JP7314508B2 - 検査装置 - Google Patents

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には、塗装された検査対象物の表面の欠陥を検査する表面欠陥検査装置が記載されている。この表面欠陥検査装置は、検査対象物の表面に縞パターンを照射する照明部と、縞パターンが照射された検査対象物を撮像する撮像部とを備え、撮像部により撮像された画像に基づき検査対象物の表面の欠陥の有無の検査を行う。撮像部で撮像された縞パターンは、検査対象物の表面の欠陥（凹凸）に起因して縞パターンの周期や形状等が変化することから、その変化量に基づき検査対象物の表面の欠陥の有無を検査している。ここで、撮像された縞パターンは、表面の欠陥だけでなく、検査対象物の形状によっても変化する。このため、検査対象物の表面が様々な曲率を有する面からなる場合には、検査対象物の表面を曲率毎に小領域に分割し、当該小領域毎に適した縞パターンを投影する必要があり、分割数に応じた回数だけ検査が必要となる。そこで、特許文献１の表面欠陥検査装置では、様々な曲率を有する検査対象物の表面の検査を１回で検査するために、各曲面に合わせて明暗周期の異なる青、緑、赤を組み合わせた縞パターンを投影し、検査対象物で反射した縞パターンを撮像部で撮像し、撮像して得た画像を、青、緑、赤の夫々の成分に分離することで、曲面の曲率に応じた明暗周期の縞パターンの画像を取得している。これにより、１回の撮像で、様々な曲率を有する検査対象物の表面を検査可能としている。

特開２０１１－２２６８１４号公報

特許文献１に記載の技術は、検査対象物の表面を検査するに際し、縞パターンを予め設定されたずらし量だけ、縞パターンの１周期分、スライド移動しながら投影し、撮像している。このため、１回の検査に要する時間は、「縞幅」×２／「ずらし量」×「投影・撮影時間」となる。ここで、製品の生産性に鑑みた場合、検査に要する時間は短い程良い。特許文献１に記載の技術にあっても、検査時間を短縮することで生産性を向上できる余地がある。

そこで、検査時間を短縮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、互いに異なる色で彩色された複数の第１領域と、前記第１領域の夫々を彩色した複数の色のうち、少なくとも２つの色を混ぜた色である混色で彩色された複数の第２領域とを有し、前記複数の第１領域の夫々と前記複数の第２領域の夫々とが交互に並ぶ検査パターンを作製する検査パターン作製部と、前記検査パターンを予め設定された移動量だけスライド移動しながら検査対象物の表面に照射する照射部と、前記照射部により前記検査パターンが照射された前記検査対象物の表面を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、取得された前記撮像画像を前記複数の色の夫々の色成分毎に分離した色成分画像を生成し、当該色成分画像に基づき前記検査対象物の表面の欠陥の有無を判定する判定部と、を備え、前記検査パターン作製部は、第１パターンと第２パターンとが交互に並ぶ縞状パターンであって、前記第１パターン及び前記第２パターンの並び方向に沿って予め設定された量だけずらした前記複数の色の数に応じた複数の縞状パターンを作製する縞状パターン作製部と、前記複数の縞状パターン毎に前記互いに異なる色で、夫々の前記第１パターンを彩色した彩色済縞状パターンを作製する彩色済縞状パターン作製部と、夫々の前記彩色済縞状パターンを積層した場合において、前記第１パターンが互いに重複していない領域は当該第１パターンに彩色されている色で彩色した前記第１領域とし、前記第１パターンが互いに重複している領域は当該重複している第１パターンの夫々に彩色されている色を混ぜた色で彩色した前記第２領域とした混色済縞状パターンを前記検査パターンとして作製する混色済縞状パターン作製部と、を備え、前記予め設定された量は、前記第１パターンの前記並び方向に沿う長さにおける、前記複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値の量である点にある。

このような特徴構成とすれば、互いに異なる色で彩色された複数の第１領域の夫々と、複数の色を混ぜた色である混色で彩色された複数の第２領域の夫々が交互に並ぶ検査パターンを用いるので、検査パターンに複数の情報を含ませることができると共に、１枚の撮像画像に複数の色に応じた情報を含ませることができる。したがって、同じ情報量を取得するために必要な時間を短くできるので、検査パターンの照射と撮影にかかる時間を短縮することが可能となる。具体的には、従来、例えば１回の検査あたりに、３０回の検査パターンの照射と撮影とを行っていた場合には、本検査装置において第１領域を彩色する色として３色を用いれば、検査パターンの照射と撮影とを１／３に減じることができる。このように本検査装置によれば、検査時間を短縮することが可能となる。
また、このような構成とすれば、検査パターンを容易に作成することができるので、検査パターンの作製に係る演算負荷の増大を抑制できる。

また、前記第１領域と前記第２領域とは、前記スライド移動に沿う方向の長さが互いに等しいと好適である。

このような構成とすれば、第１領域と第２領域とがスライド移動に沿って周期的に現れるので、検査パターンをスライド移動する際の移動量を一定にすることができる。したがって、スライド移動の処理を簡素化することが可能となる。

また、前記複数の色は、赤、緑、及び青であり、前記混色は、黄、シアン、及びマジェンタであると好適である。

このような構成とすれば、赤、緑、及び青は互いに主となる色成分が異なるので、夫々の色成分に基づく色成分画像が取得し易くなる。したがって、検査対象物の表面の欠陥の検出精度を高めることができる。

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。 検査パターンの作製の概念を示す図である。 白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像の一例を示す図である。 縞エッジ画像の一例を示す図である。 縞密度画像の一例を示す図である。 検査パターン作製部の構成を示す図である。 検査パターンの作製方法を示す図である。 色成分画像の生成について示す図である。

本発明に係る検査装置は、検査に要する時間を短縮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、検査パターン作製部１０、照射部２０、撮像画像取得部３０、判定部４０を備えて構成され、各機能部は検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

照射部２０は、表示画面２１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２０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２０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２１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３０は、光が照射された検査対象物２を撮像した撮像画像３１（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の表面に対して、照射部２０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３０は、このような光を反射する状態にある検査対象物２の表面を撮像した撮像画像３１を取得する。撮像画像取得部３０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。

検査パターン作製部１０は、検査対象物２の表面の検査に用いる検査パターンを作製する。検査パターンを作製するにあたり、まず、検査パターン作製部１０は、表示画面２１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３１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３１における座標に対応する表示画面２１における座標を算定する。ここで、表示画面２１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２１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２０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３０は発光位置が移動する毎に撮像画像３１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。発光位置座標情報は照射部２０から検査パターン作製部１０に伝達される。

一方、撮像画像３１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３０が算定しても良いし、撮像画像取得部３０により取得された撮像画像３１を用いて検査パターン作製部１０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３０により算定される場合には発光位置座標情報は照射部２０から検査パターン作製部１０に伝達され、光の受光位置を規定する座標が、検査パターン作製部１０により算定される場合には、撮像画像３１が撮像画像取得部３０から検査パターン作製部１０に伝達される。

ここで、上述したように表示画面２１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３１も、表示画面２１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２１は横がｘ、縦がｙに区分けされ、撮像画像３１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３１における座標に対応する表示画面２１における座標を算定する」とは、表示画面２１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３１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２０が表示画面２１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３１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１０は、上述した算定結果に基づいて、互いに異なる色で彩色された複数の第１領域Ｆと、第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色のうち、少なくとも２つの色を混ぜた色である混色で彩色された複数の第２領域Ｓとを有し、複数の第１領域Ｆの夫々と複数の第２領域Ｓの夫々とが交互に並ぶ検査パターンを作製する。算定結果とは、撮像画像３１における座標に対応する表示画面２１における座標を算定した結果である。「互いに異なる色で彩色された複数の第１領域Ｆ」とは、表示画面２１において、所定の領域に区分けされ、夫々の領域毎に互いに異なる色で彩色される表示物である。本実施形態では、第１領域Ｆは、夫々赤、緑、青で彩色される。したがって、「第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色」とは、赤、緑、青が相当する。なお、図面にあっては、理解を容易にするために、赤は「Ｒ」、緑は「Ｇ」、青は「Ｂ」を付している。

一方、「第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色のうち、少なくとも２つの色を混ぜた色である混色で彩色された複数の第２領域Ｓ」とは、表示画面２１において、所定の領域に区分けされ、夫々の領域毎に第１領域Ｆの彩色に用いられた複数の色のうちの少なくとも２つを混ぜて形成された混色で彩色される表示物である。本実施形態では、理解を容易にするために、第２領域Ｓは第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色のうちの２つの色を混ぜた色で彩色される。

ここで、上述したように、本実施形態では第１領域Ｆは、夫々赤、緑、青で彩色される。したがって、本実施形態では複数の第２領域Ｓは夫々、赤と緑との混色である黄、緑と青との混色であるシアン、青と赤との混色であるマジェンタ（マゼンタ）で彩色される。なお、図面にあっては、理解を容易にするために、黄は「Ｙ」、シアンは「Ｃ」、マジェンタは「Ｍ」を付している。

検査パターン作製部１０は、このような赤、緑、及び青で夫々、彩色された第１領域Ｆと、黄、シアン、及びマジェンタで夫々、彩色された第２領域Ｓと、が交互に並ぶような検査パターンを作製する。このような検査パターンの一例が図３に示される。なお、検査パターンは、図３に示されるような赤、緑、青、黄、シアン、及びマジェンタを夫々、１回ずつ用いて彩色された第１領域Ｆ及び第２領域Ｓを有するものであっても良いし、いずれかの色を複数回用いて彩色された第１領域Ｆ及び第２領域Ｓを有するものであっても良い。

ここで、図４の（Ａ）に示されるように、表示画面２１において第１領域Ｆ及び第２領域Ｓの夫々が互いに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３１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や、表面が非平面である場合には、表面の形状に応じて、図４の（Ｂ）に示されるように、撮像画像３１に含まれる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。

また、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２０により互いに平行な第１領域Ｆ及び第２領域Ｓを有する検査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３１に含まれるパターンは平行でなくなる。このため、図４の（Ｂ）に示されるように、撮像画像３１に含まれるパターンの両サイドが曲がったようなものになると撮像画像３１に含まれるパターンは間隔が狭くなり互い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、検査対象物２の表面形状に応じた検査パターンを作製する。具体的には、撮像画像３１に含まれるパターンが図４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１０は、撮像画像３１において第１領域Ｆ及び第２領域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３１における欠陥に応じた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３１において、第１領域Ｆ及び第２領域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４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。

ここで、検査パターン作製部１０が検査パターンを作製する場合には、照射部２０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３１における座標に対応する表示画面２１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２０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３１における座標に対応する表示画面２１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２０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１０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。係る場合、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（図１参照）。次に、照射部２０は、検査パターンを予め設定された移動量だけスライド移動しながら検査対象物２の表面に照射する。検査パターンは検査パターン作製部１０により作成され、照射部２０に伝達される。「検査パターンを予め設定された移動量だけスライド移動」するとは、第１領域Ｆ及び第２領域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。本実施形態では、第１領域Ｆと第２領域Ｓとはスライド移動に沿う方向の長さが互いに等しく構成される。

撮像画像取得部３０は照射部２０により検査パターンが照射された検査対象物２の表面を撮像した撮像画像３１を取得する。撮像画像取得部３０は、照射部２０から照射された検査パターンのうち、検査対象物２で反射された正反射成分のみを撮像した撮像画像３１を取得する。このため、撮像画像取得部３０は、検査対象物２を中心に照射部２０と対向する位置に配置される。取得された撮像画像３１は後述する判定部４０に伝達される。ここで、上述したように照射部２０は検査パターンをスライド移動しながら検査対象物２の表面に照射するが、撮像画像取得部３０は検査パターンがスライド移動された毎に検査対象物２の表面が撮像された撮像画像３１を取得する。

判定部４０は、取得された撮像画像３１を複数の色の夫々の色成分毎に分離した色成分画像を生成し、当該色成分画像に基づき検査対象物２の表面の欠陥の有無を判定する。取得された撮像画像３１とは、撮像画像取得部３０が取得し、撮像画像取得部３０から伝達される撮像画像である。複数の色とは、第１領域Ｆの彩色に用いられる色であって、本実施形態では赤、緑、及び青である。夫々の色成分毎に分離するとは、赤、緑、及び青の成分毎に分離することを意味する。この色成分毎の分離は、赤成分（赤色成分）を分離するフィルタ（赤（赤色）の光のみを透過するフィルタ）、緑成分（緑色成分）を分離するフィルタ（緑（緑色）の光のみを透過するフィルタ）、及び青成分（青色成分）を分離するフィルタ（青（青色）の光のみを透過するフィルタ）の夫々に撮像画像３１を通すことで可能である。このようなフィルタは公知であるので説明は省略する。判定部４０は、このようにして、赤、緑、及び青の夫々の成分毎の色成分画像を生成する。

ここで、撮像画像３１は、カラー画像のデータフォーマットが１画素あたり、赤、緑、青の３つの成分に分かれている（ただし、ＲＧＢ形式である場合）。そこで、夫々の色成分を分離するフィルタに代えて、赤、緑、青の値を、輝度として抽出することで分離することも可能である。

更には、カラー画像のデータフォーマットをＲＧＢ形式から、ＨＳＶ形式（Ｈ：色相、Ｓ：彩度、Ｖ：明度）に変換して、赤－黄－緑－シアン－青－マジェンタを０－３６０に割り当て、赤が含まれる色相（赤、黄、マジェンタ）の明度、緑が含まれる色相（緑、黄、シアン）の明度、青が含まれる色相（青、シアン、マジェンタ）の明度を夫々抽出することで分離することも可能である。

ここで、撮像画像３１には、赤、緑、及び青の縞パターンと、赤、緑、及び青のうちの２色を混ぜた色である黄、シアン、及びマジェンタの縞パターンとが含まれる。したがって、赤、緑、及び青の夫々の成分毎の色成分画像は、撮像画像３１における縞パターンの領域のうち、半分の領域にのみ夫々の色で彩色された縞パターンとなり、残りの半分の領域は黒の縞パターンとなる。

具体的には、赤の色成分画像では、撮像画像３１における赤、黄、及びマジェンタの領域が赤の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。緑の色成分画像では、撮像画像３１における緑、黄、及びシアンの領域が緑の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。青の色成分画像では、撮像画像３１における青、シアン、及びマジェンタの領域が青の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。

判定部４０は、夫々の色成分画像について、当該色成分に係る色で彩色された領域を白で彩色する。すなわち、赤の色成分画像では、赤の縞パターンの領域を白に彩色する。したがって、赤の色成分画像は白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像となる。また、緑の色成分画像では、緑の縞パターンの領域を白に彩色する。したがって、緑の色成分画像も白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像となる。更に、青の色成分画像では、青の縞パターンの領域を白に彩色する。したがって、青の色成分画像も白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像となる。図５には、このように生成された白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像の一例が示される。

このように生成された白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像に対して、判定部４０は、白と黒と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。図６には、図５の白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像に基づき生成された縞エッジ画像が示される。ここで、撮像画像３１は、照射部２０により検査パターンが予め設定された量（例えば１周期分）だけスライド移動された数だけある。したがって、縞エッジ画像も撮像画像３１と同じ数だけある。このような縞エッジ画像は、全ての白の縞パターンと黒の縞パターンとを含む画像毎に生成される。

判定部４０は、生成された全ての縞エッジ画像を夫々重ね合わせて合成（積算）した画像である縞密度画像を生成する。図７には縞密度画像が示される。判定部４０は、生成した縞密度画像において、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を判定する。判定部４０は、縞密度画像において、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。

判定部４０により、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。

なお、本検査装置１が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に照射するが、検査対象物２の形状によっては、１周期分の撮像画像３１の夫々において輝度にバラツキ（輝度バラツキ）が生じることがある。このような輝度バラツキを有する撮像画像３１に基づき欠陥の有無を検査すると、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、複数の撮像画像３１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と好適である。

補正は、下記の（１）－（３）のいずれかの方法により補正することが可能である。
（１）検査パターンにおける暗い部分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の輝度値を大きくし、明るい部分の輝度値を小さくする

このように輝度を補正することで、複数の撮像画像３１の夫々の平均輝度のバラツキを低減できる。したがって、上述し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、このような補正は、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３１を取得し、当該複数の撮像画像３１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。

これまで、検査パターン作製部１０は、複数の第１領域Ｆの夫々と複数の第２領域Ｓの夫々とが交互に並ぶ検査パターンを作製するとして説明したが、以下では検査パターンの具体的な作製例について説明する。

図８は、検査パターン作製部１０の機能部を示すブロックである。また、図９は、検査パターンの作製に係る説明図である。検査パターン作製部１０は図８に示されるように、縞状パターン作製部１１、彩色済縞状パターン作製部１２、混色済縞状パターン作製部１３を備えて構成することが可能である。

縞状パターン作製部１１は、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが交互に並ぶ縞状パターンであって、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の並び方向に沿って予め設定された量だけずらした複数の色の数に応じた複数の縞状パターンを作製する。第１パターンＰ１とは、所定の明度以上の色で彩色されたパターンである。第２パターンＰ２とは、第１パターンＰ１を彩色する色の明度未満の色で彩色されたパターンである。図９の例では、理解を容易にするために、第１パターンＰ１は白で彩色され、第２パターンＰ２は黒で彩色されている。縞状パターンは、このような第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とを交互に並べて作製される。また、縞状パターンは、上述した第１領域Ｆを彩色する色の数と同じ数だけ作製される。第１領域Ｆは、赤、緑、及び青で彩色されるので、縞状パターンは３つ作製される。夫々の縞状パターンは、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２の並び方向、すなわち積層される方向に沿って、互いに予め設定された量だけ位置がずれた状態で作製される。

予め設定された量は、第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さにおける、複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値の量である。本実施形態では、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが夫々積層される方向に沿う長さは、互いに等しく構成される。このため、第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さとは、２つの第２パターンＰ２の間隔に相当する。複数の色とは、ここでは３色である。このため、複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値の量とは、２／３である。したがって、縞状パターン作製部１１により作製された３つの縞状パターンは、互いに第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さの２／３だけシフトしたものとなる。図９の（Ａ）には、これら３つの縞状パターンが示される。なお、図９の（Ａ）では、予め設定された量を「縞シフト量」として示している。以下では理解を容易にするために、３つの縞状パターンを、夫々、第１縞状パターン、第２縞状パターン、第３縞状パターンとして説明する。

彩色済縞状パターン作製部１２は、複数の縞状パターン毎に互いに異なる色で、夫々の第１パターンＰ１を彩色した彩色済縞状パターンを作製する。複数の縞状パターンとは、縞状パターン作製部１１により作製された縞状パターンであって、本実施形態では第１縞状パターン、第２縞状パターン、第３縞状パターンである。したがって、第１縞状パターン、第２縞状パターン、第３縞状パターンは、夫々第１パターンＰ１が互いに異なる色で彩色される。本実施形態では、図９の（Ｂ）に示されるように、第１縞状パターンの第１パターンＰ１は赤で彩色され、第２縞状パターンの第１パターンＰ１は緑で彩色され、第３縞状パターンの第１パターンＰ１は青で彩色される。夫々の所定の色で彩色された縞状パターンは、彩色済縞状パターンに相当する。以下では理解を容易にするために、３つの彩色済縞状パターンを、夫々、第１彩色済縞状パターン、第２彩色済縞状パターン、第３彩色済縞状パターンとして説明する。

混色済縞状パターン作製部１３は、夫々の彩色済縞状パターンを積層した場合において、第１パターンＰ１が互いに重複していない領域は当該第１パターンＰ１に彩色されている色で彩色した第１領域Ｆとし、第１パターンＰ１が互いに重複している領域は当該重複している第１パターンＰ１の夫々に彩色されている色を混ぜた色で彩色した第２領域Ｓとした混色済縞状パターンを検査パターンとして作製する。

夫々の彩色済縞状パターンとは、彩色済縞状パターン作製部１２により作製された彩色済縞状パターンであって、本実施形態では第１彩色済縞状パターン、第２彩色済縞状パターン、第３彩色済縞状パターンである。これらの第１彩色済縞状パターン、第２彩色済縞状パターン、第３彩色済縞状パターンを仮想的に積層した場合に、１つの第１パターンＰ１と２つの第２パターンＰ２とが積層される領域と、２つの第１パターンＰ１と１つの第２パターンＰ２とが積層される領域とがある。係る場合において、１つの第１パターンＰ１と２つの第２パターンＰ２とが積層される領域は、当該１つの第１パターンＰ１が彩色されている色で彩色し、２つの第１パターンＰ１と１つの第２パターンＰ２とが積層される領域は、当該２つの第１パターンＰ１の夫々が彩色されている２つの色を混ぜた混色で彩色する。

具体的には、赤で彩色された第１パターンＰ１と２つの第２パターンＰ２とが積層される領域は赤で彩色し、緑で彩色された第１パターンＰ１と２つの第２パターンＰ２とが積層される領域は緑で彩色し、青で彩色された第１パターンＰ１と２つの第２パターンＰ２とが積層される領域は青で彩色する。一方、赤で彩色された第１パターンＰ１と緑で彩色された第１パターンＰ１と１つの第２パターンＰ２とが積層される領域は赤と緑とを混ぜた混色である黄で彩色し、緑で彩色された第１パターンＰ１と青で彩色された第１パターンＰ１と１つの第２パターンＰ２とが積層される領域は緑と青とを混ぜた混色であるシアンで彩色し、赤で彩色された第１パターンＰ１と青で彩色された第１パターンＰ１と１つの第２パターンＰ２とが積層される領域は赤と青とを混ぜた混色であるマジェンタで彩色する。このように形成された混色済縞状パターンが図９の（Ｃ）に示され、この混色済縞状パターンが上述した検査パターンに相当する。なお、図９の例では、理解を容易にするために、縞状パターン、彩色済縞状パターン、及び混色済縞状パターンは、夫々の第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の境界が直線で示されているが、上述したように検査対象物２の表面の形状に応じて曲線で形成することも可能である。

また、このような検査パターンを照射部２０がスライド移動しながら検査対象物２に照射するとして説明したが、検査パターンがスライド移動するように縞状パターン、彩色済縞状パターン、及び混色済縞状パターンを予め設定された移動量に応じて移動させ、この移動毎に検査パターンを作製しても良い。

次に、判定部４０による色成分画像の生成について具体例を挙げて説明する。図１０は、判定部４０のよる色成分画像に生成についての説明図である。図１０の（Ａ）には、撮像画像取得部３０により取得された撮像画像３１が示される。上述したように、撮像画像３１には、検査パターンで用いられた複数の色が含まれる。この撮像画像３１に対して、赤の色成分をフィルタリングした場合には、（Ｂ）に示されるように、撮像画像３１における赤、黄、及びマジェンタの領域が赤の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。同様に、緑の色成分をフィルタリングした場合には、（Ｃ）に示されるように、撮像画像３１における緑、黄、及びシアンの領域が緑の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。更に、青の色成分をフィルタリングした場合には、（Ｄ）に示されるように、撮像画像３１における青、シアン、及びマジェンタの領域が青の縞パターンとなり、それ以外の領域は黒の縞パターンとなる。このようにして夫々の色成分画像が生成される。

以上のように、縞状パターンの第１パターンＰ１を、赤、緑、青で彩色すると共に、夫々の色を用いて混色して作製した検査パターンを検査対象物２の照射し、更には赤、緑、青の夫々の色成分毎に撮像画像３１を分離することで、１回の検査パターンの照射及び撮影により、３つの縞状パターンを同時に取得することが可能となる。したがって、検査パターンの照射及び撮影に要する時間を１／３に短縮することが可能となる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第２領域Ｓは、第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色のうち、２つの色を混ぜた色で彩色されるとして説明したが、第２領域Ｓは、第１領域Ｆの夫々を彩色した複数の色のうち、３つ以上の色を混ぜた色で彩色することも可能である。具体的には、赤、緑、青を用いる場合には、２色を混ぜた黄、シアン、マジェンタと共に、３色を混ぜた白を用いるように第１領域Ｆと第２領域Ｓとを構成することも可能である。

上記実施形態では、第１領域Ｆと第２領域Ｓとは、スライド移動に沿う方向の長さが互いに等しいとして説明したが、第１領域Ｆと第２領域Ｓとは、スライド移動に沿う方向の長さが互いに異なるように構成することも可能である。

上記実施形態では、第１領域Ｆは、赤、緑、及び青で彩色され、第２領域Ｓは、黄、シアン、及びマジェンタで彩色されるとして説明したが、第１領域Ｆを、黄、シアン、及びマジェンタで彩色し、第２領域Ｓを、赤、緑、及び青で彩色するように構成することも可能である。もちろん、第１領域Ｆは、赤、緑、青、黄、シアン、及びマジェンタ以外の色で彩色することも可能である。係る場合でも、第２領域Ｓは第１領域Ｆを彩色した色を混ぜた色で彩色すると良い。また、第１領域Ｆの色は、検査対象物２に彩色されている色の色成分と同じ色成分を有する色で彩色することも可能である。

上記実施形態では、検査パターン作製部１０が、縞状パターン作製部１１、彩色済縞状パターン作製部１２、混色済縞状パターン作製部１３を備えて構成されるとして説明したが、検査パターン作製部１０は、縞状パターン作製部１１、彩色済縞状パターン作製部１２、混色済縞状パターン作製部１３とは異なる機能部を備えて構成することも可能である。

上記実施形態では、縞状パターン作製部１１は、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが交互に並ぶ縞状パターンであって、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の並び方向に沿って、第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さにおける、複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値の量だけずらした複数の色の数に応じた複数の縞状パターンを作製するとして説明したが、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とは、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の並び方向に沿って、第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さにおける、複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値とは異なる量だけずらした場合であっても、本発明を適用することは可能である。係る場合であっても、夫々の色成分画像を生成し、生成された色成分画像に応じた縞密度画像を用いて判定することで検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査時間を短縮することが可能である。

また、上記実施形態では、複数の第１領域Ｆの夫々と複数の第２領域Ｓの夫々とが交互に並ぶとして説明したが、複数の第１領域Ｆの夫々と複数の第２領域Ｓの夫々とが交互に並ばずに、ランダムに並べて構成することも可能である。係る場合であっても、夫々の色成分画像を生成し、生成された色成分画像に応じた縞密度画像を用いて判定することで検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査時間を短縮することが可能である。

上記実施形態では、縞状パターン作製部１１は、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが交互に並ぶ縞状パターンを、複数の色の数に応じた複数の縞状パターンを作製するとして説明したが、縞状パターンの数は複数の色とは異なる数であっても良い。係る場合、混色済縞状パターン作製部１３は、１つの混色済縞状パターンにおいて、混色することなくそのままの色を用いて彩色した第１パターンＰ１の範囲を拡大して構成すると良い。すなわち、１つの１つの混色済縞状パターンにおいて、第２領域Ｓよりも第１領域Ｆが広くても良い。係る場合でも、夫々の色成分画像を生成し、生成された色成分画像に応じた縞密度画像を用いて判定することで検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査時間を短縮することが可能である。

上記実施形態では、第１領域Ｆを彩色する色が、３つの色（赤、緑、青）であるとして説明したが、２つの色であっても良い。係る場合でも、２つの色を混ぜた混色で第２領域Ｓを彩色した検査パターンを用いることで、３つの色を用いた場合と同様に、検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査時間を短縮することが可能である。更には、２つの色であっても、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とは、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の並び方向に沿って、第１パターンＰ１の並び方向に沿う長さにおける、複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値とは異なる量だけずらしても、複数の第１領域Ｆの夫々と複数の第２領域Ｓの夫々とをランダムに並べても、検査対象物２の表面の欠陥の有無の検査時間を短縮することが可能である。

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：検査パターン作製部
１１：縞状パターン作製部
１２：彩色済縞状パターン作製部
１３：混色済縞状パターン作製部
２０：照射部
３０：撮像画像取得部
３１：撮像画像
４０：判定部
Ｆ：第１領域
Ｓ：第２領域

Claims (3)

1. 互いに異なる色で彩色された複数の第１領域と、前記第１領域の夫々を彩色した複数の色のうち、少なくとも２つの色を混ぜた色である混色で彩色された複数の第２領域とを有し、前記複数の第１領域の夫々と前記複数の第２領域の夫々とが交互に並ぶ検査パターンを作製する検査パターン作製部と、
   前記検査パターンを予め設定された移動量だけスライド移動しながら検査対象物の表面に照射する照射部と、
   前記照射部により前記検査パターンが照射された前記検査対象物の表面を撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
   取得された前記撮像画像を前記複数の色の夫々の色成分毎に分離した色成分画像を生成し、当該色成分画像に基づき前記検査対象物の表面の欠陥の有無を判定する判定部と、
   を備え、
   前記検査パターン作製部は、
   第１パターンと第２パターンとが交互に並ぶ縞状パターンであって、前記第１パターン及び前記第２パターンの並び方向に沿って予め設定された量だけずらした前記複数の色の数に応じた複数の縞状パターンを作製する縞状パターン作製部と、
   前記複数の縞状パターン毎に前記互いに異なる色で、夫々の前記第１パターンを彩色した彩色済縞状パターンを作製する彩色済縞状パターン作製部と、
   夫々の前記彩色済縞状パターンを積層した場合において、前記第１パターンが互いに重複していない領域は当該第１パターンに彩色されている色で彩色した前記第１領域とし、前記第１パターンが互いに重複している領域は当該重複している第１パターンの夫々に彩色されている色を混ぜた色で彩色した前記第２領域とした混色済縞状パターンを前記検査パターンとして作製する混色済縞状パターン作製部と、を備え、
   前記予め設定された量は、前記第１パターンの前記並び方向に沿う長さにおける、前記複数の色の数から１を減じた数を、当該色の数で除した値の量である検査装置。
2. 前記第１領域と前記第２領域とは、前記スライド移動に沿う方向の長さが互いに等しい請求項１に記載の検査装置。
3. 前記複数の色は、赤、緑、及び青であり、
   前記混色は、黄、シアン、及びマジェンタである請求項１又は２に記載の検査装置。

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