JP6688629B2 - 欠陥検出装置、欠陥検出方法およびプログラム - Google Patents

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、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。このような検査装置では、凹部または凸部である欠陥を検出する際に、汚れ等による表面の色が欠陥として検出されることを防止する必要がある。

例えば、特許文献１のシート状物の欠陥検査装置では、シート状物に斜め方向から光を照射し、暗い影領域と明るい輝点領域との位置関係から、凹部、凸部、汚れ部が分類される。特許文献２の外観検査装置では、被検査面の照度を変化させ、きずと油とでは照度変化による画像中の濃度変化が異なることを利用して、きずを正確に検出する。特許文献３の棒状物体の検査装置では、棒状の物体に赤色の光と青色の光とを反対方向から照射し、カラー画像を赤色画像と青色画像とに分解し、各画像の明暗領域の位置関係から凸欠陥と汚れとを検出する。

特開平２−１５６１４４号公報 特開２００２−１１６１５３号公報 特開２００５−３７２０３号公報

ところで、対象物の表面の凹凸により、画像中には暗領域や明領域が複雑に現れ、先行技術のように凹凸の欠陥と汚れとを精度よく分離できない場合がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、欠陥候補から対象物の表面の色に起因するものを高い精度にて除くことにより、欠陥の過検出を抑制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欠陥検出装置であって、互いに異なる偏った複数の照明状態にて、対象物に光を照射することができる光照射部と、前記対象物の表面の対象領域の画像を撮像画像として取得する撮像部と、前記光照射部による照明状態と、前記撮像部による画像の取得とを制御する撮像制御部と、前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得し、前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得し、前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する欠陥取得部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の欠陥検出装置であって、前記欠陥検出部が、前記複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれを、欠陥検出に利用される撮像画像として順次選択する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の欠陥検出装置であって、欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像が、第１撮像画像と第２撮像画像とを含み、前記欠陥取得部が、前記第１撮像画像から、対応する第１参照画像を参照しつつ前記第１参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を前記欠陥候補領域として取得し、前記第２撮像画像から、対応する第２参照画像を参照しつつ前記第２参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を他の欠陥候補領域として取得し、前記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第２撮像画像から前記他の欠陥候補領域が取得され、前記他の欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第１撮像画像から前記欠陥候補領域が取得される。

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欠陥検出装置であって、前記欠陥取得部が、欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像から、第１の手法にて第１欠陥候補領域を取得し、前記第１の手法とは異なる第２の手法にて第２欠陥候補領域を取得し、前記第１欠陥候補領域および前記第２欠陥候補領域に基づいて前記欠陥候補領域を取得する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の欠陥検出装置であって、前記第１の手法が、撮像画像と参照画像との位置合わせを行った後に、これらの画像の差分画像から前記第１欠陥候補領域を取得する手法であり、前記第２の手法が、撮像画像および参照画像に対して微小領域除去処理を行った後にこれらの画像の差分画像から前記第２欠陥候補領域を取得する手法である。

請求項６に記載の発明は、対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、ａ）互いに異なる偏った複数の照明状態のそれぞれにて対象物に光が照射されている間に、撮像部により前記対象物の表面の対象領域の画像を取得することにより、複数の撮像画像を取得する工程と、ｂ）前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得する工程と、ｃ）前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得する工程と、ｄ）前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する工程とを備える。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の欠陥検出方法であって、前記複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれを、欠陥検出に利用される撮像画像として順次選択しつつ、前記ｂ）ないしｄ）工程が繰り返される。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の欠陥検出方法であって、欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像が、第１撮像画像と第２撮像画像とを含み、前記ｂ）工程において、前記第１撮像画像から、対応する第１参照画像を参照しつつ前記第１参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方が前記欠陥候補領域として取得され、前記欠陥検出方法が、ｅ）前記第２撮像画像から、対応する第２参照画像を参照しつつ前記第２参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を他の欠陥候補領域として取得する工程をさらに備え、前記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第２撮像画像から前記他の欠陥候補領域が取得され、前記他の欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第１撮像画像から前記欠陥候補領域が取得される。

請求項９に記載の発明は、コンピュータに、対象物の表面の対象領域の複数の画像から前記対象領域における欠陥を検出させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、ａ）互いに異なる偏った複数の照明状態において取得された前記対象領域の複数の撮像画像および対応する複数の参照画像を準備する工程と、ｂ）前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得する工程と、ｃ）前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得する工程と、ｄ）前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する工程とを実行させる。

本発明によれば、欠陥の過検出を抑制することができる。

欠陥検出装置の構成を示す図である。 欠陥検出装置の本体を示す平面図である。 コンピュータの構成を示す図である。 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。 第１暗欠陥候補取得部の構成を示す図である。 第２暗欠陥候補取得部の構成を示す図である。 第２明欠陥候補取得部の構成を示す図である。 暗欠陥候補データを取得する構成を示す図である。 暗欠陥候補データを限定する構成を示す図である。 欠陥検出装置の動作の流れを示す図である。 撮像画像を例示する図である。 参照画像を例示する図である。 第１暗欠陥候補画像を示す図である。 膨張および収縮処理を行った後の撮像画像を示す図である。 膨張および収縮処理を行った後の参照画像を示す図である。 第２暗欠陥候補画像を示す図である。 暗欠陥候補画像を示す図である。 明暗逆領域画像を例示する図である。 他の明暗逆領域画像を例示する図である。 論理和画像を示す図である。 暗欠陥候補画像と論理和画像とを重ねて示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る欠陥検出装置１の構成を示す図である。図２は、欠陥検出装置１の本体１１を示す平面図である。欠陥検出装置１は、鏡面でない表面を有する立体的な対象物９の外観を検査する装置であり、対象物９の表面の欠陥を検出する。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る。対象物９の表面は微小な凹凸を有する梨地状、すなわち、艶消し状態である。対象物９の表面は、例えば、サンドブラスト等のショットブラストにより処理されている。対象物９は、例えば、自在継手に用いられる各種部品である。対象物９の表面は、光をある程度散乱するのであれば、光沢を有していてもよい。

対象物９の表面における欠陥とは、理想的な形状に対して凹状または凸状となっている部位である。欠陥は、例えば、打痕、傷、加工不良等である。

図１に示すように、欠陥検出装置１は、本体１１と、コンピュータ１２とを備える。本体１１は、保持部２と、複数の撮像部３（図１では、符号３ａ，３ｂ，３ｃを付すが、これらを区別しない場合は符合３を付す。）と、光照射部４とを備える。対象物９は保持部２に保持される。本体１１には、外部の光が保持部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、保持部２、撮像部３および光照射部４は、遮光カバー内に設けられる。

対象物９の全表面を自動で検査する場合は、もう１つの本体１１が設けられる。２つの本体１１の間に対象物９の上下を反転して対象物９を搬送する機構が設けられる。

図１および図２に示すように、複数の撮像部３には、１個の上方撮像部３ａと、８個の斜方撮像部３ｂと、８個の側方撮像部３ｃとが含まれる。上方撮像部３ａは、保持部２の上方に配置される。上方撮像部３ａにより保持部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）、８個の斜方撮像部３ｂは保持部２の周囲に配置される。８個の斜方撮像部３ｂは、保持部２の中心を通り、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする周方向に４５°の角度間隔（角度ピッチ）にて配列される。図１に示すように、各斜方撮像部３ｂの光軸Ｋ２と中心軸Ｊ１とを含む面において、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３ｂにより保持部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。対象物９を斜め上から撮像するのであれば、角度θ２は４５°には限定されず、好ましくは、１５〜７５°の範囲で任意に設定されてよい。

本体１１を平面視した場合に、８個の側方撮像部３ｃも、８個の斜方撮像部３ｂと同様に保持部２の周囲に配置される。８個の側方撮像部３ｃは、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各側方撮像部３ｃの光軸Ｋ３と中心軸Ｊ１とを含む面において、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３ｃにより保持部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３ａ、斜方撮像部３ｂおよび側方撮像部３ｃは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の２次元イメージセンサを有し、多階調の画像が取得される。上方撮像部３ａ、斜方撮像部３ｂおよび側方撮像部３ｃは、図示省略の支持部により支持される。

光照射部４は、１個の上方光源部４ａと、８個の斜方光源部４ｂと、８個の側方光源部４ｃとを含む。上方光源部４ａは上方撮像部３ａに隣接する。上方光源部４ａでは、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が中心軸Ｊ１に垂直に、すなわち、水平に配列される。上方光源部４ａにより保持部２上の対象物９に対してほぼ真上から光が照射される。

本体１１を平面視した場合に、８個の斜方光源部４ｂは保持部２の周囲に配置される。斜方光源部４ｂはそれぞれ斜方撮像部３ｂに隣接する。８個の斜方光源部４ｂは、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各斜方光源部４ｂでは、複数のＬＥＤが光軸Ｋ２にほぼ垂直に配列される。各斜方光源部４ｂでは、保持部２上の対象物９に対して斜め上から光が照射可能である。

本体１１を平面視した場合に、８個の側方光源部４ｃは保持部２の周囲に配置される。側方光源部４ｃはそれぞれ側方撮像部３ｃに隣接する。８個の側方光源部４ｃは、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各側方光源部４ｃでは、複数のＬＥＤが光軸Ｋ３にほぼ垂直に、かつ、水平方向に配列される。そのため、平面視では８個の側方光源部４ｃは略八角形をなす。各側方光源部４ｃでは、保持部２上の対象物９に対して横から光が照射可能である。上方光源部４ａ、斜方光源部４ｂおよび側方光源部４ｃでは、ＬＥＤ以外の種類の光源が用いられてよい。本実施の形態では光の色は白であるが、光の色や波長帯は様々に変更されてよい。光照射部４により、対象物９に様々な方向から拡散光を照射することができる。以下、特定の少なくとも１つの光源部から光が照射されて対象物９が偏った光で照明される各状態を「照明状態」と呼ぶ。光照射部４は、互いに異なる複数の偏った照明状態にて、対象物９に光を照射することができる。

図３はコンピュータ１２の構成を示す図である。コンピュータ１２は各種演算処理を行うＣＰＵ１２１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ１２２および各種情報を記憶するＲＡＭ１２３を含む一般的なコンピュータシステムの構成となっている。コンピュータ１２は、情報記憶を行う固定ディスク１２４、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ１２５、操作者からの入力を受け付けるキーボード１２６ａおよびマウス１２６ｂ（以下、「入力部１２６」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置１２７、並びに、欠陥検出装置１の他の構成との間で信号を送受信する通信部１２８をさらに含む。

コンピュータ１２では、事前に読取装置１２７を介して記録媒体８からプログラム８０が読み出されて固定ディスク１２４に記憶されている。ＣＰＵ１２１は、プログラム８０に従ってＲＡＭ１２３や固定ディスク１２４を利用しつつ演算処理を実行する。ＣＰＵ１２１は、コンピュータ１２において演算部として機能する。ＣＰＵ１２１以外に演算部として機能する他の構成が採用されてもよい。

図４は、コンピュータ１２がプログラム８０に従って演算処理を実行することにより実現される機能を示す図である。図４において、撮像制御部５１と、欠陥取得部５２と、記憶部５３とが、コンピュータ１２が実現する機能に相当する。これらの機能の全部または一部は専用の電気回路により実現されてもよい。また、複数のコンピュータによりこれらの機能が実現されてもよい。

撮像制御部５１は、撮像部３と、光照射部４とを制御し、対象物９の画像（正確には、画像を示すデータ）を取得する。画像データは記憶部５３に保存される。図４では、撮像部３を１つのブロックにて示しているが、実際には、上方撮像部３ａ、斜方撮像部３ｂおよび側方撮像部３ｃが撮像制御部５１に接続される。

後述するように、撮像制御部５１が光照射部４の各光源部を制御して照明状態を変化させる毎に、１７台の撮像部３の少なくとも１つにて画像のデータが取得される。以下、撮像により取得される画像を「撮像画像」と呼び、そのデータを「撮像画像データ」と呼ぶ。撮像画像データ９１１は、記憶部５３に保存される。記憶部５３には、各照明状態での理想的な対象物９の画像のデータが、参照画像データ９１２として保存されている。すなわち、各撮像部３の各照明状態に対応する理想的な画像データが、参照画像データ９１２として記憶部５３に準備されている。

光照射部４による光の照明状態とは、特定の照射方向から対象物９に光が照射される状態を指す。照射方向は厳密に定められるものではなく、およその光の照射方向を意味する。照射方向は、光がその方向からのみ照射される場合の平行光であることを限定するものでもない。光がある方向から照射されることは、その方向から偏って照射されることを意味する。また、１回の撮影における光の照射方向の数は１つには限定されない。例えば、互いに離れた複数の光源部から同時に光が照射されてもよい。

欠陥取得部５２は、第１暗欠陥候補取得部５２１と、第２暗欠陥候補取得部５２２と、第１明欠陥候補取得部５２３と、第２明欠陥候補取得部５２４とを含む。なお、「暗欠陥」は、画像中に暗く現れる欠陥を意味する。「明欠陥」は、画像中に明るく現れる欠陥を意味する。図５は、第１暗欠陥候補取得部５２１の構成を示す図である。第１暗欠陥候補取得部５２１は、２つのフィルタ処理部５３１と、プリアライメント部５３２と、ゆすらせ比較部５３３と、２値化部５３４と、面積フィルタ部５３５とを含む。第１暗欠陥候補取得部５２１により、第１暗欠陥候補領域を示す画像データである第１暗欠陥候補データ９２１が取得される。第１暗欠陥候補領域は、撮像画像において参照画像に対して暗い領域である。

図６は、第２暗欠陥候補取得部５２２の構成を示す図である。図６において、プリアライメント部５３２から上流側は、第１暗欠陥候補取得部５２１と共通である。第２暗欠陥候補取得部５２２は、プリアライメント部５３２から続いて、膨張処理部５４１と、収縮処理部５４２と、比較部５４３と、２値化部５４４と、面積フィルタ部５４５とを含む。第２暗欠陥候補取得部５２２により、第２暗欠陥候補領域を示す画像データである第２暗欠陥候補データ９２２が取得される。第２暗欠陥候補領域は、撮像画像において参照画像に対して暗い領域である。後述するように、第１暗欠陥候補領域を取得する手法は、第２暗欠陥候補領域を取得する手法とは異なる。

図７は、第２明欠陥候補取得部５２４の構成を示す図である。図７において、プリアライメント部５３２から上流側は、第１暗欠陥候補取得部５２１と共通である。第２明欠陥候補取得部５２４は、プリアライメント部５３２から続いて、収縮処理部５５１と、膨張処理部５５２と、比較部５５３と、２値化部５５４と、面積フィルタ部５５５とを含む。第２明欠陥候補取得部５２４により、後述の明暗逆領域を示す画像データである明暗逆領域データ９２３が取得される。

高速に処理を行う場合は、多数の第１暗欠陥候補取得部５２１、第２暗欠陥候補取得部５２２、第１明欠陥候補取得部５２３および第２明欠陥候補取得部５２４が欠陥取得部５２に設けられ、複数の撮像画像に対して処理が並行して行われる。

図８は、欠陥取得部５２において、第１暗欠陥候補データ９２１および第２暗欠陥候補データ９２２から、暗欠陥候補領域を示す画像データである暗欠陥候補データ９２４を取得する構成を示す図である。この構成は、複数の論理積演算部５６１と、領域選択部５６２とを含む。図９は、欠陥取得部５２において、明暗逆領域データ９２３を用いて暗欠陥候補データ９２４が示す暗欠陥候補領域を限定する構成を示す図である。この構成は、論理和演算部５６３と、候補限定部５６４とを含む。

図１０は、欠陥検出装置１の動作の流れを示す図である。まず、保持部２上に検査対象となる対象物９が保持される。保持部２には、例えば、位置合わせ用の当接部が設けられており、対象物９の予め定められた部位と当接部とが接することにより、所定位置に対象物９が所定の向きにて配置される。保持部２は、位置決めピンを設けたステージであってもよい。

次に、撮像制御部５１が、点灯する光源部を変更することにより照明状態を変更しながら、選択された撮像部３にて撮像が行われる（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。具体的には、１つの側方撮像部３ｃが選択され、当該側方撮像部３ｃを中央として水平方向に連続する５個の側方光源部４ｃの１つが順に選択されて点灯し、点灯毎に側方撮像部３ｃが画像を取得する。上記動作が側方撮像部３ｃを変更しつつ繰り返される。実際には、各照明状態で複数の側方撮像部３ｃにて撮像を行うことにより、動作時間の短縮が図られる。さらに、全ての側方光源部４ｃを点灯して全ての側方撮像部３ｃにて撮像が行われる。これにより、各側方撮像部３ｃにて６枚の画像が取得される。

斜方撮像部３ｂの場合は、１つの斜方撮像部３ｂが選択され、８個の斜方光源部４ｂの１つが順に選択されて点灯し、点灯毎に斜方撮像部３ｂが画像を取得する。上記動作が斜方撮像部３ｂを変更しつつ繰り返される。実際には、各照明状態で全ての斜方撮像部３ｂにて撮像を行うことにより、動作時間の短縮が図られる。さらに、全ての斜方光源部４ｂを点灯して全ての斜方撮像部３ｂにて撮像が行われる。上方光源部４ａのみが点灯した状態でも全ての斜方撮像部３ｂにて撮像が行われる。これにより、各斜方撮像部３ｂにて１０枚の画像が取得される。

上方撮像部３ａの場合は、斜方撮像部３ｂと同様に照明状態が変更されて１０枚の画像が取得される。実際の動作では、斜方撮像部３ｂの撮像時に上方撮像部３ａにて撮像を行うことにより、動作時間の短縮が図られる。

撮像された画像のデータは、撮像画像データ９１１として記憶部５３に記憶される。記憶部５３には、既述のように、各撮像画像に対応する参照画像のデータが参照画像データ９１２として準備されている。参照画像は、撮像画像と同様の照明状態下での欠陥の存在しない対象物９を示す。参照画像データ９１２は、欠陥の存在しない対象物９を撮像することにより取得されてもよく、多数の対象物９の画像の平均画像のデータとして取得されてもよい。

以下、表現を簡素化するために、画像データに対する処理を、単に画像に対する処理として表現する場合がある。また、１つの撮像部３に注目した処理のみを説明する。他の撮像部３に対しても同様の処理が行われる。欠陥検出装置１では、暗欠陥の存在と明欠陥の存在とを検出することができるが、以下の説明では、暗欠陥に注目して説明する。また、「暗欠陥候補領域」とは、画像中において欠陥の存在を示す候補として暗く現れる領域を指す。

まず、１つの撮像画像が選択され、当該撮像画像に対応する参照画像が選択される。図５に示すように、第１暗欠陥候補取得部５２１では、撮像画像の撮像画像データ９１１および参照画像の参照画像データ９１２がそれぞれフィルタ処理部５３１に入力される。

２つのフィルタ処理部５３１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る。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５３２に出力される。プリアライメント部５３２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、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、参照画像のおよその位置および角度が撮像画像に合わせられる。これにより、両画像に対するプリアライメントが行われる。

ゆすらせ比較部５３３では、参照画像をプリアライメント済みの位置から、上下左右に少しずつ移動しながら、撮像画像と参照画像との差異を示す評価値が求められる。評価値としては、例えば、両画像が重なる領域における画素の値の（符号付きの）差の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符号付き差分を示す画像が取得される。符号付き差分画像は、所定の値にて二値化され、第１暗欠陥候補領域を示す第１暗欠陥候補画像が取得される。

実際には、処理を簡素化するために、符号付き差分画像は求められない。具体的には、参照画像の各画素の値から撮像画像の対応する画素の値が減算され、値が負の場合に０とすることにより、差分画像の画素の値が求められる。予め正の値が準備されており、差分画像において当該正の値以上の値を有する画素により構成される領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。一般的に表現すれば、第１撮像画像において第１参照画像よりも明度が低く、かつ、明度の差の絶対値が第１基準値以上である領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。第１基準値は正の値である。さらに換言すれば、撮像画像において参照画像よりも明度が所定値以上低い領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。画像がモノクロである場合は、画素値を明度と捉えてもよく、カラー画像の場合は、色成分毎の画素値に対して所定の演算を行うことにより求められる値が明度として扱われる。

第１暗欠陥候補領域は、参照画像の各画素の値と撮像画像の対応する画素の値との比から求められてもよい。具体的には、参照画像の各画素の値を撮像画像の対応する画素の値で除算することにより、比画像の画素の値が求められる。予め１よりも大きい第１基準値が準備されており、比画像において第１基準値以上の値を有する画素により構成される領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。もちろん、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除算することにより、比画像の画素の値が求められてもよい。この場合、比画像において１よりも小さい第１基準値以下の値を有する画素により構成される領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。

第１基準値は定数でなくてもよい。第１基準値は参照画像および／または撮像画像の明度または画素値の関数でもよい。第１基準値は、参照画像および撮像画像の明度または画素値の差および比を用いて定められてもよく、さらに他の演算が利用されてもよい。第１基準値が様々に定められてよい点は、後述の第２および第３基準値についても同様である。第１ないし第３基準値は同じ値である必要はなく、算出方法も異なってもよい。一般的に表現すれば、撮像画像において、明度が、参照画像の明度よりも低く、かつ、予め定められた条件を満たす値よりも低い領域が第１暗欠陥候補領域として取得される。「予め定められた条件」は、各撮像画像に対して個別に設定されてもよい。さらに、複数の「予め定められた条件」が、１つの撮像画像に用いられてもよい。例えば、撮像画像中のエッジのように、撮像毎に画素値が変化しやすい位置では、欠陥候補の領域として検出されにくいように第１基準値が設定されてよい。上記説明は、以下の第２暗欠陥候補領域、第１明欠陥候補領域領域、第２明欠陥候補領域に関しても同様である。

図１１Ａは撮像画像８１１を例示する図である。図１１Ｂは参照画像８１２を例示する図である。以下、対象物９の表面のうち、撮像画像に現れる領域を「対象領域７０」と呼ぶ。撮像部３と対象領域７０とは一対一に対応し、各撮像部３は常に同じ対象領域７０の画像を取得する。図１１Ａおよび図１１Ｂでは、対象領域７０を楕円にて抽象的に示している。両画像の差分画像（または、比画像、以下同様）を２値化することにより、図１１Ｃに示す第１暗欠陥候補領域７２１を示す第１暗欠陥候補画像８２１が取得される。上記処理により、対象領域７０中にて参照画像８１２よりも撮像画像８１１の方が暗い領域であって所定の条件を満たす領域が第１暗欠陥候補領域７２１として取得される。本実施の形態では、第１暗欠陥候補領域７２１では画素の値は「１」であり、他の領域では画素の値は「０」である。

第１暗欠陥候補領域７２１が取得されると、面積フィルタ部５３５により、面積が予め定められた値よりも小さい第１暗欠陥候補領域７２１が削除され、残りの第１暗欠陥候補領域７２１を示す画像が最終的な第１暗欠陥候補画像８２１（正確には、第１暗欠陥候補領域７２１を示す画像データである第１暗欠陥候補データ９２１）として取得される。

撮像部３にて取得された複数の撮像画像は、処理対象として順次選択され、撮像画像の数に等しい数の第１暗欠陥候補画像８２１が取得される（ステップＳ１４）。

図６に示すように、第２暗欠陥候補取得部５２２では、プリアライメント部５３２から撮像画像データ９１１および参照画像データ９１２が膨張処理部５４１に入力され、撮像画像および参照画像に膨張処理が行われる。ここでの膨張処理は、多値画像における明るい領域を膨張させる処理である。これにより、小さな暗い領域が消滅する。撮像画像および参照画像のデータは、さらに収縮処理部５４２に入力され、撮像画像および参照画像に収縮処理が行われる。ここでの収縮処理は、多値画像における明るい領域を収縮させる処理である。これにより、明るい領域がほぼ元の大きさに戻される。その結果、元の撮像画像および参照画像において大きな暗い領域はほぼ元の状態が維持され、小さな暗い領域は消滅する。

図１２Ａは、図１１Ａの撮像画像８１１に対して膨張および収縮処理を行った後の画像８１３を例示する図である。図１２Ｂは、図１１Ｂの参照画像８１２に対して膨張および収縮処理を行った後の画像８１４を例示する図である。いずれの画像においても、元の画像の小さな暗い領域が消滅する。比較部５４３はこれらの画像の差分画像データを生成する。差分画像は２値化部５４４にて第２基準値にて２値化される。差分画像を生成して２値化する処理は、ゆすらせを行わないという点を除いて図５のゆすらせ比較部５３３および２値化部５３４と同様である。また、差分画像ではなく比画像を用いてよい点も同様である。これにより、図１２Ｃに示すように、対象領域７０中にて参照画像８１２よりも撮像画像８１１の方が暗い領域であって所定の条件を満たす領域が第２暗欠陥候補領域７２２として取得される。本実施の形態では、第２暗欠陥候補領域７２２では画素の値は「１」であり、他の領域では画素の値は「０」である。

第２暗欠陥候補領域７２２が取得されると、面積フィルタ部５４５により、面積が予め定められた値よりも小さい第２暗欠陥候補領域７２２が削除され、残りの第２暗欠陥候補領域７２２を示す画像が最終的な第２暗欠陥候補画像８２２（正確には、第２暗欠陥候補領域７２２を示す画像データである第２暗欠陥候補データ９２２）として取得される。

撮像部３にて取得された複数の撮像画像は、処理対象として順次選択され、撮像画像の数に等しい数の第２暗欠陥候補画像８２２が取得される（ステップＳ１５）。

図８に示すように、同じ撮像画像および対応する参照画像から生成された第１暗欠陥候補データ９２１および第２暗欠陥候補データ９２２は、論理積演算部５６１に入力される。領域選択部５６２には、第１暗欠陥候補画像８２１と第２暗欠陥候補画像８２２との各組み合わせから得られる論理積画像のデータが入力される。各論理積画像は、第１暗欠陥候補領域と第２暗欠陥候補領域とから生成される暗欠陥候補領域を示す画像である。図１３は、図１１Ｃの第１暗欠陥候補領域７２１と図１２Ｃの第２暗欠陥候補領域７２２とから生成される暗欠陥候補領域７２４を示す暗欠陥候補画像８２４を例示する図である。

第１暗欠陥候補領域は、撮像画像と参照画像との位置合わせを行った後に、これらの画像の差分画像から得られるため、欠陥の存在を示す信頼性が高い。しかし、小さな第１暗欠陥候補領域は、ノイズ等の何らかの原因で生じた可能性がある。一方、第２暗欠陥候補領域７２２は、撮像画像および参照画像に対して小さな暗い領域を削除する微小領域除去処理を行った後に、これらの差分画像から得られるため、小さな偽欠陥を検出する可能性が低い。しかし、処理時間の都合上、正確な位置合わせを行っていないことによる偽欠陥を検出する虞がある。そこで、本実施の形態では、第１暗欠陥候補画像と第２暗欠陥候補画像との論理積画像を求めることにより、信頼性を向上した暗欠陥候補領域を示す暗欠陥候補画像を得ている。

領域選択部５６２では、複数の暗欠陥候補画像を重ねた場合に、所定数以上の暗欠陥候補領域が重なる領域が暗欠陥候補領域として維持される。ここで、「重なる領域」は、重なる複数の領域の論理和であってもよく、論理積であってもよい。本実施の形態では重なる領域の数が２以上の場合に暗欠陥候補領域として維持される。領域選択部５６２により、暗欠陥候補領域を示す複数の暗欠陥候補画像から、限定された暗欠陥候補領域を示す１つの暗欠陥候補画像が取得される（ステップＳ１６）。以上の処理により、複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ参照画像に対して暗い領域が暗欠陥候補領域として取得される。

領域選択部５６２により暗欠陥候補領域が限定されるため、実際には、論理積演算部５６１に代えて、論理和演算部を用いることも可能である。いずれの場合であっても、第１暗欠陥候補領域および第２暗欠陥候補領域に基づいて暗欠陥候補領域を取得することにより、暗欠陥候補領域の信頼性を向上することができる。暗欠陥候補領域として維持される場合の重なる領域の数は３以上でもよく、１以上でもよい。重なる領域の数が１以上に設定される場合は、全ての暗欠陥候補領域が維持され、領域選択部５６２は、単に複数の暗欠陥候補画像の論理和画像を１つの暗欠陥候補画像として生成する。

一方、第２明欠陥候補取得部５２４では、図７に示すように、第２暗欠陥候補取得部５２２の場合に対して明暗を入れ替えた処理により、明暗逆領域を示す明暗逆領域画像のデータを取得する。

具体的には、第２明欠陥候補取得部５２４では、プリアライメント部５３２から撮像画像データ９１１および参照画像データ９１２が収縮処理部５５１に入力され、撮像画像および参照画像に収縮処理が行われる。ここでの収縮処理は、多値画像における明るい領域を収縮させる処理であり、暗い領域に対する膨張処理でもある。これにより、小さな明るい領域が消滅する。撮像画像および参照画像のデータは、さらに膨張処理部５５２に入力され、撮像画像および参照画像に膨張処理が行われる。ここでの膨張処理は、多値画像における明るい領域を膨張させる処理であり、暗い領域を収縮させる処理でもある。これにより、暗い領域がほぼ元の大きさに戻される。その結果、元の撮像画像および参照画像において大きな明るい領域はほぼ元の状態が維持され、小さな明るい領域は消滅する。

比較部５５３はこれらの画像の差分画像データを生成する。差分画像は２値化部５５４にて第３基準値にて２値化される。差分画像ではなく比画像が用いられてよい。本実施の形態では、明暗逆領域では画素の値は「１」であり、他の領域では画素の値は「０」である。

明暗逆領域が取得されると、面積フィルタ部５５５により、面積が予め定められた値よりも小さい明暗逆領域が削除され、残りの明暗逆領域を示す画像が最終的な明暗逆領域画像（正確には、明暗逆領域を示す画像データである明暗逆領域データ９２３）として取得される。

撮像部３にて取得された複数の撮像画像は、処理対象として順次選択され、撮像画像の数に等しい数の明暗逆領域画像が取得される（ステップＳ１７）。以上の処理により、複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ当該参照画像に対して明るい領域が明暗逆領域として取得される。

図９に示すように複数の明暗逆領域データ９２３は、論理和演算部５６３に入力され、明暗逆領域画像の論理和画像のデータが生成される。図１４Ａおよび図１４Ｂは、明暗逆領域７２３を示す明暗逆領域画像８２３を例示する図である。図１４Ｃはこれらの画像の論理和画像８２５を示す。明暗逆領域画像の実際の数は、１つの撮像部３にて取得される撮像画像の数以下であり、好ましくは２以上である。

論理和画像のデータは、候補限定部５６４に入力される。候補限定部５６４では、暗欠陥候補領域のうち、論理和画像中のいずれの明暗逆領域とも重ならない暗欠陥候補領域が、欠陥候補から除外される。これにより、暗欠陥候補領域がさらに限定される。図１５は、図１３の暗欠陥候補画像８２４と、図１４Ｃの論理和画像８２５とを重ねて示す図である。右の暗欠陥候補領域７２４は、明暗逆領域７２３と重なるため欠陥候補として維持される。左の暗欠陥候補領域７２４は、いずれの明暗逆領域７２３とも重ならないため欠陥候補から除外される（ステップＳ１８）。

なお、論理和画像を求めることなく、暗欠陥候補画像８２４を各明暗逆領域画像８２３と順次重ねて暗欠陥候補領域７２４と明暗逆領域７２３との重なりの有無が確認されてもよい。

暗欠陥候補領域７２４と明暗逆領域７２３との予め定められた面積以上の重なりのみが、重なりの存在として検出されてもよい。この場合、明暗逆領域７２３との重なりが予め定められた面積未満の暗欠陥候補領域７２４が欠陥候補から除外される。また、暗欠陥候補領域７２４と明暗逆領域７２３との重なりが、暗欠陥候補領域７２４の面積に対して予め定められた割合未満の場合に、当該暗欠陥候補領域７２４が欠陥候補から除外されてもよい。このように、暗欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものが欠陥候補から除外される。換言すれば、暗欠陥候補領域のうち、いずれかの明暗逆領域と所定条件以上重なるものが暗欠陥候補として維持される。

その後、必要に応じて所定面積以下の暗欠陥候補領域を削除する等の処理により、暗欠陥候補領域に基づいて最終的な暗欠陥領域が取得される。すなわち、暗欠陥の存在が取得される（ステップＳ１９）。以上の処理により、１つの撮像部３から見た対象領域７０において、欠陥が存在する場合の欠陥の位置が検出される。

コンピュータ１２の表示部には、１つの撮像画像が表示され、対象領域７０上に、暗欠陥領域が表示される。

対象物９の表面に凹状または凸状の欠陥が存在する場合、偏った光を照射すると撮像画像中に欠陥が明るく現れたり、暗く現れたりする。しかし、暗い領域のみを用いて欠陥を検出しようとすると、不要な油や塗料等による表面の汚れも欠陥として検出されてしまう。そこで、明暗逆領域画像を用いることにより、表面の色に起因する暗い領域をノイズとして除去し、欠陥の過検出が抑制される。特に、欠陥の存在による明暗の出現は複雑であるため、複数の明暗逆領域画像を用いることにより、欠陥候補から表面の色に起因するものを高い精度にて除くことができる。

１つの撮像部３により取得される撮像画像の最小数は２であるが、好ましくは３以上である。すなわち、光照射部４は互いに異なる３以上の照明状態とすることができ、例えば、対象物９に３以上の方向から光を照射することができ、撮像制御部５１の制御により、３以上の照明状態の間に撮像部３が画像を取得する。好ましい照明状態が既知の場合は、その情報に基づいて取得された３以上の撮像画像の少なくとも１つが処理対象の撮像画像として選択されてもよい。３以上の撮像画像を準備することにより、より適切な欠陥検出を容易に行うことができる。

既述のように、欠陥検出装置１は、明欠陥を検出する機能も有する。明欠陥の検出では、暗欠陥の検出とは明暗を逆転させる点を除いてステップＳ１４〜Ｓ１９と同様である。第１明欠陥候補取得部５２３の構成は、演算順序や基準値が異なるという点を除いて図５の第１暗欠陥候補取得部５２１と同様である。すなわち、第１明欠陥候補取得部５２３は、撮像画像と参照画像とを位置合わせした上で差分画像を求め、差分画像を２値化する。これにより、第１明欠陥候補領域を示す第１明欠陥候補画像を取得する。第２明欠陥候補取得部５２４は、撮像画像と参照画像とに収縮および膨張処理を行って差分画像を取得し、差分画像を２値化する。これにより、第２明欠陥候補領域を示す第２明欠陥候補画像を取得する。

図８に示す構成により、複数組の第１明欠陥候補画像および第２明欠陥候補画像から明欠陥候補領域を示す明欠陥候補画像が生成される。一方、第２暗欠陥候補取得部５２２は、明暗逆領域取得部として機能し、第２暗欠陥候補画像を明暗逆領域画像として取得する。そして、複数の明暗逆領域画像の論理和画像が生成される。

明欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものが欠陥候補から除外され、明欠陥候補領域が限定される。その後、明欠陥候補画像を用いて明欠陥の有無を示す明欠陥画像が生成される。上記処理により、明るい色の汚れ等により明欠陥が過検出されることが抑制される。

暗欠陥領域と明欠陥領域とは、例えば、１つの撮像画像の上に異なる色が付いた領域としてディスプレイに表示される。

暗欠陥の検出および明欠陥の検出が行われる場合、情報量の削減による処理速度向上の観点からは、暗欠陥候補領域を限定するために、明欠陥の検出に利用される第２明欠陥候補領域を明暗逆領域として利用することが好ましい。明欠陥候補領域を限定するために、暗欠陥の検出に利用される第２暗欠陥候補領域を明暗逆領域として利用することが好ましい。すなわち、暗欠陥候補領域および明欠陥候補領域の一方を取得する際の明暗逆領域を取得する工程が、暗欠陥候補領域および明欠陥候補領域の他方を取得する工程に含まれることが好ましい。しかし、演算時間が許容されるのであれば、明暗逆領域としてさらに好ましいものを利用することが考えられる。

暗欠陥候補領域または明欠陥候補領域を求める際の２値化の閾値である基準値は、過検出を抑制しつつ検出漏れも抑制する最適な値に設定されている。一方、明暗逆領域は、汚れ等の表面の色やノイズ等に起因する偽欠陥の検出を抑制するために利用される。そのため、明暗逆領域を求める際の２値化の閾値である基準値は、明暗逆領域とすべきか疑わしいものまで明暗逆領域とする値に設定することにより、真欠陥が汚れ等として除外されることが抑制される。

したがって、暗欠陥候補領域の取得の際に第２明欠陥候補取得部５２４で利用される基準値（上記説明における第３基準値）を、明欠陥候補領域の取得の際に第２明欠陥候補取得部５２４で利用される基準値よりも小さくすることにより、より精度の高い暗欠陥候補領域を得ることが可能となる。明欠陥候補領域を取得する場合においても、第２暗欠陥候補取得部５２２で利用される基準値を、暗欠陥候補領域の取得の際に第２暗欠陥候補取得部５２２で利用される基準値（上記説明における第２基準値）よりも小さくすることにより、より好ましい明欠陥候補領域を得ることが可能となる。

このように、明暗逆領域を取得する際の２値化の基準値は、第２暗欠陥候補領域または第２明欠陥候補領域を取得する際の２値化の基準値と異なってよく、好ましくは、明暗逆領域を取得する際の２値化の基準値は、第２暗欠陥候補領域または第２明欠陥候補領域を取得する際の２値化の基準値よりも緩い。明暗逆領域の面積は、第２暗欠陥候補領域または第２明欠陥候補領域の面積よりも大きい。

上記説明では、暗欠陥との検出と明欠陥の検出とを区別して説明したが、欠陥検出装置１における欠陥候補とは暗欠陥候補および明欠陥候補の一方または双方である。一般的には、上記説明における暗欠陥候補および明欠陥候補は「欠陥候補」と表現することができ、暗欠陥候補領域および明欠陥候補領域は「欠陥候補領域」と表現することができ、暗欠陥候補画像および明欠陥候補画像は「欠陥候補画像」と表現することができる。第１暗欠陥候補領域および第１明欠陥候補領域は「第１欠陥候補領域」と表現することができ、第２暗欠陥候補領域および第２明欠陥候補領域は「第２欠陥候補領域」と表現することができる。

上記実施の形態では、欠陥取得部５２は、欠陥検出に利用される撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ当該参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得する。また、欠陥取得部５２は、欠陥検出に利用される撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ当該参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を他の欠陥候補領域として取得する。そして、処理を効率よく行う場合は、上記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域が、上記他の欠陥候補領域を取得する際に取得される。また、処理効率にこだわらずに欠陥検出精度を向上する場合は、上記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域が、上記他の欠陥候補領域の取得における基準値とは異なる基準値を利用して取得される。

上記欠陥検出装置１では様々な変形が可能である。

光源部４ａ，４ｂ，４ｃおよび撮像部３の配置および数は適宜変更されてよい。光照射部４による照明状態は様々に変更されてよい。複数の光源部のうち２つずつが点灯されてもよいし、３つずつが点灯されてもよい。光照射部４では光源部が移動することにより状明状態が変更されてもよい。

上記実施の形態にて第１欠陥候補領域を取得する手法を第１の手法と表現し、第２欠陥候補領域を取得する方法を第２の手法と表現した場合、第１の手法と第２の手法とは互いに異なるのであれば、これらの手法として様々なものが利用可能である。これにより、過検出または検出漏れを効率よく抑制することができる。

また、１つの手法のみで欠陥候補領域が求められてもよい。例えば、上記実施の形態にて第２欠陥候補領域を求めず、領域選択部５６２にて、複数の第１欠陥候補画像の第１欠陥候補領域のうち、所定数以上重なるものが欠陥候補領域として取得されてもよい。あるいは、上記実施の形態にて第１欠陥候補領域を求めず、領域選択部５６２にて、複数の第２欠陥候補画像の第２欠陥候補領域のうち、所定数以上重なるものが欠陥候補領域として取得されてもよい。

上記実施の形態では、欠陥検出に利用される撮像画像は１つのみでもよい。明暗逆領域画像を取得する際に利用される撮像画像の数は好ましくは２以上である。撮像を効率よく行うためには、欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像は、明暗逆領域を取得するために複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像に含まれることが好ましい。

コンピュータ１２は、専用のハードウェアであってもよく、部分的に専用のハードウェアが用いられてもよい。高速に外観検査を行う場合は、コンピュータや専用のハードウェアによる並列処理が行われることが好ましい。

実質的に同じ処理が行われるのであれば、処理順序は適宜変更可能である。上記実施の形態にて説明した処理順序は一例にすぎない。例えば、第１暗欠陥候補領域を取得する工程と、第２暗欠陥候補領域を取得する工程と、明暗逆領域を取得する工程とは、任意の順序または並行して行われてよい。暗欠陥を検出する処理と明欠陥を検出する処理とは任意の順序または並行して行われてもよい。欠陥候補領域はそのまま欠陥領域として扱われてもよい。

参照画像は、撮像画像から生成されてもよい。すなわち、いわゆる自己比較にて欠陥候補領域が取得されてもよい。例えば、撮像画像に対して明るい領域を膨張する処理を行ってから収縮する処理を行うことにより、暗い欠陥が消滅した参照画像が取得される。撮像画像に対して明るい領域を収縮する処理を行ってから膨張する処理を行うことにより、明るい欠陥が消滅した参照画像が取得される。

欠陥検出装置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。欠陥検出装置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過検出が生じやすい対象物の検査に特に適している。

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 欠陥検出装置
３ａ，３ｂ，３ｃ 撮像部
４ 光照射部
９ 対象物
１２ コンピュータ
５１ 撮像制御部
５２ 欠陥取得部
７０ 対象領域
８０ プログラム
７２１ 第１暗欠陥候補領域
７２２ 第２暗欠陥候補領域
７２３ 明暗逆領域
７２４ 暗欠陥候補領域
８１１ 撮像画像
８１２ 参照画像
Ｓ１１〜Ｓ１９ ステップ

Claims (9)

1. 対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
   互いに異なる偏った複数の照明状態にて、対象物に光を照射することができる光照射部と、
   前記対象物の表面の対象領域の画像を撮像画像として取得する撮像部と、
   前記光照射部による照明状態と、前記撮像部による画像の取得とを制御する撮像制御部と、
   前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得し、前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得し、前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する欠陥取得部と、
   を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
2. 請求項１に記載の欠陥検出装置であって、
   前記欠陥検出部が、前記複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれを、欠陥検出に利用される撮像画像として順次選択することを特徴とする欠陥検出装置。
3. 請求項１または２に記載の欠陥検出装置であって、
   欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像が、第１撮像画像と第２撮像画像とを含み、
   前記欠陥取得部が、前記第１撮像画像から、対応する第１参照画像を参照しつつ前記第１参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を前記欠陥候補領域として取得し、前記第２撮像画像から、対応する第２参照画像を参照しつつ前記第２参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を他の欠陥候補領域として取得し、
   前記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第２撮像画像から前記他の欠陥候補領域が取得され、前記他の欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第１撮像画像から前記欠陥候補領域が取得されることを特徴とする欠陥検出装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の欠陥検出装置であって、
   前記欠陥取得部が、欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像から、第１の手法にて第１欠陥候補領域を取得し、前記第１の手法とは異なる第２の手法にて第２欠陥候補領域を取得し、前記第１欠陥候補領域および前記第２欠陥候補領域に基づいて前記欠陥候補領域を取得することを特徴とする欠陥検出装置。
5. 請求項４に記載の欠陥検出装置であって、
   前記第１の手法が、撮像画像と参照画像との位置合わせを行った後に、これらの画像の差分画像から前記第１欠陥候補領域を取得する手法であり、
   前記第２の手法が、撮像画像および参照画像に対して微小領域除去処理を行った後にこれらの画像の差分画像から前記第２欠陥候補領域を取得する手法であることを特徴とする欠陥検出装置。
6. 対象物の表面の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
   ａ）互いに異なる偏った複数の照明状態のそれぞれにて対象物に光が照射されている間に、撮像部により前記対象物の表面の対象領域の画像を取得することにより、複数の撮像画像を取得する工程と、
   ｂ）前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得する工程と、
   ｃ）前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得する工程と、
   ｄ）前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する工程と、
   を備えることを特徴とする欠陥検出方法。
7. 請求項６に記載の欠陥検出方法であって、
   前記複数の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれを、欠陥検出に利用される撮像画像として順次選択しつつ、前記ｂ）ないしｄ）工程が繰り返されることを特徴とする欠陥検出方法。
8. 請求項６または７に記載の欠陥検出方法であって、
   欠陥検出に利用される前記少なくとも１つの撮像画像が、第１撮像画像と第２撮像画像とを含み、
   前記ｂ）工程において、前記第１撮像画像から、対応する第１参照画像を参照しつつ前記第１参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方が前記欠陥候補領域として取得され、
   前記欠陥検出方法が、
   ｅ）前記第２撮像画像から、対応する第２参照画像を参照しつつ前記第２参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を他の欠陥候補領域として取得する工程、
   をさらに備え、
   前記欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第２撮像画像から前記他の欠陥候補領域が取得され、前記他の欠陥候補領域に対応する明暗逆領域を取得する際に、前記第１撮像画像から前記欠陥候補領域が取得されることを特徴とする欠陥検出方法。
9. コンピュータに、対象物の表面の対象領域の複数の画像から前記対象領域における欠陥を検出させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
   ａ）互いに異なる偏った複数の照明状態において取得された前記対象領域の複数の撮像画像および対応する複数の参照画像を準備する工程と、
   ｂ）前記複数の照明状態に含まれる少なくとも１つの照明状態にて取得されて欠陥検出に利用される少なくとも１つの撮像画像から、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の一方を欠陥候補領域として取得する工程と、
   ｃ）前記複数の照明状態に含まれる２以上の照明状態にて取得された複数の撮像画像のそれぞれから、対応する参照画像を参照しつつ前記参照画像に対して暗い領域および明るい領域の他方を明暗逆領域として取得する工程と、
   ｄ）前記欠陥候補領域のうち、いずれの明暗逆領域とも所定条件以上重ならないものを欠陥候補から除外した上で、前記欠陥候補領域に基づいて欠陥の存在を取得する工程と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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