JP2016070732A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偽欠陥の検出を抑制して、欠陥を精度よく検出する。
【解決手段】撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域が欠陥領域として検出される。これにより、偽欠陥の検出を抑制して、欠陥を精度よく検出することができる。好ましい欠陥検出部６２では、ゆすらせ比較部６２３において撮像画像と参照画像との間の画素の値の差に基づいて欠陥候補領域が検出され、虚報低減処理部６２９において上記比を求める画素が、当該欠陥候補領域に含まれる画素に制限される。これにより、欠陥を効率よく検出することが可能となる。
【選択図】図９

Description

本発明は、対象物の表面の欠陥を検出する技術に関する。

従来より、立体的な対象物に光を照射して撮像し、撮像画像に基づいて対象物の外観を検査する装置が利用されている。例えば、特許文献１の外観検査装置では、電子回路基板上のドーム状半田の外観を検査する際に、ドーム状半田の左右両側から平行光が照射された状態で第１の画像が取得され、ドーム状半田の前後両側から平行光が照射された状態で第２の画像が取得される。そして、第１の画像データと第２の画像データとの差の絶対値である合成画像が求められ、合成画像上に帯状の陰が放射状に存在する場合、ドーム状半田へのチップ部品の搭載不良が検出される。

また、特許文献２の形状認識装置では、被検査物を撮像するカメラと、カメラを中心として回転する照明部とが設けられ、照明部の照明角度を変更しつつ被検査物の撮像が順次行われる。当該形状認識装置では、照明角度の変化に従って、被検査物上の突起（不良形状）の影が変化するため、突起の形状を推定することが可能となる。

一方、鍛造や鋳造により形成された金属部品（例えば自動車部品）では、ショットブラスト等による表面加工が行われており、その表面は、微小な凹凸が分布した梨地状の立体構造となっている。このような金属部品を対象物とする外観検査では、作業者の目視により、対象物表面の打痕や傷等の欠陥が検出される。

特開２００５−１７２３４号公報 特開２００９−１６２５７３号公報

ところで、作業者の目視による上記対象物の検査では、検査基準が定められていても、検査の精度は作業者間でばらついてしまう。また、人為的ミスにより、対象物における欠陥を見逃してしまう可能性がある。対象物の撮像画像に基づいて欠陥を検出する場合、梨地状の表面に入射する光が拡散反射（乱反射）するため、撮像画像における階調値のばらつき（濃淡の局所的な変化）が大きくなり、多くの偽欠陥が検出されてしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、偽欠陥の検出を抑制して、欠陥を精度よく検出することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、対象物の表面の欠陥を検出する検査装置であって、対象物を撮像することにより撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像画像に対応する参照画像を記憶する記憶部と、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出する、または、前記撮像画像と前記参照画像との差分画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域を検出する欠陥検出部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置であって、前記欠陥検出部が、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記比を求める画素を、前記第１欠陥候補領域に含まれる画素に制限する、または、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記差を求める画素を、前記第２欠陥候補領域に含まれる画素に制限する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の検査装置であって、前記第２欠陥候補領域が、前記撮像画像の画素の値が前記参照画像の対応する画素の値よりも低い欠陥候補領域と、高い欠陥候補領域とを区別して含む。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の検査装置であって、前記欠陥検出部が、前記撮像画像の各画素の値と、前記撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて第３欠陥候補領域を検出し、前記第１欠陥候補領域、前記第２欠陥候補領域および前記第３欠陥候補領域において重複する領域を、前記欠陥領域として検出する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の検査装置であって、前記対象物が表面に梨地状の領域を有する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の検査装置であって、前記対象物の表面における所定の対象領域に対して一の方向のみから光を照射する第１照明部と、前記対象領域に対して複数の方向から光を照射する第２照明部と、前記第１照明部からの光の照射により前記撮像部にて取得される第１撮像画像と前記第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いて前記欠陥検出部に第１欠陥領域を検出させ、前記第２照明部からの光の照射により前記撮像部にて取得される第２撮像画像と前記第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いて前記欠陥検出部に第２欠陥領域を検出させる検出制御部と、前記第１欠陥領域および前記第２欠陥領域において重複する領域を、更新された欠陥領域として特定する欠陥更新部とをさらに備える。

請求項７に記載の発明は、対象物の表面の欠陥を検出する検査方法であって、ａ）撮像部にて対象物を撮像することにより撮像画像を取得する工程と、ｂ）前記撮像画像に対応する参照画像が準備されており、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出する、または、前記撮像画像と前記参照画像との差分画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域を検出する工程とを備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の検査方法であって、前記ｂ）工程において、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記比を求める画素が、前記第１欠陥候補領域に含まれる画素に制限される、または、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記差を求める画素が、前記第２欠陥候補領域に含まれる画素に制限される。

請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の検査方法であって、前記第２欠陥候補領域が、前記撮像画像の画素の値が前記参照画像の対応する画素の値よりも低い欠陥候補領域と、高い欠陥候補領域とを区別して含む。

請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし９のいずれかに記載の検査方法であって、前記ｂ）工程において、前記撮像画像の各画素の値と、前記撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて第３欠陥候補領域が検出され、前記第１欠陥候補領域、前記第２欠陥候補領域および前記第３欠陥候補領域において重複する領域が、前記欠陥領域として検出される。

請求項１１に記載の発明は、請求項７ないし１０のいずれかに記載の検査方法であって、前記対象物が表面に梨地状の領域を有する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の検査方法であって、前記ａ）工程において、前記対象物の表面における所定の対象領域に対して一の方向のみから光を照射しつつ、前記撮像部にて第１撮像画像が取得され、前記ｂ）工程において、前記第１撮像画像と前記第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いて第１欠陥領域が検出され、前記検査方法が、前記対象領域に対して複数の方向から光を照射しつつ、前記撮像部にて第２撮像画像を取得する工程と、前記第２撮像画像と前記第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いて、前記ｂ）工程と同様の処理により第２欠陥領域を検出する工程と、前記第１欠陥領域および前記第２欠陥領域において重複する領域を、更新された欠陥領域として特定する工程とをさらに備える。

本発明によれば、偽欠陥の検出を抑制して、欠陥を精度よく検出することができる。

検査装置の構成を示す図である。 検査装置の本体を示す平面図である。 コンピュータが実現する機能構成を示すブロック図である。 対象物の検査の処理の流れを示す図である。 第１撮像画像を示す図である。 第１撮像画像を示す図である。 第１撮像画像を示す図である。 第２撮像画像を示す図である。 欠陥検出部の構成を示す図である。 欠陥を検出する処理の流れを示す図である。 差に基づく欠陥候補画像を示す図である。 自己比較に基づく欠陥候補画像を示す図である。 重複候補領域画像を示す図である。 欠陥領域画像を示す図である。 第１欠陥領域画像を示す図である。 欠陥更新部の構成を示す図である。 特定欠陥領域画像を示す図である。 検査装置の他の例を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る検査装置１の構成を示す図である。図２は、検査装置１の本体１１を示す平面図である。検査装置１は、表面に光沢を有する立体的な対象物９の外観を検査する装置である。対象物９は、例えば、鍛造や鋳造により形成された金属部品であり、その表面は微小な凹凸を有する梨地状である。対象物９は、例えば、自在継手に用いられる各種部品（円筒形のハブの軸や外輪、ヨーク等）である。

図１に示すように、検査装置１は、本体１１と、コンピュータ１２とを備える。本体１１は、ステージ２と、ステージ回動部２１と、撮像ユニット３と、光源ユニット４とを備える。対象物９はステージ２上に載置される。ステージ回動部２１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として対象物９をステージ２と共に所定の角度だけ回動する。中心軸Ｊ１は、ステージ２の中央を通過する。本体１１には、外部の光がステージ２上に到達することを防止する図示省略の遮光カバーが設けられ、ステージ２、撮像ユニット３および光源ユニット４は、遮光カバー内に設けられる。

図１および図２に示すように、撮像ユニット３は、１個の上方撮像部３１と、４個の斜方撮像部３２と、４個の側方撮像部３３とを備える。図２では、上方撮像部３１の図示を省略している（後述の上方光源部４１において同様）。上方撮像部３１は、ステージ２の上方にて中心軸Ｊ１上に配置される。上方撮像部３１によりステージ２上の対象物９を真上から撮像した画像が取得可能である。

図２に示すように、上側から下方を向いて本体１１を見た場合に（すなわち、本体１１を平面視した場合に）、４個の斜方撮像部３２はステージ２の周囲に配置される。４個の斜方撮像部３２は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に９０°の角度間隔（ピッチ）にて配列される。各斜方撮像部３２の撮像光軸Ｋ２と中心軸Ｊ１とを含む面において（図１参照）、撮像光軸Ｋ２と中心軸Ｊ１とがなす角度θ２は、およそ４５°である。各斜方撮像部３２によりステージ２上の対象物９を斜め上から撮像した画像が取得可能である。

本体１１を平面視した場合に、４個の側方撮像部３３も、４個の斜方撮像部３２と同様にステージ２の周囲に配置される。４個の側方撮像部３３は、周方向に９０°の角度間隔にて配列される。各側方撮像部３３の撮像光軸Ｋ３と中心軸Ｊ１とを含む面において、撮像光軸Ｋ３と中心軸Ｊ１とがなす角度θ３は、およそ９０°である。各側方撮像部３３によりステージ２上の対象物９を横から撮像した画像が取得可能である。上方撮像部３１、斜方撮像部３２および側方撮像部３３は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等を有し、多階調の画像が取得される。上方撮像部３１、斜方撮像部３２および側方撮像部３３は、図示省略の支持部により支持される。

光源ユニット４は、１個の上方光源部４１と、８個の斜方光源部４２と、８個の側方光源部４３とを備える。上方光源部４１は、中心軸Ｊ１を中心とするリング状に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が配列された光源部である。リング状の上方光源部４１は上方撮像部３１の周囲を囲むように、上方撮像部３１に固定される。上方光源部４１によりステージ２上の対象物９に対して真上から中心軸Ｊ１に平行な方向に沿って光が照射可能である。

本体１１を平面視した場合に、８個の斜方光源部４２はステージ２の周囲に配置される。８個の斜方光源部４２は、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各斜方光源部４２は、中心軸Ｊ１を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のＬＥＤが配列された光源部である。各斜方光源部４２の出射面の中央と対象物９（の中心）とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該斜方光源部４２の照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該照明軸と中心軸Ｊ１とがなす角度は、およそ４５°である。各斜方光源部４２では、ステージ２上の対象物９に対して斜め上から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置１では、８個の斜方光源部４２のうち４個の斜方光源部４２は４個の斜方撮像部３２にそれぞれ固定され、残りの４個の斜方光源部４２は、図示省略の支持部により支持される。

本体１１を平面視した場合に、８個の側方光源部４３はステージ２の周囲に配置される。８個の側方光源部４３は、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各側方光源部４３は、中心軸Ｊ１を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のＬＥＤが配列された光源部である。斜方光源部４２と同様に、各側方光源部４３の出射面の中央と対象物９とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該側方光源部４３の照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該照明軸と中心軸Ｊ１とがなす角度は、およそ９０°である。各側方光源部４３では、ステージ２上の対象物９に対して横から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置１では、８個の側方光源部４３のうち４個の側方光源部４３は４個の側方撮像部３３にそれぞれ固定され、残りの４個の側方光源部４３は、図示省略の支持部により支持される。

例えば、上方撮像部３１および上方光源部４１と対象物９との間の距離は、約５５ｃｍ（センチメートル）である。また、斜方撮像部３２および斜方光源部４２と対象物９との間の距離は約５０ｃｍであり、側方撮像部３３および側方光源部４３と対象物９との間の距離は約４０ｃｍである。上方光源部４１、斜方光源部４２および側方光源部４３では、ＬＥＤ以外の種類の光源が用いられてよい。

図３は、コンピュータ１２が実現する機能構成を示すブロック図である。図３では、本体１１の構成（ステージ回動部２１、撮像ユニット３および光源ユニット４）もブロックにて示している。コンピュータ１２は、制御部６０と、演算部６１と、記憶部６９とを備える。制御部６０は、検査装置１の全体制御を担う。演算部６１は、欠陥検出部６２と、欠陥更新部６３と、検出制御部６４とを備える。欠陥検出部６２は、撮像ユニット３にて取得される撮像画像に基づいて欠陥領域を検出する。検出制御部６４は、同じ領域を撮像した複数の撮像画像のそれぞれに対して欠陥検出部６２に欠陥領域を検出させる。欠陥更新部６３は、複数の撮像画像の欠陥領域から、最終的な欠陥領域をさらに特定する。記憶部６９は、各種画像データを記憶する。欠陥検出部６２、検出制御部６４および欠陥更新部６３の詳細については、後述する。

図４は、検査装置１による対象物９の検査の処理の流れを示す図である。まず、ステージ２上に検査対象の対象物９が載置される（ステップＳ１１）。ステージ２上には、例えば位置合わせ用の複数のピンが設けられており、対象物９の予め定められた部位を当該複数のピンに当接させることにより、ステージ２上の所定位置に対象物９が所定の向きにて配置される。続いて、制御部６０では、操作者による入力等に基づいて、ステージ２上の対象物９に対する撮像設定情報が取得される（ステップＳ１２）。ここで、撮像設定情報は、撮像ユニット３において使用する撮像部（以下、「選択撮像部」という。）と、当該選択撮像部による撮像画像の取得の際に光源ユニット４において点灯する光源部とを示す。

本処理例における撮像設定情報は、撮像ユニット３における４個の斜方撮像部３２を選択撮像部として使用することを示す。また、当該撮像設定情報は、選択撮像部である各斜方撮像部３２に対して、当該斜方撮像部３２と同じ位置の斜方光源部４２、当該斜方光源部４２に対して時計回りに隣接する２個の斜方光源部４２、および、反時計回りに隣接する２個の斜方光源部４２（以下、これらの斜方光源部４２を「特定光源部群」という。）のそれぞれを点灯する画像取得、並びに、特定光源部群の全てを点灯する画像取得を指示する。上側から下方を向いて本体１１を見た場合に、各斜方撮像部３２に対する特定光源部群に含まれる５個の斜方光源部４２の照明軸は、当該斜方撮像部３２の撮像光軸Ｋ２に対してそれぞれ−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°だけ傾斜する。すなわち、当該５個の斜方光源部４２は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において当該斜方撮像部３２に対してそれぞれ−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の角度位置に位置する。

対象物９に対する撮像設定情報が取得されると、それぞれが選択撮像部である複数の斜方撮像部３２のうち、一の斜方撮像部３２が注目撮像部として指定される（ステップＳ１３）。続いて、注目撮像部３２に対する特定光源部群のうち一の斜方光源部４２のみを点灯しつつ、注目撮像部３２にて撮像画像が取得される。このとき、対象物９の表面において注目撮像部３２におよそ対向する領域を「対象領域」として、対象領域に対して当該斜方光源部４２からその照明軸に沿って光が照射される。このように、対象領域に対して、特定光源部群に含まれる一の斜方光源部４２により一の方向のみから光を照射しつつ、注目撮像部３２により対象領域が撮像される。以下の説明では、一の光源部のみからの光の照射により注目撮像部にて取得される撮像画像を「第１撮像画像」と呼び、第１撮像画像の取得の際に対象領域に光を照射する光源部を「第１照明部」と呼ぶ。一の方向のみからの光の照射により取得される第１撮像画像では、対象領域の微小な凹凸による影が生じやすい。

検査装置１では、制御部６０の制御により、特定光源部群に含まれる複数の斜方光源部４２のそれぞれを第１照明部として順次用いることにより、注目撮像部３２において複数の第１撮像画像が取得される（ステップＳ１４）。既述のように、特定光源部群は、注目撮像部３２に対して−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の角度位置の斜方光源部４２を含む。注目撮像部に対してＮ°の角度位置の光源部を第１照明部として取得される第１撮像画像を「Ｎ°の照明による第１撮像画像」と呼ぶと、上記ステップＳ１４では、−９０°の照明による第１撮像画像、−４５°の照明による第１撮像画像、０°の照明による第１撮像画像、＋４５°の照明による第１撮像画像、および、＋９０°の照明による第１撮像画像が取得される。特定光源部群に含まれる複数の斜方光源部４２は、複数の第１撮像画像の取得に用いられる複数の第１照明部と捉えることが可能である。なお、特定光源部群に含まれる各斜方光源部４２は必ずしも対象領域の全体に光を照射する訳ではなく、例えば、−９０°の角度位置の斜方光源部４２は、対象領域のおよそ半分に光を照射する。第１照明部として用いられる光源部は、対象領域において光の照射が可能な領域の各位置に対して一の方向のみから光を照射すればよい。

続いて、注目撮像部３２に対する特定光源部群に含まれる全ての斜方光源部４２を点灯しつつ、注目撮像部３２にて撮像画像が取得される（ステップＳ１５）。このとき、注目撮像部３２に対して−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の角度位置の複数の斜方光源部４２から、照明軸に沿って対象領域に対して光が照射される。このように、対象領域に対して、複数の斜方光源部４２により互いに異なる複数の方向から光を照射しつつ、注目撮像部３２により対象領域が撮像される。以下の説明では、特定光源部群に含まれる全ての光源部からの光の照射により注目撮像部にて取得される撮像画像を「第２撮像画像」と呼び、第２撮像画像の取得の際に対象物９に光を照射する全ての光源部の集合を「第２照明部」と呼ぶ。

既述のように、特定光源部群に含まれる各斜方光源部４２が必ずしも対象領域の全体に光を照射する訳ではないが、第２照明部により対象領域の各位置には、少なくとも２個の斜方光源部４２から、すなわち、少なくとも２方向から光が照射される。本処理例では、対象領域の各位置には、少なくとも３個の斜方光源部から光が照射される。複数の方向からの光の照射により取得される第２撮像画像では、対象領域の微小な凹凸による影が生じにくい。検査装置１では、特定光源部群に含まれる複数の斜方光源部４２から出射される光の強度はほぼ同じである。また、第２撮像画像の取得の際における各斜方光源部４２からの光の強度は、第１撮像画像の取得の際における当該斜方光源部４２からの光の強度よりも小さい。

図５ないし図７は、第１撮像画像の一例を示す図である。図５は−９０°の照明による第１撮像画像を示し、図６は−４５°の照明による第１撮像画像を示し、図７は０°の照明による第１撮像画像を示す。図８は、第２撮像画像の一例を示す図である。既述のように、第２照明部からの光の照射、すなわち、−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の全ての照明により、第２撮像画像は取得される。図５ないし図８では、対象物９の背景を示す領域に平行斜線を付している。第１および第２撮像画像では、画素の値（階調値）が高いほど、当該画素が明るいこと示す。

ここで、撮像画像において対象領域における凹状または凸状の欠陥（例えば、梨地状の表面における微小な凹凸よりも十分に大きい凹状または凸状の欠陥）を示す欠陥領域では、通常、ある方向から照射される光により、周囲の領域に対する明るさの相違が大きくなる。また、欠陥の形状（凹みの角度等）によっては、他の方向から照射される光では、周囲の領域に対する欠陥領域の明るさの相違が僅かとなる。図５ないし図８の例では、−４５°の照明により欠陥領域が、周囲の領域に対して区別可能な明るさとなり、他の方向の照明では、欠陥領域が区別困難である。したがって、−４５°の照明による図６の第１撮像画像、および、−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の全ての照明による図８の第２撮像画像において、欠陥領域（後述の偽欠陥領域と区別するため、以下、「真欠陥領域」という。）が周囲の領域に対して区別可能な明るさとなる。図６の第１撮像画像および図８の第２撮像画像では、真欠陥領域７１を黒く塗りつぶしている。もちろん、他の真欠陥領域７１も他の第１撮像画像および第２撮像画像において存在し得る。

また、複数の第１撮像画像および第２撮像画像では、対象領域の梨地状の表面に起因して、周囲の領域に対して明るさが相違する領域が不規則に存在する。後述するように、撮像画像に基づく検査では、撮像画像が他の画像と比較され、比較結果では、撮像画像および当該他の画像における、このような領域（明るさが相違する領域）が偽欠陥領域として検出され得る。第２撮像画像では、第１撮像画像と照明の状態が異なるため、偽欠陥領域が生じる位置は第１撮像画像と必ずしも一致しない。特定光源部群に含まれる各斜方光源部４２の照明による複数の第１撮像画像、並びに、特定光源部群に含まれる全ての斜方光源部４２の照明による第２撮像画像は、図３の演算部６１の欠陥検出部６２に入力される。

一方、記憶部６９では、各第１撮像画像に対応する第１参照画像、および、第２撮像画像に対応する第２参照画像が予め記憶される。ここで、各第１撮像画像に対応する第１参照画像は、当該第１撮像画像と同様の条件にて取得され、かつ、欠陥を含まない対象領域を示す画像である。第１参照画像は、例えば、欠陥を含まない対象物に対して上記ステップＳ１４と同様の処理を行うことにより取得され、第１参照画像データ６９１として記憶部６９にて記憶される。各第１撮像画像に対して所定の処理を行うことにより、当該第１撮像画像に対応する第１参照画像が生成されてもよい。第２撮像画像に対応する第２参照画像も同様であり、第２参照画像データ６９２として記憶部６９にて記憶される。第１参照画像および第２参照画像は、欠陥検出部６２における処理にて利用される。

図９は、欠陥検出部６２の構成を示す図であり、図１０は、欠陥検出部６２が欠陥を検出する処理の流れを示す図である。欠陥検出部６２では、複数の第１撮像画像および第２撮像画像に対して同様の処理が行われるため、以下の説明では、複数の第１撮像画像および第２撮像画像のそれぞれを単に「撮像画像」と呼び、当該撮像画像に対応する第１または第２参照画像を単に「参照画像」と呼ぶ。

２つのフィルタ処理部６２１では、撮像画像および参照画像に対してメディアンフィルタやガウスフィルタ等のノイズを低減するフィルタ処理がそれぞれ行われ、フィルタ処理済みの撮像画像および参照画像は、プリアライメント部６２２に出力される。プリアライメント部６２２では、所定のパターンを利用したパターンマッチングにより、（フィルタ処理済みの）参照画像の撮像画像に対する相対的な位置および角度のずれ量が特定される。そして、両画像の間における位置および角度のずれ量だけ、参照画像を撮像画像に対して平行移動および回転することにより、参照画像の位置および角度が撮像画像に合わせられる（すなわち、プリアライメントが行われる。）。

ゆすらせ比較部６２３では、参照画像を、撮像画像に対するプリアライメント済みの位置から、２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の参照画像と撮像画像との差異を示す評価値（例えば、両画像が重なる領域における画素の値の差（絶対値）の和）が求められる。そして、評価値が最小となる位置における両画像の画素の値の差（絶対値）を示す画像が、所定の閾値にて二値化され、二値の欠陥候補画像が生成される。なお、差を示す画像に対して所定の処理を施した後に、当該画像が二値化されてもよい（以下同様）。このように、ゆすらせ比較部６２３では、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との差に基づいて、対象領域における欠陥候補の領域を示す欠陥候補画像（以下、「差に基づく欠陥候補画像」という。）が生成される（ステップＳ３１）。換言すると、対象領域における差に基づく欠陥候補領域が検出される。

図１１は、図８の第２撮像画像から導かれる、差に基づく欠陥候補画像を示す図である。図１１の差に基づく欠陥候補画像は、差に基づく欠陥候補領域７３を示す二値画像であり、差に基づく欠陥候補領域７３は、図８の真欠陥領域７１以外に、撮像画像または参照画像に起因する複数の偽欠陥領域を含む。

一方、プリアライメント部６２２から出力される撮像画像は、膨張処理部６２４、収縮処理部６２５および２つの比較部６２６にも入力される。膨張処理部６２４では、所定のサイズの最大値フィルタを撮像画像に対して作用させることにより、多階調の撮像画像において画素の値が比較的高い領域を実質的に膨張させる膨張処理が行われる。膨張処理により、画素の値が比較的低い領域が除去または低減される。膨張処理済みの撮像画像は、一方の比較部６２６に出力される。当該比較部６２６では、プリアライメント部６２２から入力される撮像画像と、膨張処理済みの撮像画像との間の画素の値の差（絶対値）を示す画像が生成される。当該画像は、所定の閾値にて二値化され、欠陥候補の領域を示す二値の画像（以下、「第１中間画像」という。）が生成される。

収縮処理部６２５では、所定のサイズの最小値フィルタを撮像画像に対して作用させることにより、多階調の撮像画像において画素の値が比較的高い領域を実質的に収縮させる収縮処理が行われる。収縮処理により、画素の値が比較的高い領域が除去または低減される。収縮処理済みの撮像画像は、他方の比較部６２６に出力される。当該比較部６２６では、プリアライメント部６２２から入力される撮像画像と、収縮処理済みの撮像画像との間の画素の値の差（絶対値）を示す画像が生成される。当該画像は、所定の閾値にて二値化され、欠陥候補の領域を示す二値の画像（以下、「第２中間画像」という。）が生成される。

論理和演算部６２７には、一方の比較部６２６から第１中間画像の各画素の値が入力され、他方の比較部６２６から当該画素と同じ位置である第２中間画像の画素の値が入力される。そして、第１中間画像の各画素の値と、第２中間画像の対応する画素の値との論理和が求められる。したがって、論理和演算部６２７では、第１中間画像と第２中間画像とを正確に重ねた場合に、第１中間画像および第２中間画像のいずれかの欠陥候補の領域に含まれる画素（の位置）に対して、欠陥候補領域を示す値が出力される。また、第１中間画像および第２中間画像のいずれの欠陥候補の領域にも含まれない画素に対して、非欠陥領域を示す値が出力される。このように、膨張処理部６２４、収縮処理部６２５、２つの比較部６２６および論理和演算部６２７が協働することにより、撮像画像の各画素の値と当該撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて、対象領域における欠陥候補の領域を示す欠陥候補画像（以下、「自己比較に基づく欠陥候補画像」という。）が生成される（ステップＳ３２）。換言すると、対象領域における自己比較に基づく欠陥候補領域が検出される。

図１２は、図８の第２撮像画像から導かれる自己比較に基づく欠陥候補画像を示す図である。図１２の自己比較に基づく欠陥候補画像は、自己比較に基づく欠陥候補領域７４を示す二値画像であり、自己比較に基づく欠陥候補領域７４は、図８の真欠陥領域７１以外に、撮像画像、もしくは、膨張処理済みの撮像画像または収縮処理済みの撮像画像に起因する複数の偽欠陥領域を含む。図１１の差に基づく欠陥候補領域７３と、図１２の自己比較に基づく欠陥候補領域７４との間では、互いに相違する部分が存在する。

論理積演算部６２８には、ゆすらせ比較部６２３から差に基づく欠陥候補画像の各画素の値が入力され、論理和演算部６２７から自己比較に基づく欠陥候補画像の対応する画素の値が入力される。そして、両画像における同じ位置の画素の値の論理積が求められ、虚報低減処理部６２９に出力される。したがって、論理積演算部６２８では、両画像を正確に重ねた場合に、差に基づく欠陥候補領域７３と自己比較に基づく欠陥候補領域７４とが重なる領域の画素に対して、重複した欠陥候補領域（以下、「重複候補領域」という。）を示す値が出力される。また、差に基づく欠陥候補領域７３と自己比較に基づく欠陥候補領域７４とが重ならない領域の画素に対して、非欠陥領域を示す値が出力される。このようにして、差に基づく欠陥候補領域７３、および、自己比較に基づく欠陥候補領域７４において重複する領域を、重複候補領域として示す重複候補領域画像が取得される（ステップＳ３３）。

図１３は、図１１の差に基づく欠陥候補画像、および、図１２の自己比較に基づく欠陥候補画像から導かれる重複候補領域画像を示す図である。図１３の重複候補領域画像が示す重複候補領域７５の面積は、図１１中の差に基づく欠陥候補領域７３の面積、および、図１２中の自己比較に基づく欠陥候補領域７４の面積のそれぞれよりも小さい。また、差に基づく欠陥候補画像、および、自己比較に基づく欠陥候補画像の双方にて存在する図８の真欠陥領域７１に対応する領域は、重複候補領域７５として検出される。

虚報低減処理部６２９では、重複候補領域７５に含まれる撮像画像の各画素の値を参照画像の対応する画素の値で割ることにより両画素の値の比（比の値）が求められる。そして、当該比の値が、１よりも小さい下限値および上限値を有する所定の第１判定範囲に含まれる場合には、当該画素（の位置）に対して暗欠陥領域を示す値が付与される。当該比の値が、１よりも大きい下限値および上限値を有する所定の第２判定範囲に含まれる場合には、当該画素に対して明欠陥領域を示す値が付与される。当該比の値が第１判定範囲および第２判定範囲のいずれにも含まれない画素、並びに、重複候補領域７５に含まれない画素には、非欠陥領域を示す値が付与される。このようにして、第１判定範囲に含まれる暗欠陥領域、および、第２判定範囲に含まれる明欠陥領域を示す三値画像が取得される。例えば、第１判定範囲Ｒ１は、（０．１＜Ｒ１＜０．８）であり、第２判定範囲Ｒ２は、（１．２＜Ｒ２＜２．５）である。第１判定範囲Ｒ１および第２判定範囲Ｒ２は適宜変更されてよい。

上記第１判定範囲および第２判定範囲は、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥候補領域を検出するための範囲である。したがって、虚報低減処理部６２９における上記処理は、撮像画像と参照画像との間の上記比に基づいて検出される欠陥候補領域と、重複候補領域７５とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出する処理と捉えることができる。

面積フィルタ部６２０では、当該三値画像において、暗欠陥領域を示す値を有するとともに、互いに連続する画素の集合が暗欠陥領域として特定され、当該暗欠陥領域の面積が所定の面積閾値未満である場合に、当該暗欠陥領域に含まれる画素の値が非欠陥領域を示す値に変更（修正）される。同様に、明欠陥領域を示す値を有するとともに、互いに連続する画素の集合が明欠陥領域として特定され、当該明欠陥領域の面積が所定の面積閾値未満である場合に、当該明欠陥領域に含まれる画素の値が非欠陥領域を示す値に変更される。面積閾値以上の面積を有する暗欠陥領域および明欠陥領域の画素の値はそのままである。これにより、面積フィルタ済みの欠陥領域を示す欠陥領域画像が、注目撮像部３２の対象領域に対して取得される（ステップＳ３４）。以下の処理では、欠陥領域画像は、明欠陥領域および暗欠陥領域を共に欠陥領域として示す二値画像として扱われ、各欠陥領域が、明欠陥領域または暗欠陥領域のいずれであるかを示す欠陥領域情報が別途作成されるものとする。

図１４は、図１３の重複候補領域画像から導かれる欠陥領域画像を示す図である。図１４の欠陥領域画像が示す欠陥領域７６の面積は、図１３中の重複候補領域７５の面積よりも小さい。実際には、真欠陥領域７１に対応する領域は欠陥領域７６として維持されるため、虚報低減処理部６２９の処理により、偽欠陥領域（虚報）が低減されるといえる。

欠陥検出部６２による上記処理は、検出制御部６４の制御により、複数の第１撮像画像および第２撮像画像の全てに対して行われる。したがって、欠陥検出部６２では、各第１撮像画像と当該第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いることにより、第１欠陥領域を示す第１欠陥領域画像が生成され、第１欠陥領域が検出される（図４：ステップＳ１６）。また、第２撮像画像と当該第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いることにより、第２欠陥領域を示す第２欠陥領域画像が生成され、第２欠陥領域が検出される（ステップＳ１７）。Ｎ°の照明による第１撮像画像から取得される第１欠陥領域画像を、「Ｎ°の照明による第１欠陥領域画像」と呼ぶと、上記ステップＳ１６では、−９０°の照明による第１欠陥領域画像、−４５°の照明による第１欠陥領域画像、０°の照明による第１欠陥領域画像、＋４５°の照明による第１欠陥領域画像、および、＋９０°の照明による第１欠陥領域画像が取得される。

図１５は、図６の第１撮像画像から導かれる−４５°の照明による第１欠陥領域画像を示す図である。図１５の第１欠陥領域画像は、第１欠陥領域７７を示し、第１欠陥領域７７は図６の真欠陥領域７１を含む。一方、既述の図１４は、図８の第２撮像画像から導かれる−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の全ての照明による第２欠陥領域画像を示している。図１４の第２欠陥領域画像は、第２欠陥領域７６を示し、第２欠陥領域７６は図８の真欠陥領域７１を含む。複数の第１欠陥領域画像および第２欠陥領域画像は、欠陥更新部６３に出力される。

図１６は、欠陥更新部６３の構成を示す図である。欠陥更新部６３は、複数の撮像画像から導かれる欠陥領域の一部を特定欠陥領域として特定する。具体的には、複数の論理積演算部６３１には、それぞれ−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の照明による複数の第１欠陥領域画像の画素の値が順次入力される。また、複数の論理積演算部６３１には、第２欠陥領域画像の画素の値も順次入力される。そして、各論理積演算部６３１では、第２欠陥領域画像の各画素の値と、第１欠陥領域画像の対応する画素の値との論理積が求められ、論理和演算部６３２に出力される。したがって、各論理積演算部６３１では、第２欠陥領域画像と第１欠陥領域画像とを正確に重ねた場合に、第２欠陥領域７６と第１欠陥領域７７とが重なる領域の画素に対して、特定欠陥領域を示す値が出力される。また、第２欠陥領域７６と第１欠陥領域７７とが重ならない領域の画素（すなわち、残りの全ての画素）に対して、非欠陥領域を示す値が出力される。このようにして、第２欠陥領域７６および第１欠陥領域７７において重複する領域が、対象領域における特定欠陥領域として実質的に特定される。

論理和演算部６３２では、第２欠陥領域画像の各画素に対して複数の論理積演算部６３１から入力される値の論理和が求められ、面積フィルタ部６３３に出力される。すなわち、第２欠陥領域画像の各画素に対して、いずれかの論理積演算部６３１から特定欠陥領域を示す値が入力される場合に、特定欠陥領域を示す値が面積フィルタ部６３３に出力され、全ての論理積演算部６３１から非欠陥領域を示す値が入力される場合に、非欠陥領域を示す値が面積フィルタ部６３３に出力される。面積フィルタ部６３３では、第２欠陥領域画像の各画素に対して論理和演算部６３２から入力される値を、当該画素の位置の値とする画像が生成される。そして、当該画像において、特定欠陥領域を示す値を有するとともに、互いに連続する画素の集合が特定欠陥領域として特定され、当該特定欠陥領域の面積が所定の面積閾値未満である場合に、当該特定欠陥領域に含まれる画素の値が非欠陥領域を示す値に変更される。面積閾値以上の面積を有する特定欠陥領域の画素の値はそのままである。これにより、図１７に示すように、特定欠陥領域７８を示す特定欠陥領域画像が、注目撮像部３２の対象領域に対して取得される（ステップＳ１８）。特定欠陥領域７８は、図１４の第２欠陥領域７６および図１５の第１欠陥領域７７のそれぞれに対して更新された欠陥領域と捉えることができる。特定欠陥領域７８の位置は、図６および図８の真欠陥領域７１に一致する。

制御部６０では、全ての選択撮像部が注目撮像部として指定されたか否かが確認される。ここでは、注目撮像部として未指定の選択撮像部が存在するため（ステップＳ１９）、他の一の斜方撮像部３２が注目撮像部として指定される（ステップＳ１３）。既述のように、上側から下方を向いて本体１１を見た場合に（図２参照）、４個の斜方撮像部３２は周方向に９０°の角度間隔にて配列されるため、特定欠陥領域画像が取得されていない対象物９の領域が、新たな注目撮像部３２に対する対象領域となる。

注目撮像部３２が指定されると、上記と同様にして、対象領域に対して−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の照明による５個の第１撮像画像が取得され（ステップＳ１４）、続いて、−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の全ての照明による第２撮像画像が取得される（ステップＳ１５）。各第１撮像画像と当該第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いることにより第１欠陥領域画像が生成され（ステップＳ１６）、第２撮像画像と当該第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いることにより第２欠陥領域画像が生成される（ステップＳ１７）。そして、複数の第１欠陥領域画像および第２欠陥領域画像から、対象領域に対する特定欠陥領域画像が取得される（ステップＳ１８）。

検査装置１では、全ての選択撮像部を注目撮像部として、上記特定欠陥領域画像の取得に係る処理が行われる（ステップＳ１９）。これにより、対象物９において周方向に９０°の角度間隔にて並ぶ４個の対象領域のそれぞれに対して、特定欠陥領域画像が取得される。

続いて、制御部６０では、ステージ２を所定回数だけ回動したか否かが確認される。ここでは、ステージ２の回動を行っていないため（ステップＳ２０）、ステージ回動部２１がステージ２を中心軸Ｊ１を中心として４５°だけ回動する（ステップＳ２１）。これにより、上記４個の対象領域のうち周方向に互いに隣接する２個の対象領域の各組合せにおいて、当該２個の対象領域の間の領域が、いずれかの斜方撮像部３２と対向する。そして、上記と同様に、ステップＳ１３〜Ｓ１８が繰り返される（ステップＳ１９）。その結果、対象物９において周方向に４５°の角度間隔にて並ぶ８個の対象領域のそれぞれに対して、特定欠陥領域画像が取得される。８個の対象領域は、周方向の全周に亘って連続するため、周方向の全周に亘って対象物９の欠陥が検出される。８個の対象領域は、相互に部分的に重なっていてもよい。制御部６０では、ステージ２を所定回数だけ回動したことが確認され、対象物９の検査が完了する（ステップＳ２０）。

上記処理例では、４個の斜方撮像部３２を選択撮像部として指定し、選択撮像部である各斜方撮像部３２に対して−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の角度位置に位置する斜方光源部４２を特定光源部群として利用する場合について説明したが、選択撮像部および特定光源部群は他の組合せであってよい。例えば、４個の側方撮像部３３を選択撮像部として指定し、選択撮像部である各側方撮像部３３に対して−９０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°の角度位置に位置する側方光源部４３を特定光源部群として利用してもよい。また、選択撮像部である斜方撮像部３２に対して複数の側方光源部４３が特定光源部群として利用されてよく、選択撮像部である側方撮像部３３に対して複数の斜方光源部４２が特定光源部群として利用されてよい。

さらに、上方撮像部３１が選択撮像部として指定されてよく、上方光源部４１が特定光源部群の一つとして利用されてよい。対象物９の種類によっては、選択撮像部に対して−４５°、０°、＋４５°の角度位置に位置する光源部のみが特定光源部群として利用されてよい。特定光源部群が、上方光源部４１、斜方光源部４２および側方光源部４３を含んでもよい。各選択撮像部に対して特定光源部群として利用される光源部の個数は、３以上（例えば、５以下）であることが好ましい。検査装置１では、様々な撮像部を選択撮像部として指定し、各選択撮像部に対して様々な複数の光源部を特定光源部群として利用することにより、高精度な欠陥検出が可能となる。

ここで、撮像部により取得される撮像画像において、画素の値が高い明るい領域は、光源部からの光の対象物９表面における正反射成分により主に形成されるため、対象物９の表面の微小な凹凸の影響により、画素の値が大きく変わりやすい。すなわち、明るい領域では、梨地状の表面の影響を受けやすく、偽欠陥が生じやすい。一方、画素の値が低い暗い領域は、光源部からの光の対象物９表面における拡散反射成分により主に形成されるため、対象物９の表面の微小な凹凸の影響により、画素の値が変わりにくい。すなわち、暗い領域では、梨地状の表面の影響を受けにくく、偽欠陥が生じにくい。

検査装置１の欠陥検出部６２では、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との差に基づいて欠陥候補領域が検出され、当該欠陥候補領域に含まれる撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて、欠陥領域が検出される。したがって、例えば、撮像画像と参照画像との間において画素の値の差が同じである欠陥候補領域であっても、基準となる参照画像の画素の値が高い欠陥候補領域では、参照画像の画素の値が低い欠陥候補領域よりも画素の値の比が１に近くなり（画素の値の差の影響度が小さいと捉えることができる。）、このような欠陥候補領域を偽欠陥を示す可能性が高いものとして除外すること等が可能となる。その結果、欠陥検出部６２では、対象物９の梨地状の表面における微小な凹凸に起因する偽欠陥領域を適切に除去して、すなわち、偽欠陥の検出を抑制して、欠陥（真欠陥）を精度よく検出することができる。

欠陥検出部６２では、自己比較に基づく欠陥候補領域がさらに検出され、差に基づく欠陥候補領域、および、自己比較に基づく欠陥候補領域において重複する領域が、重複候補領域として検出される。そして、重複候補領域に含まれる撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域が検出される。これにより、偽欠陥の検出をさらに抑制して、欠陥をより精度よく検出することができる。また、上記比に基づいて検出される欠陥領域が、撮像画像の画素の値が参照画像の対応する画素の値よりも低い欠陥候補領域と、高い欠陥候補領域とを区別して含むことにより、明欠陥および暗欠陥を区別して取り扱うことができる。

検査装置１では、撮像部に対向する対象領域に対して複数の方向からそれぞれ光を照射する複数の光源部が設けられ、複数の光源部のうちの一の光源部からの光の照射により撮像部にて第１撮像画像が取得され、複数の光源部からの光の照射により撮像部にて第２撮像画像が取得される。また、第１撮像画像と当該第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いて第１欠陥領域が検出され、第２撮像画像と当該第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いて第２欠陥領域が検出される。そして、第１欠陥領域および第２欠陥領域において重複する領域が、対象領域における更新された欠陥領域（特定欠陥領域）として特定される。これにより、偽欠陥の検出をさらに抑制して、欠陥をより精度よく検出することができる。

また、対象物９の検査では、複数の光源部のそれぞれを順次用いることにより、撮像部にて複数の第１撮像画像が取得される。また、当該複数の第１撮像画像と、当該複数の第１撮像画像に対応する複数の第１参照画像とをそれぞれ比較することにより、それぞれが第１欠陥領域を示す複数の第１欠陥領域画像が生成される。そして、各第１欠陥領域画像が示す第１欠陥領域、および、第２欠陥領域において重複する領域が、対象領域における更新された欠陥領域として特定される。このように、一の対象領域（一の撮像部の撮像位置）に対して複数の光源部を用いて複数の第１撮像画像を取得し、当該複数の第１撮像画像に基づいて当該対象領域の欠陥領域を検出することにより、対象物９の表面における欠陥をより安定して（より確実に）検出することができる。

検査装置１では、上方撮像部３１、複数の斜方撮像部３２、および、複数の側方撮像部３３が設けられることにより、対象物９における死角を低減することができ、対象物９の検査の信頼性を向上することができる。

上記処理例では、差に基づく欠陥候補領域と、自己比較に基づく欠陥候補領域とが重複する領域（重複候補領域）のみに対して、撮像画像と参照画像との間の画素の値の比が求められるが、画素の値の比は、画像全体に対して求められてよい。この場合、撮像画像と参照画像との間の画素の値の比を示す画像が生成され、当該画像において第１判定範囲および第２判定範囲に含まれる領域が欠陥候補領域（以下、「比に基づく欠陥候補領域」という。）として検出される。そして、差に基づく欠陥候補領域、自己比較に基づく欠陥候補領域、および、比に基づく欠陥候補領域において重複する領域が、欠陥領域として検出される。また、対象物９の種類や画像の撮像条件等によっては、自己比較に基づく欠陥候補領域の検出が省略されてよい。

以上のように、検査装置１では、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出することが重要である。これにより、偽欠陥の検出を抑制して、欠陥を精度よく検出することが可能となる。

好ましくは、撮像画像と参照画像との差を示す画像に基づいて第１欠陥候補領域を求め、続いて、第１欠陥候補領域に含まれる撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域が検出される。このように、撮像画像と参照画像とにおいて上記比を求める画素を、第１欠陥候補領域に含まれる画素に制限することにより、不必要な画素に対して上記比を求めることなく、欠陥を効率よく検出することが可能となる。同様に、撮像画像と参照画像との比を示す画像に基づいて第２欠陥候補領域を求め、続いて、第２欠陥候補領域に含まれる撮像画像の各画素の値と参照画像の対応する画素の値との差に基づいて欠陥領域が検出されてもよい。すなわち、撮像画像と参照画像とにおいて上記差を求める画素を、第２欠陥候補領域に含まれる画素に制限する場合も、不必要な画素に対して上記差を求めることなく、欠陥を効率よく検出することが可能となる。

偽欠陥の検出をさらに抑制するという観点では、自己比較に基づく欠陥候補領域の検出が行われることが好ましい。この場合に、検出すべき欠陥の種類によっては、自己比較に基づく欠陥候補領域は、撮像画像と膨張処理が施された撮像画像との差を示す画像を二値化することにより得られる領域（すなわち、第１中間画像が示す領域）、または、撮像画像と収縮処理が施された撮像画像との差を示す画像を二値化することにより得られる領域（すなわち、第２中間画像が示す領域）の一方であってもよい。このように、撮像画像の各画素の値と、撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて第３欠陥候補領域を検出し、第１欠陥候補領域、第２欠陥候補領域および第３欠陥候補領域において重複する領域を、欠陥領域として検出することにより、偽欠陥の検出をさらに抑制することが可能となる。なお、図９の欠陥検出部６２では、撮像画像と参照画像とにおいて比を求める画素を、第１欠陥候補領域および３欠陥候補領域の双方に含まれる画素に制限することにより、欠陥をより効率よく検出することが実現されている。

上記検査装置１では様々な変形が可能である。

上記実施の形態では、撮像画像と参照画像との間において画素の値の差を求めて欠陥候補領域を検出する処理と、画素の値の比を求めて欠陥候補領域を検出する（または限定する）処理とが個別に行われるが、対象物９の種類や画像の撮像条件等によっては、これらの処理が同時に行われてもよい。この場合、撮像画像と参照画像との間において画素の値の差（の絶対値）を示す差分画像が取得され、差分画像の各画素の値を参照画像の対応する画素の値にて割ることにより比が求められる。そして、各画素の比が、例えば、上限値および下限値を有する判定範囲に含まれる場合には、当該画素の位置に欠陥領域を示す値が付与される。画素の比が、当該判定範囲に含まれない場合には、当該画素の位置に非欠陥領域を示す値が付与される。この場合も、撮像画像と参照画像との間において、例えば、画素の値の差が同じである複数の領域が存在するときに、参照画像の画素の値に応じて（参照画像の画素の値に対する当該差の影響度を考慮して）、当該複数の領域を偽欠陥領域と真欠陥領域とに区別することが可能となる。以上のように、欠陥検出部６２では、撮像画像と参照画像との差分画像の各画素の値と、参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域を検出することにより、偽欠陥の検出を抑制して、真欠陥を精度よく検出することができる。

対象物９の種類によっては、一の選択撮像部に対して第１欠陥領域画像または第２欠陥領域画像の一方のみが生成され、当該欠陥領域画像が示す欠陥領域が、最終的な欠陥領域として扱われてもよい。

上記検査装置１では、対象領域に対して複数の方向からそれぞれ光を照射する複数の光源部が第２照明部として設けられ、当該複数の光源部のうちの一の光源部が第１照明部として扱われるが、図１８に示すように、第１照明部５１と第２照明部５２とが個別に設けられてもよい。第１照明部５１は、対象物９の表面における対象領域に対して一の方向のみから光を照射可能であり、第２照明部５２は、対象領域に対して複数の方向から光を照射可能である。図１８の例では、第１照明部５１は撮像部３０の上面に固定され、第２照明部５２は撮像部３０の下面に固定される。第２照明部５２では、周方向に沿う円弧状に複数のＬＥＤが配列される。欠陥をより安定して検出するには、図１８中に二点鎖線にて示すように、対象領域に対して互いに異なる複数の方向から光を照射する複数の第１照明部５１が設けられ、複数の第１照明部５１を用いて対象領域を示す複数の第１撮像画像が取得されることが好ましい。また、第１照明部５１が省略され、第２照明部５２において互いに連続する数個のＬＥＤのみを第１照明部として点灯することにより、対象領域に対して一の方向のみから光を照射することも可能である。この場合、第２照明部５２では、それぞれが互いに連続する数個のＬＥＤである複数の光源部が周方向に並んでいると捉えることができる。

第１照明部は、対象領域に対して実質的に一の方向のみから光を照射するものであるならば、例えば、僅かに離れた（分離した）複数の光源から対象領域に光を照射するものであってもよい。第２照明部を用いて取得される第２撮像画像と、第１照明部を用いて取得される第１撮像画像とにおいて撮像条件（偽欠陥領域が生じる位置）を相違させるという観点では、第２照明部による対象領域の各位置に対する光の照明方向は、４５度以上離れた２方向を含むことが好ましく、６０度以上離れた２方向を含むことがより好ましい。

図４の処理の流れでは、理解を容易にするため、一の注目撮像部による第１撮像画像の取得、当該注目撮像部による第２撮像画像の取得、当該第１撮像画像からの第１欠陥領域画像の生成、当該第２撮像画像からの第２欠陥領域画像の生成が順次行われるものとして説明したが、例えば、第１撮像画像の取得後、第２撮像画像の取得、および、第１欠陥領域画像の生成が並行して行われてもよい。また、複数の選択撮像部により複数の対象領域の第１撮像画像が順次取得され、続いて、当該複数の対象領域の第２撮像画像が順次取得されてもよい。このように、図４の処理の流れは、適宜変更可能である。

検査装置１は、パターンが形成される各種基板やフィルム等、他の対象物の表面における欠陥の検出に利用されてよい。しかしながら、偽欠陥の検出を抑制することが可能な検査装置１は、梨地状の領域（金属の表面には限定されない。）を表面に有することにより偽欠陥が生じやすい対象物の検査に特に適しているといえる。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 検査装置
９ 対象物
３０〜３３ 撮像部
４１〜４３ 光源部
５１ 第１照明部
５２ 第２照明部
６２ 欠陥検出部
６３ 欠陥更新部
６４ 検出制御部
６９ 記憶部
７３，７４ 欠陥候補領域
７５ 重複候補領域
７６ 第２欠陥領域
７７ 第１欠陥領域
７８ 特定欠陥領域
６９１ 第１参照画像データ
６９２ 第２参照画像データ
Ｓ１１〜Ｓ２１，Ｓ３１〜Ｓ３４ ステップ

Claims (12)

1. 対象物の表面の欠陥を検出する検査装置であって、
   対象物を撮像することにより撮像画像を取得する撮像部と、
   前記撮像画像に対応する参照画像を記憶する記憶部と、
   前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出する、または、前記撮像画像と前記参照画像との差分画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域を検出する欠陥検出部と、
   を備えることを特徴とする検査装置。
2. 請求項１に記載の検査装置であって、
   前記欠陥検出部が、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記比を求める画素を、前記第１欠陥候補領域に含まれる画素に制限する、または、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記差を求める画素を、前記第２欠陥候補領域に含まれる画素に制限することを特徴とする検査装置。
3. 請求項１または２に記載の検査装置であって、
   前記第２欠陥候補領域が、前記撮像画像の画素の値が前記参照画像の対応する画素の値よりも低い欠陥候補領域と、高い欠陥候補領域とを区別して含むことを特徴とする検査装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の検査装置であって、
   前記欠陥検出部が、前記撮像画像の各画素の値と、前記撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて第３欠陥候補領域を検出し、前記第１欠陥候補領域、前記第２欠陥候補領域および前記第３欠陥候補領域において重複する領域を、前記欠陥領域として検出することを特徴とする検査装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の検査装置であって、
   前記対象物が表面に梨地状の領域を有することを特徴とする検査装置。
6. 請求項５に記載の検査装置であって、
   前記対象物の表面における所定の対象領域に対して一の方向のみから光を照射する第１照明部と、
   前記対象領域に対して複数の方向から光を照射する第２照明部と、
   前記第１照明部からの光の照射により前記撮像部にて取得される第１撮像画像と前記第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いて前記欠陥検出部に第１欠陥領域を検出させ、前記第２照明部からの光の照射により前記撮像部にて取得される第２撮像画像と前記第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いて前記欠陥検出部に第２欠陥領域を検出させる検出制御部と、
   前記第１欠陥領域および前記第２欠陥領域において重複する領域を、更新された欠陥領域として特定する欠陥更新部と、
   をさらに備えることを特徴とする検査装置。
7. 対象物の表面の欠陥を検出する検査方法であって、
   ａ）撮像部にて対象物を撮像することにより撮像画像を取得する工程と、
   ｂ）前記撮像画像に対応する参照画像が準備されており、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との差に基づいて検出される第１欠陥候補領域と、前記撮像画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて検出される第２欠陥候補領域とにおいて重複する領域を欠陥領域として検出する、または、前記撮像画像と前記参照画像との差分画像の各画素の値と前記参照画像の対応する画素の値との比に基づいて欠陥領域を検出する工程と、
   を備えることを特徴とする検査方法。
8. 請求項７に記載の検査方法であって、
   前記ｂ）工程において、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記比を求める画素が、前記第１欠陥候補領域に含まれる画素に制限される、または、前記撮像画像と前記参照画像とにおいて前記差を求める画素が、前記第２欠陥候補領域に含まれる画素に制限されることを特徴とする検査方法。
9. 請求項７または８に記載の検査方法であって、
   前記第２欠陥候補領域が、前記撮像画像の画素の値が前記参照画像の対応する画素の値よりも低い欠陥候補領域と、高い欠陥候補領域とを区別して含むことを特徴とする検査方法。
10. 請求項７ないし９のいずれかに記載の検査方法であって、
    前記ｂ）工程において、前記撮像画像の各画素の値と、前記撮像画像に対して膨張処理または収縮処理を施した画像の対応する画素の値との差に基づいて第３欠陥候補領域が検出され、前記第１欠陥候補領域、前記第２欠陥候補領域および前記第３欠陥候補領域において重複する領域が、前記欠陥領域として検出されることを特徴とする検査方法。
11. 請求項７ないし１０のいずれかに記載の検査方法であって、
    前記対象物が表面に梨地状の領域を有することを特徴とする検査方法。
12. 請求項１１に記載の検査方法であって、
    前記ａ）工程において、前記対象物の表面における所定の対象領域に対して一の方向のみから光を照射しつつ、前記撮像部にて第１撮像画像が取得され、
    前記ｂ）工程において、前記第１撮像画像と前記第１撮像画像に対応する第１参照画像とを用いて第１欠陥領域が検出され、
    前記検査方法が、
    前記対象領域に対して複数の方向から光を照射しつつ、前記撮像部にて第２撮像画像を取得する工程と、
    前記第２撮像画像と前記第２撮像画像に対応する第２参照画像とを用いて、前記ｂ）工程と同様の処理により第２欠陥領域を検出する工程と、
    前記第１欠陥領域および前記第２欠陥領域において重複する領域を、更新された欠陥領域として特定する工程と、
    をさらに備えることを特徴とする検査方法。