JP7247032B2 - 検査装置 - Google Patents

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本発明は、測定対象物の形状を検査する検査装置に関する。
測定対象物の検査を行う検査装置として、測定対象物の表面の模様、色および濃淡等の表面状態の画像を示すテクスチャ画像データと測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データとを生成可能な検査装置がある。
例えば、特許文献１に記載された検査装置においては、複数のターミナルを有する部品が基板上に実装された対象物（測定対象物）について、２以上の２次元イメージ（テクスチャ画像データ）と高さ基準情報(高さ画像データ）とが獲得される。獲得された２次元イメージおよび高さ基準情報のうちいずれかと、ＣＡＤ（Computer Aided Design）データから生成された基礎データとに基づいて、部品が基板上の正位置に対してどれだけ回転した状態にあるのかを示す回転情報が獲得される。
次に、回転情報に基づいて検査領域が設定される。検査領域は、ブリッジ接続不良が発生しているか否か、すなわち部品が有する複数のターミナル間に半田ブリッジによる短絡が発生しているか否かを検出するための領域である。検査領域は、例えば部品のターミナルおよび基板のパッドに重畳しないように設定される。
その後、検査領域内で２次元イメージの階調値が臨界階調値以上である第１ブリッジ領域が抽出される。また、検査領域内で高さ基準情報に含まれる高さマップの高さ値が基準高さ以上である第２ブリッジ領域が抽出される。その後、第１ブリッジ領域および第２ブリッジ領域の交集合に該当する領域が最終ブリッジ領域として抽出され、ブリッジ接続不良が発生したか否かが検査される。
特開２０１２－１０８１３４号公報
上記のように、特許文献１に記載された検査装置によれば、２次元イメージと高さ基準情報とを用いたブリッジ接続不良の検査が行われる。しかしながら、上記の方法を部品が実装された基板以外の測定対象物の検査に適用する場合、その測定対象物の形状および表面状態ならびに良否判定の対象となる欠陥の種類によっては必ずしも正確性の高い検査が行われるとは限らない。
本発明の目的は、測定対象物および判定対象となる欠陥によらず検査の正確性を向上させることを可能にする検査装置を提供することである。
（１）第１の発明に係る検査装置は、構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、検査部は、撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含み、検査部は、選択部をさらに含むとともに、選択部により選択可能に設けられた欠陥候補画像生成部を複数含み、複数の欠陥候補画像生成部には、欠陥候補領域についての互いに異なる複数の欠陥候補決定条件がそれぞれ設定され、高さ抽出部は、選択部により選択された欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データの部分を抽出する。
その検査装置においては、周期的なパターンを有する構造化光が位相シフトされつつ測定対象物に照射される。あるいは、複数のパターンを有する構造化光が測定対象物に順次照射される。撮像部において、測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより、複数のパターン画像データが生成される。複数のパターン画像データに基づいて高さ画像データが生成される。また、照明部から測定対象物に一様光が照射される。撮像部において、測定対象物により反射された一様光が受光されることによりテクスチャ画像データが生成される。
生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域が決定される。その後、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かが判定される。
このように、テクスチャ画像データに基づく欠陥候補領域の決定と、欠陥候補領域における欠陥の有無の判定とが段階的に行われる。この場合、測定対象物および判定対象となる欠陥を考慮して、欠陥候補領域を決定するための条件を適切に定めることができる。また、欠陥候補領域の決定結果に応じて、欠陥の有無を判定するための条件をより適切に定めることができる。したがって、測定対象物および判定対象となる欠陥によらず検査の正確性を向上させることが可能になる。
また、検査部は、撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含む。
この場合、欠陥候補画像データにより示される画像に基づいて、欠陥候補領域の位置および大きさを容易に把握することが可能になる。また、上記の構成によれば、欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を適切に抽出することが可能になる。したがって、欠陥が存在しているか否かの判定の正確性が向上する。
また、検査部は、選択部をさらに含むとともに、選択部により選択可能に設けられた欠陥候補画像生成部を複数含み、複数の欠陥候補画像生成部には、欠陥候補領域についての互いに異なる複数の欠陥候補決定条件がそれぞれ設定され、高さ抽出部は、選択部により選択された欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データの部分を抽出する。
この場合、複数の欠陥候補決定条件のいずれかが選択部により選択される。テクスチャ画像データと選択された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補画像データが生成される。生成された欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データの部分が抽出される。したがって、測定対象物および判定対象となる欠陥に応じた適切な欠陥候補決定条件が選択されることにより、検査の正確性がより向上する。また、上記の構成によれば、検査の利便性が向上する。
（２）第２の発明に係る検査装置は、構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、検査部は、撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含み、検査部は、欠陥候補画像生成部に欠陥候補領域の欠陥候補決定条件を設定するための欠陥候補設定部をさらに含み、欠陥候補決定条件は、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づく決定条件、テクスチャ画像データの複数の画素が示す色に基づく決定条件、およびテクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさの勾配に基づく決定条件のうちいずれかを含む。この場合、欠陥候補設定部により設定された欠陥候補決定条件に基づいて欠陥候補領域が適切に決定される。
（３）第３の発明に係る検査装置は、構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、検査部は、撮像部により生成されるテクスチャ画像データについて第１の有効範囲を設定する第１の範囲設定部をさらに含み、検査部は、テクスチャ画像データの複数の画素のうち第１の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて欠陥候補領域を決定する。この場合、テクスチャ画像データにおけるノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。
（４）第４の発明に係る検査装置は、構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、検査部は、演算処理部により生成される高さ画像データについて第２の有効範囲を設定する第２の範囲設定部をさらに含み、検査部は、高さ画像データの複数の画素のうち第２の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かの判定を行う。この場合、高さ画像データにおけるノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。
（５）検査部は、テクスチャ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分と、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分とに基づいて、当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定してもよい。この場合、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かをより正確に判定することが可能になる。
（６）検査部は、欠陥候補領域に欠陥が存在していると判定した場合に、予め定められた分類条件と、テクスチャ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分および高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分のうち少なくとも一方とに基づいて、存在すると判定された欠陥の種類を分類する分類部を含んでもよい。この場合、欠陥候補領域に存在する欠陥の種類を容易に把握することが可能となる。
本発明によれば、測定対象物および判定対象となる欠陥によらず、測定対象物の形状についての検査の正確性が向上する。
本発明の一実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 図１の各照明部の構成の一例を示す図である。 三角測距方式の原理を説明するための図である。 図１の検査装置により実行される検査処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る欠陥判定処理の概要を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る欠陥判定処理の概要を説明するための図である。 図１の表示部に表示される欠陥候補決定条件の設定画面の一例を示す図である。 図１の表示部に表示される欠陥候補決定条件の設定画面の他の例を示す図である。 図１の表示部に表示される欠陥候補決定条件の設定画面のさらに他の例を示す図である。 図１の表示部に表示される欠陥判定条件の設定画面の一例を示す図である。 図１の表示部に表示される欠陥判定条件の設定画面の他の例を示す図である。 図１の表示部に表示される分類条件の設定画面の一例を示す図である。 図１の検査部の機能的な構成の詳細を説明するためのブロック図である。 設定済みの複数の欠陥候補決定条件から検査に使用する欠陥候補決定条件を使用者に選択させるためのＧＵＩの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。
以下、本発明の一実施の形態に係る検査装置について図面を参照しながら説明する。
［１］検査装置の構成
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図１および図２に示すように、検査装置３００は、ヘッド部１００、コントローラ部２００、操作部３１０および表示部３２０を備える。コントローラ部２００は、プログラマブルロジックコントローラ等の外部機器４００に接続される。
図１に太い矢印で示すように、複数の測定対象物Ｓが、ヘッド部１００の下方の空間を通過するようにベルトコンベア３０１により順次搬送される。各測定対象物Ｓがヘッド部１００の下方の空間を通過する際には、当該測定対象物Ｓがヘッド部１００の下方の所定の位置で一時的に静止するように、ベルトコンベア３０１が一定時間停止する。
ヘッド部１００は、例えば投受光一体の撮像デバイスであり、複数の照明部１１０、撮像部１２０および演算部１３０を含む。なお、図２においては、演算部１３０の図示が省略されている。本実施の形態においては、４個の照明部１１０が９０度間隔で撮像部１２０を取り囲むように設けられている。
各照明部１１０は、任意のパターンを有する赤色、青色、緑色または白色の光を斜め上方から測定対象物Ｓに照射可能に構成される。また、各照明部１１０は、パターンを有しない赤色、青色、緑色または白色の一様な光を斜め上方から測定対象物Ｓに照射可能に構成される。以下、任意のパターンを有する光を構造化光と呼び、一様な光を一様光と呼ぶ。
４個の照明部１１０を区別する場合には、４個の照明部１１０をそれぞれ照明部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄと呼ぶ。照明部１１０Ａと照明部１１０Ｂとは撮像部１２０を挟んで対向する。また、照明部１１０Ｃと照明部１１０Ｄとは撮像部１２０を挟んで対向する。照明部１１０の構成については後述する。
撮像部１２０は、図１に示すように、撮像素子１２１および受光レンズ１２２，１２３を含む。受光レンズ１２２，１２３のうち少なくとも受光レンズ１２２は、テレセントリックレンズである。測定対象物Ｓにより上方に反射された構造化光または一様光は、撮像部１２０の受光レンズ１２２，１２３により集光および結像された後、撮像素子１２１により受光される。撮像素子１２１は、例えばモノクロＣＣＤ（電荷結合素子）であり、各画素から受光量に対応するアナログの電気信号を出力することにより画像データを生成する。撮像素子１２１は、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。
以下の説明では、構造化光が測定対象物Ｓに照射された状態で撮像部１２０により生成される測定対象物Ｓの画像を示す画像データをパターン画像データと呼ぶ。これに対し、一様光が測定対象物Ｓに照射された状態で撮像部１２０により生成される測定対象物Ｓの画像を示す画像データをテクスチャ画像データと呼ぶ。
演算部１３０は、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）により実現され、撮像処理部１３１、演算処理部１３２、記憶部１３３および出力処理部１３４を含む。本実施の形態においては、演算部１３０はＦＰＧＡにより実現されるが、本発明はこれに限定されない。演算部１３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）により実現されてもよいし、マイクロコンピュータにより実現されてもよい。
撮像処理部１３１は、４個の照明部１１０および撮像部１２０の動作を制御する。演算処理部１３２は、４個の照明部１１０の各々について、複数のパターン画像データに基づいて測定対象物Ｓの高さ画像を示す高さ画像データを生成する。
さらに、演算処理部１３２は、複数の照明部１１０にそれぞれ対応して生成された複数の高さ画像データを合成することにより、測定不可能な部分が低減された合成高さ画像データを生成する。また、演算処理部１３２は、複数の照明部１１０にそれぞれ対応して撮像部１２０により生成された複数のテクスチャ画像データを合成することにより、測定不可能な部分が低減された合成テクスチャ画像データを生成する。
記憶部１３３は、演算部１３０における作業領域として用いられるとともに、撮像部１２０および演算処理部１３２により生成されたパターン画像データ、高さ画像データ、合成高さ画像データ、テクスチャ画像データおよび合成テクスチャ画像データを一時的に記憶する。出力処理部１３４は、記憶部１３３に記憶された合成高さ画像データまたは合成テクスチャ画像データを出力する。
コントローラ部２００は、例えばＣＰＵおよびメモリを含む。コントローラ部２００のメモリには、予め測定対象物Ｓの検査を行うための各種プログラムが記憶されている。コントローラ部２００においては、ＣＰＵがメモリに記憶された各種プログラムを実行することにより、ヘッド制御部２１０、画像メモリ２２０、検査部２３０および検査情報記憶部２４０を含む機能部が実現される。ヘッド制御部２１０は、外部機器４００により与えられる指令に基づいて、ヘッド部１００の動作を制御する。画像メモリ２２０は、演算部１３０により出力された合成高さ画像データまたは合成テクスチャ画像データを記憶する。
検査部２３０は、使用者により指定された検査内容と、画像メモリ２２０に記憶された合成高さ画像データまたは合成テクスチャ画像データとに基づいてエッジ検出または寸法計測等の処理を行う。また、検査部２３０は、測定対象物Ｓの形状についての検査として測定対象物Ｓにおける欠陥の有無を判定し（欠陥判定処理）、判定結果を外部機器４００に与える。検査部２３０において行われる欠陥判定処理の詳細については後述する。検査情報記憶部２４０は、検査部２３０において欠陥判定処理を行うための情報として後述する欠陥候補決定条件および欠陥判定条件等を記憶する。
コントローラ部２００には、操作部３１０および表示部３２０が接続される。操作部３１０は、キーボード、ポインティングデバイスまたは専用のコンソールを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。使用者は、操作部３１０を操作することにより、コントローラ部２００に所望の検査内容を指定することができる。
表示部３２０は、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。表示部３２０は、画像メモリ２２０に記憶された合成高さ画像データに基づく高さ画像等を表示する。また、表示部３２０は、検査部２３０による測定対象物Ｓの判定結果を表示する。
図３は、図１の各照明部１１０の構成の一例を示す図である。図３に示すように、各照明部１１０は、光源１１１，１１２，１１３、ダイクロイックミラー１１４，１１５、照明レンズ１１６、ミラー１１７、パターン生成部１１８および投光レンズ１１９を含む。光源１１１，１１２，１１３は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）であり、緑色光、青色光および赤色光をそれぞれ出射する。各光源１１１～１１３はＬＥＤ以外の他の光源であってもよい。
ダイクロイックミラー１１４は、光源１１１により出射された緑色光と光源１１２により出射された青色光とを重ね合わせ可能に配置される。ダイクロイックミラー１１５は、ダイクロイックミラー１１４により重ね合わされた光と光源１１３により出射された赤色光とを重ね合わせ可能に配置される。これにより、光源１１１～１１３によりそれぞれ出射された光が共通の光路上で重ね合わされ、白色光が生成可能となる。
照明レンズ１１６は、ダイクロイックミラー１１５を通過または反射した光を集光する。ミラー１１７は、照明レンズ１１６により集光された光をパターン生成部１１８に反射する。パターン生成部１１８は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）であり、入射した光に任意のパターンを付与する。パターン生成部１１８は、ＬＣＤまたはＬＣＯＳ（反射型液晶素子)であってもよい。投光レンズ１１９は、パターン生成部１１８の光生成面からの光を拡大しつつ図１の測定対象物Ｓに照射する。なお、投光レンズ１１９は、パターン生成部１１８からの光を平行化して測定対象物Ｓに照射可能に構成されてもよい。
図１の撮像処理部１３１は、光源１１１～１１３による光の出射を制御するとともに、パターン生成部１１８により光に付与されるパターンを制御する。これにより、赤色、青色、緑色または白色の構造化光と赤色、青色、緑色または白色の一様光とを選択的に照明部１１０から出射することが可能となる。なお、本実施の形態では、白色の構造化光または一様光が、各照明部１１０から測定対象物Ｓに選択的に照射される。
［２］高さ画像データの生成
検査装置３００においては、ヘッド部１００に固有の三次元座標系（以下、装置座標系と呼ぶ。）が定義される。本例の装置座標系は、原点と互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とを含む。以下の説明では、装置座標系のＸ軸に平行な方向をＸ方向と呼び、Ｙ軸に平行な方向をＹ方向と呼び、Ｚ軸に平行な方向をＺ方向と呼ぶ。Ｘ方向およびＹ方向は、ベルトコンベア３０１の上面（以下、載置面と呼ぶ。）に平行な面内で互いに直交する。Ｚ方向は、載置面に対して直交する。
ヘッド部１００においては、三角測距方式により測定対象物Ｓの高さ画像データが生成される。図４は、三角測距方式の原理を説明するための図である。図４には、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向がそれぞれ矢印で示される。図４に示すように、照明部１１０から出射される光の光軸と撮像部１２０に入射する光の光軸との間の角度αが予め設定される。角度αは、０度よりも大きく９０度よりも小さい。
ヘッド部１００の下方に測定対象物Ｓが存在しない場合、照明部１１０から出射される光は、載置面Ｒの点Ｏにより反射され、撮像部１２０に入射する。一方、ヘッド部１００の下方に測定対象物Ｓが存在する場合、照明部１１０から出射される光は、測定対象物Ｓの表面の点Ａにより反射され、撮像部１２０に入射する。これにより、測定対象物Ｓが撮像され、測定対象物Ｓの画像を示す画像データが生成される。
点Ｏと点Ａとの間のＸ方向における距離をｄとすると、載置面Ｒに対する測定対象物Ｓの点Ａの高さｈは、ｈ＝ｄ÷ｔａｎ（α）により与えられる。演算部１３０は、撮像部１２０により生成される画像データに基づいて、距離ｄを算出する。また、演算部１３０は、算出された距離ｄに基づいて、測定対象物Ｓの表面の点Ａの高さｈを算出する。測定対象物Ｓの表面の全ての点の高さを算出することにより、光が照射された全ての点について装置座標系で表される座標を特定することができる。それにより、測定対象物Ｓの高さ画像データが生成される。
測定対象物Ｓの表面の全ての点に光を照射するために、各照明部１１０から種々のパターンを有する構造化光が順次出射される。本実施の形態においては、Ｙ方向に平行でかつＸ方向に並ぶような直線状の断面を有する縞状の構造化光（以下、縞状光と呼ぶ。）が、その空間位相が変化されつつ各照明部１１０から複数回出射される。また、Ｙ方向に平行な直線状の断面を有しかつ明部分と暗部分とがＸ方向に並ぶコード状の構造化光（以下、コード状光と呼ぶ。）が、その明部分および暗部分がグレイコード状に変化されつつ各照明部１１０から複数回出射される。
［３］検査処理の基本的なフロー
図５は、図１の検査装置３００により実行される検査処理の一例を示すフローチャートである。本例の検査処理においては、合成高さ画像データおよび合成テクスチャ画像データがこの順で生成される。図５に示すように、まず撮像処理部１３１は、照明部１１０Ａ～１１０Ｄのうち、いずれか１つの照明部１１０を選択する（ステップＳ１１）。次に、撮像処理部１３１は、所定のパターンを有する白色の構造化光を出射するように、ステップＳ１１または後述するステップＳ１９で選択された照明部１１０を制御する（ステップＳ１２）。
また、撮像処理部１３１は、ステップＳ１２における構造化光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する（ステップＳ１３）。これにより、測定対象物Ｓのパターン画像データが撮像部１２０により生成される。その後、撮像処理部１３１は、ステップＳ１３で生成されたパターン画像データを記憶部１３３に記憶させる（ステップＳ１４）。続いて、撮像処理部１３１は、所定の回数撮像が実行されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５で、所定の回数撮像が実行されていない場合、撮像処理部１３１は、構造化光のパターンを変更するように図３のパターン生成部１１８を制御し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２に戻る。所定の回数撮像が実行されるまで、ステップＳ１２～Ｓ１６が繰り返される。これにより、パターンが変化されつつ縞状光およびコード状光が測定対象物Ｓに順次照射されたときの複数のパターン画像データが記憶部１３３に記憶される。なお、縞状光とコード状光とは、いずれが先に出射されてもよい。
ステップＳ１５で、所定の回数撮像が実行された場合、演算処理部１３２は、記憶部１３３に記憶された複数のパターン画像データについて演算を行うことにより、高さ画像データを生成する（ステップＳ１７）。
次に、演算処理部１３２は、複数の照明部１１０にそれぞれ対応する所定数（本例では４個）の高さ画像データが生成されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。所定数の高さ画像データが生成されていない場合、撮像処理部１３１は、他の照明部１１０を選択し（ステップＳ１９）、ステップＳ１２に戻る。所定数の高さ画像データが生成されるまで、ステップＳ１２～Ｓ１９が繰り返される。
ステップＳ１８で、所定数の高さ画像データが生成された場合、演算処理部１３２は、生成された所定数の高さ画像データを合成する合成処理を行う（ステップＳ２０）。これにより、合成高さ画像データが生成される。また、出力処理部１３４は、ステップＳ２０で生成された合成高さ画像データをコントローラ部２００に出力する（ステップＳ２１）。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に合成高さ画像データが蓄積される。
続いて、ヘッド部１００においてテクスチャ生成処理が実行される（ステップＳ２２）。テクスチャ生成処理においては、処理対象となる画像データが異なる点を除いて、基本的に上記の合成高さ画像データの生成と同様の処理が行われる。具体的には、撮像処理部１３１は、白色の一様光が順次出射されるように複数の照明部１１０を制御する。また、撮像処理部１３１は、各一様光の出射と同期して測定対象物Ｓを撮像するように撮像部１２０を制御する。それにより、複数の照明部１１０にそれぞれ対応する複数のテクスチャ画像データが生成される。さらに、演算処理部１３２は、生成された複数のテクスチャ画像データを合成する。それにより、合成テクスチャ画像データが生成される。また、出力処理部１３４は、生成された合成テクスチャ画像データをコントローラ部２００に出力する。これにより、コントローラ部２００の画像メモリ２２０に合成テクスチャ画像データが蓄積される。
その後、コントローラ部２００において欠陥判定処理が実行される（ステップＳ２３）。欠陥判定処理においては、検査部２３０は、画像メモリ２２０に蓄積された合成高さ画像データおよび合成テクスチャ画像データと画像メモリ２２０に予め設定された後述する複数種類の条件とに基づいて測定対象物Ｓにおける欠陥の有無を判定する。検査部２３０は、ステップＳ２３における判定結果を検査結果として表示部３２０に表示してもよいし、外部機器４００に与えてもよい。
上記のステップＳ１１～Ｓ２１までの一連の処理とステップＳ２２のテクスチャ生成処理とは、いずれが先に実行されてもよいし、部分的に並列して実行されてもよい。
［４］欠陥判定処理
図６および図７は、本発明の一実施の形態に係る欠陥判定処理の概要を説明するための図である。図６（ａ）に測定対象物Ｓの一例が示される。この測定対象物Ｓは、ナットであり、円環状の上面部ＵＳを有する。上面部ＵＳの一部には割れｄ１が発生している。上面部ＵＳの他の部分には異物ｄ２が付着している。上面部ＵＳのさらに他の部分には変色ｄ３が認められる。割れｄ１の発生部分は上面部ＵＳの他の部分に対して上方に向いて凹んでいる。異物ｄ２の付着部分は、上面部ＵＳの他の部分に対して上方に突出している。変色ｄ３の発生部分は平坦であり、上面部ＵＳのうち割れｄ１の発生部分および異物ｄ２の付着部分を除く部分と同じ高さを有する。
図６（ａ）の測定対象物Ｓについて、検査処理が行われる場合を想定する。この検査処理においては、欠陥判定処理の開始前の時点で図５のステップＳ１１～Ｓ２２の処理により合成テクスチャ画像データおよび合成高さ画像データが生成されている。以下の説明では、合成テクスチャ画像データおよび合成高さ画像データをそれぞれ単にテクスチャ画像データおよび高さ画像データと呼ぶ。
図６（ｂ）に図６（ａ）の測定対象物Ｓのテクスチャ画像データに基づくテクスチャ画像が示され、図６（ｃ）に図６（ａ）の測定対象物Ｓの高さ画像データに基づく高さ画像が示される。その高さ画像においては、測定対象物Ｓの表面上の各部の高さがハッチングの濃度で表される。ハッチングの濃度が高いほど対応する部分の高さが低いことを示し、ハッチングの濃度が低いほど対応する部分の高さが高いことを示す。
図６（ｂ）のテクスチャ画像においては、上面部ＵＳの表面状態を示す上面画像部分ＵＳａに、割れｄ１、異物ｄ２および変色ｄ３の部分をそれぞれ示す割れ画像部分ｄ１ａ、異物画像部分ｄ２ａおよび変色画像部分ｄ３ａが含まれる。これらの画像部分は、上面部ＵＳに対応する他の画像部分から容易に識別することが可能となっている。
一方、図６（ｃ）の高さ画像においては、上面部ＵＳの高さを示す上面画像部分ＵＳｂに、割れｄ１、異物ｄ２および変色ｄ３の部分の高さをそれぞれ示す割れ画像部分ｄ１ｂ、異物画像部分ｄ２ｂおよび変色画像部分ｄ３ｂが含まれる。なお、図６（ｃ）の高さ画像においては、変色画像部分ｄ３ｂは、上面画像部分ＵＳａの他の部分から識別できない。
欠陥判定処理が開始されると、測定対象物Ｓ上で欠陥の可能性があると考えられる領域が、テクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域として決定される。欠陥候補決定条件は、例えばテクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づいて設定される。欠陥候補決定条件およびその設定方法の詳細については後述する。
欠陥候補領域の決定時には、図７（ａ）に示すように、欠陥候補領域の画像（以下、欠陥候補画像と呼ぶ。）を示す欠陥候補画像データが生成される。図７（ａ）の欠陥候補画像においては、測定対象物Ｓの大まかな外観形状が点線で示されるとともに、テクスチャ画像の割れ画像部分ｄ１ａ、異物画像部分ｄ２ａおよび変色画像部分ｄ３ａにそれぞれ対応する３つの欠陥候補領域の輪郭が実線で示される。欠陥候補画像データは、欠陥候補領域に対応する画像部分とその他の画像部分とが区別できるように明るさが二値化された画像データであってもよい。
次に、図７（ｂ）に太い点線で示すように、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分が抽出される。この場合、上記の欠陥候補画像データは、高さ画像データから欠陥候補領域に対応する部分のみを抽出するためのマスク画像データとして用いることができる。
次に、抽出された高さ画像データの部分と予め設定された欠陥判定条件とに基づいて、抽出された高さ画像データの部分に対応する欠陥候補領域に欠陥が存在するか否かが判定される。欠陥判定条件は、例えば欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分が示す高さに基づいて設定される。欠陥判定条件およびその設定方法の詳細については後述する。
本例では、割れｄ１の発生部分の高さおよび異物ｄ２の付着部分の高さは、欠陥判定条件において健全部分に対応するとして定められた許容範囲から外れているものとする。一方、変色ｄ３の発生部分の高さは許容範囲内にあるものとする。この場合、３つの欠陥候補領域のうち割れｄ１および異物ｄ２にそれぞれ対応する２つの欠陥候補領域には、欠陥が存在していると判定される。一方、変色ｄ３に対応する欠陥候補領域には、欠陥が存在しないと判定される。
その後、図７（ｃ）に示すように、欠陥が存在すると判定された欠陥候補領域を示す画像（以下、検出画像と呼ぶ。）を示す検出画像データが生成される。図７（ｃ）の検出画像においては、欠陥が存在すると判定された２つの欠陥候補領域とともに、各欠陥候補領域に関する情報としてその領域の高さ（最大高さ、最小高さまたは平均高さ等）および面積の値が示される。このようにして、測定対象物Ｓにおける欠陥の有無が判定され、その判定結果が使用者に提示される。
［５］欠陥判定処理を行うための各種設定
上記のように、本実施の形態に係る欠陥判定処理では、測定対象物Ｓの検査前に、その検査に適用されるべき欠陥候補決定条件および欠陥判定条件が予め設定されている必要がある。すなわち、適用されるべき欠陥候補決定条件および欠陥判定条件が図１の検査情報記憶部２４０に記憶されている必要がある。本実施の形態に係る検査装置３００は、使用者による図１の操作部３１０の操作に基づいて欠陥候補決定条件および欠陥判定条件が設定可能に構成されている。以下、欠陥候補決定条件および欠陥判定条件の設定について具体例を説明する。
（１）欠陥候補決定条件の設定
本実施の形態に係る欠陥候補決定条件は、上記のようにテクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づいて設定されてもよいし、テクスチャ画像データの複数の画素が示す色に基づいて設定されてもよい。あるいは、欠陥候補決定条件は、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさの勾配に基づいて設定されてもよい。
検査装置３００においては、欠陥候補決定条件の設定前に予め検査対象となる測定対象物Ｓについてのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが生成される。それにより、使用者は、生成されたテクスチャ画像データに基づくテクスチャ画像を参照しつつ欠陥候補決定条件を設定することができる。
図８は、図１の表示部３２０に表示される欠陥候補決定条件の設定画面の一例を示す図である。欠陥候補決定条件の設定時には、表示部３２０の画面上の領域は、例えば、条件表示領域３２１、設定操作領域３２２および画像表示領域３２３の３つの領域に分割される。
条件表示領域３２１は、表示部３２０の画面上部に位置する。欠陥候補決定条件の設定時に、条件表示領域３２１には、設定対象である「欠陥候補決定条件」の文字列が表示される。また、条件表示領域３２１には、明るさ決定ボタン３２１ａ、色決定ボタン３２１ｂおよび勾配決定ボタン３２１ｃが選択可能に表示される。
明るさ決定ボタン３２１ａは、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づいて欠陥候補決定条件を設定する方法に対応する。色決定ボタン３２１ｂは、テクスチャ画像データの複数の画素が示す色に基づいて欠陥候補決定条件を設定する方法に対応する。勾配決定ボタン３２１ｃは、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさの勾配に基づいて欠陥候補決定条件を設定する方法に対応する。
使用者は、図１の操作部３１０を用いて明るさ決定ボタン３２１ａ、色決定ボタン３２１ｂおよび勾配決定ボタン３２１ｃのいずれかを選択することにより、選択されたボタンに対応する方法で欠陥候補決定条件を設定することができる。図８の例では、ハッチングで示すように、明るさ決定ボタン３２１ａが選択されているものとする。
設定操作領域３２２および画像表示領域３２３は、条件表示領域３２１の下方で左右に並ぶ。画像表示領域３２３には、検査対象となる測定対象物Ｓのテクスチャ画像が表示される。
設定操作領域３２２に表示される内容は、条件表示領域３２１で選択されたボタンに応じて変化する。図８に示すように、明るさ決定ボタン３２１ａが選択されている場合には、設定操作領域３２２に、明るさ上限指定バー３２２ａ、明るさ下限指定バー３２２ｂおよび面積入力部３２２ｃが表示される。
明るさ上限指定バー３２２ａおよび明るさ下限指定バー３２２ｂの各々には、テクスチャ画像データの各画素で表示可能な明るさが明るさの順に並ぶように示されている。また、明るさ上限指定バー３２２ａおよび明るさ下限指定バー３２２ｂの各々には、スライダが設けられている。これにより、使用者は、画像表示領域３２３に表示されるテクスチャ画像を視認しつつ、各スライダを操作することにより、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき明るさの範囲を設定することができる。面積入力部３２２ｃは、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき最低面積を使用者が入力するための入力欄である。
明るさの範囲が設定されかつ最低面積が入力されることにより、それらの情報を含む欠陥候補決定条件が検査情報記憶部２４０に記憶される。それにより、測定対象物Ｓの検査時には、設定された範囲内の明るさを有しかつ最低面積以上の大きさを有するテクスチャ画像データの部分が特定される。特定されたテクスチャ画像データの部分に対応する測定対象物Ｓの部分が欠陥候補領域として決定される。
なお、明るさの範囲の設定は、上記の例に限らず、使用者がポインタを操作してテクスチャ画像上の所望の部分を指定することにより行われてもよい。この場合、例えば使用者により指定された部分の明るさを中心とする一定幅の範囲が上記の明るさの範囲として設定される。
図９は、図１の表示部３２０に表示される欠陥候補決定条件の設定画面の他の例を示す図である。本例では、図８の条件表示領域３２１において、色決定ボタン３２１ｂが選択されたときの設定画面が示される。図９にハッチングで示すように、色決定ボタン３２１ｂが選択されると、設定操作領域３２２に表示される内容が色決定ボタン３２１ｂに対応する内容に変化する。
それにより、図９の設定操作領域３２２には、色上限指定バー３２２ｄ、色下限指定バー３２２ｅおよび面積入力部３２２ｆが表示される。色上限指定バー３２２ｄおよび色下限指定バー３２２ｅには、それぞれテクスチャ画像データの各画素で表示可能な色が予め定められた色相の順で並ぶように示されている。なお、図９では、複数種類の色が図８の明るさの例と同様に白黒の諧調で示されている。また、色上限指定バー３２２ｄおよび色下限指定バー３２２ｅの各々には、スライダが設けられている。これにより、使用者は、画像表示領域３２３に表示されるテクスチャ画像を視認しつつ、各スライダを操作することにより、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき色の範囲を設定することができる。面積入力部３２２ｆは、図８の例と同様に、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき最低面積の入力を受け付けるための入力欄である。
色の範囲が設定されかつ最低面積が入力されることにより、それらの情報を含む欠陥候補決定条件が検査情報記憶部２４０に記憶される。それにより、測定対象物Ｓの検査時には、設定された範囲内の色を有しかつ最低面積以上の大きさを有するテクスチャ画像データの部分が特定される。特定されたテクスチャ画像データの部分に対応する測定対象物Ｓの部分が欠陥候補領域として決定される。
なお、色の範囲の設定は、上記の例に限らず、使用者がポインタを操作してテクスチャ画像上の所望の部分を指定することにより行われてもよい。この場合、例えば使用者により指定された部分の色を中心とする一定幅の範囲が上記の色の範囲として設定される。
図１０は、図１の表示部３２０に表示される欠陥候補決定条件の設定画面のさらに他の例を示す図である。本例では、図８または図９の条件表示領域３２１において、勾配決定ボタン３２１ｃが選択されたときの設定画面が示される。図１０にハッチングで示すように、勾配決定ボタン３２１ｃが選択されると、設定操作領域３２２に表示される内容が勾配決定ボタン３２１ｃに対応する内容に変化する。
それにより、図１０の設定操作領域３２２には、勾配方向指定部３２２ｇ、勾配しきい値入力部３２２ｈおよび長さ入力部３２２ｉが表示される。ここで、本実施の形態においては、勾配とは、テクスチャ画像データの複数の画素のうち一方向に並ぶ各２つの画素の間の値の変化の度合い、あるいは一方向に並ぶ複数の画素群の間の代表値（例えば平均値）の変化の度合いを意味する。
勾配方向指定部３２２ｇは、評価対象となる勾配の方向を使用者が指定するために用いられ、プルダウンボタンを含む。これにより、使用者は、プルダウンボタンを操作することにより、提示されるプルダウンメニューから所望の方向を選択することができる。プルダウンメニューにより提示される方向には、例えば、上下方向、左右方向、半径方向および円周方向が含まれる。
この場合、上下方向は画像表示領域３２３における上下方向に相当し、左右方向は画像表示領域３２３における左右方向に相当する。半径方向は、画像表示領域３２３における画像表示領域３２３の中心を基準とする放射方向に相当する。円周方向は、画像表示領域３２３における画像表示領域３２３の中心を基準とする円の周方向に相当する。
勾配しきい値入力部３２２ｈは、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき最低勾配を使用者が入力するための入力欄である。長さ入力部３２２ｉは、欠陥候補領域に対応する画像部分が示すべき最低長さを使用者が入力するための入力欄である。
勾配の方向が指定されかつ最低勾配および最低長さが入力されることにより、それらの情報を含む欠陥候補決定条件が検査情報記憶部２４０に記憶される。それにより、測定対象物Ｓの検査時には、指定された方向に最低勾配以上の勾配を有しかつ最低長さ以上の長さを有するテクスチャ画像データの部分が特定される。特定されたテクスチャ画像データの部分に対応する測定対象物Ｓの部分が欠陥候補領域として決定される。
なお、検査情報記憶部２４０には、複数の異なる欠陥候補決定条件が記憶されてもよい。この場合、検査情報記憶部２４０に記憶された複数の欠陥候補決定条件のいずれかが使用者により選択されることにより、選択された欠陥候補決定条件に基づいて欠陥候補領域の決定が行われる。測定対象物Ｓおよび判定対象となる欠陥に応じた適切な欠陥候補決定条件が選択されることにより、検査の正確性がより向上する。また、検査の利便性が向上する。
（２）欠陥判定条件の設定
検査装置３００においては、欠陥判定条件の設定前に予め検査対象となる測定対象物Ｓについてのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが生成される。それにより、使用者は、生成された高さ画像データに基づく高さ画像を参照しつつ欠陥候補決定条件を設定することができる。
図１１は、図１の表示部３２０に表示される欠陥判定条件の設定画面の一例を示す図である。欠陥判定条件の設定時には、表示部３２０の画面上の領域は、図８の例と同様に、条件表示領域３２１、設定操作領域３２２および画像表示領域３２３の３つの領域に分割される。
本例の条件表示領域３２１には、設定対象である「欠陥判定条件」の文字列が表示される。また、画像表示領域３２３には、検査対象となる測定対象物Ｓの高さ画像が表示される。
一方、設定操作領域３２２には、基準面設定ボタン３２２ｊおよび許容範囲入力部３２２ｋが表示される。基準面設定ボタン３２２ｊは、高さ画像データを用いて欠陥の有無を判定する場合の基準面を使用者が指定するためのボタンである。許容範囲入力部３２２ｋは、基準面を中心として許容される高さの範囲（許容範囲）を使用者が入力するための入力欄である。
使用者は、基準面設定ボタン３２２ｊを操作するとともに、図１１に黒点で示すようにポインタを操作して画像表示領域３２３に表示される高さ画像上で所望の３点を指定する。この場合、指定された３点に対応する測定対象物Ｓ上の３点を含む仮想平面が、欠陥の有無を判定するための基準面として設定される。
基準面が設定されかつ高さについての許容範囲が入力されることにより、それらの情報を含む欠陥判定条件が検査情報記憶部２４０に記憶される。それにより、測定対象物Ｓの検査時には、基準面に対する欠陥候補領域の高さが許容範囲から外れる場合に、当該欠陥候補領域に欠陥が存在することが判定される。一方、基準面に対する欠陥候補領域の高さが許容範囲内にある場合に、当該欠陥候補領域には欠陥が存在しないことが判定される。
なお、基準面の設定は、上記の例に限らず使用者がポインタを操作して高さ画像上の１点を指定することにより行われてもよい。この場合、例えば使用者により指定された１点に対応する測定対象物Ｓ上の１点を含む水平な仮想平面が欠陥の有無を判定するための基準面として設定される。また、基準面は、上記の例に限らず、円筒または球等の曲面状に設定可能であってもよい。
本実施の形態に係る欠陥判定条件には、高さ画像データに関する情報に限らず、テクスチャ画像データに関する情報が含まれてもよい。この場合、例えば一の欠陥候補領域が決定された後、当該一の欠陥候補領域に対応するテクスチャ画像データの部分および高さ画像データの部分に基づいて欠陥の有無が判定される。
図１２は、図１の表示部３２０に表示される欠陥判定条件の設定画面の他の例を示す図である。図１２の設定画面について、図１１の設定画面と異なる点を説明する。本例の設定画面においては、表示部３２０の画面上の領域が、条件表示領域３２１、２つの設定操作領域３２４，３２６および２つの画像表示領域３２５，３２７の５つの領域に分割される。
条件表示領域３２１は、表示部３２０の画面上部に位置し、図１１の例と同様に、「欠陥判定条件」の文字列が表示されている。設定操作領域３２４および画像表示領域３２５は、条件表示領域３２１の下方で左右に並ぶ。また、設定操作領域３２６は設定操作領域３２４の下方に位置し、画像表示領域３２７は画像表示領域３２５の下方に位置する。
画像表示領域３２５には測定対象物Ｓの高さ画像が表示され、画像表示領域３２７には測定対象物Ｓのテクスチャ画像が表示される。設定操作領域３２４には、画像表示領域３２５に表示される高さ画像に対応するように、基準面設定ボタン３２２ｊおよび許容範囲入力部３２２ｋが表示される。また、設定操作領域３２６には、画像表示領域３２７に表示されるテクスチャ画像に対応するように、明るさ上限指定バー３２２ａ、明るさ下限指定バー３２２ｂおよび面積入力部３２２ｃが表示される。
これにより、使用者は、高さ画像を視認しつつ、欠陥判定条件として基準面および許容範囲の設定を行うことができる。また、テクスチャ画像を視認しつつ、欠陥判定条件として欠陥に対応する画像部分が示すべき明るさの範囲および最低面積の設定を行うことができる。
このように、図１２の設定画面によれば、使用者は、高さ画像データおよびテクスチャ画像データに関する情報を含む欠陥判定条件を容易に設定することができる。なお、図１２の設定操作領域３２６には、図９の色上限指定バー３２２ｄ、色下限指定バー３２２ｅおよび面積入力部３２２ｆが表示されてもよい。または、図１２の設定操作領域３２６には、図１０の勾配方向指定部３２２ｇ、勾配しきい値入力部３２２ｈおよび長さ入力部３２２ｉが表示されてもよい。あるいは、図１２の設定操作領域３２６には、図９および図１０の設定操作領域３２２に表示される内容が切替表示されてもよい。
［６］測定対象物の検査に付随する機能
（１）検査装置３００は、テクスチャ画像データについて測定対象物Ｓの検査に使用されるべき画素の値（例えば、明るさ）の有効範囲を設定するテクスチャ有効範囲設定機能を有する。このテクスチャ有効範囲設定機能によれば、使用者は、図１の操作部３１０を操作することにより、測定対象物Ｓについて生成されたテクスチャ画像データのうち画素の値が所望の有効範囲内にある部分のみを検査に用いることができる。したがって、ノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。また、検査対象から外れた部分について、余分な欠陥判定処理を行う必要がなくなる。
（２）検査装置３００は、高さ画像データについて測定対象物Ｓの検査に使用されるべき画素の値（高さ）の有効範囲を設定する高さ有効範囲設定機能を有する。この高さ有効範囲設定機能によれば、使用者は、図１の操作部３１０を操作することにより、測定対象物Ｓについて生成された高さ画像データのうち画素の値が所望の有効範囲内にある部分のみを検査に用いることができる。したがって、ノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。また、検査対象から外れた部分について、余分な欠陥判定処理を行う必要がなくなる。
（３）検査装置３００は、欠陥判定処理において欠陥が存在していると判定された欠陥候補領域に関する情報と予め設定された分類条件とに基づいて、当該欠陥候補領域に存在する欠陥の分類を判定する分類判定機能を有する。
欠陥候補領域に関する情報には、欠陥候補領域の面積、明るさ、色および高さ等が含まれる。分類条件は、欠陥候補領域に存在する欠陥の種類を分類するための条件である。ある測定対象物Ｓに発生する可能性がある欠陥の種類として、「割れ」、「異物」および「変色」がある場合を想定する。この場合、「割れ」についての分類条件は、例えば面積が５ｍｍ２以下であり、欠陥候補領域内の平均高さが基準面よりも低いことであってもよい。また、「異物」についての分類条件は、例えば面積が１０ｍｍ２以上であり、欠陥候補領域内の平均高さが基準面よりも高いことであってもよい。「変色」についての分類条件は、例えば面積が１０ｍｍ２以上であり、欠陥候補領域内の平均の色が赤色または黄色であることであってもよい。
分類判定機能を動作させるためには、測定対象物Ｓの検査に適用されるべき上記の分類条件が予め設定されている必要がある。すなわち、適用されるべき分類条件が図１の検査情報記憶部２４０に記憶されている必要がある。本実施の形態に係る検査装置３００は、使用者による図１の操作部３１０の操作に基づいて欠陥の分類条件が設定可能に構成されている。
検査装置３００においては、分類条件の設定前に予め検査対象となる測定対象物Ｓについてのテクスチャ画像データおよび高さ画像データが生成される。それにより、使用者は、生成されたテクスチャ画像データに基づくテクスチャ画像を参照しつつ分類条件を設定することができる。
図１３は、図１の表示部３２０に表示される分類条件の設定画面の一例を示す図である。分類条件の設定時には、表示部３２０の画面上の領域は、上記の図１２の例と同様に、条件表示領域３２１、２つの設定操作領域３２４，３２６および２つの画像表示領域３２５，３２７の５つの領域に分割される。
図１３に示すように、条件表示領域３２１には、「分類条件」の文字列が表示される。また、画像表示領域３２５および画像表示領域３２７には、測定対象物Ｓの高さ画像およびテクスチャ画像がそれぞれ表示される。
一方、設定操作領域３２４には、複数の欠陥種類入力部３２２ｌが表示される。また、各欠陥種類入力部３２２ｌの右側には、当該欠陥種類入力部３２２ｌに対応する設定ボタン３２２ｍが表示される。
設定操作領域３２６には、基準面設定ボタン３２２ｊ、許容範囲入力部３２２ｋ、明るさ上限指定バー３２２ａ、明るさ下限指定バー３２２ｂおよび面積入力部３２２ｃが表示される。
この場合、使用者は、例えば図１の操作部３１０を操作することにより、所望の欠陥の種類を一の欠陥種類入力部３２２ｌに入力する。その後、設定操作領域３２６に表示されるボタン等を操作し、一の欠陥種類入力部３２２ｌに対応する設定ボタン３２２ｍを操作することにより所望の欠陥についての分類条件を設定することができる。なお、図１３の設定操作領域３２６には、欠陥の分類条件を設定するための他のボタン等が表示されてもよい。
上記のように、分類条件が設定された状態で欠陥判定処理が行われることにより、欠陥候補領域に存在する欠陥の種類が判定される。それにより、上記の図７（ｃ）に示すように、例えば判定された欠陥の種類が検出画像に表示される。
［７］検査部の構成
図１４は、図１の検査部２３０の機能的な構成の詳細を説明するためのブロック図である。図１４に示すように、検査部２３０は、第１の有効範囲設定部２３１ａ、第２の有効範囲設定部２３１ｂ、条件設定部２３２、第１の有効データ抽出部２３３ａ、第２の有効データ抽出部２３３ｂ、複数の欠陥候補画像生成部２３４、選択部２３５、高さ抽出部２３６、欠陥判定部２３７および分類部２３８を含む。
第１の有効範囲設定部２３１ａは、テクスチャ有効範囲設定機能に対応する機能部である。第１の有効範囲設定部２３１ａは、使用者による操作部３１０の操作に応答して、テクスチャ画像データについて測定対象物Ｓの検査に使用されるべき画素の値（明るさ等）の有効範囲を検査情報記憶部２４０に記憶させる。これにより、第１の有効データ抽出部２３３ａは、測定対象物Ｓの検査時に、撮像部１２０により生成されたテクスチャ画像データから画素の値が有効範囲内にある部分を抽出する。
第２の有効範囲設定部２３１ｂは、高さ有効範囲設定機能に対応する機能部である。第２の有効範囲設定部２３１ｂは、使用者による操作部３１０の操作に応答して、高さ画像データについて測定対象物Ｓの検査に使用されるべき画素の値（高さ）の有効範囲を検査情報記憶部２４０に記憶させる。これにより、第２の有効データ抽出部２３３ｂは、測定対象物Ｓの検査時に、演算処理部１３２により生成された高さ画像データから画素の値が有効範囲内にある部分を抽出する。
条件設定部２３２は、使用者による操作部３１０の操作に応答して、欠陥候補決定条件、欠陥判定条件および分類条件等の各種条件を検査情報記憶部２４０に記憶させる。
複数の欠陥候補画像生成部２３４は、条件設定部２３２により複数の欠陥候補決定条件が設定された場合に、それらの設定に対応するように設けられる。そのため、条件設定部２３２により１つの欠陥候補決定条件のみが設定される場合には、欠陥候補画像生成部２３４は１つであってもよい。
選択部２３５は、使用者による操作部３１０の操作に応答して、複数の欠陥候補画像生成部２３４のいずれかを選択する。選択部２３５によって選択された欠陥候補画像生成部２３４は、第１の有効データ抽出部２３３ａから出力されるテクスチャ画像データの入力を受け付ける。また、選択された欠陥候補画像生成部２３４は、入力されたテクスチャ画像データと対応する設定済みの欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定する。さらに、選択された欠陥候補画像生成部２３４は、決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する。
高さ抽出部２３６は、第２の有効データ抽出部２３３ｂから出力される高さ画像データの入力を受け付けるとともに、選択された欠陥候補画像生成部２３４から出力される欠陥候補画像データの入力を受け付ける。また、高さ抽出部２３６は、欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データから欠陥候補領域に対応する部分を抽出する。
欠陥判定部２３７は、高さ抽出部２３６により抽出された高さ画像データの部分と設定済みの欠陥判定条件とに基づいて、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する。また、欠陥判定部２３７は、判定結果を分類部２３８および図１の外部機器４００等に出力する。
分類部２３８は、欠陥判定部２３７において欠陥が存在していると判定された欠陥候補領域について、当該欠陥候補領域を表す高さ画像データと設定済の分類条件とに基づいて欠陥の種類を分類する。または、分類部２３８は、当該欠陥候補領域を表す高さ画像データおよびテクスチャ画像データと設定済の分類条件とに基づいて欠陥の種類を分類する。また、分類部２３８は、分類結果を図１の外部機器４００等に出力する。
本実施の形態に係る検査部２３０においては、第１の有効範囲設定部２３１ａ、第２の有効範囲設定部２３１ｂ、条件設定部２３２および分類部２３８の少なくとも一部は設けられなくてもよい。なお、条件設定部２３３が設けられない場合には、例えば検査装置３００の工場出荷時等に、予め定められた欠陥候補決定条件、欠陥判定条件および分類条件がデフォルトの情報として検査情報記憶部２４０に記憶される。
上記のように、一の測定対象物Ｓについて、複数の欠陥候補決定条件が設定される場合、設定済みの複数の欠陥候補決定条件はファイル形式で検査情報記憶部２４０に記憶される。そこで、測定対象物Ｓの開始時には、これらの複数の欠陥候補決定条件について、使用者による選択の容易性を向上させるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）が表示されることが望ましい。
図１５は、設定済みの複数の欠陥候補決定条件から検査に使用する欠陥候補決定条件を使用者に選択させるためのＧＵＩの一例を示す図である。測定対象物Ｓの検査開始時には、図１５に示すように、検査開始のための開始ボタン３２８とともに、使用者に複数の欠陥候補決定条件から一の欠陥候補決定条件を選択させるためのＧＵＩ３２９が表示部３２０に表示されてもよい。
図１５の例では、ＧＵＩ３２９は、プルダウンボタンである。使用者が、プルダウンボタンを操作することにより「変色重視」、「割れ重視」および「異物重視」という名称にそれぞれ対応する複数の欠陥候補決定条件が使用者によって選択可能に表示される。
［８］フローチャート
図１６は、本発明の一実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。以下の説明において、この欠陥判定処理の開始時点では、測定対象物Ｓの検査に使用する欠陥候補決定条件、欠陥判定条件および分類条件が予め設定されているものとする。また、図１４の複数の欠陥候補画像生成部２３４のうち検査に使用されるべき一の欠陥候補画像生成部２３４が予め選択されているものとする。
図１６に示すように、欠陥判定処理が開始されると、図１４の第１の有効データ抽出部２３３ａは、撮像部１２０により生成されたテクスチャ画像データから画素の値が有効範囲内にある部分を抽出する（ステップＳ３１）。また、図１４の第２の有効データ抽出部２３３ｂは、演算処理部１３２により生成された高さ画像データから画素の値が有効範囲内にある部分を抽出する（ステップＳ３２）。
次に、図１４の複数の欠陥候補画像生成部２３４のうち選択された一の欠陥候補画像生成部２３４は、ステップＳ３１の処理で抽出されたテクスチャ画像データと設定済みの欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定する（ステップＳ３３）。さらに、一の欠陥候補画像生成部２３４は、決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する（ステップＳ３４）。
次に、図１４の高さ抽出部２３６は、欠陥候補画像データに基づいて、ステップＳ３２の処理で抽出された高さ画像データから欠陥候補領域に対応する部分を抽出する（ステップＳ３５）。
次に、図１４の欠陥判定部２３７は、ステップＳ３５の処理で抽出された高さ画像データと設定済みの欠陥判定条件とに基づいて欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定して判定結果を出力する（ステップＳ３６）。
次に、図１４の分類部２３８は、ステップＳ３６の処理で欠陥が存在するという判定があったか否かを判定する（ステップＳ３７）。ここで、欠陥が存在するという判定がなかった場合には、欠陥判定処理は終了する。一方、欠陥が存在するという判定があった場合には、分類部２３８は、欠陥が存在していると判定された欠陥候補領域に対応するテクスチャ画像データおよび高さ画像データのうち少なくとも一方と設定済の分類条件とに基づいて欠陥の種類を分類し、分類結果を出力する（ステップＳ３８）。その後、欠陥判定処理は終了する。
上記の一連の処理において、ステップＳ３２の処理は、ステップＳ３１の処理前に行われてもよいし、ステップＳ３３，Ｓ３４の処理の間に行われてもよいし、ステップＳ３４，Ｓ３５の処理の間に行われてもよい。
また、上記の一連の処理のうち、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３７，Ｓ３８の処理は、行われなくてもよい。ステップＳ３４の処理が行われない場合、ステップＳ３５において、高さ抽出部２３６は欠陥候補画像データを用いることなく、決定された欠陥候補領域に関する情報に基づいて高さ画像データの抽出を行う。
［９］実施の形態の効果
（１）上記の検査装置３００においては、測定対象物Ｓの検査時に、周期的なパターンを有する構造化光が位相シフトされつつ測定対象物Ｓに照射される。あるいは、複数のパターンを有する構造化光が測定対象物Ｓに順次照射される。撮像部１２０において、測定対象物Ｓから反射される構造化光が順次受光されることにより、複数のパターン画像データが生成される。複数のパターン画像データに基づいて高さ画像データが生成される。また、複数の照明部１１０から測定対象物Ｓに一様光が照射される。撮像部１２０において、測定対象物から反射される一様光が受光されることによりテクスチャ画像データが生成される。
生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物Ｓにおける欠陥候補領域が決定される。その後、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かが判定される。
このように、テクスチャ画像データに基づく欠陥候補領域の決定と、欠陥候補領域における欠陥の有無の判定とが段階的に行われる。この場合、測定対象物Ｓおよび判定対象となる欠陥を考慮して、欠陥候補領域を決定するための条件を適切に定めることができる。また、欠陥候補領域の決定結果に応じて、欠陥の有無を判定するための欠陥候補決定条件および欠陥判定条件をより適切に定めることができる。したがって、測定対象物Ｓおよび判定対象となる欠陥によらず検査の正確性を向上させることが可能になる。
また、上記のように、欠陥候補領域の決定および欠陥の有無の判定が段階的に行われる場合には、高さ画像データを用いて判定すべき測定対象物上の領域が、欠陥候補領域に制限される。したがって、高さ画像データを用いた欠陥の有無の判定に要する処理が低減され、欠陥判定処理に要する時間が短縮される。
（２）上記の欠陥判定処理において、欠陥候補画像データが生成される場合には、その欠陥候補画像データが示す欠陥候補画像が表示部３２０に表示されてもよい。この場合、使用者は、欠陥候補領域の位置および大きさを容易に把握することが可能になる。また、欠陥候補画像データによれば欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を適切に抽出することが可能になる。したがって、欠陥が存在しているか否かの判定の正確性が向上する。
［１０］他の実施の形態
（１）検査装置３００において検査結果が表示部３２０に表示される際には、欠陥が存在すると判定された部分を示す指標と、欠陥候補領域として決定されかつ欠陥が存在しないと判定された部分を示す指標とが、互いに異なる態様（例えば色または明るさ）で重畳された測定対象物Ｓの画像が表示されてもよい。これにより、使用者は、測定対象物Ｓの欠陥とともに欠陥候補と判定された測定対象物Ｓの領域を容易に把握することができる。
（２）上記実施の形態に係る検査装置３００においては、複数の照明部１１０は、測定対象物Ｓに構造化光および一様光をそれぞれ照射するが、本発明はこれに限定されない。測定対象物Ｓに構造化光を照射するための照射装置と、測定対象物Ｓに一様光を照射するための照射装置とが別体で設けられてもよい。
（３）上記実施の形態に係る検査装置３００においては、テクスチャ有効範囲設定機能により、テクスチャ画像データのうち画素の値が設定された有効範囲内にある部分のみを検査に用いることができるが、本発明はこれに限定されない。テクスチャ有効範囲設定機能は、画素の値の有効範囲を設定することに限らず、検査対象となる有効領域（または無効領域）を設定するものであってもよい。この場合、使用者は、例えば測定対象物Ｓのテクスチャ画像に対してポインタを操作することによりテクスチャ画像データのうち所望の有効領域（または無効領域）を設定する。それにより、テクスチャ画像データのうち特定の有効領域内にある部分のみを対象とする欠陥候補領域の決定が可能になる。
（４）上記実施の形態に係る検査装置３００においては、高さ有効範囲設定機能により、高さ画像データのうち画素の値が設定された有効範囲内にある部分のみを検査に用いることができるが、本発明はこれに限定されない。高さ有効範囲設定機能は、画素の値の有効範囲を設定することに限らず、検査対象となる有効領域（または無効領域）を設定するものであってもよい。この場合、使用者は、例えば測定対象物Ｓの高さ画像に対してポインタを操作することにより高さ画像データのうち所望の有効領域（または無効領域）を設定する。それにより、高さ画像データのうち特定の有効領域内にある部分のみを対象とする欠陥の判定が可能になる。
（５）上記実施の形態に係る検査装置３００は、４つの照明部１１０を備えるが、本発明はこれに限定されない。検査装置３００は、１つの照明部１１０のみを備えてもよいし、２つの照明部１１０を備えてもよいし、３つの照明部１１０を備えてもよいし、５以上の照明部１１０を備えてもよい。
検査装置３００が１つの照明部１１０のみを備える場合には、１つの照明部１１０を用いて測定対象物Ｓを撮像することにより生成される１つのテクスチャ画像データおよび１つの高さ画像データに基づいて測定対象物Ｓが検査される。一方、検査装置３００が４を除く複数の照明部１１０を備える場合には、複数の照明部１１０を用いて測定対象物Ｓが撮像されることにより複数のテクスチャ画像データおよび複数の高さ画像データが生成される。また、複数のテクスチャ画像データから合成テクスチャ画像データが生成され、複数の高さ画像データから合成高さ画像データが生成される。その後、上記の例と同様に、測定対象物Ｓが検査される。
（６）撮像部１２０は、使用者が操作部３１０を操作することによりコントローラ部２００を通して与えられるフィルタ処理指令に応答して、撮像により得られるテクスチャ画像データにノイズを除去するためのフィルタ処理を施してもよい。これにより、簡単な処理でテクスチャ画像データからノイズ成分を除去することができる。
また、演算処理部１３２は、使用者が操作部３１０を操作することによりコントローラ部２００を通して与えられるフィルタ処理指令に応答して、生成される高さ画像データにノイズを除去するためのフィルタ処理を施してもよい。これにより、簡単な処理で高さ画像データからノイズ成分を除去することができる。
［１１］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、撮像処理部１３１および照明部１１０Ａ～１１０Ｄが照明部の例であり、撮像処理部１３１および撮像部１２０が撮像部の例であり、演算処理部１３２が演算処理部の例であり、検査部２３０が検査部の例であり、検査装置３００が検査装置の例である。
また、欠陥候補画像生成部２３４が欠陥候補画像生成部の例であり、高さ抽出部２３６が高さ抽出部の例であり、欠陥判定部２３７が欠陥判定部の例であり、選択部２３５が選択部の例であり、条件設定部２３２が欠陥候補設定部の例であり、分類部２３８が分類部の例であり、第１の有効範囲設定部２３１ａが第１の範囲設定部の例であり、第２の有効範囲設定部２３１ｂが第２の範囲設定部の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
［１２］参考形態
（１）参考形態に係る検査装置は、構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備える。
その検査装置においては、周期的なパターンを有する構造化光が位相シフトされつつ測定対象物に照射される。あるいは、複数のパターンを有する構造化光が測定対象物に順次照射される。撮像部において、測定対象物により反射された構造化光が順次受光されることにより、複数のパターン画像データが生成される。複数のパターン画像データに基づいて高さ画像データが生成される。また、照明部から測定対象物に一様光が照射される。撮像部において、測定対象物により反射された一様光が受光されることによりテクスチャ画像データが生成される。
生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域が決定される。その後、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かが判定される。
このように、テクスチャ画像データに基づく欠陥候補領域の決定と、欠陥候補領域における欠陥の有無の判定とが段階的に行われる。この場合、測定対象物および判定対象となる欠陥を考慮して、欠陥候補領域を決定するための条件を適切に定めることができる。また、欠陥候補領域の決定結果に応じて、欠陥の有無を判定するための条件をより適切に定めることができる。したがって、測定対象物および判定対象となる欠陥によらず検査の正確性を向上させることが可能になる。
（２）検査部は、撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含んでもよい。
この場合、欠陥候補画像データにより示される画像に基づいて、欠陥候補領域の位置および大きさを容易に把握することが可能になる。また、上記の構成によれば、欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を適切に抽出することが可能になる。したがって、欠陥が存在しているか否かの判定の正確性が向上する。
（３）検査部は、選択部をさらに含むとともに、選択部により選択可能に設けられた欠陥候補画像生成部を複数含み、複数の欠陥候補画像生成部には、欠陥候補領域についての互いに異なる複数の欠陥候補決定条件がそれぞれ設定され、高さ抽出部は、選択部により選択された欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データの部分を抽出してもよい。
この場合、複数の欠陥候補決定条件のいずれかが選択部により選択される。テクスチャ画像データと選択された欠陥候補決定条件とに基づいて欠陥候補画像データが生成される。生成された欠陥候補画像データに基づいて高さ画像データの部分が抽出される。したがって、測定対象物および判定対象となる欠陥に応じた適切な欠陥候補決定条件が選択されることにより、検査の正確性がより向上する。また、上記の構成によれば、検査の利便性が向上する。
（４）検査部は、欠陥候補画像生成部に欠陥候補領域の欠陥候補決定条件を設定するための欠陥候補設定部をさらに含み、欠陥候補決定条件は、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づく決定条件、テクスチャ画像データの複数の画素が示す色に基づく決定条件、およびテクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさの勾配に基づく決定条件のうちいずれかを含んでもよい。この場合、欠陥候補設定部により設定された欠陥候補決定条件に基づいて欠陥候補領域が適切に決定される。
（５）検査部は、テクスチャ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分と、高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分とに基づいて、当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定してもよい。この場合、欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かをより正確に判定することが可能になる。
（６）検査部は、欠陥候補領域に欠陥が存在していると判定した場合に、予め定められた分類条件と、テクスチャ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分および高さ画像データのうち決定された欠陥候補領域に対応する部分のうち少なくとも一方とに基づいて、存在すると判定された欠陥の種類を分類する分類部を含んでもよい。この場合、欠陥候補領域に存在する欠陥の種類を容易に把握することが可能となる。
（７）検査部は、撮像部により生成されるテクスチャ画像データについて第１の有効範囲を設定する第１の範囲設定部をさらに含み、検査部は、テクスチャ画像データの複数の画素のうち第１の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて欠陥候補領域を決定してもよい。この場合、テクスチャ画像データにおけるノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。
（８）検査部は、演算処理部により生成される高さ画像データについて第２の有効範囲を設定する第２の範囲設定部をさらに含み、検査部は、高さ画像データの複数の画素のうち第２の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かの判定を行ってもよい。この場合、高さ画像データにおけるノイズ等の不要成分に起因して検査の正確性が低下することが防止される。
１００…ヘッド部，１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ…照明部，１１１，１１２，１１３…光源，１１４，１１５…ダイクロイックミラー，１１６…照明レンズ，１１７…ミラー，１１８…パターン生成部，１１９…投光レンズ，１２０…撮像部，１２１…撮像素子，１２２，１２３…受光レンズ，１３０…演算部，１３１…撮像処理部，１３２…演算処理部，１３３…記憶部，１３４…出力処理部，２００…コントローラ部，２１０…ヘッド制御部，２２０…画像メモリ，２３０…検査部，２３１ａ…第１の有効範囲設定部，２３１ｂ…第２の有効範囲設定部，２３２…条件設定部，２３３ａ…第１の有効データ抽出部，２３３ｂ…第２の有効データ抽出部，２３４…欠陥候補画像生成部，２３５…選択部，２３６…高さ抽出部，２３７…欠陥判定部，２３８…分類部，２４０…検査情報記憶部，３００…検査装置，３０１…ベルトコンベア，３１０…操作部，３２０…表示部，３２１…条件表示領域，３２１ａ…明るさ決定ボタン，３２１ｂ…色決定ボタン，３２１ｃ…勾配決定ボタン，３２２，３２４，３２６…設定操作領域，３２２ａ…明るさ上限指定バー，３２２ｂ…下限指定バー，３２２ｃ，３２２ｆ…面積入力部，３２２ｄ…色上限指定バー，３２２ｅ…色下限指定バー，３２２ｇ…勾配方向指定部，３２２ｈ…勾配しきい値入力部，３２２ｉ…長さ入力部，３２２ｊ…基準面設定ボタン，３２２ｋ…許容範囲入力部，３２２ｌ…欠陥種類入力部，３２２ｍ…設定ボタン，３２３，３２５，３２７…画像表示領域，３２８…開始ボタン，３２９…ＧＵＩ，４００…外部機器，Ｓ…測定対象物，ＵＳ…上面部，ＵＳａ…上面画像部分，ｄ１…割れ，ｄ１ａ，ｄ１ｂ…割れ画像部分，ｄ２…異物，ｄ２ａ，ｄ２ｂ…異物画像部分，ｄ３…変色，ｄ３ａ，ｄ３ｂ…変色画像部分，Ｒ…載置面

Claims (6)

  1. 構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、
    測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
    前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、
    前記検査部は、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて前記欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、
    前記欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて前記決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、
    前記高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含み、
    前記検査部は、選択部をさらに含むとともに、前記選択部により選択可能に設けられた前記欠陥候補画像生成部を複数含み、
    前記複数の欠陥候補画像生成部には、欠陥候補領域についての互いに異なる複数の欠陥候補決定条件がそれぞれ設定され、
    前記高さ抽出部は、前記選択部により選択された欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて前記高さ画像データの部分を抽出する、検査装置。
  2. 構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、
    測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
    前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、
    前記検査部は、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データと予め設定された欠陥候補決定条件とに基づいて前記欠陥候補領域を決定するとともに決定された欠陥候補領域の画像を示す欠陥候補画像データを生成する欠陥候補画像生成部と、
    前記欠陥候補画像生成部により生成された欠陥候補画像データに基づいて前記決定された欠陥候補領域に対応する高さ画像データの部分を抽出する高さ抽出部と、
    前記高さ抽出部により抽出された高さ画像データの部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する欠陥判定部とを含み、
    前記検査部は、前記欠陥候補画像生成部に欠陥候補領域の前記欠陥候補決定条件を設定するための欠陥候補設定部をさらに含み、
    前記欠陥候補決定条件は、テクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさに基づく決定条件、テクスチャ画像データの複数の画素が示す色に基づく決定条件、およびテクスチャ画像データの複数の画素が示す明るさの勾配に基づく決定条件のうちいずれかを含む、検査装置。
  3. 構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、
    測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
    前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、
    前記検査部は、前記撮像部により生成されるテクスチャ画像データについて第１の有効範囲を設定する第１の範囲設定部をさらに含み、
    前記検査部は、前記テクスチャ画像データの複数の画素のうち前記第１の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて前記欠陥候補領域を決定する、検査装置。
  4. 構造化光を測定対象物に照射可能かつ一様光を測定対象物に照射可能に構成された照明部と、
    測定対象物により反射された構造化光を順次受光することにより複数のパターン画像データを順次生成するとともに、測定対象物により反射された一様光を受光することにより測定対象物の画像を示すテクスチャ画像データを生成する撮像部と、
    前記撮像部により生成された複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さ画像データを生成する演算処理部と、
    前記撮像部により生成されたテクスチャ画像データに基づいて測定対象物における欠陥候補領域を決定し、高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分に基づいて当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する検査部とを備え、
    前記検査部は、前記演算処理部により生成される高さ画像データについて第２の有効範囲を設定する第２の範囲設定部をさらに含み、
    前記検査部は、前記高さ画像データの複数の画素のうち前記第２の有効範囲内にある値を示す画素に基づいて前記欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かの判定を行う、検査装置。
  5. 前記検査部は、前記テクスチャ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分と、前記高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分とに基づいて、当該欠陥候補領域に欠陥が存在しているか否かを判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の検査装置。
  6. 前記検査部は、欠陥候補領域に欠陥が存在していると判定した場合に、予め定められた分類条件と、前記テクスチャ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分および前記高さ画像データのうち前記決定された欠陥候補領域に対応する部分のうち少なくとも一方とに基づいて、存在すると判定された欠陥の種類を分類する分類部を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の検査装置。
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