光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系统技术领域
本发明涉及一种用于检查食品、工业制品等各类物品的外观的光学式外观检查装
置，以及可适用于此的拍摄设备。尤其涉及一种用于解析拍摄物品的图像数据，检查有无物
品表面的暇疵、毛刺、变形等凹凸缺陷或者透过表面可见的异物的光学式外观检查装置，以
及可适用于此的拍摄设备。
背景技术
为了检查农作物、加工食品等食品、或者树脂成品、金属加工品等工业制品等各类
物品(以下亦称“检查对象物”)表面上的缺陷，拍摄通过传送带等运送的物品，并解析拍摄
到的图像数据。
关于将所涉及的图像数据用于对异物等进行检查的装置，本申请的申请人在专利
文献1(特开2010-8339号公报)中，提出了一种方案。在该文献中，提出了一种透明容器内粉
末中异物的检查方法，为了方便而切实地检查透明容器内所填充的粉末中的异物，向所述
透明容器施加将纵向方向上的往返振动与横向方向上的往返振动合成的振动，使得该透明
容器内的粉末循环流动，同时拍摄循环流动的粉末，使用所获取的图像，检查有无异物。
并且，在以往的情况中，为了检查物品外观上的缺陷，必须要根据检查内容(即、检
查附着的脏物、检查有无表面的瑕疵或毛刺、或是检查有无表面上的变形等不同的内容)，
来变化拍摄的方向或打光的方式。例如，在对检查对象物上附着的脏物等进行检查时，必须
从正上方来检查(拍摄)，而在瑕疵等凹凸检查中，必须要改变检查对象物或相机的角度，从
斜方向进行检查(拍摄)。因此，在对检查对象物进行各种表面检查时，必须使得检查对象物
往返多次，或是设置多个检查站来进行检查。
于是，在专利文献2(特开2007-333449号公报)中，提出了一种背光板检查装置，为
了缩短检查时间，仅通过1次往返即可进行性能检查。即，在该文献中，通过以下结构构成：
配设在检查区域中，用于检查板状被检查体的检查机构；将所述被检查体按照可拆卸方式
载置的载置台；用于在水平方向上移动所述载置台的载置台移动装置；用于操作所述移动
装置的操作部；从所述载置台正上方进行拍摄的相机；从斜上方左右拍摄所述载置台的2台
相机；基于所述相机拍摄的影像检测出不良的检测部；及显示所述检测部检测结果的显示
装置。通过所述相机，被检查体仅发生1次往返移动，即可完成对被检查体的检查。
而且，在以往的情况中，也提出过根据所检查的缺陷种类，实现自动化改变检查
(拍摄)角度的技术方案。例如在专利文献3(特开2006-300913号公报)中，提出了一种技术
方案，自动移动在来路与回路中相机的拍摄角度，通过改变相机与工件的位置关系的角度，
根据不良的形态，便于检查。即，在此文献中，提出了一种导光板检查装置，其在导光板积载
台的上方持有多个导光板检查用线性传感器相机，并具有转动装置与制动器，根据每个该
结构体来改变相机的拍摄角度。
再者，在以往的情况中，也提出了一种具备线性传感器相机的拍摄装置，可用于清
晰拍摄出存在表面凹凸的拍摄对象物。例如在专利文献4(特开2011-223233号公报)中，提
出了一种拍摄装置，其具备：物镜；拍摄部，其在扫描方向上连续设置了多组配设在所述物
镜成像深度内，由多个拍摄元件构成的线性扫描传感器。多组所述线性扫描传感器具备：线
性传感器相机，配设为其相互成像位置不同；图像读取装置，按照所述拍摄元件单位依次读
出多组所述线性扫描传感器的拍摄结果；对焦图像提取装置，从所读取的多个单位拍摄图
像中提取对焦图像；对焦拍摄图像生成装置，合成所提取的对焦图像并生成对焦拍摄图像。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]特开2010-8339号公报
[专利文献2]特开2007-333449号公报
[专利文献3]特开2006-300913号公报
[专利文献4]特开2011-223233号公报
发明内容
所要解决的课题
如上所述，在检查物品(检查对象物)表面出现的缺陷时，根据是检查表面上是否
附着了脏物等，还是检查表面的瑕疵、毛刺、或变形等凹凸等，必须改变拍摄检查对象的方
向或者打光的方式。例如，如果检查对象是导光板，在其制造工艺中进行自动化的外观检查
时，为了检查有无作为制造原料的树脂的炭化异物、未溶解等变色的缺陷，必须照射透过照
明来拍摄；而且，为了检查因树脂成型时的溶解温度、喷射压力导致的平缓凹凸缺陷，必须
照射散乱照明来拍摄；然后，为了检查因成型时使用的模具、取料机导致的瑕疵·毛刺等陡
峭凹凸缺陷时，必须照射低角度照明来拍摄。由此，必须要准备适合要检查缺陷的特征的照
明条件，以及分别在各个照明条件下用于拍摄的相机。
于是，为了解决这个问题，在现有技术中提出了方案，如所述专利文献1所示，设置
多个相机，或者如专利文献2所示，自动修正相机的方向。
但是，在使用多个相机的情况下，相机设置台数增加了，自然会增加成本，不仅如
此，还必须保证该相机的设置空间，导致检查装置本身过大的问题。另外，在自动修正相机
方向的情况下，需要将相机移动到特定位置的动作时间，还要考虑到检查时间增加的事宜。
于是，在本发明中，减少所使用相机的台数，或者通过减少该相机的设置台数以实
现装置本身小型化，以提供这种光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系
统作为第1课题；进一步地，在减少相机设置台数的同时，无需移动相机等动作时间，在短时
间内能够进行各种类型的检查，以提供这种光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式
外观检查系统作为第2课题。
而且，通过传送带等运输方式来运送检查对象时，检查对象的尺寸、高度或厚度多
种多样。即，检查对象有时是有高度的箱状、筒状等立体形状的物品，而有时会是高度较低
的板状或者片状的物品。因此，为了在准确的角度上拍摄高度、厚度不同的物品，每次检查
时，必须调整相机的设置位置、角度或者检查对象物的设置位置、角度，操作变得繁琐。
于是，本发明在检查这种尺寸、高度或厚度不同的检查对象物时，不需要改变相
机、照明或者检查对象物的高度、角度，就可以对检查对象物的外观进行检查，以提供这种
光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系统作为第3课题。
再者，在此前的情况中，将作为制造原料的树脂的炭化异物的有无、未溶解等变色
缺陷、因树脂成型时的溶解温度、喷射压力所导致的平缓凹凸缺陷、以及因成型时使用的模
具、取料机所导致的瑕疵·毛刺等陡峭的凹凸缺陷等的检查对象物外观上出现的缺陷，通
过拍摄图像进行检查时，必须分别根据各类缺陷，来拍摄用于检查的图像。
于是，本发明可以通过1次拍摄，检查所述检查对象物外观上出现的各种缺陷，以
提供这种光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系统作为第4课题。
而且，在基于拍摄图像进行表面检查时，根据检查对象的厚度、高度位置变化，有
时会导致所照射的光的透过位置、反射位置发生变动。于是，最好是消除这种变动，或是毫
无遗漏地将因表面缺陷所产生的“照射光的变化”作为数据而获取。
关于这一点，在所述专利文献4中公开，通过提取·合成对焦的拍摄数据，来清晰
地拍摄表面有凹凸的拍摄对象物的表面整体。但是，该文献所涉及的发明以清晰地拍摄有
表面凹凸的拍摄对象物为课题，配设多组线性扫描传感器时，使得相互成像位置不同。由
此，在该技术中，可以获取最优的焦点距离的拍摄图像，但无法获取用于进行与光源位置关
系相关的表面检查的拍摄图像。而且，该专利文献4中的技术在其权利要求4中记载“所述各
线性扫描传感器由通过TDI方式来读出的多个传感器阵列所构成”，鉴于该传感器阵列一般
为256行列，在该技术中，根据多个拍摄元件的倾斜角度与行列数，限制了高度分解能力，导
致在实用性上追随凹凸的自由度较低。
因此，在本发明中，使用一种致力于确保宽广视野的同时，还可以获取用于表面检
查的最优图像的拍摄设备，并可以在高速度以及/或者高精度条件下进行检查对象物的表
面检查，以提供这种光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系统作为第5
课题。
解决课题的手段
为了解决至少一个所述课题，在本发明中，提供一种光学式外观检查装置以及使
用该装置的光学式外观检查系统，其通过分别按照每个行列来解析·判断从照明设备所照
射区域内外选择的多个行列的图像数据，从而对检查对象物外观上出现的各种缺陷进行检
查。
即，本发明所涉及的光学式外观检查系统包括：拍摄设备，其拍摄检查对象物；处
理设备，其使用该拍摄设备所拍摄的拍摄图像，解析·判断检查对象物有无外观上的缺陷。
该处理设备构成为：从拍摄设备获取拍摄图像的同时，针对从照射在检查对象物的光的强
度不同的区域内分别选择多个行列的图像数据，解析颜色以及/或者明亮度的变化，判断检
查对象物上有无各种外观上的缺陷。
关于拍摄设备
在上述本发明的光学式外观检查装置中，拍摄设备为拍摄检查对象物以获取拍摄
影像，并包括各种拍摄元件而构成。尤其是该拍摄设备优选为能够将所拍摄的图像数据以
电子数据形式进行获取。这是为了在处理设备中顺利地进行图像解析处理。作为所涉及的
拍摄元件可以是CMOS图像传感器或CCD图像传感器。尤其是该拍摄设备优选为像CMOS图像
传感器相机那样可以分别按照任意每个行列进行拍摄的相机。所涉及的可以按照任意每个
行列进行拍摄的相机可以具备将多个光电二极管配置成一列的光电二极管列，通过设置多
个该光电二极管列，处理设备可以获取多个行列的图像数据。另一方面，如果像CCD图像传
感器等那样是获取面状拍摄图像的相机，可以从所拍摄的检查对象物面状的拍摄图像中在
多个行列上提取图像，以获取作为解析对象的图像数据。
尤其，作为该拍摄设备，优选使用下述相机：其具备在纵向和横向上配置多个光电
二极管的面状的拍摄元件，并可以提取在拍摄视野内的任意多个行列。理由为：既是面状的
拍摄元件，同时又通过任意选择的行列来进行拍摄，由此不用停止检查对象物仅使其通过
拍摄区域，即可取得与使用多台拍摄设备以及照明设备时相同的图像。而且，像使用拍摄面
状图像的图像传感器的相机那样，在获取面状的拍摄图像之后，无需进行提取必要行列(区
域)的处理，可以提升处理速度。即，通过使用具有CMOS图像传感器的拍摄设备，可以简化检
查处理，并且减少数据量，从而可以缩短检查时间。
上述拍摄设备优选结构为：即使因为检查对象物材质不同乃至变化，或者检查对
象的厚度、高度位置变化等，导致所照射的光的透过位置、反射位置发生了变动，仍可以获
取最优的图像数据。为此，优选为，例如在扫描方向上，在具有一定宽度的区域里拍摄检查
对象物，从该拍摄图像中，提取颜色以及/或者亮度的变化最优的区域，并进行组合，将其作
为表面检查中使用的图像数据。
即，所述拍摄设备可包括：拍摄部，其在平行排列在检查对象物扫描方向上的多个
行列上进行拍摄；图像处理部，针对拍摄部所拍摄的各个多个行列，在与扫描方向正交的方
向(即所拍摄行列的长度方向)的各个区域内，比较颜色以及/或者亮度，并基于该比较提取
出特定的行列区域，将其组合并合成1个行列或多个行列的图像数据。
在使用所涉及的拍摄设备的光学式外观检查装置中，可以是如下光学式外观检查
装置：所述拍摄部在从所述检查对象物上所照射的光的强度不同的区域中分别选择各个多
个行列上，在平行排列在检查对象物扫描方向上的多个行列上进行拍摄，作为所述处理设
备解析的多个行列的图像数据，使用多个分别由图像处理部所合成的1个行列或多个行列
的图像数据。在由此构成的光学式外观检查装置中，作为表面检查中使用的图像数据(即，
从所照射的光的强度不同的各个区域所提取的图像数据)，在比较并列在检查对象物扫描
方向上的多个行列之间特定区域的颜色以及/或者亮度的基础上，使用将各表面检查中最
优的区域图像提取、组合并合成的1个或多个行列的图像数据，由此可以进行更可靠且高精
度的表面检查。而且，如果将一次拍摄的检查对象物的拍摄区域，作为所述检查对象物扫描
方向上并列的多个行列时，可以按照该检查对象物扫描方向上所并列的多个行列区域单位
来转移检查对象物，由此也可以提升检查速度。
关于处理设备
关于处理设备的构成
处理设备是如下装置：其在获取所述拍摄设备所拍摄的拍摄图像的同时，针对在
从检查对象物上所照射的光的强度不同区域中分别选择的多个行列的图像数据，解析颜色
以及/或者亮度的变化，判断检查对象物上有无各种外观上的缺陷。该处理设备解析的图像
数据，除了直接使用由拍摄设备得到的拍摄图像之外，还可以是将该拍摄图像加工后的图
像。即，该处理设备从拍摄设备中获取拍摄图像，将所获取的拍摄图像作为解析对象的图像
数据，或是也可以针对就所获取的拍摄图像进行图像处理而制作的图像数据，解析其颜色
以及/或者亮度的变化，对检查对象物上的外观缺陷进行检查。由此，该处理设备的构成包
括为进行该解析·判断所需的数值计算、信息处理、机器控制等以及根据需要为进行图像
处理的CPU(Central Processing Unit)、存储器等。另外，作为针对拍摄图像的图像处理，
包括从拍摄图像中任意区域的提取处理、拍摄图像的结合处理，以及亮度、色彩度、对比度
等的修正处理。
该处理设备针对多个行列的图像数据进行解析。这种多个行列的图像数据，如前
所述，像CMOS图像传感器那样，是通过使用可在任意的多个行列拍摄的图像传感器的相机
的拍摄所获取的多个行列的图像数据，除此之外，像CCD图像传感器那样，还可以是从通过
使用获取面状图像的图像传感器的相机所拍摄的面状图像中，通过裁剪并提取而获取的多
个行列的图像数据。尤其，处理设备获取面状拍摄的图像时，从该面状图像中进行的提取处
理，可以通过该处理设备来执行。
关于处理设备所获取的行列的图像数据
所述处理设备所解析的多个行列的图像数据，是从检查对象物上照射的光的强度
不同的区域中分别选择的多个行列的图像数据。该“检查对象物上所照射的光”是指该检查
对象物所反射的光，或者透过该检查对象物的光，所述多个行列的图像数据是从该反射光
或透过光的强度不同的区域分别选择。所涉及的“检查对象物上所照射的光”的强度，也可
以针对朝向检查对象物的光(检查对象物上照射的光)来测定，其可以根据通过检测检查对
象物上光的照射一侧的辉度，或是检测单一色的检查对象物的反射光、透过光的辉度来进
行特定。
所涉及的检查对象物上所照射的光，可以是具备光源的照明设备所照射的光，除
此之外，也可以是自然光。这是因为，即使是自然光，只要特定了针对检查对象物的照射方
向，一般认为根据获取哪个位置的线状图像数据，图像上出现的外观上缺陷的种类有所不
同。然而，本发明所涉及的光学式外观检查装置，为了将光的照射位置以及辉度等照射条件
保持在一定水平，更加优选具备对检查对象物照射光的照明设备。这种情况下，处理设备所
解析的多个行列的图像数据优选从照明设备所照射的光的强度不同的区域中分别进行选
择。
上述照明设备可以采用各种各样的照明，对检查对象物进行光照射。作为该照明
设备照射的光，除了可视光，还可以是红外线、紫外线、X射线等不可视光。尤其是，在采用照
射可视光的照明设备时，除了白色光，还可以照射像蓝色、绿色、红色、黄色等那样的在特定
波长区域有峰值的光。由此，所述拍摄设备并不一定局限于拍摄可视光区域的光，也包含可
以拍摄不可视光区域的光。而且，如果考虑到所述处理设备解析多个行列的图像数据，该照
明设备优选在较长的范围内进行光照射的线性照明。然后，采用线性照明作为照明设备时，
该照明的延伸方向与用于所述解析的多个行列的图像数据的延伸方向，优选设置为相互平
行，进一步地，两者的延伸方向优选为与检查对象物的扫描方向正交的方向。
另外，拍摄设备中拍摄到的光，可以是所照射的光透过检查对象物的光(透过光)，
也可以是经过检查对象物所反射的光(反射光)。由此，光照射的检查对象物可以是透明的，
也可以是不透明的，进一步地，还可以是部分透明或部分不透明的物品。在拍摄检查对象物
时，一般来说在检查对象物是透明的情况下，优选拍摄检查对象物上所照射的光的透过光
来检查外观上的缺陷。但是，在该透明的检查对象物产生了反射光时，也可以拍摄该反射光
来检查外观上的缺陷。另一方面，在检查对象物不透明的情况下，主要通过拍摄检查对象物
上所照射的光的反射光，来检查外观上的缺陷。
如上所述，本发明所涉及的光学式外观检查装置，在具备了所述照明设备的情况
下，通过处理设备来解析的多个行列上的图像数据，优选从照明设备所照射的光的强度不
同的区域中选择。即，至少像在照明设备照射光的区域内、以及照明设备照射光的区域外等
那样，优选从光的强度不同的区域的各个区域中进行选择。这是因为，因照明设备照射光的
区域的内侧还是外侧而异，可以观察到(或者容易观察到)的缺陷的种类不同。因此，在照明
设备中，从照射区域的内侧以及外侧区域，通过获取用于解析的图像数据，可以按照各种类
型的缺陷来获取易于观察到的图像数据。
另外，在上述处理设备中解析的“多个行列的图像数据”，除了照明设备照射光的
区域内、照明设备照射光的区域外之外，还包括包含两者的境界的区域，优选从这三个区域
内的任意2个以上区域中进行选择。
即，上述本发明所涉及的光学式外观检查装置优选为：还具备向检查对象物照射
光的照明设备，所述处理设备解析的多个行列的图像数据，要从作为照明设备照射光的区
域的中心部分即照射中心区域、照明设备照射光的区域的轮廓区域、以及在该轮廓区域附
近照明设备光照射不到的非照射区域，至少其中任意2个以上上述区域内进行选择。并且，
该多个行列的图像数据，尤其优选从照射中心区域、轮廓区域以及非照射区域中分别选择。
如上所述，通过将获取解析图像数据的区域，定为所述照射中心区域、轮廓区域以
及非照射区域，从而可以通过与照明设备照射区域之间的关系，来特定获取解析对象的图
像数据的区域。因此，如果特定了照明设备中的照射区域，就可以特定处理设备解析的行列
的图像数据的位置。所涉及的照明设备中照射区域的特定，可以按照每个检查对象物来测
定或设定，但是，在检查形状以及尺寸相同的多个检查对象物时，如果最初特定了照明设备
的照射区域，之后可以通过使用指定位置(行列)的图像数据，来连续性地对多个检查对象
物进行外观检查。由此，在该情况下优选为，在最初实际进行检查的对象物中，先要确认通
过哪个行列来获取作为解析对象的图像数据较好，在此基础上，特定作为解析对象的图像
数据的获取位置(行列)。尤其，在轮廓区域以及非照射区域内，在设定要解析哪个行列的图
像数据时，优选为实际测定并特定实际检查的检查对象物上存在的缺陷(瑕疵、毛刺或变形
等凹凸缺陷、异物附着、颜色不均等色彩缺陷等的缺陷)容易出现的位置。然后，当拍摄设备
为使用了采用像CMOS图像传感器那样能够在任意多个行列上拍摄的图像传感器的相机时，
优选在该所设定的多个行列上获取图像数据。
而且，上述本发明所涉及的光学式外观检查装置，优选为：还具备向检查对象物照
射光的照明设备，所述处理设备解析的多个行列的图像数据，要从向检查对象物照射的光
的辉度最高的高辉度区域、该辉度发生剧烈变化的辉度变化区域、以及以比该辉度变化位
置辉度更低且该辉度变化较稳定的低辉度稳定区域，至少从其中任意2个以上上述区域内
选择。另外，该多个行列的图像数据尤其优选为从高辉度区域、辉度变化区域以及低辉度稳
定区域中分别选择。
如上所述，通过将获取解析的图像数据的区域，定为所述高辉度区域、辉度变化区
域以及低辉度稳定区域，可以测定实际所照射的光的辉度，在该测定数据的基础上，来特定
获取解析的图像数据的区域。所涉及的照射光的辉度测定，可以按照每个检查对象物来测
定或设定，但是，当检查形状以及尺寸相同的多个检查对象物时，如果最初测定了照射辉度
并特定了解析的图像数据的行列位置，之后可以通过使用指定位置(行列)的图像数据，来
连续性地对多个检查对象物进行外观检查。即使在这种情况下优选为，在最初实际检查的
对象物中，先要确认在哪个行列上获取作为解析对象的图像数据较好，在此基础上，特定作
为解析对象的图像数据的获取位置(行列)。尤其，在辉度变化区域以及低辉度稳定区域，在
设定要解析哪个行列的图像数据时，优选实际测定并特定实际检查的检查对象物上的缺陷
(瑕疵、毛刺或变形等凹凸缺陷、异物附着、颜色不均等色彩缺陷等的缺陷)容易看见的位
置。另外，当拍摄设备为使用了采用像CMOS图像传感器那样能够在任意多个行列上拍摄的
图像传感器的相机时，优选通过在该所设定的多个行列上获取图像数据。
关于处理设备进行的图像数据的处理·检查
所述处理设备，如上所述，在“光强度不同的区域”、“照射中心区域、轮廓区域以及
非照射区域”，或是“高辉度区域、辉度变化区域以及低辉度稳定区域”，分别获取多个行列
的图像数据，根据需要来进行图像处理，可以通过解析·判断，对检查对象物上附着的异
物、检查对象物外观上出现的变色等缺陷、检查对象物外面的平缓凹凸缺陷，以及瑕疵·毛
刺等陡峭凹凸缺陷等、不同种类的各种缺陷进行检查。这时，从各个区域所选择的多个行列
的图像数据，可以在各个行列中获取不同的宽度，或者也可以任意调整多个行列的图像数
据中任一个或全部行列的宽度。
即，处理设备从拍摄设备所拍摄的拍摄图像中，获取作为解析对象的多个行列的
图像数据。作为该图像数据，当拍摄设备为使用了采用像CMOS图像传感器那样能够在任意
多个行列上拍摄的图像传感器的相机时，通过拍摄设备扫描，分别按照各个多个行列(因为
与照明设备照射光的区域之间的关系而相互不同的行列)，多次获取线状图像(延伸到与扫
描方向交叉方向上的线状图像)，将其分别与各个行列在扫描方向上结合，可以将其作为反
映检查对象物整体的面图像来展开使用。将所涉及的线状图像展开成面图像的处理，可以
通过拍摄设备，也可以通过处理设备来进行。
另一方面，当拍摄设备为使用了采用像CCD图像传感器那样拍摄面状图像的图像
传感器的相机时，从拍摄设备获取的拍摄图像为面状的图像。此时，处理设备可以从拍摄设
备扫描所获取的多个拍摄图像中，分别选择和提取所述指定的区域作为线状的图像，可以
将提取出来的各个行列，连接到扫描方向上，展开为以覆盖整个检查对象物的面图像，并将
其作为解析对象的图像数据。但是，在该情况下，需要进行以下处理：从通过1次拍摄所获取
的面状图像中，基于与照明设备照射的光的区域之间的关系线状提取任意特定的多个区
域。
然后，在处理设备中，在通过上述处理所获取的图像数据中，解析颜色以及/或者
亮度的变化，能够判断检查对象物上有无各种外观上的缺陷。针对该图像数据的颜色以及/
或者亮度变化的解析，可以判断每一像素的颜色、亮度并获取与周围像素之间的变化量，从
而进行判断。
在这里，可以检查的缺陷种类，只要是该缺陷可以从外观上观察到，则全部都包含
在内。即，除了检查对象物表面的异物、变色以及凹凸缺陷以外，只要是透过从外观能观察
到的，检查对象物内部所存在的异物、变色缺陷也可以检查。由此，可以检查出检查对象物
外观上出现的缺陷，如作为制造原料的树脂的炭化异物、未溶解等变色缺陷、因树脂成型时
溶解温度、喷射压力等导致的平缓凹凸缺陷，以及因成型时使用的模具、取料机所导致的瑕
疵·毛刺等陡峭凹凸缺陷等。
优选实施方式
如上所述，将从各个多个行列所获取的线状图像，在各个行列展开为面图像后的
图像作为图像数据来使用，基于该图像数据，在对检查对象物的外观缺陷进行检查时，则为
了缩短检查时间，优选1次即完成所述拍摄设备中用于拍摄的扫描。在本发明中，因仅通过
拍摄设备扫描1次，就可以获取与照明设备所照射光的区域的关系中不同位置(行列)的图
像数据，所以，仅通过1次扫描，就可以检查出各种类型的外观上的缺陷。
再者，在本发明所涉及的光学式外观检查装置中，为了获得装置自身结构简易且
小型化的效果，作为构成要素的拍摄设备优选为1个。即，优选为从通过1个拍摄设备的拍摄
图像中，获取多个行列的图像数据。但是，也可以采用2个以上的拍摄设备。采用了2个以上
的拍摄设备时，可以使各个拍摄设备的拍摄区域各不相同。具体而言，如果在拍摄设备的扫
描方向上直行方向的长度(拍摄区域的宽度方向长度)较长时，则可以在该长度方向上排列
多个拍摄设备。该情况下，可以使各个拍摄设备所拍摄的区域在检查对象物的长度方向上
各不相同。而且，可以是某一个拍摄设备拍摄检查所需的多个行列的图像数据中的几项，其
余拍摄设备拍摄其他行列中的图像数据。
而且，在本实施方式中，上述拍摄设备的构成优选为：在检查对象物上照射的光的
强度不同的每个区域，合成最优的图像数据。所涉及的拍摄设备是一种具备光学元件的拍
摄设备，该光学元件将由多个光电二极管构成的光电二极管列平行配列多个而构成，可以
在其任意2个以上位置处，实现多个光电二极管列的拍摄，换言之，是可以通过在2处以上，
优选3处拍摄区域内来设定ROI(Reagion Of Interest)的拍摄设备而得以实现。
由此，所涉及的拍摄设备是一种用于光学式外观检查装置的拍摄设备，通过边扫
描边从所拍摄的检查对象物的图像中判断有无外观上的缺陷。该光学式外观检查装置用的
拍摄设备包括：拍摄部，其在检查对象物扫描方向上所排列的多个行列上进行拍摄；图像处
理部，针对拍摄部所拍摄到的各个多个行列，在与扫描方向正交的方向的各个区域内比较
颜色以及/或者亮度，在该比较的基础上，提取出特定的行列区域，进行组合并合成1个行列
的图像数据。
上述拍摄设备中的拍摄部可以采用CMOS图像传感器、CCD图像传感器等拍摄元件，
并且，还可以伴随对来自检查对象物的入射光进行收集·成像的镜头等光学零件。关于所
涉及的拍摄元件，如果是CMOS图像传感器，通过获取每个光电二极管列的图像，可以高速执
行与扫描方向正交方向上并列的各个区域的颜色以及/或者亮度的比较处理。另一方面，使
用了CMOS图像传感器时，需要执行从所拍摄的图像数据中，在与扫描方向正交方向上并列
的各个区域剪裁出图形数据的处理等。
而且，上述拍摄设备中的图像处理部可以采用进行图像处理的处理装置。该处理
装置可以设置在与所述拍摄部相同的筐体内，除此之外，也可以设置在与该拍摄物不同的
筐体或者装置内，对从所述拍摄部所获取的图像进行处理。即，所涉及的拍摄设备除了可以
具体化为一个拍摄部与图像处理部一体化的模块之外，也可以将两者分别设置实现相互之
间的协作处理。由此，可以使用数码相机作为拍摄部，使用电脑作为图像处理部。
在上述拍摄设备中，将在相对扫描方向交叉的方向上所配设的光电二极管列在扫
描方向上相邻配设多列，比较通过一次拍摄所获取的多个光电二极管列中，与扫描方向并
列的光电二极管之间的亮度以及/或者色调进行比较，可以按照预先设定的条件，提取乃至
计算任意光电二极管的图像。然后，通过将所提取乃至计算的图像结合在一起，就可以合成
与该拍摄位置相关的1个行列的图像数据。像这样，通过生成用于检查的1个行列的图像数
据，可以提升检查的精度，或减少数据量，从而加快检查速度。
而且，作为提取乃至计算与扫描方向所并列的光电二极管的图像(像素单位的图
像)的条件，可以从以下详述的“无处理模式”、“最大辉度模式”、“最小辉度模式”、“平均辉
度模式”、“中间辉度模式”等中选择而构成。
“无处理模式”是原样获取扫描方向上所并列的像素的模式，可以作为黑白图像而
获取。
“最大辉度模式”是在与扫描方向交叉的方向并列的像素列中，在与扫描方向并列
的各个像素之间提取辉度最大的像素，并获取将其合成为1个行列的图像数据的模式。在该
模式中，可以生成1个行列的图像数据，用于通过将明缺陷作为对象的最高辉度值来检查。
“最小辉度模式”是在所述扫描方向并列的各个像素中提取辉度最小的像素，并获
取将其合成为1个行列的图像数据的模式。在该模式中，可以生成1个行列的图像数据，用于
通过将暗缺陷作为对象的最低辉度值来检查。
“平均辉度模式”是在与扫描方向交叉的方向并列的像素列中，算出在与扫描方向
并列的像素之间的辉的度平均值，并获取将其合成为1个行列的图像数据的模式。该模式计
算出了各个像素的平均辉度，所以，可以获取大致如通过软件滤波的处理图像来作为检查
用的图像数据。
“中间辉度模式”是在与所述扫描方向并列的像素中提取出辉度位于中间的像素，
并获取将其合成为1个行列的图像数据的模式。在该模式中，由于获取辉度平均的像素，因
此可以获取消除了波尖噪声的图像数据。尤其，在“平均辉度模式”中，即使图像发生了模糊
的现象，也可以获取清晰的图像数据。
而且，拍摄设备优选形成为：在每个所述检查对象物上照射的光的强度不同的各
个区域(即“部分扫描区域”)，可以设定上述模式。这是为了在各部分扫描区域中，更加清晰
地获取检查中所需的图像数据。并且，该拍摄设备优选具备一种图像调整设备，其在每个所
述部分扫描区域，使偏置值以及/或者增益值各不相同。所述检查对象物上照射的光的强度
不同的区域，根据检查对象物表面出现的缺陷的种类不同，拍摄中所需要的亮度等不同，所
以，通过设置一种图像调整设备，使得各个区域中偏置值以及/或者增益值不同，从而可以
获取各区域中所要求的最优的图像数据。可以通过调整数位增益、偏置，根据检查对象物的
颜色、透过度或者照射的光的强度(辉度)，来获取最优图像。
关于光学式外观检查系统
而且，在本发明所涉及的光学式外观检查装置中，通过进一步增加用于运送检查
对象物的结构等，可以形成光学式外观检查系统。即，是一种使用所述本发明所涉及的光学
式外观检查装置而构成的光学式外观检查系统，进一步具备：检查对象物移动设备，其将检
查对象物载置并运送；移送检测设备，其检测检查对象物通过该检查对象物移动设备的移
动速度或移动距离。这种光学式外观检查系统可以是：基于移送检测设备所获取的移动速
度或移动量而与所计算的拍摄位置相关联的方式获取所述处理设备所获取的拍摄图像。
作为所涉及的检查对象移送设备，可以列举传送带、机械手等。另外，作为移送检
测设备，可以列举旋转编码器、直线式编码器等。然后，在获取由移送检测设备所获取移送
速度或移动距离而发出的信号的时刻，构成光学式外观检查装置的拍摄设备拍摄出图像，
并可以将该拍摄图像中各行列的图像(线状图像)与拍摄位置相关联。其结果是，抑制了检
查对象物移动设备中因检查对象物移动速度的变动而导致的拍摄分解能的不规则，同时，
当从所获取的多个线状图像中展开面图像时，可以修正其位置。
然后，在上述光学式外观检查系统中，所述检查对象物移动设备可以具备保持设
备，其将以载置状态运送的检查对象物吸引或是推压。检查对象物是板状或片状时，则是为
了与拍摄设备之间保持一定的距离。所涉及的保持设备，其结构具体可以是：向检查对象物
吹送下流式空气，将该检查对象物挤压在检查对象物移动设备上，或者在检查对象物移动
设备上的载置检查对象物的面上开设细小的开口，通过该开口来吸引检查对象物的载置
面。所涉及的保持设备，至少在通过拍摄设备进行拍摄时，使得检查对象物紧靠在检查对象
物移动设备上即可。
而且，在本发明所涉及的光学式外观检查系统中，还可以构成为能够对检查对象
物的厚度进行检查。即，在所述检查对象物移动设备的检查对象物的移动路径上，还可以设
置用于检测所述检查对象物的厚度的厚度检测设备。然后，所述处理装置优选为在该厚度
检测设备的检测值基础上，检测出厚度不良的情况。
作为所涉及的厚度检测设备，可以采用反射型的激光变位计，从该厚度检测设备
的检测结果中，可以检查出检查对象物的厚度不良情况。而且，从该厚度检测设备的检测结
果中，可以获取检查对象物的厚度，也可以在此基础上调整处理设备解析的图像数据的行
列位置(拍摄设备中获取的位置)。
并且，上述处理设备还可以控制构成本发明中光学式外观检查装置的各个机器的
动作等，例如可以控制拍摄设备的位置、照明设备的位置或亮度，检查设备解析的多个行列
的图像数据的获取位置等。并且，该处理设备在所获取或加工图像的基础上，可以判断有无
外观上的缺陷。在进行所涉及的判断时，特定出图像中有色调、明度、辉度等有不同的区域，
进一步地可以通过像素数等特定的方式判断该区域的大小。其结果是，基于该处理设备的
判断结果，可以自动地特定外观上存在缺陷的检查对象物。
然后，可通过本发明所涉及的光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观
检查系统进行外观检查的检查对象物并没有特殊局限，可以是农作物、水产物，或者这一类
加工品等的食品、树脂板、玻璃板、金属板、电子零件·制品、光学零件·制品等的各种工业
制品。但是，该检查对象物优选为在外观上凹凸较少的形状，例如板状体、筒状体，可以更加
准确地检查外观的缺陷。而且，检查对象物可以透明，也可以不透明。
发明效果
根据上述本发明所涉及的光学式外观检查装置，由于可以通过1个拍摄设备，同时
获取多个行列的图像数据，因此，减少了使用的拍摄设备台数，或者可以减少该拍摄设备的
设置台数，由此，可以提供装置本身小型化的光学式外观检查装置，以及使用该装置的光学
式外观检查系统。
另外，在获取进行外观检查时所需的多个图像数据时，不需要移动拍摄设备或照
明设备，因此，无需移动这些光学机器等的动作时间，可以在短时间内进行各种类型的检
查，实现了这种光学式外观检查装置以及使用该装置的光学式外观检查系统。尤其，作为拍
摄设备，在使用了采用像CMOS图像传感器那样能够在任意行列上进行拍摄的图像传感器的
相机时，可以通过提升图像处理速度，来进一步缩短检查时间。
而且，检查对象物的尺寸、高度或厚度多种多样时，在本发明所涉及的光学式外观
检查装置中，仅选择获取解析的图像数据的行列，无需每次都调整拍摄设备、照明设备的设
置位置、角度。由此，实现了这种光学式外观检查装置，以及使用该装置的光学式外观检查
系统，即便是检查尺寸、高度或厚度不同的检查对象物，不再像之前那样繁琐，消除了改变
相机、照明或检查对象物的高度、角度的必要性，就可以对检查对象物的外观进行检查。
然后，在本发明所涉及的光学式外观检查装置中，在拍摄设备上进行1次扫描，即
可获取外观检查所需的多个图像，所以，实现了这种光学式外观检查装置，以及使用该装置
的光学式外观检查系统，仅通过1次拍摄，就可以检查出检查对象物外观上出现的各种类型
缺陷。
附图说明
图1表示使用本实施方式所涉及的光学式外观检查装置而构成的光学式外观检查
系统的整体构成图。
图2说明光学式外观检查装置的处理内容，(A)表示外观检查站的斜视图、(B)表示
针对检查对象物的光照射情况与读取位置的重要部位扩大平面图、(C)表示在处理装置中
用于解析的图像数据的平面图。
图3说明可以检查的各种缺陷，(A)表示在检查对象物上所设置的缺陷样本的状态
的重要部位扩大图、(B)表示透过光所照射区域内，缺陷的显示方式的正面省略图、(C)表示
透过光所照射区域轮廓内，缺陷的显示方式的正面省略图、(D)表示透过光非照射的、轮廓
区域附近区域内，缺陷的显示方式的正面省略图。
图4表示其他实施方式中的光学式外观检查装置，(A)该光学式外观检查装置的重
要部位扩大斜视图、(B)表示从所拍摄的图像中提取多个行列的线状图像，其处理内容的概
念图、(C)表示从线状图像所合成的、成为解析对象的图像数据的平面图。
图5说明检查对象物为不透明时的缺陷的显示方式，(A)表示在检查对象物上所设
置的缺陷样本的状态的重要部位扩大图、(B)表示光照射的区域中缺陷的显示方式的正面
省略图、(C)表示光照射区域的轮廓中缺陷的显示方式的正面省略图、(D)表示光非照射的、
轮廓区域的附近区域中缺陷的显示方式的正面省略图。
图6表示检查对象物为圆柱状时的检查方法的斜视图。
图7表示检查对象物在宽度方向上较长时的检查方法的斜视图。
图8表示光学式外观检查装置使用的拍摄设备的形成原理的省略图。
图9表示拍摄设备的图像数据的形成原理的省略图。
具体实施方式
以下将参照附图来对本发明所涉及的光学式外观检查装置的几种实施方式进行
说明。尤其，在以下的实施方式中，具体显示了用于检查工业产品(包括零件)的外观的光学
式外观检查装置50，但检查对象物W并不局限于此，还可以将各种物品作为对象。
图1是表示使用了本实施方式所涉及的光学式外观检查装置50而构成的光学式外
观检查系统60的整体构成图。尤其，在本实施方式中，检查的检查对象物W形成为板状且透
明的物品，作为一个例子，这种结构适于检查导光板。
如图1所示，该实施方式所示的光学式外观检查系统60包括：接收站10，接收作为
检查对象物W的导光板；外观检查站20，设有所述光学式外观检查装置50，对检查对象物W的
外观进行检查；厚度检查站30，对检查对象物W的厚度进行检查；运出站40，将完成检查的检
查对象物W送出。
就上述接收站10而言，接收作为该光学式外观检查系统60检查对象物W的工件。在
本实施方式中，检查对象物W是薄板状的导光板，因此，容易发生反曲、浮凸，为了避免这种
反曲、浮凸等对后续的外观检查站20以及厚度检查站30进行的检查带去不良影响，检查对
象物W优选通过保持设备(未图示)，紧靠在检查对象物移动设备11上。所涉及的保持设备可
通过以下结构来实现：将检查对象物W吸引到检查对象物移动设备一侧的结构；或者针对检
查对象物W从上方吹风从而将其压靠在检查对象物移动设备11上的结构。然后，传递至该接
收站10的检查对象物W，在通过保持设备而保持的状态下，在后续的外观检查站20、厚度检
查站30上进行水平移动，到达运出站40。并且，该保持设备的结构也可以是：仅在外观检查
站20以及厚度检查站30等实际进行检查的区域、进一步为仅在进行检查时，才保持检查对
象物W。
而且，作为用于将检查对象物W移送至各站的检查对象物移动设备11，可以使用各
种传送带等。尤其，本实施方式中的检查对象物W为透明物品，使用的照明设备52为透过照
明，因此，运送检查对象物W的检查对象物移动设备11可以设置为后述外观检查站20上设置
的拍摄设备51与照明设备52之间通过。
而且，如前所述的检查对象物W为透明物品，拍摄设备51的结构为拍摄透过了检查
对象物W的透过光，因此，所述检查对象物移动设备11以及检查对象物W的保持设备，优选构
成为不会遮挡拍摄设备51与照明设备52之间。这是为了能够拍摄到透明的检查对象物W的
整体。具体而言，所述检查对象物移动设备11其结构可以由不对拍摄造成影响的透明材料
形成，或者是保持在检查对象物W的侧面等不对拍摄造成影响的场所并进行运送，而且，检
查对象物W的保持结构的构成可以是由不对拍摄造成影响的透明材料来形成，或是通过空
气的气流来保持检查对象物W。
在所述外观检查站20中，对检查对象物W的外观进行检查。作为设置在该外观检查
站20上的光学式外观检查装置50的主要构成要素包括：透过照明，其作为照明设备52以照
射透过检查对象物W的光；相机，其作为拍摄照明设备52照射光所照射的检查对象物W的拍
摄设备51，且使用CMOS图像传感器；控制装置，其作为处理设备53，获取拍摄设备51所拍摄
的拍摄图像，并基于光的强度不同的多个行列的图像数据判断检查对象物W外观上有无缺
陷。
尤其，本实施方式中的检查对象物W为透明制品，所使用的照明设备52为透过照
明，所以，拍摄设备51与照明设备52对向设置，优选为该拍摄设备51其拍摄方向与所述照明
设备52的照射方向正对设置。
作为所述照明设备52使用的透过照明，通过向检查对象物W上照射光，可以强调其
缺陷。所涉及的照明设备52，为了确保在长时间·长期间内稳定运用的照射功能，优选采用
LED光源，基于多个行的图像数据来判断外观上的缺陷，所以，优选使用线性照明。而且，该
照明设备52也可以根据检查对象物W的材质、颜色等，任意调整所照射的光的波长。如果检
查对象物W为红色，则可以照射红色波长区域的光；如果检查对象物W为绿色，则可以照射绿
色波长区域的光。并且，如果检查对象物W由像金属等那样高反射率的材料形成，或是由透
明材料形成时，则优选照射蓝色波长区域的光。因为蓝色波长区域的光波长较短，反射光、
透过光容易散射。
所涉及的照明设备52，为了明确照射通过检查对象物移动设备11运送的检查对象
物W，优选设置在运送设备附近。但是，为了调整该照明设备52所照射区域的轮廓宽度，或是
为了调整照射区域的辉度，也可以将该照明设备52设置为能够任意调整与所述检查对象物
移动设备11之间的间隔。
而且，作为拍摄设备51使用的相机，具备CMOS图像传感器作为拍摄元件，还具备在
纵向与横向上所配置的多个光电二极管的面状的拍摄元件。例如，可以使用横向(相对扫描
方向的宽度方向)2048像素、纵向(扫描方向)2048像素的拍摄元件。在具备了这种图像传感
器的拍摄设备51上，如果横向视野为200mm时，纵向的视野也是200mm，所以，在该纵向视野
内，如果指定了多个用于拍摄的光电二极管列，可通过使该拍摄设备51扫描，获取多个行列
的图像数据。而且，在该纵向视野内，如果改变用于拍摄的光电二极管列的位置(行列)，可
以像使用了多个线性传感器那样使其运作，而且，还可以根据画角的打开角度，来进行犹如
改变角度的动作。
然后，作为处理设备53使用的控制装置，获取拍摄设备51所拍摄的拍摄图像，并分
别解析多个行列的图像数据，来判断外观上有无缺陷。用于该解析的图像数据，除了可以原
样使用拍摄设备51所拍摄的拍摄图像，还可以将该拍摄图像与各个多个行列结合在一起并
展开成面图像。由此，该处理设备53在解析图像数据的同时，还包括了CPU(Central
Processing Unit)以及存储器等结构，用于根据需要进行图像处理时所需的数值计算、信
息处理。作为所涉及的处理装置，可以使用计算机，也可以是一种为了进行图像处理以及解
析·判断外观上缺陷所需的数值计算、信息处理而设计的装置。然后，该处理设备53，在所
述拍摄元件中，还可以控制由拍摄设备51扫描方向上并排的哪一个光电二极管列来进行拍
摄。
而且，为了将从拍摄设备51中获取的拍摄图像与检查对象物W的拍摄位置相关联，
优选设置移动检测设备54，来检测所述检查对象物移动设备11中检查对象物W的水平移动
距离、移动速度。作为所涉及的移送检测设备54可以使用旋转编码器、线性编码器。然后，该
移送检测设备54可以设置在检查对象物W运送路径中的任何场所，为了准确检测检查对象
物W的水平移动距离、速度，优选设置在该外观检查站20，尤其优选设置在拍摄设备51的拍
摄区域的附近。然后，通过将该移送检测设备54发出的检测信号传送至处理设备53中，能够
抑制检查对象物移动设备11中检查对象物W移动速度的变动导致的拍摄分解能不规则，同
时，可以在将拍摄设备51中获取的图像，展开成用于解析的图像数据(面图像)时，修正其位
置。
然后，在厚度检查站30中，对检查对象物W的厚度是否在既定的范围内进行检查。
即，在该厚度检查站30中，通过由反射型激光变位计构成的厚度检测设备31来检测由检查
对象物移动设备11运送来的检查对象物W的厚度。将该检测结果传送至所述处理设备53，可
以在该处理设备53中检测出检查对象物W的厚度不良的情况。
并且，如图1所示的光学式外观检查系统60，尤其，检查对象物W为透明物品，其结
构为通过透过照明来获取拍摄图像。即，照明设备52将检查对象物W夹住设置在相反一侧。
在这一点上，假设检查对象物W不透明时，就无法通过透过照明来获取图像数据。由此，在检
查对象物W不透明时，如后述图4所示，采用反射照明，拍摄设备51可以通过拍摄照射在检查
对象部上的光的反射光，获取所述的图像数据。此时，照明设备52优选为从拍摄设备51的拍
摄方向向检查对象物W照射光，尤其优选从检查对象物W的垂直上方来照射光。
接下来，参照图2来说明所述外观检查站20中光学式外观检查装置50的处理内容。
图2(A)为表示外观检查站20的斜视图，图2(B)为表示针对检查对象物W光照射情况与读取
位置的重要部位扩大平面图，图2(C)为表示处理装置中，用于解析的图像数据的平面图。
首先，在该外观检查站20中，检查对象物W通过传送带等检查对象物移动设备11进
行运送，在该检查对象物移动设备11的下方设置了照明设备52。该照明设备52为线性照明，
在检查对象物W的整个宽度方向(相对移送方向交叉的方向)上照射光。该照明设备52的光
透过检查对象物W，由此，设置在检查对象物W上方的拍摄设备51可以拍摄检查对象物W的透
过光。然后，检查对象物W通过照明设备52与拍摄设备51之间。
如图2(B)所示，在通过透过光照射的区域内，在明亮区域A1与其轮廓区域A2、以及
透过光非照射的、轮廓区域附近区域的区域A3中，拍摄设备51获取延伸至检查对象物W宽度
方向(与扫描方向交叉的方向)的行列上所拍摄的图像数据。各个行列上的拍摄在运送检查
对象物W的过程中进行，并在每一次移动至少1次拍摄可获取的像素数时进行拍摄。该检查
对象物W的移送距离是通过所述旋转编码器等移送检测设备54进行检测。因此，在从移送检
测设备54处获取移动一定距离的信号的时刻，所述拍摄设备51就可以拍摄特定行列的图
像。
然后，如图2(B)所示的各个行列的拍摄，在按照检查对象物W的整体进行之后，将
检查对象每次移动时所拍摄的线状图像结合起来，展开成如图2(C)所示的面图像，形成了
图像数据D1～D3。即，在透过光照射的区域内，通过拍摄明亮区域A1的图像形成图像数据
D1；在透过光非照射的、轮廓区域附近区域的区域A2所拍摄的图像形成图像数据D2；在透过
光非照射的、轮廓区域的附近区域的区域A3所拍摄的图像形成图像数据D3。所涉及的图像
数据的形成可以是：在拍摄设备51每次进行拍摄时，处理装置获取线状的图像，将其展开为
面图像，除此之外还可以是将每次拍摄的线状图像数据记录在拍摄设备51中、待合成为面
图像之后再传送至处理设备53。由此所形成的各行列的各个面图像(图像数据)就是将检查
对象物W在不同光照射方向下的状态拍摄而形成的。因此，通过拍摄设备51进行1次扫描就
能够获取，而且，让光的照射角度不同，还可以获取与拍摄设备51扫描多次时相同的图像数
据。
接下来，参照图3来对通过使用光的照射情况不同的多个行列的图像数据来检查
各种缺陷的例子进行说明。图3(A)为表示在检查对象物W上设置缺陷样品的状态的重要部
位扩大图，图3(B)为表示在透过光照射的区域内，缺陷的显示方式的正面省略图，图3(C)为
表示在透过光照射的区域的轮廓内，缺陷的显示方式的正面省略图，图3(D)为表示在透过
光非照射的、轮廓区域的附近区域内，缺陷的显示方式的正面省略图。
在该例子中，检查对象物W为透明物品，在图3(B)～(D)中，表示了当光照射检查对
象物W时的透过光的显示方式。在检查对象物W上，作为样品，如图3(A)所示，从上往下依次
形成了存在于表面的瑕疵等瑕疵缺陷F1、表面或内部存在黑色异物的颜色缺陷F2、表面的
平缓凹凸所形成的凹凸缺陷F3。
形成如此缺陷的样品检查对象物W，如图3(B)所示，在背面照射光的区域A1，明显
出现了颜色缺陷F2，另一方面，并没有明显出现瑕疵缺陷F1或凹凸缺陷F3。另外如图3(C)所
示，在轮廓区域A2中，明显出现了凹凸缺陷F3，另一方面，并没有明显出现颜色缺陷F2或瑕
疵缺陷F1。再者如图3(D)所示，在光非照射的区域A3，明显出现了瑕疵缺陷F1，另一方面，并
没有明显出现颜色缺陷F2或凹凸缺陷F3。
如上所述，在与光照射区域的关系中，因为明显出现的缺陷种类有所不同，通过分
别解析所述多个行列的图像数据，使用通过1次扫描所获取的多个图像数据，可以检查各种
外观上的缺陷。
并且，在上述实施方式中，因为检查对象物W为透明制品，所以照明设备52使用透
过照明，当该检查对象物W不透明时，如以下图4所示，也可以将照明设备设置在拍摄设备51
一侧，拍摄设备52拍摄照射在检查对象物W上光的反射光。而且，在上述实施方式中，作为拍
摄设备51使用了采用CMOS图像传感器的相机，但是也可以使用采用通过面图像来拍摄制定
的区域的CCD图像传感器的相机，该情况下，进行如下图4所示的线状图像的提取等图像处
理。
图4表示其他实施方式中的光学式外观检查装置150，该光学式外观检查装置150
也可以设置在如所述图1所示的光学式外观检查系统60的外观检查站20上。该实施方式所
示的光学式外观检查装置150尤其使用采用了CCD图像传感器的相机作为拍摄设备151，而
且，照明设备152构成为用来拍摄反射光，而不是透过光。图4(A)为表示其他实施方式所涉
及的光学式外观检查装置150的重要部位扩大斜视图；图4(B)为表示从所拍摄的图像中，提
取多个行列的线状图像的处理内容的概念图；图4(C)为表示从线状图像中所合成的、成为
解析对象的图像数据的平面图。
在该实施方式中，也是通过传送带等检查对象物移动设备11运送检查对象物W。针
对运送来的检查对象物W，从设置其上方的照明设备152中照射光。然后，与照明设备152同
样设置在检查对象物W上方的拍摄设备151，拍摄至少包含光照射的照射范围、与该照射范
围邻近、光非照射的区域的检查对象物W的整个宽度方向从而拍摄图像。该拍摄到的图像，
与前述的实施方式相同，与旋转编码器等移送检测设备检测到的移送距离等相关联。
然后，从拍摄一定区域的图像中，如图4(B)所示，在任意设定的区域内，提取出线
状图像。即，从照明设备152照射的光所照射的区域A1、其轮廓区域A2与光非照射的、轮廓区
域附近区域A3的各自的行列中，提取出线状图像(L1～L3)。即，从光照射的区域A1中提取出
线状图像L1，从光照射区域A1的轮廓区域A2中提取出线状图像L2，从光非照射的、轮廓区域
的附近区域A3中提取出线状图像L3。
然后，将所提取的线状图像分别结合起来，分别合成如图4(C)所示的面图像构成
的图像数据。即，分别合成：将从光照射区域A1中提取的线状图像L1结合起来的图像数据
D11；将从光照射区域A1的轮廓区域A2中提取的线状图像L2结合起来的图像数据D12；将从
光非照射的、轮廓区域的附近区域A3中提取的线状图像L3结合起来的图像数据D13。然后，
针对该所合成的各个面图像(图像数据)，通过解析颜色以及/或者亮度的变化，可以判断检
查对象物W上有无各个外观上的缺陷。
接下来，参照图5说明检查对象物W不透明时的缺陷的显示方式。图5表示向检查对
象物W照射光时的反射光的显示方式，图5(A)为表示在检查对象物W上设置缺陷样本的状态
的重要部位扩大图，图5(B)为表示光照射区域内缺陷的显示方式的正面省略图，图5(C)为
表示光照射区域的轮廓内缺陷的显示方式的正面省略图，图5(D)为表示光非照射的、轮廓
区域的附近区域内缺陷的显示方式的正面省略图。
在该例子中，检查对象物W不透明，在图5(B)～(D)中，表示向检查对象物W照射光
时的反射光的显示方式。检查对象物W上形成：作为样品，如图5(A)所示，从上往下依次为表
面存在黑色异物等异物缺陷F11、贯穿孔等孔缺陷F12、表面存在瑕疵等的瑕疵缺陷F13。
在形成如此缺陷的样品检查对象物W中，如图5(B)所示，在表面照射光的区域A1
内，明显出现了孔缺陷F12，另一方面，没有明显出现异物缺陷F11或瑕疵缺陷F13。另外，如
图5(C)所示，在轮廓区域A2内，明显出现了异物缺陷F11，另一方面，没有明显出现孔缺陷
F12或瑕疵缺陷F13。然后，如图5(D)所示，在光非照射的区域A3内，明显出现了瑕疵缺陷
F13，另一方面，没有明显出现异物缺陷F11或孔缺陷F12。
如上所述，即使检查对象物为不透明，通过拍摄反射光，在与光照射区域之间的关
系中，明显出现的缺陷种类有所不同。因此，通过分别解析所述多个行列的图像数据，使用
通过1次扫描所获取的多个图像数据，就可以检查各种外观上的缺陷。
并且，在本实施方式中，就检查对象物W为不透明的情况进行了说明，但是，在透明
的情况下，如所述图2所示，可以使用照射透过照明的照明设备52。而且，如本实施方式所
示，即使是检查对象物W为不透明的情况下，如前所述，可以使用采用CMOS图像传感器的相
机作为拍摄设备51，在这种情况下，将各个行列所拍摄的图像展开为面图像，由此可以检查
缺陷。
图6为表示检查对象物W为圆柱状时的检查方法的斜视图。如该图所示，检查对象
为筒状，在检查其周面的外观时，通过轴转动检查对象物W，可以进行外观检查。尤其是当检
查对象物W具有曲面时，通过使用了采用CMOS图像传感器的相机作为拍摄设备51，就可以消
除曲面上图像变形的问题，从而更加准确地进行外观检查。但是，即便在该实施方式中，也
可以使用采用CCD图像传感器的相机作为拍摄设备。
图7为表示检查对象物W在宽度方向上较长时，即在移送方向的直行方向上较长时
的检查方法的斜视图。如该图所示，当检查对象较宽时，可以在宽度方向上并排使用多个拍
摄设备51。在这种情况下，也可以使用多台拍摄设备51。但是，在任一宽度方向的范围内，通
过任一拍摄设备51，获取多个行列的图像数据。在该图7中，拍摄设备51配置为一列，也可以
配置为交错状。但是，为了在宽度方向上的拍摄区域间不产生间隙且能够从后连接起来，需
要特定拍摄范围。但是，即便在该实施方式中，也可以使用采用CCD图像传感器的相机作为
拍摄设备。
根据如上结构的光学式外观检查装置，通过一个拍摄条件、一次拍摄，即可同时检
查出在检查对象物W的制造过程中产生的所有缺陷，而且，即便在检查对象物W为厚度不同
的制品的情况下，也无需对拍摄设备、照明设备等光学系做出物理性调整，即可获取检查所
需的图像数据，并解析·判断缺陷。
接下来，参照图8以及9对本实施方式所涉及的光学式外观检查装置可优选使用的
拍摄设备进行说明。所涉及的拍摄设备，如图8所示，其结构为：将在与扫描方向交叉的方向
上的多个光电二极管进行配列的光电极管列，以平行状态在扫描方向上排列多个。在图8
中，表示由A～D列构成的4列光电二极管列，各列由配列方向上并排的9个光电二极管构成。
通过像这样构成的拍摄设备来进行拍摄，可以拍摄到4列×9个、共计36像素的图像。
尤其，该实施方式所涉及的拍摄设备还包括图像处理部，通过该图像处理部，可以
执行缩小36像素的图像尺寸的处理。具体而言，针对并排在配列方向上的所有像素，执行从
扫描方向并列的像素中计算乃至提取出最大辉度、最小辉度、平均辉度等预设条件的辉度
的像素的处理。然后，生成该条件下计算乃至提取出的像素连接的1列的图像数据，并将该1
列的图像数据用于表面检查。图8表示了光电二极管的配列，将其看作各光电二极管所拍摄
的像素来看时，提取辉度最低的像素。在图8中，将光电二极管的配列作为像素配列来看时，
在A1～D1的像素下，提取辉度最低的B1像素，在相邻配列的A2～D2像素中，也提取辉度最低
的C2像素。然后，一直到A9～D9的像素，都执行这样的计算乃至提取处理，生成由B1、C2、A3、
B4、C5、D6、B7、C8、A9像素构成的1列的图像数据。其结果是可以将36像素的图像合成9像素
的图像数据，由此，减少了数据量，可以提高处理速度。另外，也可以在处理设备中执行所涉
及的像素的提取。
图9为表示从实际拍摄检查对象物的图像中，进行1列的图像数据计算乃至提取处
理的省略图。如图9(A)所示，拍摄检查对象物W，拍摄扫描方向上并列的10列像素形成的图
像。各列可以由配合光学元件的像素来构成。然后，如图9(B)所示，从该拍摄到的像素中，比
较扫描方向上并列的各列像素，如图9(C)所示，提取辉度最高的像素。在各列的像素配列方
向上实施该处理，通过将所提取的像素组合成1列，从而可以生成1列的图像数据。然后，因
为将在检查中使用该生成的1列的图像数据，可大幅度减少检查中使用的图像数据，提升处
理速度。
在使用了这种拍摄设备的检查装置中，通过将检查对象物的移送距离大致设定为
1次拍摄下所拍摄的像素列，由此可以提升检查速度。即，在图9中，通过每隔9像素分或10像
素分移送检查对象物来进行拍摄，可以加大每次拍摄的移送距离以检查大量的检查对象
物。
另一方面，如果检查对象物的移送距離比1次拍摄下所拍摄的像素列短时，无论针
对哪个区域，都可以获取到包含其周边在内广大范围内的相关图像。例如，如图9所示，在扫
描方向上并排10列光电二极管列的情况下，可以每隔1乃至5列移送来进行拍摄。然后，从该
拍摄像素中，提取符合目的的像素(预设条件的像素)，由此可以获取拍摄无遗漏且精度更
高的图像数据。由此，在该情况下，可以高精度地实施表面检查。
产业上的可利用性
上述发明所涉及的光学式外观检查装置，不仅可以用于工业制品，还可用于对原
材料、农作物、水产物或这一类加工品等各种物品，检查其外观上的缺陷。然后，检查对象物
W无论透明或不透明，都可以进行外观检查。
附图标记说明
10 接收站
11 检查对象物移动设备
20 外观检查站
30 检查站
31 检测设备
40 运出站
50，150 光学式外观检查装置
51，151 拍摄设备
52，152 照明设备
53 处理设备
54 移送检测设备
60 光学式外观检查系统
W 检查对象物
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种光学式外观检查装置用拍摄设备，其特征在于：
是一种用于光学式外观检查装置的拍摄设备，其边扫描边从所拍摄的检查对象物的图
像中判断有无外观上的缺陷；
包括：拍摄部，其在检查对象物扫描方向上所排列的多个行列上进行拍摄；
图像处理部，针对所述拍摄部所拍摄的各个多个行列，在与扫描方向直交的方向的各
个区域内比较颜色以及／或者亮度，基于所述比较提取出特定的行列区域，将其进行组合并
合成1个行列的图像数据。
2.一种光学式外观检查装置，其特征在于：
包括：根据权利要求1所述的拍摄设备，其拍摄所述检查对象物；
处理设备，其使用所述拍摄设备所拍摄的拍摄图像，解析・判断所述检查对象物有无外
观上的缺陷；
所述处理设备通过所述拍摄设备获取所述拍摄图像的同时，针对从照射在所述检查对
象物的光的强度不同的区域内分别选择多个行列的图像数据，解析颜色以及／或者明亮度
的变化，判断所述检查对象物上有无各种外观上的缺陷。
3.根据权利要求2所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
还包括：照明设备，其向所述检查对象物照射光；
所述处理设备解析的多个行列的图像数据是，从所述照明设备照射的区域内以及所述
照明设备照射区域外的各个区域中选择的。
4.根据权利要求2所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
还包括：照明设备，其向所述检查对象物照射光；
所述处理设备解析的多个行列的图像数据是，从所述照明设备照射光的区域的中心部
分即照射中心区域、所述照明设备照射光的区域的轮廓区域、以及在所述轮廓区域附近所
述照明设备光照射不到的非照射区域中至少2处以上的区域内选择的。
5.根据权利要求2所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
还包括：照明设备，其向所述检查对象物照射光；
所述处理设备解析的多个行列的图像数据是，从向所述检查对象物照射的光的辉度最
高的高辉度区域、该辉度发生剧烈变化的辉度变化区域、以及以比该辉度变化位置辉度更
低且该辉度变化较稳定的低辉度稳定区域中至少2处以上的区域内选择的。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
所述处理设备解析的图像数据是，通过使所述拍摄设备扫描，获取在多个行列上分别
拍摄到的多个线状图像，将其按照各自的行列进行结合并展开为多个面图像；
通过所述拍摄设备的1次扫描，获取所述处理设备的多个行列的图像数据。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
所述拍摄设备为在一定方向上扫描所述检查对象物的图像传感器相机；
所述处理设备解析的多个行列的图像数据为，在所述拍摄设备的扫描方向上不同的多
个位置上，结合延伸至与所述扫描方向交叉方向上进行线状拍摄的图像而展开的面图像。
8.根据权利要求2～8中任一项所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
所述拍摄部在从所述检查对象物上所照射的光的强度不同的区域中分别选择各个多
个行列上，在排列在所述检查对象物扫描方向上的多个行列上进行拍摄；
作为所述处理设备解析的多个行列的图像数据，使用分别由所述图像处理部所合成的
1个行列的多个图像数据。
9.根据权利要求2～8中任一项所述的光学式外观检查装置，其特征在于：
所述拍摄设备具备图像调整设备，其使每个照射所述检查对象物的光强度不同的区域
内具有不同的偏置值以及／或者增益值。
10.一种光学式外观检查系统，其特征在于：
采用权利要求2～9中任一项所述的光学式外观检查装置而构成的光学式外观检查系
统，
还具备：检查对象移动设备，其将所述检查对象物载置并运送；
移送检测设备，其检测所述检查对象物通过所述检查对象移动设备的移动速度或移动
距离；
所述处理设备所获取的拍摄图像与基于所述移送检测设备所获取的移动速度或移动
量而计算出的拍摄位置相关联。
11.根据权利要求10所述的光学式外观检查系统，其特征在于：
所述检查对象物移动设备包括保持设备，其吸引载置并运送的所述检查对象物或者推
压所述检查对象物；
在所述检查对象物移动设备的检查对象物的移动路径上，包括厚度检测设备，其用于
检测所述检查对象物的厚度；
所述处理设备基于所述厚度检测设备的检测值，检测厚度不良的情况。