.

このように、全点灯モードで取得した画像に対して、使用者の所望する検査内容を、画像処理装置40が保有する複数の画像処理ツールを選択し、そのツールに対する条件を設定することにより、取得した画像内の傷の有無の検査を行うことができる。一方、部分切替点灯モードが選択された場合、撮像部30は、各点灯ブロックTB内の選択されたLED1が点灯するタイミングごとに画像を取得し、少なくとも点灯ブロックTBに対応する複数の画像が画像処理装置40に供給される。   In this way, by selecting a plurality of image processing tools held by the image processing apparatus 40 and setting the conditions for the tools, the inspection content desired by the user is selected for the image acquired in the all lighting mode. An inspection for the presence or absence of scratches in the acquired image can be performed. On the other hand, when the partial switching lighting mode is selected, the imaging unit 30 acquires an image at each timing when the selected LED 1 in each lighting block TB is lit, and at least a plurality of images corresponding to the lighting block TB are images. It is supplied to the processing device 40.

部分切替点灯モードでは、取得した複数の画像に対して、全点灯モードで行ったような画像処理を各画像に施して、傷の有無を確認することも可能であるが、画像処理装置40に対する別の画像処理の設定で、以下のような処理も可能である。撮像部30から入力された複数の部分照明画像の画像信号を用いて、各画素における面の法線ベクトル画像(以下、「傾き画像」という。)を生成し、傾き画像のX方向及びY方向の第2次の傾き画像(以下、「輪郭抽出画像」という。)を作成し、それらの画像を用いて、傷の検査等を行うための処理をする。そして、画像処理部45は、処理された画像に基づいて、傷の有無や大きさの検査を行う。例えば傷の大きさが所定の閾値以上の場合に不良品であると判断する。
(検査前の設定)
In the partial switching lighting mode, it is possible to perform image processing as performed in the full lighting mode on each of a plurality of acquired images to check the presence or absence of scratches. The following processing is also possible with different image processing settings. Using the image signals of a plurality of partial illumination images input from the imaging unit 30, a normal vector image (hereinafter referred to as “tilt image”) of a surface at each pixel is generated, and the X direction and Y direction of the tilt image are generated. The second-order inclination image (hereinafter referred to as “contour extraction image”) is created, and processing for inspecting scratches or the like is performed using these images. Then, the image processing unit 45 performs the inspection of the presence / absence and size of the scratch based on the processed image. For example, if the size of the scratch is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the product is defective.
(Setting before inspection)

図15に設定ステップにおける検査対象物となるワークWに適合する検査方法などの設定時のフローチャートの一例を示す。このフローチャートは、外観検査方法の流れの中の設定ステップに該当する。最初に使用者は、部分切替点灯モードか全点灯モードのいずれかの照明方法を選択する(ST101)。次に、使用者は異なる複数の波長の中から少なくとも一つのワークWの検査に適した波長の選択をする(ST102)。次に、使用者はその選択した波長の光の点灯ブロックTBから照射される光量を設定する(ST103)。
(光量補正制御)
FIG. 15 shows an example of a flowchart at the time of setting of an inspection method or the like adapted to the workpiece W as an inspection object in the setting step. This flowchart corresponds to a setting step in the flow of the appearance inspection method. First, the user selects an illumination method of either the partial switching lighting mode or the full lighting mode (ST101). Next, the user selects a wavelength suitable for inspection of at least one workpiece W from a plurality of different wavelengths (ST102). Next, the user sets the amount of light emitted from the lighting block TB of light of the selected wavelength (ST103).
(Light intensity correction control)

図16に光量補正制御の一連の外観検査方法の流れの第1の実施形態のフローチャートの一例を示す。第1の実施形態は、部分切替点灯モードにおいて、点灯ブロックTBごとにチューニングステップと稼働ステップを繰り返す制御である。つまり、各稼働ステップに先立ち、チューニングステップが行われる。チューニングステップにおいて、画像処理装置40は以下の制御を行う。画像処置装置は、記憶部47に記憶されている部分切替点灯モードを読み出す(ST201)。次に、画像処置装置は、波長選択部412で選択された波長を記憶部47から読み出す(ST202)。そして、画像処置装置は、光量設定部413で設定された光量を記憶部47から読み出す(ST203)。   FIG. 16 shows an example of a flowchart of the first embodiment of a flow of a series of appearance inspection methods for light amount correction control. The first embodiment is control in which the tuning step and the operation step are repeated for each lighting block TB in the partial switching lighting mode. That is, a tuning step is performed prior to each operation step. In the tuning step, the image processing apparatus 40 performs the following control. The image treatment device reads the partial switching lighting mode stored in the storage unit 47 (ST201). Next, the image treatment apparatus reads out the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 from the storage unit 47 (ST202). Then, the image processing apparatus reads the light amount set by the light amount setting unit 413 from the storage unit 47 (ST203).

チューニングステップにおいて、照明制御部43は、選択した波長のLED1を設定した光量になるように点灯ブロックTBごとに切り替えながら点灯させる(ST204)。具体的には、複数の点灯ブロックTB1〜TB4のうち、例えば第1点灯ブロックTB1内に配置されている選択された波長のLED1を点灯させる。第1点灯ブロックTB1が点灯されると、第1点灯ブロックTB1内に配置された第1受光部21はその光量を受光する(ST205)。   In the tuning step, the illumination control unit 43 turns on the LED 1 with the selected wavelength while switching it for each lighting block TB so as to obtain a set light amount (ST204). Specifically, among the plurality of lighting blocks TB1 to TB4, for example, the LED 1 having a selected wavelength arranged in the first lighting block TB1 is turned on. When the first lighting block TB1 is turned on, the first light receiving unit 21 disposed in the first lighting block TB1 receives the amount of light (ST205).

次いで、光量補正値設定部42は、光量設定部413にて設定された光量と、第1受光部21にて受光された光量を比較する(ST206)。第1受光部21にて受光された光量が設定された光量と乖離している場合には、前述した[光量補正値設定部]の欄にて説明した手法に基づいて、第1受光部21にて受光される光量を設定された光量とするための補正値を設定する(ST207)。受光された光量が設定された光量と乖離していない場合には、光量補正値設定部42は補正値をゼロとする。これで第1点灯ブロックTB1内の選択された波長のLED1に対する補正値の設定は完了する。   Next, the light amount correction value setting unit 42 compares the light amount set by the light amount setting unit 413 with the light amount received by the first light receiving unit 21 (ST206). When the amount of light received by the first light receiving unit 21 deviates from the set amount of light, the first light receiving unit 21 is based on the method described in the section of “Light amount correction value setting unit” described above. A correction value for setting the amount of light received in step 1 to the set amount of light is set (ST207). When the received light quantity does not deviate from the set light quantity, the light quantity correction value setting unit 42 sets the correction value to zero. This completes the setting of the correction value for the LED 1 having the selected wavelength in the first lighting block TB1.

補正値を設定した後の稼働ステップにおいて、画像処理装置40は以下の制御を行う。照明制御部43は、光量補正値設定部42によって設定された補正値に基づいて、照明部10の第1点灯ブロックTB1が点灯するように制御を行う(ST208)。撮像部30は、補正値によって補正された光量で第1点灯ブロックTB1のLED1が点灯している間にワークWを撮像する(ST209)。この後、補正値の設定が完了していない第2点灯ブロックTB2から第4点灯ブロックTB4に対しては、チューニングステップであるステップST204に戻り、ステップST209までのチューニングステップと稼働ステップをそれぞれの点灯ブロックTB1〜TB4にて行い、一方で、すべての点灯ブロックTB1〜TB4において、光量補正が完了している場合は、ステップST211に進む(ST210)。波長選択部412で選択された波長のうち、光量補正とワークWの撮像が完了していない波長が残っている場合は、チューニングステップであるステップST202に戻り、すべての波長で完了している場合は、ステップST212に進む(ST211)。   In the operation step after setting the correction value, the image processing apparatus 40 performs the following control. Based on the correction value set by the light quantity correction value setting unit 42, the illumination control unit 43 performs control so that the first lighting block TB1 of the lighting unit 10 is lit (ST208). The imaging unit 30 images the workpiece W while the LED 1 of the first lighting block TB1 is lit with the light amount corrected by the correction value (ST209). Thereafter, for the second lighting block TB2 to the fourth lighting block TB4 for which the correction value has not been set, the process returns to the tuning step ST204, and the tuning step and the operation step up to step ST209 are turned on. If the light amount correction is completed in all the lighting blocks TB1 to TB4, the process proceeds to step ST211 (ST210). In the case where there are still wavelengths for which light amount correction and imaging of the workpiece W have not been completed among the wavelengths selected by the wavelength selection unit 412, the process returns to step ST202, which is a tuning step, and has been completed for all wavelengths. Advances to step ST212 (ST211).

ここでは、チューニングステップにおける光量補正(ST207)が完了してから、稼働ステップにおける照明制御(ST208)及び撮像(ST209)を行う手順で説明したが、光量補正及び照明制御(以下、光量制御という。)に要する時間は、撮像に要する時間よりも圧倒的に短いため(撮像中に、通常数十回程度、最短でも2回程度の光量補正が可能となる。)、撮像中も光量制御を常に行い続けてもよい。これにより、撮像中におけるLEDの自己発熱によって、LEDの発光効率の悪化や波長シフトが発生しても、直近の光量制御を撮像画像に反映させることができる。   Here, the procedure of performing the illumination control (ST208) and the imaging (ST209) in the operation step after the light amount correction (ST207) in the tuning step is completed has been described, but the light amount correction and illumination control (hereinafter referred to as light amount control). ) Is overwhelmingly shorter than the time required for imaging (normally about several tens of times during imaging, and about twice at the shortest is possible during imaging), light quantity control is always performed during imaging. You may continue to do. Thereby, even if the LED light emission efficiency deteriorates or the wavelength shift occurs due to the self-heating of the LED during imaging, the most recent light amount control can be reflected in the captured image.

撮像部30は、得られた複数の画像データを画像処理部45に転送する。具体的には、複数の部分照明画像、または複数の波長が選択されている場合には波長ごとの複数の部分照明画像を転送する。画像処理部45は、画像処理の一例として、複数の部分照明画像をフォトメトリックステレオ法(詳細は後述する)によって画像処理し、画像処理された複数の画像データに基づいて、そのワークWが良品であるか否かを判定する(ST212)。   The imaging unit 30 transfers the obtained plurality of image data to the image processing unit 45. Specifically, when a plurality of partial illumination images or a plurality of wavelengths are selected, a plurality of partial illumination images for each wavelength are transferred. As an example of image processing, the image processing unit 45 performs image processing on a plurality of partial illumination images by a photometric stereo method (details will be described later), and the work W is a non-defective product based on the plurality of image processed images. It is determined whether or not (ST212).

そして、次のワークWが照明部10の中心軸上に到達すると、外観検査装置は、次のワークWに対して外観検査を行う。光量補正値設定部42にて一度補正値が設定された後でも、LED1の劣化により光量の低下の恐れがあるため、光量補正値設定部42は、適切な頻度で補正値を更新する必要がある。本実施形態では、点灯ブロックTBごとに、稼働ステップに先立ちチューニングを行い、その後の稼働ステップにおいて、更新された補正値を用いて照明の照射を行う。しかし、この構成に限らず、稼働ステップに先立ち、すべての点灯ブロックTBでチューニングを行った後に、稼働ステップにおいて更新された各点灯ブロックTBの補正値を用いて照明の照射を行うことも可能である。   When the next workpiece W reaches the central axis of the illumination unit 10, the appearance inspection apparatus performs an appearance inspection on the next workpiece W. Even after the correction value is set once by the light amount correction value setting unit 42, the light amount may be reduced due to deterioration of the LED 1, and therefore the light amount correction value setting unit 42 needs to update the correction value at an appropriate frequency. is there. In this embodiment, tuning is performed prior to the operation step for each lighting block TB, and illumination is performed using the updated correction value in the subsequent operation step. However, the present invention is not limited to this configuration, and it is also possible to irradiate illumination using the correction value of each lighting block TB updated in the operation step after tuning in all the lighting blocks TB prior to the operation step. is there.

なお、すべての稼働ステップに先立ちチューニングを行わなくてもよい。例えば、外観検査装置の起動時に光量補正制御を行う実施形態、それぞれの点灯ブロックTBが点灯する数回に一回の割合で光量補正制御を行う実施形態、タイマーを設け、一定時間経過するごとに光量補正制御を行う実施形態、光源単位KTに配置されているLED1に温度センサを設けて、起動時や前回の光量補正制御からの温度変化が一定以上になった際に光量補正制御を行う実施形態、などがある。   Note that tuning need not be performed prior to all operation steps. For example, an embodiment in which light amount correction control is performed at the start of the appearance inspection apparatus, an embodiment in which light amount correction control is performed at a rate of once every several lighting blocks TB are lit, a timer is provided, and a fixed time elapses. Embodiment in which light amount correction control is performed, a temperature sensor is provided in the LED 1 arranged in the light source unit KT, and the light amount correction control is performed when the temperature change from the previous light amount correction control becomes equal to or greater than a certain level. There are forms, etc.

また、補正値を更新する具体的な方法には、二つの実施形態がある。一つ目の実施形態では、補正値が設定された後のチューニングステップにおいて、設定済の補正値に基づいてLED1を発光させ、受光部20にて受光された光量に基づいて、新たな補正値を設定する。つまり、先に光量補正値設定部42にて設定済の補正値を利用して、新たな補正値に更新する方式である。二つ目の実施形態では、補正値が設定された後のチューニングステップにおいて、光量設定部413にて設定された設定値に基づいてLED1を発光させ、受光部20にて受光された光量に基づいて、新たな補正値を設定する。つまり、先に光量補正値設定部42にて設定済の補正値を利用せずに、光量設定部413にて設定された設定値を利用して、新たな補正値に更新する方式である。   Further, there are two embodiments for a specific method for updating the correction value. In the first embodiment, in the tuning step after the correction value is set, the LED 1 is caused to emit light based on the set correction value, and the new correction value is based on the amount of light received by the light receiving unit 20. Set. In other words, this is a method in which the correction value previously set by the light amount correction value setting unit 42 is used and updated to a new correction value. In the second embodiment, in the tuning step after the correction value is set, the LED 1 is caused to emit light based on the setting value set by the light amount setting unit 413 and based on the light amount received by the light receiving unit 20. To set a new correction value. That is, this is a method in which the correction value previously set by the light amount correction value setting unit 42 is not used, and the setting value set by the light amount setting unit 413 is used to update to a new correction value.

以上の構成により、本発明に係る外観検査装置は、波長選択部412で選択された波長の光を光量設定部413で設定された光量で点灯ブロックTB1〜TB4ごとに環状の照明部10から照射し、各点灯ブロックTB1〜TB4に対応する受光部20にてその光を受光して、その受光量と設定された光量を点灯ブロックTBごとに比較することで、受光部20にて受光される受光量が設定された光量に近づくように光量を補正し、補正された光量の光がワークWに照射されたタイミングでワークWを撮像することができる。   With the above configuration, the visual inspection apparatus according to the present invention irradiates the light of the wavelength selected by the wavelength selection unit 412 from the annular illumination unit 10 for each of the lighting blocks TB1 to TB4 with the light amount set by the light amount setting unit 413. Then, the light receiving unit 20 corresponding to each of the lighting blocks TB1 to TB4 receives the light, and the received light amount is received by the light receiving unit 20 by comparing the received light amount with the set light amount for each lighting block TB. The light amount is corrected so that the received light amount approaches the set light amount, and the workpiece W can be imaged at a timing when the corrected amount of light is irradiated onto the workpiece W.

また、本実施形態では、部分切替点灯モードで、それぞれの点灯ブロックTB1〜TB4を順次点灯させた場合における光量補正制御の説明をしたが、すべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させる全点灯モードにおいても同様の光量補正制御が可能である。全点灯モードの場合、光量補正値設定部42は、光量設定部413にて設定された光量とそれぞれの点灯ブロックTBにて受光された光量とを点灯ブロックTBごとに比較して、点灯ブロックTBごとに補正値を設定し、照明制御部43は、設定された補正値に基づいて、すべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させる。この場合は、すべての点灯ブロックTB1〜TB4でチューニングステップが完了した後に、稼働ステップに移行する。なお、部分切替点灯モードと同様に、すべての稼働ステップに先立ちチューニングを行わなくてもよく、その場合は、先述した各実施形態の採用が可能である。
(受光素子とLEDのばらつき補正)
In the present embodiment, the light amount correction control in the case where the respective lighting blocks TB1 to TB4 are sequentially turned on in the partial switching lighting mode has been described. However, the full lighting mode in which all the lighting blocks TB1 to TB4 are turned on simultaneously. The same light quantity correction control is possible in In the all lighting mode, the light amount correction value setting unit 42 compares the light amount set by the light amount setting unit 413 with the light amount received by each lighting block TB for each lighting block TB, and the lighting block TB. A correction value is set for each, and the illumination control unit 43 lights all the lighting blocks TB1 to TB4 simultaneously based on the set correction value. In this case, after the tuning step is completed in all the lighting blocks TB1 to TB4, the operation step is started. As in the partial switching lighting mode, tuning does not have to be performed prior to all operation steps, and in this case, the above-described embodiments can be employed.
(Correction correction between light receiving element and LED)

LED1は前述した経時劣化の問題に加え、LED1の未使用状態においても個々の特性により、同じ電流を流したとしても発光する光量が異なる恐れがある。また、受光部20内に配置される受光素子2にも個体差があり、感度の異なる受光素子2が同じ照明装置に配置される可能性がある。よって、LED1の光量や受光素子2の受光感度のばらつきに対する配慮が必要な場合がある。
(発光素子対応テーブル)
In addition to the problem of deterioration with time described above, the LED 1 may emit different amounts of light even when the same current is passed due to individual characteristics even when the LED 1 is not used. In addition, there are individual differences in the light receiving elements 2 arranged in the light receiving unit 20, and the light receiving elements 2 having different sensitivities may be arranged in the same lighting device. Therefore, consideration may be necessary for variations in the light amount of the LED 1 and the light receiving sensitivity of the light receiving element 2.
(Light emitting element correspondence table)

最初に、LED1のばらつきに関して説明する。光量設定部413で設定した光量で発光させるための電流を流しても、設定した光量以下でしか発光していない場合、それを考慮して多めの電流を流すようにしなければならない。逆に、光量設定部413で設定した光量で発光させるための電流を流した時に、設定した光量以上の光量を発光している場合、それを考慮して少なめの電流を流すようにしなければならない。   First, the variation of the LED 1 will be described. Even if a current for emitting light with a light amount set by the light amount setting unit 413 is supplied, if a light is emitted only with a light amount less than or equal to the set light amount, a larger amount of current must be supplied in consideration thereof. On the contrary, when a current for emitting light with the light amount set by the light amount setting unit 413 is supplied, if a light amount exceeding the set light amount is emitted, a small amount of current must be supplied in consideration thereof. .

よって、照明装置の製造時の完成検査時等において、照明装置に内蔵されて点灯ブロックTBごとに設けられた受光部20の他に、各点灯ブロックTB1〜TB4の光源単位KTからの距離がそれぞれ等しくなるように配置され、各光源単位KTからの光をそれぞれ受光する単一の検査用受光装置(図示せず)を設ける。具体的には、照明装置の中央にある中空部の略中心に単一の検査用受光装置を設ける。それ以外の受光方法としては、検査用受光装置を、各点灯ブロックTB1〜TB4の点灯ごとに、点灯させた点灯ブロックTBの受光部20の近傍に移動させ、各光源単位KTからの光をそれぞれ受光するものでもよい。いずれの方法においても重要なことは、同じ受光素子を持つ検査用受光装置を用い、照明部10の各受光部20に対してほぼ同じ条件(各受光部20に対して、同じ受光環境となる位置)にて各ブロックからの光を検査用受光装置が受光することである。   Therefore, at the time of completion inspection at the time of manufacturing the lighting device, the distance from the light source unit KT of each of the lighting blocks TB1 to TB4 in addition to the light receiving unit 20 provided for each lighting block TB incorporated in the lighting device, respectively. A single inspection light receiving device (not shown) is provided which is arranged to be equal and receives light from each light source unit KT. Specifically, a single inspection light-receiving device is provided at substantially the center of the hollow portion at the center of the illumination device. As another light receiving method, the light receiving device for inspection is moved to the vicinity of the light receiving unit 20 of the lit lighting block TB every time the lighting blocks TB1 to TB4 are turned on, and the light from each light source unit KT is moved. It may receive light. What is important in either method is that the inspection light receiving device having the same light receiving element is used, and the light receiving environment of the illumination unit 10 is almost the same (the light receiving environment is the same for each light receiving unit 20). The light receiving device for inspection receives the light from each block at the position).

前記検査用受光装置を用いて、ある波長について、光量設定部413にて設定された光量で第1点灯ブロックTB1のみを点灯させ、検査用受光装置が光を受光する。検査用受光装置にて受光された光量と光量設定部413にて設定された光量に乖離がある場合は、検査用受光装置にて受光された光量が光量設定部413によって設定された光量となるように第1点灯ブロックTB1のLED1の発光量を調整する。調整された光量で発光している時のLED1に対する指示値(例えば、電流値など)を、第1点灯ブロックTB1における設定された光量に対応する調整値とする。第2点灯ブロックTB2から第4点灯ブロックTB4の基準値についても同様に算出され、光量設定部413で設定可能な他の光量についても、同様に点灯ブロックTBごとに調整値が算出される。そして、発光素子対応テーブル作成部は、光量設定部413によって設定可能な光量とそれぞれの調整値を点灯ブロックTBごとに対応付けた発光素子対応テーブルを作成する。つまり、LED1ごとの補正は、各点灯ブロックTBのLED1の発光性能を、単一の受光素子を持つ検査用受光装置を用いて評価し、調整することによって行われる。このLED1のばらつきの補正は、後述する受光素子2のばらつきの補正よりも先立って行う。   Using the inspection light receiving device, only the first lighting block TB1 is turned on with a light amount set by the light amount setting unit 413 for a certain wavelength, and the inspection light receiving device receives light. When there is a discrepancy between the amount of light received by the inspection light receiving device and the amount of light set by the light amount setting unit 413, the amount of light received by the inspection light receiving device becomes the amount of light set by the light amount setting unit 413. As described above, the light emission amount of the LED 1 of the first lighting block TB1 is adjusted. An instruction value (for example, a current value) for the LED 1 when emitting light with the adjusted light amount is set as an adjustment value corresponding to the light amount set in the first lighting block TB1. The reference values of the second lighting block TB2 to the fourth lighting block TB4 are calculated in the same manner, and the adjustment values for the other light amounts that can be set by the light amount setting unit 413 are also calculated for each lighting block TB. Then, the light emitting element correspondence table creating unit creates a light emitting element correspondence table in which the light amount settable by the light amount setting unit 413 and each adjustment value are associated with each lighting block TB. That is, the correction for each LED 1 is performed by evaluating and adjusting the light emission performance of the LED 1 of each lighting block TB using an inspection light receiving device having a single light receiving element. The correction of the variation of the LED 1 is performed prior to the correction of the variation of the light receiving element 2 described later.

つまり、発光素子対応テーブル作成部は、検査用受光装置にて受光される各点灯ブロックTB1〜TB4の光量が光量設定部413にて設定された光量となった時の各点灯ブロックTB1〜TB4に対する指示値を調整値として、光量設定部413にて設定可能な光量に対応するそれぞれの調整値を点灯ブロックTBごとに算出し、光量設定部413にて設定可能な光量とそれぞれの調整値を点灯ブロックTBごとに対応付けた発光素子対応テーブルを波長ごとに作成する。波長ごとに作成された発光素子対応テーブルは、照明装置に備えられる記憶装置によって記憶される。
(受光素子対応テーブル)
In other words, the light emitting element correspondence table creation unit applies to the lighting blocks TB1 to TB4 when the light amounts of the lighting blocks TB1 to TB4 received by the inspection light receiving device become the light amounts set by the light amount setting unit 413. Using the instruction value as an adjustment value, each adjustment value corresponding to the light amount that can be set by the light amount setting unit 413 is calculated for each lighting block TB, and the light amount that can be set by the light amount setting unit 413 and each adjustment value are turned on. A light emitting element correspondence table associated with each block TB is created for each wavelength. The light emitting element correspondence table created for each wavelength is stored in a storage device provided in the illumination device.
(Light receiving element correspondence table)

次に、受光素子2のばらつきについて説明する。例えば、作成された発光素子対応テーブルを用いることによって、第1点灯ブロックTB1内のLED1の発光した光量が設定された光量と同じであったとしても、第1点灯ブロックTB1に配置された第1受光素子2aの感度が悪い場合、設定された光量以下の光量しか受光しない。逆に、第2点灯ブロックTB2内のLED1の発光した光量が設定された光量と同じであったとしても、第2点灯ブロックTB2に配置された第2受光素子2bの感度が良い場合、設定された光量以上の光量を受光する。   Next, the variation of the light receiving element 2 will be described. For example, by using the created light emitting element correspondence table, even if the light amount emitted by the LED 1 in the first lighting block TB1 is the same as the set light amount, the first light emitting block TB1 arranged in the first lighting block TB1 is used. When the sensitivity of the light receiving element 2a is poor, only the light amount equal to or less than the set light amount is received. Conversely, even if the light quantity emitted by the LED 1 in the second lighting block TB2 is the same as the set light quantity, it is set when the sensitivity of the second light receiving element 2b arranged in the second lighting block TB2 is good. Receives light that exceeds the light level.

受光素子2のばらつきを補正するために、完成検査時等の発光素子対応テーブル作成後において、発光素子対応テーブルを作成する際に使用した検査用受光装置と同様な受光装置を使用する。   In order to correct the variation of the light receiving elements 2, after the light emitting element correspondence table is created at the time of completion inspection or the like, a light receiving device similar to the inspection light receiving device used when creating the light emitting element correspondence table is used.

受光素子対応テーブルの作成方法の一例について説明する。例えば、ある波長について、光量設定部413によって10の光量が設定された場合に、照明制御部43は、発光素子対応テーブルを用いて第1点灯ブロックTB1のみを10の光量で点灯させる。そして、第1点灯ブロックTB1に配置されている第1受光素子2aと、検査用受光装置がその光を受光する。この場合、検査用受光装置は10の光量を受光するが、第1受光素子2aは感度が悪いため、9の明るさであると検知している。よって、光量設定部413で設定される光量が10である時の第1点灯ブロックTB1の基準値は9と記憶される。つまり、基準値とは、光量設定部413によって設定された光量で点灯ブロックTBを発光させた際に、その点灯している点灯ブロックTB内に配置された受光部20が受光する光量である。第2点灯ブロックTB2から第4点灯ブロックTB4の基準値についても同様に算出され、光量設定部413で設定可能な他の光量についても、同様に点灯ブロックTBごとに基準値が算出される。そして、受光素子対応テーブル作成部は、光量設定部413によって設定可能な光量とそれぞれの基準値を点灯ブロックTBごとに対応付けた図7に示す受光素子対応テーブルを波長ごとに作成する。受光素子対応テーブルの縦軸は光量設定部413によって設定可能な光量、横軸は点灯ブロックTBを指す。つまり、受光素子2ごとの補正は、各点灯ブロックTB1〜TB4の受光素子2の受光性能を、単一の受光素子を持つ検査用受光装置を用いて評価し、調整することによって行われる。   An example of a method for creating the light receiving element correspondence table will be described. For example, for a certain wavelength, when 10 light amounts are set by the light amount setting unit 413, the illumination control unit 43 lights only the first lighting block TB1 with 10 light amounts using the light emitting element correspondence table. The first light receiving element 2a disposed in the first lighting block TB1 and the inspection light receiving device receive the light. In this case, the light receiving device for inspection receives 10 light amounts, but the first light receiving element 2a has a low sensitivity, and therefore detects that the brightness is 9. Therefore, the reference value of the first lighting block TB1 when the light amount set by the light amount setting unit 413 is 10 is stored as 9. That is, the reference value is the amount of light received by the light receiving unit 20 arranged in the lit lighting block TB when the lighting block TB emits light with the light amount set by the light amount setting unit 413. The reference values of the second lighting block TB2 to the fourth lighting block TB4 are calculated in the same manner, and the reference values are similarly calculated for each lighting block TB for other light amounts that can be set by the light amount setting unit 413. Then, the light receiving element correspondence table creating unit creates, for each wavelength, the light receiving element correspondence table shown in FIG. 7 in which the light amount settable by the light amount setting unit 413 and the respective reference values are associated with each lighting block TB. The vertical axis of the light receiving element correspondence table indicates the light amount that can be set by the light amount setting unit 413, and the horizontal axis indicates the lighting block TB. That is, the correction for each light receiving element 2 is performed by evaluating and adjusting the light receiving performance of the light receiving elements 2 of the lighting blocks TB1 to TB4 using an inspection light receiving device having a single light receiving element.

つまり、受光素子対応テーブル作成部は、光量設定部413にて設定可能な光量でLED1を光らせた状態で受光部20にて受光される光量を基準値として、光量設定部413にて設定可能な光量に対応するそれぞれの基準値を点灯ブロックTBごとに算出し、光量設定部413によって設定可能な光量とそれぞれの基準値を点灯ブロックTBごとに対応付けた受光素子対応テーブルを波長ごとに作成する。波長ごとに作成された受光素子対応テーブルは照明装置に備えられる記憶装置によって記憶される。   That is, the light receiving element correspondence table creation unit can be set by the light amount setting unit 413 using the light amount received by the light receiving unit 20 in a state where the LED 1 is illuminated with the light amount settable by the light amount setting unit 413 as a reference value. Each reference value corresponding to the amount of light is calculated for each lighting block TB, and a light receiving element correspondence table in which the amount of light that can be set by the light amount setting unit 413 and each reference value is associated for each lighting block TB is created for each wavelength. . The light receiving element correspondence table created for each wavelength is stored in a storage device provided in the illumination device.

なお、発光素子対応テーブル作成部と受光素子対応テーブル作成部は、照明装置、または照明装置の完成検査時等に使用される検査装置のいずれに設けられていてもよい。   In addition, the light emitting element correspondence table creation unit and the light receiving element correspondence table creation unit may be provided in any of the illumination device or the inspection device used at the time of completion inspection of the illumination device.

また、検査用受光装置にて光量を検知する実施形態には、それぞれの点灯ブロックTB1〜TB4からの光を受光素子にて受光して光量を検知する実施形態の他に、撮像部30により取得された輝度画像に基づいて光量を検知する実施形態を含む。例えば、白紙等の基準板に対して、点灯ブロックTBごとに光を順次照射して撮像し、撮像した複数の画像から点灯ブロックTBごとの複数の輝度画像を生成する。そして、点灯ブロックTBごとの複数の輝度画像に基づいて、各点灯ブロックTBの光量を検出する。つまり、検査用受光装置は、検査用に別途設けられる受光素子の代わりに、撮像部30で代用できる。また、受光素子対応テーブルは照明装置の完成検査時等に作成されるが、経時劣化による受光素子2のばらつきの変化に対応できるように、更新されてもよい。なお、その場合、受光素子対応テーブル作成部は、照明装置や画像処理部45、外部に接続されるコンピュータ80等に設けられていればよい。
(対応テーブルを用いた光量補正値設定)
Further, in the embodiment in which the light amount is detected by the inspection light receiving device, in addition to the embodiment in which light from each of the lighting blocks TB1 to TB4 is received by the light receiving element and the light amount is detected, the light amount is acquired by the imaging unit 30. In another embodiment, the amount of light is detected based on the luminance image thus obtained. For example, a reference plate such as a blank sheet is imaged by sequentially irradiating light for each lighting block TB, and a plurality of luminance images for each lighting block TB are generated from the plurality of captured images. And the light quantity of each lighting block TB is detected based on the some luminance image for every lighting block TB. That is, the light receiving device for inspection can be replaced by the imaging unit 30 instead of a light receiving element provided separately for inspection. In addition, the light receiving element correspondence table is created at the time of completion inspection of the lighting device, but may be updated so as to be able to cope with changes in variation of the light receiving elements 2 due to deterioration with time. In this case, the light receiving element correspondence table creation unit may be provided in the illumination device, the image processing unit 45, the computer 80 connected to the outside, or the like.
(Light intensity correction value setting using correspondence table)

対応テーブルを用いた光量補正値設定について、受光素子対応テーブルである図17を用いながら説明すると、使用者が光量設定部413で10の光量を設定した場合、照明制御部43は、第1点灯ブロックTB1の特定の波長のLED1に対して、発光素子対応テーブル上での10の光量に対応する調整値の電流を流す。しかし、LED1の経時劣化によりLED1の光量が減少しているため、第1受光素子2aは8の光量を検知している。光量補正値設定部42は、受光素子対応テーブルにおける光量設定部413で設定された光量(このケースでは10)に対応する第1点灯ブロックTB1の基準値(このケースでは9)と、第1受光素子2aで受光している光量(このケースでは8)とを比較して、第1受光素子2aで受光する光量が基準値である9になるように補正値を設定する。照明制御部43は、設定された補正値に基づいて、第1受光素子2aで受光する光量が9になるように光量を補正する。これにより、第1点灯ブロックTB1を10の光量で点灯させることができる。つまり、光量補正値設定部42は、発光素子対応テーブルを用いて調整された光量で各点灯ブロックTB1〜TB4が点灯された際に、受光部20にて受光される光量と受光素子対応テーブルにおける設定された光量に対応する基準値とを点灯ブロックTBごとに比較して、受光部20にて受光される光量が基準値に近づくように、点灯ブロックTBごとに補正値を設定する。   The light amount correction value setting using the correspondence table will be described with reference to FIG. 17 which is a light receiving element correspondence table. When the user sets 10 light amounts with the light amount setting unit 413, the illumination control unit 43 performs the first lighting. A current having an adjustment value corresponding to 10 light amounts on the light emitting element correspondence table is supplied to the LED 1 having a specific wavelength in the block TB1. However, since the light quantity of the LED 1 is reduced due to the deterioration of the LED 1 with time, the first light receiving element 2a detects the light quantity of 8. The light amount correction value setting unit 42 includes the reference value (9 in this case) of the first lighting block TB1 corresponding to the light amount (10 in this case) set by the light amount setting unit 413 in the light receiving element correspondence table, and the first light reception. The correction value is set so that the amount of light received by the first light receiving element 2a becomes 9, which is the reference value, by comparing the amount of light received by the element 2a (8 in this case). The illumination control unit 43 corrects the light amount so that the light amount received by the first light receiving element 2a becomes 9 based on the set correction value. Accordingly, the first lighting block TB1 can be lit with 10 light amounts. That is, the light amount correction value setting unit 42 is configured to use the light amount received by the light receiving unit 20 and the light receiving element correspondence table when each of the lighting blocks TB1 to TB4 is turned on with the light amount adjusted using the light emitting element correspondence table. A reference value corresponding to the set light amount is compared for each lighting block TB, and a correction value is set for each lighting block TB so that the light amount received by the light receiving unit 20 approaches the reference value.

本実施形態では、照明制御部43は、発光素子対応テーブルと受光素子対応テーブルを用いて、受光部20で受光される光量が光量設定部413で設定された光量に対応する基準値に近づくように光量を制御したが、この方法に限られない。例えば、LED1や受光素子2のばらつきを許容できる場合は、発光素子対応テーブルや受光素子対応テーブルを使用せずに、またはどちらかの対応テーブルだけを用いて、受光部20で受光される光量が光量設定部413で設定された光量になるように光量を制御してもよい。
(マルチスペクトルイメージング)
In the present embodiment, the illumination control unit 43 uses the light emitting element correspondence table and the light receiving element correspondence table so that the light amount received by the light receiving unit 20 approaches the reference value corresponding to the light amount set by the light amount setting unit 413. Although the amount of light is controlled, it is not limited to this method. For example, when the variation of the LED 1 and the light receiving element 2 can be tolerated, the light amount received by the light receiving unit 20 is not used without using the light emitting element correspondence table or the light receiving element correspondence table, or using only one of the correspondence tables. The light amount may be controlled so as to be the light amount set by the light amount setting unit 413.
(Multispectral imaging)

ここで、図18〜図21に基づいて、マルチスペクトルイメージングの基本原理について説明する。マルチスペクトルイメージングは、本実施形態でのすべての点灯ブロックTB1〜TB4を同時に点灯させる全点灯モードにおいて、波長の異なる光が照射された複数の画像を用いて、ワークWの傷等を検出するのに有効な画像処理ツールの一例である。すなわち、マルチスペクトルイメージングは、画像処理部45に設定される数多くの画像処理ツールの一つであり、使用者によって選択され、画像処理フローに組み込まれるものである。   Here, the basic principle of multispectral imaging will be described with reference to FIGS. Multispectral imaging detects scratches or the like on the workpiece W using a plurality of images irradiated with light having different wavelengths in all lighting modes in which all the lighting blocks TB1 to TB4 in the present embodiment are turned on simultaneously. This is an example of an effective image processing tool. That is, multispectral imaging is one of many image processing tools set in the image processing unit 45, is selected by the user, and is incorporated into the image processing flow.

マルチスペクトルイメージングでは、図18に示すように、全点灯モードにて、波長の異なる照明光を一つずつ順番にワークWに照射して、波長ごとの画像を取得する。例えば、UVからIRまでの8種類の波長の照明光を照射する場合、8個の分光画像を取得できる。この図において、UVは紫外線波長、Bは青波長、Gは緑波長、AMはアンバー波長、ORはオレンジ波長、Rは赤波長、IR1、IR2(IR1より長波長)はそれぞれ赤外波長を示している。   In multispectral imaging, as shown in FIG. 18, illumination light having different wavelengths is sequentially irradiated onto the workpiece W one by one in the full lighting mode, and an image for each wavelength is acquired. For example, when irradiating illumination light with eight wavelengths from UV to IR, eight spectral images can be acquired. In this figure, UV is an ultraviolet wavelength, B is a blue wavelength, G is a green wavelength, AM is an amber wavelength, OR is an orange wavelength, R is a red wavelength, and IR1 and IR2 (wavelengths longer than IR1) indicate infrared wavelengths. ing.

外観検査の中には8個の画像のすべてを必要としない外観検査もあり得る。この場合、必要な波長の照明光だけをワークWに照射する。一般に、8個の画像がそのまま外観検査に利用されることは少なく、8個の画像から、カラー濃淡変換によって、一個のグレー画像を作成し、このグレー画像を外観検査に利用する。例えば、カラー濃淡変換したグレー画像に対して二値化処理、エッジ検出処理、ブロブ処理などを実行して、ワークWにおける特徴(例:ピン)の位置や寸法(長さや面積)、色がそれぞれ公差の範囲内に収まっているかを検査する。   Some visual inspections may not require all eight images. In this case, the work W is irradiated with only illumination light having a necessary wavelength. In general, eight images are rarely used for appearance inspection as they are, and one gray image is created from eight images by color shading conversion, and this gray image is used for appearance inspection. For example, binarization processing, edge detection processing, blob processing, etc. are performed on a gray image that has undergone color shading conversion, and the position and dimensions (length and area) and color of features (eg, pins) on the work W are respectively Inspect whether it is within tolerance.

ワークWのグレー画像を作成するには、良品(モデル)の登録色が必要となる。グレー画像は、登録色の色情報を基準に8個の分光画像を変換することで作成されるからである。   In order to create a gray image of the workpiece W, a non-defective product (model) registration color is required. This is because a gray image is created by converting eight spectral images based on color information of registered colors.

まず、図19に示すように、設定モードにおいて、良品から取得された8個の分光画像において使用者が指定した画像領域(指定領域)から登録色の色情報を抽出する。例えば、良品がインスタント食品(例:ラーメン)であり、ある具材(例:海老)の数を外観検査により計数する場合、使用者によって、良品画像が提示され、この良品画像おいて当該具材が含まれる矩形の指定領域が指定されると、この指定領域に含まれる画素から、平均画素行列、分散共分散行列、及び、指定領域に含まれる画素の数を含む登録色の色情報を抽出する。   First, as shown in FIG. 19, in the setting mode, color information of registered colors is extracted from image areas (designated areas) designated by the user in eight spectral images acquired from non-defective products. For example, when the non-defective product is an instant food (eg, ramen) and the number of certain ingredients (eg, shrimp) is counted by visual inspection, the good image is presented by the user, When a specified rectangular area is specified, color information of registered colors including the average pixel matrix, variance-covariance matrix, and the number of pixels included in the specified area is extracted from the pixels included in the specified area. To do.

次に、検査モードにおいて、図20に示すように、ワークWについて8個の分光画像を取得する。各分光画像に含まれるすべての画素について登録色に対する距離d(x)を次式によって求める。なお、xは8枚の分光画像の各画素値を要素とした8次元ベクトルである。
Next, in the inspection mode, as shown in FIG. 20, eight spectral images for the workpiece W are acquired. The distance d (x) with respect to the registered color is obtained by the following equation for all the pixels included in each spectral image. Note that x is an 8-dimensional vector whose elements are the pixel values of the eight spectral images.

さらに、次式に示すように、距離d(x)に予め定められたゲインgを乗算して積を求め、必要に応じてオフセットaを加え、各画素が取り得る最大階調Gmaxから減算することで得られる差Gが注目画素xのグレー階調となる一個のグレー画像を作成する。なお、複数の登録色が存在する場合は、各登録色を基準として複数のグレー画像を作成する。
Further, as shown in the following equation, a product is obtained by multiplying the distance d (x) by a predetermined gain g, and an offset a is added if necessary, and subtracted from the maximum gradation G max that each pixel can take. Thus, a single gray image is created in which the difference G obtained is the gray gradation of the pixel of interest x. When there are a plurality of registered colors, a plurality of gray images are created with each registered color as a reference.

実際には、この数式で得られる差Gを、8個のグレー画像を用いて8次元で算出して、一個のグレー画像を作成するが、イメージをしやすくするため、図21を参照しながら、RGBの三次元で視覚化して説明する。各画素では、例えばR、G、Bの3つの成分を持っており、それぞれの画素の中で、(R、G、B)を成分とするベクトルが求まる。通常、実際の背景画像は暗いため、すべての画素についてプロットすると、暗い箇所の画素は背景画像の辺りに集まることになる。一方、実際にワークWがある箇所の画素は、背景画像の箇所とは別の箇所に集まることになる。   Actually, the difference G obtained by this mathematical formula is calculated in eight dimensions using eight gray images to create one gray image. To make the image easier, refer to FIG. This will be described by visualizing in three dimensions of RGB. Each pixel has, for example, three components R, G, and B, and a vector having (R, G, B) as a component is obtained in each pixel. Usually, since the actual background image is dark, when all the pixels are plotted, the pixels in the dark portion are gathered around the background image. On the other hand, the pixels where the workpiece W is actually gathered in a different location from the location of the background image.

この(R、G、B)座標と背景画像の中にある座標との距離が最長になる場合に、抽出したい色と背景画像との明暗差が最も大きくなるから、すべての画素に対して、その最長距離に応じて256段階の階調を対応付けることで、一個のグレー画像が完成する。このように作成したグレー画像は、使用者の抽出したい色が明るくなるような画像となる。したがって、例えば先程の例であれば、マルチスペクトルイメージングを行うことで、通常の画像処理では埋もれてしまうような海老も見つけ出すことが可能になる。
(フォトメトリックステレオ法)
When the distance between the (R, G, B) coordinates and the coordinates in the background image is the longest, the contrast between the color to be extracted and the background image is the largest, so for all pixels, One gray image is completed by associating 256 levels of gradation according to the longest distance. The gray image created in this way is an image that brightens the color that the user wants to extract. Therefore, for example, in the previous example, by performing multispectral imaging, it is possible to find shrimp that would be buried by normal image processing.
(Photometric stereo method)

次いで、図22〜図25を参照しながら、フォトメトリックステレオ法の基本原理について説明する。フォトメトリックステレオ法は、本実施形態での部分切替点灯モードで取得した複数の照明方向から光が照射された複数の画像を用いて、ワークWの傷等を検出するのに有効な画像処理ツールの一例である。そのため、フォトメトリックステレオ法も、画像処理部45に設定される数多くの画像処理ツールの一つであり、使用者によって選択され、画像処理フローに組み込まれるものである。   Next, the basic principle of the photometric stereo method will be described with reference to FIGS. The photometric stereo method is an image processing tool that is effective for detecting scratches or the like on the workpiece W using a plurality of images irradiated with light from a plurality of illumination directions acquired in the partial switching lighting mode in the present embodiment. It is an example. Therefore, the photometric stereo method is one of many image processing tools set in the image processing unit 45, and is selected by the user and incorporated in the image processing flow.

まず、図22に示すように、未知の拡散反射面S、及び明るさと位置が既知の複数の照明(この例では第1点灯ブロックTB1と第2点灯ブロックTB2の2個)がある場合を想定する。例えば図23に示すように、第1点灯ブロックTB1から光を照射すると、拡散反射面Sの表面における拡散反射光は、(1)照明の明るさ(既知)、(2)照明の向き(既知)、(3)ワークWの表面の向き(法線ベクトルn)、(4)ワークWの表面のアルベドのパラメータのみで決定される。そこで、図23及び図24に示すように、複数の異なる照明方向、具体的には三以上の照明方向から照明光が投光されたときの拡散反射光からなる部分照明画像を、それぞれ撮像部30で撮影する。そして図25に示すように、3以上の部分照明画像を入力画像とすることで、未知である(3)ワークW表面の向き(法線ベクトルn)、(4)ワークW表面のアルベドを、以下の関係式に基づいて算出できる。
I=ρLSn
上式において、
ρ:アルベド
L:照明の明るさ
S:照明方向行列
n:表面の法線ベクトル
I:画像の階調値
First, as shown in FIG. 22, it is assumed that there is an unknown diffuse reflection surface S and a plurality of illuminations whose brightness and position are known (in this example, two of the first lighting block TB1 and the second lighting block TB2). To do. For example, as shown in FIG. 23, when light is emitted from the first lighting block TB1, the diffuse reflection light on the surface of the diffuse reflection surface S is (1) brightness of illumination (known), (2) direction of illumination (known) ), (3) the surface orientation of the workpiece W (normal vector n), and (4) the albedo parameters of the workpiece W surface. Therefore, as shown in FIG. 23 and FIG. 24, each of the partial illumination images including the diffuse reflected light when the illumination light is projected from a plurality of different illumination directions, specifically, three or more illumination directions, Shoot at 30. Then, as shown in FIG. 25, by using three or more partial illumination images as input images, unknown (3) orientation of the workpiece W surface (normal vector n), (4) albedo of the workpiece W surface, It can be calculated based on the following relational expression.
I = ρLSn
In the above formula,
ρ: albedo L: illumination brightness S: illumination direction matrix n: surface normal vector I: image gradation value

上式から、照明部10が3つの場合、次式で表すことができる。
From the above equation, when there are three illumination units 10, it can be expressed by the following equation.

また照明部10が4つの場合は、次式で表すことができる。
(法線ベクトルn)
Moreover, when the illumination part 10 is four, it can represent with following Formula.
(Normal vector n)

上式より、法線ベクトルnは、次式で表現できる。
n=1/ρL・S
上式において、
:正方行列であれば、普通の逆行列
:縦長行列の逆行列は以下の式で表現されるムーアペンローズの擬似逆行列
=(SS)−1
で求める。
(アルベド)
From the above equation, the normal vector n can be expressed by the following equation.
n = 1 / ρL · S + I
In the above formula,
If S + is a square matrix, the normal inverse matrix S + : The inverse matrix of the vertically long matrix is the Moore-Penrose pseudo-inverse matrix S + = (S t S) −1 S t
Ask for.
(Albedo)

さらにアルベドρは、次式で表現できる。
ρ=|I|/|LSn|
(輪郭抽出画像)
Further, the albedo ρ can be expressed by the following equation.
ρ = | I | / | LSn |
(Outline extraction image)

次に、フォトメトリックステレオ法で傾き画像を生成すると共に、得られた傾き画像から、傷や輪郭等のワークWの表面情報を得る方法について説明する。   Next, a method of generating a tilt image by the photometric stereo method and obtaining surface information of the workpiece W such as a scratch or a contour from the obtained tilt image will be described.

まず、傾き画像の生成方法について説明する。ワークWの曲面をSとするとき、傾き画像は次式で与えられる。
x方向:δs/δx、y方向:δs/δy
First, a tilt image generation method will be described. When the curved surface of the workpiece W is S, the tilt image is given by the following equation.
x direction: δs / δx, y direction: δs / δy

ここで傾き画像の例として、ワークWとして一円玉を用いた例を図26、図27に示す。図26は、法線方向のY座標成分画像、図27は法線方向のX座標成分画像である。ここでは、4つの照明方向から撮像した部分照明画像を用いて、Y方向(図において垂直方向)に微分することで図26に示す傾き画像を、またX方向(図において水平方向)に微分することで図27に示す傾き画像を、それぞれ得ている。   Here, as an example of the tilt image, an example in which a one-yen coin is used as the work W is shown in FIGS. FIG. 26 shows a Y coordinate component image in the normal direction, and FIG. 27 shows an X coordinate component image in the normal direction. Here, using the partial illumination images captured from the four illumination directions, the tilt image shown in FIG. 26 is differentiated in the X direction (horizontal direction in the figure) by differentiating in the Y direction (vertical direction in the figure). Thus, the tilt images shown in FIG. 27 are obtained.

ここで、傷や輪郭等はワークW表面の傾きが変化する箇所なので、傾き画像をそれぞれの方向に微分する。第2次の傾き画像は、次式で与えられる。
x方向:δs/δx、y方向:δs/δy
Here, since the scratches, contours, and the like are places where the tilt of the surface of the workpiece W changes, the tilt image is differentiated in each direction. The second-order tilt image is given by the following equation.
x direction: δ 2 s / δx 2 , y direction: δ 2 s / δy 2

以上から、x方向、y方向の傾き画像の部分δs/δx、δs/δyを合成して、ワークWの輪郭や傷情報を含む輪郭抽出画像を生成する。輪郭抽出画像Eは、次式で与えられる。
E=δs/δx+δs/δy
From the above, the portions δ 2 s / δx 2 and δ 2 s / δy 2 of the tilt images in the x direction and the y direction are synthesized to generate a contour extraction image including the contour of the workpiece W and flaw information. The contour extraction image E is given by the following equation.
E = δ 2 s / δx 2 + δ 2 s / δy 2

上式において、Eは輪郭情報、SはワークWの曲面をそれぞれ示している。図26、図27から演算された輪郭抽出画像の例を、図28に示す。輪郭抽出画像は、高い部分が白色、低い部分が黒色となるように、画像の濃淡(輝度)で高さを表現している。   In the above equation, E indicates contour information, and S indicates the curved surface of the workpiece W. An example of the contour extraction image calculated from FIGS. 26 and 27 is shown in FIG. In the contour extracted image, the height is expressed by shading (brightness) of the image so that the high portion is white and the low portion is black.

この輪郭抽出画像と予め画像処理装置40に登録してある良品の画像に基づいて、画像処理部45はワークWが良品であるか否かを判定する。
(照明部の詳細)
Based on this contour extraction image and a non-defective image registered in advance in the image processing apparatus 40, the image processing unit 45 determines whether or not the work W is non-defective.
(Details of lighting section)

図29は第1の実施形態の照明部10の内部の平面図を示す。以下、LED1からの光が出射する方向を下方向として説明をする。照明部10は、下方向に開口を有する環状のケース4と、ケース4内に収容された環状の照明基板3と、ケース4の開口を覆って光を拡散させる拡散板(図示せず)とで構成される。図示の例では、ケース4は円形の形状であるが、多角形であってもよい。ケース4は、中心部に撮像部30の撮像光軸を配置可能とするための開口部を有すると共に、照明基板3を支持する環状体からなる照明基板支持部5と、中心部に位置する開口部から最も離間した環状体の外周部に、環状体の平面に対して直交方向に延びる外壁6から構成される。   FIG. 29 is a plan view of the interior of the illumination unit 10 according to the first embodiment. Hereinafter, the direction in which the light from the LED 1 is emitted will be described as a downward direction. The illumination unit 10 includes an annular case 4 having an opening in the downward direction, an annular illumination substrate 3 accommodated in the case 4, and a diffusion plate (not shown) that covers the opening of the case 4 and diffuses light. Consists of. In the illustrated example, the case 4 has a circular shape, but may have a polygonal shape. The case 4 has an opening for allowing the imaging optical axis of the imaging unit 30 to be arranged at the center, an illumination board support 5 made of an annular body that supports the illumination board 3, and an opening located at the center. An outer wall 6 extending in a direction orthogonal to the plane of the annular body is formed on the outer peripheral portion of the annular body most distant from the section.

照明基板3には、異なる波長の光を発する複数のLED1が、互いに隣接して環状の照明部10の周方向に沿って配置される。本実施形態では8色の波長の光を発するLED1を備えており、緑(520nm)、赤(720nm)、青(450nm)、赤外(850nm)、紫外(405nm)、黄(590nm)、赤(650nm)、白の光を発する各LED1が、この記載された順序で配置されることにより一つの光源単位KTを構成し、この光源単位KTが点灯ブロックTB内に一つ配置される。本実施形態では、光源単位KTに各波長のLED1が一つずつ配置されるが、いずれかの波長のLED1を複数配置してもよい。また、各LED1はその波長によって受光素子2による感度が低い、または感度が高いものが存在するため、この点を考慮して、光源単位KT内では、受光素子2に対して感度が低いLED1を近く、感度の高いLED1を遠くに配置することが好ましい。ここで、受光素子2に対して感度がいいものは、例えば赤等であり、相対的に感度が悪いものは、例えば青、赤外、紫外等である。
(受光部の詳細)
On the illumination board 3, a plurality of LEDs 1 that emit light of different wavelengths are arranged adjacent to each other along the circumferential direction of the annular illumination unit 10. In this embodiment, an LED 1 that emits light of eight colors of wavelengths is provided, and green (520 nm), red (720 nm), blue (450 nm), infrared (850 nm), ultraviolet (405 nm), yellow (590 nm), red The LEDs 1 that emit white light (650 nm) are arranged in the described order to constitute one light source unit KT, and one light source unit KT is arranged in the lighting block TB. In the present embodiment, one LED 1 of each wavelength is arranged in the light source unit KT, but a plurality of LEDs 1 of any wavelength may be arranged. In addition, each LED 1 has a low sensitivity or a high sensitivity due to the wavelength of the light receiving element 2. Considering this point, the LED 1 having a lower sensitivity than the light receiving element 2 is selected in the light source unit KT. It is preferable to dispose the LED 1 that is close and sensitive. Here, for example, red or the like has good sensitivity to the light receiving element 2, and blue, infrared, ultraviolet, or the like has relatively low sensitivity.
(Details of light receiving part)

図29に示すように、第1の実施形態では、受光素子2はLED1から出射される光を直接受光する。つまり、受光素子2は、その受光面を照明基板3上に配置されたLED1と対向して配置される。第1の実施形態では、LED1の発光面が下向きで、受光素子2の受光面が上向きに配置される。また、受光素子2は、フィルタ部200を通して、LED1から出射される光を受光する。なお、受光素子2は、レンズ等の光学部材を通して、LED1から出射される光を受光してもよい。   As shown in FIG. 29, in the first embodiment, the light receiving element 2 directly receives the light emitted from the LED 1. That is, the light receiving element 2 is disposed with its light receiving surface facing the LED 1 disposed on the illumination substrate 3. In the first embodiment, the light emitting surface of the LED 1 is disposed downward and the light receiving surface of the light receiving element 2 is disposed upward. The light receiving element 2 receives light emitted from the LED 1 through the filter unit 200. The light receiving element 2 may receive the light emitted from the LED 1 through an optical member such as a lens.

また、受光部20は光源単位KTに対応して配置されるが、「対応して配置される」とは、以下のような実施形態を含む。第1の実施形態では、円弧状の点灯ブロックTB内に配置された光源単位KTの外周側の照明部10内に受光部20を設け、環状の照明部10の周方向において、受光部20と光源単位KTが重複して配置される。しかし、この構成に限らず、受光部20が受光すべきLED1からの光を受光可能な位置であれば、照明部10内のどこに配置されていてもよい。   In addition, the light receiving unit 20 is arranged corresponding to the light source unit KT, but “correspondingly arranged” includes the following embodiments. In the first embodiment, the light receiving unit 20 is provided in the illumination unit 10 on the outer periphery side of the light source unit KT arranged in the arc-shaped lighting block TB, and in the circumferential direction of the annular illumination unit 10, The light source units KT are arranged in an overlapping manner. However, the present invention is not limited to this configuration, and the light receiving unit 20 may be disposed anywhere in the illumination unit 10 as long as it can receive light from the LED 1 to be received.

受光素子2は、照明基板3上に環状に配置された複数のLED1よりも外周側にオフセットして配置される。ここで「受光素子2は複数のLED1よりも外周側にオフセットして配置される」とは、平面視において、受光素子2がLED1と重なり合っていない状態だけでなく、受光素子2がLED1の一部に重なり合っているが、LED1の光軸中心と受光素子2が重なり合っていない状態も含む。これにより、外観検査のために重要なLED1から垂直に出射される光が受光素子2により妨げられない。
(光源単位と受光部の関係の別実施形態)
The light receiving element 2 is arranged offset to the outer peripheral side from the plurality of LEDs 1 arranged in a ring shape on the illumination substrate 3. Here, “the light receiving element 2 is disposed offset from the plurality of LEDs 1 on the outer peripheral side” means that not only the light receiving element 2 does not overlap the LED 1 in a plan view but also the light receiving element 2 is one of the LEDs 1. This includes a state in which the center of the optical axis of the LED 1 and the light receiving element 2 do not overlap. Thereby, the light emitted perpendicularly from the LED 1 important for appearance inspection is not obstructed by the light receiving element 2.
(Another embodiment of relationship between light source unit and light receiving unit)

図29に基づいて説明した第1の実施形態は、図30に示すように、一つの点灯ブロックTBの中に一つの光源単位KTを配置し、光源単位KTに対応させて一つの受光部20を配置した。各点灯ブロックTB1〜TB4における、一つの光源単位KTに対する受光部20の設け方としては、図31に示す第2の実施形態のように、一つの光源単位KTに対応させて複数の受光部20を配置することもできる。一例として、一つの光源単位KTに対して二つの受光部20が配置された場合、光源単位KT内の一部の波長のLED1に対応させて第1の受光部20aを設け、その光源単位KT内の他の波長のLED1に対応させて、第2の受光部20bを設ける。この場合、一部の波長のLED1の光は第1の受光部20aが受光し、他の波長のLED1の光は第2の受光部20bが受光し、第1の受光部20aと第2の受光部20bによって、その光源単位KTの受光信号が出力される。   In the first embodiment described based on FIG. 29, as shown in FIG. 30, one light source unit KT is arranged in one lighting block TB, and one light receiving unit 20 is associated with the light source unit KT. Arranged. In each lighting block TB1 to TB4, the light receiving unit 20 is provided for one light source unit KT, as in the second embodiment shown in FIG. 31, and a plurality of light receiving units 20 corresponding to one light source unit KT. Can also be arranged. As an example, when two light receiving units 20 are arranged for one light source unit KT, a first light receiving unit 20a is provided corresponding to the LEDs 1 of some wavelengths in the light source unit KT, and the light source unit KT is provided. A second light receiving portion 20b is provided in correspondence with the LED 1 having the other wavelength. In this case, the light from the LED 1 having some wavelengths is received by the first light receiving unit 20a, and the light from the LED 1 having other wavelengths is received by the second light receiving unit 20b. The light receiving unit 20b outputs a light receiving signal of the light source unit KT.

また、各点灯ブロックTB1〜TB4に対して、複数の光源単位KTを設けた場合、図32に示す第3の実施形態のように、点灯ブロックTB内の複数の光源単位KT1〜KT2に対して、単一の受光部20を設ける手法が考えられる。また、それ以外の手法として、図33に示す第4の実施形態のように、点灯ブロックTB内の複数の光源単位KT1〜KT2の各々に対して、受光部20を設ける手法が考えられる。また、一つの点灯ブロックTB内に複数の受光部20を設ける場合、複数の受光部20にて受光した値の平均値等の一つの光量を示す受光信号を出力する。   Further, when a plurality of light source units KT are provided for each of the lighting blocks TB1 to TB4, the plurality of light source units KT1 to KT2 in the lighting block TB are provided as in the third embodiment shown in FIG. A method of providing a single light receiving unit 20 can be considered. As another method, a method of providing the light receiving unit 20 for each of the plurality of light source units KT1 to KT2 in the lighting block TB as in the fourth embodiment shown in FIG. When a plurality of light receiving units 20 are provided in one lighting block TB, a light reception signal indicating one light quantity such as an average value of values received by the plurality of light receiving units 20 is output.

ここで、図34を用いて、第3の実施形態としての、各点灯ブロックTB1〜TB4に4つの光源単位KT1〜KT4を有する実施形態について説明する。本実施形態では、環状の照明部10が4つの点灯ブロックTB1〜TB4に分割され、各点灯ブロックTB1〜TB4の周方向の中央部に、一つの受光部20が配置される。そして、点灯ブロックTBの周方向の中央部に、第1の光源単位KT1の8波長のLED1が配置される。図34において、第1の光源単位KT1の周方向の右側には、第2の光源単位KT2の8波長のLED1と、第4の光源単位KT4の8波長のうち4波長のLED1の計12個のLED1が配置され、第1の光源単位KTの周方向の左側には、第3の光源単位KT3の8波長のLED1と、第4の光源単位KT4の8波長のうち他の4波長のLED1の計12個のLED1が配置される。よって、各点灯ブロックTB1〜TB4には、各波長のLED1が4つずつ配置され、各波長の4つのLED1が直列でそれぞれ接続されることにより、連動して点灯と消灯がされる。連動して点灯される各波長の4つのLED1の光が一つの受光部20によってフィルタ部200を介して受光される。   Here, an embodiment having four light source units KT1 to KT4 in each of the lighting blocks TB1 to TB4 as a third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the annular illumination unit 10 is divided into four lighting blocks TB1 to TB4, and one light receiving unit 20 is arranged at the center in the circumferential direction of each of the lighting blocks TB1 to TB4. And LED8 of 8 wavelengths of 1st light source unit KT1 is arrange | positioned in the center part of the circumferential direction of lighting block TB. In FIG. 34, on the right side in the circumferential direction of the first light source unit KT1, there are a total of 12 LEDs 1 of 8 wavelengths of the second light source unit KT2 and LEDs 1 of 4 wavelengths of the 8 wavelengths of the fourth light source unit KT4. LEDs 1 are arranged, and on the left side in the circumferential direction of the first light source unit KT, the eight-wavelength LEDs 1 of the third light source unit KT3 and the other four-wavelength LEDs 1 out of the eight wavelengths of the fourth light source unit KT4. A total of 12 LEDs 1 are arranged. Therefore, four LEDs 1 of each wavelength are arranged in each of the lighting blocks TB1 to TB4, and the four LEDs 1 of each wavelength are connected in series to be turned on and off in conjunction with each other. The light of the four LEDs 1 of each wavelength that is lit in conjunction with each other is received by the single light receiving unit 20 through the filter unit 200.

次に、図35を用いて、第3の実施形態の照明部10に係る一の波長の点灯回路を説明する。図35に示す点灯回路では、各波長において、前述した点灯ブロックTB内における4つのLED1が直列に接続され、LED群を形成している。点灯ブロックTBを点灯・消灯させるためにオン・オフが可能なスイッチSWが、LED群に直列に接続される。また、前述した光量補正値設定部42にて設定された補正値に基づいて抵抗値を調整することにより光量を補正可能な可変抵抗Rが、LED群に直列に接続される。前述したとおり、照明部10は、4つの点灯ブロックTB1〜TB4に分割されているため、直列に接続されたLED群とスイッチSWと可変抵抗Rとが4つ設けられ、それらは電源ケーブルによって並列に接続される。電源ケーブルには電源が接続され、電源ケーブルを通じて各LED群に電源が供給される。本実施形態では、8波長のLED1を用いているため、前述した点灯回路が8つ設けられている。なお、それぞれのLED群の4つのLED1が光源単位KTのLED1となり、その光が受光部20により受光される。   Next, a one-wavelength lighting circuit according to the illumination unit 10 of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the lighting circuit shown in FIG. 35, at each wavelength, four LEDs 1 in the lighting block TB described above are connected in series to form an LED group. A switch SW that can be turned on / off to turn on / off the lighting block TB is connected in series to the LED group. Further, a variable resistor R capable of correcting the light amount by adjusting the resistance value based on the correction value set by the light amount correction value setting unit 42 described above is connected in series to the LED group. As described above, since the illumination unit 10 is divided into four lighting blocks TB1 to TB4, four LED groups, a switch SW, and four variable resistors R connected in series are provided, and these are arranged in parallel by a power cable. Connected to. A power source is connected to the power cable, and power is supplied to each LED group through the power cable. In this embodiment, since the 8-wavelength LED 1 is used, the above-described eight lighting circuits are provided. The four LEDs 1 of each LED group become the LED 1 of the light source unit KT, and the light is received by the light receiving unit 20.

前記の回路構成に基づいて、光量補正制御を説明すると、チューニングステップにおいて、点灯ブロックTBごとに配置された各受光部20は、点灯ブロックTBごとに直列に接続された複数のLED1から光を受光する。そして、光量補正値設定部42は、光量設定部413にて設定された光量と、各点灯ブロックTB1〜TB4において受光部20にて受光されたLED1の光量とを比較して、点灯ブロックTBごとにLED1の光量の補正値を設定する。そして、稼働ステップにおいて、照明制御部43は、設定された補正値に基づいて、補正された光量で各点灯ブロックTB1〜TB4において直列に接続されたすべてのLED1を点灯させる。
(照明部の別実施形態)
The light quantity correction control will be described based on the circuit configuration described above. In the tuning step, each light receiving unit 20 arranged for each lighting block TB receives light from a plurality of LEDs 1 connected in series for each lighting block TB. To do. The light amount correction value setting unit 42 compares the light amount set by the light amount setting unit 413 with the light amount of the LED 1 received by the light receiving unit 20 in each of the lighting blocks TB1 to TB4, and for each lighting block TB. Set the correction value of the light quantity of LED1. And in an operation step, the illumination control part 43 makes all LED1 connected in series in each lighting block TB1-TB4 with the light quantity correct | amended based on the set correction value.
(Another embodiment of the illumination unit)

第1から第4の実施形態において、各点灯ブロックTB1〜TB4の中には、少なくとも一つの光源単位KTの他に、光源単位KTに属さない、つまり、受光部20にて光が受光されない複数のLED1からなるユニットUN(8波長を構成する複数のLED1)が追加で配置されてもよい。この場合、光源単位KTに属さないユニットUNのLED1は、同じ点灯ブロックTBに配置される光源単位KTにおいて光量補正値設定部42にて補正された光量と同じ光量で点灯するように光量が補正される。   In the first to fourth embodiments, each of the lighting blocks TB1 to TB4 includes a plurality of light sources that do not belong to the light source unit KT other than at least one light source unit KT. A unit UN (a plurality of LEDs 1 constituting eight wavelengths) composed of the LEDs 1 may be additionally arranged. In this case, the light quantity of the LED 1 of the unit UN that does not belong to the light source unit KT is corrected so that it is lit with the same light quantity as the light quantity corrected by the light quantity correction value setting unit 42 in the light source unit KT arranged in the same lighting block TB. Is done.

この光源単位KTに属さないユニットUNが追加で配置される第5の実施形態を図36に示す。第5の実施形態では、一つの光源単位KTの光のみが受光部20にて受光され、ユニットUNの光は受光部20にて受光されないような構成(例えば、受光部20に対してユニットUNの光を遮光する遮光板を設ける構成や、チューニング用の点灯回路を別途設けて、チューニング時には光源単位KTのみを点灯させる構成等)にしている。また、遮光板やチューニング用の点灯回路等を設けなくても、受光部20にて受光されるユニットUNの光が、光源単位KTの光と比較して十分小さい場合は、光源単位KTのみの光が、受光部20により受光されるとみなしてチューニングすることができる。なお、光量の少ない波長のLED1がある場合などは、ユニットUNの中に、その波長のLED1を他の波長のLED1よりも多く配置してもよい。
(点灯ブロックと光源単位の関係の別実施形態)
FIG. 36 shows a fifth embodiment in which units UN that do not belong to the light source unit KT are additionally arranged. In the fifth embodiment, a configuration in which only the light of one light source unit KT is received by the light receiving unit 20 and the light of the unit UN is not received by the light receiving unit 20 (for example, the unit UN with respect to the light receiving unit 20). A configuration in which a light-shielding plate for shielding the light is provided, a lighting circuit for tuning, and a configuration in which only the light source unit KT is lit during tuning). Further, even if a light shielding plate and a lighting circuit for tuning are not provided, if the light of the unit UN received by the light receiving unit 20 is sufficiently smaller than the light of the light source unit KT, only the light source unit KT is used. Tuning can be performed assuming that light is received by the light receiving unit 20. In addition, when there exists LED1 of the wavelength with little light quantity, you may arrange | position more LED1 of the wavelength in LED UN of other wavelengths in unit UN.
(Another embodiment of the relationship between the lighting block and the light source unit)

第1から第5の実施形態では、点灯ブロックTBの中に少なくとも一つの光源単位KTを配置した。しかし、図37に示す第6の実施形態では、一つの光源単位KTが隣り合う点灯ブロックTBにまたがって配置され、またがって配置された光源単位KTに対応させて一つの受光部20が配置される。受光部20は、二つの点灯ブロックTBにまたがって配置された光源単位KTの複数のLED1のうち、一の点灯ブロックTBに配置された波長のLED1が点灯した際はその光を受光し、他の点灯ブロックTBに配置された波長のLED1が点灯した際はその光を受光し、受光信号を出力する。   In the first to fifth embodiments, at least one light source unit KT is arranged in the lighting block TB. However, in the sixth embodiment shown in FIG. 37, one light source unit KT is arranged across the adjacent lighting blocks TB, and one light receiving unit 20 is arranged corresponding to the light source unit KT arranged over the lighting blocks TB. The The light receiving unit 20 receives the light when the LED 1 having the wavelength arranged in one lighting block TB among the plurality of LEDs 1 of the light source unit KT arranged across the two lighting blocks TB is turned on. When the LED 1 having the wavelength arranged in the lighting block TB is turned on, the light is received and a light reception signal is output.

本実施形態では、照明部10は4つの点灯ブロックTB1〜TB4に分割されていることから、4つの光源単位KTが、それぞれの隣り合う点灯ブロックTBにまたがって配置される。例えば、一の光源単位KTが、隣り合う第1点灯ブロックTB1と第2点灯ブロックTB2にまたがって配置され、光源単位KTの8波長のLED1のうち、1〜4波長のLED1が第1点灯ブロックTB1に配置される場合、第2点灯ブロックTB2には5〜8波長のLED1が配置される。そして、他の光源単位KTが、隣り合う第2点灯ブロックTB2と第3点灯ブロックTB3にまたがって配置され、第2点灯ブロックTB2には1〜4波長のLED1が配置され、第3点灯ブロックTB3には5〜8波長のLED1が配置される。それぞれ隣り合っている、第3点灯ブロックTB3と第4点灯ブロックTB4、第4点灯ブロックTB4と第1点灯ブロックTB1においても同様である。つまり、それぞれの点灯ブロックTBには、1〜8波長のLED1が配置される。よって、第6の実施形態においても、各点灯ブロックTB内には、一つの光源単位KTが設けられているとみなすことができる。   In this embodiment, since the illumination part 10 is divided | segmented into four lighting block TB1-TB4, the four light source units KT are arrange | positioned ranging over each lighting block TB which adjoins. For example, one light source unit KT is arranged across the adjacent first lighting block TB1 and second lighting block TB2, and among the eight wavelengths LED1 of the light source unit KT, the LED1 having 1 to 4 wavelengths is the first lighting block. When arrange | positioned at TB1, LED1 of 5-8 wavelengths is arrange | positioned at 2nd lighting block TB2. Then, another light source unit KT is arranged across the adjacent second lighting block TB2 and third lighting block TB3, and LEDs 1 to 4 wavelengths are arranged in the second lighting block TB2, and the third lighting block TB3. The LED 1 having 5 to 8 wavelengths is arranged in the. The same applies to the third lighting block TB3 and the fourth lighting block TB4, and the fourth lighting block TB4 and the first lighting block TB1, which are adjacent to each other. That is, 1 to 8 wavelength LED1 is arrange | positioned at each lighting block TB. Therefore, also in the sixth embodiment, it can be considered that one light source unit KT is provided in each lighting block TB.

また、第1から第5の実施形態に対して、第6の実施形態の構成と組み合わせて用いることが可能である。例えば、一つの光源単位KTに対応させて複数の受光部20を設ける第2の実施形態において、一の光源単位KTが、隣り合う第1点灯ブロックTB1と第2点灯ブロックTB2にまたがって配置される場合、第1点灯ブロックTB1に配置される1〜4波長のLED1に対応させて一の受光部20を配置し、第2点灯ブロックTB2に配置される5〜8波長のLED1に対応させて他の受光部20を配置することができる。そして、他の光源単位KTが、隣り合う第2点灯ブロックTB2と第3点灯ブロックTB3にまたがって配置され、第2点灯ブロックTB2に配置される1〜4波長のLED1に対応させて一の受光部20を配置し、第3点灯ブロックTB3に配置される5〜8波長のLED1に対応させて他の受光部20を配置する。それぞれ隣り合っている、第3点灯ブロックTB3と第4点灯ブロックTB4、第4点灯ブロックTB4と第1点灯ブロックTB1においても同様である。
(受光部の別実施形態)
Further, the first to fifth embodiments can be used in combination with the configuration of the sixth embodiment. For example, in the second embodiment in which a plurality of light receiving units 20 are provided corresponding to one light source unit KT, one light source unit KT is arranged across the adjacent first lighting block TB1 and second lighting block TB2. In this case, one light receiving unit 20 is arranged corresponding to the LED 1 having 1 to 4 wavelengths arranged in the first lighting block TB1, and corresponding to the LED 1 having 5 to 8 wavelengths arranged in the second lighting block TB2. Another light receiving unit 20 can be arranged. The other light source unit KT is arranged so as to straddle the adjacent second lighting block TB2 and third lighting block TB3, and receives one light corresponding to the 1 to 4 wavelength LEDs 1 arranged in the second lighting block TB2. The part 20 is arrange | positioned, and the other light-receiving part 20 is arrange | positioned corresponding to LED1 of 5-8 wavelengths arrange | positioned at 3rd lighting block TB3. The same applies to the third lighting block TB3 and the fourth lighting block TB4, and the fourth lighting block TB4 and the first lighting block TB1, which are adjacent to each other.
(Another embodiment of the light receiving unit)

受光部20によるLED1からの光を受光する形態としては、大きく分けて二つの形態が存在する。一つ目は、受光部20がLED1からの光を直接受光する直接受光形態であり、二つ目は、LED1から出射される光が、光の照射角度を変える反射部材によって反射され、受光素子2に受光される間接受光形態である。先に説明した第1の実施形態の受光部20は、直接受光形態に該当する。   There are roughly two forms for receiving light from the LED 1 by the light receiving unit 20. The first is a direct light receiving mode in which the light receiving unit 20 directly receives the light from the LED 1, and the second is a light receiving element in which the light emitted from the LED 1 is reflected by a reflecting member that changes the light irradiation angle. 2 is an indirect light receiving mode for receiving light. The light receiving unit 20 of the first embodiment described above corresponds to a direct light receiving mode.

他の直接受光形態の具体的な一例としては、受光素子2が、一列に配列されたLED1とLED1の間に配置され、受光素子2の両側に配置された複数のLED1の光を直接受光する実施形態がある。   As a specific example of another direct light receiving mode, the light receiving element 2 is arranged between the LEDs 1 arranged in a line and directly receives the light of the plurality of LEDs 1 arranged on both sides of the light receiving element 2. There are embodiments.

なお、直接受光形態、間接受光形態のいずれにおいても、導光部材を設けて光を受光素子2に導光する実施形態や、集光部材を設けて、光を集光させながら受光素子2に受光させる実施形態の採用が可能である。   In both the direct light receiving mode and the indirect light receiving mode, an embodiment in which a light guide member is provided to guide light to the light receiving element 2 or a light collecting member is provided to collect light while collecting light. It is possible to adopt an embodiment in which the light is received.

具体的な一例として、間接受光形態において、集光部材を設けた第2の実施形態について説明する。図38は間接受光形態である第2の実施形態の模式断面図、図39は第2の実施形態の模式斜視図を示す。第2の実施形態では、受光素子2は、光を反射させて集光する集光部材により集光されたLED1からの光を間接的に受光する。例えば、照明基板3に孔が設けられ、受光素子2は、照明基板3のLED1の配置面の反対側の面の孔部分に、受光面を上向きにして装着される。受光部材205は、照明基板3上に設けられると共に、照明基板3側の面が反射材で被覆された上部材206と、光を内部で拡散させる四角錐台形状の透明又は半透明の拡散部材207を有する。拡散部材207は、上面が下方に向けて逆円錐状に陥没しており、拡散部材207の上面に上部材206が装着されることによって、受光部材205は、中空状の円錐を内部に形成する。LED1から出射された光は、拡散部材207の台形面から入射し、上部材206の反射面や拡散部材207の面等で反射した後、中空状の円錐部分により集光されて、照明基板3の孔を通って受光素子2に入光する。これにより、外乱光の影響を排除しながら受光素子2に受光させることができる。
(その他の変形例)
As a specific example, a second embodiment in which a condensing member is provided in the indirect light receiving mode will be described. FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of the second embodiment which is an indirect light receiving mode, and FIG. 39 is a schematic perspective view of the second embodiment. In the second embodiment, the light receiving element 2 indirectly receives light from the LED 1 collected by a light collecting member that reflects and collects light. For example, a hole is provided in the illumination board 3, and the light receiving element 2 is mounted in a hole portion on the surface of the illumination board 3 on the side opposite to the LED 1 placement surface with the light receiving surface facing upward. The light receiving member 205 is provided on the illumination substrate 3, and the upper member 206 whose surface on the illumination substrate 3 side is coated with a reflective material, and a transparent or translucent diffusion member having a truncated pyramid shape that diffuses light inside. 207. The diffusing member 207 is recessed in an inverted conical shape with the upper surface facing downward, and the upper member 206 is attached to the upper surface of the diffusing member 207 so that the light receiving member 205 forms a hollow cone inside. . The light emitted from the LED 1 is incident from the trapezoidal surface of the diffusing member 207, reflected by the reflecting surface of the upper member 206, the surface of the diffusing member 207, etc., and then condensed by the hollow conical portion, The light enters the light receiving element 2 through the hole. Thereby, the light receiving element 2 can receive light while eliminating the influence of disturbance light.
(Other variations)

前述した実施形態では、単一の平面を構成する照明基板3上にLED1を配置する構成としたが、図40に示すように、環状に構成されたケース4に、照明基板3を全周にわたって斜めに配置し、照明基板3上において、高さが同一である平面上に複数のLED1を環状に配置してもよい。   In the above-described embodiment, the LED 1 is arranged on the illumination board 3 constituting a single plane. However, as shown in FIG. 40, the illumination board 3 is placed on the entire circumference of the case 4 configured in an annular shape. A plurality of LEDs 1 may be arranged in an annular shape on a plane having the same height on the illumination board 3.

前述した実施形態では、環状の照明基板3上に複数のLED1を一列に配置したが、径方向で複数列にLED1を配置してもよい。斜めに配置された照明基板3上で複数列にLED1が配置された場合、同じ波長の光を発するLED1は、高さが同一である平面上に位置する。   In the above-described embodiment, the plurality of LEDs 1 are arranged in a row on the annular illumination substrate 3, but the LEDs 1 may be arranged in a plurality of rows in the radial direction. When the LEDs 1 are arranged in a plurality of rows on the illumination substrate 3 arranged obliquely, the LEDs 1 that emit light of the same wavelength are positioned on a plane having the same height.

また、前述した実施形態では、単一の平面を構成する照明基板3上に複数のLED1を配置したが、図41に示すように、環状に構成されたケース4に、照明基板3を全周にわたって2段に配置し、上段に1〜4波長のLED1を環状に配置し、下段に5〜8波長のLED1を環状に配置してもよい。この場合、上段の照明基板3の内径は、下段の照明基板3の内径よりも小さく、上段の照明基板3は幅広になっている。そして、上段のLED1は、下段のLED1よりも環状の照明部10の中心軸側にオフセットして配置される。   In the embodiment described above, the plurality of LEDs 1 are arranged on the illumination board 3 constituting a single plane. However, as shown in FIG. The LED 1 having 1 to 4 wavelengths may be annularly arranged in the upper stage, and the LEDs 1 having 5 to 8 wavelengths may be annularly arranged in the lower stage. In this case, the inner diameter of the upper illumination board 3 is smaller than the inner diameter of the lower illumination board 3, and the upper illumination board 3 is wider. Then, the upper LED 1 is arranged offset to the center axis side of the annular illumination unit 10 with respect to the lower LED 1.

前述した実施形態では照明部10を4つに分割して4個の点灯ブロックTB1〜TB4を備えているが、異なる二以上の照明方向からワークWを照明できるよう、点灯ブロックTBは少なくとも2個あれば足りる。8個の点灯ブロックTBなどに点灯ブロックTBの数を増やすと、より多くの照明方向から部分照明画像が得られるため、画像検査の精度を向上できる。   In the embodiment described above, the lighting unit 10 is divided into four and includes four lighting blocks TB1 to TB4. However, at least two lighting blocks TB are provided so that the workpiece W can be illuminated from two or more different lighting directions. If there is enough. When the number of lighting blocks TB is increased to eight lighting blocks TB or the like, partial illumination images can be obtained from more illumination directions, so that the accuracy of image inspection can be improved.

本実施形態では、環状に配列されたLED1からの光が照明装置の下方のワークWに向かって照射されるリング照明装置を前提に説明したが、LED1を環状に配列し、ワークWの表面を浅い角度で全周方向から光を照らすローアングル照明装置や、環状に配列されたLED1からの光が上方に照射され、ドーム形状の反射鏡で反射させることにより光を拡散させて、照明装置の下方のワークWに拡散光を照射するドーム型照明装置にも本発明は適用可能である。   In the present embodiment, the description has been made on the premise of the ring illumination device in which the light from the LEDs 1 arranged in an annular shape is irradiated toward the workpiece W below the illumination device, but the LEDs 1 are arranged in an annular shape and the surface of the workpiece W is arranged. A low-angle illuminating device that illuminates light from the entire circumference at a shallow angle, or light emitted from the LEDs 1 arranged in a ring shape is irradiated upward, and is reflected by a dome-shaped reflecting mirror to diffuse the light. The present invention can also be applied to a dome-type illumination device that irradiates diffused light to the workpiece W below.

さらに照明部10は、バー状に構成された点灯ブロックTBを矩形状に配置したり、多角形状に配置したりすることもできる。   Furthermore, the illumination part 10 can arrange | position the lighting block TB comprised by the bar shape to a rectangular shape, or can arrange | position to a polygonal shape.

LED1は発光素子の一つの実施形態であり、発光素子としては、電気信号に応答して発光するものの採用が可能である。例えば、有機EL、レーザー光、量子ドットなども発光素子として採用可能である。   The LED 1 is one embodiment of a light emitting element, and a light emitting element that emits light in response to an electrical signal can be employed. For example, organic EL, laser light, quantum dots, and the like can be used as the light emitting element.

受光素子2は例えば、フォトダイオードである。他にも受光素子2としてフォトトランジスタ、光電セル、イメージセンサ等、光の明暗を電気信号に変換できるものの採用が可能ある。   The light receiving element 2 is, for example, a photodiode. In addition, a phototransistor, a photoelectric cell, an image sensor, or the like that can convert light brightness into an electrical signal can be used as the light receiving element 2.

本発明の外観検査装置及び外観検査用照明装置並びに外観検査用照明装置に取り付けられるフィルタは、異なる波長の光を発する複数の発光ダイオード(LED)からなる光源を用いて、マルチスペクトルイメージングによってワークの外観検査を行う用途に適用できる。   The visual inspection device, the visual inspection illumination device, and the filter attached to the visual inspection illumination device according to the present invention use a light source composed of a plurality of light emitting diodes (LEDs) that emit light of different wavelengths, and perform multispectral imaging. Applicable for visual inspection.

1…LED
2…受光素子
3…照明基板
10…照明部
20…受光部
200…フィルタ部
30…撮像部
40…画像処理装置
41…入力管理部
42…光量補正値設定部
43…照明制御部
44…撮像制御部
45…画像処理部
411…照明方法選択部
412…波長選択部
413…光量設定部
TB…点灯ブロック
KT…光源単位
UN…光源単位に属さないユニット
HB…搬送ベルト
1 ... LED
2 ... light receiving element 3 ... illumination substrate 10 ... illuminating unit 20 ... light receiving unit 200 ... filter unit 30 ... imaging unit 40 ... image processing device 41 ... input management unit 42 ... light quantity correction value setting unit 43 ... illumination control unit 44 ... imaging control Unit 45 ... Image processing unit 411 ... Illumination method selection unit 412 ... Wavelength selection unit 413 ... Light amount setting unit TB ... Lighting block KT ... Light source unit UN ... Unit HB not belonging to light source unit ... Conveying belt

Claims (7)

それぞれ異なる波長の光を発生する複数の発光素子を有し、該複数の発光素子により検査対象物に光を照射する照明部と、前記照明部により照射された検査対象物から反射した各波長の反射光を受光し、受光した反射光の波長に応じて異なる強度の信号を出力する感度特性を有し、該感度特性に基づく検査画像を生成する撮像部とを備え、前記撮像部により生成された検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置であって、
光の波長に応じて異なる光透過特性を有し、前記複数の発光素子から個別に発生された各波長の光の一部が通過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光を受光し、受光した光の波長に応じて前記撮像部とは異なる感度特性を有する受光部と、
前記受光部から出力され、各波長の受光量を示す信号に基づいて、前記複数の発光素子ごとに照射光量が略一定となるよう、前記照明部を制御する制御部と、
を備え、
前記フィルタ部の光透過特性は、前記照明部により照射される光の各波長域において、該フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性が前記撮像部の感度特性と略同一になるよう設定されていることを特徴とする外観検査装置。
A plurality of light emitting elements that generate light of different wavelengths, an illumination unit that emits light to the inspection object by the plurality of light emitting elements, and each wavelength reflected from the inspection object irradiated by the illumination unit An imaging unit that receives the reflected light and has a sensitivity characteristic that outputs a signal having a different intensity according to the wavelength of the received reflected light, and generates an inspection image based on the sensitivity characteristic, and is generated by the imaging unit. An appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of an inspection object by processing the inspection image,
A filter unit having different light transmission characteristics according to the wavelength of light, and a part of the light of each wavelength generated individually from the plurality of light emitting elements,
A light receiving unit that receives light that has passed through the filter unit, and has a sensitivity characteristic different from that of the imaging unit according to the wavelength of the received light;
A control unit that controls the illumination unit so that the amount of irradiation light is substantially constant for each of the plurality of light emitting elements based on a signal that is output from the light receiving unit and indicates a received light amount of each wavelength;
With
The light transmission characteristic of the filter unit is substantially the same as the sensitivity characteristic of the imaging unit in the wavelength range of the light irradiated by the illuminating unit, and the sensitivity characteristic of the light passing through the filter unit and received by the light receiving unit. Appearance inspection apparatus characterized by being set to be.
請求項1に記載の外観検査装置であって、
前記フィルタ部の光透過特性は、光の波長が長くなるにつれて光透過特性が連続的又は段階的に低下することを特徴とする外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 1,
The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the light transmission characteristics of the filter section are continuously or stepwise lowered as the wavelength of light increases.
請求項1又は請求項2に記載の外観検査装置であって、
前記フィルタ部は、前記受光部が光を受光する受光面に取り付けられていることを特徴とする外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 1 or 2,
The appearance inspection apparatus, wherein the filter unit is attached to a light receiving surface on which the light receiving unit receives light.
請求項1〜3のいずれか一に記載の外観検査装置であって、
前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性のピーク値を持つ波長の、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長とのずれ幅を意味する、ピーク値を持つ波長λMAXの幅は、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長の±20%以内であることを特徴とする外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A wavelength having a peak value that means a deviation width between a wavelength having a peak value of sensitivity characteristic of light passing through the filter unit and received by the light receiving unit and a wavelength having a peak value of sensitivity characteristic of the imaging unit. The width of λ MAX is within ± 20% of the wavelength having the peak value of the sensitivity characteristic of the imaging unit.
請求項1〜4のいずれか一に記載の外観検査装置であって、
前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性のピーク値を持つ波長の、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長とのずれ幅を意味する、ピーク値を持つ波長λMAXの幅は、前記撮像部の感度特性のピーク値を持つ波長の±10%以内であることを特徴とする外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-4,
A wavelength having a peak value that means a deviation width between a wavelength having a peak value of sensitivity characteristic of light passing through the filter unit and received by the light receiving unit and a wavelength having a peak value of sensitivity characteristic of the imaging unit. The width of λ MAX is within ± 10% of the wavelength having the peak value of the sensitivity characteristic of the imaging unit.
請求項1〜5のいずれか一に記載の外観検査装置であって、
前記フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値は、前記撮像部の感度特性グラフの傾斜部分の傾きの絶対値の0.5倍から2倍の間にあることを特徴とする外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-5,
The absolute value of the slope of the slope of the sensitivity characteristic graph of the light passing through the filter unit and received by the light receiving unit is 0.5 to 2 times the absolute value of the slope of the slope of the sensitivity characteristic graph of the imaging unit. Appearance inspection device characterized by being in between.
それぞれ異なる波長の光が照射された検査対象物から反射した各波長の反射光を受光し、受光した反射光の波長に応じて異なる強度の信号を出力する感度特性を有し、該感度特性に基づく検査画像を生成する撮像部を備え、前記撮像部により生成された検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる外観検査用照明装置であって、
それぞれ異なる波長の光を発生する複数の発光素子を有し、該複数の発光素子により検査対象物に光を照射する照明部と、
光の波長に応じて異なる光透過特性を有し、前記照明部の複数の発光素子から個別に発生された各波長の光の一部が通過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光を受光し、受光した光の波長に応じて前記撮像部とは異なる感度特性を有する受光部と、
前記受光部から出力され、各波長の受光量を示す信号に基づいて、前記複数の発光素子ごとに照射光量が略一定となるよう、前記照明部を制御する制御部と、
を備え、
前記フィルタ部の光透過特性は、前記照明部により照射される光の各波長域において、該フィルタ部を通過し且つ前記受光部により受光した光の感度特性が前記撮像部の感度特性と略同一になるよう設定されていることを特徴とする外観検査用照明装置。
It has a sensitivity characteristic that receives the reflected light of each wavelength reflected from the inspection object irradiated with light of different wavelengths, and outputs a signal of different intensity according to the wavelength of the received reflected light. An illumination device for appearance inspection used in an appearance inspection device that includes an imaging unit that generates an inspection image based on the image, and inspects the appearance of an inspection object by processing the inspection image generated by the imaging unit;
An illumination unit that has a plurality of light emitting elements that generate light of different wavelengths, and irradiates light on an inspection object with the plurality of light emitting elements,
A filter unit having different light transmission characteristics depending on the wavelength of light, and a part of the light of each wavelength generated individually from the plurality of light emitting elements of the illumination unit,
A light receiving unit that receives light that has passed through the filter unit, and has a sensitivity characteristic different from that of the imaging unit according to the wavelength of the received light;
A control unit that controls the illumination unit so that the amount of irradiation light is substantially constant for each of the plurality of light emitting elements based on a signal that is output from the light receiving unit and indicates a received light amount of each wavelength;
With
The light transmission characteristic of the filter unit is substantially the same as the sensitivity characteristic of the imaging unit in the wavelength range of the light irradiated by the illuminating unit, and the sensitivity characteristic of the light passing through the filter unit and received by the light receiving unit. Illumination device for visual inspection characterized by being set to be.
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