JP2014089156A - 外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人の目で見た場合と同様の感度で画像処理による外観検査を可能にする外観検査方法を提供する。
【解決手段】照明装置２から照射される照明光の分光特性（Ａ）を測定する工程（ＳＴＥＰ−２０１）と、ワーク１０において反射する反射光の分光反射特性（Ｂ）を測定する工程（ＳＴＥＰ−２０２）と、分光特性（Ａ）の測定結果と分光反射特性（Ｂ）の測定結果から、照明反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−２０３）と、カメラ３の分光感度特性（Ｃ）の、人の目の分光感度特性（Ｄ）との差異（Ｃ／Ｄ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−２０４）と、差異（Ｃ／Ｄ）と分光特性（Ａ×Ｂ）の算出結果から、カメラ３による検出限界を超える光の波長域を算出し、カメラ３を調整する工程（ＳＴＥＰ−２０５）と、前記波長域の分光感度を高めたカメラ３によりワーク１０を撮影する工程（ＳＴＥＰ−２０６）と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像処理を用いた外観検査方法の技術に関する。

従来、カメラ等の画像撮影手段によって、検査対象物を撮影した画像データを取得し、この画像データを画像処理した結果に基づいて、当該検査対象物の表面における欠陥等（以下、表面欠陥と呼ぶ）の有無を検査する外観検査方法が種々活用されている。

しかしながら、このような画像処理による外観検査方法においては、人の目で目視した場合であれば検出できるような表面欠陥を見落としてしまう場合がある。
画像処理による外観検査方法において、このような表面欠陥の見落としが生じる理由の一つは、人の目の分光感度特性と、カメラが有する分光感度特性が異なっていることが挙げられる。

そこで従来、人の目による目視検査と同様の精度で画像検査を行うことを可能にする技術が種々検討されており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。

特許文献１に開示されている従来技術では、白色光照明と、所定の波長域の光と、を照射する照明手段を使用して、印刷物の表面に白色光および所定の波長域の光を照射することによって、カメラの分光感度特性を補い、人の目の感度（視感度）に類似した画像を取得して、画像に基づく外観検査を行う構成としている。

特開２０１０−８５３８８号公報

しかしながら、白色光の分光特性は複雑である（さまざまな波長成分を含んでいる）ため、特許文献１に開示された従来技術のように、所定の波長域の光を照射する照明手段を用いた場合であっても、人の目の感度をうまく再現しつつ、画像を取得することが困難であった。
このため従来は、人の目で見た場合と同様の感度で画像処理による外観検査を行うことが困難であった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、人の目で見た場合と同様の感度で画像処理による外観検査を可能にする外観検査方法を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対する前記撮影手段の分光感度を高めるように、前記撮影手段を調整する工程と、前記照明装置によって、前記検査対象物に照明光を照射しつつ、前記波長域の分光感度を高めた前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、を備えるものである。

請求項２においては、照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出する工程と、前記照明装置によって、前記検査対象物に照明光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、を備え、前記画像処理手段によって、前記画像データの画像処理をする工程において、前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める処理をするものである。

請求項３においては、照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光を発する、前記照明装置を補助する照明を選定する工程と、前記照明装置と該照明装置を補助する前記照明によって、前記検査対象物に光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、を備えるものである。

請求項４においては、さらに、算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対する前記撮影手段の分光感度を高めるように、前記撮影手段を調整する工程、を備え、前記照明装置と該照明装置を補助する前記照明によって、前記検査対象物に光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影する工程において、前記撮影手段の、前記波長域の分光感度を高めるものである。

請求項５においては、さらに、前記画像処理手段によって、前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める画像処理をする工程を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１〜請求項５においては、種々の波長成分を含む照明光に対するカメラの分光特性を、人の目の分光特性に精度よく一致させることができる。
これにより、画像処理による外観検査において、人の目による検出精度と同等の検出精度で表面欠陥を検出することが可能になり、画像処理による外観検査における表面欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る外観検査方法に用いる検査装置を示す模式図、（ａ）第一の実施形態に係る検査装置を示す模式図、（ｂ）第二の実施形態に係る検査装置を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法の流れを示すフロー図。 照明光の分光特性（Ａ）と検査対象物の表面における反射光の分光特性（Ｂ）、および照明光の検査対象物における反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を示す模式図。 カメラの分光感度特性（Ｃ）と人の目の分光感度特性（Ｄ）、およびカメラの分光感度特性の人の目の分光感度特性との差異（Ｃ／Ｄ）を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法における、補助照明の選定状況および検査対象物における反射光の分光特性の調整状況を示す模式図。 本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法の流れを示すフロー図。 本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法における、カメラの分光感度特性の調整状況および検査対象物における反射光の分光特性の調整状況を示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法の流れを示すフロー図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法について、説明をする。
まずここでは、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に使用する検査装置の構成について、図１を用いて説明をする。
図１（ａ）に示す検査装置１は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に用いる検査装置の一例であって、検査対象物たるワーク１０における表面欠陥の有無を検査するための装置であり、照明装置２、カメラ３、画像処理装置４等を備える構成としている。
また検査装置１は、照明装置２を補助するための照明である補助照明装置５を備える構成としている。

そして検査装置１は、照明装置２および補助照明装置５によって、ワーク１０の表面に照明光を照射しながら、ワーク１０の外観をカメラ３で撮影し、そして、カメラ３で撮影した画像データを画像処理装置４で画像処理した結果に基づいて、人の目による目視検査によらずにワーク１０における表面欠陥を検出することができる装置である。

次に、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法の一連の流れについて、図２〜図５を用いて説明をする。
本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法は、例えば、図１（ａ）に示す検査装置１によって実現することができる。

図２に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法では、外観検査を行う前の準備として、照明装置２によりワーク１０に照射する照明光の分光特性（以下、分光特性（Ａ）と呼ぶ）を測定し、知得しておく（ＳＴＥＰ−１０１）とともに、ワーク１０の表面における光の分光反射特性（以下、分光反射特性（Ｂ）と呼ぶ）を測定し、知得しておく（ＳＴＥＰ−１０２）。

分光特性（Ａ）の測定は、例えば、分光照度計を用いて行うことができ、その測定結果は、図３に示すように、光の波長と強度の相関としてグラフに表される。
また、分光反射特性（Ｂ）の測定は、例えば、分光測色計を用いて行うことができ、その測定結果は、図３に示すように、光の波長と反射率の相関としてグラフに表される。

次に、知得しておいた分光特性（Ａ）と分光反射特性（Ｂ）に基づいて、照明装置２による照明光がワーク１０の表面で反射したときのその反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出する（ＳＴＥＰ−１０３）。
そして、その反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）は、図３に示すように、光の波長と強度の相関としてグラフに表される。

また、図２に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法では、外観検査を行う前の準備として、カメラ３の分光感度特性（以下、分光感度特性（Ｃ）と呼ぶ）の、人の目の分光感度特性（以下、分光感度特性（Ｄ）と呼ぶ）との差異（Ｃ／Ｄ）を算出しておく（ＳＴＥＰ−１０４）。

分光感度特性（Ｃ）は、図４に示すように、ＲＧＢの色ごとの各波長における感度としてグラフに表され、また、分光感度特性（Ｄ）も、図４に示すように、色ごと（ＲＧＢごと）の、各波長における感度としてグラフに表される。
分光感度特性の差異（Ｃ／Ｄ）は、分光感度特性の比として表され、人の目の分光感度に対して、カメラの分光感度が劣る波長では、感度比が１未満の値となっている。

尚、外観検査を行う前の準備段階で、反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出するタイミングと、上記差異（Ｃ／Ｄ）を算出するタイミングは、いずれが先であってもよい。
また、本実施形態では、カメラ３として、カラーの画像を撮影できるものを採用した場合を例示するが、検査装置１（および後述する検査装置１１）を構成するカメラ３の構成をこれに限定するものではなく、検査装置１（および後述する検査装置１１）は、モノクロ画像を撮影するカメラを備える構成であってもよい。

次に、図２に示す如く、知得しておいた照明装置２による照明光のワーク１０の表面における反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）とカメラ３の分光感度特性における前記差異（Ｃ／Ｄ）に基づいて、追加すべき補助照明装置５の仕様を決定する（ＳＴＥＰ−１０５）。

分光特性が（Ａ×Ｂ）である光（反射光）を、前記差異が（Ｃ／Ｄ）であるカメラ３で撮影したとき、そのカメラ３によって検出できる光の分光特性は、（Ａ×Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）となり、図５に示すように、光の波長と強度の相関としてグラフに表される。
即ち、カメラ３によって検出できる光の分光特性（Ａ×Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）は、図３に示す、反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）と相違している。

例えば、図５に示すカメラ３で検出できる光の分光特性（Ａ×Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）において、光の強度が、反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）に比して低下している部位が生じているため、この部位を補うための補助照明装置５を追加する。
この追加する補助照明装置５の分光特性は、図５に示すような分光特性（ａ）であり、光の強度が不足する波長域を補うように、光源（補助照明装置５）の仕様を決定する。
補助照明装置５としては、例えば、前記光の強度が不足する波長域にピークを有する一定幅の波長の光を発光する光源を用いることができる。
尚、このような光源としては、ＬＥＤ照明を用いるのが好適である。

即ち、図１（ａ）に示すように、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に用いる検査装置では、照明装置２に補助照明装置５を追加する構成としている。

そして、照明装置２に補助照明装置５を追加して分光特性が（Ａ＋ａ）となっている光をワーク１０に照射した場合、その反射光の分光特性は、（Ａ＋ａ）×Ｂとなり、これを、分光感度特性（Ｃ）のカメラ３で撮影したときには、そのカメラ３で検出する光の分光特性が（Ａ＋ａ）×Ｂ×Ｃとなる。
そして、カメラ３で検出する光の分光特性が（Ａ＋ａ）×Ｂ×Ｃとなる状態で、カメラ３によりワーク１０を撮影して、画像データを取得する（ＳＴＥＰ−１０６）。

次に、照明装置２により照射する照明光のゲインおよび補助照明装置５により照射する照明光のゲインを調整しつつ（ＳＴＥＰ−１０７）、その時カメラ３で撮影されるワーク１０の画像品質を確認する（ＳＴＥＰ−１０８）。

そして、良好な画像品質が得られるまで、照明装置２により照射する照明光の強度および補助照明装置５により照射する補助照明光の強度の調整を繰り返して、良好な画像品質が得られた時点で、画像データの補正を完了する（ＳＴＥＰ−１０９）。

即ち、人の目であれば検出できるが、カメラ３にとっては検出し難い（即ち、カメラ３の検出限界を超える）波長の光を補う（強めに照射する）ことで、カメラ３の感度特性を人の目の感度特性に合わせてワーク１０の画像を撮影することが可能になり、これまで人の目では検出できるがカメラ３では検出することができなかったワーク１０の表面欠陥を、カメラ３で検出できるようになる。
これにより、カメラ３を用いたワーク１０の外観検査において、人の目による目視検査を行う場合と同等の検出精度を確保できるようになる。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法では、照明装置２によって、検査対象物たるワーク１０に対して照明光を照射しつつ、撮影手段たるカメラ３によって、ワーク１０を撮影して、ワーク１０の画像データを取得し、画像処理手段たる画像処理装置４によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、ワーク１０の外観を検査するものであって、照明装置２から照射される照明光の分光特性（Ａ）を測定する工程（ＳＴＥＰ−１０１）と、ワーク１０において反射する光である反射光の分光反射特性（Ｂ）を測定する工程（ＳＴＥＰ―１０２）と、分光特性（Ａ）の測定結果と分光反射特性（Ｂ）の測定結果から、照明光がワーク１０において反射した光である照明反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−１０３）と、カメラ３の分光感度特性（Ｃ）の、人の目の分光感度特性（Ｄ）との差異（Ｃ／Ｄ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−１０４）と、算出した差異（Ｃ／Ｄ）と分光特性（Ａ×Ｂ）の算出結果から、カメラ３による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光を発する、照明装置２を補助する照明である補助照明装置５を選定する工程（ＳＴＥＰ−１０５）と、照明装置２と補助照明装置５によって、ワーク１０に光を照射しつつ、カメラ３によって、ワーク１０を撮影し、画像データを取得する工程（ＳＴＥＰ−１０６）と、を備えるものである。

このような構成により、ワーク１０に対して、種々の波長成分を含む照明光を照射しつつ、カメラ３で撮影したときのカメラ３で検出する光の分光特性を、人の目の分光特性に精度よく一致させることができる。
そして、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法によれば、画像処理による外観検査において、人の目による検出精度と同等の検出精度で表面欠陥を検出することが可能になり、画像処理による外観検査における表面欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法について、説明をする。
ここではまず、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法に使用する検査装置の構成について、図１（ｂ）を用いて説明をする。
図１（ｂ）に示す検査装置１１は、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法に用いる検査装置の一例であって、検査対象物たるワーク１０における表面欠陥の有無を検査するための装置であり、照明装置２、カメラ３、画像処理装置４等を備える構成としている。
そして検査装置１１は、照明装置２を補助する照明装置（補助照明装置５に対応する設備）を有していない点で、検査装置１と異なっており、その他の構成は、共通している。

そして検査装置１１は、照明装置２によって、ワーク１０の表面に照明光を照射しながら、ワーク１０の外観をカメラ３で撮影し、そして、カメラ３で撮影した画像データを画像処理装置４で画像処理した結果に基づいて、人の目による目視検査によらずにワーク１０における表面欠陥を検出することができる装置である。

次に、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法の一連の流れについて、図６および図７を用いて説明をする。
本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法は、例えば、図１（ｂ）に示す検査装置１１によって実現することができる。

図６に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法における準備段階（即ち、（ＳＴＥＰ−２０１）〜（ＳＴＥＰ−２０４））において行う内容は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法における準備段階（即ち、（ＳＴＥＰ−１０１）〜（ＳＴＥＰ−１０４））において行う内容に対応し、共通している。
そして、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に比して、図６に示す（ＳＴＥＰ−２０５）以降の内容が相違しているので、以後の説明では、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法における（ＳＴＥＰ−２０５）以降の流れについて説明をする。

図６に示す如く、知得しておいた照明装置２による照明光のワーク１０の表面における反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）とカメラ３の分光感度特性における前記差異（Ｃ／Ｄ）に基づいて、カメラ３の分光感度特性を調整する（ＳＴＥＰ−２０５）。

より詳しくは、図７に示す如く、カメラ３におけるホワイトバランスの調整機能等を用いて分光感度特性（Ｃ）を調整し、前記差異（Ｃ／Ｄ）における感度比が各波長において「１」に近づくようにする。
このときのカメラ３の分光感度特性を分光感度特性（ｃ）と規定する。

分光特性が（Ａ×Ｂ）である光（反射光）を、分光感度特性を（ｃ）に調整したカメラ３で撮影したとき、そのカメラ３によって検出できる光の分光特性は、（Ａ×Ｂ×ｃ）となり、分光特性が（Ａ×Ｂ）である反射光を、人の目で見た場合の分光特性に一致させることができる。
そして、カメラ３で検出する光の分光特性が（Ａ×Ｂ×ｃ）となる状態で、カメラ３によりワーク１０を撮影して、画像データを取得する（ＳＴＥＰ−２０６）。

即ち、図１（ｂ）に示すように、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法に用いる検査装置１１では、補助照明装置を追加しなくてもよい構成であるため、より簡易な構成の検査装置１１によって、画像処理に基づく外観検査を実現することができる。

次に、照明装置２により照射する照明光のゲインおよびカメラ３の分光感度特性のゲインを調整しつつ（ＳＴＥＰ−２０７）、その時カメラ３で撮影されるワーク１０の画像品質を確認する（ＳＴＥＰ−２０８）。

そして、良好な画像品質が得られるまで、照明装置２により照射する照明光のゲインおよびカメラ３の分光感度特性のゲインの調整を繰り返して、良好な画像品質が得られた時点で、画像データの補正を完了する（ＳＴＥＰ−２０９）。

これにより、カメラ３の感度特性を人の目の感度特性に合わせてワーク１０の画像を撮影することが可能になり、これまで人の目では検出できるがカメラ３では検出することができなかったワーク１０の表面欠陥を、カメラ３で検出できるようになる。
これにより、カメラ３を用いたワーク１０の外観検査において、人の目による目視検査を行う場合と同等の検出精度を確保できるようになる。

即ち、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法では、照明装置２によって、検査対象物たるワーク１０に対して照明光を照射しつつ、撮影手段たるカメラ３によって、ワーク１０を撮影して、ワーク１０の画像データを取得し、画像処理手段たる画像処理装置４によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、ワーク１０の外観を検査するものであって、照明装置２から照射される照明光の分光特性（Ａ）を測定する工程（ＳＴＥＰ−２０１）と、ワーク１０において反射する光である反射光の分光反射特性（Ｂ）を測定する工程（ＳＴＥＰ―２０２）と、分光特性（Ａ）の測定結果と分光反射特性（Ｂ）の測定結果から、照明光がワーク１０において反射した光である照明反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−２０３）と、カメラ３の分光感度特性（Ｃ）の、人の目の分光感度特性（Ｄ）との差異（Ｃ／Ｄ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−２０４）と、算出した差異（Ｃ／Ｄ）と分光特性（Ａ×Ｂ）の算出結果から、カメラ３による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対するカメラ３の分光感度を高めるように、カメラ３を調整する工程（ＳＴＥＰ−２０５）と、照明装置２によって、ワーク１０に照明光を照射しつつ、前記波長域の分光感度を高めた（即ち、分光感度特性を（ｃ）とした）カメラ３によって、ワーク１０を撮影し、画像データを取得する工程（ＳＴＥＰ−２０６）と、を備えるものである。

このような構成により、ワーク１０に対して、種々の波長成分を含む照明光を照射しつつ、カメラ３で撮影したときのカメラ３で検出する光の分光特性を、人の目の分光特性に精度よく一致させることができる。
そして、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法によれば、画像処理による外観検査において、人の目による検出精度と同等の検出精度で表面欠陥を検出することが可能になり、画像処理による外観検査における表面欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

次に、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法について、説明をする。
ここでは、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法の一連の流れについて、図８を用いて説明をする。
本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法は、例えば、図１（ｂ）に示す検査装置１１によって実現することができる。

図８に示す如く、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法における準備段階（即ち、（ＳＴＥＰ−３０１）〜（ＳＴＥＰ−３０４））において行う内容は、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法における準備段階（即ち、（ＳＴＥＰ−２０１）〜（ＳＴＥＰ−２０４））において行う内容に対応し、共通している。
そして、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法は、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法に比して、図８に示す（ＳＴＥＰ−３０５）以降の内容が相違しているので、以後の説明では、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法における（ＳＴＥＰ−３０５）以降の流れについて説明をする。

図８に示す如く、知得しておいた照明装置２による照明光のワーク１０の表面における反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）とカメラ３の分光感度特性における前記差異（Ｃ／Ｄ）に基づいて、画像処理を行うべき波長域を決定する（ＳＴＥＰ−３０５）。

分光特性が（Ａ×Ｂ）である光（反射光）を、前記差異が（Ｃ／Ｄ）であるカメラ３で撮影したとき、そのカメラ３によって検出できる光の分光特性は、（Ａ×Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）となり、図５に示すように、光の波長と強度の相関としてグラフに表される。

分光特性が（Ａ×Ｂ）である光（反射光）を、分光感度特性が（Ｃ）であるカメラ３で撮影するとき、カメラ３で検出する光の分光特性が（Ａ×Ｂ×Ｃ）となっている。そしてカメラ３によって検出できる光の分光特性が（Ａ×Ｂ×Ｃ）となっている状態で、カメラ３により、ワーク１０を撮影して、画像データを取得する（ＳＴＥＰ−３０６）。

そして、カメラ３によって撮影した、光の分光特性が（Ａ×Ｂ×Ｃ）である画像を画像処理装置４で画像処理して、光の強度が不足する波長に対応する部位（具体的には、対応する画素）の輝度値を調整し、光の強度不足を補う（ＳＴＥＰ−３０７）。

即ち、図１（ｂ）に示すように、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法では、本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法と同様に、補助照明装置を追加しなくてもよいため、より簡易な構成の検査装置１１によって、画像処理に基づく外観検査を実現することができる。

次に、照明装置２により照射する照明光のゲインおよび各画素における輝度値を調整しつつ（ＳＴＥＰ−３０７）、その時カメラ３で撮影されるワーク１０の画像品質を確認する（ＳＴＥＰ−３０８）。

そして、良好な画像品質が得られるまで、照明装置２により照射する照明光の各画素における輝度値の調整を繰り返して、良好な画像品質が得られた時点で、画像データの補正を完了する（ＳＴＥＰ−３０９）。

これにより、人の目の感度特性に合わせてワーク１０の画像を撮影することが可能になり、これまで人の目では検出できるがカメラ３では検出することができなかったワーク１０の表面欠陥を、カメラ３で検出できるようになる。
これにより、カメラ３を用いたワーク１０の外観検査において、人の目による目視検査を行う場合と同等の検出精度を確保できるようになる。

即ち、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法では、照明装置２によって、検査対象物たるワーク１０に対して照明光を照射しつつ、撮影手段たるカメラ３によって、ワーク１０を撮影して、ワーク１０の画像データを取得し、画像処理手段たる画像処理装置４によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、ワーク１０の外観を検査するものであって、照明装置２から照射される照明光の分光特性（Ａ）を測定する工程（ＳＴＥＰ−３０１）と、ワーク１０において反射する光である反射光の分光反射特性（Ｂ）を測定する工程（ＳＴＥＰ―３０２）と、分光特性（Ａ）の測定結果と分光反射特性（Ｂ）の測定結果から、照明光がワーク１０において反射した光である照明反射光の分光特性（Ａ×Ｂ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−３０３）と、カメラ３の分光感度特性（Ｃ）の、人の目の分光感度特性（Ｄ）との差異（Ｃ／Ｄ）を算出する工程（ＳＴＥＰ−３０４）と、算出した差異（Ｃ／Ｄ）と分光特性（Ａ×Ｂ）の算出結果から、カメラ３による検出限界を超える光の波長域を特定する工程（ＳＴＥＰ−３０５）と、照明装置２によって、ワーク１０に照明光を照射しつつ、カメラ３によって、ワーク１０を撮影し、画像データを取得する工程（ＳＴＥＰ−３０６）と、を備え、画像処理装置４によって、画像データの画像処理する工程（ＳＴＥＰ−３０７）において、画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める処理をするものである。

このような構成により、ワーク１０に対して、種々の波長成分を含む照明光を照射しつつ、カメラ３で撮影したときのカメラ３で検出する光の分光特性を、人の目の分光特性に精度よく一致させることができる。
そして、本発明の第三の実施形態に係る外観検査方法によれば、画像処理による外観検査において、人の目による検出精度と同等の検出精度で表面欠陥を検出することが可能になり、画像処理による外観検査における表面欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

あるいは、本実施形態で説明をした第一から第三の各実施形態に係る外観検査方法は、適宜組み合わせることが可能である。
即ち、例えば、補助照明装置５を備える検査装置１を用いて、光の強度が不足する波長の光を、実際の照明で補いつつ、カメラの分光感度特性を調整したり、あるいは、撮影した画像の輝度値を画像処理で調整したりすることによって、より人の目の感度特性に近い条件でワーク１０の画像を取得することが可能になる。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法と第二の実施形態に係る外観検査方法を組み合わせた外観検査方法は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に追加して、さらに、算出した差異（Ｃ／Ｄ）と分光特性（Ａ×Ｂ）の算出結果から、カメラ３による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対するカメラ３の分光感度を高めるように、カメラ３を調整する（即ち、分光感度を（ｃ）に調整する工程（（ＳＴＥＰ−２０５）に相当）を備え、照明装置２と補助照明装置５によって、ワーク１０に光を照射しつつ、カメラ３によって、ワーク１０を撮影する工程（（ＳＴＥＰ−１０６）および（ＳＴＥＰ−２０６）に相当）において、カメラ３の、検出限界を超える光の波長域の分光感度を高める（即ち、分光感度特性を（ｃ）とする）ものである。

また、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法と第三の実施形態に係る外観検査方法を組み合わせた外観検査方法は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法に追加して、さらに、画像処理装置４によって前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める画像処理をする工程（（ＳＴＥＰ−３０６）に相当）を備えるものである。

さらに、本発明の第一から第三の各実施形態に係る外観検査方法を全て組み合わせた外観検査方法は、本発明の第一の実施形態に係る外観検査方法と本発明の第二の実施形態に係る外観検査方法を組み合わせた外観検査方法に追加して、さらに、画像処理装置４によって前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める画像処理をする工程（（ＳＴＥＰ−３０６）に相当）を備えるものである。

このように、第一〜第三の各実施形態に係る外観検査方法を適宜組み合わせることによっても、種々の波長成分を含む照明光に対するカメラの分光特性を、人の目の分光特性に精度よく一致させることができる。
そして、第一〜第三の各実施形態に係る外観検査方法を適宜組み合わせた外観検査方法によれば、画像処理による外観検査において、人の目による検出精度と同等の検出精度で表面欠陥を検出することが可能になり、画像処理による外観検査における表面欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

１ 検査装置（第一の実施形態）
２ 照明装置
３ カメラ
４ 画像処理装置
５ 補助照明装置
１０ ワーク
１１ 検査装置（第二の実施形態）

Claims (5)

1. 照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、
   撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、
   画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、
   前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、
   前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、
   前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、
   算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対する前記撮影手段の分光感度を高めるように、前記撮影手段を調整する工程と、
   前記照明装置によって、前記検査対象物に照明光を照射しつつ、前記波長域の分光感度を高めた前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする外観検査方法。
2. 照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、
   撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、
   画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、
   前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、
   前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、
   前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、
   算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出する工程と、
   前記照明装置によって、前記検査対象物に照明光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、
   を備え、
   前記画像処理手段によって、前記画像データの画像処理をする工程において、
   前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める処理をする、
   ことを特徴とする外観検査方法。
3. 照明装置によって、検査対象物に対して照明光を照射しつつ、
   撮影手段によって、前記検査対象物を撮影して、前記検査対象物の画像データを取得し、
   画像処理手段によって、取得した前記画像データを画像処理した結果に基づいて、前記検査対象物の外観を検査する外観検査方法であって、
   前記照明装置から照射される前記照明光の分光特性と、前記検査対象物において反射する光である反射光の分光反射特性と、を測定する工程と、
   前記照明光の分光特性の測定結果と前記反射光の分光反射特性の測定結果から、前記照明光が前記検査対象物において反射した光である照明反射光の分光特性を算出する工程と、
   前記撮影手段の分光感度特性の、人の目の分光感度特性との差異を算出する工程と、
   算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光を発する、前記照明装置を補助する照明を選定する工程と、
   前記照明装置と該照明装置を補助する前記照明によって、
   前記検査対象物に光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影し、前記画像データを取得する工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする外観検査方法。
4. さらに、
   算出した前記差異と前記照明反射光の分光特性の算出結果から、前記撮影手段による検出限界を超える光の波長域を算出し、該波長域の光に対する前記撮影手段の分光感度を高めるように、前記撮影手段を調整する工程、
   を備え、
   前記照明装置と該照明装置を補助する前記照明によって、前記検査対象物に光を照射しつつ、前記撮影手段によって、前記検査対象物を撮影する工程において、
   前記撮影手段の、前記波長域の分光感度を高める、
   ことを特徴とする請求項３に記載の外観検査方法。
5. さらに、
   前記画像処理手段によって、前記画像データのうち、前記波長域の光に対応する部位の輝度値を高める画像処理をする工程を備える、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の外観検査方法。

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