欠陥検出装置および欠陥検出方法
【課題】低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出する。
【解決手段】欠陥検出装置は、照射装置１と、撮像装置２と、処理装置３とを備える。照射装置１は、検査対象Ａの拡散反射性を有する被検査面Ｂに斜め方向から光を照射する。撮像装置２は、照射装置１から被検査面Ｂを通った光が入射する。被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、被検査面Ｂにおいて直接照射エリアでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとする。処理装置３は、撮像装置２で撮像された撮像画像において直接照射エリアに第１の検査領域を設けるとともに拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、第１の検査領域および第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて、被検査面Ｂの凹凸に関する欠陥を検出する。
【解決手段】欠陥検出装置は、照射装置１と、撮像装置２と、処理装置３とを備える。照射装置１は、検査対象Ａの拡散反射性を有する被検査面Ｂに斜め方向から光を照射する。撮像装置２は、照射装置１から被検査面Ｂを通った光が入射する。被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、被検査面Ｂにおいて直接照射エリアでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとする。処理装置３は、撮像装置２で撮像された撮像画像において直接照射エリアに第１の検査領域を設けるとともに拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、第１の検査領域および第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて、被検査面Ｂの凹凸に関する欠陥を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置は種々開発されている。従来の欠陥検出装置の一例としては、被検査面に欠陥がなければ照明光の反射光がカメラに検出される明領域と被検査面に欠陥がなければ反射光が検出されない暗領域との２つの領域を用いて被検査面の欠陥を検出する装置がある（例えば特許文献１，２参照）。この欠陥検出装置は、カメラと被検査面との間に遮光体を備えることによって、被検査面に明領域および暗領域を形成している。
【０００３】
また、従来の欠陥検出装置の他の例としては、検査対象の被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように被検査面を照明して凹凸欠陥を検出する装置が知られている（例えば特許文献３参照）。この欠陥検出装置は、被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように特殊な照射装置を用いて被検査面を照射し、明領域と暗領域との境界に凹凸欠陥が存在した場合に、凹凸欠陥が存在する部分に明暗反転部が生じることを利用して、被検査面の凹凸欠陥を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０８５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２５７６８１号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の欠陥検出装置では、検査対象の被検査面に明領域と暗領域とを形成するために、遮光体を追加したり、特殊な照射装置を用いたりする必要があるため、コストが上がり、装置構成も複雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の欠陥検出装置は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。
【０００８】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。
【０００９】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する第１の抽出機能と、前記第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および前記第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する第１の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて２値化しきい値を求める第２の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第２の抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。
【００１０】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記第２の抽出機能として、前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することが好ましい。
【００１１】
この欠陥検出装置において、前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の中から選択することが好ましい。
【００１２】
この欠陥検出装置において、前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出することが好ましい。
【００１３】
この欠陥検出装置において、前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像することが好ましい。
【００１４】
この欠陥検出装置において、前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することが好ましい。
【００１５】
この欠陥検出装置において、前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることが好ましい。
【００１６】
本発明の欠陥検出方法は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第１のステップと、前記被検査面を撮像する第２のステップと、前記第２のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第３のステップとを有し、前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記第２のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、前記第３のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検査対象の被検査面において照射装置の照射光が直接照射される直接照射エリアと、被検査面において直接照射エリアでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアとの少なくともいずれかの領域の輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、直接照射エリアと拡散光照射エリアとを説明するための図である。
【図３】同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、（ａ）は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、（ｂ）は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。
【図４】同上に係る欠陥検出装置において、欠陥領域を示す図である。
【図５】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る欠陥検出装置において、（ａ）は平均輝度が２５であって２値化しきい値が６０である場合の撮像画像を示す図、（ｂ）は２値化画像の要部を示す図、（ｃ）は平均輝度が６０であって２値化しきい値が４０である場合の撮像画像を示す図、（ｄ）は２値化画像の要部を示す図である。
【図８】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図９】実施形態４に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態５に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１１】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態６に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、（ａ）は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、（ｂ）は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。
【図１３】同上に係る欠陥検出装置において、（ａ）は駆動信号を示す図、（ｂ）は撮像信号を示す図である。
【図１４】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態７に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１６】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態８に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１８】実施形態９に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１９】同上に係る偏光フィルタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
実施形態１に係る欠陥検出装置は、図１に示すように、検査対象Ａの被検査面Ｂに発生する凹凸欠陥を検出する装置である。本実施形態の欠陥検出装置は、照射装置１と、撮像装置２と、処理装置３と、搬送装置４とを備えている。
【００２０】
検査対象Ａは、例えば被検査面Ｂがつや出し処理された木材である。上記木材としては木質床材などがある。被検査面Ｂは拡散反射性を有している。なお、被検査面Ｂは着色塗装されていることもある。
【００２１】
照射装置１は、例えばＬＥＤや蛍光灯などを用いてライン状の光を発するライン照明装置であり、検査対象Ａの被検査面Ｂに斜め方向（取付角度θ１）から光を照射する。つまり、被検査面Ｂには、照射装置１からの照射光が照射される。照射装置１の取付角度θ１は１５度とする。照射装置１からの照明は、多色照明であってもよい。
【００２２】
撮像装置２は、例えばエリアセンサカメラやラインセンサカメラなどであり、照射装置１から被検査面Ｂを通った光が入射する。撮像装置２の取付角度θ２は、例えば検査対象Ａに対して斜め上方である。本実施形態では、取付角度θ２は３０度とする。撮像装置２は、搬送停止時または搬送時のいずれかの状態にある検査対象Ａを撮像する。
【００２３】
処理装置３は、撮像装置２で撮像された撮像画像を用いて被検査面Ｂの凹凸欠陥を検出する。つまり、処理装置３は、搬送時または搬送停止時のいずれかの状態にある検査対象Ａが撮像された画像を用いて欠陥検出処理を行う。
【００２４】
搬送装置４は、例えば駆動コンベアなどであり、検査対象Ａを搬送する。なお、搬送装置４は、検査対象Ａを搬送できる手段であれば上記に限定されない。
【００２５】
図２に示すように、被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアＣとする。被検査面Ｂにおいて直接照射エリアＣでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアＤとする。
【００２６】
拡散光照射エリアＤでは、欠陥に対してあらゆる方向および角度から光が照射されるので、欠陥の陰影がつきやすくなる。つまり、欠陥に明暗部が発生しやすくなる。欠陥に直接光を照射しても同様の効果が得られるが、直接的な光であって、光の回り込みのため、明暗部が検出しにくくなる場合もある。
【００２７】
本実施形態では、直接照射エリアＣからの拡散光が欠陥に照射されることで、拡散光照射エリアＤにおいて明暗領域がより発生しやすくなる。
【００２８】
図２に示すように、撮像装置２は、直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤとを撮像領域に含むように配置されている。カメラ視軸Ｏを中心として２つのエリアＣ，Ｄが撮像画像内に入る。一例として、拡散光照射エリアＤは、中心が直接照射エリアＣの中心から通常２０ｍｍ〜２５ｍｍ離れたエリアである（図２の距離Ｌ）。拡散光照射エリアＤは、拡散光が照射される範囲と、評価する欠陥凹凸量に合わせた分解能とにより設定される。
【００２９】
処理装置３は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）などを主構成要素とし、撮像画像において直接照射エリアＣに第１の検査領域を設定するとともに拡散光照射エリアＤに第２の検査領域を設定する。処理装置３は、第１の検査領域および第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて欠陥を検出する。図３（ａ）は、拡散光照射エリアＤに欠陥Ｅが存在する場合を示し、図３（ｂ）は、直接照射エリアＣに欠陥Ｅが存在する場合を示す。図４は、２値化画像の欠陥領域である。
【００３０】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図５を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図５のＳ１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ２）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ３）。処理装置３は、２値化画像から画素値の低い黒領域を検出（抽出）し、検出領域とする（Ｓ４）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ５）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ６）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ７）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ５からステップＳ７までの処理を実行する（Ｓ８）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ９）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１０）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ３）。処理装置３は、２値化画像から画素値の高い白領域を検出（抽出）し、検出領域とする（Ｓ４）。その後、処理装置３は、ステップＳ５からステップＳ８までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ９）、欠陥検出の動作を終了する。
【００３１】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検査対象Ａの被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される直接照射エリアＣと、被検査面Ｂにおいて直接照射エリアＣでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアＤとの輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象Ａの被検査面Ｂの凹凸欠陥を精度よく検出することができる。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態２に係る欠陥検出装置は、２値化画像ではなく撮像画像そのものから欠陥を検出する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１，２および図６を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の処理装置３（図１参照）は、抽出機能と、判定機能とを有している。処理装置３は、抽出機能として、直接照射エリアＣ（図２参照）内において周囲より輝度の低い領域および拡散光照射エリアＤ（図２参照）内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する。
【００３４】
処理装置３は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。
【００３５】
同一欠陥でも直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤとで見え方が異なる。そのため、この見え方を利用して欠陥を検出する。凸形欠陥の場合、直接照射エリアＣにおいて膨らみが影として発生する。凹形欠陥の場合、拡散光照射エリアＤにおいて凹みが輝点として発生する。
【００３６】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図６を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図６のＳ１１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１３）。また、処理装置３は、撮像画像から拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１４）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１５）。その後、ステップＳ１３とステップＳ１５とで抽出した検出領域のそれぞれに対して、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１８）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ１６からステップＳ１８までの処理を実行し（Ｓ１９）、欠陥検出の動作を終了する。
【００３７】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、凹凸量が少なく検出が困難な凹凸欠陥であっても、撮像画像において凹凸欠陥と周囲との間に輝度差が発生するので、凹凸欠陥を容易に検出することができる。
【００３８】
（実施形態３）
実施形態３に係る欠陥検出装置は、平均輝度に応じて２値化しきい値を変更する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１および図７，８を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００３９】
検査対象Ａの被検査面Ｂは、品種によって表面状態や塗装色が異なるため、撮像画像における見え方が異なる。つまり、撮像範囲の平均輝度が異なる。品種により輝度差が３５あるので、同一の２値化しきい値で２値化処理すれば、正確に抽出することができなくなるため、２値化しきい値を可変する。
【００４０】
本実施形態の処理装置３（図１参照）は、第１の抽出機能と、第１の算出機能と、第２の算出機能と、第２の抽出機能と、判定機能とを有している。
【００４１】
処理装置３は、第１の抽出機能として、直接照射エリアＣ内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、拡散光照射エリアＤ内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する。
【００４２】
処理装置３は、第１の算出機能として、第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する。処理装置３は、撮像範囲内から所定領域を抽出して平均輝度を算出する。平均輝度を算出する領域は任意に設定するが、より表面状態を反映させるため、各撮像範囲内をできるだけ広くとるなどを実施する。一例は１００×３０画素である。
【００４３】
処理装置３は、第２の算出機能として、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤごとに、第１の算出機能で算出した平均輝度を用いて２値化しきい値を求める。つまり、平均輝度に応じた２値化しきい値を任意に設定する。
【００４４】
処理装置３は、第２の抽出機能として、２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する。
【００４５】
処理装置３は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。つまり、処理装置３は、抽出領域の面積値を比較して欠陥を検出する。
【００４６】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図８を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図８のＳ２１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ２２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ２３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ２４）。直接照射エリアＣであるため（Ｓ２５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ２６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１６０に設定する（Ｓ２７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ２８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ３２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ３３）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ３４）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ３５）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ３６）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ３４からステップＳ３６までの処理を実行する（Ｓ３７）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ３８）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ３９）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ２３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ２４）。その後、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ２９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を４０に設定する（Ｓ３０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を６０に設定する（Ｓ３１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ３２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出する（Ｓ３３）。その後、ステップＳ３４からステップＳ３７までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ３８）、欠陥検出の動作を終了する。
【００４７】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Ｂの状態の影響を低減させることができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。
【００４８】
（実施形態４）
実施形態４に係る欠陥検出装置は、２値化しきい値を再設定することが可能である点で、実施形態３に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１を用いて説明する。なお、実施形態３と同様の構成要素については説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の処理装置３は、第２の抽出機能として、第１の領域および第２の領域の少なくとも一方が欠陥候補領域として抽出されなかった場合、２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って欠陥候補領域を再抽出する。処理装置３は、検出領域中に、平均輝度を算出した最高輝度領域または最低輝度領域が検出されていない場合、２値化しきい値を再設定して２値化処理を行い、再検出した検出領域において判定を行う。
【００５０】
上記手順により、１つのエリアＣ，Ｄに対して最大２回の２値化処理を行うことで、撮像範囲において最高輝度領域や最低輝度領域を検出する。２値化しきい値を複数設定し、複数回の２値化処理を行うことで正確に欠陥を検出することができる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図９を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図９のＳ４１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ４２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ４３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ４４）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ４５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ４６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ４７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ４８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ５２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ５３）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ５４）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ５５）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ５６）。処理装置３は、ステップＳ５４からステップＳ５６までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ５７）。
【００５２】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ５８）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ５９）。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣに対する処理中であるので（Ｓ６０）、２値化しきい値を１６０に再設定する（Ｓ６１）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ６３）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ５２）。
【００５３】
その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ６４）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ６５）。その後、拡散光照射エリアＤに対して、ステップＳ４３およびステップＳ４４の処理を実行する。その後、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ４９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ５０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ５１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ５２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ５３）。その後、ステップＳ５４からステップＳ５７までの処理を実行する。
【００５４】
その後、２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ５８）。２次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ５９）。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアＤに対する処理中であるので（Ｓ６０）、２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ６２）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ６３）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ５２）。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ６４）、欠陥検出の動作を終了する。
【００５５】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、撮像画像の輝度情報に応じて最適な２値化しきい値を設定することができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。
【００５６】
（実施形態５）
実施形態５に係る欠陥検出装置は、図１０に示すように入力装置５を備えている点で、実施形態１に係る欠陥検出装置（図１参照）と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１０，１１を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
入力装置５は、例えばタッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の種類が入力される。入力装置５は、処理装置３に接続されていて、入力値（入力情報）を処理装置３へ伝達する。入力装置５は、本発明の種類入力装置に相当する。
【００５８】
本実施形態の処理装置３は、入力装置５からの入力値に基づいて、該当する処理を実施する。処理装置３は、入力装置５で入力された種類に応じて、欠陥の検出に用いる検査領域を第１の検査領域および第２の検査領域の中から選択する。
【００５９】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図１１を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図１１のＳ７１）。その後、処理装置３は、凸欠陥のみを抽出するのか、凹欠陥および凸欠陥の両方を抽出するのかを決定する（Ｓ７２）。凸欠陥のみを抽出する場合、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ７３）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ７５）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ７６）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ７７）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ７８）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ７９）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ８０）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ８４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ８５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ８６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ８７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ８８）。処理装置３は、ステップＳ８６からステップＳ８８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ８９）。
【００６０】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ９０）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ９１）。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣに対する処理中であるので（Ｓ９２）、２値化しきい値を１６０に再設定する（Ｓ９３）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ９５）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ８４）。その後、２次抽出が既に完了しているので（Ｓ９０）、欠陥検出の動作を終了する。
【００６１】
一方、ステップＳ７２において、凹欠陥および凸欠陥の両方を検出する場合、処理装置３は、拡散光照射エリアＤを抽出する（Ｓ７４）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ７５）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ７６）。拡散光照射エリアＤである場合（Ｓ７７）、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ８１）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ８２）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ８３）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ８４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ８５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ８６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ８７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ８８）。処理装置３は、ステップＳ８６からステップＳ８８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ８９）。
【００６２】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ９０）。２次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ９１）。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアＤに対する処理中であるので（Ｓ９２）、２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ９４）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ９５）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ８４）。その後、２次抽出が既に完了しているので（Ｓ９０）、欠陥検出の動作を終了する。
【００６３】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの凹凸欠陥の数が多くなっても処理時間を短縮することができるとともに、選択した種別の欠陥を正確に検出することができる。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態６に係る欠陥検出装置は、１つの欠陥を直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤの両方のエリアで検出する点で、実施形態４に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１および図１２，１３を用いて説明する。なお、実施形態４と同様の構成要素については説明を省略する。
【００６５】
本実施形態の撮像装置２は、搬送装置４で検査対象Ａが搬送されることによって被検査面Ｂの所定部分が直接照射エリアＣに到達したタイミングと所定部分が拡散光照射エリアＤとに到達したタイミングとで撮像する。図１３（ａ）に示す駆動信号がＨの間で搬送装置４により検査対象Ａが搬送される。本実施形態の撮像装置２は、搬送装置４が駆動中に、図１３（ｂ）に示すように撮像タイミング信号を２回発生することで、２枚の撮像画像を撮像する。
【００６６】
本実施形態の処理装置３は、所定部分が直接照射エリアＣに到達したときの撮像画像と所定部分が拡散光照射エリアＤに到達したときの撮像画像とを用いて、所定部分に存在する欠陥を検出する。本実施形態の処理装置３は、図１２に示すようにずれ量δが所定の画素数範囲内であれば、欠陥として判定する。一例として、ずれ量δが±１０画素以内であれば、欠陥と判定する。
【００６７】
処理装置３は、直接照射エリアＣの検出領域の面積値で設定面積値よりも大きくなる（不良判定される）領域について、拡散光照射エリアＤの検出領域のＸ座標と近い場合にのみ欠陥を判定する。
【００６８】
次に、本実施形態に係る検査検出装置を用いた欠陥検出方法について図１４を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図１４のＳ１０１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１０２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ１０３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ１０４）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ１０５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ１０６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ１０７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ１０８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ１１２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１１３）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないので（Ｓ１１４）、処理装置３は、撮像画像から拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１１５）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ１０３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ１０４）。拡散光照射エリアＤである場合（Ｓ１０５）、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ１０９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ１１０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ１１１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ１１２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１１３）。
【００６９】
その後、直接照射エリアＣの検出領域を順に読み出す（Ｓ１１６）。読み出した検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１１７）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、拡散光照射エリアＤの検出領域を読み出す（Ｓ１１８）。読み出した検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以内であるか否かを判定する（Ｓ１１９）。読み出した検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以内である場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１２０）。一方、拡散光照射エリアＤで読み出された全ての検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以上である場合（Ｓ１１９，Ｓ１２１）、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１２２）。処理装置３は、ステップＳ１１６からステップＳ１２２までの処理を、直接照射エリアＣの全ての検出領域に対して実行する（Ｓ１２３）。
【００７０】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ１２４）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域・最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ１２５）。最低輝度領域・最高輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣの２値化しきい値を１６０に再設定し、拡散光照射エリアＤの２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ１２６）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ１２７）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ１１２）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ１２４）、欠陥検出の動作を終了する。
【００７１】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Ｂの所定部分に対して直接照射エリアＣを用いた欠陥検出と拡散光照射エリアＤを用いた欠陥検出とを併用することができるので、より厳密な欠陥判定処理を行うことができ、凹凸欠陥を高精度に検出することができる。つまり、２つのエリアＣ，Ｄの撮像情報を用いて判定するため、ダブルチェックを行うことになり、誤検出を低減することができる。
【００７２】
（実施形態７）
実施形態７に係る欠陥検出装置は、図１５に示すように入力装置５と駆動装置６とを備えている点で、実施形態５に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１５，１６を用いて説明する。なお、実施形態５と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態の入力装置５は、タッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の凹凸量が入力される。本実施形態の入力装置５は、本発明の凹凸量入力装置に相当する。
【００７４】
本実施形態の処理装置３は、入力装置５からのこの入力値に基づいて照射装置１を駆動する駆動量を設定する。
【００７５】
駆動装置６は、入力装置５で入力された凹凸量に応じて照射装置１と被検査面Ｂとの間の光軸上における距離を可変する。駆動装置６としては、照射装置１に直動シリンダなどの駆動機構を有し、照射方向と同方向に照射装置１を駆動する。駆動装置６の駆動量は、入力装置５より入力された凹凸量と撮像情報とに基づいて処理装置３で算出される。
【００７６】
本実施形態では、入力装置５に入力された凹凸量に応じて拡散光照射エリアＤのあるべき平均輝度を設定し、次に拡散光照射エリアＤ内に設定した所定範囲の平均輝度を算出し、設定した拡散光照射エリアＤのあるべき平均輝度に対して実際の平均輝度に応じた駆動量を算出し、駆動機構を駆動する。
【００７７】
本実施形態の撮像装置２は、照射装置１と被検査面Ｂとの間の光軸上における距離が可変された後に撮像する。
【００７８】
検出する凹凸量に応じて凹凸欠陥の明暗領域における明領域と暗領域の面積が異なる。凹凸量が大きければ、明領域が大きな面積で検出されるため、比較的周囲の輝度の影響を受けにくいが、凹凸量が小さければ、明領域の検出面積は小さく影響を受けやすい。このことから、検出凹凸量が大きければ、周辺輝度は高くてもよく、小さければ低くなるように、比較する平均輝度を設定する。
【００７９】
駆動量は、比較する平均輝度よりも大きければ、暗くなるように検査対象Ａから遠くなる方向に駆動し、小さければ明るくなるように駆動する。このように駆動動作を行うことで、凹凸欠陥の凹凸量に応じた最適な照明条件を構成するとともに、撮像情報（撮像画像）も最適となるため、より正確に欠陥を検出することができる。
【００８０】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図１６を用いて説明する。まず、検出凹凸量を読み出す（図１６のＳ１３１）。凹凸量が５０μｍ未満であるか否かを判定する（Ｓ１３２）。凹凸量が５０μｍ以上である場合、比較平均輝度を６０とする（Ｓ１３３）。凹凸量が５０μｍ未満である場合、比較平均輝度を４０とする（Ｓ１３４）。その後、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が予備撮像を行う（Ｓ１３５）。その後、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１３６）。その後、所定範囲内の平均輝度を算出する（Ｓ１３７）。その後、算出した平均輝度が比較平均輝度未満であるか否かを判定する（Ｓ１３８）。平均輝度が比較平均輝度以上である場合、駆動量を＋４０ｍｍとする（Ｓ１３９）。平均輝度が比較平均輝度未満である場合、駆動量を−４０ｍｍとする（Ｓ１４０）。その後、照射装置１を駆動する（Ｓ１４１）。
【００８１】
その後、撮像装置２が検査対象Ａの被検査面Ｂを撮像する（Ｓ１４２）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１４３）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ１４４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１４５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１４６）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１４７）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１４８）。処理装置３は、ステップＳ１４６からステップＳ１４８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ１４９）。その後、拡散光照射エリアＤの抽出が完了していないため（Ｓ１５０）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１５１）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ１４４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１４５）。その後、ステップＳ１４６からステップＳ１４９までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ１５０）、照射装置１を初期駆動位置に戻し（Ｓ１５２）、欠陥検出の動作を終了する。
【００８２】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検出する凹凸量に応じた最適な撮像画像を獲得することができるので、凹凸欠陥をより正確に検出することができる。
【００８３】
（実施形態８）
実施形態８に係る欠陥検出装置は、照射装置１が被検査面Ｂに拡散光を照射する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置（図１参照）と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１７を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００８４】
拡散光が欠陥に照射されることで、欠陥に明暗部が発生しやすくなっているが、欠陥形状や検査対象Ａの表面状態によっては拡散光が不足することがある。
【００８５】
そこで、本実施形態の照射装置１は、図１７に示すように拡散板１１を備えている。照射装置１の照射光自体を拡散光にすることで、さらに多くの拡散光を欠陥に照射する。
【００８６】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの状態により拡散光が十分獲得できない場合でも、拡散光照射エリアＤに必要な拡散光を供給することができるので、凹凸欠陥を正確に検出することができる。
【００８７】
（実施形態９）
実施形態９に係る欠陥検出装置は、照射光の光量を変化する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１８，１９を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
照射装置１からの照射光が強すぎると、撮像画像において直接照射エリアＣの領域に輝度が飽和するサチレーションが発生し、凹凸量が小さい場合にはエリア内に発生する微小な黒領域が埋もれてしまい、微小領域を検出することができない場合がある。つまり、欠陥の明暗領域が明確ではなくなったり、サチレーションが発生していない場合よりも微小領域になったりすることがある。
【００８９】
そこで、本実施形態の欠陥検出装置は、図１８に示すように、光量調整部として偏光フィルタ７，８を備えている。偏光フィルタ７，８は、撮像装置２に入射する光の光量を少なくする。偏光フィルタ７は、偏光方向を照射装置１の照射光のライン方向に合わせ、偏光フィルタ８は、偏光方向を偏光フィルタ７の偏光方向に対して１０度傾くように合わせる。本実施形態では、偏光フィルタ７，８を適用してサチレーションの発生を防止し、直接照射エリアＣ内の微小領域が埋もれることなく上記微小領域を検出することができる。
【００９０】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの状態により反射光が過検出され撮像画像から欠陥を検出することができない場合であっても、偏光フィルタ７，８（光量調整部）によって、撮像装置２に入射される光の光量を適切に調整することができるので、欠陥をより精度よく検出することができる。
【００９１】
なお、偏光フィルタ７，８は一例であり、偏光フィルタ７，８の角度も一例である。また、照射装置１および撮像装置２のいずれか一方に偏光フィルタを設置しても同じ効果を得ることができる。
【００９２】
なお、実施形態１〜９の欠陥検出装置の各機能は、適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 照射装置
１１ 拡散板
２ 撮像装置
３ 処理装置
４ 搬送装置
５ 入力装置（種類入力装置、凹凸量入力装置）
６ 駆動装置
７，８ 偏光フィルタ（光量調整部）
Ａ 検査対象
Ｂ 被検査面
Ｃ 直接照射エリア
Ｄ 拡散光照射エリア
Ｅ 欠陥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置は種々開発されている。従来の欠陥検出装置の一例としては、被検査面に欠陥がなければ照明光の反射光がカメラに検出される明領域と被検査面に欠陥がなければ反射光が検出されない暗領域との２つの領域を用いて被検査面の欠陥を検出する装置がある（例えば特許文献１，２参照）。この欠陥検出装置は、カメラと被検査面との間に遮光体を備えることによって、被検査面に明領域および暗領域を形成している。
【０００３】
また、従来の欠陥検出装置の他の例としては、検査対象の被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように被検査面を照明して凹凸欠陥を検出する装置が知られている（例えば特許文献３参照）。この欠陥検出装置は、被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように特殊な照射装置を用いて被検査面を照射し、明領域と暗領域との境界に凹凸欠陥が存在した場合に、凹凸欠陥が存在する部分に明暗反転部が生じることを利用して、被検査面の凹凸欠陥を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０８５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２５７６８１号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の欠陥検出装置では、検査対象の被検査面に明領域と暗領域とを形成するために、遮光体を追加したり、特殊な照射装置を用いたりする必要があるため、コストが上がり、装置構成も複雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の欠陥検出装置は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。
【０００８】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。
【０００９】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する第１の抽出機能と、前記第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および前記第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する第１の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて２値化しきい値を求める第２の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第２の抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。
【００１０】
この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記第２の抽出機能として、前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することが好ましい。
【００１１】
この欠陥検出装置において、前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の中から選択することが好ましい。
【００１２】
この欠陥検出装置において、前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出することが好ましい。
【００１３】
この欠陥検出装置において、前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像することが好ましい。
【００１４】
この欠陥検出装置において、前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することが好ましい。
【００１５】
この欠陥検出装置において、前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることが好ましい。
【００１６】
本発明の欠陥検出方法は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第１のステップと、前記被検査面を撮像する第２のステップと、前記第２のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第３のステップとを有し、前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記第２のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、前記第３のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検査対象の被検査面において照射装置の照射光が直接照射される直接照射エリアと、被検査面において直接照射エリアでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアとの少なくともいずれかの領域の輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図２】同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、直接照射エリアと拡散光照射エリアとを説明するための図である。
【図３】同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、（ａ）は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、（ｂ）は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。
【図４】同上に係る欠陥検出装置において、欠陥領域を示す図である。
【図５】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る欠陥検出装置において、（ａ）は平均輝度が２５であって２値化しきい値が６０である場合の撮像画像を示す図、（ｂ）は２値化画像の要部を示す図、（ｃ）は平均輝度が６０であって２値化しきい値が４０である場合の撮像画像を示す図、（ｄ）は２値化画像の要部を示す図である。
【図８】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図９】実施形態４に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態５に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１１】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態６に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、（ａ）は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、（ｂ）は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。
【図１３】同上に係る欠陥検出装置において、（ａ）は駆動信号を示す図、（ｂ）は撮像信号を示す図である。
【図１４】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態７に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１６】同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態８に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１８】実施形態９に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
【図１９】同上に係る偏光フィルタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
実施形態１に係る欠陥検出装置は、図１に示すように、検査対象Ａの被検査面Ｂに発生する凹凸欠陥を検出する装置である。本実施形態の欠陥検出装置は、照射装置１と、撮像装置２と、処理装置３と、搬送装置４とを備えている。
【００２０】
検査対象Ａは、例えば被検査面Ｂがつや出し処理された木材である。上記木材としては木質床材などがある。被検査面Ｂは拡散反射性を有している。なお、被検査面Ｂは着色塗装されていることもある。
【００２１】
照射装置１は、例えばＬＥＤや蛍光灯などを用いてライン状の光を発するライン照明装置であり、検査対象Ａの被検査面Ｂに斜め方向（取付角度θ１）から光を照射する。つまり、被検査面Ｂには、照射装置１からの照射光が照射される。照射装置１の取付角度θ１は１５度とする。照射装置１からの照明は、多色照明であってもよい。
【００２２】
撮像装置２は、例えばエリアセンサカメラやラインセンサカメラなどであり、照射装置１から被検査面Ｂを通った光が入射する。撮像装置２の取付角度θ２は、例えば検査対象Ａに対して斜め上方である。本実施形態では、取付角度θ２は３０度とする。撮像装置２は、搬送停止時または搬送時のいずれかの状態にある検査対象Ａを撮像する。
【００２３】
処理装置３は、撮像装置２で撮像された撮像画像を用いて被検査面Ｂの凹凸欠陥を検出する。つまり、処理装置３は、搬送時または搬送停止時のいずれかの状態にある検査対象Ａが撮像された画像を用いて欠陥検出処理を行う。
【００２４】
搬送装置４は、例えば駆動コンベアなどであり、検査対象Ａを搬送する。なお、搬送装置４は、検査対象Ａを搬送できる手段であれば上記に限定されない。
【００２５】
図２に示すように、被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアＣとする。被検査面Ｂにおいて直接照射エリアＣでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアＤとする。
【００２６】
拡散光照射エリアＤでは、欠陥に対してあらゆる方向および角度から光が照射されるので、欠陥の陰影がつきやすくなる。つまり、欠陥に明暗部が発生しやすくなる。欠陥に直接光を照射しても同様の効果が得られるが、直接的な光であって、光の回り込みのため、明暗部が検出しにくくなる場合もある。
【００２７】
本実施形態では、直接照射エリアＣからの拡散光が欠陥に照射されることで、拡散光照射エリアＤにおいて明暗領域がより発生しやすくなる。
【００２８】
図２に示すように、撮像装置２は、直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤとを撮像領域に含むように配置されている。カメラ視軸Ｏを中心として２つのエリアＣ，Ｄが撮像画像内に入る。一例として、拡散光照射エリアＤは、中心が直接照射エリアＣの中心から通常２０ｍｍ〜２５ｍｍ離れたエリアである（図２の距離Ｌ）。拡散光照射エリアＤは、拡散光が照射される範囲と、評価する欠陥凹凸量に合わせた分解能とにより設定される。
【００２９】
処理装置３は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）などを主構成要素とし、撮像画像において直接照射エリアＣに第１の検査領域を設定するとともに拡散光照射エリアＤに第２の検査領域を設定する。処理装置３は、第１の検査領域および第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて欠陥を検出する。図３（ａ）は、拡散光照射エリアＤに欠陥Ｅが存在する場合を示し、図３（ｂ）は、直接照射エリアＣに欠陥Ｅが存在する場合を示す。図４は、２値化画像の欠陥領域である。
【００３０】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図５を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図５のＳ１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ２）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ３）。処理装置３は、２値化画像から画素値の低い黒領域を検出（抽出）し、検出領域とする（Ｓ４）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ５）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ６）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ７）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ５からステップＳ７までの処理を実行する（Ｓ８）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ９）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１０）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ３）。処理装置３は、２値化画像から画素値の高い白領域を検出（抽出）し、検出領域とする（Ｓ４）。その後、処理装置３は、ステップＳ５からステップＳ８までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ９）、欠陥検出の動作を終了する。
【００３１】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検査対象Ａの被検査面Ｂにおいて照射装置１の照射光が直接照射される直接照射エリアＣと、被検査面Ｂにおいて直接照射エリアＣでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアＤとの輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象Ａの被検査面Ｂの凹凸欠陥を精度よく検出することができる。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態２に係る欠陥検出装置は、２値化画像ではなく撮像画像そのものから欠陥を検出する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１，２および図６を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の処理装置３（図１参照）は、抽出機能と、判定機能とを有している。処理装置３は、抽出機能として、直接照射エリアＣ（図２参照）内において周囲より輝度の低い領域および拡散光照射エリアＤ（図２参照）内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する。
【００３４】
処理装置３は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。
【００３５】
同一欠陥でも直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤとで見え方が異なる。そのため、この見え方を利用して欠陥を検出する。凸形欠陥の場合、直接照射エリアＣにおいて膨らみが影として発生する。凹形欠陥の場合、拡散光照射エリアＤにおいて凹みが輝点として発生する。
【００３６】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図６を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図６のＳ１１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１３）。また、処理装置３は、撮像画像から拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１４）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１５）。その後、ステップＳ１３とステップＳ１５とで抽出した検出領域のそれぞれに対して、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１８）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ１６からステップＳ１８までの処理を実行し（Ｓ１９）、欠陥検出の動作を終了する。
【００３７】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、凹凸量が少なく検出が困難な凹凸欠陥であっても、撮像画像において凹凸欠陥と周囲との間に輝度差が発生するので、凹凸欠陥を容易に検出することができる。
【００３８】
（実施形態３）
実施形態３に係る欠陥検出装置は、平均輝度に応じて２値化しきい値を変更する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１および図７，８を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００３９】
検査対象Ａの被検査面Ｂは、品種によって表面状態や塗装色が異なるため、撮像画像における見え方が異なる。つまり、撮像範囲の平均輝度が異なる。品種により輝度差が３５あるので、同一の２値化しきい値で２値化処理すれば、正確に抽出することができなくなるため、２値化しきい値を可変する。
【００４０】
本実施形態の処理装置３（図１参照）は、第１の抽出機能と、第１の算出機能と、第２の算出機能と、第２の抽出機能と、判定機能とを有している。
【００４１】
処理装置３は、第１の抽出機能として、直接照射エリアＣ内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、拡散光照射エリアＤ内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する。
【００４２】
処理装置３は、第１の算出機能として、第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する。処理装置３は、撮像範囲内から所定領域を抽出して平均輝度を算出する。平均輝度を算出する領域は任意に設定するが、より表面状態を反映させるため、各撮像範囲内をできるだけ広くとるなどを実施する。一例は１００×３０画素である。
【００４３】
処理装置３は、第２の算出機能として、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤごとに、第１の算出機能で算出した平均輝度を用いて２値化しきい値を求める。つまり、平均輝度に応じた２値化しきい値を任意に設定する。
【００４４】
処理装置３は、第２の抽出機能として、２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する。
【００４５】
処理装置３は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。つまり、処理装置３は、抽出領域の面積値を比較して欠陥を検出する。
【００４６】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図８を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図８のＳ２１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ２２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ２３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ２４）。直接照射エリアＣであるため（Ｓ２５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ２６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１６０に設定する（Ｓ２７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ２８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ３２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ３３）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ３４）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ３５）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ３６）。処理装置３は、全ての検出領域に対してステップＳ３４からステップＳ３６までの処理を実行する（Ｓ３７）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ３８）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ３９）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ２３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ２４）。その後、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ２９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を４０に設定する（Ｓ３０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を６０に設定する（Ｓ３１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ３２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出する（Ｓ３３）。その後、ステップＳ３４からステップＳ３７までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ３８）、欠陥検出の動作を終了する。
【００４７】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Ｂの状態の影響を低減させることができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。
【００４８】
（実施形態４）
実施形態４に係る欠陥検出装置は、２値化しきい値を再設定することが可能である点で、実施形態３に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１を用いて説明する。なお、実施形態３と同様の構成要素については説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の処理装置３は、第２の抽出機能として、第１の領域および第２の領域の少なくとも一方が欠陥候補領域として抽出されなかった場合、２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って欠陥候補領域を再抽出する。処理装置３は、検出領域中に、平均輝度を算出した最高輝度領域または最低輝度領域が検出されていない場合、２値化しきい値を再設定して２値化処理を行い、再検出した検出領域において判定を行う。
【００５０】
上記手順により、１つのエリアＣ，Ｄに対して最大２回の２値化処理を行うことで、撮像範囲において最高輝度領域や最低輝度領域を検出する。２値化しきい値を複数設定し、複数回の２値化処理を行うことで正確に欠陥を検出することができる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図９を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図９のＳ４１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ４２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ４３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ４４）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ４５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ４６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ４７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ４８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ５２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ５３）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ５４）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ５５）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ５６）。処理装置３は、ステップＳ５４からステップＳ５６までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ５７）。
【００５２】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ５８）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ５９）。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣに対する処理中であるので（Ｓ６０）、２値化しきい値を１６０に再設定する（Ｓ６１）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ６３）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ５２）。
【００５３】
その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないため（Ｓ６４）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ６５）。その後、拡散光照射エリアＤに対して、ステップＳ４３およびステップＳ４４の処理を実行する。その後、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ４９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ５０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ５１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ５２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ５３）。その後、ステップＳ５４からステップＳ５７までの処理を実行する。
【００５４】
その後、２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ５８）。２次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ５９）。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアＤに対する処理中であるので（Ｓ６０）、２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ６２）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ６３）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ５２）。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ６４）、欠陥検出の動作を終了する。
【００５５】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、撮像画像の輝度情報に応じて最適な２値化しきい値を設定することができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。
【００５６】
（実施形態５）
実施形態５に係る欠陥検出装置は、図１０に示すように入力装置５を備えている点で、実施形態１に係る欠陥検出装置（図１参照）と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１０，１１を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
入力装置５は、例えばタッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の種類が入力される。入力装置５は、処理装置３に接続されていて、入力値（入力情報）を処理装置３へ伝達する。入力装置５は、本発明の種類入力装置に相当する。
【００５８】
本実施形態の処理装置３は、入力装置５からの入力値に基づいて、該当する処理を実施する。処理装置３は、入力装置５で入力された種類に応じて、欠陥の検出に用いる検査領域を第１の検査領域および第２の検査領域の中から選択する。
【００５９】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図１１を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図１１のＳ７１）。その後、処理装置３は、凸欠陥のみを抽出するのか、凹欠陥および凸欠陥の両方を抽出するのかを決定する（Ｓ７２）。凸欠陥のみを抽出する場合、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ７３）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ７５）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ７６）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ７７）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ７８）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ７９）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ８０）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ８４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ８５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ８６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ８７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ８８）。処理装置３は、ステップＳ８６からステップＳ８８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ８９）。
【００６０】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ９０）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ９１）。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣに対する処理中であるので（Ｓ９２）、２値化しきい値を１６０に再設定する（Ｓ９３）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ９５）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ８４）。その後、２次抽出が既に完了しているので（Ｓ９０）、欠陥検出の動作を終了する。
【００６１】
一方、ステップＳ７２において、凹欠陥および凸欠陥の両方を検出する場合、処理装置３は、拡散光照射エリアＤを抽出する（Ｓ７４）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ７５）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ７６）。拡散光照射エリアＤである場合（Ｓ７７）、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ８１）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ８２）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ８３）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ８４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ８５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ８６）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ８７）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ８８）。処理装置３は、ステップＳ８６からステップＳ８８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ８９）。
【００６２】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ９０）。２次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ９１）。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアＤに対する処理中であるので（Ｓ９２）、２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ９４）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ９５）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ８４）。その後、２次抽出が既に完了しているので（Ｓ９０）、欠陥検出の動作を終了する。
【００６３】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの凹凸欠陥の数が多くなっても処理時間を短縮することができるとともに、選択した種別の欠陥を正確に検出することができる。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態６に係る欠陥検出装置は、１つの欠陥を直接照射エリアＣと拡散光照射エリアＤの両方のエリアで検出する点で、実施形態４に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１および図１２，１３を用いて説明する。なお、実施形態４と同様の構成要素については説明を省略する。
【００６５】
本実施形態の撮像装置２は、搬送装置４で検査対象Ａが搬送されることによって被検査面Ｂの所定部分が直接照射エリアＣに到達したタイミングと所定部分が拡散光照射エリアＤとに到達したタイミングとで撮像する。図１３（ａ）に示す駆動信号がＨの間で搬送装置４により検査対象Ａが搬送される。本実施形態の撮像装置２は、搬送装置４が駆動中に、図１３（ｂ）に示すように撮像タイミング信号を２回発生することで、２枚の撮像画像を撮像する。
【００６６】
本実施形態の処理装置３は、所定部分が直接照射エリアＣに到達したときの撮像画像と所定部分が拡散光照射エリアＤに到達したときの撮像画像とを用いて、所定部分に存在する欠陥を検出する。本実施形態の処理装置３は、図１２に示すようにずれ量δが所定の画素数範囲内であれば、欠陥として判定する。一例として、ずれ量δが±１０画素以内であれば、欠陥と判定する。
【００６７】
処理装置３は、直接照射エリアＣの検出領域の面積値で設定面積値よりも大きくなる（不良判定される）領域について、拡散光照射エリアＤの検出領域のＸ座標と近い場合にのみ欠陥を判定する。
【００６８】
次に、本実施形態に係る検査検出装置を用いた欠陥検出方法について図１４を用いて説明する。まず、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が被検査面Ｂを撮像する（図１４のＳ１０１）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１０２）。その後、処理装置３は、撮像画像の直接照射エリアＣから、最低輝度領域（「最低輝度＋α」以下の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ１０３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ１０４）。直接照射エリアＣである場合（Ｓ１０５）、平均輝度が２２０より大きいか否かを判定する（Ｓ１０６）。平均輝度が２２０より大きい場合、２値化しきい値を１４０に設定する（Ｓ１０７）。平均輝度が２２０以下である場合、２値化しきい値を１２０に設定する（Ｓ１０８）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ１１２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１１３）。その後、拡散光照射エリアＤが抽出されていないので（Ｓ１１４）、処理装置３は、撮像画像から拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１１５）。その後、処理装置３は、撮像画像の拡散光照射エリアＤから、最高輝度領域（「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域）を抽出する（Ｓ１０３）。その後、処理装置３は、抽出領域（抽出画素）を中心に１００×３０画素の平均輝度を算出する（Ｓ１０４）。拡散光照射エリアＤである場合（Ｓ１０５）、平均輝度が３０より大きいか否かを判定する（Ｓ１０９）。平均輝度が３０より大きい場合、２値化しきい値を７０に設定する（Ｓ１１０）。平均輝度が３０以下である場合、２値化しきい値を８０に設定する（Ｓ１１１）。その後、処理装置３は、設定した２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ１１２）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１１３）。
【００６９】
その後、直接照射エリアＣの検出領域を順に読み出す（Ｓ１１６）。読み出した検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１１７）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、拡散光照射エリアＤの検出領域を読み出す（Ｓ１１８）。読み出した検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以内であるか否かを判定する（Ｓ１１９）。読み出した検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以内である場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１２０）。一方、拡散光照射エリアＤで読み出された全ての検出領域のＸ座標が直接照射エリアＣで読み出した検出領域のＸ座標の±１０画素以上である場合（Ｓ１１９，Ｓ１２１）、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１２２）。処理装置３は、ステップＳ１１６からステップＳ１２２までの処理を、直接照射エリアＣの全ての検出領域に対して実行する（Ｓ１２３）。
【００７０】
その後、後述の２次抽出が完了しているか否かを判定する（Ｓ１２４）。２次抽出が完了していない場合、最低輝度領域・最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する（Ｓ１２５）。最低輝度領域・最高輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアＣの２値化しきい値を１６０に再設定し、拡散光照射エリアＤの２値化しきい値を６０に再設定する（Ｓ１２６）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ１２７）、再設定した２値化しきい値を用いて２値化処理を行う（Ｓ１１２）。その後、２次抽出が終了し（Ｓ１２４）、欠陥検出の動作を終了する。
【００７１】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Ｂの所定部分に対して直接照射エリアＣを用いた欠陥検出と拡散光照射エリアＤを用いた欠陥検出とを併用することができるので、より厳密な欠陥判定処理を行うことができ、凹凸欠陥を高精度に検出することができる。つまり、２つのエリアＣ，Ｄの撮像情報を用いて判定するため、ダブルチェックを行うことになり、誤検出を低減することができる。
【００７２】
（実施形態７）
実施形態７に係る欠陥検出装置は、図１５に示すように入力装置５と駆動装置６とを備えている点で、実施形態５に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１５，１６を用いて説明する。なお、実施形態５と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態の入力装置５は、タッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の凹凸量が入力される。本実施形態の入力装置５は、本発明の凹凸量入力装置に相当する。
【００７４】
本実施形態の処理装置３は、入力装置５からのこの入力値に基づいて照射装置１を駆動する駆動量を設定する。
【００７５】
駆動装置６は、入力装置５で入力された凹凸量に応じて照射装置１と被検査面Ｂとの間の光軸上における距離を可変する。駆動装置６としては、照射装置１に直動シリンダなどの駆動機構を有し、照射方向と同方向に照射装置１を駆動する。駆動装置６の駆動量は、入力装置５より入力された凹凸量と撮像情報とに基づいて処理装置３で算出される。
【００７６】
本実施形態では、入力装置５に入力された凹凸量に応じて拡散光照射エリアＤのあるべき平均輝度を設定し、次に拡散光照射エリアＤ内に設定した所定範囲の平均輝度を算出し、設定した拡散光照射エリアＤのあるべき平均輝度に対して実際の平均輝度に応じた駆動量を算出し、駆動機構を駆動する。
【００７７】
本実施形態の撮像装置２は、照射装置１と被検査面Ｂとの間の光軸上における距離が可変された後に撮像する。
【００７８】
検出する凹凸量に応じて凹凸欠陥の明暗領域における明領域と暗領域の面積が異なる。凹凸量が大きければ、明領域が大きな面積で検出されるため、比較的周囲の輝度の影響を受けにくいが、凹凸量が小さければ、明領域の検出面積は小さく影響を受けやすい。このことから、検出凹凸量が大きければ、周辺輝度は高くてもよく、小さければ低くなるように、比較する平均輝度を設定する。
【００７９】
駆動量は、比較する平均輝度よりも大きければ、暗くなるように検査対象Ａから遠くなる方向に駆動し、小さければ明るくなるように駆動する。このように駆動動作を行うことで、凹凸欠陥の凹凸量に応じた最適な照明条件を構成するとともに、撮像情報（撮像画像）も最適となるため、より正確に欠陥を検出することができる。
【００８０】
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図１６を用いて説明する。まず、検出凹凸量を読み出す（図１６のＳ１３１）。凹凸量が５０μｍ未満であるか否かを判定する（Ｓ１３２）。凹凸量が５０μｍ以上である場合、比較平均輝度を６０とする（Ｓ１３３）。凹凸量が５０μｍ未満である場合、比較平均輝度を４０とする（Ｓ１３４）。その後、照射装置１が検査対象Ａの被検査面Ｂを照射し、撮像装置２が予備撮像を行う（Ｓ１３５）。その後、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１３６）。その後、所定範囲内の平均輝度を算出する（Ｓ１３７）。その後、算出した平均輝度が比較平均輝度未満であるか否かを判定する（Ｓ１３８）。平均輝度が比較平均輝度以上である場合、駆動量を＋４０ｍｍとする（Ｓ１３９）。平均輝度が比較平均輝度未満である場合、駆動量を−４０ｍｍとする（Ｓ１４０）。その後、照射装置１を駆動する（Ｓ１４１）。
【００８１】
その後、撮像装置２が検査対象Ａの被検査面Ｂを撮像する（Ｓ１４２）。その後、処理装置３は、撮像画像から直接照射エリアＣを抽出する（切り出す）（Ｓ１４３）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて直接照射エリアＣに対して２値化処理を行う（Ｓ１４４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１４５）。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する（Ｓ１４６）。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置３は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１４７）。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１４８）。処理装置３は、ステップＳ１４６からステップＳ１４８までの処理を全ての検出領域に対して実行する（Ｓ１４９）。その後、拡散光照射エリアＤの抽出が完了していないため（Ｓ１５０）、拡散光照射エリアＤを抽出する（切り出す）（Ｓ１５１）。その後、処理装置３は、２値化しきい値を用いて拡散光照射エリアＤに対して２値化処理を行う（Ｓ１４４）。処理装置３は、２値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする（Ｓ１４５）。その後、ステップＳ１４６からステップＳ１４９までの処理を実行する。その後、直接照射エリアＣおよび拡散光照射エリアＤの両方での処理が完了し（Ｓ１５０）、照射装置１を初期駆動位置に戻し（Ｓ１５２）、欠陥検出の動作を終了する。
【００８２】
以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検出する凹凸量に応じた最適な撮像画像を獲得することができるので、凹凸欠陥をより正確に検出することができる。
【００８３】
（実施形態８）
実施形態８に係る欠陥検出装置は、照射装置１が被検査面Ｂに拡散光を照射する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置（図１参照）と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１７を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については説明を省略する。
【００８４】
拡散光が欠陥に照射されることで、欠陥に明暗部が発生しやすくなっているが、欠陥形状や検査対象Ａの表面状態によっては拡散光が不足することがある。
【００８５】
そこで、本実施形態の照射装置１は、図１７に示すように拡散板１１を備えている。照射装置１の照射光自体を拡散光にすることで、さらに多くの拡散光を欠陥に照射する。
【００８６】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの状態により拡散光が十分獲得できない場合でも、拡散光照射エリアＤに必要な拡散光を供給することができるので、凹凸欠陥を正確に検出することができる。
【００８７】
（実施形態９）
実施形態９に係る欠陥検出装置は、照射光の光量を変化する点で、実施形態１に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図１８，１９を用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
照射装置１からの照射光が強すぎると、撮像画像において直接照射エリアＣの領域に輝度が飽和するサチレーションが発生し、凹凸量が小さい場合にはエリア内に発生する微小な黒領域が埋もれてしまい、微小領域を検出することができない場合がある。つまり、欠陥の明暗領域が明確ではなくなったり、サチレーションが発生していない場合よりも微小領域になったりすることがある。
【００８９】
そこで、本実施形態の欠陥検出装置は、図１８に示すように、光量調整部として偏光フィルタ７，８を備えている。偏光フィルタ７，８は、撮像装置２に入射する光の光量を少なくする。偏光フィルタ７は、偏光方向を照射装置１の照射光のライン方向に合わせ、偏光フィルタ８は、偏光方向を偏光フィルタ７の偏光方向に対して１０度傾くように合わせる。本実施形態では、偏光フィルタ７，８を適用してサチレーションの発生を防止し、直接照射エリアＣ内の微小領域が埋もれることなく上記微小領域を検出することができる。
【００９０】
以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Ｂの状態により反射光が過検出され撮像画像から欠陥を検出することができない場合であっても、偏光フィルタ７，８（光量調整部）によって、撮像装置２に入射される光の光量を適切に調整することができるので、欠陥をより精度よく検出することができる。
【００９１】
なお、偏光フィルタ７，８は一例であり、偏光フィルタ７，８の角度も一例である。また、照射装置１および撮像装置２のいずれか一方に偏光フィルタを設置しても同じ効果を得ることができる。
【００９２】
なお、実施形態１〜９の欠陥検出装置の各機能は、適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 照射装置
１１ 拡散板
２ 撮像装置
３ 処理装置
４ 搬送装置
５ 入力装置（種類入力装置、凹凸量入力装置）
６ 駆動装置
７，８ 偏光フィルタ（光量調整部）
Ａ 検査対象
Ｂ 被検査面
Ｃ 直接照射エリア
Ｄ 拡散光照射エリア
Ｅ 欠陥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、
前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、
前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、
前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する第１の抽出機能と、
前記第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および前記第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する第１の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて２値化しきい値を求める第２の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第２の抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記第２の抽出機能として、前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することを特徴とする請求項３記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、
前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の中から選択する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、
前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、
前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、
前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、
前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項８】
前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項９】
前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項１０】
検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第１のステップと、
前記被検査面を撮像する第２のステップと、
前記第２のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第３のステップとを有し、
前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記第２のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、
前記第３のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項１】
検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、
前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、
前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、
前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第１の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第２の領域として抽出する第１の抽出機能と、
前記第１の領域を含み予め設定された大きさを有する第１の設定領域の平均輝度および前記第２の領域を含み予め設定された大きさを有する第２の設定領域の平均輝度を算出する第１の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて２値化しきい値を求める第２の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記２値化しきい値を用いて２値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第２の抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記第２の抽出機能として、前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記２値化しきい値を変更して再び２値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することを特徴とする請求項３記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、
前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の中から選択する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、
前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、
前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、
前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、
前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項８】
前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項９】
前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項１０】
検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第１のステップと、
前記被検査面を撮像する第２のステップと、
前記第２のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第３のステップとを有し、
前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記第２のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、
前記第３のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第１の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第２の検査領域を設定し、前記第１の検査領域および前記第２の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図３】
【図４】
【図７】
【図１２】
【図２】
【図５】
【図６】
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【図１０】
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【図１９】
【図３】
【図４】
【図７】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２０３２２２（Ｐ２０１１−２０３２２２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３５７６（Ｐ２０１０−７３５７６）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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