欠陥検査装置および欠陥検査方法
【課題】被検査物の表面の欠陥を精度よく検査することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】照射部１は、ワークＷの表面に対してＡ色の照射光Ｌ１，ＬＡ１とＢ色の照射光ＬＢ１と、Ｃ色の照射光ＬＣ１とを照射する。撮像装置３はワークＷからの反射光を分光して、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像を同時に生成する。Ａ色画像はＢ色画像（あるいはＣ色画像）に比べて、ワークＷの欠陥に対応する部分と、その周囲との明るさ（あるいは色）の差が小さい。また、１度の撮影でＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像が同時に生成されるので２つの画像の間に位置ずれが生じるのを防ぐことができる。よって２つの画像を比較すればワークＷの欠陥のみを２つの画像の相違点として抽出することが可能になる。
【解決手段】照射部１は、ワークＷの表面に対してＡ色の照射光Ｌ１，ＬＡ１とＢ色の照射光ＬＢ１と、Ｃ色の照射光ＬＣ１とを照射する。撮像装置３はワークＷからの反射光を分光して、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像を同時に生成する。Ａ色画像はＢ色画像（あるいはＣ色画像）に比べて、ワークＷの欠陥に対応する部分と、その周囲との明るさ（あるいは色）の差が小さい。また、１度の撮影でＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像が同時に生成されるので２つの画像の間に位置ずれが生じるのを防ぐことができる。よって２つの画像を比較すればワークＷの欠陥のみを２つの画像の相違点として抽出することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検査物体の表面の欠陥を検査する装置および方法に関し、特に、精度よく欠陥を検査することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業製品には筐体の表面を金属で形成したり光沢を持たせたりすることによって高級感、美感を持たせたものが多い。製品の表面の凹凸や傷、汚れ等の欠陥は商品価値を損なうため、検査によりこれらの欠陥を有する不良品を取り除いている。
【０００３】
たとえば携帯電話や家電製品などでは、本体の表面に透明樹脂によるコーティング層が形成されたものが筐体に使用されることがある。このような筐体では、本体部は一般に樹脂等により形成されて所定の色彩で着色されている。この本体部の表面に上述のコーティング層が形成されることによって表面に光沢や色彩の変化などが生じ、これにより商品価値が高められる。
【０００４】
上記のようなコーティング層を有する成形体を製造する工場では、コーティング層の表面に凹凸が生じたり、本体部とは異なる色彩が付着したりするといった欠陥が生じていないかどうかが検査される。従来からこの種の欠陥検出は現場の作業員が目視で検査することにより行なわれている。しかしながら上述したような筐体を用いた製品の多様化や大量生産に伴い、作業員の負担が大きくなるとともに検査に要する時間も多大になりつつある。そこでこれらの問題を解決するために欠陥検査を自動化することが試みられている。
【０００５】
たとえば特開平１１−２３２４３号公報（特許文献１）は、曲面状の被検査物体の表面に所定パターンの検査光を照射することによって表面欠陥を検査可能な表面欠陥検査装置を開示する。また、特開２００４−１０８８３３号公報（特許文献２）は、多面体からなる物品の複数の面を単一の撮像装置により同時に撮影することが可能な外観検査装置を開示する。この外観検査装置は被検査物体の上面を照明するための第１の照明装置と、その被検査物体の側面を照射するための第２の照明装置とを備える。
【特許文献１】特開平１１−２３２４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な欠陥検査方法では、まず被検査物体を撮像したときの画像（検査画像）と、予め記憶する良品の画像（良品画像）とが比較される。次にこれら２つの画像の間に相違する部分が存在するか否かを判定する。相違する部分が検出された場合にはその部分が欠陥であると判定される。
【０００７】
被検査物体に欠陥が存在する場合、その欠陥部分のみが２つの画像の相違点として現われれば欠陥検査装置は正しく欠陥を検出できる。このためには良品の表面と被検査物体の表面とで同じ領域を撮像する必要がある。
【０００８】
しかしながら、良品と被検査物体とで厳密に同一の領域を撮像することは困難である。たとえば被検査物体を撮像するため被検査物体を固定した際に、被検査物体の位置が本来の位置とずれることがある。この場合、良品画像のパターンに対して検査画像のパターンがずれるため検査画像と良品画像とは異なることになる。よって被検査物体に欠陥が存在しなくても、欠陥が存在すると判定される可能性がある。
【０００９】
パターンのずれがわずかであれば、そのずれを画像処理によって補正した上で欠陥検査を行なうことが考えられる。ただし、この場合には補正処理により検査時間が長くなる可能性がある。また、パターンのずれが大きい場合には上述のように良品が不良品と判定される可能性や被検査物体の欠陥を検出できない可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、被検査物体の表面の欠陥を精度よく検査することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は要約すれば、欠陥検査装置であって、照射部と、撮像部と、検査処理部とを備える。照射部は、被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射する。撮像部は、被検査物体の表面を撮像して、第１および第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成する。検査処理部は、第１および第２の画像を比較して、被検査物体の表面における欠陥の有無を検査する。
【００１２】
好ましくは、照射部は、第１および第２の照射光を同時に照射する。第１の照射光は、第１の色成分を含む。第２の照射光は、第１および第２の色成分を含む。撮像部は、被検査物体の表面で第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、第１の色成分を有する第１の画像と、第２の色成分を有する第２の画像とを生成する。
【００１３】
より好ましくは、撮像部は、第２の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査処理部は、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する。
【００１４】
より好ましくは、撮像部は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査処理部は、被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無を検査する。
【００１５】
より好ましくは、第１の照射光は、第３の色成分をさらに含む。撮像部は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受けて、第３の色成分を有する第３の画像をさらに生成する。検査処理部は、第１および第３の画像を比較して、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する。検査処理部は、第１および第２の画像を比較して被検査物体の表面において周囲と色が異なる欠陥の有無を検査する。
【００１６】
さらに好ましくは、照射部は、第１の照射光を発する第１の光源と、第２の照射光を発する第２の光源とを含む。第１および第２の光源の各々は、第１の色成分の光と、第２の色成分の光と、第３の色成分の光とを切換えて発光可能な複数の発光素子を有する。
【００１７】
好ましくは、照射部は、第１および第２の照射光の照射と、第２の照射光の照射とを異なるタイミングで実行する。撮像部は、第１および第２の照射光の照射時に第１の画像を生成し、第２の照射光の照射時に第２の画像を生成する。
【００１８】
本発明の他の局面に従うと、欠陥検査方法であって、被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射するステップと、撮像装置を用いて被検査物体の表面を撮像して、第１および第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成するステップと、第１および第２の画像を比較して、被検査物体の表面における欠陥の有無を検査するステップとを備える。
【００１９】
好ましくは、第１および第２の照射光は同時に照射される。第１の照射光は、第１の色成分を含む。第２の照射光は、第１および第２の色成分を含む。撮像装置は、被検査物体の表面において第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、第１の色成分を有する第１の画像と、第２の色成分を有する第２の画像とを生成する。
【００２０】
より好ましくは、撮像装置は、第２の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査するステップにおいて、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無が判定される。
【００２１】
より好ましくは、撮像装置は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査するステップにおいて、被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無が判定される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被検査物体の表面の欠陥を精度よく検査することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
［欠陥検査装置の構成］
まず図１〜図４を用いて、本実施の形態に係る欠陥検査装置の構成について説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置の基本的構成を示す図である。
図１を参照して、本実施の形態に係る欠陥検査装置１００は、ワークＷ（被検査物体）の表面における欠陥を検査する。ワークＷは、その表面で光の正反射が生じる物体であれば特に限定されず、たとえば表面が透明樹脂によりコーティングされたプラスチック成型品や金属等でもよい。またワークＷの表面（被検査面）は平面でも曲面でもよい。
【００２６】
ここで「正反射光」とは、光源から照明された角度と逆方向の同じ角度にはね返る光を意味する。これに対し、「拡散光」とはいろいろな方向に拡散して反射する光を意味するものとする。
【００２７】
欠陥検査装置１００が検出可能な欠陥は「凹凸欠陥」および「異色欠陥」である。ここで「凹凸欠陥」とは被検査物体の表面に凹状あるいは凸状に生じる欠陥を意味し、「異色欠陥」とは被検査物体の周囲の色（地の色）と異なる色を有する欠陥を意味するものとする。具体例を挙げて説明すると、凹凸欠陥には欠け、傷、バリ、異物等が含まれ、異色欠陥には汚れ、異色点等が含まれる。
【００２８】
欠陥検査装置１００は、照射部１と、撮像装置３と、制御装置４とを備える。
照射部１は、光源１Ａ，１Ｂを含む。光源１ＡはワークＷに対して照射光Ｌ１，ＬＢ１を照射する。光源１Ｂは、第１の照射光と異なる方向からワークＷに対して照射光ＬＡ１，ＬＣ１を照射する。
【００２９】
照射光Ｌ１の色と照射光ＬＡ１の色とは同じである。一方、照射光ＬＢ１の色は照射光Ｌ１（および照射光ＬＡ１）の色と異なる。また、照射光ＬＣ１の色は照射光Ｌ１（照射光ＬＡ１）の色および照射光ＬＢ１の色のいずれとも異なる。
【００３０】
以後の説明では照射光Ｌ１，ＬＡ１の色を「Ａ色」と称し、照射光ＬＢ１の色を「Ｂ色」と称し、照射光ＬＣ１の色を「Ｃ色」と称する。たとえばＡ色、Ｂ色、Ｃ色は、それぞれ、赤色、緑色、青色であるが、この組み合わせに限定されるものではなくワークＷの表面の色に応じて適切に設定される。
【００３１】
照射光Ｌ１，ＬＡ１のうち照射光Ｌ１のみがワークＷの表面を照明し、かつ、照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を見た場合、ワークＷの表面に凹凸欠陥が存在するとその部分が暗く見える。これに対し、照射光Ｌ１，ＬＡ１を同時に照射すると凹凸欠陥とその周囲（正常部）との明暗差は小さくなる（あるいは明暗差が生じなくなる）。
【００３２】
なお、照射光Ｌ１のみがワークＷの表面に照射された状態では照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を見ると異色欠陥と正常部との色の差は小さくなる（あるいは色の差が生じなくなる）。
【００３３】
ワークＷの表面で照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１が反射すると反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２がそれぞれ生じる。撮像装置３は照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を撮像する。撮像装置３は反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２を受けてワークＷを撮像する。そして撮像装置３はワークＷの画像（検査画像）を生成する。
【００３４】
撮像装置３は、具体的にはカラーカメラであり、カメラおよびレンズを含んで構成される。一般的なカラーカメラではたとえばプリズム（あるいはカラーフィルタ）を備えることにより赤、緑、青の各色彩光をそれぞれ対応する撮像素子に分解して受光することが可能である。これにより撮像装置３はＡ色成分の画像（Ａ色画像）と、Ｂ色成分の画像（Ｂ色画像）と、Ｃ色成分の画像（Ｃ色画像）とを生成する。
【００３５】
つまり撮像装置３は、互いに異なる２方向からワークＷの表面に光を照射した状態でのワークＷの表面の画像（第１の画像）を生成する。さらに撮像装置３は、上記２方向のうちのいずれか１方向のみからワークＷの表面に光を照射した状態でのワークＷの表面の画像（第２の画像）を生成する。
【００３６】
たとえば凹凸欠陥を検出する場合には、光源１Ａ，１Ｂから同時にＡ色の光（照射光Ｌ１，ＬＡ１）を照射したときの画像と光源１ＡからＢ色の光（照射光ＬＢ１）を照射したときの画像とを生成する。この場合、光源１Ｂから出る照射光ＬＡ１が「第１の照射光」に対応し、光源１Ａから出る照射光Ｌ１，ＬＢ１が本発明における「第２の照射光」に対応する。撮像装置３は、第２の照射光の反射方向から反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２を受ける。
【００３７】
一方、異色欠陥を検出する場合には、光源１Ａ，１Ｂから同時にＡ色の光（照射光Ｌ１，ＬＡ１）を照射したときの画像と光源１ＢからＣ色の光（照射光ＬＣ１）を照射したときの画像とを生成する。この場合、光源１Ａから出る照射光Ｌ１が「第１の照射光」に対応し、光源１Ｂから出る照射光ＬＡ１，ＬＣ１が本発明における「第２の照射光」に対応する。撮像装置３は、第１の照射光の反射方向から反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＣ２を受ける。
【００３８】
制御装置４は、撮像制御部１１と、検査処理部１２とを含む。撮像制御部１１は光源１Ａ，１Ｂを制御する。また撮像制御部１１は撮像装置３に対してワークＷを撮像するよう指示を送る。
【００３９】
検査処理部１２はＡ色画像とＢ色画像とを比較して、ワークＷの表面における凹凸欠陥の有無を判定する。さらに検査処理部１２はＡ色画像とＣ色画像とを比較して、ワークＷの表面における異色欠陥の有無を判定する。
【００４０】
Ａ色画像とＢ色画像とを比較した場合（あるいはＡ色画像とＣ色画像とを比較した場合）、ワークＷの表面に欠陥が存在しても、その欠陥による明暗差、あるいは色の差はＡ色画像のほうがＢ色画像（あるいはＣ色画像）よりも小さくなる。
【００４１】
つまりＡ色画像は従来の欠陥検査方法において用いられる良品画像に相当する。本実施の形態によれば検査処理の際に生成された良品画像と検査画像とを比較するので良品画像と検査画像との間にパターンずれが生じない。よって本実施の形態によればワークＷの表面に存在する欠陥のみを２つの画像の相違点として抽出することが可能になるので、高精度に欠陥を検査できる。
【００４２】
なお、検査処理部１２が撮像装置３から取得した検査画像からＡ色成分、Ｂ色成分、およびＣ色成分をそれぞれ抽出してＡ色画像、Ｂ色画像およびＣ色画像を生成してもよい。
【００４３】
図２は、図１の制御装置４のブロック図である。
図２を参照して、制御装置４は、光源制御部２１と、カメラ制御部２２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、メモリ２４と、入力部２５と、出力部２６と、検査画像メモリ２７と、パラメータ保存用メモリ２８とを備える。これらのブロックは、ＣＰＵバスを介して各種のデータを交換する。なお光源制御部２１とカメラ制御部２２とは撮像制御部１１を構成し、残りのブロックは検査処理部１２を構成する。
【００４４】
光源制御部２１は、ＣＰＵ２３からの指示に応じて光源１Ａ，１Ｂの各々の点灯および消灯を行なうだけでなく、光の色および強度を制御する。なお光源制御部２１は光源１Ａ，１Ｂを独立して制御できる。つまり光源制御部２１は光源１Ａと光源１Ｂとを同時に、あるいは順次点灯させることができる。
【００４５】
カメラ制御部２２は、ＣＰＵ２３からの指示に応じて撮像装置３にトリガ信号を送る。これにより撮像装置３は撮像を行なう。
【００４６】
ＣＰＵ２３は制御装置４の全体の動作を制御する。メモリ２４はＣＰＵ２３上で実行されるプログラムを格納する。入力部２５はたとえばキーボードやマウス等の入力装置３１から検査に必要な条件やパラメータ等が入力されると、それらの情報をＣＰＵ２３に対して送信する。出力部２６は検査結果をディスプレイ等の表示装置３２に出力するためのインターフェース回路により構成される。
【００４７】
検査画像メモリ２７は、画像バスを介して撮像装置３から被検査面の画像データを受けて、その画像データを格納する。パラメータ保存用メモリ２８は検査に必要な各種パラメータを格納する。各種パラメータは、たとえば後述する差分演算画像を２値化するための２値化しきい値、欠陥の有無を判別するための判定用しきい値、光源１Ａ，１Ｂから発せられる光の色や光量を設定するための設定値等である。なお、これらのパラメータの値は検査に先立って特定される。
【００４８】
本実施の形態では、光源制御部２１は光源１Ａ，１Ｂを同時に点灯させる。これにより図１に示す照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１が同時に発せられる。よって撮像装置３により生成されたワークＷの表面の画像から、凹凸欠陥の検査に必要な画像（Ａ色画像とＢ色画像）と、異色欠陥の検査に必要な画像（Ａ色画像とＣ色画像）とを生成できる。これにより、照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１を別々に照射する場合に比較して検査に要する時間を短縮できる。
【００４９】
図３は、図１の光源１Ａ，１Ｂの構成を示す斜視図である。
図３を参照して、カメラ・レンズ部の下に光源１Ａが設けられる。光源１Ａの下には光源１Ｂが重ねられている。
【００５０】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
図４を参照して、光源１Ａ，１Ｂは複数のＬＥＤ（発光ダイオード）４１を含む。複数のＬＥＤ４１はフルカラータイプであり、光色(波長)を自由に制御可能である。つまり複数のＬＥＤ４１はＡ色光、Ｂ色光、Ｃ色光を切換えて発することができる。また、複数のＬＥＤから発せられる光の強度も自由に制御可能である。複数のＬＥＤ４１の各々の光色および光量は図１に示す撮像制御部（より特定的には図２に示す光源制御部２１）により行なわれる。
【００５１】
このように光源１Ａ，１Ｂを構成することによって、ワークＷの色に応じてＡ色、Ｂ色、Ｃ色の組み合わせを自由に変えることができる。よって、本実施の形態の欠陥検査装置の汎用性を高めることが可能になる。
【００５２】
光源１Ａは、さらに、ハーフミラー４２と、透明板４３とを含む。光源１Ａに含まれるＬＥＤ４１から出た光（紙面左右方向の光）はハーフミラー４２に到達すると９０度進行方向を変え、透明板４３を透過してワークＷの表面に達する。ワークＷの表面に達した光が正反射すると、その正反射光は透明板４３およびハーフミラー４２を透過して撮像装置３に入射する。
【００５３】
図４に示す中心軸Ｊは撮像装置３のレンズの中心軸を通る。光源１Ａはこの中心軸Ｊを通るように光を発する。またワークＷからの正反射光もこの中心軸Ｊを通る。光源１Ａのような照明装置は一般的に「同軸落射照明」と称される。
【００５４】
光源１Ｂは、複数のＬＥＤ４１（フルカラータイプのＬＥＤ）を含む回路基板４５と、拡散板４６とを含む。複数のＬＥＤ４１から出た光は拡散板４６を通り、中心軸に対して斜め方向からワークＷの表面を照射する。光源１ＢのようにワークＷに対して斜め方向から光を照射する照明装置を以後「側射照明」と称する。
【００５５】
［検討例］
図５は、欠陥検査方法についての検討例を説明する図である。
【００５６】
図５を参照して、欠陥検査は次の（１）〜（５）の順で行なわれる。
（１）良品Ｗ１において規定された撮像領域Ａ１を撮像する。
【００５７】
（２）良品画像（画像ＩＭＧ１）を生成する。
（３）検査時に被検査物体Ｗ２を撮像する。撮像領域Ａ２は（１）の撮像領域Ａ１と同じ領域である。なお撮像領域Ａ２内（被検査物体Ｗ２の表面）には欠陥Ｄが存在する。
【００５８】
（４）検査画像（画像ＩＭＧ２）を生成する。画像ＩＭＧ２の領域ａ１には欠陥Ｄのパターンが含まれる。
【００５９】
（５）画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２とを比較する。
ここで手順（５）についてより詳細に説明する。画像ＩＭＧ１は良品Ｗ１の表面（領域ａ１）と、それ以外の部分（領域ａ２）とを含んでいる。領域ａ２については比較処理を行なう前にマスク処理によって検査対象外領域とされる。
【００６０】
次に画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２とで領域ａ１同士を比較する。双方の画像に相違点が存在すれば、その相違点が欠陥であると判定される。領域ａ２は検査対象外領域であるので、領域ａ２同士については相違点の有無は判定されない。
【００６１】
画像ＩＭＧ３は画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２との差分を示す画像である。画像ＩＭＧ３には欠陥Ｄのパターンのみが存在する。この画像ＩＭＧ３に基づいて被検査物体Ｗ２に欠陥が存在すると判定される。
【００６２】
図６は、被検査物体の撮像時に撮像領域がずれた場合を示す図である。
図６を参照して、撮像領域Ａ２は位置ずれがない場合の被検査物体Ｗ２の撮像領域であり、本来の撮像領域である。なお図６の撮像領域Ａ２は図５の撮像領域Ａ２と同じである。撮像領域の位置ずれが生じた場合、被検査物体Ｗ２における実際の撮像領域は撮像領域Ａ２から撮像領域Ａ３（一点鎖線の枠）に移動する。なお撮像領域の位置ずれはすべての方向に対して起こり得る。
【００６３】
図６に示すような撮像領域の位置ずれは、たとえば被検査物体を撮影場所に固定する際に固定位置がずれたり、欠陥検査装置（あるいはその周辺）で振動が生じたりすることで起こる。
【００６４】
画像ＩＭＧ２，画像ＩＭＧ２Ａは撮像装置により撮像領域Ａ２，Ａ３をそれぞれ撮像したときの検査画像である。画像ＩＭＧ２，画像ＩＭＧ２Ａともに領域ａ１内に欠陥Ｄのパターンが含まれているが、領域ａ１の大きさは画像ＩＭＧ２と画像ＩＭＧ２Ａとで大幅に異なる。
【００６５】
図７は、良品画像と位置ずれ発生時の検査画像とを用いた欠陥検査を説明する図である。
【００６６】
図７を参照して、欠陥検査の方法は図５に示す欠陥検査方法と同様である。すなわち（１）良品画像（画像ＩＭＧ１）を予め生成し、（２）被検査物体を撮像して検査画像（画像ＩＭＧ２Ａ）を生成する。ただし、被検査物体の撮像時に位置ずれが生じたため、画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとでは領域ａ１（検査対象領域）の面積および輪郭が異なる。よって画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとを重ね合わせて比較した場合には、画像ＩＭＧ１の検査対象外領域（領域ａ２）に欠陥Ｄのパターンが位置する。この結果、欠陥Ｄは画像ＩＭＧ１との相違点として判定されない。
【００６７】
たとえば製造ラインでの製品検査の際にこのような現象が生じた場合、欠陥Ｄを検出できないため不良品を良品と誤判定することが考えられる。そこで上述の問題を解決することが必要になる。
【００６８】
図８は、図７で示した問題点を解決する方法を説明する図である。
図８を参照して、欠陥検査を行なうために（１）良品画像（画像ＩＭＧ１）を予め生成し、（２）被検査物体を撮像して検査画像を生成する。ただし検査画像（画像ＩＭＧ２Ａ）は撮像領域の位置ずれが生じた画像である。なおこれらの処理は図７に示す（１）（２）のステップの処理と同様である。
【００６９】
次に、（３）ソフトウェア処理によって画像ＩＭＧ２Ａの位置を補正する。図８に示す例では、いわば画像ＩＭＧ２Ａを画像ＩＭＧ１の左下に移動させて画像ＩＭＧ２Ａと画像ＩＭＧ１とを重ねる。この場合には画像ＩＭＧ１の検査対象領域（領域ａ１）内に欠陥Ｄのパターンが入るため、画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとで比較を行なえば欠陥Ｄを検出できる。
【００７０】
しかしながら、このように画像ＩＭＧ２Ａを位置補正するため、検査処理に要する時間が増えてしまうという課題が新たに発生する。
【００７１】
また、ソフトウェア処理によって画像の位置補正を行なうと、２つの画像の重なり合う領域が狭くなるので、検査対象領域が狭くなる。具体的に説明すると画像ＩＭＧ１の中に画像ＩＭＧ２Ａと重ならない領域（領域ａ３）が発生する。領域ａ３は被検査物体の撮像時に撮像されていない領域である。また、画像ＩＭＧ２Ａの中に画像ＩＭＧ１の領域ａ１と重ならない領域（領域ａ４）が発生する。領域ａ４は撮像されたにも拘らず検査が行なわれない領域である。このように検査対象領域が狭くなると、欠陥検出精度が低下するという問題が発生する。
【００７２】
通常では被検査物体の全面を抜けなく検査するために、被検査物体の表面を複数の検査領域に分割することが行なわれる。しかし、図８に示すように検査対象領域が狭くなると、検査領域の分割数を増やさなければならない。その上、各検査領域を検査するたびに画像の位置補正を行なう必要があるので、被検査物体の全面を検査するに要する時間は大幅に増える。
【００７３】
また、図８に示す画像補正は平面を撮像した場合に適用可能であるが、立体物を撮像した場合には適用が困難になる。この理由を以下に説明する。
【００７４】
図９は、立体物表面を連続的に検査する例を説明する図である。
図９を参照して、撮像位置（言い換えるとレンズの光軸と交わる平面上の位置）を点Ｐ１から点Ｐ６の順に移動させながら立体物表面が連続的に撮像される。領域Ａ，Ｂ，Ｃは撮像位置がそれぞれ点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６であるときの撮像領域を示す。
【００７５】
図１０は、図９に示す立体物の撮像時に位置ずれが発生した状態を示す図である。
図１０を参照して、立体物の撮像開始時あるいは開始前に位置ずれが生じたため、撮像開始位置は本来の位置である点Ｐ１から点Ｐ１Ａにずれる。
【００７６】
図１０と図９とを参照して、本来の撮像位置は点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６である。しかし撮像開始位置が点Ｐ１から点Ｐ１Ａにずれたため、実際の撮像位置は点Ｐ２Ａ，Ｐ３Ａ，Ｐ４Ａ，Ｐ５Ａ，Ｐ６Ａとなる。
【００７７】
立体物の複数面を連続して検査する際には、撮影開始位置のずれの影響が平面を検査する時よりも顕著に生じ、図１０に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃの画像に対してそれぞれソフトウェアによる補正を施しても図９に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃの画像に一致させることができない。
【００７８】
以上の説明を総括すると、検討例の場合には良品画像と被検査物体の画像とを比較して欠陥の有無を判定している。よって被検査物体の撮像領域が良品の撮像領域とずれると、検査結果に誤りが生じる可能性が高くなる。また検査結果の誤りを防ぐために画像補正処理を追加すると、検査時間が長くなる可能性がある。
【００７９】
［欠陥検査の基本原理］
人が凹凸欠陥を検出する場合には、被検査物体の表面において照明が反射して光っている部分を見る。欠け、傷、バリ、異物等の欠陥が存在すると、その欠陥部分が暗く見える。これにより凹凸欠陥を検出できる。
【００８０】
一方、人が物の色を見るときは、通常、正反射光がない角度から見る。よって人が異色欠陥を検出する場合、被検査物体を少し斜めから見る。これにより、周囲と色が異なる汚れや異色点を検出できる。
【００８１】
ここで「照明が反射して光っている部分を見る」とは、言い換えると「正反射光により凹凸の有無を見る」状態である。よって同軸落射照明を用いて被検査物体を撮像すれば人が光っている部分を見るのと同じ効果が得られる。
【００８２】
同様に、「被検査物体を少し斜めから見る」状態とは、言い換えると「拡散光により色の成分を見ている」状態である。よって側射照明を用いて被検査物体を撮像すれば人が被検査物体表面を斜めから見るのと同じ効果が得られる。
【００８３】
図１１は、凹凸欠陥の検出原理を説明する図である。
図１１を参照して、光源１ＡのＬＥＤ４１から発せられた照射光Ｌ１はハーフミラー４２によって撮像装置３のレンズの光軸（中心軸Ｊ）と光軸が同じ光（同軸落射光）となる。同軸落射光は透明板４３を透過してワークＷに達する。なお光源１Ｂは点灯していない。
【００８４】
ワークＷの表面が正常であれば、ワークＷの表面で照射光Ｌ１が正反射することにより生じた反射光Ｌ２は中心軸Ｊを通り撮像装置３に入射する。一方、ワークＷの表面に存在する凹凸欠陥Ｄ１に照射光Ｌ１が入射すると、凹凸欠陥Ｄ１において照射光Ｌ１が拡散反射する。これにより反射光（拡散光）Ｌ３が生じる。
【００８５】
反射光Ｌ３は撮像装置３に入射しないので、撮像装置３がワークＷの表面からの反射光を受けたときには凹凸欠陥Ｄ１から撮像装置３に入射する反射光の光量が少なくなる。このため検査画像では凹凸欠陥が暗部として出現する。検査画像に存在する暗部と同じ暗部が良品画像に存在しない場合、この暗部が凹凸欠陥と判定される。
【００８６】
図１２は、異色欠陥の検出原理を説明する図である。
図１２を参照して、光源１Ｂから照射光ＬＡ１（側射光）をワークＷに向けて照射する。照射光ＬＡ１の色成分はワークＷの表面の色に含まれる。なお光源１Ａは点灯していない。
【００８７】
ワークＷの表面の正常部で照射光ＬＡ１が正反射すると反射光ＬＡ２が生じる。反射光ＬＡ２は透明板およびハーフミラー４２を透過して撮像装置３に入射する。撮像装置３は反射光ＬＡ２を受けてワークＷの表面を撮像する。これにより撮像装置３では照射光ＬＡ１の色を有する検査画像が生成される。
【００８８】
異色欠陥Ｄ２が存在する箇所は正常部と色成分が異なるため、側斜光の反射特性が異なる。よって検査画像内に明暗差が生じる。検査画像における明暗差が良品画像に存在しない場合にはこの明暗差が生じた部分を異色欠陥とみなす。なお異色欠陥の色に応じて、検査画像内の欠陥に対応する部分は周囲よりも明るくなったり暗くなったりする。
【００８９】
ここで光源１Ａのみを用いて撮像した画像には凹凸欠陥のみが出現し、異色欠陥は出現しない。光源１Ｂのみを用いて撮像した画像には、異色欠陥のみが出現し、凹凸欠陥は出現しない。光源１Ａ，１Ｂの両方を用いて撮像した画像には凹凸欠陥および異色欠陥のいずれも出現しない。本実施の形態の検査方法では、この現象を利用する。
【００９０】
［本実施の形態の欠陥検査装置による検査方法］
図１３は、同色の同軸落射光と側斜光とを同時に照射した場合の撮像を示したものである。
【００９１】
図１３を参照して、照射光Ｌ１，ＬＡ１は同時に照射される。
凹凸欠陥Ｄ１では照射光ＬＡ１が拡散反射する。これにより反射光（拡散光）ＬＡ２が生じる。反射光ＬＡ２は照射光ＬＡ１の正反射方向（反射光Ｌ２の進行方向）に進み、撮像装置に入射する。よって撮像装置がワークＷの表面を撮像すると凹凸欠陥Ｄ１による周囲との明暗差は小さくなるか、あるいは見えなくなる。
【００９２】
一方、異色欠陥Ｄ２では照射光Ｌ１が正反射する。照射光Ｌ１が正反射することにより生じた反射光Ｌ２は撮像装置に入射する。よって凹凸欠陥と同様に撮像装置がワークＷの表面を撮像すると、異色欠陥Ｄ２による周囲との色の差は小さくなるか、あるいは見えなくなる。
【００９３】
つまり、照射光Ｌ１，ＬＡ１を同時に照射することで凹凸欠陥あるいは異色欠陥を見えにくく（あるいは見えなく）することができる。このときの画像は良品画像に相当する画像となる。
【００９４】
図１４は、同軸落射光の色と側射光の色との組み合わせの例を示した図である。
図１４を参照して、本実施の形態ではＡ色およびＢ色の同軸落射光（照射光Ｌ１，ＬＢ１）と、Ａ色およびＣ色の側斜光（照射光ＬＡ１，ＬＣ１）が同時に照射される。Ｂ色の光は同軸落射照明のみから発せられ、Ｃ色の光は側射照明のみから発せられる。これにより上述の検出原理に基づいて凹凸欠陥と異色欠陥とを同時に検出することが可能になる。なお、Ａ色、Ｂ色、Ｃ色はワークＷの表面の色に応じて適切に定められる。
【００９５】
図１５は、同軸落射光と側斜光を同時に照射した場合を示す図である。
図１５を参照して、同軸落射光（照射光Ｌ１，ＬＢ１）と、側射光（照射光ＬＡ１，ＬＣ１）とをワークＷの表面に同時に照射した状態でワークＷの表面が１回撮像される。
【００９６】
ワークＷの表面には凹凸欠陥Ｄ１および異色欠陥Ｄ２が存在する。凹凸欠陥Ｄ１では照射光Ｌ１，ＬＢ１が反射して、反射光Ｌ３，ＬＢ３がそれぞれ生じるとともに照射光ＬＡ１が反射して反射光ＬＡ２が生じる。
【００９７】
ワークＷの表面において欠陥のない部分では照射光Ｌ１，ＬＢ１がそれぞれ正反射して反射光Ｌ２，ＬＢ２が生じる。反射光ＬＡ２と反射光Ｌ２，ＬＢ２とは図示しない撮像装置に入射する。
【００９８】
さらに異色欠陥Ｄ２では照射光Ｌ１，ＬＢ１がそれぞれ正反射して反射光Ｌ２，ＬＢ２が生じる。異色欠陥Ｄ２からの反射光Ｌ２，ＬＢ２は撮像装置に入射する。一方、異色欠陥Ｄ２に照射光ＬＡ１，ＬＣ１が入射すると、照射光ＬＡ１，ＬＣ１は拡散反射する。異色欠陥Ｄ２において生じた拡散光（図示せず）は撮像装置には入射しない。
【００９９】
図１５および図１を参照しながら説明すると、撮像装置３は入射した光を分光する。これによりＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像をそれぞれ生成する。Ａ色画像は凹凸欠陥Ｄ１および異色欠陥Ｄ２の両方が消えた画像となる。
【０１００】
凹凸欠陥Ｄ１ではＢ色の光（照射光ＬＢ１）が拡散反射する。ワークＷの正常部（および異色欠陥Ｄ２）から撮像装置に入射するＢ色光の光量と比べると凹凸欠陥Ｄ１から撮像装置に入射するＢ色光の光量は少ない。よってＢ色画像には凹凸欠陥が暗い部分として出現する。
【０１０１】
照射光ＬＣ１はワークＷの表面で拡散反射する。ワークＷの正常部（および凹凸欠陥Ｄ１）と異色欠陥Ｄ２とではＣ色の光の拡散反射特性が異なるためＣ色画像においては異色欠陥が暗い部分として出現する。
【０１０２】
図１６は、本実施の形態による凹凸欠陥の検出方法について示す図である。
図１６を参照して、凹凸欠陥の検出の際には、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像の中から（１）Ａ色画像（画像ＩＭＧ４）と、（２）Ｂ色画像（画像ＩＭＧ５）とが選択され、（３）Ａ色画像とＢ色画像とが比較される。
【０１０３】
画像ＩＭＧ６は画像ＩＭＧ４と画像ＩＭＧ５との比較結果を示す画像である。画像ＩＭＧ６には画像ＩＭＧ４，ＩＭＧ５の相違点が出現する。この相違点は凹凸欠陥を反映する。
【０１０４】
図１７は、Ａ色画像とＣ色画像を用いた異色欠陥の検出方法について示す図である。
図１７を参照して、異色欠陥の検出の際には、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像の中から（１）Ａ色画像（画像ＩＭＧ４）と、（２）Ｃ色画像（画像ＩＭＧ７）とが選択され、（３）Ａ色画像とＣ色画像とが比較される。
【０１０５】
画像ＩＭＧ８は画像ＩＭＧ４と画像ＩＭＧ７との比較結果を示す画像である。画像ＩＭＧ８には画像ＩＭＧ４，ＩＭＧ７の相違点が出現する。この相違点は異色欠陥を反映する。
【０１０６】
このように本実施の形態の欠陥検査装置および欠陥検査方法によれば良品画像は不要となり、被検査品の画像（２色の画像）により欠陥検査が可能になる。よって図７に示したような、比較対象となる２つの画像の間でパターンがずれるという問題を防ぐことができる。よって本実施の形態によれば判定誤りを防ぐことができるので検査精度が向上する。
【０１０７】
また、本実施の形態によれば良品画像が不要なため、図８に示すような検査画像の位置補正処理を行なわなくてもよいので、検査に要する時間を短縮できる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば凹凸欠陥の検査に必要な光と異色欠陥の検査に必要な光とが同時に被検査物体に照射されるので、検査に要する時間をさらに短縮することができる。特に被検査物体の全面を複数領域に分けて検査する場合には、本実施の形態の欠陥検査装置を用いることで検査時間を短縮する効果が発揮される。
【０１０９】
［本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れ］
図１８は、本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れを説明するフローチャートである。
【０１１０】
図１８および図１を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１において、撮像制御部１１は照射部１に対して指示を送り、照明を点灯させる。これにより照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１がワークＷに対して照射される。
【０１１１】
ステップＳ２において、撮像制御部１１は撮像装置３に撮像指示を送る。これにより撮像装置３はワークＷ（被検査物体）の表面を撮像する。
【０１１２】
ステップＳ３において、撮像装置３は反射光を分光して色成分を抽出する。これにより検査処理部１２の内部において照明色（Ａ色、Ｂ色、およびＣ色）ごとに画像データが生成される。
【０１１３】
ステップＳ４において、検査処理部１２はＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像を取得する。そして検査処理部１２はまずＡ色画像データとＢ色画像データとを比較する。比較処理はたとえば以下のように行なわれる。検査処理部１２は、Ａ色画像データとＢ色画像データとで対応関係にある画素間の濃度値の差を求める。この濃度差の値を用いることにより、Ａ色画像とＢ色画像との明度の差の度合を示す差分画像データが生成される。次に検査処理部１２は所定の２値化しきい値を用いて、差分画像データから２値化画像を生成する。
【０１１４】
続いて検査処理部１２は２値化画像にラベリング処理を施す。ここでラベリング処理とは、連結している画素に同じラベルを付加することで複数の領域をグループとして分類する処理であり、画像処理において広く用いられる。
【０１１５】
本実施の形態ではこのラベリング処理により、Ａ色画像とＢ色画像とで明度差が生じている領域、すなわち複数の画素のうち同一のラベルが付加された画素によって形成される領域が特定される。
【０１１６】
ステップＳ５において、検査処理部１２はＡ色画像とＢ色画像とで差異があるか否かを判定する。検査処理部１２は同一のラベルが付加された複数の画素によって形成される領域毎に、その領域の面積を計測する。そして、検査処理部１２は計測結果が所定値以上の大きさであれば、その領域はＡ色画像データとＢ色画像データとで相違する領域であると判定する。
【０１１７】
Ａ色画像とＢ色画像とで差異がある場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ６において検査処理部１２はワークＷの表面に凹凸欠陥が存在すると判定する。一方、Ａ色画像とＢ色画像とで差異がない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ７において検査処理部１２はＡ色画像データとＣ色画像データとを比較する。ステップＳ７の処理はステップＳ４における処理と同様である。
【０１１８】
ステップＳ８ではステップＳ４の処理と同様に、検査処理部１２はＡ色画像とＣ色画像とで差異があるか否かを判定する。Ａ色画像とＣ色画像とで差異がある場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ９においてワークＷの表面に異色欠陥が存在すると判定する。一方、Ａ色画像とＣ色画像とで差異がない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１０においてワークＷは良品であると判定する。
【０１１９】
ステップＳ１１では検査処理部１２は判定結果（検査結果）を出力する。検査結果は図２に示す表示装置３２に表示される。ここで、ステップＳ６，Ｓ９の処理に続いてステップＳ１１の処理が行なわれる場合にはワークＷに欠陥が存在するという結果、すなわちワークＷが不良品であるという判定結果が出力される。一方、ステップＳ１０の処理に続いてステップＳ１１の処理が行なわれる場合にはワークＷが良品であるとの判定結果が出力される。ステップＳ１１の処理が終了すると全体の処理が終了する。
【０１２０】
なお、本実施の形態の欠陥検査装置は、照射光Ｌ１，ＬＡ１の色と異なる色の光をワークＷに照射することで良品画像と検査画像とを生成する。このため図１の欠陥検査装置１００において照射光ＬＢ１と照射光ＬＣ１とは必ずしも同時に照射される必要はなく、照射タイミングを異ならせてもよい。
【０１２１】
具体的に説明すると、たとえば凹凸欠陥と異色欠陥とを順番に検査する場合、照射部１は、まず照射光Ｌ１，ＬＡ１を照射し、次に照射光ＬＢ１のみを照射し、最後に照射光ＬＣ１のみを照射してもよい。
【０１２２】
また、図１の照射部１をＡ色光およびＢ色光（すなわち照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１）のみ照射可能なように構成することで凹凸欠陥のみ検査可能な欠陥検査装置を構成してもよいし、照射部１をＡ色光およびＣ色光（すなわち照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＣ１）のみ照射可能なように構成することで異色欠陥のみ検査可能な欠陥検査装置を構成してもよい。
【０１２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態に係る欠陥検査装置の基本的構成を示す図である。
【図２】図１の制御装置４のブロック図である。
【図３】図１の光源１Ａ，１Ｂの構成を示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】欠陥検査方法についての検討例を説明する図である。
【図６】被検査物体の撮像時に撮像領域がずれた場合を示す図である。
【図７】良品画像と位置ずれ発生時の検査画像とを用いた欠陥検査を説明する図である。
【図８】図７で示した問題点を解決する方法を説明する図である。
【図９】立体物表面を連続的に検査する例を説明する図である。
【図１０】図９に示す立体物の撮像時に位置ずれが発生した状態を示す図である。
【図１１】凹凸欠陥の検出原理を説明する図である。
【図１２】異色欠陥の検出原理を説明する図である。
【図１３】同色の同軸落射光と側斜光とを同時に照射した場合の撮像を示したものである。
【図１４】同軸落射光の色と側射光の色との組み合わせの例を示した図である。
【図１５】同軸落射光と側斜光を同時に照射した場合を示す図である。
【図１６】本実施の形態による凹凸欠陥の検出方法について示す図である。
【図１７】Ａ色画像とＣ色画像を用いた異色欠陥の検出方法について示す図である。
【図１８】本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 照射部、１Ａ，１Ｂ 光源、３ 撮像装置、４ 制御装置、１１ 撮像制御部、１２ 検査処理部、２１ 光源制御部、２２ カメラ制御部、２３ ＣＰＵ、２４ メモリ、２５ 入力部、２６ 出力部、２７ 検査画像メモリ、２８ パラメータ保存用メモリ、３１ 入力装置、３２ 表示装置、４１ ＬＥＤ、４２ ハーフミラー、４３ 透明板、４５ 回路基板、４６ 拡散板、１００ 欠陥検査装置、Ａ１〜Ａ３ 撮像領域、ａ１〜ａ４，Ａ，Ｂ，Ｃ 領域、Ｄ 欠陥、Ｄ１ 凹凸欠陥、Ｄ２ 異色欠陥、ＩＭＧ１〜ＩＭＧ８，ＩＭＧ２Ａ 画像、Ｊ 中心軸、Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１ 照射光、Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２，Ｌ３ 反射光、Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１Ａ〜Ｐ６Ａ 点、Ｓ１〜Ｓ１０ ステップ、Ｗ ワーク、Ｗ１ 良品、Ｗ２ 被検査物体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検査物体の表面の欠陥を検査する装置および方法に関し、特に、精度よく欠陥を検査することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業製品には筐体の表面を金属で形成したり光沢を持たせたりすることによって高級感、美感を持たせたものが多い。製品の表面の凹凸や傷、汚れ等の欠陥は商品価値を損なうため、検査によりこれらの欠陥を有する不良品を取り除いている。
【０００３】
たとえば携帯電話や家電製品などでは、本体の表面に透明樹脂によるコーティング層が形成されたものが筐体に使用されることがある。このような筐体では、本体部は一般に樹脂等により形成されて所定の色彩で着色されている。この本体部の表面に上述のコーティング層が形成されることによって表面に光沢や色彩の変化などが生じ、これにより商品価値が高められる。
【０００４】
上記のようなコーティング層を有する成形体を製造する工場では、コーティング層の表面に凹凸が生じたり、本体部とは異なる色彩が付着したりするといった欠陥が生じていないかどうかが検査される。従来からこの種の欠陥検出は現場の作業員が目視で検査することにより行なわれている。しかしながら上述したような筐体を用いた製品の多様化や大量生産に伴い、作業員の負担が大きくなるとともに検査に要する時間も多大になりつつある。そこでこれらの問題を解決するために欠陥検査を自動化することが試みられている。
【０００５】
たとえば特開平１１−２３２４３号公報（特許文献１）は、曲面状の被検査物体の表面に所定パターンの検査光を照射することによって表面欠陥を検査可能な表面欠陥検査装置を開示する。また、特開２００４−１０８８３３号公報（特許文献２）は、多面体からなる物品の複数の面を単一の撮像装置により同時に撮影することが可能な外観検査装置を開示する。この外観検査装置は被検査物体の上面を照明するための第１の照明装置と、その被検査物体の側面を照射するための第２の照明装置とを備える。
【特許文献１】特開平１１−２３２４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な欠陥検査方法では、まず被検査物体を撮像したときの画像（検査画像）と、予め記憶する良品の画像（良品画像）とが比較される。次にこれら２つの画像の間に相違する部分が存在するか否かを判定する。相違する部分が検出された場合にはその部分が欠陥であると判定される。
【０００７】
被検査物体に欠陥が存在する場合、その欠陥部分のみが２つの画像の相違点として現われれば欠陥検査装置は正しく欠陥を検出できる。このためには良品の表面と被検査物体の表面とで同じ領域を撮像する必要がある。
【０００８】
しかしながら、良品と被検査物体とで厳密に同一の領域を撮像することは困難である。たとえば被検査物体を撮像するため被検査物体を固定した際に、被検査物体の位置が本来の位置とずれることがある。この場合、良品画像のパターンに対して検査画像のパターンがずれるため検査画像と良品画像とは異なることになる。よって被検査物体に欠陥が存在しなくても、欠陥が存在すると判定される可能性がある。
【０００９】
パターンのずれがわずかであれば、そのずれを画像処理によって補正した上で欠陥検査を行なうことが考えられる。ただし、この場合には補正処理により検査時間が長くなる可能性がある。また、パターンのずれが大きい場合には上述のように良品が不良品と判定される可能性や被検査物体の欠陥を検出できない可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、被検査物体の表面の欠陥を精度よく検査することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は要約すれば、欠陥検査装置であって、照射部と、撮像部と、検査処理部とを備える。照射部は、被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射する。撮像部は、被検査物体の表面を撮像して、第１および第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成する。検査処理部は、第１および第２の画像を比較して、被検査物体の表面における欠陥の有無を検査する。
【００１２】
好ましくは、照射部は、第１および第２の照射光を同時に照射する。第１の照射光は、第１の色成分を含む。第２の照射光は、第１および第２の色成分を含む。撮像部は、被検査物体の表面で第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、第１の色成分を有する第１の画像と、第２の色成分を有する第２の画像とを生成する。
【００１３】
より好ましくは、撮像部は、第２の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査処理部は、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する。
【００１４】
より好ましくは、撮像部は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査処理部は、被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無を検査する。
【００１５】
より好ましくは、第１の照射光は、第３の色成分をさらに含む。撮像部は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受けて、第３の色成分を有する第３の画像をさらに生成する。検査処理部は、第１および第３の画像を比較して、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する。検査処理部は、第１および第２の画像を比較して被検査物体の表面において周囲と色が異なる欠陥の有無を検査する。
【００１６】
さらに好ましくは、照射部は、第１の照射光を発する第１の光源と、第２の照射光を発する第２の光源とを含む。第１および第２の光源の各々は、第１の色成分の光と、第２の色成分の光と、第３の色成分の光とを切換えて発光可能な複数の発光素子を有する。
【００１７】
好ましくは、照射部は、第１および第２の照射光の照射と、第２の照射光の照射とを異なるタイミングで実行する。撮像部は、第１および第２の照射光の照射時に第１の画像を生成し、第２の照射光の照射時に第２の画像を生成する。
【００１８】
本発明の他の局面に従うと、欠陥検査方法であって、被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射するステップと、撮像装置を用いて被検査物体の表面を撮像して、第１および第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、第２の照射光が被検査物体の表面に照射された状態の被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成するステップと、第１および第２の画像を比較して、被検査物体の表面における欠陥の有無を検査するステップとを備える。
【００１９】
好ましくは、第１および第２の照射光は同時に照射される。第１の照射光は、第１の色成分を含む。第２の照射光は、第１および第２の色成分を含む。撮像装置は、被検査物体の表面において第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、第１の色成分を有する第１の画像と、第２の色成分を有する第２の画像とを生成する。
【００２０】
より好ましくは、撮像装置は、第２の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査するステップにおいて、被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無が判定される。
【００２１】
より好ましくは、撮像装置は、第１の照射光の反射方向から第１および第２の反射光を受ける。検査するステップにおいて、被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無が判定される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被検査物体の表面の欠陥を精度よく検査することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
［欠陥検査装置の構成］
まず図１〜図４を用いて、本実施の形態に係る欠陥検査装置の構成について説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置の基本的構成を示す図である。
図１を参照して、本実施の形態に係る欠陥検査装置１００は、ワークＷ（被検査物体）の表面における欠陥を検査する。ワークＷは、その表面で光の正反射が生じる物体であれば特に限定されず、たとえば表面が透明樹脂によりコーティングされたプラスチック成型品や金属等でもよい。またワークＷの表面（被検査面）は平面でも曲面でもよい。
【００２６】
ここで「正反射光」とは、光源から照明された角度と逆方向の同じ角度にはね返る光を意味する。これに対し、「拡散光」とはいろいろな方向に拡散して反射する光を意味するものとする。
【００２７】
欠陥検査装置１００が検出可能な欠陥は「凹凸欠陥」および「異色欠陥」である。ここで「凹凸欠陥」とは被検査物体の表面に凹状あるいは凸状に生じる欠陥を意味し、「異色欠陥」とは被検査物体の周囲の色（地の色）と異なる色を有する欠陥を意味するものとする。具体例を挙げて説明すると、凹凸欠陥には欠け、傷、バリ、異物等が含まれ、異色欠陥には汚れ、異色点等が含まれる。
【００２８】
欠陥検査装置１００は、照射部１と、撮像装置３と、制御装置４とを備える。
照射部１は、光源１Ａ，１Ｂを含む。光源１ＡはワークＷに対して照射光Ｌ１，ＬＢ１を照射する。光源１Ｂは、第１の照射光と異なる方向からワークＷに対して照射光ＬＡ１，ＬＣ１を照射する。
【００２９】
照射光Ｌ１の色と照射光ＬＡ１の色とは同じである。一方、照射光ＬＢ１の色は照射光Ｌ１（および照射光ＬＡ１）の色と異なる。また、照射光ＬＣ１の色は照射光Ｌ１（照射光ＬＡ１）の色および照射光ＬＢ１の色のいずれとも異なる。
【００３０】
以後の説明では照射光Ｌ１，ＬＡ１の色を「Ａ色」と称し、照射光ＬＢ１の色を「Ｂ色」と称し、照射光ＬＣ１の色を「Ｃ色」と称する。たとえばＡ色、Ｂ色、Ｃ色は、それぞれ、赤色、緑色、青色であるが、この組み合わせに限定されるものではなくワークＷの表面の色に応じて適切に設定される。
【００３１】
照射光Ｌ１，ＬＡ１のうち照射光Ｌ１のみがワークＷの表面を照明し、かつ、照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を見た場合、ワークＷの表面に凹凸欠陥が存在するとその部分が暗く見える。これに対し、照射光Ｌ１，ＬＡ１を同時に照射すると凹凸欠陥とその周囲（正常部）との明暗差は小さくなる（あるいは明暗差が生じなくなる）。
【００３２】
なお、照射光Ｌ１のみがワークＷの表面に照射された状態では照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を見ると異色欠陥と正常部との色の差は小さくなる（あるいは色の差が生じなくなる）。
【００３３】
ワークＷの表面で照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１が反射すると反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２がそれぞれ生じる。撮像装置３は照射光Ｌ１の正反射方向からワークＷの表面を撮像する。撮像装置３は反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２を受けてワークＷを撮像する。そして撮像装置３はワークＷの画像（検査画像）を生成する。
【００３４】
撮像装置３は、具体的にはカラーカメラであり、カメラおよびレンズを含んで構成される。一般的なカラーカメラではたとえばプリズム（あるいはカラーフィルタ）を備えることにより赤、緑、青の各色彩光をそれぞれ対応する撮像素子に分解して受光することが可能である。これにより撮像装置３はＡ色成分の画像（Ａ色画像）と、Ｂ色成分の画像（Ｂ色画像）と、Ｃ色成分の画像（Ｃ色画像）とを生成する。
【００３５】
つまり撮像装置３は、互いに異なる２方向からワークＷの表面に光を照射した状態でのワークＷの表面の画像（第１の画像）を生成する。さらに撮像装置３は、上記２方向のうちのいずれか１方向のみからワークＷの表面に光を照射した状態でのワークＷの表面の画像（第２の画像）を生成する。
【００３６】
たとえば凹凸欠陥を検出する場合には、光源１Ａ，１Ｂから同時にＡ色の光（照射光Ｌ１，ＬＡ１）を照射したときの画像と光源１ＡからＢ色の光（照射光ＬＢ１）を照射したときの画像とを生成する。この場合、光源１Ｂから出る照射光ＬＡ１が「第１の照射光」に対応し、光源１Ａから出る照射光Ｌ１，ＬＢ１が本発明における「第２の照射光」に対応する。撮像装置３は、第２の照射光の反射方向から反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２を受ける。
【００３７】
一方、異色欠陥を検出する場合には、光源１Ａ，１Ｂから同時にＡ色の光（照射光Ｌ１，ＬＡ１）を照射したときの画像と光源１ＢからＣ色の光（照射光ＬＣ１）を照射したときの画像とを生成する。この場合、光源１Ａから出る照射光Ｌ１が「第１の照射光」に対応し、光源１Ｂから出る照射光ＬＡ１，ＬＣ１が本発明における「第２の照射光」に対応する。撮像装置３は、第１の照射光の反射方向から反射光Ｌ２，ＬＡ２，ＬＣ２を受ける。
【００３８】
制御装置４は、撮像制御部１１と、検査処理部１２とを含む。撮像制御部１１は光源１Ａ，１Ｂを制御する。また撮像制御部１１は撮像装置３に対してワークＷを撮像するよう指示を送る。
【００３９】
検査処理部１２はＡ色画像とＢ色画像とを比較して、ワークＷの表面における凹凸欠陥の有無を判定する。さらに検査処理部１２はＡ色画像とＣ色画像とを比較して、ワークＷの表面における異色欠陥の有無を判定する。
【００４０】
Ａ色画像とＢ色画像とを比較した場合（あるいはＡ色画像とＣ色画像とを比較した場合）、ワークＷの表面に欠陥が存在しても、その欠陥による明暗差、あるいは色の差はＡ色画像のほうがＢ色画像（あるいはＣ色画像）よりも小さくなる。
【００４１】
つまりＡ色画像は従来の欠陥検査方法において用いられる良品画像に相当する。本実施の形態によれば検査処理の際に生成された良品画像と検査画像とを比較するので良品画像と検査画像との間にパターンずれが生じない。よって本実施の形態によればワークＷの表面に存在する欠陥のみを２つの画像の相違点として抽出することが可能になるので、高精度に欠陥を検査できる。
【００４２】
なお、検査処理部１２が撮像装置３から取得した検査画像からＡ色成分、Ｂ色成分、およびＣ色成分をそれぞれ抽出してＡ色画像、Ｂ色画像およびＣ色画像を生成してもよい。
【００４３】
図２は、図１の制御装置４のブロック図である。
図２を参照して、制御装置４は、光源制御部２１と、カメラ制御部２２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、メモリ２４と、入力部２５と、出力部２６と、検査画像メモリ２７と、パラメータ保存用メモリ２８とを備える。これらのブロックは、ＣＰＵバスを介して各種のデータを交換する。なお光源制御部２１とカメラ制御部２２とは撮像制御部１１を構成し、残りのブロックは検査処理部１２を構成する。
【００４４】
光源制御部２１は、ＣＰＵ２３からの指示に応じて光源１Ａ，１Ｂの各々の点灯および消灯を行なうだけでなく、光の色および強度を制御する。なお光源制御部２１は光源１Ａ，１Ｂを独立して制御できる。つまり光源制御部２１は光源１Ａと光源１Ｂとを同時に、あるいは順次点灯させることができる。
【００４５】
カメラ制御部２２は、ＣＰＵ２３からの指示に応じて撮像装置３にトリガ信号を送る。これにより撮像装置３は撮像を行なう。
【００４６】
ＣＰＵ２３は制御装置４の全体の動作を制御する。メモリ２４はＣＰＵ２３上で実行されるプログラムを格納する。入力部２５はたとえばキーボードやマウス等の入力装置３１から検査に必要な条件やパラメータ等が入力されると、それらの情報をＣＰＵ２３に対して送信する。出力部２６は検査結果をディスプレイ等の表示装置３２に出力するためのインターフェース回路により構成される。
【００４７】
検査画像メモリ２７は、画像バスを介して撮像装置３から被検査面の画像データを受けて、その画像データを格納する。パラメータ保存用メモリ２８は検査に必要な各種パラメータを格納する。各種パラメータは、たとえば後述する差分演算画像を２値化するための２値化しきい値、欠陥の有無を判別するための判定用しきい値、光源１Ａ，１Ｂから発せられる光の色や光量を設定するための設定値等である。なお、これらのパラメータの値は検査に先立って特定される。
【００４８】
本実施の形態では、光源制御部２１は光源１Ａ，１Ｂを同時に点灯させる。これにより図１に示す照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１が同時に発せられる。よって撮像装置３により生成されたワークＷの表面の画像から、凹凸欠陥の検査に必要な画像（Ａ色画像とＢ色画像）と、異色欠陥の検査に必要な画像（Ａ色画像とＣ色画像）とを生成できる。これにより、照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１を別々に照射する場合に比較して検査に要する時間を短縮できる。
【００４９】
図３は、図１の光源１Ａ，１Ｂの構成を示す斜視図である。
図３を参照して、カメラ・レンズ部の下に光源１Ａが設けられる。光源１Ａの下には光源１Ｂが重ねられている。
【００５０】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
図４を参照して、光源１Ａ，１Ｂは複数のＬＥＤ（発光ダイオード）４１を含む。複数のＬＥＤ４１はフルカラータイプであり、光色(波長)を自由に制御可能である。つまり複数のＬＥＤ４１はＡ色光、Ｂ色光、Ｃ色光を切換えて発することができる。また、複数のＬＥＤから発せられる光の強度も自由に制御可能である。複数のＬＥＤ４１の各々の光色および光量は図１に示す撮像制御部（より特定的には図２に示す光源制御部２１）により行なわれる。
【００５１】
このように光源１Ａ，１Ｂを構成することによって、ワークＷの色に応じてＡ色、Ｂ色、Ｃ色の組み合わせを自由に変えることができる。よって、本実施の形態の欠陥検査装置の汎用性を高めることが可能になる。
【００５２】
光源１Ａは、さらに、ハーフミラー４２と、透明板４３とを含む。光源１Ａに含まれるＬＥＤ４１から出た光（紙面左右方向の光）はハーフミラー４２に到達すると９０度進行方向を変え、透明板４３を透過してワークＷの表面に達する。ワークＷの表面に達した光が正反射すると、その正反射光は透明板４３およびハーフミラー４２を透過して撮像装置３に入射する。
【００５３】
図４に示す中心軸Ｊは撮像装置３のレンズの中心軸を通る。光源１Ａはこの中心軸Ｊを通るように光を発する。またワークＷからの正反射光もこの中心軸Ｊを通る。光源１Ａのような照明装置は一般的に「同軸落射照明」と称される。
【００５４】
光源１Ｂは、複数のＬＥＤ４１（フルカラータイプのＬＥＤ）を含む回路基板４５と、拡散板４６とを含む。複数のＬＥＤ４１から出た光は拡散板４６を通り、中心軸に対して斜め方向からワークＷの表面を照射する。光源１ＢのようにワークＷに対して斜め方向から光を照射する照明装置を以後「側射照明」と称する。
【００５５】
［検討例］
図５は、欠陥検査方法についての検討例を説明する図である。
【００５６】
図５を参照して、欠陥検査は次の（１）〜（５）の順で行なわれる。
（１）良品Ｗ１において規定された撮像領域Ａ１を撮像する。
【００５７】
（２）良品画像（画像ＩＭＧ１）を生成する。
（３）検査時に被検査物体Ｗ２を撮像する。撮像領域Ａ２は（１）の撮像領域Ａ１と同じ領域である。なお撮像領域Ａ２内（被検査物体Ｗ２の表面）には欠陥Ｄが存在する。
【００５８】
（４）検査画像（画像ＩＭＧ２）を生成する。画像ＩＭＧ２の領域ａ１には欠陥Ｄのパターンが含まれる。
【００５９】
（５）画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２とを比較する。
ここで手順（５）についてより詳細に説明する。画像ＩＭＧ１は良品Ｗ１の表面（領域ａ１）と、それ以外の部分（領域ａ２）とを含んでいる。領域ａ２については比較処理を行なう前にマスク処理によって検査対象外領域とされる。
【００６０】
次に画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２とで領域ａ１同士を比較する。双方の画像に相違点が存在すれば、その相違点が欠陥であると判定される。領域ａ２は検査対象外領域であるので、領域ａ２同士については相違点の有無は判定されない。
【００６１】
画像ＩＭＧ３は画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２との差分を示す画像である。画像ＩＭＧ３には欠陥Ｄのパターンのみが存在する。この画像ＩＭＧ３に基づいて被検査物体Ｗ２に欠陥が存在すると判定される。
【００６２】
図６は、被検査物体の撮像時に撮像領域がずれた場合を示す図である。
図６を参照して、撮像領域Ａ２は位置ずれがない場合の被検査物体Ｗ２の撮像領域であり、本来の撮像領域である。なお図６の撮像領域Ａ２は図５の撮像領域Ａ２と同じである。撮像領域の位置ずれが生じた場合、被検査物体Ｗ２における実際の撮像領域は撮像領域Ａ２から撮像領域Ａ３（一点鎖線の枠）に移動する。なお撮像領域の位置ずれはすべての方向に対して起こり得る。
【００６３】
図６に示すような撮像領域の位置ずれは、たとえば被検査物体を撮影場所に固定する際に固定位置がずれたり、欠陥検査装置（あるいはその周辺）で振動が生じたりすることで起こる。
【００６４】
画像ＩＭＧ２，画像ＩＭＧ２Ａは撮像装置により撮像領域Ａ２，Ａ３をそれぞれ撮像したときの検査画像である。画像ＩＭＧ２，画像ＩＭＧ２Ａともに領域ａ１内に欠陥Ｄのパターンが含まれているが、領域ａ１の大きさは画像ＩＭＧ２と画像ＩＭＧ２Ａとで大幅に異なる。
【００６５】
図７は、良品画像と位置ずれ発生時の検査画像とを用いた欠陥検査を説明する図である。
【００６６】
図７を参照して、欠陥検査の方法は図５に示す欠陥検査方法と同様である。すなわち（１）良品画像（画像ＩＭＧ１）を予め生成し、（２）被検査物体を撮像して検査画像（画像ＩＭＧ２Ａ）を生成する。ただし、被検査物体の撮像時に位置ずれが生じたため、画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとでは領域ａ１（検査対象領域）の面積および輪郭が異なる。よって画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとを重ね合わせて比較した場合には、画像ＩＭＧ１の検査対象外領域（領域ａ２）に欠陥Ｄのパターンが位置する。この結果、欠陥Ｄは画像ＩＭＧ１との相違点として判定されない。
【００６７】
たとえば製造ラインでの製品検査の際にこのような現象が生じた場合、欠陥Ｄを検出できないため不良品を良品と誤判定することが考えられる。そこで上述の問題を解決することが必要になる。
【００６８】
図８は、図７で示した問題点を解決する方法を説明する図である。
図８を参照して、欠陥検査を行なうために（１）良品画像（画像ＩＭＧ１）を予め生成し、（２）被検査物体を撮像して検査画像を生成する。ただし検査画像（画像ＩＭＧ２Ａ）は撮像領域の位置ずれが生じた画像である。なおこれらの処理は図７に示す（１）（２）のステップの処理と同様である。
【００６９】
次に、（３）ソフトウェア処理によって画像ＩＭＧ２Ａの位置を補正する。図８に示す例では、いわば画像ＩＭＧ２Ａを画像ＩＭＧ１の左下に移動させて画像ＩＭＧ２Ａと画像ＩＭＧ１とを重ねる。この場合には画像ＩＭＧ１の検査対象領域（領域ａ１）内に欠陥Ｄのパターンが入るため、画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２Ａとで比較を行なえば欠陥Ｄを検出できる。
【００７０】
しかしながら、このように画像ＩＭＧ２Ａを位置補正するため、検査処理に要する時間が増えてしまうという課題が新たに発生する。
【００７１】
また、ソフトウェア処理によって画像の位置補正を行なうと、２つの画像の重なり合う領域が狭くなるので、検査対象領域が狭くなる。具体的に説明すると画像ＩＭＧ１の中に画像ＩＭＧ２Ａと重ならない領域（領域ａ３）が発生する。領域ａ３は被検査物体の撮像時に撮像されていない領域である。また、画像ＩＭＧ２Ａの中に画像ＩＭＧ１の領域ａ１と重ならない領域（領域ａ４）が発生する。領域ａ４は撮像されたにも拘らず検査が行なわれない領域である。このように検査対象領域が狭くなると、欠陥検出精度が低下するという問題が発生する。
【００７２】
通常では被検査物体の全面を抜けなく検査するために、被検査物体の表面を複数の検査領域に分割することが行なわれる。しかし、図８に示すように検査対象領域が狭くなると、検査領域の分割数を増やさなければならない。その上、各検査領域を検査するたびに画像の位置補正を行なう必要があるので、被検査物体の全面を検査するに要する時間は大幅に増える。
【００７３】
また、図８に示す画像補正は平面を撮像した場合に適用可能であるが、立体物を撮像した場合には適用が困難になる。この理由を以下に説明する。
【００７４】
図９は、立体物表面を連続的に検査する例を説明する図である。
図９を参照して、撮像位置（言い換えるとレンズの光軸と交わる平面上の位置）を点Ｐ１から点Ｐ６の順に移動させながら立体物表面が連続的に撮像される。領域Ａ，Ｂ，Ｃは撮像位置がそれぞれ点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６であるときの撮像領域を示す。
【００７５】
図１０は、図９に示す立体物の撮像時に位置ずれが発生した状態を示す図である。
図１０を参照して、立体物の撮像開始時あるいは開始前に位置ずれが生じたため、撮像開始位置は本来の位置である点Ｐ１から点Ｐ１Ａにずれる。
【００７６】
図１０と図９とを参照して、本来の撮像位置は点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６である。しかし撮像開始位置が点Ｐ１から点Ｐ１Ａにずれたため、実際の撮像位置は点Ｐ２Ａ，Ｐ３Ａ，Ｐ４Ａ，Ｐ５Ａ，Ｐ６Ａとなる。
【００７７】
立体物の複数面を連続して検査する際には、撮影開始位置のずれの影響が平面を検査する時よりも顕著に生じ、図１０に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃの画像に対してそれぞれソフトウェアによる補正を施しても図９に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃの画像に一致させることができない。
【００７８】
以上の説明を総括すると、検討例の場合には良品画像と被検査物体の画像とを比較して欠陥の有無を判定している。よって被検査物体の撮像領域が良品の撮像領域とずれると、検査結果に誤りが生じる可能性が高くなる。また検査結果の誤りを防ぐために画像補正処理を追加すると、検査時間が長くなる可能性がある。
【００７９】
［欠陥検査の基本原理］
人が凹凸欠陥を検出する場合には、被検査物体の表面において照明が反射して光っている部分を見る。欠け、傷、バリ、異物等の欠陥が存在すると、その欠陥部分が暗く見える。これにより凹凸欠陥を検出できる。
【００８０】
一方、人が物の色を見るときは、通常、正反射光がない角度から見る。よって人が異色欠陥を検出する場合、被検査物体を少し斜めから見る。これにより、周囲と色が異なる汚れや異色点を検出できる。
【００８１】
ここで「照明が反射して光っている部分を見る」とは、言い換えると「正反射光により凹凸の有無を見る」状態である。よって同軸落射照明を用いて被検査物体を撮像すれば人が光っている部分を見るのと同じ効果が得られる。
【００８２】
同様に、「被検査物体を少し斜めから見る」状態とは、言い換えると「拡散光により色の成分を見ている」状態である。よって側射照明を用いて被検査物体を撮像すれば人が被検査物体表面を斜めから見るのと同じ効果が得られる。
【００８３】
図１１は、凹凸欠陥の検出原理を説明する図である。
図１１を参照して、光源１ＡのＬＥＤ４１から発せられた照射光Ｌ１はハーフミラー４２によって撮像装置３のレンズの光軸（中心軸Ｊ）と光軸が同じ光（同軸落射光）となる。同軸落射光は透明板４３を透過してワークＷに達する。なお光源１Ｂは点灯していない。
【００８４】
ワークＷの表面が正常であれば、ワークＷの表面で照射光Ｌ１が正反射することにより生じた反射光Ｌ２は中心軸Ｊを通り撮像装置３に入射する。一方、ワークＷの表面に存在する凹凸欠陥Ｄ１に照射光Ｌ１が入射すると、凹凸欠陥Ｄ１において照射光Ｌ１が拡散反射する。これにより反射光（拡散光）Ｌ３が生じる。
【００８５】
反射光Ｌ３は撮像装置３に入射しないので、撮像装置３がワークＷの表面からの反射光を受けたときには凹凸欠陥Ｄ１から撮像装置３に入射する反射光の光量が少なくなる。このため検査画像では凹凸欠陥が暗部として出現する。検査画像に存在する暗部と同じ暗部が良品画像に存在しない場合、この暗部が凹凸欠陥と判定される。
【００８６】
図１２は、異色欠陥の検出原理を説明する図である。
図１２を参照して、光源１Ｂから照射光ＬＡ１（側射光）をワークＷに向けて照射する。照射光ＬＡ１の色成分はワークＷの表面の色に含まれる。なお光源１Ａは点灯していない。
【００８７】
ワークＷの表面の正常部で照射光ＬＡ１が正反射すると反射光ＬＡ２が生じる。反射光ＬＡ２は透明板およびハーフミラー４２を透過して撮像装置３に入射する。撮像装置３は反射光ＬＡ２を受けてワークＷの表面を撮像する。これにより撮像装置３では照射光ＬＡ１の色を有する検査画像が生成される。
【００８８】
異色欠陥Ｄ２が存在する箇所は正常部と色成分が異なるため、側斜光の反射特性が異なる。よって検査画像内に明暗差が生じる。検査画像における明暗差が良品画像に存在しない場合にはこの明暗差が生じた部分を異色欠陥とみなす。なお異色欠陥の色に応じて、検査画像内の欠陥に対応する部分は周囲よりも明るくなったり暗くなったりする。
【００８９】
ここで光源１Ａのみを用いて撮像した画像には凹凸欠陥のみが出現し、異色欠陥は出現しない。光源１Ｂのみを用いて撮像した画像には、異色欠陥のみが出現し、凹凸欠陥は出現しない。光源１Ａ，１Ｂの両方を用いて撮像した画像には凹凸欠陥および異色欠陥のいずれも出現しない。本実施の形態の検査方法では、この現象を利用する。
【００９０】
［本実施の形態の欠陥検査装置による検査方法］
図１３は、同色の同軸落射光と側斜光とを同時に照射した場合の撮像を示したものである。
【００９１】
図１３を参照して、照射光Ｌ１，ＬＡ１は同時に照射される。
凹凸欠陥Ｄ１では照射光ＬＡ１が拡散反射する。これにより反射光（拡散光）ＬＡ２が生じる。反射光ＬＡ２は照射光ＬＡ１の正反射方向（反射光Ｌ２の進行方向）に進み、撮像装置に入射する。よって撮像装置がワークＷの表面を撮像すると凹凸欠陥Ｄ１による周囲との明暗差は小さくなるか、あるいは見えなくなる。
【００９２】
一方、異色欠陥Ｄ２では照射光Ｌ１が正反射する。照射光Ｌ１が正反射することにより生じた反射光Ｌ２は撮像装置に入射する。よって凹凸欠陥と同様に撮像装置がワークＷの表面を撮像すると、異色欠陥Ｄ２による周囲との色の差は小さくなるか、あるいは見えなくなる。
【００９３】
つまり、照射光Ｌ１，ＬＡ１を同時に照射することで凹凸欠陥あるいは異色欠陥を見えにくく（あるいは見えなく）することができる。このときの画像は良品画像に相当する画像となる。
【００９４】
図１４は、同軸落射光の色と側射光の色との組み合わせの例を示した図である。
図１４を参照して、本実施の形態ではＡ色およびＢ色の同軸落射光（照射光Ｌ１，ＬＢ１）と、Ａ色およびＣ色の側斜光（照射光ＬＡ１，ＬＣ１）が同時に照射される。Ｂ色の光は同軸落射照明のみから発せられ、Ｃ色の光は側射照明のみから発せられる。これにより上述の検出原理に基づいて凹凸欠陥と異色欠陥とを同時に検出することが可能になる。なお、Ａ色、Ｂ色、Ｃ色はワークＷの表面の色に応じて適切に定められる。
【００９５】
図１５は、同軸落射光と側斜光を同時に照射した場合を示す図である。
図１５を参照して、同軸落射光（照射光Ｌ１，ＬＢ１）と、側射光（照射光ＬＡ１，ＬＣ１）とをワークＷの表面に同時に照射した状態でワークＷの表面が１回撮像される。
【００９６】
ワークＷの表面には凹凸欠陥Ｄ１および異色欠陥Ｄ２が存在する。凹凸欠陥Ｄ１では照射光Ｌ１，ＬＢ１が反射して、反射光Ｌ３，ＬＢ３がそれぞれ生じるとともに照射光ＬＡ１が反射して反射光ＬＡ２が生じる。
【００９７】
ワークＷの表面において欠陥のない部分では照射光Ｌ１，ＬＢ１がそれぞれ正反射して反射光Ｌ２，ＬＢ２が生じる。反射光ＬＡ２と反射光Ｌ２，ＬＢ２とは図示しない撮像装置に入射する。
【００９８】
さらに異色欠陥Ｄ２では照射光Ｌ１，ＬＢ１がそれぞれ正反射して反射光Ｌ２，ＬＢ２が生じる。異色欠陥Ｄ２からの反射光Ｌ２，ＬＢ２は撮像装置に入射する。一方、異色欠陥Ｄ２に照射光ＬＡ１，ＬＣ１が入射すると、照射光ＬＡ１，ＬＣ１は拡散反射する。異色欠陥Ｄ２において生じた拡散光（図示せず）は撮像装置には入射しない。
【００９９】
図１５および図１を参照しながら説明すると、撮像装置３は入射した光を分光する。これによりＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像をそれぞれ生成する。Ａ色画像は凹凸欠陥Ｄ１および異色欠陥Ｄ２の両方が消えた画像となる。
【０１００】
凹凸欠陥Ｄ１ではＢ色の光（照射光ＬＢ１）が拡散反射する。ワークＷの正常部（および異色欠陥Ｄ２）から撮像装置に入射するＢ色光の光量と比べると凹凸欠陥Ｄ１から撮像装置に入射するＢ色光の光量は少ない。よってＢ色画像には凹凸欠陥が暗い部分として出現する。
【０１０１】
照射光ＬＣ１はワークＷの表面で拡散反射する。ワークＷの正常部（および凹凸欠陥Ｄ１）と異色欠陥Ｄ２とではＣ色の光の拡散反射特性が異なるためＣ色画像においては異色欠陥が暗い部分として出現する。
【０１０２】
図１６は、本実施の形態による凹凸欠陥の検出方法について示す図である。
図１６を参照して、凹凸欠陥の検出の際には、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像の中から（１）Ａ色画像（画像ＩＭＧ４）と、（２）Ｂ色画像（画像ＩＭＧ５）とが選択され、（３）Ａ色画像とＢ色画像とが比較される。
【０１０３】
画像ＩＭＧ６は画像ＩＭＧ４と画像ＩＭＧ５との比較結果を示す画像である。画像ＩＭＧ６には画像ＩＭＧ４，ＩＭＧ５の相違点が出現する。この相違点は凹凸欠陥を反映する。
【０１０４】
図１７は、Ａ色画像とＣ色画像を用いた異色欠陥の検出方法について示す図である。
図１７を参照して、異色欠陥の検出の際には、Ａ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像の中から（１）Ａ色画像（画像ＩＭＧ４）と、（２）Ｃ色画像（画像ＩＭＧ７）とが選択され、（３）Ａ色画像とＣ色画像とが比較される。
【０１０５】
画像ＩＭＧ８は画像ＩＭＧ４と画像ＩＭＧ７との比較結果を示す画像である。画像ＩＭＧ８には画像ＩＭＧ４，ＩＭＧ７の相違点が出現する。この相違点は異色欠陥を反映する。
【０１０６】
このように本実施の形態の欠陥検査装置および欠陥検査方法によれば良品画像は不要となり、被検査品の画像（２色の画像）により欠陥検査が可能になる。よって図７に示したような、比較対象となる２つの画像の間でパターンがずれるという問題を防ぐことができる。よって本実施の形態によれば判定誤りを防ぐことができるので検査精度が向上する。
【０１０７】
また、本実施の形態によれば良品画像が不要なため、図８に示すような検査画像の位置補正処理を行なわなくてもよいので、検査に要する時間を短縮できる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば凹凸欠陥の検査に必要な光と異色欠陥の検査に必要な光とが同時に被検査物体に照射されるので、検査に要する時間をさらに短縮することができる。特に被検査物体の全面を複数領域に分けて検査する場合には、本実施の形態の欠陥検査装置を用いることで検査時間を短縮する効果が発揮される。
【０１０９】
［本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れ］
図１８は、本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れを説明するフローチャートである。
【０１１０】
図１８および図１を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１において、撮像制御部１１は照射部１に対して指示を送り、照明を点灯させる。これにより照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１がワークＷに対して照射される。
【０１１１】
ステップＳ２において、撮像制御部１１は撮像装置３に撮像指示を送る。これにより撮像装置３はワークＷ（被検査物体）の表面を撮像する。
【０１１２】
ステップＳ３において、撮像装置３は反射光を分光して色成分を抽出する。これにより検査処理部１２の内部において照明色（Ａ色、Ｂ色、およびＣ色）ごとに画像データが生成される。
【０１１３】
ステップＳ４において、検査処理部１２はＡ色画像、Ｂ色画像、およびＣ色画像を取得する。そして検査処理部１２はまずＡ色画像データとＢ色画像データとを比較する。比較処理はたとえば以下のように行なわれる。検査処理部１２は、Ａ色画像データとＢ色画像データとで対応関係にある画素間の濃度値の差を求める。この濃度差の値を用いることにより、Ａ色画像とＢ色画像との明度の差の度合を示す差分画像データが生成される。次に検査処理部１２は所定の２値化しきい値を用いて、差分画像データから２値化画像を生成する。
【０１１４】
続いて検査処理部１２は２値化画像にラベリング処理を施す。ここでラベリング処理とは、連結している画素に同じラベルを付加することで複数の領域をグループとして分類する処理であり、画像処理において広く用いられる。
【０１１５】
本実施の形態ではこのラベリング処理により、Ａ色画像とＢ色画像とで明度差が生じている領域、すなわち複数の画素のうち同一のラベルが付加された画素によって形成される領域が特定される。
【０１１６】
ステップＳ５において、検査処理部１２はＡ色画像とＢ色画像とで差異があるか否かを判定する。検査処理部１２は同一のラベルが付加された複数の画素によって形成される領域毎に、その領域の面積を計測する。そして、検査処理部１２は計測結果が所定値以上の大きさであれば、その領域はＡ色画像データとＢ色画像データとで相違する領域であると判定する。
【０１１７】
Ａ色画像とＢ色画像とで差異がある場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ６において検査処理部１２はワークＷの表面に凹凸欠陥が存在すると判定する。一方、Ａ色画像とＢ色画像とで差異がない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ７において検査処理部１２はＡ色画像データとＣ色画像データとを比較する。ステップＳ７の処理はステップＳ４における処理と同様である。
【０１１８】
ステップＳ８ではステップＳ４の処理と同様に、検査処理部１２はＡ色画像とＣ色画像とで差異があるか否かを判定する。Ａ色画像とＣ色画像とで差異がある場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ９においてワークＷの表面に異色欠陥が存在すると判定する。一方、Ａ色画像とＣ色画像とで差異がない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１０においてワークＷは良品であると判定する。
【０１１９】
ステップＳ１１では検査処理部１２は判定結果（検査結果）を出力する。検査結果は図２に示す表示装置３２に表示される。ここで、ステップＳ６，Ｓ９の処理に続いてステップＳ１１の処理が行なわれる場合にはワークＷに欠陥が存在するという結果、すなわちワークＷが不良品であるという判定結果が出力される。一方、ステップＳ１０の処理に続いてステップＳ１１の処理が行なわれる場合にはワークＷが良品であるとの判定結果が出力される。ステップＳ１１の処理が終了すると全体の処理が終了する。
【０１２０】
なお、本実施の形態の欠陥検査装置は、照射光Ｌ１，ＬＡ１の色と異なる色の光をワークＷに照射することで良品画像と検査画像とを生成する。このため図１の欠陥検査装置１００において照射光ＬＢ１と照射光ＬＣ１とは必ずしも同時に照射される必要はなく、照射タイミングを異ならせてもよい。
【０１２１】
具体的に説明すると、たとえば凹凸欠陥と異色欠陥とを順番に検査する場合、照射部１は、まず照射光Ｌ１，ＬＡ１を照射し、次に照射光ＬＢ１のみを照射し、最後に照射光ＬＣ１のみを照射してもよい。
【０１２２】
また、図１の照射部１をＡ色光およびＢ色光（すなわち照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１）のみ照射可能なように構成することで凹凸欠陥のみ検査可能な欠陥検査装置を構成してもよいし、照射部１をＡ色光およびＣ色光（すなわち照射光Ｌ１，ＬＡ１，ＬＣ１）のみ照射可能なように構成することで異色欠陥のみ検査可能な欠陥検査装置を構成してもよい。
【０１２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態に係る欠陥検査装置の基本的構成を示す図である。
【図２】図１の制御装置４のブロック図である。
【図３】図１の光源１Ａ，１Ｂの構成を示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】欠陥検査方法についての検討例を説明する図である。
【図６】被検査物体の撮像時に撮像領域がずれた場合を示す図である。
【図７】良品画像と位置ずれ発生時の検査画像とを用いた欠陥検査を説明する図である。
【図８】図７で示した問題点を解決する方法を説明する図である。
【図９】立体物表面を連続的に検査する例を説明する図である。
【図１０】図９に示す立体物の撮像時に位置ずれが発生した状態を示す図である。
【図１１】凹凸欠陥の検出原理を説明する図である。
【図１２】異色欠陥の検出原理を説明する図である。
【図１３】同色の同軸落射光と側斜光とを同時に照射した場合の撮像を示したものである。
【図１４】同軸落射光の色と側射光の色との組み合わせの例を示した図である。
【図１５】同軸落射光と側斜光を同時に照射した場合を示す図である。
【図１６】本実施の形態による凹凸欠陥の検出方法について示す図である。
【図１７】Ａ色画像とＣ色画像を用いた異色欠陥の検出方法について示す図である。
【図１８】本実施の形態に係る欠陥検査処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 照射部、１Ａ，１Ｂ 光源、３ 撮像装置、４ 制御装置、１１ 撮像制御部、１２ 検査処理部、２１ 光源制御部、２２ カメラ制御部、２３ ＣＰＵ、２４ メモリ、２５ 入力部、２６ 出力部、２７ 検査画像メモリ、２８ パラメータ保存用メモリ、３１ 入力装置、３２ 表示装置、４１ ＬＥＤ、４２ ハーフミラー、４３ 透明板、４５ 回路基板、４６ 拡散板、１００ 欠陥検査装置、Ａ１〜Ａ３ 撮像領域、ａ１〜ａ４，Ａ，Ｂ，Ｃ 領域、Ｄ 欠陥、Ｄ１ 凹凸欠陥、Ｄ２ 異色欠陥、ＩＭＧ１〜ＩＭＧ８，ＩＭＧ２Ａ 画像、Ｊ 中心軸、Ｌ１，ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１ 照射光、Ｌ２，ＬＡ２，ＬＢ２，ＬＣ２，Ｌ３ 反射光、Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１Ａ〜Ｐ６Ａ 点、Ｓ１〜Ｓ１０ ステップ、Ｗ ワーク、Ｗ１ 良品、Ｗ２ 被検査物体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射する照射部と、
前記被検査物体の表面を撮像して、前記第１および第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、前記第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成する撮像部と、
前記第１および第２の画像を比較して、前記被検査物体の表面における欠陥の有無を検査する検査処理部とを備える、欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照射部は、前記第１および第２の照射光を同時に照射し、
前記第１の照射光は、第１の色成分を含み、
前記第２の照射光は、前記第１および第２の色成分を含み、
前記撮像部は、前記被検査物体の表面で前記第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、前記第１の色成分を有する前記第１の画像と、前記第２の色成分を有する前記第２の画像とを生成する、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記第２の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査処理部は、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査処理部は、前記被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記第１の照射光は、第３の色成分をさらに含み、
前記撮像部は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受けて、前記第３の色成分を有する第３の画像をさらに生成し、
前記検査処理部は、前記第１および第３の画像を比較して、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査し、前記第１および第２の画像を比較して前記被検査物体の表面において周囲と色が異なる欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記照射部は、
前記第１の照射光を発する第１の光源と、
前記第２の照射光を発する第２の光源とを含み、
前記第１および第２の光源の各々は、
前記第１の色成分の光と、前記第２の色成分の光と、前記第３の色成分の光とを切換えて発光可能な複数の発光素子を有する、請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記照射部は、前記第１および第２の照射光の照射と、前記第２の照射光の照射とを異なるタイミングで実行し、
前記撮像部は、前記第１および第２の照射光の照射時に前記第１の画像を生成し、前記第２の照射光の照射時に前記第２の画像を生成する、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射するステップと、
撮像装置を用いて前記被検査物体の表面を撮像して、前記第１および第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、前記第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成するステップと、
前記第１および第２の画像を比較して、前記被検査物体の表面における欠陥の有無を検査するステップとを備える、欠陥検査方法。
【請求項９】
前記第１および第２の照射光は同時に照射され、
前記第１の照射光は、第１の色成分を含み、
前記第２の照射光は、前記第１および第２の色成分を含み、
前記撮像装置は、前記被検査物体の表面において前記第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、前記第１の色成分を有する前記第１の画像と、前記第２の色成分を有する前記第２の画像とを生成する、請求項８に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記撮像装置は、前記第２の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査するステップにおいて、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無が判定される、請求項９に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査するステップにおいて、前記被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無が判定される、請求項９に記載の欠陥検査方法。
【請求項１】
被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射する照射部と、
前記被検査物体の表面を撮像して、前記第１および第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、前記第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成する撮像部と、
前記第１および第２の画像を比較して、前記被検査物体の表面における欠陥の有無を検査する検査処理部とを備える、欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照射部は、前記第１および第２の照射光を同時に照射し、
前記第１の照射光は、第１の色成分を含み、
前記第２の照射光は、前記第１および第２の色成分を含み、
前記撮像部は、前記被検査物体の表面で前記第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、前記第１の色成分を有する前記第１の画像と、前記第２の色成分を有する前記第２の画像とを生成する、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記第２の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査処理部は、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査処理部は、前記被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記第１の照射光は、第３の色成分をさらに含み、
前記撮像部は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受けて、前記第３の色成分を有する第３の画像をさらに生成し、
前記検査処理部は、前記第１および第３の画像を比較して、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無を検査し、前記第１および第２の画像を比較して前記被検査物体の表面において周囲と色が異なる欠陥の有無を検査する、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記照射部は、
前記第１の照射光を発する第１の光源と、
前記第２の照射光を発する第２の光源とを含み、
前記第１および第２の光源の各々は、
前記第１の色成分の光と、前記第２の色成分の光と、前記第３の色成分の光とを切換えて発光可能な複数の発光素子を有する、請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記照射部は、前記第１および第２の照射光の照射と、前記第２の照射光の照射とを異なるタイミングで実行し、
前記撮像部は、前記第１および第２の照射光の照射時に前記第１の画像を生成し、前記第２の照射光の照射時に前記第２の画像を生成する、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
被検査物体の表面に対して互いに異なる方向から、第１および第２の照射光を照射するステップと、
撮像装置を用いて前記被検査物体の表面を撮像して、前記第１および第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第１の画像として生成するとともに、前記第２の照射光が前記被検査物体の表面に照射された状態の前記被検査物体の表面の画像を第２の画像として生成するステップと、
前記第１および第２の画像を比較して、前記被検査物体の表面における欠陥の有無を検査するステップとを備える、欠陥検査方法。
【請求項９】
前記第１および第２の照射光は同時に照射され、
前記第１の照射光は、第１の色成分を含み、
前記第２の照射光は、前記第１および第２の色成分を含み、
前記撮像装置は、前記被検査物体の表面において前記第１および第２の照射光がそれぞれ反射することで生じた第１および第２の反射光を分光して、前記第１の色成分を有する前記第１の画像と、前記第２の色成分を有する前記第２の画像とを生成する、請求項８に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記撮像装置は、前記第２の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査するステップにおいて、前記被検査物体の表面における凹状または凸状の欠陥の有無が判定される、請求項９に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記第１の照射光の反射方向から前記第１および第２の反射光を受け、
前記検査するステップにおいて、前記被検査物体の表面において周囲の色と異なる色を有する欠陥の有無が判定される、請求項９に記載の欠陥検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−６４７１５（Ｐ２００８−６４７１５Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４５６７８（Ｐ２００６−２４５６７８）
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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