JP7003502B2

JP7003502B2 - 検査装置

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Publication number: JP7003502B2
Application number: JP2017169576A
Authority: JP
Inventors: 宗広高山; 昌孝戸田; 幸男市川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: JP2019045346A

Description

本発明は、検査対象物の表面の欠陥の有無を検査する検査装置に関する。

例えば製品の製造過程において、製品の表面に設計上、想定されていない凹凸が形成されることがある。このような凹凸は製品の品質上、欠陥となる。また、製品の表面に対して塗装が施される場合があるが、塗装工程において、製品の表面に塗装材料が粒状に残ったり、埃の上から塗装されたり、均一な厚さで塗装されなかったりして、塗装不良となることがある。係る場合も、製品の表面に設計上、想定されていない凹凸が形成され、製品の品質上、欠陥となる。そこで、従来、このような欠陥の有無を検査する技術が利用されてきた（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載の検査システムは、光の強度の縞パターンの空間的な移動により光の強度の周期的な時間変化を与える面的な照明部と、時間相関カメラによって時間相関画像を生成する時間相関画像生成部と、時間相関画像より検査面の法線ベクトルの分布と対応した特徴であって、周囲との違いおよび参照表面との違いのうち少なくとも一方によって異常を検出する特徴を算出する演算処理部と、該異常を検出する特徴に基づいて検査面を正常領域と異常領域とに区別する異常判別部と、異常領域の縞パターンが移動する方向のサイズを検出する異常サイズ検出部と、を備えて構成される。これにより、時間相関カメラで撮影したデータから、被検査体の位相分布、振幅分布、強度分布を計算している。

特開２０１６－２２３９１１号公報

検査対象物によっては、１つの検査範囲内において互いに表面の曲率半径が異なる部分を有することがある。このような検査対象物を、特許文献１に記載の技術を用いて検査パターンをスライド移動しながら検査すると、照射する検査パターンによっては幅の異なる縞が混在することがあり、カメラで撮影して取得された撮像画像は、照射する検査パターンにおける明るい部分と暗い部分との割合に応じて撮像画像毎に輝度が変化することになる。このような撮像画像を用いて欠陥検出処理を行う場合、明度の変化する部位を欠陥として誤検出し、正確に欠陥を検出できなくなる。

そこで、検査対象物の形状に拘らず、適切に欠陥を検出することが可能な検査装置が求められる。

本発明に係る検査装置の特徴構成は、表示画面内の所定の位置を発光させて検査対象物に光を照射する照射部と、前記光が照射された前記検査対象物を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、前記表示画面における前記光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、前記撮像画像における前記光の受光位置の座標を示す受光位置座標情報とに基づいて、前記撮像画像における座標に対応する前記表示画面における座標を算定する算定部と、前記算定部の算定結果に基づいて、前記撮像画像において所定以上の明度からなる第１パターンと前記第１パターンの明度よりも暗い第２パターンとが同じ幅で平行に交互に並び、前記第１パターンと前記第２パターンとが並ぶ方向に沿ってスライド移動するように前記表示画面に表示され、前記検査対象物の表面の欠陥の有無を検査する検査パターンを作製する検査パターン作製部と、前記照射部が前記検査対象物に前記検査パターンを前記スライド移動するように照射する際に、前記スライド移動する毎に前記撮像画像取得部により取得された複数の撮像画像に亘る輝度バラツキが予め設定された範囲内に収まるように前記検査パターンの輝度を補正する補正部と、を備えている点にある。

このような特徴構成とすれば、検査対象物の表面形状に拘らず、複数の撮像画像の輝度バラツキが一定範囲内に収まるような検査パターンを作製することができる。したがって、撮像画像の輝度バラツキに起因する誤検出を低減することができ、適切に欠陥を検出することが可能となる。

また、前記補正部は、前記検査パターンにおける前記第２パターンの輝度値を大きくすると好適である。

このような構成とすれば、撮像画像の輝度バラツキを輝度値が大きいものを基準に小さくすることができる。したがって、適切に欠陥を検出することが可能となる。

また、前記検査パターンにおける前記第２パターンから前記第１パターンの輝度範囲を０～２５５、複数の前記検査パターンのうち、最大の平均輝度をＩｍａｘ、各検査パターンの平均輝度をＩｉ、前記第２パターンの輝度値をＸとすると、前記補正部は、

に基づいて前記第２パターンの輝度値を大きくするように補正すると好適である。

このような構成とすれば、輝度値を大きくする量を容易に算定でき、撮像画像の輝度バラツキを適切に小さくすることができる。

あるいは、前記補正部は、前記検査パターンにおける所定の領域の輝度値を小さくしても良い。

このような構成であっても、撮像画像の輝度バラツキを小さくすることができる。したがって、適切に欠陥を検出することが可能となる。特に、同一撮像画像内に互いに輝度の異なる領域が混在する場合においても、撮像画像の輝度バラツキを小さくでき、適切に欠陥を検出することが可能となる。

また、前記検査パターンにおける輝度範囲を０～２５５、前記検査パターンにおける前記所定の領域の平均輝度をＩｌｉｇｈｔ、前記検査パターンにおける前記所定の領域以外の領域の平均輝度をＩｄａｒｋ、前記所定の領域の輝度値をＹとすると、前記補正部は、

に基づいて前記所定の領域の輝度値を小さくするように補正すると好適である。

このような構成とすれば、輝度値を小さくする量を容易に算定でき、撮像画像の輝度バラツキを適切に小さくすることができる。

また、前記補正部は、前記照射部が前記検査対象物に前記検査パターンを前記スライド移動するように照射して取得された前記複数の撮像画像に基づいて前記検査パターンの輝度を補正すると好適である。

このような構成とすれば、実際に検査対象物に検査パターンを照射して検査パターンの補正を行うので、適切に補正を行うことができる。

あるいは、前記補正部は、前記検査対象物に表示画面内の所定の位置を発光させて照射部から光が照射されたとし、且つ、前記光が照射された前記検査対象物を撮像して撮像画像が取得されたとして、前記表示画面における前記光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、前記検査対象物の三次元形状の座標を示す三次元形状データとに基づいて前記検査パターンの輝度を補正しても良い。

このような構成とすれば、実際に検査対象物に検査パターンを照射せずに検査パターンの補正を行うことができるので、検査パターンの補正に要する手間を低減できる。

検査装置の構成を模式的に示す図である。座標の算定の概念を示す図である。検査パターンの作製の概念を示す図である。検査パターンの一例を示す図である。スライド移動した検査パターンの一例を示す図である。複数の撮像画像の一例を示す図である。各撮影画像の平均輝度を示す図である。輝度補正を行わない場合の撮影画像を用いた検査結果を示す図である。輝度補正の一例を示す図である。輝度補正後の各撮影画像の平均輝度を示す図である。輝度補正後の撮影画像を用いた検査結果を示す図である。検査パターンの作製に係るフローチャートである。第２の実施形態に係る撮影輝度差が生じる理由の説明図である。第２の実施形態に係る補正前の検査パターンを用いて取得された複数の撮像画像及び検査結果を示す図である。第２の実施形態に係る補正後の検査パターンを用いて取得された複数の撮像画像及び検査結果を示す図である。第２の実施形態に係る検査パターンの作製に係るフローチャートである。

１．第１の実施形態
本発明に係る検査装置は、検査対象物の表面の欠陥の有無を適切に検査できるように構成されている。以下、本実施形態の検査装置１について説明する。

図１は、本実施形態の検査装置１の構成を模式的に示した図である。図１に示されるように、検査装置１は、照射部１０、撮像画像取得部２０、算定部３０、検査パターン作製部４０、補正部５０を備えて構成される。

照射部１０は、表示画面１１内の所定の位置を発光させて検査対象物２に光を照射する。照射部１０は、検査対象物２の表面の欠陥の有無を検査する際、及びこのような検査を行う検査パターンを作製する際に検査対象物２に光を照射する。照射部１０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示部を備えて構成され、このような表示部の表示画面１１に所定の表示を行うことにより発光させ、検査対象物２に光を照射する。

撮像画像取得部２０は、光が照射された検査対象物２を撮像した撮像画像２１（後述する）を取得する。ここで、本検査装置１により検査される検査対象物２の表面が滑らかであったり、塗装等が施されたりしていると、照射部１０により光が照射された場合には検査対象物２の表面で光が反射される。撮像画像取得部２０は、このような光を反射する状態にある検査対象物２を撮像した撮像画像２１を取得する。撮像画像取得部２０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像デバイスを用いて構成することが可能である。

算定部３０は、表示画面１１における光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、撮像画像２１における光の受光位置の座標を示す受光位置座標情報とに基づいて、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を算定する。ここで、表示画面１１は図２の（Ａ）に示されるように、所定のサイズで区分けされ、区分けされた領域は座標で定義される。この区分けは、表示画面１１のピクセル単位で行っても良いし、複数のピクセルからなる１つの集合体を単位領域として行っても良い。

ここで、検査装置１が検査パターンを作製する場合には、照射部１０は上記領域毎に発光位置を順次移動させながら発光させ、撮像画像取得部２０は発光位置が移動する毎に撮像画像２１を取得する。この時の発光位置を規定する座標を示す情報が発光位置座標情報にあたる。このため、発光位置座標情報は照射部１０から算定部３０に伝達される。

一方、撮像画像２１における光の受光位置を規定する座標を示す情報が受光位置座標情報にあたる。光の受光位置を規定する座標は、撮像画像取得部２０が算定しても良いし、撮像画像取得部２０により取得された撮像画像２１を用いて算定部３０が算定しても良い。このため、光の受光位置を規定する座標が、撮像画像取得部２０により算定される場合には発光位置座標情報は照射部１０から算定部３０に伝達され、光の受光位置を規定する座標が、算定部３０により算定される場合には、撮像画像２１が撮像画像取得部２０から算定部３０に伝達される。

ここで、上述したように表示画面１１は所定のサイズで複数の領域に区分けされる。本実施形態では、撮像画像２１も、表示画面１１と同様に、図２の（Ｂ）に示されるように所定のサイズで複数の領域に区分けされる。図２の例では、表示画面１１は横がｘ、縦がｙに区分けされ、撮像画像２１は横がＸ、縦がＹに区分けされている。このため、上記の「撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を算定する」とは、表示画面１１において所定のサイズで区分けされた夫々の領域が、撮像画像２１において所定のサイズで区分けされた複数の領域のうち、どの領域に対応するのかを求めることをいう。このような算定は、照射部１０が表示画面１１において１つの領域毎に発光させ、この時、取得された撮像画像２１において受光した領域の座標を特定することにより、行うことが可能である。なお、Ｘとｘとは、同じ単位（ピクセル、ｍｍ等）であっても良いし、互いに異なる単位であっても良い。また、Ｙとｙとも、同じ単位であっても良いし、互いに異なる単位であっても良い。

図１に戻り、検査パターン作製部４０は、算定部３０の算定結果に基づいて、撮像画像２１において所定以上の明度からなる第１パターンＦと第１パターンＦの明度よりも暗い第２パターンＳとが交互に並び、第１パターンＦと第２パターンＳとが並ぶ方向に沿ってスライド移動するように表示画面１１に表示され、検査対象物２の表面の欠陥の有無を検査する検査パターンを作製する。算定部３０の算定結果とは、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を算定した結果であり、算定部３０から検査パターン作製部４０に伝達される。「所定以上の明度からなる第１パターンＦ」とは、撮像画像２１において所定の明るさ以上の明るさで表示される表示物であり、例えば白色からなる表示物が相当する。一方、「第１パターンＦの明度よりも暗い第２パターンＳ」とは、撮像画像２１において第１パターンＦの明るさよりも暗い明るさで表示される表示物であり、例えば黒色からなる表示物が相当する。以下では、理解を容易にするために、撮像画像２１における第１パターンＦ及び第２パターンＳの双方からなるパターンを、明暗パターンとして説明する。「第１パターンＦと第２パターンＳとが並ぶ方向に沿ってスライド移動する」とは、第１パターンＦ及び第２パターンＳが積層された方向に沿って予め設定された量だけスライド移動させることを意味する。このスライド移動は、移動量が予め設定された量（例えば１周期分）に達するまで行われる。

ここで、図３の（Ａ）に示されるように、表示画面１１において白色の帯状パターンと黒色の帯状パターンとが同じ幅で平行に配置されるようなパターンを検査パターンとして用いた場合であっても、検査対象物２の表面の形状によっては撮像画像２１に含まれるパターンは検査パターンと同じようなものになるとは限らない。具体的には、例えば検査対象物２の表面が複数の平面を有する場合には、平面に応じて、図３の（Ｂ）に示されるように、撮像画像２１に含まれる明暗パターンは両サイドが曲がったようなものとなることがある。

検査装置１により検査する検査対象物２の表面に欠陥がある場合には、周知のように照射部１０により平行な明暗のパターンを検査対象物２に照射した場合であっても、撮像画像２１に含まれる明暗パターンは平行でなくなる。このため、図３の（Ｂ）に示されるように、撮像画像２１に含まれるパターンは両サイドが曲がったようなものになると撮像画像２１に含まれる明暗パターンは明暗の間隔が狭くなり、明暗の識別が困難となるため、検査対象物２の表面の欠陥の有無を容易に検査することができなくなる。

そこで、本検査装置１では、撮像画像２１に含まれる明暗パターンが図３の（Ｃ）に示されるような平行なものとなるように、検査パターンを作製する。特に、本実施形態では、検査パターン作製部４０は、撮像画像２１において第１パターンＦ及び第２パターンＳの幅が一定になるように検査パターンを作製する。このように検査パターンを作製することにより、検査対象物２の表面に欠陥がある場合には、撮像画像２１における欠陥に応じた明暗パターンの歪みを目立ち易くすることができる。したがって、適切に欠陥の有無を検査（判定）し易くすることが可能となる。なお、撮像画像２１において、第１パターンＦ及び第２パターンＳが互いに交互に並ぶように形成された検査パターンは、図３の（Ｄ）に示されるように検査対象物２の表面の形状に応じて円弧状となったり、エッジ（図示せず）を有するものとなったりする。

このように形成された検査パターンの一例が図４に示される。図４の例では、検査対象物２の表面が所定の区画に分割され、分割された区画毎に検査パターンが作製されている。具体的には、検査対象物２の表面が８つの区画に分割され、８つの検査パターンが作製されている。検査装置１は、姿勢変更制御部３により検査対象物２を支持する姿勢変更部４を制御して検査パターンに応じた区画に検査パターンが照射され易い位置に移動させ、当該区画に応じた検査パターンを照射して検査を行う。

ここで、検査パターン作製部４０が検査パターンを作製する場合には、照射部１０は、検査対象物２に対して区画された領域に対してドット状の光を照射するように構成すると良い。これにより、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標の算定を精度良く行うことが可能となる。したがって、検査パターンを検査対象物２の表面に沿って適切に作製することができるので、欠陥の有無の検査を精度良く行うことが可能となる。

また、例えば、照射部１０は、検査対象物２に対して線状の光を照射するように構成することも可能である。この場合には、ドット状に光を照射する場合に比べて広範囲に亘って光を照射することができるので、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標の算定を迅速に行うことが可能となる。したがって、検査パターンの作製を迅速に行うことが可能となる。

或いは、照射部１０は、検査対象物２に対して線状の光を照射した結果、検査パターン作製部４０が検査パターンを作製することができない部分についてのみドット状の光を照射するように構成しても良い。このような構成とすることにより、線状の光の照射で検査パターンの作製を迅速に行いつつ、線状の光の照射で検査パターンの作製ができない部分をドット状の光の照射で補完して検査パターンを作製することが可能となる。

検査装置１は、このように作製した検査パターンに基づき検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査を行う。表面の欠陥の有無の検査については、公知の技術を用いることが可能であるので、以下ではその一例を簡単に記載する。

まず、姿勢変更制御部３が検査対象物２を検査に応じた姿勢に設定する。次に、照射部１０は、この姿勢に応じた検査パターンを表示画面１１に表示して光を検査対象物２に照射し、撮像画像取得部２０は光が照射された検査対象物２の表面を撮像する。取得された撮像画像２１に画像処理を施して第１パターンＦ及び第２パターンＳの境界部分を検出し、この境界部分を描画した縞エッジ画像を生成する。

次に、照射部１０は、検査パターンを第１パターンＦ及び第２パターンＳが並ぶ方向に沿って予め設定された量だけスライド移動させ、上記と同様に縞エッジ画像を生成する。この縞エッジ画像は、検査パターンのスライド移動の移動量が予め設定された量（例えば１周期分）に達するまで行い、同様に縞エッジ画像も生成する。この時、縞エッジ画像が生成される毎に、夫々の縞エッジ画像は重ね合わせて合成される。

スライド移動の移動量が予め設定された量に達すると、重ね合わせて作製された画像において、予め設定された第１の閾値以下の輝度を有する部分があるか否か、第１の閾値よりも大きい、予め設定された第２の閾値以上の輝度を有する部分があるか否かが判定される。検査装置１は、重ね合わせて作製された画像において、予め設定された第１の閾値以下の輝度を有する部分がある場合や、予め設定された第２の閾値以上の輝度を有する部分がある場合には、検査対象物２の表面に欠陥があると判定する。

欠陥があると判定されなかった場合であって、更に当該検査対象物２の他の部分の欠陥の有無の検査を行う時には、検査が継続される。一方、欠陥があると判定された場合には、当該検査対象物２に対する欠陥の有無の検査が終了する。

ここで、本検査装置１は上記のように検査対象物２の欠陥の有無を検査するにあたり検査パターンをスライド移動させながら検査対象物２に照射する。図５には、曲率半径が小さい形状を含む検査対象物２の表面形状を検査する際に用いられる１周期分（例えば３０枚）スライド移動した際の検査パターンが示される。図５の例では、３０枚の検査パターンを区別するために、ｎ＝１～ｎ＝３０までの数を付して示される。１周期のスライド移動において、３０枚の検査パターンを用いる場合には、ｎ＝１の検査パターンと、ｎ＝１５の検査パターンとは、第１パターンＦと第２パターンＳとが互いに入れ替えられたものとなる。このため、ｎ＝１の検査パターンが全体的に明るい（輝度値が大きい）パターンの場合には、ｎ＝１５の検査パターンが全体的に暗い（輝度値が小さい）パターンとなる。

このような検査パターンを用いて撮像画像２１を取得した場合、図６に示されるように１周期分の撮像画像２１の夫々において輝度にバラツキ（輝度バラツキ）が生じることになる。図７には、各撮像画像２１の平均輝度のバラツキが示される。このような輝度バラツキを有する撮像画像２１に基づき欠陥の有無を検査すると、図８に示されるように、輝度バラツキに起因して筋状の低輝度部分が生じ、欠陥部との識別が困難となる。

そこで、補正部５０は、照射部１０が検査対象物２に検査パターンをスライド移動するように照射する際に、スライド移動する毎に撮像画像取得部２０により取得された複数の撮像画像２１に亘る輝度バラツキが予め設定された範囲内に収まるように検査パターンの輝度を補正する。「予め設定された範囲」とは、複数の撮像画像２１の夫々の平均輝度が一定となるように定めると良く、例えば平均輝度が±４％以下になるように設定することが可能である。もちろん、他の値に設定することも可能である。このように構成することで、撮像画像２１における輝度差を４０％以下にすることが可能となる。

補正部５０は、下記の（１）－（３）のいずれかの方法により輝度を補正する。
（１）検査パターンにおける暗い部分（第２パターンＳ）の輝度値を大きくする
（２）検査パターンにおける明るい部分（第１パターンＦ）の輝度値を小さくする
（３）検査パターンにおける暗い部分（第２パターンＳ）の輝度値を大きくし、明るい部分（第１パターンＦ）の輝度値を小さくする

例えば、上記（１）の場合にあっては、検査パターンにおける第２パターンＳから第１パターンＦの輝度範囲を０～２５５、複数の検査パターンのうち、最大の平均輝度をＩｍａｘ、各検査パターンの平均輝度をＩｉ、第２パターンＳの輝度値をＸとすると、補正部５０は、下記の（１）式に基づいて第２パターンＳの輝度値を大きくするように補正すると好適である。

このように輝度を補正した図９に示されるような検査パターンを用いて取得された複数の撮像画像２１の夫々の平均輝度のバラツキが図１０に示される。図１０において「補正後」で示される輝度バラツキの撮像画像２１を用いて欠陥の有無を検査した場合には、図１１に示されるように、図８であった筋状の低輝度部分がなくなり、欠陥を適切に特定することが可能となる。

なお、補正部５０は、照射部１０が検査対象物２に検査パターンをスライド移動するように照射して取得された複数の撮像画像２１に基づいて検査パターンの輝度を補正するように構成することが可能である。すなわち、検査装置１が検査対象物２の欠陥の有無の検査を行う前に、予め検査対象物２或いは検査対象物２と同様の形状のサンプル（以下、「検査対象物２等」とする）に検査パターンをスライド移動しながら照射して複数の撮像画像２１を取得し、当該複数の撮像画像２１の輝度に基づき検査パターンを補正すると好適である。このように検査パターンを補正することで、検査対象物２に適した検査パターンを作製することが可能となる。

次に、本実施形態に係る検査装置１による検査パターンの作製について図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、姿勢変更制御部３が姿勢変更部４により検査対象物２の姿勢を所期の姿勢に変更する（ステップ＃０１）。所期の姿勢とは、検査パターンを作製し易くする姿勢である。

次に、照射部１０が表示画面１１の所定の位置を発光させて検査対象物２に光を照射する（ステップ＃０２）。続いて、撮像画像取得部２０が、照射部１０により光が照射された検査対象物２を撮像した撮像画像２１を取得する（ステップ＃０３）。

算定部３０が、表示画面１１における光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、撮像画像２１における光の受光位置の座標を示す受光位置座標情報とに基づいて、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を算定する（ステップ＃０４）。

表示画面１１における全画面に対して完了していない場合には（ステップ＃０５：Ｎｏ）、ステップ＃０２に戻り処理が継続される。表示画面１１における全画面に対して完了した場合には（ステップ＃０５：Ｙｅｓ）、検査パターン作製部４０が、算定部３０の算定結果に基づいて、撮像画像２１において所定以上の明度からなる第１パターンＦと当該第１パターンＦの明度よりも暗い第２パターンＳとが交互に並ぶように表示画面１１に表示され、検査対象物２の表面の欠陥の有無を検査する検査パターンを作製する（ステップ＃０６）。

作製された検査パターンを照射部１０が検査対象物２等にスライド移動するように照射する（ステップ＃０７）。撮像画像取得部２０が複数の撮像画像２１を取得する（ステップ＃０８）。

補正部５０が複数の撮像画像２１に亘る輝度バラツキが予め設定された範囲内に収まるように検査パターンの輝度を補正する（ステップ＃０９）。検査対象物２が有する面のうち、検査を行う面の全てに対して完了した場合には（ステップ＃１０：Ｙｅｓ）、検査パターン作製処理を終了する。検査対象物２が有する面のうち、検査を行う面の全てに対して完了していない場合には（ステップ＃１０：Ｎｏ）、ステップ＃０１に戻り、処理を継続する。このようにして検査装置１は検査パターンを作製する。

２．第２の実施形態
次に、検査装置１の第２の実施形態について説明する。上記第１の実施形態では、補正部５０は、下記の（１）－（３）のいずれかの方法により輝度を補正するとして説明した。
（１）検査パターンにおける暗い部分（第２パターンＳ）の輝度値を大きくする
（２）検査パターンにおける明るい部分（第１パターンＦ）の輝度値を小さくする
（３）検査パターンにおける暗い部分（第２パターンＳ）の輝度値を大きくし、明るい部分（第１パターンＦ）の輝度値を小さくする

すなわち、第１の実施形態では、第１パターンＦ及び第２パターンＳの少なくともいずれか一方に応じて輝度を補正するものとして説明した。本実施形態では、第１パターンＦ及び第２パターンＳに拘らず、所定の領域に応じて輝度を補正する点で第１の実施形態と異なる。それ以外の点については第１の実施形態と同様であるので、以下では主に異なる点を中心に説明する。

検査対象物２の検査対象の面が、例えば図１３に示されるように検査パターンの照射方向に直交する面に対する傾きが夫々異なる場合（検査面の水平からの傾きが異なる場合）であって、同時に欠陥の有無を検査する場合には、各面の傾きと検査パターンの照射方向とに応じて、図１４に示されるように検査パターンを照射して取得される撮像画像２１における縞状パターンの輝度に差異が生じる。このため、エッジ検出処理において、このような輝度の差異は、各面の境界部分に生じ、この境界部分がエッジ検出処理により検出されるため、境界部分が欠陥であるとして誤検出されてしまう。

そこで、本実施形態では、補正部５０は、検査パターンにおける所定の領域の輝度値を小さくするように構成される。所定の領域とは、撮像画像２１における検査パターンの照射方向に直交する面に対して同じ角度の傾きを有する面であり、図１５の（Ａ）に示される例では撮像画像２１において明るく示される領域Ｒが相当する。補正部５０は、検査パターンにおいて、撮像画像２１における明るく示される領域Ｒに対応した領域Ｒ’（図１５の（Ｂ）参照）の輝度値を小さくする（図１５の（Ｃ）参照）。このように補正された検査パターンを検査対象物２に照射することで、図１５の（Ｄ）のような輝度が一様な撮像画像２１を取得することができる。したがって、欠陥の有無を適切に検査することが可能となる。

なお、この場合、検査パターンにおける輝度範囲を０～２５５、検査パターンにおける所定の領域Ｒの平均輝度をＩｌｉｇｈｔ、検査パターンにおける所定の領域Ｒ以外の領域Ｒ’の平均輝度をＩｄａｒｋ、所定の領域Ｒの輝度値をＹとすると、補正部５０は、下記の（２）式に基づいて所定の領域Ｒの輝度値を小さくするように補正すると好適である。

次に、本実施形態に係る検査装置１による検査パターンの作製について図１６のフローチャートを用いて説明する。まず、姿勢変更制御部３が姿勢変更部４により検査対象物２の姿勢を所期の姿勢に変更する（ステップ＃２１）。所期の姿勢とは、検査パターンを作製し易くする姿勢である。

次に、照射部１０が表示画面１１の所定の位置を発光させて検査対象物２に光を照射する（ステップ＃２２）。続いて、撮像画像取得部２０が、照射部１０により光が照射された検査対象物２を撮像した撮像画像２１を取得する（ステップ＃２３）。

算定部３０が、表示画面１１における光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、撮像画像２１における光の受光位置の座標を示す受光位置座標情報とに基づいて、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を算定する（ステップ＃２４）。

表示画面１１における全画面に対して完了していない場合には（ステップ＃２５：Ｎｏ）、ステップ＃２２に戻り処理が継続される。表示画面１１における全画面に対して完了した場合には（ステップ＃２５：Ｙｅｓ）、検査パターン作製部４０が、算定部３０の算定結果に基づいて、撮像画像２１において所定以上の明度からなる第１パターンＦと当該第１パターンＦの明度よりも暗い第２パターンＳとが交互に並ぶように表示画面１１に表示され、検査対象物２の表面の欠陥の有無を検査する検査パターンを作製する（ステップ＃２６）。

作製された検査パターンを照射部１０が検査対象物２等にスライド移動するように照射し、撮像画像取得部２０が複数の撮像画像２１を取得する（ステップ＃２７）。

補正部５０が撮像画像２１のうち、明るい領域（明るさが所定位置以上の領域）を指定する（ステップ＃２８）。撮像画像２１において指定された領域に対応する検査パターンの領域を特定する（ステップ＃２９）。

検査パターンにおける特定された領域の明るさを低くする補正を行う（ステップ＃３０）。補正された検査パターンを照射部１０が検査対象物２等にスライド移動するように照射し、撮像画像取得部２０が複数の撮像画像２１を取得する（ステップ＃３１）。取得された撮像画像２１において明るさにバラツキが無いことを確認する（ステップ＃３２）。

検査対象物２が有する面のうち、検査を行う面の全てに対して完了した場合には（ステップ＃３３：Ｙｅｓ）、検査パターン作製処理を終了する。検査対象物２が有する面のうち、検査を行う面の全てに対して完了していない場合には（ステップ＃３３：Ｎｏ）、ステップ＃２１に戻り、処理を継続する。このようにして検査装置１は検査パターンを作製する。

３．その他の実施形態
上記第１の実施形態では、補正部５０は、検査パターンにおける第２パターンＳの輝度値を大きくするとして説明したが、補正部５０は、検査パターンにおける第１パターンＦの輝度値を小さくするように構成することも可能である。

上記第２の実施形態では、補正部５０は、検査パターンにおける所定の領域Ｒ（明るさが所定値以上の領域）の輝度値を小さくするとして説明したが、補正部５０は、検査パターンにおける所定の領域Ｒ（明るさが所定位置以下の領域）の輝度値を大きくするように構成することも可能である。

上記実施形態では、補正部５０は、照射部１０が検査対象物２に検査パターンをスライド移動するように照射して取得された複数の撮像画像２１に基づいて検査パターンの輝度を補正するとして説明したが、補正部５０は、検査対象物２に表示画面１１内の所定の位置を発光させて照射部１０から光が照射されたとし、且つ、光が照射された検査対象物２を撮像して撮像画像２１が取得されたとして、表示画面１１における光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、検査対象物２の三次元形状の座標を示す三次元形状データとに基づいて検査パターンの輝度を補正するように構成することも可能である。

三次元形状データとは、検査対象物２を作製するにあたって用いられた形状や寸法等が記載されたデータである。このようなデータは、ＣＡＤデータであっても良い。この場合には、実際には照射部１０が表示画面１１内の所定の位置を発光させて検査対象物２に対して光を照射することも、光が照射された検査対象物２を撮像した撮像画像２１も取得されることもない。算定部３０は、照射部１０により光が照射されたとし、且つ、撮像画像２１が取得されたとして、撮像画像２１における座標に対応する表示画面１１における座標を、表示画面１１における光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、三次元形状データとに基づいて算定する。このように、本構成であれば、実際に検査対象物２に光を照射することなく、検査パターンを作製することが可能となる。

上記実施形態では、検査装置１は、１つの撮像画像取得部２０を備えている場合の例を挙げて説明したが、撮像画像取得部２０は複数備えて構成することも可能である。この場合には、例えば検査対象物２を互いに異なる方向から撮像することができ、検査パターンの作製に要する時間を短縮することができる。

本発明は、検査対象物の表面の欠陥の有無を検査する検査装置に用いることが可能である。

１：検査装置
２：検査対象物
１０：照射部
１１：表示画面
２０：撮像画像取得部
２１：撮像画像
３０：算定部
４０：検査パターン作製部
５０：補正部
Ｆ：第１パターン
Ｓ：第２パターン

Claims

表示画面内の所定の位置を発光させて検査対象物に光を照射する照射部と、
前記光が照射された前記検査対象物を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
前記表示画面における前記光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、前記撮像画像における前記光の受光位置の座標を示す受光位置座標情報とに基づいて、前記撮像画像における座標に対応する前記表示画面における座標を算定する算定部と、
前記算定部の算定結果に基づいて、前記撮像画像において所定以上の明度からなる第１パターンと前記第１パターンの明度よりも暗い第２パターンとが同じ幅で平行に交互に並び、前記第１パターンと前記第２パターンとが並ぶ方向に沿ってスライド移動するように前記表示画面に表示され、前記検査対象物の表面の欠陥の有無を検査する検査パターンを作製する検査パターン作製部と、
前記照射部が前記検査対象物に前記検査パターンを前記スライド移動するように照射する際に、前記スライド移動する毎に前記撮像画像取得部により取得された複数の撮像画像に亘る輝度バラツキが予め設定された範囲内に収まるように前記検査パターンの輝度を補正する補正部と、
を備える検査装置。
前記補正部は、前記検査パターンにおける前記第２パターンの輝度値を大きくする請求項１に記載の検査装置。
前記検査パターンにおける前記第２パターンから前記第１パターンの輝度範囲を０～２５５、複数の前記検査パターンのうち、最大の平均輝度をＩｍａｘ、各検査パターンの平均輝度をＩｉ、前記第２パターンの輝度値をＸとすると、前記補正部は、

に基づいて前記第２パターンの輝度値を大きくするように補正する請求項２に記載の検査装置。
前記補正部は、前記検査パターンにおける所定の領域の輝度値を小さくする請求項１に記載の検査装置。
前記検査パターンにおける輝度範囲を０～２５５、前記検査パターンにおける前記所定の領域の平均輝度をＩｌｉｇｈｔ、前記検査パターンにおける前記所定の領域以外の領域の平均輝度をＩｄａｒｋ、前記所定の領域の輝度値をＹとすると、前記補正部は、

に基づいて前記所定の領域の輝度値を小さくするように補正する請求項４に記載の検査装置。
前記補正部は、前記照射部が前記検査対象物に前記検査パターンを前記スライド移動するように照射して取得された前記複数の撮像画像に基づいて前記検査パターンの輝度を補正する請求項１から５のいずれか一項に記載の検査装置。
前記補正部は、前記検査対象物に表示画面内の所定の位置を発光させて照射部から光が照射されたとし、且つ、前記光が照射された前記検査対象物を撮像して撮像画像が取得されたとして、前記表示画面における前記光の発光位置の座標を示す発光位置座標情報と、前記検査対象物の三次元形状の座標を示す三次元形状データとに基づいて前記検査パターンの輝度を補正する請求項１から５のいずれか一項に記載の検査装置。