JP7317957B2 - スペクトル決定装置、スペクトル決定方法、スペクトル決定プログラム、照明システム、照明装置及び検査装置 - Google Patents

Description

関連出願へのクロスリファレンス

本出願は、日本国特許出願２０１９－９９７２３号（２０１９年５月２８日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、スペクトル決定装置、スペクトル決定方法、スペクトル決定プログラム、照明システム、照明装置及び検査装置に関する。

対象物の外観を検査する外観検査装置において、対象物を照明する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１８／１５０６０７号

本開示の一実施形態に係るスペクトル決定装置は、プロセッサを備える。前記プロセッサは、サンプリング対象部の撮像画像と、前記撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得する。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第１外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含む。前記プロセッサは、前記撮像画像における、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出する。前記プロセッサは、検査対象部が前記所定の分類に含まれる第２外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記評価指標と前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定する。

本開示の一実施形態に係るスペクトル決定方法は、サンプリング対象部の撮像画像と、前記撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得するステップを含む。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がる第２領域とを含む。前記スペクトル決定方法は、前記撮像画像における、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出するステップを含む。前記スペクトル決定方法は、検査対象部が前記所定の分類に含まれる第２外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記評価指標と前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップを含む。

本開示の一実施形態に係るスペクトル決定プログラムは、プロセッサによって実行される。前記スペクトル決定プログラムは、サンプリング対象部の撮像画像と、前記撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得するステップを含む。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がる第２領域とを含む。前記スペクトル決定プログラムは、前記撮像画像における、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出するステップを含む。前記スペクトル決定プログラムは、検査対象部が前記所定の分類に含まれる第２外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記評価指標と前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップを含む。

本開示の一実施形態に係る照明システムは、照明装置と、スペクトル決定装置とを備える。前記スペクトル決定装置は、サンプリング対象部の撮像画像と、前記撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得する。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がる第２領域とを含む。前記スペクトル決定装置は、前記撮像画像における、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出する。前記スペクトル決定装置は、検査対象部が前記所定の分類に含まれる第２外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記評価指標と前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定する。前記照明装置は、前記検査光を前記検査対象部に射出する。

本開示の一実施形態に係る照明装置は、発光部と、前記発光部を制御する照明制御部とを備える。前記照明制御部は、サンプリング光で照らされているサンプリング対象部の撮像画像に基づいて算出された評価指標と、前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定されたスペクトルに関する情報を取得する。前記照明制御部は、前記発光部に、前記スペクトルで特定される検査光を射出させる。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がる第２領域とを含む。前記評価指標は、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく。前記発光部は、前記所定の分類に含まれる第２外観異常の検査対象となる検査対象部に前記検査光を射出する。

本開示の一実施形態に係る検査装置は、照明装置と、サンプルホルダとを備える。前記照明装置は、サンプリング光で照らされているサンプリング対象部の撮像画像に基づいて算出された評価指標と、前記サンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定されたスペクトルで特定される検査光を射出する。前記サンプリング対象部は、所定の分類に含まれる第１外観異常が位置する第１領域と前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がる第２領域とを含む。前記評価指標は、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく。前記サンプルホルダは、検査対象物が前記検査光で照明されるように、前記検査対象物を配置可能に構成される。前記検査対象物は、前記所定の分類に含まれる第２外観異常の検査対象となる検査対象部を含む。

一実施形態に係る照明システムの構成例を示すブロック図である。 サンプルの構成例を示す図である。 一実施形態に係るスペクトル決定方法の手順例を示すフローチャートである。 発光部の構成例を示す外観斜視図である。 図４のＡ－Ａ断面図である。 図５の丸囲み部の拡大図である。 一実施形態に係る検査装置の構成例を示すブロック図である。 サンプルがリング照明で照明される構成例を示す断面図である。 サンプルがテレセントリック照明で照明される構成例を示す断面図である。 一実施形態に係る検査方法の手順例を示すフローチャートである。

検査対象の照明方法によって、検査対象に含まれる欠陥又は色むら等の外観異常が検出されやすくなったり、検出されにくくなったりする。外観検査の精度の向上が求められる。

図１に示されるように、一実施形態に係る照明システム１は、照明装置２０と、スペクトル決定装置３０とを備える。照明装置２０は、サンプル５０を照明する。スペクトル決定装置３０は、照明装置２０がサンプル５０に向けて射出する光のスペクトルを決定する。照明装置２０がサンプル５０に向けて射出する光は、照明光とも称される。スペクトル決定装置３０は、サンプル５０に関する情報に基づいて、照明光のスペクトルを決定してよい。照明システム１は、サンプル５０に関する情報として、サンプル５０の画像を撮像する撮像装置４０をさらに備えてよい。

照明装置２０は、発光部１０と、照明制御部２２とを備える。

発光部１０は、後述するように、所定のスペクトルで特定される光を照明光として射出する。所定のスペクトルは、例えば、３６０ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域にピーク波長を有するとともに、３６０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域にピーク波長を有してよい。３６０ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域にピーク波長を有する光は、紫色光ともいう。３６０ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域は、紫色光領域ともいう。３６０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域にピーク波長を有する光は、可視光ともいう。３６０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域は、可視光領域ともいう。光を特定するスペクトルは、例えば、分光測光装置などにより分光法を用いて測定される。

照明制御部２２は、発光部１０が射出する光のスペクトル又は強度を制御する。照明制御部２２は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。プロセッサは、照明制御部２２の種々の機能を実現するプログラムを実行しうる。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。

照明制御部２２は、インタフェースを含んでよい。照明制御部２２は、インタフェースを介して、有線又は無線によって、スペクトル決定装置３０と通信可能に接続されてよい。インタフェースは、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インタフェースを含んでよい。インタフェースは、４Ｇ（4th Generation）若しくは５Ｇ（5th Generation）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）等の種々の通信方式による通信を実現してもよい。インタフェースは、赤外線通信又はＮＦＣ（Near Field Communication）通信等の非接触通信の通信インタフェースを備えてもよい。インタフェースは、ＲＳ２３２Ｃ又はＲＳ４８５等のシリアル通信規格に基づく信号を入出力可能なポートを含んでもよい。

照明制御部２２は、記憶部を含んでよい。記憶部は、磁気ディスク等の電磁記憶媒体を含んでよいし、半導体メモリ又は磁気メモリ等のメモリを含んでもよい。記憶部は、各種情報及び照明制御部２２で実行されるプログラム等を格納する。記憶部は、照明制御部２２のワークメモリとして機能してよい。記憶部の少なくとも一部は、照明制御部２２と別体で構成されてもよい。

スペクトル決定装置３０は、決定部３２を含んでよい。決定部３２は、照明装置２０が射出する光を特定するスペクトルを決定する。決定部３２は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。決定部３２が含むプロセッサは、照明制御部２２のプロセッサと同一又は類似の構成を含んでよい。決定部３２は、インタフェースを含んでよい。決定部３２は、インタフェースを介して、有線又は無線によって、照明装置２０と通信可能に接続されてよい。決定部３２が含むインタフェースは、照明制御部２２のインタフェースと同一又は類似の構成を含んでよい。

撮像装置４０は、サンプル５０を撮像するカメラ等の撮像デバイスを含む。

本実施形態に係る照明システム１は、サンプル５０となる工業製品の製造ラインの検査工程に設置されるとする。サンプル５０は、例えば、電子機器等を含んでもよい。サンプル５０は、電子機器の内部に実装されている回路基板を含んでもよいし、回路基板の上に実装されている電子部品又は配線を含んでもよい。サンプル５０は、電子機器の外面を含んでもよい。サンプル５０は、これらの例に限られない。照明システム１は、工業製品の検査工程に限られず、例えば、野菜等の農業製品、又は、チーズ等の酪農製品等の種々の製品の検査工程に設置されてもよい。照明システム１及び照明装置２０は、物品の検査用であっってよい。

照明システム１は、検査員８がサンプル５０の外観を目視で検査するために用いる検査装置２００（図７参照）に設置されてもよい。照明システム１が検査装置２００に設置される場合、検査員８は、検査装置２００を用いてサンプル５０の外観を目視で検査する。検査員８は、外観の目視検査によって、サンプル５０の外観異常を検出してよい。照明システム１は、検査員８がサンプル５０の外観異常を高精度で検出できるように照射光を制御することが求められる。

照明システム１は、サンプル５０の外観を撮像装置４０によって撮像した画像に基づいて、サンプル５０の外観異常を自動で検出する異常検出装置に設置されてもよい。照明システム１は、異常検出装置に設置される場合においても、異常検出装置がサンプル５０の外観異常を高精度で検出できるように照射光を制御することが求められる。

照明システム１が検査対象となるサンプル５０に向けて射出する照明光は、検査光とも称される。スペクトル決定装置３０は、サンプル５０の外観異常が検査員８又は異常検出装置によって高精度で検出されるように、検査光のスペクトルを決定する。

図２に示されるように、サンプル５０は、サンプリング対象部５１を含む。サンプリング対象部５１は、異常部５５を含む第１領域５１ａと、異常部５５を含まない第２領域５１ｂとを含む。異常部５５は、サンプル５０が有している外観異常の少なくとも一部に対応する。第２領域５１ｂは、第１領域５１ａを含む所定範囲内の少なくとも一部に広がっているとする。言い換えれば、第２領域５１ｂは、第１領域５１ａから所定距離以内に位置しているとする。

外観異常は、種々の態様を含みうる。外観異常は、サンプル５０の表面に存在する窪み、膨れ、又は突起等の意図しない凹凸を有している態様を含んでよい。窪みは、打痕を含んでもよい。突起は、塗装面又は外装面の捲れを含んでもよい。外観異常は、サンプル５０に入っているキズ、クラック又は割れ等の、破損している態様を含んでよい。外観異常は、サンプル５０の表面に付着しているゴミ又は埃等の異物としての態様を含んでよい。外観異常は、サンプル５０の表面の色味が検査基準と異なっていたりサンプル５０の表面の色にムラがあったりする態様を含んでよい。サンプル５０が回路基板である場合、外観異常は、回路基板の上に実装されている配線のカスレ又は配線のパターン欠損等の、パターンに異常が生じている態様を含んでよい。

外観異常は、その態様に基づいて分類されてよい。例えば、キズと、異物の付着とは、異なる態様の外観異常として分類されてよい。つまり、外観異常は、所定の態様に分類されてよい。外観異常が所定の態様に分類される場合、外観異常が所定の分類に含まれるとも表現される。外観異常は、その程度に基づいて分類されてもよい。例えば、外観異常が凹凸を有する態様を含む場合、外観異常は、凹凸の大きさに基づいて分類されてもよい。第１領域５１ａに含まれる外観異常は、第１外観異常とも称される。第１外観異常が所定の分類に含まれる場合、その分類は、第１分類とも称される。

サンプル５０は、さらに検査対象部５２を含んでよい。検査対象部５２は、サンプリング対象部５１を含むサンプル５０とは異なる他のサンプル５０に含まれてもよい。図２において、検査対象部５２は、サンプリング対象部５１が含まれるサンプル５０と同じサンプル５０に含まれる。検査対象部５２は、外観異常の少なくとも一部を含む可能性があるとともに、外観異常を含まない可能性もある。つまり、検査対象部５２が外観異常の少なくとも一部を含むか外観異常を含まないかは不明であるとする。検査対象部５２が外観異常を含む場合、その外観異常は、第２外観異常とも称される。第２外観異常は、第１分類に含まれる可能性があるとともに、第１分類とは異なる第２分類に含まれる可能性もある。つまり、第２外観異常がどの分類に含まれるかは不明であるとする。本実施形態において、第２外観異常は、第１分類に含まれるとする。

スペクトル決定装置３０は、検査対象部５２が第２外観異常を含むか不明である場合でも、第２外観異常を高精度で検出できるように第１外観異常の検査結果に基づいて検査対象部５２を照らす検査光のスペクトルを決定する。

スペクトル決定装置３０は、例えば図３に示されるフローチャートの手順を実行することによって、検査光のスペクトルを決定してよい。スペクトル決定装置３０が検査光のスペクトルを決定する方法は、スペクトル決定方法とも称される。図３に例示される手順は、プロセッサによって実行されるプログラムとして実現されてもよい。スペクトル決定装置３０が検査光のスペクトルを決定するために実行するプログラムは、スペクトル決定プログラムとも称される。

スペクトル決定装置３０は、サンプリング対象部５１が撮像されている画像を取得する（ステップＳ１）。サンプリング対象部５１が撮像されている画像は、サンプリング対象部５１の撮像画像とも称される。スペクトル決定装置３０は、撮像装置４０からサンプリング対象部５１の撮像画像を取得してもよいし、外部装置からサンプリング対象部５１の撮像画像を取得してもよい。サンプリング対象部５１の撮像画像は、第１領域５１ａを撮像した部分と第２領域５１ｂを撮像した部分とを含む。第１領域５１ａ及び第２領域５１ｂを撮像した部分は、それぞれ第１撮像画像及び第２撮像画像とも称される。第１撮像画像は、第１外観異常を含む。

スペクトル決定装置３０は、サンプリング対象部５１が撮像されたときにサンプリング対象部５１を照明していた光のスペクトルに関する情報を取得する（ステップＳ２）。サンプリング対象部５１が撮像されたときにサンプリング対象部５１に向けて射出されている照明光は、サンプリング光とも称される。サンプリング光のスペクトルに関する情報は、サンプリング光のスペクトル情報とも称される。

スペクトル決定装置３０は、撮像画像に基づいて評価指標を算出する（ステップＳ３）。スペクトル決定装置３０は、第１撮像画像と第２撮像画像との間の明度差及び色度差のうち少なくとも一方を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、明度差及び色度差の少なくとも一方の算出結果に基づいて評価指標を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、明度差及び色度差の少なくとも一方の算出結果を重みづけして加算した値を評価指標として算出してもよい。

第１撮像画像及び第２撮像画像の明度差は、階調のコントラストの大きさに対応する。階調のコントラストが大きいほど、検査員８は、第１領域５１ａと第２領域５１ｂとの差を感じやすくなり、第１領域５１ａ及び第２領域５１ｂのいずれかに外観異常が存在することを検出しやすくなる。また、階調のコントラストが大きいほど、異常検出装置は、第１領域５１ａと第２領域５１ｂとが異なると判定しやすくなり、第１領域５１ａ及び第２領域５１ｂのいずれかに外観異常が存在することを検出しやすくなる。

第１撮像画像及び第２撮像画像の色度差は、カラーコントラストの大きさに対応する。カラーコントラストが大きいほど、検査員８は、第１領域５１ａと第２領域５１ｂとの差を感じやすくなり、第１領域５１ａ及び第２領域５１ｂのいずれかに外観異常が存在することを検出しやすくなる。また、カラーコントラストが大きいほど、異常検出装置は、第１領域５１ａと第２領域５１ｂとが異なると判定しやすくなり、第１領域５１ａ及び第２領域５１ｂのいずれかに外観異常が存在することを検出しやすくなる。

スペクトル決定装置３０は、第１撮像画像と第２撮像画像との間の明度差が大きいほど評価指標を大きい値に算出してもよいし、色度差が大きいほど評価指標を大きい値に算出してもよい。スペクトル決定装置３０は、明度差及び色度差の少なくとも一方が大きいほど評価指標を大きい値に算出してもよい。

スペクトル決定装置３０は、サンプリング光のスペクトル情報と、そのサンプリング光に照明されたサンプリング対象部５１で算出された評価指標とに基づいて、検査光のスペクトルを決定する（ステップＳ４）。スペクトル決定装置３０は、評価指標とサンプリング光のスペクトル情報とを対応づける。スペクトル決定装置３０は、高い評価指標に対応づけられるサンプリング光のスペクトルを検査光のスペクトルとして決定してよい。スペクトル決定装置３０は、評価指標とサンプリング光のスペクトル情報との対応関係に基づいて、高い評価指標に対応しうる光のスペクトルを推定し、推定したスペクトルを検査光のスペクトルとして決定してもよい。

スペクトル決定装置３０は、決定した検査光のスペクトルを照明装置２０に出力する（ステップＳ５）。スペクトル決定装置３０は、ステップＳ５の後、図３のフローチャートの手順の実行を終了する。照明システム１において、照明装置２０は、スペクトル決定装置３０から取得したスペクトルで特定される検査光を検査対象部５２に向けて照射する。図３の手順例に沿って決定された検査光は、第１外観異常を含むサンプリング対象部５１で算出された評価指標に基づく。したがって、第１外観異常が第１分類に含まれる場合、決定された検査光によって照明されるサンプル５０から、第１分類の外観異常が検出されやすくなる。つまり、検査対象部５２が第１分類の外観異常を含む場合、その外観異常が検出されやすくなる。その結果、検査員８又は異常検出装置は、検査対象部５２が第１分類の外観異常を含むか高精度で判定できる。検査対象部５２が第１分類の外観異常を含む場合、検査員８又は異常検出装置は、その外観異常を高精度で検出できる。

スペクトル決定装置３０は、ステップＳ１において、第１サンプリング光で照明されているときのサンプリング対象部５１の撮像画像と、第２サンプリング光で照明されているときのサンプリング対象部５１の撮像画像とを取得してよい。スペクトル決定装置３０は、ステップＳ２において、第１サンプリング光及び第２サンプリング光それぞれのスペクトル情報を取得してよい。第１サンプリング光及び第２サンプリング光を特定するスペクトルは、それぞれ第１スペクトル及び第２スペクトルとも称される。スペクトル決定装置３０は、ステップＳ３において、サンプリング対象部５１が第１サンプリング光で照明されているときの評価指標として第１評価指標を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、サンプリング対象部５１が第２サンプリング光で照明されているときの評価指標として第２評価指標を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、ステップＳ４において、ステップＳ３で算出した第１評価指標及び第２評価指標のうち大きい方の評価指標が得られる場合のサンプリング光のスペクトルを検査光のスペクトルとして決定してよい。スペクトル決定装置３０は、３種類以上のサンプリング光それぞれについて評価指標を算出し、最も大きい評価指標が得られるサンプリング光のスペクトルを検査光のスペクトルとして決定してもよい。

スペクトル決定装置３０は、ステップＳ１において、第１外観異常が含まれるか含まれないか不明な撮像画像を取得してもよい。スペクトル決定装置３０は、第１外観異常を含まないことが明白になっている撮像画像をさらに取得してもよい。第１外観異常を含まないことが明白になっている撮像画像は、良品画像とも称される。スペクトル決定装置３０は、第１外観異常が含まれるか含まれないか不明な撮像画像を良品画像と比較することによって差異を検出してよい。スペクトル決定装置３０は、検出した差異を第１外観異常とみなしてよい。スペクトル決定装置３０は、サンプリング対象部５１が第１外観異常とみなした部分を含むように、サンプリング対象部５１の位置又は範囲を設定してよい。

スペクトル決定装置３０は、第１分類とは異なる第２分類の外観異常を含むサンプリング対象部５１の撮像画像を取得してよい。スペクトル決定装置３０は、撮像画像に基づいて、サンプリング光に対応づけられる評価指標を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、高い評価指標に対応づけられるサンプリング光のスペクトルを、検査光のスペクトルとして決定してよい。このように決定された検査光によって照明されるサンプル５０から、第２分類の外観異常が検出されやすくなる。照明システム１は、異なる分類の外観異常を検出しやすくする検査光のスペクトルをそれぞれ決定し、各分類の外観異常を検出する場合にサンプル５０を照明する検査光を変更することによって、各分類の外観異常の検出精度を高めることができる。

スペクトル決定装置３０は、複数の分類に含まれる異常部５５をそれぞれ検出しやすくする、共通の検査光のスペクトルを決定してもよい。このようにすることで、多くの種類の外観異常が１種類の検査光によって検出されやすくなる。その結果、検査効率が向上しうる。

撮像画像がモノクロ画像である場合、スペクトル決定装置３０は、撮像画像の明度をグレースケールの階調として算出してよい。スペクトル決定装置３０は、撮像画像に含まれる所定の画素の階調を撮像画像の明度として算出してよい。スペクトル決定装置３０は、撮像画像のうち少なくとも一部に含まれる各画素の階調を算出し、その平均値を撮像画像の明度として算出してもよいし、各画素の階調を重みづけして加算した値を撮像画像の明度として算出してもよい。

撮像画像がカラー画像である場合、スペクトル決定装置３０は、赤、緑及び青の３原色の各階調に基づいて、撮像画像の明度を算出してよい。赤、緑及び青の３原色は、ＲＧＢ（Red Green Blue）と総称される。撮像画像の明度は、例えば、ＹＵＶ方式における輝度信号の強度に対応づけられてよい。ＹＵＶ方式は、輝度信号と２つの色差信号とに基づいて色空間を表現する方式である。ＹＵＶ方式において、以下の式（１）に基づいて撮像画像の明度が算出されてよい。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ （１）
ここで、Ｙは、輝度信号の強度を表しており、明度に対応する。Ｒ、Ｇ及びＢは、それぞれ赤色、緑色及び青色の階調を表す。

例えば、第１撮像画像の３原色の各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５６，５４，４２）で特定される場合、第１撮像画像の明度は、式（１）に基づいて５３と算出される。例えば、第２撮像画像の３原色の各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１６７，１６０，１４４）で特定される場合、第２撮像画像の明度は、式（１）に基づいて１６０と算出される。この場合、第１撮像画像と第２撮像画像との間の明度差は、１０７と算出される。

スペクトル決定装置３０は、撮像画像に含まれる所定の画素について明度を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、複数の画素それぞれの明度の平均値を撮像画像の明度として算出してもよい。

撮像画像がカラー画像である場合、スペクトル決定装置３０は、撮像画像のＲＧＢの各階調に基づいて、撮像画像の色度差を算出してよい。スペクトル決定装置３０は、Ｒ、Ｇ及びＢそれぞれの階調の差の絶対値の和を色度差として算出してもよい。例えば、第１撮像画像のＲＧＢの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５６，５４，４２）で特定され、且つ、第２撮像画像のＲＧＢの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１６７，１６０，１４４）で特定されるとする。この場合、Ｒの階調の差の絶対値は、１１１と算出される。Ｇの階調の差の絶対値は、１０６と算出される。Ｂの階調の差の絶対値は、１０２と算出される。色度差は、Ｒ、Ｇ及びＢそれぞれの階調の差の絶対値の和として３１９と算出される。例えば、第１撮像画像のＲＧＢの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）で特定され、且つ、第２撮像画像のＲＧＢの各階調が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，０）で特定される場合、色度差は７６５と算出される。スペクトル決定装置３０は、Ｒ、Ｇ及びＢそれぞれの階調の差の絶対値を重みづけして加算した値を色度差として算出してもよい。Ｒ、Ｇ及びＢそれぞれの階調の差の絶対値を重みづける係数として、上述の式（１）で用いられている係数が適用されてもよい。

撮像画像がカラー画像である場合、撮像画像の色度は、ＲＧＢの各階調で特定されてよいがこれに限られず、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４成分で色を特定するＣＭＹＫカラーモデルによって表されてもよい。

以上説明してきたように、照明システム１において、スペクトル決定装置３０は、所定の分類に含まれる外観異常を検出しやすくする検査光のスペクトルを決定できる。所定の分類に含まれる外観異常を検出しやすくする検査光は、所定の分類に対応する検査光とも称される。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０が決定したスペクトルを取得し、所定の分類に対応する検査光として、そのスペクトルで特定される光を射出する。照明装置２０が所定の分類に対応する検査光をサンプル５０に向けて射出することによって、サンプル５０において、所定の分類に含まれる外観異常が検出されやすくなる。

スペクトル決定装置３０は、例えば第１分類に対応する検査光のスペクトルと、第２分類に対応する検査光のスペクトルとをそれぞれ決定してよい。照明装置２０は、サンプル５０に対して、第１分類及び第２分類それぞれに対応する検査光を射出してよい。このようにすることで、複数の分類それぞれに含まれる外観異常が検出されやすくなる。その結果、外観異常の検出精度が高められうる。照明装置２０は、検査員８による操作に基づいて検査光を変更してもよいし、検査装置２００による制御に基づいて検査光を変更してもよい。

以上述べてきたように本実施形態に係る照明システム１は、所定の分類に含まれる外観異常を高精度で検出できるように検査光のスペクトルを決定できる。また、照明システム１は、決定したスペクトルで特定される検査光をサンプル５０に向けて射出することができる。検査員８が用いる検査装置２００が照明システム１を備える場合、検査員８は、サンプル５０における外観異常の有無を判定しやすくなるとともに、外観異常を検出しやすくなる。異常検出装置は、照明システム１を備えることによって、サンプル５０における外観異常の有無を判定しやすくなるとともに、外観異常を検出しやすくなる。その結果、外観検査の精度が高められうる。
また、第１撮像画像と第２撮像画像の色度差または明度差が最大となるように検査光のスペクトルを任意の調整値で順次切り替えて調整を行ってもよい。調整値の切り替えは検査員８が行ってもよいし、プログラム等で自動調整させてもよい。

＜発光部＞
図４、図５及び図６に示されるように、発光部１０は、発光素子３と、波長変換部材６とを備える。発光部１０は、素子基板２と、枠体４と、封止部材５とをさらに備えてもよい。

発光素子３は、３６０ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域、つまり紫色光領域にピーク波長を有する光を射出する。

波長変換部材６は、発光素子３から波長変換部材６に入射してきた光を、可視光領域にピーク波長を有する光に変換し、変換した光を射出する。可視光は、紫色光を含むとする。可視光領域は、紫色光領域を含むとする。波長変換部材６は、発光素子３が射出する光によって励起されることによって、可視光領域にピーク波長領域を射出する。発光素子３が射出する光は、励起光とも称される。発光部１０が備える発光素子３は、励起光発光素子とも称される。

発光部１０は、複数の波長変換部材６を有してよい。複数の波長変換部材６は、それぞれ異なるピーク波長を有する光を射出してよい。発光部１０は、各波長変換部材６が射出する光の強度を制御することによって、種々のスペクトルを有する光を射出できる。

素子基板２は、例えば、絶縁性を有する材料で形成されてよい。素子基板２は、例えば、アルミナ若しくはムライト等のセラミック材料、ガラスセラミック材料、又は、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料等で形成されてよい。素子基板２は、熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂材料等で形成されてもよい。

素子基板２は、素子基板２の主面２Ａ又は素子基板２の内部に、素子基板２に実装している発光素子３等の部品を電気的に導通する配線導体を備えてよい。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、又は銅等の導電材料で形成されてよい。配線導体は、例えば、タングステンの粉末に有機溶剤が添加された金属ペーストを、素子基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより形成されてよい。配線導体は、酸化防止のために、その表面に、例えば、ニッケル又は金等のめっき層が形成されてよい。

素子基板２は、発光素子３が発光する光を効率良く外部へと放出させるため、配線導体、及びめっき層と間隔を空けて、金属反射層を備えてもよい。金属反射層は、例えば、アルミニウム、銀、金、銅又はプラチナ等の金属材料で形成されてよい。

本実施形態において、発光素子３は、ＬＥＤであるとする。ＬＥＤは、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが接合されたＰＮ接合中で、電子と正孔とが再結合することによって、外部へと光を発光する。発光素子３は、ＬＥＤに限られず、他の発光デバイスであってもよい。

発光素子３は、素子基板２の主面２Ａ上に実装される。発光素子３は、素子基板２に設けられる配線導体の表面に被着するめっき層上に、例えば、ろう材又は半田等を介して、電気的に接続される。素子基板２の主面２Ａ上に実装される発光素子３の個数は、特に限定されるものではない。

発光素子３は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを含んでよい。透光性基体は、例えば、有機金属気相成長法、又は分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、その上に光半導体層を成長させることが可能な材料を含む。透光性基体は、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコン（Ｓｉ）、又は二ホウ化ジルコニウム等で形成されてよい。透光性基体の厚みは、例えば、５０μｍ以上１０００μｍ以下であってよい。

光半導体層は、透光性基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とを含んでよい。第１半導体層、発光層、及び第２半導体層は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体、ガリウム燐若しくはガリウムヒ素等のＩＩＩ－Ｖ族半導体、又は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム若しくは窒化インジウム等のＩＩＩ族窒化物半導体等で形成されてよい。

第１半導体層の厚みは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下であってよい。発光層の厚みは、例えば、２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であってよい。第２半導体層の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であってよい。

枠体４は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化イットリウム等のセラミック材料で形成されてよい。枠体４は、多孔質材料で形成されてよい。枠体４は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化イットリウム等の金属酸化物を含む粉末を混合した樹脂材料で形成されてよい。枠体４は、これらの材料に限られず、種々の材料で形成されてよい。

枠体４は、素子基板２の主面２Ａに、例えば、樹脂、ろう材又は半田等を介して、接続される。枠体４は、発光素子３と間隔を空けて、発光素子３を取り囲むように素子基板２の主面２Ａ上に設けられる。枠体４は、内壁面が、素子基板２の主面２Ａから遠ざかる程、外方に向かって広がるように傾斜して設けられている。内壁面は、発光素子３が発光する光を反射させる反射面として機能する。内壁面は、例えば、タングステン、モリブデン、又はマンガン等の金属材料で形成される金属層と、金属層を被覆し、ニッケル又は金等の金属材料で形成されるめっき層とを含んでよい。めっき層は、発光素子３が発光する光を反射する。

枠体４の内壁面の形状は、平面視において、円形状であってよい。内壁面の形状が円形状であることによって、枠体４は、発光素子３が発光する光を略一様に、外方に向かって反射させることができる。枠体４の内壁面の傾斜角度は、素子基板２の主面２Ａに対して、例えば、５５度以上７０度以下の角度に設定されていてよい。

封止部材５は、素子基板２及び枠体４で囲まれる内側の空間に、枠体４で囲まれる内側の空間の上部の一部を残して充填されている。封止部材５は、発光素子３を封止するとともに、発光素子３が発光する光を透過させる。封止部材５は、例えば、光透過性を有する材料で形成されてよい。封止部材５は、例えば、シリコン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の光透過性を有する絶縁樹脂材料、又は光透過性を有するガラス材料、等で形成されてよい。封止部材５の屈折率は、例えば、１．４以上１．６以下に設定されていてよい。

発光部１０が封止部材５を備える場合、発光素子３から射出された紫色光は、封止部材５を通過して波長変換部材６に入射する。上述したように、波長変換部材６は、発光素子３から入射してきた紫色光を、可視光領域に含まれる種々のピーク波長を有する光に変換する。発光素子３は、射出した紫色光が波長変換部材６に入射するように位置する。言い換えれば、波長変換部材６は、発光素子３から射出された光が入射してくるように位置する。図４から図６に例示されている構成において、波長変換部材６は、素子基板２及び枠体４で囲まれる内側の空間の上部の一部に、封止部材５の上面に沿って位置している。この例に限定されることなく、例えば、波長変換部材６は、素子基板２及び枠体４で囲まれる内側の空間の上部からはみ出すように位置してもよい。

図６に示されるように、波長変換部材６は、透光性を有する透光部材６０と、第１蛍光体６１、第２蛍光体６２、第３蛍光体６３、第４蛍光体６４及び第５蛍光体６５とを備えてよい。第１蛍光体６１、第２蛍光体６２、第３蛍光体６３、第４蛍光体６４及び第５蛍光体６５は、単に蛍光体ともいう。蛍光体は、透光部材６０の内部に含有されているとする。蛍光体は、透光部材６０の内部で略均一に分散されていてよい。蛍光体は、波長変換部材６に入射してきた紫色光を、３６０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域に含まれるピーク波長を有する光に変換し、変換した光を射出する。

透光部材６０は、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂、又は透光性を有するガラス材料等で形成されていてよい。

蛍光体は、入射してきた紫色光を種々のピーク波長を有する光に変換する。

第１蛍光体６１は、紫色光を、例えば４００ｎｍ～５００ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青色の光に変換してよい。第１蛍光体６１は、例えば、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、又は（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ，（Ｓｒ，Ｂａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ等を用いることができる。

第２蛍光体６２は、紫色光を、例えば４５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり青緑色の光に変換してよい。第２蛍光体６２は、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ，Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ等を用いることができる。

第３蛍光体６３は、紫色光を、例えば５００ｎｍ～６００ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり緑色の光に変換してよい。第３蛍光体６３は、例えば、ＳｒＳｉ₂（Ｏ，Ｃｌ）₂Ｎ₂：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、又はＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ等を用いることができる。

第４蛍光体６４は、紫色光を、例えば６００ｎｍ～７００ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり赤色の光に変換してよい。第４蛍光体６４は、例えば、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、又はＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）₃：Ｅｕ等を用いることができる。

第５蛍光体６５は、紫色光を、例えば６８０ｎｍ～８００ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するスペクトルで特定される光、つまり近赤外光に変換してよい。近赤外光は、６８０～２５００ｎｍの波長領域の光を含んでよい。第５蛍光体６５は、例えば、３Ｇａ₅Ｏ₁₂：Ｃｒ等を用いることができる。

波長変換部材６が含有する蛍光体の種類の組み合わせは、特に限定されない。図５及び図６の領域Ｘに示されるように、波長変換部材６は、第１蛍光体６１、第２蛍光体６２、第３蛍光体６３、第４蛍光体６４及び第５蛍光体６５を有してよい。波長変換部材６は、他の種類の蛍光体を有してもよい。

発光部１０は、複数の波長変換部材６を備えてよい。各波長変換部材６は、蛍光体の組み合わせが異なっていてもよい。発光部１０は、各波長変換部材６に対して紫色光を射出する発光素子３を備えてよい。発光部１０は、各波長変換部材６に入射する紫色光の強度を制御することによって、種々のスペクトルを有する光を射出できる。１つの波長変換部材６は、例えば青色の蛍光を放射する蛍光体、青緑色の蛍光を放射する蛍光体、及び緑色の蛍光を放射する蛍光体を含んでもよい。１つの波長変換部材６は、１種類の蛍光体のみを含んでもよい。１つの波長変換部材６は、これらの例に限られず、種々の組み合わせで蛍光体を含んでもよい。波長変換部材６から放射される光の色彩は、波長変換部材６に含まれる蛍光体の種類に基づいて決定される。

本実施形態に係る発光部１０は、波長変換部材６の組み合わせによって、種々のスペクトルを有する光を射出できる。発光部１０は、例えば、太陽からの直射日光のスペクトル、海中の所定の深さまで到達した日光のスペクトル、ろうそくの炎が発する光のスペクトル、又は、蛍の光のスペクトル等を有する光等を射出できる。言い換えれば、発光部１０は、種々の色を有する光を射出できる。また、発光部１０は、種々の色温度を有する光を射出できる。

照明装置２０は、複数の発光部１０を有してよい。複数の発光部１０は、第１発光部と第２発光部とを含んでよい。照明制御部２２は、第１発光部が射出する光の強度、及び、第２発光部が射出する光の強度をそれぞれ独立に制御してもよいし、関連づけて制御してもよい。第１発光部が備える発光素子３は、第１励起光発光素子とも称される。第２発光部が備える発光素子３は、第２励起光発光素子とも称される。照明制御部２２は、第１励起光発光素子が射出する第１励起光の強度と、第２励起光発光素子が射出する第２励起光の強度とをそれぞれ制御することによって、第１発光部が射出する光の強度、及び、第２発光部が射出する光の強度を制御してよい。第１発光部が射出する光のスペクトルは、第２発光部が射出する光のスペクトルと異なっていてもよい。照明制御部２２は、第１発光部が射出する光の強度と、第２発光部が射出する光の強度とを関連づけて制御することによって、第１発光部が射出する光と第２発光部が射出する光とを合成した光のスペクトルを制御してもよい。第１発光部が射出する光と第２発光部が射出する光とを合成した光は、合成光ともいう。照明装置２０は、合成光を照明光として射出してもよい。照明装置２０は、第１発光部及び第２発光部の少なくとも一方を選択して照明光を射出させてもよい。

＜検査装置＞
図７に示されるように、一実施形態に係る検査装置２００は、照明装置２０と、サンプルホルダ２１０とを備える。サンプルホルダ２１０は、サンプル５０を搭載可能に構成されている。照明装置２０は、サンプルホルダ２１０に搭載されているサンプル５０を照明光で照らすことができるように構成されている。検査装置２００は、光学顕微鏡をさらに備えてもよい。サンプルホルダ２１０は、光学顕微鏡のステージとして構成されてもよい。

検査装置２００は、スペクトル決定装置３０をさらに備えてよい。検査装置２００は、スペクトル決定装置３０を備えずに、外部に設けられているスペクトル決定装置３０と通信可能に接続されてもよい。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０から、検査光のスペクトルを取得する。

検査装置２００は、サンプルホルダ２１０に搭載されているサンプル５０を検査員８が観察可能になるように結像する光学系２２０をさらに備えてもよい。検査装置２００は、光学系２２０で結像した光を検査員８の眼に入射させる接眼レンズ２３０をさらに備えてもよい。検査員８は、光学系２２０と接眼レンズ２３０とを介してサンプル５０を観察し、サンプル５０の外観異常を検出してもよい。光学系２２０は、サンプル５０を結像する倍率を変更できるように構成されてもよい。サンプルホルダ２１０と、光学系２２０と、接眼レンズ２３０とは、光学顕微鏡として構成されてもよい。検査員８は、光学系２２０及び接眼レンズ２３０を介さずに、サンプルホルダ２１０の上でサンプル５０を直接観察し、サンプル５０の外観異常を検出してもよい。

検査装置２００は、撮像装置４０をさらに備えてもよい。撮像装置４０は、検査光で照明されたサンプル５０を撮像してよい。検査光で照明されたサンプル５０の撮像画像は、検査画像とも称される。撮像装置４０は、光学系２２０で結像されたサンプル５０を撮像してもよいし、光学系２２０を介さずにサンプル５０を撮像してもよい。

検査装置２００は、表示部２４０をさらに備えてよい。表示部２４０は、撮像装置４０から検査画像を取得して表示してよい。検査員８は、表示部２４０に表示された検査画像に基づいてサンプル５０に含まれる外観異常を検出してもよい。

検査装置２００は、画像処理部２５０をさらに備えてよい。画像処理部２５０は、撮像装置４０から検査画像を取得してよい。画像処理部２５０は、検査画像を解析し、サンプル５０に含まれる外観異常を検出してよい。画像処理部２５０は、検査画像の中で明度差又は色度差が所定値以上となっている箇所を、外観異常として検出してもよい。画像処理部２５０は、種々の条件に基づいて外観異常を検出してよい。

検査装置２００は、照明装置２０にサンプリング光を射出させ、撮像装置４０にサンプル５０を撮像させることによって、サンプリング光で照明されたサンプル５０の撮像画像をスペクトル決定装置３０に出力してもよい。検査装置２００がスペクトル決定装置３０を備える場合、検査装置２００は、内部で検査光のスペクトルを決定できる。

照明装置２０は、図８に示されるように、サンプル５０を囲むように配置されるリング状の筐体２４を備えてよい。リング状の筐体２４は、リングの内側に向けて照明光を射出する発光部１０を搭載することによって、リング照明を構成するともいえる。光学系２２０は、リング状の筐体２４の内側に位置する。この場合、照明光がサンプル５０に入射する方向は、光学系２２０の光軸に対して所定の角度を有する。これによって、光学系２２０で結像される像は、照明による影を含みにくくなる。

照明装置２０は、図９に示されるように、光学系２２０に含まれるハーフミラー２２４を介して発光部１０が射出する照明光をサンプル５０に対して略垂直に入射させるように構成されてもよい。照明装置２０は、テレセントリック照明を構成するともいえる。この場合、照明光がサンプル５０に入射する方向は、光学系２２０の光軸に対して略同一である。これによって、光学系２２０で結像される像は、照明による影を含みやすくなる。

検査装置２００において、サンプル５０に対して照明光を入射させる構成は、上述の例に限られない。照明装置２０は、種々の形態で構成されてよい。照明装置２０は、照明光がサンプル５０に入射する方向を制御してよい。照明光がサンプル５０に異なる方向から入射することによって、撮像装置４０によるサンプル５０の撮像画像が異なりうるとともに、検査員８からのサンプル５０の見え方が異なりうる。検査装置２００は、所定の分類に含まれる外観異常が検出されやすくなるように、照明光がサンプル５０に入射する方向を制御してよい。検査装置２００は、サンプル５０の態様、又は、サンプル５０に含まれる可能性がある外観異常の分類に基づいて照明形態を変更してよい。スペクトル決定装置３０は、照明形態に基づいて検査光のスペクトルを決定してもよい。検査光のスペクトルを照明形態に基づいて決定することによって、所定の分類に含まれる外観異常がより一層検出されやすくなる。

検査装置２００は、画像処理部２５０によって外観異常を検出する場合、図１０に例示されるフローチャートの手順を実行することによってサンプル５０から外観異常を検出してよい。

照明装置２０は、スペクトル決定装置３０から、所定の分類に対応する検査光のスペクトルを取得する（ステップＳ１１）。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０に対して分類を指定する情報を出力し、スペクトル決定装置３０からその分類に対応する検査光のスペクトルを取得してもよい。

照明装置２０は、検査光を射出する（ステップＳ１２）。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０から取得したスペクトルで特定される検査光を発光部１０に射出させる。

画像処理部２５０は、撮像装置４０から検査画像を取得する（ステップＳ１３）。撮像装置４０は、発光部１０からサンプル５０に向けて所定の分類に対応する検査光を射出している状態でサンプル５０を撮像し、検査画像を出力する。

画像処理部２５０は、検査対象部５２が外観異常を含むか判定するための評価値を算出する（ステップＳ１４）。画像処理部２５０は、評価値として比較対象部と検査対象部５２との明度差及び色度差の少なくとも一方を算出してもよい。画像処理部２５０は、明度差及び色度差の少なくとも一方に基づいて評価値を算出してもよい。画像処理部２５０は、明度差及び色度差の少なくとも一方を重みづけして加算した値を評価値として算出してもよい。画像処理部２５０は、検査画像の一部を検査対象部５２（図２参照）として設定し、その検査対象部５２について評価値を算出してもよい。画像処理部２５０は、検査画像を複数の部分に分けて、各部分を検査対象部５２として設定し、各検査対象部５２について評価値を算出してもよい。

画像処理部２５０は、評価値を算出する対象とした検査対象部５２が外観異常の検出条件を満たしているか判定する（ステップＳ１５）。画像処理部２５０は、評価値が所定値以上である場合に、検査対象部５２が外観異常の検出条件を満たしている、つまり外観異常を含んでいると判定してよい。画像処理部２５０は、明度差又は色度差が所定値以上である場合に、検査対象部５２が外観異常の検出条件を満たしていると判定してもよい。画像処理部２５０は、ステップＳ１４で複数の検査対象部５２について評価値、又は、明度差若しくは色度差を算出した場合、各検査対象部５２について外観異常の検出条件を満たしているか判定してよい。

画像処理部２５０は、外観異常の検出条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１７の手順に進む。画像処理部２５０は、外観異常の検出条件を満たしていると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、検査対象部５２を外観異常として検出する（ステップＳ１６）。

照明装置２０は、他の分類に対応する検査光に変更するか判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１１からＳ１６までで、検査装置２００は、所定の分類に含まれる外観異常を高精度で検出できる。一方で、検査装置２００は、他の分類に含まれる外観異常を検出できていない可能性もある。検査装置２００は、照明装置２０に他の分類に対応する検査光を射出させることによって、まだ検出できていない、他の分類に含まれる外観異常を検出できる可能性がある。照明装置２０は、検査装置２００の管理者の操作に基づいて、他の分類に対応する検査光に変更すると判定してもよいし、自動で他の分類に対応する検査光に変更すると判定してもよい。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０がどの分類に対応する検査光のスペクトルを出力可能かに関する情報を取得してもよい。照明装置２０は、その情報に基づいて、他の分類に対応する検査光に変更するか判定してもよいし、どの分類に対応する検査光に変更するか決定してもよい。

照明装置２０は、他の分類に対応する検査光に変更しないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、図１０のフローチャートの処理を終了する。照明装置２０は、他の分類に対応する検査光に変更すると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、スペクトル決定装置３０から他の分類に対応する検査光のスペクトルを取得する（ステップＳ１８）。照明装置２０は、スペクトル決定装置３０に対して分類を指定する情報を出力し、スペクトル決定装置３０からその分類に対応する検査光のスペクトルを取得してもよい。照明装置２０は、ステップＳ１８の手順を実行した後、ステップＳ１２の手順に戻る。照明装置２０は、ステップＳ１２において、スペクトル決定装置３０から取得したスペクトルで特定される検査光を発光部１０に射出させる。検査装置２００は、ステップＳ１３以降の手順を続けて実行する。

以上説明してきたように検査装置２００は、照明装置２０に所定の分類に対応する検査光を射出させることによって、サンプル５０における外観異常の検出精度を向上できる。

検査員８が検査装置２００を用いてサンプル５０の外観異常を検出する場合、ステップＳ１５及びＳ１６における外観異常を検出する手順は、検査員８が検査する工程で置き換えられてよい。ステップＳ１７における検査光を変更する手順は、検査員８が検査光を変更するように操作する工程で置き換えられてもよい。

＜データベースによるスペクトルの管理＞
スペクトル決定装置３０は、検査対象としてのサンプル５０に関連づけられている情報を取得してよい。検査対象としてのサンプル５０に関連づけられている情報は、検査対象情報とも称される。検査対象情報は、サンプル５０に含まれうる外観異常の分類を特定する情報を含んでよい。検査対象情報は、サンプル５０の色又は外形等に関する情報を含んでよい。検査対象情報は、サンプル５０を特定する情報を含んでよい。サンプル５０は、電子機器の品番等の情報によって特定されてよい。検査対象情報は、サンプル５０に取り付けられているＩＣタグ等に格納されていてよい。スペクトル決定装置３０は、ＩＣタグ等から検査対象情報を取得してよい。

スペクトル決定装置３０は、所定の外観異常を検出しやすくするための検査光のスペクトルを決定した場合に、スペクトルを決定するために参照したサンプル５０の検査対象情報を、決定したスペクトルと関連づけてよい。スペクトル決定装置３０は、検査対象情報と決定したスペクトルとを関連づけたデータベースを生成してもよい。スペクトル決定装置３０は、データベースからサンプル５０の検査対象情報に関連づけられているスペクトルを抽出し、抽出したスペクトルを検査光のスペクトルとして照明装置２０に出力してよい。データベースにおいてスペクトルと関連づけられる検査対象情報は、スペクトルを決定するために参照した外観異常の分類を含んでよい。検査対象情報が外観異常の分類を含むことによって、所定の分類に含まれる外観異常を検出しやすくなるように、検査光が制御されやすくなる。

データベースは、検査装置２００に格納されてもよい。検査装置２００は、検査対象情報に基づいてデータベースから検査光のスペクトルを抽出し、照明装置２０に検査光を射出させてよい。検査装置２００がデータベースから検査光のスペクトルを抽出することによって、検査対象情報に基づく検査光のスペクトルの制御が容易になる。その結果、外観異常の検出精度が高められやすくなる。

＜他の実施形態＞
スペクトル決定装置３０は、検査装置２００と独立に構成されてよい。例えば、スペクトル決定装置３０は、検査装置２００に含まれない撮像装置４０から撮像画像を取得し、その撮像画像に基づいて検査光のスペクトルを決定してよい。スペクトル決定装置３０が検査装置２００を用いずに撮像画像を取得できる場合、検査装置２００を用いて撮像画像を取得する場合と比較して、検査装置２００の稼働時間のうち検査に用いられる時間が長くなりうる。その結果、検査装置２００の稼働率が高められうる。

スペクトル決定装置３０は、複数の異なる分類に対応する検査光のスペクトルを決定しておいてよい。この場合、スペクトル決定装置３０は、検査対象情報に基づいて適切なスペクトルを選択し、照明装置２０に出力してもよい。スペクトル決定装置３０は、照明装置２０から指定された分類に基づいてスペクトルを選択し、照明装置２０に出力してもよい。スペクトルは、検査装置２００内において自動で選択されてもよいし、検査装置２００のオペレータからの操作に基づいて選択されてもよい。

検査装置２００がスペクトル決定装置３０を備える場合、スペクトル決定装置３０は、検査対象となるサンプル５０が検査装置２００に搬入された後で、そのサンプル５０に含まれる外観異常を高精度で検出できるような検査光のスペクトルを決定してもよい。

照明装置２０の発光部１０が第１発光部と第２発光部とを含む場合、第１発光部及び第２発光部はそれぞれ、第１分類及び第２分類に対応する検査光を射出可能に構成されてよい。この場合、検査装置２００は、検査対象情報に基づいて、第１発光部及び第２発光部のいずれかを選択し、検査光を射出させてよい。

本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１分類は、第２分類と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

１ 照明システム
８ 検査員
１０ 発光部（２：素子基板、２Ａ：主面、３：発光素子、４：枠体、５：封止部材、６：波長変換部材、６０：透光部材、６１～６５：第１～第５蛍光体）
２０ 照明装置（２２：照明制御部、２４：筐体）
３０ スペクトル決定装置（３２：決定部）
４０ 撮像装置
５０ サンプル
５１ サンプリング対象部（５１ａ：第１領域、５１ｂ：第２領域）
５２ 検査対象部
５５ 異常部
２００ 検査装置（２１０：サンプルホルダ、２２０：光学系、２２４：ハーフミラー、２３０：接眼レンズ、２４０：表示部、２５０：画像処理部）

Claims (21)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   第１分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第１分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第１分類撮像画像と、第２分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第２分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第２分類撮像画像と、前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれを撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得し、
   前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれにおける、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出し、
   検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第１分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第１分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定し、
   前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第２分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第２分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定し、
   前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを決定できる場合に、前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを、前記検査対象部が前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つに含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルとして決定する、
   スペクトル決定装置。
2. 前記プロセッサは、
   第１スペクトルで特定される第１サンプリング光で照らされている前記サンプリング対象部の撮像画像に基づく評価指標を第１評価指標として算出し、
   第２スペクトルで特定される第２サンプリング光で照らされている前記サンプリング対象部の撮像画像に基づく評価指標を第２評価指標として算出し、
   前記第１評価指標及び前記第２評価指標に基づいて、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルの一方を前記検査光のスペクトルとして決定する、請求項１に記載のスペクトル決定装置。
3. 前記プロセッサは、
   前記明度差及び前記色度差の少なくとも一方の算出結果を重みづけして加算した値を前記評価指標として算出する、請求項１又は２に記載のスペクトル決定装置。
4. 前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つは、前記サンプリング対象部に含まれる外観異常及び前記検査対象部に含まれる外観異常の凹凸の大きさに基づく分類を含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載のスペクトル決定装置。
5. 前記プロセッサは、前記検査光を射出する照明装置と通信可能に接続され、前記照明装置に前記検査光のスペクトルを出力する、請求項１から４までのいずれか一項に記載のスペクトル決定装置。
6. 前記照明装置は、物品の検査用である、請求項５に記載のスペクトル決定装置。
7. 第１分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第１分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮影した第１分類撮像画像と、第２分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第２分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第２分類撮像画像と、前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれを撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得するステップと、
   前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれにおける、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出するステップと、
   検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第１分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第１分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップと、
   前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第２分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第２分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップと、
   前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを決定できる場合に、前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを、前記検査対象部が前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つに含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルとして決定するステップと
   を含む、
   スペクトル決定方法。
8. プロセッサに、
   第１分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第１分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮影した第１分類撮像画像と、第２分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第２分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第２分類撮像画像と、前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれを撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得するステップと、
   前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれにおける、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出するステップと、
   検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第１分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第１分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップと、
   前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第２分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第２分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定するステップと、
   前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを決定できる場合に、前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを、前記検査対象部が前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つに含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルとして決定するステップと
   を実行させる、
   スペクトル決定プログラム。
9. 照明装置と、スペクトル決定装置とを備え、
   前記スペクトル決定装置は、
   第１分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第１分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第１分類撮像画像と、第２分類に含まれる外観異常が位置する第１領域と、前記第１領域から所定範囲内の少なくとも一部に広がるとともに、前記第２分類に含まれる外観異常が位置しない領域を有する第２領域とを含むサンプリング対象部を撮像した第２分類撮像画像と、前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれを撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とを取得し、
   前記第１分類撮像画像及び前記第２分類撮像画像のそれぞれにおける、前記第１領域を撮像した部分と前記第２領域を撮像した部分との間の、明度差及び色度差のうち少なくとも一方に基づく評価指標を算出し、
   検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第１分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第１分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定し、
   前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルを、前記第２分類撮像画像について算出した評価指標と、前記第２分類撮像画像を撮像するために前記サンプリング対象部を照らしているサンプリング光のスペクトル情報とに基づいて決定し、
   前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを決定できる場合に、前記検査対象部が前記第１分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルと前記検査対象部が前記第２分類に含まれる外観異常を含んでいるか検出するスペクトルとで共通するスペクトルを、前記検査対象部が前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つに含まれる外観異常を含んでいるか検出するために前記検査対象部を照らす検査光のスペクトルとして決定し、
   前記照明装置は、前記検査光を前記検査対象部に射出する、
   照明システム。
10. 前記照明装置は、前記検査対象部を観察する光学顕微鏡に搭載可能に構成される、請求項９に記載の照明システム。
11. 前記照明装置は、リング照明として構成される、請求項９又は１０に記載の照明システム。
12. 前記照明装置は、物品の検査用である、請求項９から１１までのいずれか一項に記載の照明システム。
13. 発光部と、前記発光部を制御する照明制御部とを備え、
    前記照明制御部は、
    請求項１から６までのいずれか一項に記載のスペクトル決定装置によって決定されたスペクトルに関する情報を前記スペクトル決定装置から取得し、
    前記発光部に、前記スペクトルで特定される検査光を射出させ、
    前記発光部は、前記第１分類又は前記第２分類の少なくとも１つに含まれる外観異常の検査対象となる検査対象部に前記検査光を射出する、
    照明装置。
14. 前記検査対象部を観察する光学顕微鏡に搭載可能に構成される、請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記発光部は、リング照明として配置される、請求項１３又は１４に記載の照明装置。
16. 前記発光部は、
    ３６０ｎｍ～４３０ｎｍの波長領域にピーク波長を有する光を発光する発光素子と、
    前記発光素子が発光する光を、３６０ｎｍ～７８０ｎｍの波長領域にピーク波長を有する光に変換する波長変換部材と
    を備える、請求項１３から１５までのいずれか一項に記載の照明装置。
17. 物品の検査用である、請求項１３から１６までのいずれか一項に記載の照明装置。
18. 照明装置と、サンプルホルダとを備え、
    前記照明装置は、発光部と、前記発光部を制御する照明制御部とを備え、
    前記照明制御部は、請求項１から６までのいずれか一項に記載のスペクトル決定装置によって決定されたスペクトルに関する情報を前記スペクトル決定装置から取得し、前記発光部に前記スペクトルで特定される検査光を射出させ、
    前記サンプルホルダは、検査対象物が前記検査光で照明されるように、前記検査対象物を配置可能に構成される、
    検査装置。
19. 前記照明装置は、
    それぞれ異なるスペクトルで特定される光を射出する第１発光部と第２発光部とを備え、
    前記第１発光部及び前記第２発光部の少なくとも一方を選択して前記検査光を射出させる、請求項１８に記載の検査装置。
20. 前記照明装置は、
    前記検査対象物に関する情報を取得し、
    前記検査対象物に関する情報に基づいて、前記検査光のスペクトルを制御する、請求項１８又は１９に記載の検査装置。
21. 前記サンプルホルダは、光学顕微鏡に含まれており、
    前記照明装置は、前記光学顕微鏡に搭載可能に構成される、請求項１８から２０までのいずれか一項に記載の検査装置。

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