JP5857675B2 - Surface defect inspection apparatus and surface defect inspection method - Google Patents

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本発明は、表面欠陥を検出する技術に関し、主として塗装表面のブツ欠陥やキズ欠陥の検出を確実に検出する表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法に関するものである。   The present invention relates to a technique for detecting a surface defect, and mainly relates to a surface defect inspection apparatus and a surface defect inspection method for reliably detecting a defect or a flaw defect on a paint surface.

携帯電話などの樹脂成型品の塗装面は、主に顔料等を含んだベース層と、そのベース層の上に艶を出すためのクリア層を設け、2層に塗装することが行なわれている。塗装面の欠陥は、クリア層が透明であるために欠陥の凹凸を通常の照明で検出することが難しいため、代わりに明部と暗部が交互に並ぶ白黒のストライプ状の照明パターンを用いる方法が知られている。この方法は、検査対象の塗装表面に照明パターンを照射し、表面から反射された照明パターンの暗部に欠陥を見出すものである。即ち、照射された光は塗装表面でほぼ正反射するが、欠陥がある場合は明部から出た光が欠陥の傾斜部分で反射し、傾斜部分で反射角度が変わった反射光が暗部に現れ欠陥の顕在化が図れるものである。   On the painted surface of resin molded products such as mobile phones, a base layer mainly containing pigments, etc., and a clear layer on the base layer for glossing are provided and painted in two layers. . Because the clear surface is transparent, it is difficult to detect irregularities on the painted surface with normal illumination. Instead, a method using a black and white striped illumination pattern in which bright and dark areas are arranged alternately is used. Are known. In this method, an illumination pattern is irradiated on a coating surface to be inspected, and a defect is found in a dark part of the illumination pattern reflected from the surface. In other words, the irradiated light is almost regularly reflected on the paint surface, but if there is a defect, the light emitted from the bright part is reflected by the inclined part of the defect, and the reflected light whose reflection angle has changed in the inclined part appears in the dark part. Defects can be revealed.

明暗の照明パターンを用いる方法は目視により欠陥を識別できるが、目視では見落としなどがあるため、欠陥を自動検出する方法が提案されている。この方法は、照明パターンが照射された表面をCCD(Charge Coupled Device Image Sensor)カメラ等で撮像し、得られた画像の各画素の輝度を欠陥のない画像の各画素と比較して輝度が異なる部分がある場合に欠陥と判定するものである。照明パターンが白黒のストライプ状である場合には、ゴミ等が付着して発生するブツ欠陥の場合は欠陥検出に有効な方法であるが、キズのような方向性のある欠陥の場合は、キズの方向によっては検出され難い場合がある。このため、明暗をチェック状やギザギザ状にした照明パターンを用いる方法が提案されている。   Although a method using a bright and dark illumination pattern can visually identify a defect, there is an oversight or the like due to visual observation. Therefore, a method for automatically detecting a defect has been proposed. In this method, the surface irradiated with the illumination pattern is imaged by a CCD (Charge Coupled Device Image Sensor) camera or the like, and the luminance of each pixel of the obtained image is different from that of each pixel of the image having no defect. When there is a part, it is determined as a defect. When the illumination pattern is in the form of black and white stripes, it is an effective method for detecting defects in the case of flaws caused by dust and the like, but in the case of defects with directionality such as scratches, Depending on the direction, it may be difficult to detect. For this reason, a method has been proposed that uses an illumination pattern in which the light and dark are in a check shape or a jagged shape.

また、上記の照明パターンは2値の白黒のパターンであるため、欠陥が暗部のパターンの中にある場合は欠陥部分に光が届かず、照明パターンの領域において検出感度の高い領域と低い領域とが存在する検出感度の不均一性の問題がある。   In addition, since the illumination pattern is a binary black and white pattern, when the defect is in the dark part pattern, light does not reach the defective part, and the illumination pattern area has a high detection sensitivity area and a low detection area. There is a problem of non-uniformity in detection sensitivity.

特開平04−231853号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-231853 特表平10−509238号公報Japanese National Patent Publication No. 10-509238 特開2000−018932号公報JP 2000-018932 A

上記したように、塗装表面の欠陥検査には明暗の照明パターンを検査面に照明して欠陥を顕在化する方法が行なわれている。照明パターンとしてストライプ状の明暗パターンが一般的に用いられているが、方向性のある欠陥に対しては、欠陥の方向によっては検出が困難な場合があった。方向性のある欠陥の検出を改善するものとして明暗をチェック状やギザギザ状にした照明パターンを用いることも提案されているが、あらゆる方向の欠陥に対して対応できるものではなく、充分とは言えなかった。また、これらの照明パターンは2値の白黒パターンを用いているため、照明パターンの領域において検出感度の不均一性の問題があった。   As described above, a method for illuminating the inspection surface by illuminating a bright and dark illumination pattern on the inspection surface is used for defect inspection of the coating surface. A striped light / dark pattern is generally used as the illumination pattern, but it may be difficult to detect a directional defect depending on the direction of the defect. To improve the detection of directional defects, it has also been proposed to use lighting patterns with check and jagged light and darkness, but it is not sufficient to deal with defects in all directions, but it is sufficient. There wasn't. Further, since these illumination patterns use binary black and white patterns, there is a problem of non-uniform detection sensitivity in the illumination pattern area.

本発明は、上記の問題に鑑みて検出感度の不均一性がなく方向性のある欠陥に対しても確実に検出する表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a surface defect inspection apparatus and a surface defect inspection method that reliably detect even a directional defect that has no non-uniformity in detection sensitivity.

発明の一観点によれば、色相が平面において少なくとも2方向に周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明部と、前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、を有する表面欠陥検査装置を提供できる。   According to an aspect of the invention, an illumination unit that irradiates a reference surface and an inspection surface with an illumination pattern whose hue periodically changes in at least two directions on a plane, the reference surface irradiated with the illumination pattern, and the Provided is a surface defect inspection apparatus comprising: an imaging unit that images an inspection surface; and a defect detection unit that detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference in hue between both images captured by the imaging unit. it can.

発明の別の一観点によれば、彩度が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とにそれぞれ複数回移動して照射する照明部と、前記移動の毎に前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から彩度変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から彩度変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、を有する表面欠陥検査装置を提供できる。   According to another aspect of the invention, the saturation is modulated in a sine wave shape in the first direction of the plane, and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction. An illumination unit that irradiates the illumination pattern that has been changed by moving the illumination pattern a plurality of times on the reference surface and the inspection surface, an imaging unit that captures the reference surface and the inspection surface each time the movement is performed, and imaging by the imaging unit A first evaluation value for a saturation change is obtained from the plurality of images of the reference surface, and a second evaluation value for a saturation change is obtained from the plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation value and the It is possible to provide a surface defect inspection apparatus having a defect detection unit that detects the presence or absence of defects on the inspection surface based on the difference between the second evaluation values.

発明の別の一観点によれば、色相と彩度とが平面の第1の方向に所定の位相差を有して正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、を有する表面欠陥検査装置を提供できる。   According to another aspect of the invention, the hue and saturation are modulated in a sine wave shape with a predetermined phase difference in the first direction of the plane, and a second direction perpendicular to the first direction is modulated. An illumination unit that illuminates the reference surface and the inspection surface by moving an illumination pattern that periodically changes the phase of the sine wave in the direction, and the reference surface and the inspection surface that are irradiated with the illumination pattern, A first evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging section, and a second change for a hue change from the plurality of images on the inspection surface. And a defect detection unit that detects a defect on the inspection surface based on a difference between the first evaluation value and the second evaluation value.

発明の別の一観点によれば、色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化すると共に彩度を該正弦波状に変調した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、を有する表面欠陥検査装置を提供できる。   According to another aspect of the invention, the hue is modulated in a sine wave shape in a first direction of a plane, and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction. And moving the illumination pattern whose saturation is modulated into the sine wave to illuminate the reference surface and the inspection surface, and moving the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern. A first evaluation value for a hue change from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit, and a second evaluation for a hue change from the plurality of images of the inspection surface It is possible to provide a surface defect inspection apparatus having a defect detection unit that obtains a value and detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference between the first evaluation value and the second evaluation value.

発明の別の一観点によれば、色相が平面において少なくとも2方向に周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明手順と、前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像手順と、前記撮像部で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出手順と、を有する表面欠陥検査方法を提供できる。   According to another aspect of the invention, an illumination procedure for irradiating a reference surface and an inspection surface with an illumination pattern whose hue periodically changes in at least two directions on a plane, and the reference surface irradiated with the illumination pattern And a defect detection procedure for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference in hue between both images captured by the imaging unit. Can provide.

本発明によれば、色相または彩度が平面において少なくとも2方向に周期的に変化している照明パターンを用いるようにしたので、検出感度の不均一性をなくし方向性のある欠陥に対しても確実に検出することが可能な表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法を提供できる。   According to the present invention, since the illumination pattern whose hue or saturation periodically changes in at least two directions on the plane is used, the nonuniformity of the detection sensitivity is eliminated and even a directional defect is eliminated. A surface defect inspection apparatus and a surface defect inspection method that can be reliably detected can be provided.

表面欠陥検査方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the surface defect inspection method. 撮像画像例を示す図である。It is a figure which shows the captured image example. 照明パターンの欠陥検出感度例を示す図である。It is a figure which shows the example of a defect detection sensitivity of an illumination pattern. 正弦波輝度変調の照明パターンによる撮像画像例を示す図である。It is a figure which shows the example of a captured image by the illumination pattern of a sine wave luminance modulation. 欠陥部分の画像の輝度変化と位相ずれを示す図である。It is a figure which shows the luminance change and phase shift of the image of a defective part. 方向性を持った欠陥の撮像画像例を示す図である。It is a figure which shows the example of the picked-up image of the defect which has directionality. チェック状パターンとギザギザ状パターン例を示す図である。It is a figure which shows a check pattern and a jagged pattern example. 本発明の表面欠陥検査装置の構成例(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (Example 1) of the surface defect inspection apparatus of this invention. 色相を全方位に変化させた照明パターン例(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the example (Example 1) of the illumination pattern which changed the hue to all directions. 全方位パターン例その1(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the omnidirectional pattern example 1 (Example 1). 全方位パターン例その1の色相変調例(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the example of hue modulation (Example 1) of the example 1 of an omnidirectional pattern. 全方位パターン例その1の彩度変調例(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the saturation modulation example (Example 1) of the example 1 of an omnidirectional pattern. 全方位パターン例その2(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the example 2 of omnidirectional pattern (Example 1). 欠陥検査のフロー例(実施例1)を示す図である。It is a figure which shows the example of a flow (Example 1) of a defect inspection. 本発明の表面欠陥検査装置の構成例(実施例2)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (Example 2) of the surface defect inspection apparatus of this invention. 検査面位置における色相変化例その1(実施例2)を示す図である。It is a figure which shows the example 1 (Example 2) of the hue change in a test surface position. 検査面位置における色相変化例その2(実施例2)を示す図である。It is a figure which shows the example 2 (Example 2) of the hue change in a test | inspection surface position. 欠陥検査のフロー例(実施例2)を示す図である。It is a figure which shows the example of a flow (Example 2) of a defect inspection. 色相と彩度を同方向に変調した照明パターン例その1(実施例3)を示す図である。It is a figure which shows the lighting pattern example 1 (Example 3) which modulated the hue and the saturation in the same direction. 色相と彩度を同方向に変調した照明パターン例その2(実施例3)を示す図である。It is a figure which shows the lighting pattern example 2 (Example 3) which modulated the hue and the saturation in the same direction. 色相と彩度を直交して変調した照明パターン例その1(実施例4)を示す図である。It is a figure which shows the example 1 (Example 4) of the illumination pattern which modulated the hue and the saturation orthogonally. 色相と彩度を直交して変調した照明パターン例その2(実施例4)を示す図である。It is a figure which shows the example 2 (Example 4) of the illumination pattern which modulated the hue and the saturation orthogonally.

本発明の実施形態を説明する前に、表面欠陥検査方法と各種の照明パターンについて図1から図7を用いて説明する。なお、ここでは検査対象は携帯電話等に塗装された塗膜の表面とし、その表面上の欠陥として方向性を持たないブツ欠陥あるいは方向性を持つキズ欠陥を例に説明する。   Before describing an embodiment of the present invention, a surface defect inspection method and various illumination patterns will be described with reference to FIGS. Here, the inspection target is the surface of a coating film painted on a mobile phone or the like, and a defect on the surface having no directionality or a flaw defect having directionality will be described as an example.

図1は、表面欠陥検査方法の例を示した図であり、検査対象の検査面10はベース層11とそのベース層11の上のクリア層12とからなる塗装膜で構成している。ベース層11にゴミ等の異物20が付着し、その異物20の上に塗装されたクリア層12は傾斜を持った凸状の欠陥21(この場合ブツ欠陥)がある状態を示している。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a surface defect inspection method. An inspection surface 10 to be inspected is composed of a coating film including a base layer 11 and a clear layer 12 on the base layer 11. A foreign substance 20 such as dust adheres to the base layer 11, and the clear layer 12 painted on the foreign substance 20 shows a state where there is a convex defect 21 having a slope (in this case, a flaw defect).

検査面10を照明する照明部30は、明部31と暗部32とで構成する照明パターンを備えている。ここでは、明部31と暗部32が交互にストライプ状に配置されている。   The illumination unit 30 that illuminates the inspection surface 10 includes an illumination pattern that includes a bright part 31 and a dark part 32. Here, the bright portions 31 and the dark portions 32 are alternately arranged in a stripe shape.

撮像部40は、照明部30で照明された検査面10を撮像する。検査面10では照明部30から出射された光が正反射されるので、撮像部40は検査面10で反射された照明パターンを撮像することになる。照明部30から出射された光が検査面10の欠陥21に当たると、欠陥部分の傾斜面で光が反射され欠陥のない検査面10で反射される光の角度とは異なった角度で撮像部40に入射する。図1に示す実線で示される光41は、検査面10では正反射され撮像部40に入射する光を示しており、点線で示される光42は欠陥21の傾斜部で反射され撮像部40に入射する光を示している。   The imaging unit 40 images the inspection surface 10 illuminated by the illumination unit 30. Since the light emitted from the illumination unit 30 is regularly reflected on the inspection surface 10, the imaging unit 40 images the illumination pattern reflected on the inspection surface 10. When the light emitted from the illumination unit 30 strikes the defect 21 on the inspection surface 10, the imaging unit 40 is at an angle different from the angle of the light reflected by the inclined surface of the defective portion and reflected by the inspection surface 10 without the defect. Is incident on. A light 41 indicated by a solid line in FIG. 1 indicates light that is specularly reflected on the inspection surface 10 and is incident on the imaging unit 40. The incident light is shown.

次に、撮像部40で撮像された撮像画像50を図2を用いて説明する。図2に示す撮像画像50は、図1に示す検査面10で反射された照明パターンの画像で、照明部30の明部31と暗部32に対応する明部51と暗部52のストライプ状の形状が撮像されている。欠陥21は暗部52のストライプの中に白点状に示される部分である。このように、明暗の照明パターンを照射することで、欠陥を顕在化できる。   Next, the captured image 50 captured by the imaging unit 40 will be described with reference to FIG. The captured image 50 shown in FIG. 2 is an image of the illumination pattern reflected by the inspection surface 10 shown in FIG. 1, and the stripe-like shape of the bright part 51 and the dark part 52 corresponding to the bright part 31 and the dark part 32 of the illumination part 30. Is imaged. The defect 21 is a portion shown as a white spot in the stripe of the dark portion 52. In this way, the defect can be revealed by irradiating a bright and dark illumination pattern.

しかしながら、この欠陥21は照明パターンが照射された明部31、暗部32のいずれの位置にあっても顕在化できる訳ではなく、位置によって検出感度は異なる。図3(a)は、ストライプの照明パターンが照射された検査面における明部31−暗部32−明部31となる領域の輝度分布を示している。照明パターンは白黒2値のストライプパターンであるので、図3(a)に示されるように輝度は明部31から暗部32に急峻に低下し、暗部32から明部31に急峻に上昇する輝度分布を示すことになる。図3(b)は、図3(a)に示される輝度分布に対応する位置の欠陥検出感度を示している。輝度が高い位置から輝度が低い位置に入った辺りの2カ所の領域、即ち、暗部32の両端の2カ所に検出感度の高いピーク領域がある。この領域に欠陥21があると、照明部30の明部31から直接、または拡散した光が欠陥21の傾斜面に反射して撮像部40の暗部52内に結像して欠陥21が識別できるようになる。検査面10上の暗部32の端部に較べて暗部32の中央部は明部31から拡散する光の量が少なくなるため検出感度は低くなる。従って、欠陥がこのピーク領域の位置にあるときに、最も高い感度で検出されることになる。このように、白黒2値の照明パターンは、領域によって欠陥感度の高い領域と低い領域とがある。このため、欠陥検査の際には照明パターン、若しくは検査面を少しずつ動かして、検査する面の領域全体がこのピーク領域を通って検査されるようにする必要がある。   However, the defect 21 cannot be manifested at any position of the bright part 31 and the dark part 32 irradiated with the illumination pattern, and the detection sensitivity differs depending on the position. FIG. 3A shows the luminance distribution of the region of bright part 31 -dark part 32 -bright part 31 on the inspection surface irradiated with the stripe illumination pattern. Since the illumination pattern is a black and white binary stripe pattern, the luminance distribution sharply decreases from the bright portion 31 to the dark portion 32 and rapidly increases from the dark portion 32 to the bright portion 31 as shown in FIG. Will be shown. FIG. 3B shows the defect detection sensitivity at a position corresponding to the luminance distribution shown in FIG. There are two areas around the position where the luminance is low to the position where the luminance is low, that is, two peak areas at both ends of the dark part 32, and there are peak areas with high detection sensitivity. If there is a defect 21 in this region, the light 21 diffused directly from the bright part 31 of the illumination unit 30 or the diffused light is reflected on the inclined surface of the defect 21 and forms an image in the dark part 52 of the imaging unit 40 so that the defect 21 can be identified. It becomes like this. Compared with the end of the dark part 32 on the inspection surface 10, the amount of light diffusing from the bright part 31 is reduced in the central part of the dark part 32, so that the detection sensitivity is low. Therefore, the defect is detected with the highest sensitivity when the defect is located at the peak region. As described above, the black-and-white binary illumination pattern includes a region having a high defect sensitivity and a region having a low defect sensitivity depending on the region. For this reason, in the defect inspection, it is necessary to move the illumination pattern or the inspection surface little by little so that the entire region of the surface to be inspected passes through this peak region.

欠陥感度の不均一性を改善するものとして、本出願人は輝度が正弦波状に変化するストライプ状の照明パターンを用いた方法を提案(特願2011−79528号)した。この方法は位相シフト法を用いるもので、上記の照明パターンを移動して撮像し、欠陥のない画像と欠陥がある画像とにおいて輝度の変位の振幅または位相を比較して欠陥を検出するものである。図4は、この輝度が正弦波状に変化するストライプ状の照明パターンを用いて撮像した画像を示している。図4(a)〜(d)は照明パターンを移動させて照射し、検査面に照射される照明パターンの位相を正弦波の1周期の0〜3π/2までπ/2毎に変位させた画像である。図4(a)〜(d)の画像中に示される白から黒に変化している円形状の画像が欠陥で、照明パターンの移動による位相変化に伴い、欠陥画像の輝度が変化していることを示している。この欠陥部分の画像の輝度の変化と、欠陥と同じ位置で欠陥がない部分の画像の輝度変化は図5に示され、両者は輝度変化の振幅と位相に差が見られる。即ち、欠陥のない部分の画像に較べて、欠陥部分の画像の輝度変化の振幅は小さく、位相が少し進んでいる。この輝度変化の振幅の差、あるいは位相の差に基づいて欠陥の検出を行なうものである。   In order to improve the nonuniformity of the defect sensitivity, the present applicant has proposed a method using a striped illumination pattern whose luminance changes in a sine wave shape (Japanese Patent Application No. 2011-79528). This method uses the phase shift method, which detects the defect by moving the above illumination pattern and imaging it, and comparing the amplitude or phase of the luminance displacement between the image without defect and the image with defect. is there. FIG. 4 shows an image captured using a striped illumination pattern in which the luminance changes in a sine wave shape. In FIGS. 4A to 4D, the illumination pattern is moved and irradiated, and the phase of the illumination pattern irradiated on the inspection surface is displaced every π / 2 from 0 to 3π / 2 of one cycle of the sine wave. It is an image. The circular image changing from white to black shown in the images of FIGS. 4A to 4D is a defect, and the luminance of the defect image changes with the phase change caused by the movement of the illumination pattern. It is shown that. The change in luminance of the image of the defective part and the change in luminance of the image of the part having no defect at the same position as the defect are shown in FIG. 5, and there is a difference between the amplitude and phase of the luminance change. That is, the amplitude of the luminance change of the image of the defective portion is small and the phase is slightly advanced as compared with the image of the portion having no defect. A defect is detected based on the difference in the amplitude or the phase of the luminance change.

ところで、図2に示した画像の欠陥は方向性を持たない欠陥であったが、キズのように方向性を持つ欠陥の場合はキズの方向が問題となる。図6(a)は照明パターンの縦のストライプの方向にキズ欠陥22の方向が平行な場合(即ち、縦方向のキズ欠陥)の例で、上の図がそのキズ欠陥22のある検査面10を示し、下の図はその検査面10を撮像した画像である。キズ欠陥22による傾斜面がストライプと同一の縦方向に沿って形成されているので、その傾斜面で反射された光は撮像画像の暗部52内に白い線状となって明瞭に識別できる。一方、図6(b)は明暗のストライプの方向に対してキズ欠陥23の方向が直交する場合(即ち、横方向のキズ欠陥)の例であり、傾斜面はストライプと直交する方向に形成されている。このため、傾斜面で反射された光の方向はストライプと同じ縦方向に反射するため、撮像画像の暗部52内での欠陥の識別は困難である。即ち、ストライプ状の照明パターンを用いた場合では、欠陥の方向によって検出されない場合がある。   Incidentally, the defect in the image shown in FIG. 2 is a defect having no directionality, but in the case of a defect having a directionality such as a scratch, the direction of the scratch becomes a problem. FIG. 6A shows an example in which the direction of the scratch defect 22 is parallel to the direction of the vertical stripe of the illumination pattern (that is, the vertical scratch defect), and the upper figure shows the inspection surface 10 having the scratch defect 22. The lower figure is an image obtained by imaging the inspection surface 10. Since the inclined surface due to the flaw defect 22 is formed along the same vertical direction as the stripe, the light reflected by the inclined surface can be clearly identified as a white line in the dark portion 52 of the captured image. On the other hand, FIG. 6B shows an example in which the direction of the flaw defect 23 is perpendicular to the direction of the light and dark stripes (that is, the flaw defect in the lateral direction), and the inclined surface is formed in the direction perpendicular to the stripe. ing. For this reason, since the direction of the light reflected by the inclined surface is reflected in the same vertical direction as the stripe, it is difficult to identify a defect in the dark portion 52 of the captured image. That is, when a striped illumination pattern is used, it may not be detected depending on the direction of the defect.

この問題を改善するものとして、図7(a)に示すチェック状パターンや図7(b)に示すギザギザ状パターンが提案されている。例えばチェック状パターンでは暗部の4辺が明部と接しているため縦方向と横方向のキズ欠陥に対して検出できる。また、ギザギザ状パターンでは、45°、あるいは135°の方向を持ったキズ欠陥に対して検出できる。これらは、ストライプ状のパターンの一方向に限定されるものに較べ改善されるが、あらゆる方向に対応するものではない。また、図4に示した正弦波状に輝度変化したストライプ状の照明パターンも、方向性のある欠陥に対して考慮しているものではない。   In order to improve this problem, a check pattern shown in FIG. 7A and a jagged pattern shown in FIG. 7B have been proposed. For example, in the check pattern, since the four sides of the dark part are in contact with the bright part, it is possible to detect a flaw defect in the vertical direction and the horizontal direction. In the jagged pattern, a flaw defect having a 45 ° or 135 ° direction can be detected. These are improved compared to those limited to one direction of the stripe pattern, but do not correspond to all directions. Further, the striped illumination pattern whose luminance is changed to a sine wave shape shown in FIG. 4 is not considered for a directional defect.

次に、本発明の実施形態を実施例1〜実施例4で説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in Examples 1 to 4.

(実施例1)
実施例1は、検査面に照射する照明パターンに、色相または彩度が平面の全方向に対して常に変位する照明パターンを用いるものである。
Example 1
In the first embodiment, an illumination pattern whose hue or saturation is always displaced with respect to all directions of a plane is used as an illumination pattern irradiated on the inspection surface.

まず、実施例1における表面欠陥検査装置の構成について図8を用いて説明する。表面欠陥検査装置100は、大きく分けて制御部200と照明部300、および撮像部400とで構成される。これらの各部を構成する要素と機能について説明する。   First, the structure of the surface defect inspection apparatus in Example 1 is demonstrated using FIG. The surface defect inspection apparatus 100 is roughly composed of a control unit 200, an illumination unit 300, and an imaging unit 400. The elements and functions constituting each of these parts will be described.

制御部200は、表面欠陥検査装置100全体の制御を行うCPU210、検査プログラム等をメモリ上に展開し実行を行なうRAM(Random Access Memory)220、オペレータからの入力を受け付けるキーボード(KB)271や処理結果などを表示するディスプレイ(DISP)272とデータの遣り取りを行なう入出力インターフェース(IO/IF)270、後述する撮像部400から取り込んだ画像データを記憶する画像データ記憶部230、検査プログラムを格納する検査プログラム記憶部231、撮像部400に撮像指令の制御コマンドの送出を行なったり、撮像部400から撮像した画像データを取り込む撮像制御部(撮像CNT)240、および照明部300に照明のon−offの制御コマンドの送出を行なう照明制御部(照明CNT)250を備える。   The control unit 200 includes a CPU 210 that controls the entire surface defect inspection apparatus 100, a RAM (Random Access Memory) 220 that executes and executes an inspection program on a memory, a keyboard (KB) 271 that receives input from an operator, and a process A display (DISP) 272 for displaying results and the like, an input / output interface (IO / IF) 270 for exchanging data, an image data storage unit 230 for storing image data captured from the imaging unit 400 described later, and an inspection program are stored. The inspection program storage unit 231, the imaging command control command is transmitted to the imaging unit 400, the imaging control unit (imaging CNT) 240 that captures image data captured from the imaging unit 400, and the illumination unit 300 is turned on-off. Lighting control unit that sends out control commands ( Equipped with a bright CNT) 250.

照明部300は、水平に置かれた検査面10の上方に平行に設置され、照明パターンパネル310を備え、検査面10に照明パターンを照射する。照明パターンパネル310は面発光の照明パネルに照明パターンを描画したフィルムを貼り付けたものであるが、例えば液晶表示素子で表示された照明パターンを背面に配置された光源からの光を透過させ、レンズを介して検査面10に投影させるようにしてもよい。   The illumination unit 300 is installed in parallel above the inspection surface 10 placed horizontally, includes an illumination pattern panel 310, and irradiates the inspection surface 10 with an illumination pattern. The illumination pattern panel 310 is obtained by pasting a film on which an illumination pattern is drawn on a surface-emission illumination panel.For example, the illumination pattern displayed on the liquid crystal display element transmits light from a light source disposed on the back surface. You may make it project on the test | inspection surface 10 through a lens.

撮像部400は、例えばCCDイメージセンサを撮像素子とするカメラで、撮像CNT240からの指令された制御コマンドにより検査面10をカラー撮影する。撮像した画像データは、撮像CNT240を介して画像データ記憶部230に格納される。撮像部400の設置位置は、照明部300から照射した照明パターンが検査面10を介して撮像部400の受光部に正反射して結像される位置に配置される。   The imaging unit 400 is a camera using, for example, a CCD image sensor as an imaging element, and performs color imaging of the inspection surface 10 by a control command instructed from the imaging CNT 240. The captured image data is stored in the image data storage unit 230 via the imaging CNT 240. The installation position of the imaging unit 400 is arranged at a position where the illumination pattern irradiated from the illumination unit 300 is regularly reflected by the light receiving unit of the imaging unit 400 via the inspection surface 10 and imaged.

次に照明パターンについて説明する。図9(a)に示す照明パターンが実施例1に用いる照明パターンで、ここでは平面の全方位に対して色相が変位するように作成したパターンである。この例では、図のX方向に正弦波状に色相を変調し、Y方向にその正弦波の位相を周期的に変化させたパターンである。図中の網点が赤(R)、斜線が緑(G)、横線が青(B)の色相を持つパターンである。   Next, an illumination pattern will be described. The illumination pattern shown in FIG. 9A is the illumination pattern used in the first embodiment, and here is a pattern created so that the hue is displaced with respect to all directions on the plane. In this example, the hue is modulated in a sine wave shape in the X direction in the figure, and the phase of the sine wave is periodically changed in the Y direction. In the figure, the halftone dots are red (R), the diagonal lines are green (G), and the horizontal lines are blue (B).

図9(a)に示される(1)〜(4)の矢印は照明パターンの平面上の方向を示し、色相が全方向に変化することを説明するためにこの4方向を代表として選んだ方向である。図9(b)は、この4方向に対応する色相の変化を示した図である。図9(b)に示されるように(1)〜(4)のいずれの方向でも色相が常に変化している。色相の変化は色相環のある位置(角度)の色相に対して、その位置から位相がπずれた位置の色相が最大に変化したことになる。   The arrows of (1) to (4) shown in FIG. 9A indicate the directions on the plane of the illumination pattern, and these four directions are selected as representatives in order to explain that the hue changes in all directions. It is. FIG. 9B is a diagram showing changes in hue corresponding to these four directions. As shown in FIG. 9B, the hue always changes in any of the directions (1) to (4). The change in hue means that the hue at a position where the phase is shifted by π from the position at which the hue ring is located (angle) changes to the maximum.

図9では色相が全方向に変化する例を示したが、色相を一定にして彩度を同様に全方向に変化するようにしてもよい。   Although FIG. 9 shows an example in which the hue changes in all directions, the saturation may similarly be changed in all directions with the hue kept constant.

より詳細に、照明パターンについて説明する。図10は、図9(a)に示した照明パターンと同じく全方向に色相が変化するパターン例で、その色相は(1)式と(2)式で表される。   The illumination pattern will be described in more detail. FIG. 10 is an example of a pattern in which the hue changes in all directions in the same way as the illumination pattern shown in FIG. 9A, and the hue is expressed by Expressions (1) and (2).

ここで、xとyは照明パターンの平面におけるx座標とy座標を示し、tは変数(位相)、Aは色相の変調の振幅、定数a〜cは図10に示す照明パターン内の各周期を示している。また、θ(y)は位相ずれを示し、yの変位に応じて周期的に変化する関数である。a〜cは、検査対象の欠陥のサイズや起伏の大きさによって適宜決められる。   Here, x and y indicate the x and y coordinates in the plane of the illumination pattern, t is a variable (phase), A is the amplitude of hue modulation, and constants a to c are the periods in the illumination pattern shown in FIG. Is shown. Further, θ (y) represents a phase shift and is a function that changes periodically according to the displacement of y. a to c are appropriately determined according to the size of the defect to be inspected and the size of the undulations.

(1)式と(2)式により色相変調した照明パターン内におけるRGBの強度と色相が変化する状態を図11に示す。図11(a)は照明パターンのパターン形状を示し、図11(b)は色相の変調の度合いを輝度で表現した場合を示し、図11(c)は図11(a)で示した矢印の方向の位置におけるRGBの強度変化を示し、図11(d)は、色相の変化を示している。   FIG. 11 shows a state in which the intensity and hue of RGB change in the illumination pattern that is hue-modulated by the equations (1) and (2). FIG. 11A shows the pattern shape of the illumination pattern, FIG. 11B shows a case where the degree of hue modulation is expressed by luminance, and FIG. 11C shows the arrow shown in FIG. An intensity change of RGB at the position in the direction is shown, and FIG. 11D shows a change in hue.

図11(c)に示されるように、各RGBの強度の変位は正弦波状ではないが、HSV(Hue、Saturation、Value)変換により色相に変換することで図11(d)に示すように色相の変位は正弦波状になる。   As shown in FIG. 11 (c), the intensity displacement of each RGB is not sinusoidal, but the hue is converted into a hue by HSV (Hue, Saturation, Value) conversion as shown in FIG. 11 (d). The displacement of is sinusoidal.

(1)式と(2)式を用いて、彩度を照明パターンの全方位に変調させることができる。図12はこの例を示す図で、図12(a)は色相を赤とした場合の照明パターンのパターン形状を示し、図12(b)は彩度の変調の度合いを輝度で表現した場合を、図12(c)は図12(a)で示した矢印の方向の位置におけるRGBの強度変化を示し、図12(d)は図12(c)で示されるRGBをHSV変換して求めた彩度の変化で、正弦波状に変位していることを示している。   Using the expressions (1) and (2), the saturation can be modulated in all directions of the illumination pattern. FIG. 12 is a diagram showing this example. FIG. 12A shows the pattern shape of the illumination pattern when the hue is red, and FIG. 12B shows the case where the degree of saturation modulation is expressed by luminance. 12C shows the intensity change of RGB at the position in the direction of the arrow shown in FIG. 12A, and FIG. 12D was obtained by HSV conversion of RGB shown in FIG. 12C. A change in saturation indicates a sine wave displacement.

全方向に色相または彩度が変化する照明パターンは、(1)式と、例えば(3)式とを用いても作成することができる。この照明パターンの形状と定数a〜cは、図13に示される。   An illumination pattern whose hue or saturation changes in all directions can also be created using equation (1) and, for example, equation (3). The shape of the illumination pattern and the constants a to c are shown in FIG.

次に、表面欠陥検査装置100の処理の流れを図14の処理フロー例を用いて説明する。ここでは図10に示す色相が変化する照明パターンを用いた例で説明する。   Next, the processing flow of the surface defect inspection apparatus 100 will be described using the processing flow example of FIG. Here, an example using an illumination pattern whose hue changes as shown in FIG. 10 will be described.

図14において、まず予め表面に欠陥がないと分かっている塗装膜の表面(ここでは、基準面という)に照明パターンを照射し、撮像部400でカラー撮像する。撮像した画像データは画像データ記憶部230に記憶しておく。続いて、検査対象の表面(ここでは、検査面という)に同様に照明パターンを照射し、カラー撮像する。撮像した画像データは画像データ記憶部230に記憶する。これで、基準面と検査面の2つの画像データが得られたことになる(S1−S4。以降、ステップ1をS1のように表す)。   In FIG. 14, first, an illumination pattern is irradiated onto the surface of a coating film (herein referred to as a reference plane) that is known to have no defects on the surface in advance, and color imaging is performed by the imaging unit 400. The captured image data is stored in the image data storage unit 230. Subsequently, an illumination pattern is similarly applied to the surface to be inspected (herein referred to as an inspection surface), and color imaging is performed. The captured image data is stored in the image data storage unit 230. Thus, two image data of the reference surface and the inspection surface are obtained (S1-S4. Hereinafter, step 1 is expressed as S1).

画像データ記憶部230から基準面と検査面の画像データを取り出し、両画像の同位置の各画素の色相を比較する。色相の差が予め定めた値より大きければ表面の欠陥部を撮像した画素(ここでは、欠陥画素という)と見做す。画像データの全ての画素について比較を行い、欠陥画素を抽出する(S5)。   The image data of the reference surface and the inspection surface is extracted from the image data storage unit 230, and the hues of the pixels at the same position in both images are compared. If the difference in hue is larger than a predetermined value, it is regarded as a pixel (herein referred to as a defective pixel) in which a defective portion on the surface is imaged. All pixels of the image data are compared, and defective pixels are extracted (S5).

欠陥画素で構成される欠陥のサイズを求め、欠陥サイズが予め決められた値より小さければ合格とみなして合格の表示をディスプレイ272に表示し、予め決められた値より大きければ欠陥と見なして不合格の表示を行なう(S6−S9)。   The size of the defect composed of defective pixels is obtained. If the defect size is smaller than a predetermined value, it is regarded as acceptable, and a display of acceptance is displayed on the display 272. If the defect size is larger than the predetermined value, the defect is regarded as defective. A pass is displayed (S6-S9).

以上により、欠陥の検出を行なうことができる。照明パターンの色相が全方向に変化しているので、キズのある欠陥の傾斜部で反射した光の色相が他の色相に現れ、欠陥の検出が可能となる。図14の処理フローは色相を変調させた図10の照明パターンを用いたが、彩度を変調させた図12の照明パターンを用いても同様のフローで検出できる。また、図13に示す照明パターンを用いても色相、または彩度は全方向に変化し、欠陥の検出ができる。   Thus, the defect can be detected. Since the hue of the illumination pattern changes in all directions, the hue of the light reflected by the inclined portion of the flawed defect appears in another hue, and the defect can be detected. The processing flow of FIG. 14 uses the illumination pattern of FIG. 10 in which the hue is modulated, but the same flow can be detected using the illumination pattern of FIG. 12 in which the saturation is modulated. Moreover, even if the illumination pattern shown in FIG. 13 is used, the hue or saturation changes in all directions, and a defect can be detected.

(実施例2)
実施例1では、色相または彩度を全方位に変化させた照明パターンを用い、基準面と検査面とを撮像して両画像の色相、または彩度の差から欠陥画像を抽出することを行なった。実施例2では、実施例1と同様に色相または彩度を全方位に変化させた照明パターンを用いるが、照明パターンを移動させて照射し、欠陥画素の抽出に色相または彩度の色相の振幅の差、または位相差を用いる例である。
(Example 2)
In the first embodiment, an illumination pattern in which the hue or saturation is changed in all directions is used, the reference surface and the inspection surface are imaged, and a defect image is extracted from the difference in hue or saturation between the two images. It was. In the second embodiment, an illumination pattern in which the hue or saturation is changed in all directions is used in the same manner as in the first embodiment. However, the illumination pattern is moved and irradiated, and the amplitude of the hue or saturation hue is extracted for extracting defective pixels. This is an example of using the difference or phase difference.

最初に、実施例2の表面欠陥検査装置の構成例について図15を用いて説明する。表面欠陥検査装置101は、制御部201と照明部301、および撮像部400で構成する。表面欠陥検査装置101は、実施例1で説明した表面欠陥検査装置100と一部の構成が異なるので、この異なる部分について説明する。   Initially, the structural example of the surface defect inspection apparatus of Example 2 is demonstrated using FIG. The surface defect inspection apparatus 101 includes a control unit 201, an illumination unit 301, and an imaging unit 400. Since the surface defect inspection apparatus 101 is partially different in configuration from the surface defect inspection apparatus 100 described in the first embodiment, this different part will be described.

実施例2の特徴である照明パターンを移動させるために、照明部301は移動機構320を備えている。この移動機構320は光源(不図示)と照明パターンパネル310とを支持し、制御部201からの指令により移動する。照明部301は、水平に置かれた検査面10の上方に平行に設置されており、照明パターン310の移動もこの平行を保ったまま、指令に基づいた移動量を移動する(図15の矢印が移動方向を示す)。また、制御部201では、照明部301に移動指令するための移動制御部(移動CNT)260を備える。また、検査プログラムを格納した検査プログラム記憶部232を備えている(ここでの検査プログラムは実施例1で説明した検査プログラム記憶部231に格納した検査プログラムとは異なり、照明パターンの移動制御と移動によって得られた画像処理を行う)。なお、以上に示した以外の構成は、表面欠陥検査装置100と同様である。なお、図15に示した表面欠陥検査装置101に付けた符号は、表面欠陥検査装置101と同じ構成要素には同一の符号を付けている。   In order to move the illumination pattern, which is a feature of the second embodiment, the illumination unit 301 includes a moving mechanism 320. The moving mechanism 320 supports a light source (not shown) and the illumination pattern panel 310 and moves according to a command from the control unit 201. The illumination unit 301 is installed in parallel above the inspection surface 10 placed horizontally, and the movement of the illumination pattern 310 is moved in accordance with the command while maintaining the parallel movement (the arrow in FIG. 15). Indicates the direction of movement). In addition, the control unit 201 includes a movement control unit (moving CNT) 260 for instructing the lighting unit 301 to move. In addition, an inspection program storage unit 232 storing an inspection program is provided (the inspection program here is different from the inspection program stored in the inspection program storage unit 231 described in the first embodiment, and movement control and movement of the illumination pattern). The image processing obtained by the above is performed). The configurations other than those described above are the same as those of the surface defect inspection apparatus 100. In addition, the code | symbol attached | subjected to the surface defect inspection apparatus 101 shown in FIG.

次に、実施例2では検査面10上に照射する照明パターンを移動させるが、移動量と移動させた場合の色相変化について説明する。   Next, in the second embodiment, the illumination pattern irradiated on the inspection surface 10 is moved, and the movement amount and the hue change when moved are described.

図16は、移動によって撮像部400で撮像される検査面10上の照明パターンを示した図である。照明パターンの移動は、色相変調した正弦波の周期aの1/4の距離毎にここでは3回移動させることを行なう。この移動によって検査面10には照明パターンが移動分だけずれて照射されることになる。このことは、色相変調における正弦波の位相tをπ/2ずつ変位させた照明パターン(即ち、位相tを0から3π/2までπ/2ずつ変化した4種類の照明パターン)を順次切り替えて検査面10に照射したものと同等になる。図16(a)の検査面上のA、B、Cは、t=0において色相がR(赤)、G(緑)、B(青)となる位置を示し、図16(b)〜図16(d)に照明パターンを3回移動したときのA〜Cの各位置の色相が変化している状態を示している。仮に、照明パターンを連続して移動したとすれば、その色相の変化は図17に示されるように、A〜Cの各位置の初期(t=0)の色相はそれぞれ異なるが、連続移動によってA〜Cの各位置の色相は同じ周期で変化する。   FIG. 16 is a diagram illustrating an illumination pattern on the inspection surface 10 captured by the imaging unit 400 by movement. The illumination pattern is moved three times for each ¼ distance of the period a of the hue-modulated sine wave. Due to this movement, the illumination surface is irradiated with the illumination pattern shifted by the movement amount. This means that the illumination patterns in which the phase t of the sine wave in hue modulation is displaced by π / 2 (that is, four types of illumination patterns in which the phase t is changed by π / 2 from 0 to 3π / 2) are sequentially switched. This is equivalent to that irradiated on the inspection surface 10. A, B, and C on the inspection surface in FIG. 16A indicate positions where the hues are R (red), G (green), and B (blue) at t = 0, and FIG. FIG. 16D shows a state where the hues at the respective positions A to C are changed when the illumination pattern is moved three times. If the illumination pattern is moved continuously, the hue changes as shown in FIG. 17, although the initial hues (t = 0) at the respective positions A to C are different. The hues at positions A to C change at the same period.

図17に示されるA〜Cの位置の色相変化は、欠陥部分でない正反射している状態が示されたものであるが、この位置に欠陥があった場合は色相変化の振幅および位相は図17で示されるものより色相変化の振幅は小さく、位相はずれたものとなる。このことは、図5で説明した輝度変化の振幅と位相ずれと同様に、欠陥の傾斜部分で反射角度が変わって反射された光が正反射されるべき位置とは異なる位置で結像し(即ち、位相ずれが起きる)、その位置の色相変化の振幅は反射による拡散のため小さくなる。実施例2では、正反射した場合の色相変化の振幅または位相と比較することで欠陥画素を抽出するものである。色相変化の振幅または位相を比較する方法(即ち、位相シフト法)を用いることで、実施例1における欠陥画素の検出精度をより高く検出できる。   The hue change at positions A to C shown in FIG. 17 shows a state of specular reflection that is not a defective portion. If there is a defect at this position, the amplitude and phase of the hue change are shown in FIG. The amplitude of the hue change is smaller than that indicated by 17, and the phase is shifted. Similar to the amplitude and phase shift of the luminance change described with reference to FIG. 5, the reflected light is changed at the inclined portion of the defect and the reflected light is imaged at a position different from the position where it should be regularly reflected ( That is, a phase shift occurs), and the amplitude of the hue change at that position becomes small due to diffusion due to reflection. In the second embodiment, defective pixels are extracted by comparing with the amplitude or phase of hue change in the case of regular reflection. By using a method of comparing the amplitude or phase of the hue change (that is, the phase shift method), it is possible to detect the defective pixel with higher detection accuracy in the first embodiment.

次に、表面欠陥検査の処理の流れを図18の処理フロー例を用いて説明する。ここでは図10に示す照明パターンを正弦波の色相を変調する周期aの1/4の距離をX方向に3回移動させて、照明パターンを照射した検査面10を撮像して画像を得ることとする(即ち、検査面10に位相tをπ/2進めて照明パターンを照射し撮像する)。これにより、照明パターンの最初の位置と3回移動した位置の計4回撮像した画像を得る。撮像回数は、少なくとも3回以上をあればよく(色相は正弦波で変調しているため、少なくとも3点の値を求めることで正弦波の定数を特定できる)、撮像回数を多くすれば精度は高まる。また、この検査の前には、欠陥がない基準面に対して次に説明する処理フローで撮像した画像データ(基準画像データということにする)を画像データ記憶部230に記憶してあるものとする。なお、図18の処理フローは表面欠陥検査装置101のCPU210が処理するフローである。   Next, the process flow of the surface defect inspection will be described using the process flow example of FIG. In this case, the illumination pattern shown in FIG. 10 is moved three times in the X direction by a distance 1/4 of the period a for modulating the hue of the sine wave, and an image is obtained by imaging the inspection surface 10 irradiated with the illumination pattern. (That is, the inspection surface 10 is imaged by irradiating the illumination pattern with the phase t advanced by π / 2). Thereby, an image captured four times in total, that is, the initial position of the illumination pattern and the position moved three times, is obtained. The number of times of imaging should be at least 3 times (the hue is modulated by a sine wave, so the constant of the sine wave can be specified by obtaining the value of at least 3 points), and if the number of times of imaging is increased, the accuracy will be Rise. Prior to this inspection, the image data storage unit 230 stores image data (referred to as reference image data) captured in a processing flow described below on a reference surface having no defect. To do. Note that the processing flow of FIG. 18 is a flow processed by the CPU 210 of the surface defect inspection apparatus 101.

まず、CPU210は撮影の回数をカウントするカウンタnを初期化(n=0)する(S11)。   First, the CPU 210 initializes a counter n that counts the number of photographing (n = 0) (S11).

カウンタnをカウントアップ(n=n+1)してn=1となるので、移動機構320に制御コマンドを送出して照明パターンを待機位置から1回目の撮像が行なわれる初期位置に位置するように移動させる(移動機構はn=0では、待機位置にいるものとする)。照明パターンの位置が定まったところで撮像部400に制御コマンドを送り、撮像部400で検査面10を撮像する。撮像した画像データは画像データ記憶部230に記憶する(S12−S14、S16、S17)。   Since the counter n is incremented (n = n + 1) and n = 1, a control command is sent to the moving mechanism 320 to move the illumination pattern from the standby position to the initial position where the first imaging is performed. (The moving mechanism is assumed to be in the standby position when n = 0). When the position of the illumination pattern is determined, a control command is sent to the imaging unit 400, and the imaging surface 400 images the inspection surface 10. The captured image data is stored in the image data storage unit 230 (S12-S14, S16, S17).

カウンタnが撮像を行なう「4」より小さい(この時点では、n=1)ので、S12に戻り、カウントアップして照明パターンを図10のX方向にa/4の距離を移動させる。この移動により、1回目に撮像した照明パターンから、正弦波の位相tをπ/2X方向に変位させた照明パターンを検査面10に照射することになる。移動後撮像を行い、得られた画像データを記憶する。これをn=4となるまでS12からS18を繰り返す。これにより、撮像部400の撮像は4回行なわれ、画像データ記憶部230には、4つの画像データ(検査画像データということにする)が記憶されることになる(S12、S13、S15−S18)。   Since the counter n is smaller than “4” at which imaging is performed (n = 1 at this time), the process returns to S12 to count up and move the illumination pattern a distance of a / 4 in the X direction in FIG. By this movement, the inspection surface 10 is irradiated with an illumination pattern in which the phase t of the sine wave is displaced in the π / 2X direction from the illumination pattern captured for the first time. Imaging is performed after movement, and the obtained image data is stored. This is repeated from S12 to S18 until n = 4. As a result, the imaging unit 400 performs imaging four times, and the image data storage unit 230 stores four image data (referred to as inspection image data) (S12, S13, S15-S18). ).

4回の撮像が終了したところで、取得したこれらの4つの検査画像データから予め撮像してある基準画像データを基に検出画素を抽出する。欠陥画素は、例えば次のようにして抽出することができる。まず、4つの検査画像データから画像の各位置における画素の評価値δを(4)式により求める。一方、基準画像データにおいても(4)式の計算式を用いて評価値δを求める。次に、求めたδとδとの差分(δ−δ)を算出し、算出した差分が予め定めた値(閾値)を超えた場合に欠陥画素と見做すものである。 When the four imaging operations are completed, detection pixels are extracted based on the reference image data captured in advance from the acquired four inspection image data. The defective pixel can be extracted as follows, for example. First, an evaluation value δ of a pixel at each position of the image is obtained from the four inspection image data by the equation (4). On the other hand, also for the reference image data, the evaluation value δ 0 is obtained using the calculation formula (4). Next, a difference (δ−δ 0 ) between the obtained δ and δ 0 is calculated, and when the calculated difference exceeds a predetermined value (threshold), it is regarded as a defective pixel.

(4)式でI〜Iは位相tを0〜3π/2に変位させたときのx座標とy座標の各画素のRGB値をHSV変換した色相の値である(S19)。 In Equation (4), I 1 to I 4 are hue values obtained by HSV conversion of the RGB values of each pixel of the x coordinate and y coordinate when the phase t is displaced to 0 to 3π / 2 (S19).

抽出した欠陥画素の数に基づいて、欠陥の大きさ(サイズ)を求め、欠陥のサイズが予め決められたサイズより小さければ合格と見做して合格の表示をディスプレイ272に表示し、閾値より大きければ欠陥と見做して不合格の表示を行なう(S20−S23)。   Based on the number of extracted defective pixels, the size (size) of the defect is obtained. If the size of the defect is smaller than a predetermined size, the result is regarded as acceptable, and an indication of acceptance is displayed on the display 272. If it is larger, it is regarded as a defect and a failure is displayed (S20-S23).

上記では、図10の色相を変化させる照明パターンを用いた例で処理フローを説明したが、図12の彩度を変化させた照明パターンを用いても同じ処理フローとなる。また、欠陥画素の抽出に色相の振幅の差を用いたが、替わりに位相差を用いてもよい。   In the above description, the processing flow has been described using an example in which an illumination pattern that changes the hue in FIG. 10 is used. However, the same processing flow is obtained even if the illumination pattern in which the saturation is changed in FIG. Further, the difference in hue amplitude is used for extracting defective pixels, but a phase difference may be used instead.

なお、上記のフローにおいて、図15の照明制御部250における照明部301の光源に対するon−off制御に対する説明は省略したが、例えば4回繰り返されるS12〜S18の間、光源をonとし、それ以外はoffと制御するようにすればよい。また、実施例2では移動機構320により照明パターンを移動させて位相を変位させたが、移動機構によらずに照明パターンを切り換えるようにしてもよい。この場合は、位相をt=2πk/n(k=0、1、2、・・)により変位させた照明パターンを作成し、照明パターンを切り換えるようにする。   In the above flow, the description of the on-off control for the light source of the illumination unit 301 in the illumination control unit 250 of FIG. 15 is omitted. However, for example, the light source is turned on during S12 to S18 repeated four times, and the others May be controlled to be off. In the second embodiment, the illumination mechanism is moved by the movement mechanism 320 to shift the phase. However, the illumination pattern may be switched without using the movement mechanism. In this case, an illumination pattern whose phase is displaced by t = 2πk / n (k = 0, 1, 2,...) Is created, and the illumination pattern is switched.

(実施例3)
実施例2では、色相を全方位に変化させた照明パターンを用いたものであるが、実施例3では色相と彩度とに位相差を持たせ、これらを全方位に変化させ照明パターンを用いる例である。このときの色相Ihue(x,y,t)と彩度Isat(x,y,t)の変調は、例えば(5)式と(6)式で示され、θ(y)は前記の(2)式で示される。
(Example 3)
In the second embodiment, an illumination pattern in which the hue is changed in all directions is used. However, in the third embodiment, the hue and saturation are given a phase difference, and these are changed in all directions to use the illumination pattern. It is an example. The modulation of the hue I hue (x, y, t) and the saturation I sat (x, y, t) at this time is expressed by, for example, the expressions (5) and (6), and θ (y) It is shown by the formula (2).

(5)式と(6)式で示されるように、X方向の彩度の変調を色相の変調に対して位相をπ/2進めており、照明パターンは図19(a)に示されるようになる。図19(a)の矢印方向のRGB強度は図19(b)となり正弦波状にはならないが、このRGB強度をHSV変換した色相と彩度は図19(c)のようにπ/2の位相差で正弦波となっている。   As shown by the equations (5) and (6), the saturation modulation in the X direction is advanced by π / 2 with respect to the hue modulation, and the illumination pattern is as shown in FIG. become. The RGB intensity in the direction of the arrow in FIG. 19 (a) is not a sine wave as shown in FIG. 19 (b), but the hue and saturation obtained by HSV conversion of this RGB intensity are about π / 2 as shown in FIG. 19 (c). The phase difference is a sine wave.

図19に示した照明パターンを用いた実施例3では、撮像回数はt=0とt=πの2回でよい。2枚の撮像画像に対して色相と彩度をそれぞれHSV変換して色相画像と彩度画像とに分解し、2枚の色相画像と2枚の彩度画像の計4枚の画像を得る。この4枚の画像は、実施例2でt=0、π/2、π、3π/2で撮像された4枚の画像と同等である。即ち、実施例2の4回の撮像を実施例3では2回の撮像で済むことになる。図20はこの1枚の画像から2枚の画像が得られることを示した図で、図20(a)のt=0における照明パターンからは図20(a1)のt=0の色相画像と図20(a2)のt=π/2の彩度画像が得られる(共に輝度表現している)。また、図20(b)のt=πの照明パターンから図20(b1)のt=πの色相画像と図20(b2)のt=3π/2の彩度画像が得られる。この4枚の画像の振幅と位相の差を基に実施例2と同様に評価値を求めて欠陥画素を抽出し、それらからに欠陥の検出が可能となる。   In Example 3 using the illumination pattern shown in FIG. 19, the number of times of imaging may be two times t = 0 and t = π. The hue and saturation of each of the two captured images are subjected to HSV conversion to be decomposed into a hue image and a saturation image, thereby obtaining a total of four images including two hue images and two saturation images. These four images are equivalent to the four images captured at t = 0, π / 2, π, and 3π / 2 in the second embodiment. That is, the four imaging operations in the second embodiment need only be performed twice in the third embodiment. FIG. 20 shows that two images can be obtained from this one image. From the illumination pattern at t = 0 in FIG. 20A, a hue image at t = 0 in FIG. 20A1 is obtained. A saturation image of t = π / 2 in FIG. 20 (a2) is obtained (both are expressed in luminance). Further, a hue image of t = π in FIG. 20B1 and a saturation image of t = 3π / 2 in FIG. 20B2 are obtained from the illumination pattern of t = π in FIG. 20B. Based on the difference between the amplitude and phase of the four images, an evaluation value is obtained in the same manner as in the second embodiment, and defective pixels are extracted, and a defect can be detected therefrom.

(実施例4)
実施例4では、色相をX方向に正弦波状に変調したストライプパターンにX方向と直交するY方向に彩度を正弦波状に変調した照明パターンを用いる例である。この照明パターンは図21(a)に示されるようになる。図21(a)の矢印に示すX方向のRGB強度は図21(b)に示すように正弦波状にはならないが、この図21(b)のRGB強度をHSV変換した色相と彩度は図21(c)のように色相は正弦波状に変化し、彩度は一定となる。また、Y方向のRGB強度は図21(d)に示すように、G強度が一定であるのに対してRとBの強度は正弦波状に変化している。このRGB強度をHSV変換した色相と彩度は図21(e)のように色相は一定で彩度は正弦波状に変化する。
Example 4
The fourth embodiment is an example in which an illumination pattern in which saturation is modulated in a sine wave shape in the Y direction orthogonal to the X direction is used for a stripe pattern in which the hue is modulated in a sine wave shape in the X direction. This illumination pattern is as shown in FIG. The RGB intensity in the X direction indicated by the arrow in FIG. 21A does not have a sine wave shape as shown in FIG. 21B, but the hue and saturation obtained by HSV conversion of the RGB intensity in FIG. As shown in 21 (c), the hue changes like a sine wave, and the saturation is constant. In addition, as shown in FIG. 21D, the RGB intensity in the Y direction is constant in the G intensity, whereas the R and B intensity changes in a sine wave form. As shown in FIG. 21E, the hue and saturation obtained by HSV conversion of the RGB intensity are constant and the saturation changes in a sine wave shape.

撮像は実施例2と同様に照明パターンの移動により位相をt=0、π/2、π、3π/2と変位させて4回の撮像を行なう。撮像したそれぞれの画像から色相と彩度の画像を得ることができるので、4枚の照明パターンから8枚の画像が得られる。図22は、4枚の照明パターンから8枚の画像が得られることを示す図で、図22(a)はt=0、π/2、π、3π/2と変位させた図21(a)の照明パターンを示し、図22(b)は彩度を一定として色相のみを図22(a)から取り出し輝度表現した4枚の色相パターンの画像を示している。図22(c)は、色相を一定として彩度のみを図22(a)から取り出し輝度表現した4枚の彩度パターンの画像を示している。このように、4枚の照明パターンから8枚の画像を得ることができる。この8枚の画像を基に基準の画像と比べて欠陥画素の抽出を行なう。実施例2と同様の撮像回数となるが、より精度の高い欠陥の検出が可能となる。   In the same way as in the second embodiment, the phase is displaced to t = 0, π / 2, π, and 3π / 2 by moving the illumination pattern, and imaging is performed four times. Since images of hue and saturation can be obtained from each captured image, eight images can be obtained from the four illumination patterns. FIG. 22 is a diagram showing that eight images can be obtained from four illumination patterns. FIG. 22 (a) is a diagram in which t = 0, π / 2, π, and 3π / 2 are displaced. 22 (b) shows four hue pattern images in which only the hue is extracted from FIG. 22 (a) and the luminance is expressed with constant saturation. FIG. 22C shows images of four saturation patterns in which the hue is constant and only the saturation is extracted from FIG. In this manner, eight images can be obtained from the four illumination patterns. Based on these eight images, defective pixels are extracted as compared with the reference image. Although the number of times of imaging is the same as that of the second embodiment, it is possible to detect a defect with higher accuracy.

以上、本発明の表面欠陥検査装置と表面欠陥検査方法の実施例を説明したが、これらは上記した内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得るものである。   The embodiments of the surface defect inspection apparatus and the surface defect inspection method of the present invention have been described above. However, these embodiments are not limited to the above-described contents, and can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention. To get.

上記の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
色相が平面において少なくとも2方向に周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明部と、
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
(付記2)
前記照明パターンは、色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した
ことを特徴とする付記1に記載の表面欠陥検査装置。
(付記3)
前記照明部は、前記照明パターンを前記基準面と前記検査面とにそれぞれ複数回移動して照射し、
前記撮像部は、前記移動の毎に前記基準面と前記検査面とを撮像し、
欠陥検出部は、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する
ことを特徴とする付記2に記載の表面欠陥検査装置。
(付記4)
彩度が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とにそれぞれ複数回移動して照射する照明部と、
前記移動の毎に前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から彩度変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から彩度変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
(付記5)
色相と彩度とが平面の第1の方向に所定の位相差を有して正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
(付記6)
色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化すると共に彩度を該正弦波状に変調した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
(付記7)
色相が平面において少なくとも2方向に周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明手順と、
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像手順と、
前記撮像部で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出手順と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査方法。
(付記8)
前記複数回移動の移動量は、前記正弦波の周期の1/n(n≧3)であり、移動回数はn回である
ことを特徴とする付記3に記載の表面欠陥検査装置。
(付記9)
前記照明部は、前記第1の方向に異なる位相を持たせた複数の前記照明パターンを有し、前記基準面と前記検査面とにそれぞれ該照明パターンを切り替えて照射し、
前記撮像部は、前記切り替えの毎に前記基準面と前記検査面とを撮像し、
欠陥検出部は、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する
ことを特徴とする付記2に記載の表面欠陥検査装置。
(付記10)
前記位相は、前記正弦波の周期の1/n(n≧3)であり、
前記照明パターンの切り替えは、n回である
ことを特徴とする付記9に記載の表面欠陥検査装置。
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
An illumination unit that irradiates a reference surface and an inspection surface with an illumination pattern whose hue periodically changes in at least two directions on a plane;
An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern;
A defect detection unit that detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference in hue between both images captured by the imaging unit;
A surface defect inspection apparatus comprising:
(Appendix 2)
The illumination pattern is characterized in that a hue is modulated in a sine wave shape in a first direction of a plane, and a phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction. The surface defect inspection apparatus according to appendix 1.
(Appendix 3)
The illumination unit irradiates the illumination pattern by moving the illumination pattern to the reference surface and the inspection surface a plurality of times,
The imaging unit images the reference surface and the inspection surface for each movement,
The defect detection unit obtains a first evaluation value for a hue change from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit and obtains a second evaluation value for a hue change from the plurality of images of the inspection surface, The surface defect inspection apparatus according to appendix 2, wherein the presence or absence of a defect on the inspection surface is detected based on a difference between the first evaluation value and the second evaluation value.
(Appendix 4)
An illumination pattern in which saturation is modulated in a sine wave shape in the first direction of the plane and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction is inspected with the reference plane Illuminating unit that illuminates by moving multiple times to the surface,
An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface for each movement;
A first evaluation value for a saturation change is obtained from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a saturation change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation value is obtained. A defect detection unit that detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on the difference between the evaluation value and the second evaluation value;
A surface defect inspection apparatus comprising:
(Appendix 5)
Hue and saturation have a predetermined phase difference in the first direction of the plane and are modulated in a sine wave shape, and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction. An illumination unit that illuminates the reference surface and the inspection surface by moving the illumination pattern changed to
An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern for each movement;
A first evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the reference surface imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation is performed. A defect detection unit for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference between the value and the second evaluation value;
A surface defect inspection apparatus comprising:
(Appendix 6)
Hue is modulated sinusoidally in the first direction of the plane, the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction, and the saturation is modulated in the sinusoidal shape An illumination unit that moves the illuminated pattern and illuminates the reference surface and the inspection surface;
An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern for each movement;
A first evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the reference surface imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation is performed. A defect detection unit for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference between the value and the second evaluation value;
A surface defect inspection apparatus comprising:
(Appendix 7)
An illumination procedure for irradiating a reference surface and an inspection surface with an illumination pattern whose hue periodically changes in at least two directions on a plane;
An imaging procedure for imaging the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern;
A defect detection procedure for detecting the presence or absence of defects on the inspection surface based on a difference in hue between both images captured by the imaging unit;
A surface defect inspection method characterized by comprising:
(Appendix 8)
The surface defect inspection apparatus according to appendix 3, wherein the movement amount of the plurality of movements is 1 / n (n ≧ 3) of the period of the sine wave, and the number of movements is n times.
(Appendix 9)
The illumination unit has a plurality of the illumination patterns having different phases in the first direction, and irradiates the illumination pattern while switching the illumination pattern to the reference surface and the inspection surface, respectively.
The imaging unit images the reference surface and the inspection surface every time the switching is performed,
The defect detection unit obtains a first evaluation value for a hue change from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit and obtains a second evaluation value for a hue change from the plurality of images of the inspection surface, The surface defect inspection apparatus according to appendix 2, wherein the presence or absence of a defect on the inspection surface is detected based on a difference between the first evaluation value and the second evaluation value.
(Appendix 10)
The phase is 1 / n (n ≧ 3) of the period of the sine wave,
The surface defect inspection apparatus according to appendix 9, wherein the illumination pattern is switched n times.

10 検査面
11 ベース層
12 クリア層
20 異物
21 欠陥
22 キズ欠陥
23 キズ欠陥
30 照明部
31 明部
32 暗部
40 撮像部
41 (欠陥のない部分で正反射して撮像部に入射する)光
42 (欠陥の傾斜面で反射して撮像部に入射する)光
50 撮像画像
51 明部
52 暗部
100 表面欠陥検査装置
101 表面欠陥検査装置
200 制御部
201 制御部
210 CPU
220 RAM
230 画像データ記憶部
231 検査プログラム記憶部
232 検査プログラム記憶部
240 撮像制御部(撮像CNT)
250 照明制御部(照明CNT)
260 移動制御部(移動CNT)
270 IO/IF(Input Output/Interface)
271 キーボード(KB)
272 ディスプレイ(DISP)
300 照明部
301 照明部
310 照明パターンパネル
320 移動機構
400 撮像部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inspection surface 11 Base layer 12 Clear layer 20 Foreign material 21 Defect 22 Scratch defect 23 Scratch defect 30 Illumination part 31 Bright part 32 Dark part 40 Imaging part 41 (Specular reflection in a part without a defect, and it injects into an imaging part) 42 ( Light reflected from the inclined surface of the defect and incident on the imaging unit) 50 Captured image 51 Bright part 52 Dark part 100 Surface defect inspection apparatus 101 Surface defect inspection apparatus 200 Control unit 201 Control unit 210 CPU
220 RAM
230 Image Data Storage Unit 231 Inspection Program Storage Unit 232 Inspection Program Storage Unit 240 Imaging Control Unit (Imaging CNT)
250 Lighting Control Unit (Lighting CNT)
260 Movement control unit (movement CNT)
270 IO / IF (Input Output / Interface)
271 Keyboard (KB)
272 Display (DISP)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 Illumination part 301 Illumination part 310 Illumination pattern panel 320 Moving mechanism 400 Imaging part

Claims (6)

色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明部と、
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。
An illumination pattern in which the hue is modulated in a sine wave shape in the first direction of the plane and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction is defined as a reference surface and an inspection surface. And an illumination unit for irradiating
An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern;
A defect detection unit that detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference in hue between both images captured by the imaging unit;
A surface defect inspection apparatus comprising:
前記照明部は、前記照明パターンを前記基準面と前記検査面とにそれぞれ複数回移動して照射し、The illumination unit irradiates the illumination pattern by moving the illumination pattern to the reference surface and the inspection surface a plurality of times,
前記撮像部は、前記移動の毎に前記基準面と前記検査面とを撮像し、The imaging unit images the reference surface and the inspection surface for each movement,
欠陥検出部は、前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出するThe defect detection unit obtains a first evaluation value for a hue change from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit and obtains a second evaluation value for a hue change from the plurality of images of the inspection surface, Based on the difference between the first evaluation value and the second evaluation value, the presence or absence of a defect on the inspection surface is detected.
ことを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検査装置。The surface defect inspection apparatus according to claim 1.
彩度が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とにそれぞれ複数回移動して照射する照明部と、An illumination pattern in which saturation is modulated in a sine wave shape in the first direction of the plane and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction is inspected with the reference plane Illuminating unit that illuminates by moving multiple times to the surface,
前記移動の毎に前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像部と、An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface for each movement;
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から彩度変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から彩度変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、A first evaluation value for a saturation change is obtained from a plurality of images of the reference plane imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a saturation change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation value is obtained. A defect detection unit that detects the presence or absence of a defect on the inspection surface based on the difference between the evaluation value and the second evaluation value;
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。A surface defect inspection apparatus comprising:
色相と彩度とが平面の第1の方向に所定の位相差を有して正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、Hue and saturation have a predetermined phase difference in the first direction of the plane and are modulated in a sine wave shape, and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction. An illumination unit that illuminates the reference surface and the inspection surface by moving the illumination pattern changed to
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern for each movement;
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、A first evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the reference surface imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation is performed. A defect detection unit for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference between the value and the second evaluation value;
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。A surface defect inspection apparatus comprising:
色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化すると共に彩度を該正弦波状に変調した照明パターンを移動して、基準面と検査面とを照明する照明部と、Hue is modulated sinusoidally in the first direction of the plane, the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction, and the saturation is modulated in the sinusoidal shape An illumination unit that moves the illuminated pattern and illuminates the reference surface and the inspection surface;
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを、前記移動の毎に撮像する撮像部と、An imaging unit that images the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern for each movement;
前記撮像部で撮像された前記基準面の複数の画像から色相変化に対する第1の評価値を求めると共に前記検査面の複数の画像から色相変化に対する第2の評価値を求め、前記第1の評価値と前記第2の評価値の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出部と、A first evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the reference surface imaged by the imaging unit, and a second evaluation value for a hue change is obtained from a plurality of images of the inspection surface, and the first evaluation is performed. A defect detection unit for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on a difference between the value and the second evaluation value;
を有することを特徴とする表面欠陥検査装置。A surface defect inspection apparatus comprising:
色相が平面の第1の方向に正弦波状に変調し、該第1の方向に対して垂直な第2の方向に該正弦波の位相を周期的に変化した照明パターンを、基準面と検査面とに照射する照明手順と、An illumination pattern in which the hue is modulated in a sine wave shape in the first direction of the plane and the phase of the sine wave is periodically changed in a second direction perpendicular to the first direction is defined as a reference surface and an inspection surface. Lighting procedure to irradiate and
前記照明パターンが照射された前記基準面と前記検査面とを撮像する撮像手順と、An imaging procedure for imaging the reference surface and the inspection surface irradiated with the illumination pattern;
前記撮像手順で撮像された両画像の色相の差に基づいて、前記検査面の欠陥の有無を検出する欠陥検出手順と、A defect detection procedure for detecting the presence or absence of a defect on the inspection surface based on the difference in hue between the two images captured in the imaging procedure;
を有することを特徴とする表面欠陥検査方法。A surface defect inspection method characterized by comprising:
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