JPWO2018225406A1 - 表面欠陥検査装置の配置決定方法、該装置、該プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、照明部及び撮像部それぞれの配置位置及び光軸方向を第１及び第２配置情報として設定し、照明部、撮像部及び欠陥を含む被検査物の外観それぞれを数値化した各情報に基づき第１配置情報による照明部で被検査物を照明し第２配置情報による撮像部で検査領域を撮像して得られる画像を数値演算で求め、この画像に基づき欠陥を検出する。本発明は、上記処理を、第１及び第２配置情報の少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果の第１及び第２配置情報を最適配置として求める。

Description

本発明は、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定する表面欠陥検査装置の配置決定方法、配置決定装置および配置決定プログラム、ならびに、前記配置決定プログラムを記録した記録媒体に関する。

従来、車両ボディーにおける塗装表面の欠陥を画像処理によって検出する表面欠陥検査装置が知られており、例えば、特許文献１や特許文献２等に開示されている。前記欠陥は、例えばいわゆる「ブツ」、「ダレ」および「ハジキ」等と呼称される塗装面における凹凸等である。

この特許文献１に開示された表面欠陥検査装置は、被検査体の被検査面に明暗パターンの光を照射し、前記被検査面からの反射光に基づいて受光画像を作成し、この受光画像に基づいて被検査面上の欠陥を検査する装置である。前記特許文献２に開示された塗装検査装置は、このような表面欠陥検査装置を構成する照明部とＣＣＤカメラ部とをロボットの先端に搭載した装置である。

このような表面欠陥検査装置では、被検査面に明暗パターンの光を照射する照明部と前記被検査面を撮像する撮像部との、前記被検査面に対する位置関係によって、前記被検査面に生じている欠陥が検出されない場合が生じ得る。例えば、車両ボディーの外装には、様々な曲率を持つ部分が存在し、前記曲率が大きい部分（曲率半径が小さい部分）では、前記明暗パターンが過密になった画像となり、前記欠陥が検出し難い。また、前記曲率が小さい（曲率半径が大きい部分）では、明暗パターンの明部分の幅が大きくなり過ぎ、欠陥部分も正常部分と略同様な画像となり、前記欠陥が検出し難い。また例えば、車両ボディーには、ドアミラー等が付設されているため、撮像部から見てその影となる部分は、検査することができない。このため、欠陥の見落としを少なくしてより適正に検査するために、前記照明部における位置および向きと前記撮像部における位置および向きとを様々に変えて実機で検証する必要があり、その手間（工数）がかかってしまう。また、前記影となる部分は、別途に撮像部を用意する必要があるが、コスト削減のために、最適な個数の撮像部を決定する必要があり、上記と同様な手間（工数）がかかる。さらに、車種が変更されると、再度、前記照明部および前記撮像部それぞれにおける各位置および各向きと前記撮像部の個数とを設定し直さなければならず、上記と同様な手間（工数）がかかる。

特開平９−３１８３３７号公報 特開２００７−２７８７１３号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる表面欠陥検査装置の配置決定方法、配置決定装置および配置決定プログラム、ならびに、前記配置決定プログラムを記録した記録媒体を提供することである。

上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した表面欠陥検査装置の配置決定方法、配置決定装置および配置決定プログラムは、照明部及び撮像部それぞれの配置位置及び光軸方向を第１及び第２配置情報として設定し、照明部、撮像部及び欠陥を含む被検査物の外観それぞれを数値化した各情報に基づき第１配置情報による照明部で被検査物を照明し第２配置情報による撮像部で検査領域を撮像して得られる画像を数値演算で求め、この画像に基づき欠陥を検出する。上記表面欠陥検査装置の配置決定方法、配置決定装置および配置決定プログラムは、上記処理を、第１及び第２配置情報の少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果の第１及び第２配置情報を最適配置として求める。そして、本発明の一側面を反映した記録媒体は、上記配置決定プログラムを記録する。

発明の１または複数の実施形態により与えられる利点および特徴は、以下に与えられる詳細な説明および添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。

実施形態における配置決定装置の構成を示すブロック図である。 表面欠陥の一例を示す図である。 いわゆる「ブツ」と呼称される表面欠陥のモデルを説明するための図である。 前記配置決定装置を実装したコンピュータの構成を示すブロック図である。 実施形態における配置決定装置の動作を示すフローチャートである。 図５に示すフローチャートにおける欠陥設定処理を説明するための図である。 図５に示すフローチャートにおけるケース設定処理を説明するための図である。 図５に示すフローチャートにおける数値演算処理により生成された画像の一例を示す図である。 図５に示すフローチャートにおける欠陥検出処理を説明するための図である。 変形形態を説明するための図である。 他の変形形態を説明するための図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

本実施形態における配置決定装置および配置決定方法は、例えば照明装置や撮像装置等の、表面欠陥検査装置を構成する各構成部（各構成装置）の配置を決定する表面欠陥検査装置の配置決定装置および配置決定方法である。この表面欠陥検査装置の配置決定装置および方法は、被検査物を数値モデル化した被検査物モデル情報に、欠陥を数値モデル化した欠陥モデル情報を合成することによって、欠陥を持つ被検査物の数値モデルを欠陥含有被検査物モデル情報を作り、この欠陥含有被検査物モデル情報で表された、欠陥を持つ被検査物に、数値モデル化した照明部で照明部配置情報として設定された前記照明部の配置位置およびその光軸方向から照明光を照射し、数値モデル化した撮像部で撮像部配置情報として設定された前記撮像部の配置位置およびその光軸方向から前記被検査物を撮像した場合の画像を数値演算で求め、この求めた画像から前記欠陥を検出し、その検出結果に基づいて、前記設定された照明部配置情報および撮像部配置情報を評価する。そして、この表面欠陥検査装置の配置決定装置および方法は、これを様々な照明部配置情報および撮像部配置情報で試行し、試行した中で最良の検出結果を与えた照明部配置情報および撮像部配置情報を最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。これによって上記表面欠陥検査装置の配置決定装置および方法は、数値実験（シミュレーション）によって、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。以下、このような表面欠陥検査装置の配置決定装置、これに実装された表面欠陥検査装置の配置決定方法および配置決定プログラム、ならびに、前記配置決定プログラムを記録した記録媒体について、より具体的に説明する。

図１は、実施形態における配置決定装置の構成を示すブロック図である。図２は、表面欠陥の一例を示す図である。図２Ａは、いわゆる「ブツ」と呼称される表面欠陥の一例を示す、図面化した写真であり、図２Ｂは、図２Ａに示す、図面化した写真をさらに模式化した模式図である。図２Ｃは、いわゆる「ダレ」と呼称される表面欠陥の一例を示す、図面化した写真であり、図２Ｄは、図２Ｃに示す、図面化した写真をさらに模式化した模式図である。図２Ｅは、いわゆる「ハジキ」と呼称される表面欠陥の一例を示す、図面化した写真であり、図２Ｆは、図２Ｅに示す、図面化した写真をさらに模式化した模式図である。図３は、いわゆる「ブツ」と呼称される表面欠陥のモデルを説明するための図である。図４は、前記配置決定装置を実装したコンピュータの構成を示すブロック図である。

実施形態における配置決定装置Ｄは、例えば、図１に示すように、入力部１と、出力部２と、インターフェース部３と、制御処理部４と、記憶部５とを備える。

入力部１は、制御処理部４に接続され、例えば、試行の開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被検査物モデル情報、欠陥モデル情報、照明部モデル情報および撮像部モデル情報等の前記試行する上で必要な各種データを配置決定装置Ｄに入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。出力部２は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、入力部１から入力されたコマンドやデータ、および、当該配置決定装置Ｄによって求められた複数の試行の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報を出力する装置であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示装置）および有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。

なお、入力部１および出力部２からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部１は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部２は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として配置決定装置Ｄに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い配置決定装置Ｄが提供される。

ＩＦ部３は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部３は、外部機器との間で通信を行う回路であり、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等であっても良い。

記憶部５は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。

前記各種の所定のプログラムには、制御プログラム、欠陥設定プログラム、合成プログラム、ケース設定プログラム、画像数値演算生成プログラム、表面欠陥検出プログラム、シミュレーション制御プログラム、および、配置決定プログラム等が含まれる。前記制御プログラムは、配置決定装置Ｄの各部１〜３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するプログラムである。前記欠陥設定プログラムは、所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数、ランダム（無作為）に設定する欠陥設定処理を実行するプログラムである。前記合成プログラムは、後述の被検査物モデル情報記憶部５４に記憶された被検査物モデル情報に、前記欠陥設定プログラムで設定された欠陥の配置位置で後述の欠陥モデル情報記憶部５３に記憶された欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成する合成処理を実行するプログラムである。前記ケース設定プログラムは、照明部における配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報としてランダムに設定し、撮像部における配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報としてランダムに設定するケース設定処理を実行するプログラムである。前記画像数値演算生成プログラムは、後述の照明部モデル情報記憶部５１に記憶された照明部モデル情報、後述の撮像部モデル情報記憶部５２に記憶された撮像部モデル情報、および、前記合成プログラムで生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記ケース設定プログラムで設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記ケース設定プログラムで設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記欠陥設定プログラムで設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める数値演算処理を実行するプログラムである。前記表面欠陥検出プログラムは、画像数値演算生成プログラムで求められた画像に基づいて欠陥を検出し、この検出した検出結果と前記ケース設定プログラムで設定された照明部配置情報および撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として後述のシミュレーション結果記憶部５６に記憶する検出処理を実行するプログラムである。前記シミュレーション制御プログラムは、前記ケース設定処理を前記ケース設定プログラムに実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを前記画像数値演算生成プログラムおよび前記表面欠陥検出プログラムそれぞれに複数回実行させる試行処理を実行するプログラムである。前記配置決定プログラムは、シミュレーション結果記憶部５６に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、この決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める配置決定処理を実行するプログラムである。

前記各種の所定のデータには、例えば照明部モデル情報、撮像部モデル情報、欠陥モデル情報、被検査物モデル情報等の、各プログラムを実行する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部５は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。記憶部５は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部４のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。そして、記憶部５は、照明部モデル情報、撮像部モデル情報、欠陥モデル情報、被検査物モデル情報、前記被検査物モデル情報に欠陥モデル情報を合成することによって生成された欠陥含有被検査物モデル情報、および、試行の結果であるシミュレーション結果それぞれを記憶するために、照明部モデル情報記憶部５１、撮像部モデル情報記憶部５２、欠陥モデル情報記憶部５３、被検査物モデル情報記憶部５４、欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５、および、シミュレーション結果記憶部５６を機能的に備える。

なお、このような各種の所定のプログラムや各種の所定のデータは、通信ネットワークに接続され、これら各種の所定のプログラムや各種の所定のデータを記憶し、管理するサーバ装置から、前記通信ネットワークおよびＩＦ部３を介してダウンロードされ、記憶部５に記憶されて良い。あるいは、これら各種の所定のプログラムや各種の所定のデータを記録（記憶）した、例えばＵＳＢメモリ等の記録媒体から、ＩＦ部３を介して読み込まれ、記憶部５に記憶されて良い。あるいは、配置決定装置Ｄは、例えばＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置やＣＤ−ＲＯＭドライブ装置等のドライブ装置をさらに備え、これら各種の所定のプログラムや各種の所定のデータを記録した、例えばＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭ等からＩＦ部３を介して読み込まれ、記憶部５に記憶されて良い。また、各種の所定のデータは、入力部１から入力され、記憶部５に記憶されても良い。

照明部モデル情報記憶部５１は、表面欠陥検査装置を構成する、被検査物に照明光を照射する照明部を数値化した照明部モデルを表す情報である前記照明部モデル情報を記憶するものである。照明部モデル情報は、入力部１や、ＩＦ部３等から予め入力され、照明部モデル情報記憶部５１に記憶される。照明部モデル情報は、照明部の光放射部分における輝度分布を表す輝度分布情報、照明部の光放射部分における形状を表す形状情報、および、照明部の光放射部分における配光特性を表す配光特性情報のうちの少なくとも前記輝度分布情報を含む１または複数を含む。前記輝度分布は、輝度が位置によって異なる分布だけでなく、輝度が位置にかかわらず均一である分布を含んで良い。前記照明部の光放射部分における形状は、前記光放射部分の幅、高さおよび光放射面の面形状（平面や曲面等）等によって規定される。前記形状は、明暗パターンを含み、前記明暗パターンにおける明部幅および明部間の間隔を含んで良い。なお、照明部を複数に設定することで、前記明暗パターンが構成されても良い。この場合では、各照明部の形状を設定することによって前記明暗パターンにおける明部幅が設定され、各照明部間の間隔を設定することによって前記明暗パターンにおける明部間の間隔が設定される。

照明部は、１種類であって良く、これに応じて照明部モデル情報は、１種類であって良い。あるいは、照明部は、複数の種類であって良く、これに応じて照明部モデル情報は、複数の種類であって良い。複数の種類の照明部（複数の種類の照明部モデル情報）は、輝度分布（輝度分布情報）、形状（形状情報）および配光特性（配光特性情報）のうちの少なくとも１つが互いに異なる。照明部（照明部モデル情報）が複数の種類から成る場合、これら複数の種類のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、後述のシミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる照明部（照明部モデル情報）が設定される。

撮像部モデル情報記憶部５２は、表面欠陥検査装置を構成する、被検査物を撮像する撮像部を数値化した撮像部モデルを表す情報である前記撮像部モデル情報を記憶するものである。撮像部モデル情報は、入力部１や、ＩＦ部３等から予め入力され、撮像部モデル情報記憶部５２に記憶される。撮像部モデル情報は、撮像部における撮像素子の画素サイズ（画素大きさ）および画素数（撮像素子の大きさ）を表す撮像素子情報、撮像部における撮像光学系の光学特性を表す光学特性情報、および、撮像部における撮像素子の分光感度特性を表す分光感度特性情報のうちの少なくとも前記撮像素子情報を含む１または複数を含む。前記光学特性情報は、前記撮像光学系を形成する光学素子のコンストラクションデータ、前記光学素子の硝材データおよび前記光学素子の表面コート、ならびに、前記撮像光学系のＦナンバーを含んで良い。

撮像部は、１種類であって良く、これに応じて撮像部モデル情報は、１種類であって良い。あるいは、撮像部は、複数の種類であって良く、これに応じて撮像部モデル情報は、複数の種類であって良い。複数の種類の撮像部（複数の種類の撮像部モデル情報）は、画素サイズおよび画素数（撮像素子情報）、光学特性（光学特性情報）および分光感度特性（分光感度特性情報）のうちの少なくとも１つが互いに異なる。撮像部（撮像部モデル情報）が複数の種類から成る場合、これら複数の種類のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、後述のシミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる撮像部（撮像部モデル情報）が設定される。

欠陥モデル情報記憶部５３は、被検査物に生じ得る所定の欠陥を数値化した欠陥モデルを表す情報である前記欠陥モデル情報を記憶するものである。欠陥モデル情報は、入力部１や、ＩＦ部３等から予め入力され、欠陥モデル情報記憶部５３に記憶される。前記被検査物が車両の外装面に施された塗装面である場合、前記欠陥には、図２Ａおよび図２Ｂに一例として示すいわゆる「ブツ」、図２Ｃおよび図２Ｄに一例として示すいわゆる「ダレ」、および、図２Ｅおよび図２Ｆに一例として示すいわゆる「ハジキ」等がある。このような欠陥の外形輪郭面を表す数値データが前記欠陥モデル情報として欠陥モデル情報記憶部５３に記憶される。図３には、一例として、前記「ブツ」の外形輪郭面における１つの断面線が図示されている。これら複数の種類のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、後述のシミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる欠陥（欠陥モデル情報）が設定される。

なお、同種（上述の例では「ブツ」、「ダレ」および「ハジキ」のうちのいずれか１つの種類）の欠陥であっても、その大きさや高さや平面視の形状等の違いによって欠陥モデル情報が複数から成っても良い。あるいは、１つの種類の欠陥モデルから、拡大、縮小または変形によってその大きさや高さや平面視の形状等の異なる欠陥モデル情報が生成されても良い。これら複数のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、後述のシミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる欠陥（欠陥モデル情報）が設定される。また、欠陥をより良好に検出できるか否かによって表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定する目的から、好適には、欠陥のサイズは、前記表面欠陥検査装置で検出できる限界のサイズである。

被検査物モデル情報記憶部５４は、表面欠陥検査装置によって検査される被検査物の外観を数値化した被検査物モデルを表す情報である前記被検査物モデル情報を記憶するものである。被検査物モデル情報は、入力部１や、ＩＦ部３等から予め入力され、被検査物モデル情報記憶部５４に記憶される。被検査物モデル情報は、被検査物の配置位置を表す被検査物位置情報、被検査物の外側輪郭面形状を表す被検査物輪郭形状情報、および、被検査物の外側の反射特性を表す被検査物反射特性情報を含む。前記被検査物位置情報は、被検査物を表面欠陥検査装置で検査する空間（仮想空間）における、被検査物の所定の点の位置で表される。例えば、被検査物の重心点の位置や中央点の位置で表される。前記被検査物輪郭形状情報は、前記被検査物位置情報で表される被検査物の配置位置を原点に、被検査物の外側輪郭面を表す数値データである。前記反射特性は、反射光の配光特性で表されて良い。被検査物の塗装は、単層構造であって良く、あるいは、第１塗装層および前記第１塗装層上に上塗りされた第２塗装層から成る２層構造であって良く、この場合では、前記被検査物反射特性情報は、前記第１塗装層の反射特性を表す第１塗装層反射特性情報と、前記第２塗装層の反射特性を表す第２塗装層反射特性情報とから成る。前記反射特性は、分光反射特性であって良い。

被検査物は、１種類であって良く、これに応じて被検査物モデル情報は、１種類であって良い。あるいは、被検査物は、複数の種類であって良く、これに応じて被検査物モデル情報は、複数の種類であって良い。複数の種類の被検査物（複数の種類の被検査物モデル情報）は、外側輪郭面形状（被検査物輪郭形状情報）、および、反射特性（被検査物反射特性情報）のうちの少なくとも１つが互いに異なる。被検査物（被検査物モデル情報）が複数の種類から成る場合、これら複数の種類のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる被検査物（被検査物モデル情報）が設定される。

被検査物は、任意の物体であって良いが、本実施形態では、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報である。前記車両モデル情報は、車両の配置位置を表す車両位置情報、車両（車両ボディー）の外側輪郭面形状を表す車両輪郭形状情報、および、車両の外側の反射特性を表す車両反射特性情報を含む。車両輪郭形状情報は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）のデータを利用することができる。車両ボディーの塗装は、単層構造であって良く、あるいは、２層構造であって良い。２層構造である場合、第１塗装層は、例えば、メタリック層であり、第２塗装層は、クリア層である。車種は、１種類であって良く、これに応じて車両モデル情報は、１種類であって良い。あるいは、車種は、複数の種類であって良く、これに応じて車両モデル情報は、複数の種類であって良い。複数の車種（複数の種類の車両モデル情報）は、少なくとも外側輪郭面形状（被検査物輪郭形状情報）が互いに異なる。複数の車種（複数の車両モデル情報）である場合、これら複数の車種のうちの１つが、入力部１からその指定を受け付けることによって、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに選択されることによって、試行に用いる車種（車両モデル情報）が設定される。なお、本実施形態では、車両輪郭形状情報は、車両全体（車両ボディ全体）の外側輪郭面形状を表す数値データであるが、例えば車両ボディの右半分や、ドア部分やバンパー部分等、その一部であっても良い。

欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５は、被検査物モデル情報に、欠陥モデル情報を合成することによって生成された前記欠陥含有被検査物モデル情報を記憶するものである。

シミュレーション結果記憶部５６は、後述の表面欠陥検出部４６による検出結果と照明部の照明部配置情報と撮像部の撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶するものである。

制御処理部４は、配置決定装置Ｄの各部１〜３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、数値モデルを用いた試行によって表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定するための回路である。制御処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部４は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部４１、欠陥設定部４２、合成部４３、ケース設定部４４、画像数値演算生成部４５、表面欠陥検出部４６、シミュレーション制御部４７および配置決定部４８を機能的に備える。

制御部４１は、配置決定装置Ｄの各部１〜３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、配置決定装置Ｄ全体の制御を司るものである。

欠陥設定部４２は、被検査物の表面に検査領域を設定し、この設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定する欠陥設定処理を実行するものである。前記検査領域は、例えばユーザ（オペレータ）によって例えばドア部分やボンネット部分等で入力部１から指定され、この指定に応じて欠陥設定部４２によって設定されて良い。あるいは、前記検査領域は、欠陥設定部４２によってランダム（無作為）に設定されて良い。欠陥の個数は、例えばユーザによって入力部１から指定されて良く、あるいは、欠陥設定部４２によってランダムに設定されて良い。前記配置位置は、例えばユーザによって入力部１から指定され、この指定に応じて欠陥設定部４２によって設定されて良い。あるいは、前記配置位置は、欠陥設定部４２によってランダムに設定されて良い。なお、欠陥をより良好に検出できるか否かによって表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定する目的から、好適には、欠陥の配置位置は、前記表面欠陥検査装置によって欠陥の検出が難しいと想定される位置である。

合成部４３は、被検査物モデル情報記憶部５４に記憶された被検査物モデル情報に、欠陥設定部４２で設定された欠陥の配置位置で欠陥モデル情報記憶部５３に記憶された欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成する合成処理を実行するものである。より具体的には、合成部４３は、被検査物モデル情報に、欠陥設定部４２で設定された欠陥の配置位置で、欠陥モデル情報を重畳することによって、被検査物モデル情報に欠陥モデル情報を合成する。より詳しくは、合成部４３は、被検査物モデル情報の数値データに、欠陥設定部４２で設定された欠陥の配置位置で、欠陥モデル情報の数値データを加算することによって、被検査物モデル情報に欠陥モデル情報を合成する。合成部４３は、この生成した欠陥含有被検査物モデル情報を、欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５に記憶する。

ケース設定部４４は、照明部における配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定し、撮像部における配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するケース設定処理を実行するものである。照明部の配置位置および撮像部の配置位置は、それぞれ、前記被検査物位置情報で表される被検査物の配置位置を原点に持つ座標系の座標値で表される。あるいは、被検査物を表面欠陥検査装置で検査する空間（仮想空間）にワールド座標系が設定（仮想）され、被検査物の配置位置、照明部の配置位置および撮像部の配置位置は、それぞれ、このワールド座標系の座標値で表される。前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報は、それぞれ、例えばユーザ（オペレータ）によって入力部１から指定され、この指定に応じてケース設定部４４によって設定されて良い。あるいは、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報は、それぞれ、ケース設定部４４によってランダム（無作為）に設定されて良い。あるいは、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報は、それぞれ、ユーザによって入力部１から範囲（指定範囲）が指定され、この指定された指定範囲内でケース設定部４４によってランダムに設定されて良い。表面欠陥検査装置が設置される現実（実際）の場所には、表面欠陥検査装置を構成する各構成部が配置できない範囲が存在する場合が有り得る。このような場合に、ユーザは、表面欠陥検査装置を構成する各構成部が配置できない範囲を除外して前記指定範囲を指定することで、このような場合でも本実施形態における配置決定装置Ｄは、表面欠陥検査装置を構成する各構成部が配置できない範囲を除外して前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を設定できる。

画像数値演算生成部４５は、照明部モデル情報記憶部５１に記憶された照明部モデル情報、撮像部モデル情報記憶部５２に記憶された撮像部モデル情報、および、合成部４３で生成され欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５に記憶された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、ケース設定部４４で設定された照明部配置情報による照明部で被検査物を照明しケース設定部４４で設定された撮像部配置情報による撮像部で欠陥設定部で設定された検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める数値演算処理を実行するものである。

この数値演算による画像の形成では、例えば、まず、画像数値演算生成部４５は、照明部モデル情報で表される照明部に、前記画像の形成に必要な、例えば数万から数億等の複数の光線が設定される。次に、画像数値演算生成部４５は、これら複数の光線それぞれについて、照明部から被検査物を介して撮像部に至る光伝播路を所定の光学シミュレーターを用いることによって順光線追跡する。次に、画像数値演算生成部４５は、照明部から被検査物を介して撮像部に至る複数の光線それぞれについて、照明部モデル情報に基づく、照明部から放射される光強度に、光伝播路上に在る透過面や反射面に対しその透過率や反射率を乗算することによって、撮像部に入射する光強度を求める。そして、画像数値演算生成部４５は、照明部から被検査物を介して撮像部に至る複数の光線それぞれの、撮像部に入射する各光強度を、撮像部の各画素ごとに纏め、各画素それぞれに入射する各光強度を求める。なお、この際に、撮像部の分光感度が考慮されても良い。この画素に入射する光強度が画素の画素値となり、これによって数値演算による画像が形成され、生成される。

また、上述では、順光線追跡によって照明部から被検査物を介して撮像部に至る光伝播路が求められたが、逆光線追跡によって、照明部から被検査物を介して撮像部に至る光伝播路が求められても良い（すなわち、撮像部の各画素から被検査物を介して照明部に至る光伝播路が求められても良い）。この逆光線追跡によれば、順光線追跡に較べ、前記複数の光線の個数が低減できる。なお、この場合において、撮像光学系の光学特性情報から、画素に入射する光線の角度範囲が求められ、この角度範囲内で、逆光線追跡するための前記光線が設定されて良い。

光学シミュレーターは、任意の適宜なシミュレーターで良いが、一例を挙げれば、例えば、Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓである。

表面欠陥検出部４６は、画像数値演算生成部４５で求められた画像に基づいて欠陥を検出し、この検出した検出結果とケース設定部４４で設定された照明部配置情報および撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組としてシミュレーション結果記憶部５６に記憶する検出処理を実行するものである。欠陥の検出手法は、公知の手法が用いられて良いが、本実施形態の手法については、後述する。

シミュレーション制御部４７は、前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させる試行処理を実行するものである。

配置決定部４８は、シミュレーション結果記憶部５６に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、この決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める配置決定処理を実行するものである。配置決定部４８は、この求めた照明部配置情報および撮像部配置情報を出力部２から外部に出力する。あるいは、配置決定部４８は、この求めた照明部配置情報および撮像部配置情報をＩＦ部３から外部機器へ出力する。

このような配置決定装置Ｄは、一例では、図４に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４、ＬＣＤ１６、キーボード１７、マウス１８、ＵＳＢインターフェース１９、および、これらＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、ＨＤＤ１４、ＬＣＤ１６、キーボード１７、マウス１８およびＵＳＢインターフェース１９を相互に接続するバス１５を備える、例えば、デスクトップ型やノード型のコンピュータによって構成可能である。

次に、本実施形態の動作について説明する。図５は、実施形態における配置決定装置の動作を示すフローチャートである。図６は、図５に示すフローチャートにおける欠陥設定処理を説明するための図である。図７は、図５に示すフローチャートにおけるケース設定処理を説明するための図である。図８は、図５に示すフローチャートにおける数値演算処理により生成された画像の一例を示す図である。図９は、図５に示すフローチャートにおける欠陥検出処理を説明するための図である。

このような構成の配置決定装置Ｄは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部４には、制御部４１、欠陥設定部４２、合成部４３、ケース設定部４４、画像数値演算生成部４５、表面欠陥検出部４６、シミュレーション制御部４７および配置決定部４８が機能的に構成される。

そして、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置の決定にあたって、図５において、配置決定装置Ｄは、まず、制御処理部４のシミュレーション制御部４７によって、ユーザ（オペレータ）によって入力部１から入力されるシミュレーション回数（試行回数）を受け付ける（Ｓ１１）。

次に、配置決定装置Ｄは、制御処理部４の欠陥設定部４２によって、欠陥を被検査物に設定する欠陥設定処理を実行する（Ｓ１２）。より具体的には、欠陥設定部４２は、一例として図６に示すように、被検査物Ｏｂ（図６に示す例では車両ボディＯｂ）の外側表面（外装面）に検査領域ＡＲを設定し、この設定した検査領域ＡＲ内に、欠陥ＤＥｎの配置位置Ｐｎをランダムに１または複数設定する。図６に示す例では、４個の第１ないし第４欠陥ＤＥ１〜ＤＥ４それぞれに対する４個の第１ないし第４配置位置Ｐ１〜Ｐ４が矩形の検査領域ＡＲ内に設定されている。

次に、配置決定装置Ｄは、制御処理部４の合成部４３によって、被検査物モデル情報に欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成する合成処理を実行する（Ｓ１３）。より具体的には、合成部４３は、被検査物モデル情報記憶部５４に記憶された被検査物モデル情報の数値データに、処理Ｓ１２で欠陥設定部４２によって設定された欠陥ＤＥｎの配置位置Ｐｎで、欠陥モデル情報記憶部５３に記憶された欠陥モデル情報の数値データを加算することによって、被検査物モデル情報に欠陥モデル情報を合成し、欠陥含有被検査物モデル情報を生成する。そして、合成部４３は、この生成した欠陥含有被検査物モデル情報を記憶部５の欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５に記憶する。図６に示す例では、合成部４３は、車両ボディＯｂを数値化した車両モデル情報の数値データに、第１配置位置Ｐ１で、第１欠陥ＤＥ１における欠陥モデル情報の数値データを加算し、前記車両モデル情報の数値データに、第２配置位置Ｐ２で、第２欠陥ＤＥ２における欠陥モデル情報の数値データを加算し、前記車両モデル情報の数値データに、第３配置位置Ｐ３で、第３欠陥ＤＥ３における欠陥モデル情報の数値データを加算し、そして、前記車両モデル情報の数値データに、第４配置位置Ｐ４で、第４欠陥ＤＥ４における欠陥モデル情報の数値データを加算する。これによって欠陥含有車両モデル情報が生成され、欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５に記憶される。

次に、配置決定装置Ｄは、制御処理部４のケース設定部４４によって、照明部配置情報や撮像部配置情報を設定するケース設定処理を実行する（Ｓ１４）。より具体的には、ケース設定部４４は、照明部における配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報としてランダム（無作為）に設定し、撮像部における配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報としてランダムに設定する。一例として図７に示すように、車両ボディＯｂの側面から６個の直状矩形平面の第１ないし第６明部ＬＳ１〜ＬＳ６を持つ明暗パターンの照明部で（あるいは、車両ボディＯｂの側面から６個の直状矩形平面の第１ないし第６照明部ＬＳ１〜ＬＳ６によって明暗パターンで）車両ボディＯｂが照明され、明暗パターンの中央位置で車両ボディＯｂの側面から車両ボディＯｂを撮像部で撮像するように、照明部配置情報および撮像部配置情報がケース設定部４４によって設定される。

次に、配置決定装置Ｄは、制御処理部４の画像数値演算生成部４５によって、画像を数値演算で求める数値演算処理を実行する（Ｓ１５）。より具体的には、画像数値演算生成部４５は、照明部モデル情報記憶部５１に記憶された照明部モデル情報、撮像部モデル情報記憶部５２に記憶された撮像部モデル情報、および、合成部４３で生成され欠陥含有被検査物モデル情報記憶部５５に記憶された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、ケース設定部４４で設定された照明部配置情報による照明部で被検査物を照明しケース設定部４４で設定された撮像部配置情報による撮像部で欠陥設定部４２で設定された検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める。例えば、上述したように、撮像光学系の光学特性情報から、画素に入射する光線の角度範囲が求められる。この角度範囲内で、光学シミュレーターによる逆光線追跡によって、照明部から被検査物を介して撮像部に至る光伝播路が求められる。照明部から被検査物を介して撮像部に至る複数の光線それぞれの、撮像部に入射する各光強度が求められる。そして、照明部から被検査物を介して撮像部に至る複数の光線それぞれの、撮像部に入射する各光強度を、撮像部の各画素ごとに纏めることによって、各画素の光強度が求められる。これによって数値演算による画像が生成される。例えば、上述の例では、図８に示す画像が数値演算により生成される。図８に示す例では、処理Ｓ１２で設定された検査領域ＡＲ全面は、撮像できず、第１ないし第３欠陥ＤＥ１〜ＤＥ３が写り込んだ画像が生成されている。第１および第２欠陥ＤＥ１、ＤＥ２は、明暗パターンの明部内に写り込み、黒点で画像に現れ、第３欠陥ＤＥ３は、明暗パターンの暗部に写り込み、白点で画像に現れている。

次に、配置決定装置Ｄは、制御処理部４の表面欠陥検出部４６によって、前記数値演算による画像から欠陥ＤＥｎを検出する欠陥検出の処理を実行する（Ｓ１６）。より具体的には、表面欠陥検出部４６は、処理Ｓ１２で設定された各欠陥ＤＥｎそれぞれについて、処理Ｓ１５で生成した画像から、処理Ｓ１２で設定された欠陥ＤＥｎの配置位置Ｐｎで欠陥ＤＥｎのコントラストを求める。例えば、図８に示す画像において、第１欠陥ＤＥ１を通る行ＩＩ−ＩＩ上の各画素の画素値は、明暗パターンの照明光に応じて図９に示すように矩形パルス列状に変化し、第１欠陥ＤＥ１に相当する箇所では、第１欠陥ＤＥ１の周辺における明部の明るい画素値ｘに較べて、第１欠陥ＤＥ１の画素値は、暗い画素値ｙとなる。表面欠陥検出部４６は、第１欠陥ＤＥ１の周辺における明部の明るい画素値ｘに対する第１欠陥の画素値ｙの比（割合）を前記コントラストとして求める（（第１欠陥ＤＥ１のコントラスト）＝ｙ／ｘ）。前記コントラストでは、その値が大きいほど、より良い検出結果である。そして、このようなコントラストを各欠陥ＤＥｎについて求めると、表面欠陥検出部４６は、各欠陥ＤＥｎの各コントラストと、処理Ｓ１２で設定した照明部配置情報および撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組としてシミュレーション結果記憶部５６に記憶する。なお、図８に示す例の第４欠陥ＤＥ４のように、処理Ｓ１５で生成した画像の撮像範囲から外れて欠陥ＤＥｎが写り込まない場合が有り得る。この場合では、処理Ｓ１５で生成した画像の撮像範囲から外れて欠陥ＤＥｎのコントラストは、０とされる。また、図８に示す例の第３欠陥ＤＥ３のように、欠陥が明暗パターンの暗部に当たる場合が有り得る。このような場合では、暗部で明暗を反転させてから、上述と同様に、コントラストが求められればよい。

なお、上述では、検出結果にコントラストｙ／ｘが用いられたが、欠陥を評価できれば他の量が用いられても良い。例えば、処理Ｓ１５で生成した画像における欠陥ＤＥの画像の大きさ（面積）が用いられても良い。前記欠陥ＤＥの画像の大きさ（面積）が用いられる場合では、その値が大きいほど、より良い検出結果である。処理Ｓ１５で生成した画像は、各画素の各画素値で高さを与えると立体化できるが、この立体化した場合に、欠陥ＤＥの箇所には、明部では凹部が形成され、暗部では凸部が形成される。また例えば、この凹部または凸部の体積が用いられても良い。前記凹部や凸部の体積が用いられる場合では、その値が大きいほど、より良い検出結果である。

次に、配置決定装置Ｄは、シミュレーション制御部４７によって、前記組の個数が処理Ｓ１１で受け付けたシミュレーション回数に達したか否かを判定する（Ｓ１７）。この判定の結果、シミュレーション回数に達している場合（Ｙｅｓ）には、シミュレーション制御部４７は、次の処理Ｓ１８を実行する。一方、前記判定の結果、シミュレーション回数に達していない場合（Ｎｏ）には、シミュレーション制御部４７は、次の試行をするために、処理を処理Ｓ１４に戻す。これによってシミュレーション制御部４７は、前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方、本実施形態では両方を変えながら前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させる。

前記処理Ｓ１８では、配置決定装置Ｄは、制御処理部４の配置決定部４８によって、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定する配置決定処理を実行する。より具体的には、配置決定部４８は、シミュレーション結果記憶部５６に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、この決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。

最良の検出結果を持つ組の決定では、例えば、配置決定装置Ｄは、複数の組それぞれについて、検出結果の平均値、上述の例では、第１ないし第４欠陥ＤＥ１〜ＤＥ４の各コントラストの平均値を求め、最も大きい平均値を持つ組を、最良の検出結果を持つ組として決定する。

そして、配置決定部４８は、このように求めた照明部配置情報および撮像部配置情報を出力部２から外部に出力し、本処理を終了する。なお、必要に応じて、配置決定部４８は、この求めた照明部配置情報および撮像部配置情報をＩＦ部３から外部機器へ出力しても良い。

以上説明したように、本実施形態における表面欠陥検査装置の配置決定装置Ｄならびにこれに実装された配置決定方法および配置決定プログラムは、照明部、撮像部、被検査物および欠陥それぞれを数値モデル化し、コンピュータを用いて照明部配置情報による照明部で被検査物を照明し撮像部配置情報による撮像部で検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求め、この求められた画像に基づいて欠陥を検出する。そして、上記表面欠陥検査装置の配置決定方法は、これを照明部配置情報および撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果を与えた照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数回の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。このように上記配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、様々に変えた照明部配置情報および前記撮像部配置情報に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できるので、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。上記配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、様々に変えた照明部配置情報および前記撮像部配置情報に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できるので、車種の変更やモデルチェンジにも柔軟に対応できる。

なお、上述の実施形態では、前記シミュレーション制御部４７は、処理Ｓ１４ないし処理Ｓ１７の繰り返される各処理において、前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報の両方を変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させたが、処理Ｓ１４ないし処理Ｓ１７の繰り返される各処理において、前記照明部配置情報を固定して前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記撮像部配置情報のみを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させて良く、処理Ｓ１４ないし処理Ｓ１７の繰り返される各処理において、前記撮像部配置情報を固定して前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報のみを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、画像数値計演算成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させて良い。

また、上述の実施形態では、配置決定部４８は、各組における検出結果の単純平均値を求め、各組を評価、比較したが、配置決定部４８は、コントラストが０のように検出できない検出結果を含む組を、シミュレーション結果記憶部５６に記憶された複数の組の中から、まず、除外し（外し）、残余の複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、この決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めても良い。

また、上述の実施形態では、明暗パターンの明部および暗部での欠陥の検出結果が用いられて照明部および撮像部それぞれの配置位置が決定されたが、明部のみを用いた欠陥検出を想定して、明部での欠陥の検出結果のみが用いられて照明部および撮像部それぞれの配置位置が決定されても良く、あるいは、暗部のみを用いた欠陥検出を想定して、暗部での欠陥の検出結果のみが用いられて照明部および撮像部それぞれの配置位置が決定されても良い。

また、上述の実施形態では、配置決定部４８は、各組における検出結果の単純平均値を求め、各組を評価、比較したが、単純平均値に代え、重み付き平均値が求められても良い。図１０は、変形形態を説明するための図である。特に、被検査物が車両ボディーである場合、許容される表面欠陥ＤＥの程度は、その発生箇所に応じて異なる。例えば、ルーフに生じた表面欠陥ＤＥの許容範囲は、相対的に広く（緩く）、ドアに生じた表面欠陥ＤＥの許容範囲は、相対的に狭い（厳しい）。例えば、図１０に示すように、車両ボディに対し重みの境界線αが設けられ、境界線αよりルーフ側に処理Ｓ１２で設定された欠陥ＤＥに対する検出結果（上述ではコントラスト）には、重みβ１が付けられ、境界線α以下下側に処理Ｓ１２で設定された欠陥ＤＥに対する検出結果（上述ではコントラスト）には、重みβ２が付けられ、当該組の検出結果の重み付き平均値が求められる。

また、これら上述の実施形態では、複数回の試行では、照明部および撮像部が固定され、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方が変更されたが、これに限定されず、次の第１ないし第４態様ように、あるいは、これらの組合せで、複数回の試行が実行されても良い。

第１態様では、照明部モデル情報は、可変の照明部モデルパラメータを含み、前記シミュレーション制御部４７は、処理Ｓ１４ないし処理Ｓ１７の繰り返される各処理において、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させる。

前記可変の照明部モデルパラメータは、例えば、照明部の光放射部分における輝度分布、照明部の光放射部分における形状、および、照明部の光放射部分における配光特性のうちの１または複数を含んで良い。前記可変の照明部モデルパラメータは、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる前記可変の照明部モデルパラメータにおけるパラメータ値が設定される。なお、前記可変の照明部モデルパラメータには、可変範囲が規定されている場合には、前記可変の照明部モデルパラメータは、その可変範囲内で可変される。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、可変の照明部モデルパラメータを変えることによって、同種の照明部で様々な照明光に対し、あるいは、様々な種類の照明部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

第２態様では、撮像部モデル情報は、可変の撮像部モデルパラメータを含み、シミュレーション制御部４７は、処理Ｓ１４ないし処理Ｓ１７の繰り返される各処理において、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理をケース設定部４４に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを画像数値演算生成部４５および表面欠陥検出部４６それぞれに複数回実行させる。

前記可変の撮像部モデルパラメータは、例えば、前記撮像部における撮像素子の画素サイズ（画素大きさ）および画素数、前記撮像部における撮像光学系の光学特性、および、前記撮像部における撮像素子の分光感度特性のうちの１または複数を含んで良い。前記可変の撮像部モデルパラメータは、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる前記可変の撮像部モデルパラメータにおけるパラメータ値が設定される。なお、前記可変の撮像部モデルパラメータには、可変範囲が規定されている場合には、前記可変の撮像部モデルパラメータは、その可変範囲内で可変される。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、可変の撮像部モデルパラメータを変えることによって、様々な種類の撮像部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

上述では、明暗パターンを形成するために、前記照明部ＬＳ１〜ＬＳ６は、複数であったが、第３態様では、前記照明部は、このような明暗パターンの形成に限らず任意な自由な態様で、複数であっても良い。この場合では、前記照明部配置情報は、前記複数の照明部それぞれに対応する複数である。

照明部の個数は、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる照明部の個数が設定される。また、照明部が複数である場合、これら複数の照明部は、同種であって良く、また、その一部または全部が異種であっても良い。照明部の種類は、複数の照明部それぞれについて、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる照明部の種類が設定される。なお、照明部の個数に可変範囲が規定されている場合には、照明部の個数は、その可変範囲内で可変される。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、照明部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

第４態様では、前記撮像部は、複数であっても良い。この場合では、前記撮像部配置情報は、前記複数の撮像部それぞれに対応する複数である。

撮像部の個数は、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる撮像部の個数が設定される。また、撮像部が複数である場合、これら複数の撮像部は、同種であって良く、また、その一部または全部が異種であっても良い。撮像部の種類は、複数の撮像部それぞれについて、ユーザによって入力部１から設定されて良く、あるいは、シミュレーション制御部４７によってランダムに設定され、試行に用いる撮像部の種類が設定される。なお、撮像部の個数に可変範囲が規定されている場合には、撮像部の個数は、その可変範囲内で可変される。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、撮像部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

また、これら上述の実施形態では、被検査物、照明部および撮像部は、相対的に互いに静止した状態であるが、被検査物と照明部および撮像部とは、相対的に移動しても良い。より具体的には、例えば、前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、前記車両の配置位置を表す車両位置情報を含み、前記画像数値演算生成部４５は、前記車両の配置位置を移動させながら複数の画像を数値計算で求める。

図１１は、他の変形形態を説明するための図である。図１１Ａは、車両Ｏｂが第１位置に移動した様子を示し、図１１Ｂは、車両Ｏｂが前記第１位置から第２位置に移動した様子を示し、図１１Ｃは、車両Ｏｂが前記第２位置から第３位置に移動した様子を示す。

より具体的には、上述の処理Ｓ１５において、画像数値演算生成部４５は、まず、図１１Ａに示すように、所定の第１位置に車両（車両ボディ）Ｏｂを配置し、記憶部５に記憶された照明部モデル情報、撮像部モデル情報および欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、処理Ｓ１２でケース設定部４４によって設定された照明部配置情報による照明部で第１位置の車両を照明し処理Ｓ１２でケース設定部４４によって設定された撮像部配置情報による撮像部で処理Ｓ１２で欠陥設定部４２によって設定された検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める画像の数値演算処理を実行し、記憶部５に前記第１位置と対応付けて記憶する。前記所定の第１位置は、入力部１からそのユーザによる指定を受け付けることによって、あるいは、車両位置情報から、予め設定された所定値を減算することによって、あるいは、車両位置情報から、ランダムに生成した値を減算することによって、設定される。

続いて、画像数値演算生成部４５は、図１１Ｂに示すように、前記第１位置から移動した第２位置に車両（車両ボディ）Ｏｂを配置し、上述と同様な画像の数値演算処理を実行し、記憶部５に前記第２位置と対応付けて記憶する。前記所定の第２位置は、入力部１からそのユーザによる指定を受け付けることによって、あるいは、前記第１位置に、予め設定された所定値を加算することによって、あるいは、前記第１位置に、ランダムに生成した値を加算することによって、設定される。

続いて、画像数値演算生成部４５は、図１１Ｃに示すように、前記第２位置から移動した第３位置に車両（車両ボディ）Ｏｂを配置し、上述と同様な画像の数値演算処理を実行し、記憶部５に前記第２位置と対応付けて記憶する。前記所定の第３位置は、上述の前記所定の第２位置と同様に、設定される。なお、前記所定の第２および第３位置それぞれは、予め設定された車両の移動速度と画像数値演算生成部４５による前記画像の生成間隔とから求められても良い。

そして、上述の処理Ｓ１６では、表面欠陥検出部４６は、車両の各位置で求められた各画像それぞれに対し、前記数値演算による画像から欠陥ＤＥｎを検出する欠陥検出の処理を実行し、車両の各位置での各欠陥ＤＥｎの各コントラストと、処理Ｓ１２で設定した照明部配置情報および撮像部配置情報と、を互いに対応付けて１組としてシミュレーション結果記憶部５６に記憶する。

なお、この場合において、処理Ｓ１８では、配置決定部４８は、車両の各位置での各欠陥ＤＥｎの各コントラストに対する平均値を求めて良いが、まず、各欠陥ＤＥｎそれぞれについて、各位置での各コントラストの中から最良のコントラスト（最大のコントラスト）を当該欠陥のコントラストに選定し、これら選定された各欠陥ＤＥｎの各コントラストに対し平均値を求めても良い。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、車両を生産する生産ラインで前記車両の欠陥を検査する場合を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

また、これら上述の実施形態では、被検査物は、１種類であったが、複数の種類であっても良い。より具体的には、被検査物は、車両であって、被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、互いに異なる複数であり、欠陥設定部４２、合成部４３、ケース設定部４４、画像数値演算生成部４５、表面欠陥検出部４６、シミュレーション制御部４７および配置決定部４８それぞれは、前記複数の車両モデル情報それぞれについて、前記欠陥設定処理、前記合成処理、前記ケース設定処理、前記数値演算処理、前記検出処理、前記試行処理および前記配置決定処理を実行する。例えば、セダン（サルーン）の車両モデル情報、クーペの車両モデル情報、ワンボックスの車両モデル情報およびＳＵＶ（Ｓｐｏｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の車両モデル情報等が挙げられる。

このような配置決定装置Ｄ、配置決定方法および配置決定プログラムは、複数の車種を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

一態様にかかる表面欠陥検査装置の配置決定方法は、所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを備え、前記Ａ工程ないし前記Ｉ工程の各工程をコンピュータを用いて実行する。好ましくは、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記被検査物モデル情報は、前記被検査物の配置位置を表す被検査物位置情報、前記被検査物の外側輪郭面形状を表す被検査物輪郭形状情報、および、前記被検査物の外側の反射特性を表す被検査物反射特性情報を含む。好ましくは、前記被検査物の塗装は、第１塗装層および前記第１塗装層上に上塗りされた第２塗装層から成る２層構造であり、前記被検査物反射特性情報は、前記第１塗装層の反射特性を表す第１塗装層反射特性情報と、前記第２塗装層の反射特性を表す第２塗装層反射特性情報とから成る。好ましくは、前記反射特性は、分光反射特性である。好ましくは、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記照明部モデル情報は、前記照明部の光放射部分における輝度分布を表す輝度分布情報、前記照明部の光放射部分における形状を表す形状情報、および、前記照明部の光放射部分における配光特性を表す配光特性情報のうちの少なくとも前記輝度分布情報を含む１または複数を含む。好ましくは、前記輝度分布は、輝度が位置によって異なる分布だけでなく、輝度が位置にかかわらず均一である分布を含む。好ましくは、前記照明部の光放射部分における形状は、明暗パターンを含み、前記明暗パターンにおける明部幅および明部間の間隔を含む。好ましくは、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記撮像部モデル情報は、前記撮像部における撮像素子の画素サイズ（画素大きさ）および画素数（撮像素子の大きさ）を表す撮像素子情報、前記撮像部における撮像光学系の光学特性を表す光学特性情報、および、前記撮像部における撮像素子の分光感度特性を表す分光感度特性情報のうちの少なくとも前記撮像素子情報を含む１または複数を含む。好ましくは、前記光学特性情報は、前記撮像光学系を形成する光学素子のコンストラクションデータ、前記光学素子の硝材データおよび前記光学素子の表面コート、ならびに、前記撮像光学系のＦナンバーを含む。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、照明部、撮像部、被検査物および欠陥それぞれを数値モデル化し、コンピュータを用いて照明部配置情報による照明部で被検査物を照明し撮像部配置情報による撮像部で検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求め、この求められた画像に基づいて欠陥を検出する。そして、上記表面欠陥検査装置の配置決定方法は、これを照明部配置情報および撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果を与えた照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数回の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。このように上記表面欠陥検査装置の配置決定方法は、様々に変えた照明部配置情報および前記撮像部配置情報に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できるので、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記照明部モデル情報は、可変の照明部モデルパラメータを含み、前記Ｈ工程は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行する。好ましくは、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記可変の照明部モデルパラメータは、前記照明部の光放射部分における輝度分布、前記照明部の光放射部分における形状、および、前記照明部の光放射部分における配光特性のうちの１または複数を含む。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、可変の照明部モデルパラメータを変えることによって、同種の照明部で様々な照明光に対し、あるいは、様々な種類の照明部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記撮像部モデル情報は、可変の撮像部モデルパラメータを含み、前記Ｈ工程は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行する。好ましくは、上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記可変の撮像部モデルパラメータは、前記撮像部における撮像素子の画素サイズ（画素大きさ）および画素数、前記撮像部における撮像光学系の光学特性、および、前記撮像部における撮像素子の分光感度特性のうちの１または複数を含む。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、可変の撮像部モデルパラメータを変えることによって、様々な種類の撮像部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記照明部は、複数であり、前記照明部配置情報は、前記複数の照明部それぞれに対応する複数である。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、照明部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記撮像部は、複数であり、前記撮像部配置情報は、前記複数の撮像部それぞれに対応する複数である。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、撮像部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、前記車両の配置位置を表す車両位置情報を含み、前記Ｅ工程は、前記車両の配置位置を移動させながら複数の画像を数値計算で求める。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、車両を生産する生産ラインで前記車両の欠陥を検査する場合を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定方法において、前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、互いに異なる複数であり、前記複数の車両モデル情報それぞれについて、前記Ａ工程ないし前記Ｉ工程の各工程を実行する。

このような表面欠陥検査装置の配置決定方法は、複数の車種を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様にかかる表面欠陥検査装置の配置決定装置は、所定の被検査物に照明光を照射する照明部を数値化した照明部モデル情報を記憶する照明部モデル情報記憶部と、前記被検査物を撮像する撮像部を数値化した撮像部モデル情報を記憶する撮像部モデル情報記憶部と、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を記憶する欠陥モデル情報記憶部と、前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報を記憶する被検査物モデル情報記憶部と、前記被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定する欠陥設定処理を実行する欠陥設定部と、前記被検査物モデル情報記憶部に記憶された被検査物モデル情報に、前記欠陥設定部で設定された欠陥の配置位置で前記欠陥モデル情報記憶部に記憶された欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成する合成処理を実行する合成部と、前記照明部における配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定し、前記撮像部における配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するケース設定処理を実行するケース設定部と、前記照明部モデル情報記憶部に記憶された照明部モデル情報、前記撮像部モデル情報記憶部に記憶された撮像部モデル情報、および、前記合成部で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記ケース設定部で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記ケース設定部で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記欠陥設定部で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める数値演算処理を実行する画像数値演算生成部と、前記画像数値演算生成部で求められた画像に基づいて欠陥を検出し、前記検出した検出結果と前記ケース設定部で設定された照明部配置情報および撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組としてシミュレーション結果記憶部に記憶する検出処理を実行する表面欠陥検出部と、前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを前記画像数値演算生成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる試行処理を実行するシミュレーション制御部と、前記シミュレーション結果記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める配置決定処理を実行する配置決定部とを備える。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、照明部、撮像部、被検査物および欠陥それぞれを数値モデル化し、照明部配置情報による照明部で被検査物を照明し撮像部配置情報による撮像部で検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求め、この求められた画像に基づいて欠陥を検出する。そして、上記表面欠陥検査装置の配置決定装置は、これを照明部配置情報および撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果を与えた照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数回の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。このように上記表面欠陥検査装置の配置決定装置は、様々に変えた照明部配置情報および前記撮像部配置情報に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できるので、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記照明部モデル情報は、可変の照明部モデルパラメータを含み、前記シミュレーション制御部は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、前記画像数値演算生成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、可変の照明部モデルパラメータを変えることによって、同種の照明部で様々な照明光に対し、あるいは、様々な種類の照明部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記撮像部モデル情報は、可変の撮像部モデルパラメータを含み、前記シミュレーション制御部は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを前記画像数値計演算成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、可変の撮像部モデルパラメータを変えることによって、様々な種類の撮像部に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記照明部は、複数であり、前記照明部配置情報は、前記複数の照明部それぞれに対応する複数である。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、照明部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記撮像部は、複数であり、前記撮像部配置情報は、前記複数の撮像部それぞれに対応する複数である。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、撮像部の個数を変えて欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、前記車両の配置位置を表す車両位置情報を含み、前記画像数値演算生成部は、前記車両の配置位置を移動させながら複数の画像を数値計算で求める。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、車両を生産する生産ラインで前記車両の欠陥を検査する場合を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様では、これら上述の表面欠陥検査装置の配置決定装置において、前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、前記車両モデル情報は、互いに異なる複数であり、前記欠陥設定部、前記合成部、前記ケース設定部、前記画像数値演算生成部、前記表面欠陥検出部、前記シミュレーション制御部および前記配置決定部それぞれは、前記複数の車両モデル情報それぞれについて、前記欠陥設定処理、前記合成処理、前記ケース設定処理、前記数値演算処理、前記検出処理、前記試行処理および前記配置決定処理を実行する。

このような表面欠陥検査装置の配置決定装置は、複数の車種を想定して欠陥の検出の良否を数値演算によって検証でき、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様にかかる表面欠陥検査装置の配置決定プログラムは、コンピュータに、所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを実行させる。

このような表面欠陥検査装置の配置決定プログラムは、照明部、撮像部、被検査物および欠陥それぞれを数値モデル化し、コンピュータを用いて照明部配置情報による照明部で被検査物を照明し撮像部配置情報による撮像部で検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求め、この求められた画像に基づいて欠陥を検出する。そして、上記表面欠陥検査装置の配置決定プログラムは、これを照明部配置情報および撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えて複数回実行し、最良の検出結果を与えた照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数回の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める。このように上記表面欠陥検査装置の配置決定プログラムは、様々に変えた照明部配置情報および前記撮像部配置情報に対し、欠陥の検出の良否を数値演算によって検証できるので、より少ない手間（工数）で、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定できる。

他の一態様にかかる記録媒体は、コンピュータに、所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを実行させる表面欠陥検査装置の配置決定プログラムを記録したものである。

これによれば、前記表面欠陥検査装置の配置決定プログラムを記録した記録媒体が提供できる。

この出願は、２０１７年６月８日に出願された日本国特許出願特願２０１７−１１３２９３を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、表面欠陥検査装置を構成する各構成部の配置を決定する表面欠陥検査装置の配置決定方法、配置決定装置および配置決定プログラム、ならびに、前記配置決定プログラムを記録した記録媒体が提供できる。

Claims (16)

1. 所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、
   前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、
   前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、
   前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、
   前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、
   前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、
   前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、
   前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、
   前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを備え、
   前記Ａ工程ないし前記Ｉ工程の各工程をコンピュータを用いて実行する表面欠陥検査装置の配置決定方法。
2. 前記照明部モデル情報は、可変の照明部モデルパラメータを含み、
   前記Ｈ工程は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行する、
   請求項１に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
3. 前記撮像部モデル情報は、可変の撮像部モデルパラメータを含み、
   前記Ｈ工程は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行する、
   請求項１または請求項２に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
4. 前記照明部は、複数であり、
   前記照明部配置情報は、前記複数の照明部それぞれに対応する複数である、
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
5. 前記撮像部は、複数であり、
   前記撮像部配置情報は、前記複数の撮像部それぞれに対応する複数である、
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
6. 前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、
   前記車両モデル情報は、前記車両の配置位置を表す車両位置情報を含み、
   前記Ｅ工程は、前記車両の配置位置を移動させながら複数の画像を数値計算で求める、
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
7. 前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、
   前記車両モデル情報は、互いに異なる複数であり、
   前記複数の車両モデル情報それぞれについて、前記Ａ工程ないし前記Ｉ工程の各工程を実行する、
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定方法。
8. 所定の被検査物に照明光を照射する照明部を数値化した照明部モデル情報を記憶する照明部モデル情報記憶部と、
   前記被検査物を撮像する撮像部を数値化した撮像部モデル情報を記憶する撮像部モデル情報記憶部と、
   所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を記憶する欠陥モデル情報記憶部と、
   前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報を記憶する被検査物モデル情報記憶部と、
   前記被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定する欠陥設定処理を実行する欠陥設定部と、
   前記被検査物モデル情報記憶部に記憶された被検査物モデル情報に、前記欠陥設定部で設定された欠陥の配置位置で前記欠陥モデル情報記憶部に記憶された欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成する合成処理を実行する合成部と、
   前記照明部における配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定し、前記撮像部における配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するケース設定処理を実行するケース設定部と、
   前記照明部モデル情報記憶部に記憶された照明部モデル情報、前記撮像部モデル情報記憶部に記憶された撮像部モデル情報、および、前記合成部で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記ケース設定部で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記ケース設定部で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記欠陥設定部で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求める数値演算処理を実行する画像数値演算生成部と、
   前記画像数値演算生成部で求められた画像に基づいて欠陥を検出し、前記検出した検出結果と前記ケース設定部で設定された照明部配置情報および撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組としてシミュレーション結果記憶部に記憶する検出処理を実行する表面欠陥検出部と、
   前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを前記画像数値演算生成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる試行処理を実行するシミュレーション制御部と、
   前記シミュレーション結果記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求める配置決定処理を実行する配置決定部とを備える、
   表面欠陥検査装置の配置決定装置。
9. 前記照明部モデル情報は、可変の照明部モデルパラメータを含み、
   前記シミュレーション制御部は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の照明部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを、前記画像数値演算生成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる、
   請求項８に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
10. 前記撮像部モデル情報は、可変の撮像部モデルパラメータを含み、
    前記シミュレーション制御部は、前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報を固定して前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、あるいは、前記ケース設定処理を前記ケース設定部に実行させることによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変える共に前記可変の撮像部モデルパラメータを変えながら、前記数値演算処理および前記検出処理それぞれを前記画像数値演算生成部および前記表面欠陥検出部それぞれに複数回実行させる、
    請求項８または請求項９に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
11. 前記照明部は、複数であり、
    前記照明部配置情報は、前記複数の照明部それぞれに対応する複数である、
    請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
12. 前記撮像部は、複数であり、
    前記撮像部配置情報は、前記複数の撮像部それぞれに対応する複数である、
    請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
13. 前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、
    前記車両モデル情報は、前記車両の配置位置を表す車両位置情報を含み、
    前記画像数値演算生成部は、前記車両の配置位置を移動させながら複数の画像を数値計算で求める、
    請求項８ないし請求項１２のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
14. 前記被検査物は、車両であって、前記被検査物モデル情報は、前記車両の外観を数値化した車両モデル情報であり、
    前記車両モデル情報は、互いに異なる複数であり、
    前記欠陥設定部、前記合成部、前記ケース設定部、前記画像数値演算生成部、前記表面欠陥検出部、前記シミュレーション制御部および前記配置決定部それぞれは、前記複数の車両モデル情報それぞれについて、前記欠陥設定処理、前記合成処理、前記ケース設定処理、前記数値演算処理、前記検出処理、前記試行処理および前記配置決定処理を実行する、
    請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載の表面欠陥検査装置の配置決定装置。
15. コンピュータに、
    所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、
    前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、
    前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、
    前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、
    前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、
    前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、
    前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、
    前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、
    前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを実行させる表面欠陥検査装置の配置決定プログラム。
16. コンピュータに、
    所定の被検査物の表面に検査領域を設定し、前記設定した検査領域内に欠陥の配置位置を１または複数設定するＡ工程と、
    前記被検査物の外観を数値化した被検査物モデル情報に、前記Ａ工程で設定された欠陥の配置位置で、所定の欠陥を数値化した欠陥モデル情報を合成することによって欠陥含有被検査物モデル情報を生成するＢ工程と、
    前記被検査物に照明光を照射する照明部の配置位置およびその光軸方向を照明部配置情報として設定するＣ工程と、
    前記被検査物を撮像する撮像部の配置位置およびその光軸方向を撮像部配置情報として設定するＤ工程と、
    前記照明部を数値化した照明部モデル情報、前記撮像部を数値化した撮像部モデル情報、および、前記Ｂ工程で生成された欠陥含有被検査物モデル情報に基づいて、前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報による前記照明部で前記被検査物を照明し前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報による前記撮像部で前記Ｂ工程で設定された前記検査領域を撮像することによって生成される画像を数値演算で求めるＥ工程と、
    前記Ｅ工程で求められた画像に基づいて欠陥を検出するＦ工程と、
    前記Ｆ工程の検出結果と前記Ｃ工程で設定された照明部配置情報と前記Ｄ工程で設定された撮像部配置情報とを互いに対応付けて１組として記憶部に記憶するＧ工程と、
    前記Ｃ工程および前記Ｄ工程のうちの少なくとも一方を実行することによって前記照明部配置情報および前記撮像部配置情報のうちの少なくとも一方を変えながら前記Ｅ工程、前記Ｆ工程および前記Ｇ工程を複数回実行するＨ工程と、
    前記Ｈ工程で得られ前記記憶部に記憶された複数の組の中から、最良の検出結果を持つ組を決定し、前記決定した組の照明部配置情報および撮像部配置情報を前記複数の組の中で最適な照明部配置情報および撮像部配置情報として求めるＩ工程とを実行させる表面欠陥検査装置の配置決定プログラムを記録した記録媒体。
    

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