Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persist, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO2018225460) INSPECTING DEVICE AND INSPECTING METHOD
Document

明 細 書

発明の名称 検査装置および検査方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

発明の概要

0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

符号の説明

0062  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

明 細 書

発明の名称 : 検査装置および検査方法

技術分野

[0001]
 本発明は、対象画像と参照画像とを比較することにより、対象画像から対象物の欠陥を示す欠陥領域を検出する検査装置および検査方法に関する。

背景技術

[0002]
 従来より様々な分野で、対象物を示す画像である対象画像と予め準備された参照画像とを比較することにより、対象物上の欠陥を検出することが行われている。例えば、「ゆすらせ比較」と呼ばれる手法では、対象画像と参照画像との相対位置を微小に変えながら両画像の画素値を比較することにより、欠陥の検出が行われる。また、特開2006-98163号公報の第4の実施の形態(図14参照)では、参照画像および被検査画像に対してフィルタを作用させた後、参照画像および被検査画像の差分絶対値画像が求められる。差分絶対値画像は2値化される。検査領域毎の欠陥判定条件にフィルタは合わせられ、検査領域毎に検出条件が異なる2値の欠陥領域画像が得られる。
[0003]
 ところで、対象画像と参照画像との比較により欠陥を検出する手法は、汎用的ではあるが、複数の対象物間において一部の領域の表面状態(表面形状を含む。以下同様)が僅かに異なると、対象画像においてその領域の明るさが大きく異なることがある。例えば、ショットブラストにて処理された表面の粗さが個体によって異なる場合や、ショットブラストを部分的に追加で施して表面の色味や形状が僅かに変化した場合等に、対象画像と参照画像との差分画像において偽欠陥の領域が現れる。

発明の概要

[0004]
 本発明は、検査装置に向けられており、対象物の表面状態が変化しても欠陥を精度よく検出することを目的としている。
[0005]
 本発明の好ましい形態に係る検査装置は、対象物を撮像して得られた第1対象画像を記憶する対象画像記憶部と、第1参照画像を記憶する参照画像記憶部と、前記第1対象画像および前記第1参照画像から高周波成分を除去して第2対象画像および第2参照画像をそれぞれ取得する高周波成分除去部と、前記第2対象画像の各画素の値と、前記第2参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第1対象画像および前記第1参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、前記第1対象画像と前記第1参照画像とを比較することにより、前記第1対象画像中の欠陥領域を検出する比較部とを備える。
[0006]
 本発明によれば、対象物の表面状態が変化しても欠陥を精度よく検出することができる。
[0007]
 好ましくは、前記対象物上において、欠陥を検出する対象となる検査領域が、光沢を有する粗面である。
[0008]
 さらに好ましくは、前記検査領域が、ショットブラストまたは研削が行われた金属面である。
[0009]
 好ましい形態では、前記検査領域に対応する前記第1対象画像中の検出処理領域の数が2以上であり、少なくとも2つの検出処理領域において前記高周波成分除去部による高周波成分の除去特性が異なる。
[0010]
 好ましくは、前記高周波成分除去部が、各検出処理領域にフィルタを作用させることにより、前記各検出処理領域から高周波成分を除去し、前記検査領域への照明光の光束の方向と、前記検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、前記フィルタの大きさが小さい。
[0011]
 本発明は、検査方法にも向けられている。検査方法は、a)対象物を撮像して第1対象画像を得る工程と、b)前記第1対象画像および第1参照画像から高周波成分を除去して第2対象画像および第2参照画像をそれぞれ取得する工程と、c)前記第2対象画像の各画素の値と、前記第2参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第1対象画像および前記第1参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正する工程と、d)前記第1対象画像と前記第1参照画像とを比較することにより、前記第1対象画像中の欠陥領域を検出する工程とを備える。
[0012]
 上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

[0013]
[図1] 検査装置の構成を示す図である。
[図2] 検査装置の本体を示す平面図である。
[図3] コンピュータが実現する機能構成の一部を示すブロック図である。
[図4] 検査の流れを示す図である。
[図5] 第1対象画像を示す図である。
[図6] 第1参照画像を示す図である。
[図7] 差分画像を示す図である。
[図8] 第2対象画像を示す図である。
[図9] 第2参照画像を示す図である。
[図10] 比画像を示す図である。
[図11] 補正後の第1参照画像を示す図である。
[図12] 差分画像を示す図である。
[図13] 第1対象画像を示す図である。
[図14] 第1参照画像を示す図である。
[図15] 差分2値画像を示す図である。
[図16] 明るい領域が変化した第1対象画像を示す図である。
[図17] 差分2値画像を示す図である。
[図18] 補正後の第1参照画像を示す図である。
[図19] 差分2値画像を示す図である。
[図20] 複数の検出処理領域を示す図である。

発明を実施するための形態

[0014]
 図1は、本発明の一の実施の形態に係る検査装置1の構成を示す図である。図2は、検査装置1の本体11を示す平面図である。検査装置1は、表面に光沢を有する立体的な対象物9の外観を検査する装置である。対象物9は、例えば、鍛造や鋳造により形成された金属部品であり、その表面はショットブラスト等の加工により微小な凹凸を有する梨地状である。対象物9は、例えば、自在継手に用いられる各種部品(円筒形のハブの軸や外輪、ヨーク等)である。図1に示す対象物9の形状は一例に過ぎない。
[0015]
 図1に示すように、検査装置1は、本体11と、コンピュータ12とを備える。本体11は、ステージ2と、ステージ回動部21と、撮像ユニット3と、光源ユニット4とを備える。対象物9はステージ2上に載置される。ステージ回動部21は、上下方向を向く中心軸J1を中心として対象物9をステージ2と共に所定の角度だけ回動する。中心軸J1は、ステージ2の中央を通過する。本体11には、外部の光がステージ2上に到達することを防止する図示省略の遮光カバーが設けられ、ステージ2、撮像ユニット3および光源ユニット4は、遮光カバー内に設けられる。
[0016]
 図1および図2に示すように、撮像ユニット3は、1個の上方撮像部31と、4個の斜方撮像部32と、4個の側方撮像部33とを備える。図2では、上方撮像部31の図示を省略している(後述の上方光源部41において同様)。上方撮像部31は、ステージ2の上方にて中心軸J1上に配置される。上方撮像部31によりステージ2上の対象物9を真上から撮像した画像が取得可能である。
[0017]
 図2に示すように、上側から下方を向いて本体11を見た場合に(すなわち、本体11を平面視した場合に)、4個の斜方撮像部32はステージ2の周囲に配置される。4個の斜方撮像部32は、中心軸J1を中心とする周方向に90°の角度間隔(ピッチ)にて配列される。各斜方撮像部32の撮像光軸K2と中心軸J1とを含む面において(図1参照)、撮像光軸K2と中心軸J1とがなす角度θ2は、およそ45°である。各斜方撮像部32によりステージ2上の対象物9を斜め上から撮像した画像が取得可能である。
[0018]
 本体11を平面視した場合に、4個の側方撮像部33も、4個の斜方撮像部32と同様にステージ2の周囲に配置される。4個の側方撮像部33は、周方向に90°の角度間隔にて配列される。各側方撮像部33の撮像光軸K3と中心軸J1とを含む面において、撮像光軸K3と中心軸J1とがなす角度θ3は、およそ90°である。各側方撮像部33によりステージ2上の対象物9を横から撮像した画像が取得可能である。上方撮像部31、斜方撮像部32および側方撮像部33は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等を有し、多階調の画像が取得される。上方撮像部31、斜方撮像部32および側方撮像部33は、図示省略の支持部により支持される。
[0019]
 光源ユニット4は、1個の上方光源部41と、8個の斜方光源部42と、8個の側方光源部43とを備える。上方光源部41は、中心軸J1を中心とするリング状に複数のLED(発光ダイオード)が配列された光源部である。リング状の上方光源部41は上方撮像部31の周囲を囲むように、上方撮像部31に固定される。上方光源部41によりステージ2上の対象物9に対して真上から中心軸J1に平行な方向に沿って光が照射可能である。
[0020]
 本体11を平面視した場合に、8個の斜方光源部42はステージ2の周囲に配置される。8個の斜方光源部42は、周方向に45°の角度間隔にて配列される。各斜方光源部42は、中心軸J1を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のLEDが配列された光源部である。各斜方光源部42の出射面の中央と対象物9(の中心)とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該斜方光源部42の照明軸と中心軸J1とを含む面において、当該照明軸と中心軸J1とがなす角度は、およそ45°である。各斜方光源部42では、ステージ2上の対象物9に対して斜め上から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置1では、8個の斜方光源部42のうち4個の斜方光源部42は4個の斜方撮像部32にそれぞれ固定され、残りの4個の斜方光源部42は、図示省略の支持部により支持される。
[0021]
 本体11を平面視した場合に、8個の側方光源部43はステージ2の周囲に配置される。8個の側方光源部43は、周方向に45°の角度間隔にて配列される。各側方光源部43は、中心軸J1を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のLEDが配列された光源部である。斜方光源部42と同様に、各側方光源部43の出射面の中央と対象物9とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該側方光源部43の照明軸と中心軸J1とを含む面において、当該照明軸と中心軸J1とがなす角度は、およそ90°である。各側方光源部43では、ステージ2上の対象物9に対して横から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置1では、8個の側方光源部43のうち4個の側方光源部43は4個の側方撮像部33にそれぞれ固定され、残りの4個の側方光源部43は、図示省略の支持部により支持される。
[0022]
 例えば、上方撮像部31および上方光源部41と対象物9との間の距離は、約55cm(センチメートル)である。また、斜方撮像部32および斜方光源部42と対象物9との間の距離は約50cmであり、側方撮像部33および側方光源部43と対象物9との間の距離は約40cmである。上方光源部41、斜方光源部42および側方光源部43では、LED以外の種類の光源が用いられてよい。
[0023]
 図3は、コンピュータ12が実現する機能構成の一部を示すブロック図である。コンピュータ12は、検査部5を含む。検査部5は、対象画像記憶部51と、参照画像記憶部52と、位置合わせ部53と、高周波成分除去部54と、比較部55とを備える。対象画像記憶部51は、撮像ユニット3の撮像部による撮像により得られた対象物9の画像(以下、「対象画像」という。)を記憶する。これにより、対処画像が準備される。参照画像記憶部52は、対象画像と同じ撮像部により取得された、欠陥の無い対象物9の画像(以下、「参照画像」という。)を記憶する。正確には、対象画像記憶部51は対象画像のデータを記憶し、参照画像記憶部52は参照画像のデータを記憶する。以下の説明において、画像に対する処理は、正確には、画像のデータに対する演算処理である。
[0024]
 位置合わせ部53は、対象画像と参照画像との位置合わせを行う。位置合わせ部53による対象画像と参照画像との位置合わせには様々な手法が採用されてよい。例えば、対象画像と参照画像とを様々な相対位置で重ね合わせ、これらの画像の画素値の差分絶対値の総和が最小となる位置が、位置合わせ後の両画像の相対位置として求められてよい。なお、対象物9の配置の精度が高い場合は、対象画像と参照画像との位置合わせは省略可能である。
[0025]
 高周波成分除去部54は、対象画像および参照画像から空間周波数の高周波成分を除去する。例えば、高周波成分除去部54は、対象画像および参照画像にサイズが大きい平均値フィルタ、中央値フィルタ、平滑化フィルタ等の高周波成分を除去するフィルタを作用させる。すなわち、注目画素を中心とする一定の範囲内の画素値の平均値、中央値、重み付け平均値等が当該注目画素の画素値に置き換えられる。これらのフィルタの大きさは、想定される欠陥が表れる領域よりも大きく、例えば、縦横の大きさが、欠陥領域の大きさの3倍以上であり、好ましくは5倍以上である。高周波成分除去部54はフーリエ変換を利用するものであってもよい。この場合、例えば、高周波成分除去部54は、画像をフーリエ変換し、高周波成分を除去してから逆フーリエ変換を行う。
[0026]
 比較部55は、補正部56を含む。補正部56は対象画像または参照画像を補正する。比較部55は、補正後の両画像を比較して欠陥検出画像を取得する。コンピュータ12は、検査装置1の全体制御を行う制御部としての役割も担う。
[0027]
 図4は、検査装置1による対象物9の検査の流れを示す図である。まず、ステージ2上に検査対象である対象物9が載置される(ステップS11)。ステージ2上には、例えば位置合わせ用の複数のピンが設けられており、対象物9の予め定められた部位を当該複数のピンに当接させることにより、ステージ2上の所定位置に対象物9が(理想的には)所定の向きにて配置される。
[0028]
 次に、コンピュータ12の制御により、点灯する光源部を変更して照明状態を変更しながら、選択された撮像部にて撮像が行われる(ステップS12)。実際には、1つの照明状態で複数の撮像部にて撮像が行われる。これにより、様々な照明状態において様々な方向から対象物9を捉えた多数の対象画像が取得される。
[0029]
 撮像された対象画像のデータは、対象画像記憶部51に記憶される。参照画像記憶部52には、既述のように、各撮像画像に対応する参照画像のデータが準備されている。参照画像は、撮像画像と同様の照明状態下での欠陥の存在しない対象物9を示す。参照画像のデータは、欠陥の存在しない対象物9を撮像することにより取得されてもよく、多数の対象物9の画像の平均画像のデータとして取得されてもよい。対象画像のデータは、対象物9の設計データから作成されてもよい。対象画像および参照画像は多階調の画像である。
[0030]
 対象画像が取得されると、位置合わせ部53は、対象画像と参照画像との位置合わせを行う(ステップS13)。これにより、対象画像の各画素に対応する参照画像の画素が決定される。なお、対象画像と参照画像との倍率が異なる場合は、対象画像または参照画像の拡大または縮小が行われてもよい。対象画像と参照画像との位置合わせが不要な場合は、ステップS13は省略されてよい。
[0031]
 高周波成分除去部54は、対象画像および参照画像から高周波成分を除去する(ステップS14)。以下、高周波成分を除去する前の対象画像および参照画像をそれぞれ「第1対象画像」および「第1参照画像」といい、高周波成分を除去した後の対象画像および参照画像をそれぞれ「第2対象画像」および「第2参照画像」という。
[0032]
 比較部55には、第1対象画像、第1参照画像、第2対象画像および第2参照画像のデータが入力される。補正部56は、第2参照画像の各画素の値を第2対象画像の対応する画素の値で除算し、比を対応する画素の値として有する比画像を生成する。補正部56は、第1参照画像の各画素の値に比画像の対応する画素の値を乗算することにより、第1参照画像を補正する(ステップS15)。
[0033]
 比較部55は第1対象画像の各画素の値と、補正後の第1参照画像の対応する画素の値との差分絶対値を求め、当該差分絶対値を対応する画素の値として有する差分絶対値画像を取得する。差分絶対値画像は予め定められた閾値で2値化され、2値の欠陥検出画像が取得される(ステップS16)。例えば、差分絶対値が閾値以上である画素の値が「1」とされ、他の画素の値は「0」とされ、欠陥検出画像では、欠陥領域が画素値「1」の領域として示される。
[0034]
 第1対象画像と補正なしの第1参照画像との差分絶対値画像を取得する場合と、ステップS14ないしS16との相違を、図5ないし図12を参照して説明する。これらの図では、第1対象画像および第1参照画像を単純化している。
[0035]
 図5は5×5画素の第1対象画像811を示す図である。各ボックスは画素を示し、ボックス内の値は画素値を示す。太線83は3×3画素の欠陥検出の処理の対象となる検出処理領域を示す。第1対象画像811では中央の画素に対象物9上の欠陥が表れているものとする。また、第1対象画像811では、全体に空間的に緩やかな輝度値の変化、すなわち、画素値の変化があるものとしている。「空間的に緩やかな変化」とは、画像中の位置の変化に対して画素値が緩やかに変化することを意味する。図6は5×5画素の第1参照画像821を図5と同様に示す。第1参照画像821の画素値は全て「30」である。図7は第1対象画像811と第1参照画像821との差分絶対値画像841を示す図である。
[0036]
 ここで、図5および図6にて中央の画素を欠陥領域として検出するには、差分絶対値画像841に対する閾値を「10」に設定する必要があるが、この場合、図7にて平行斜線にて示すように、検出処理領域83の全体が欠陥領域として検出される。
[0037]
 一方、ステップS14ないしS16の工程の場合、ステップS14にて3×3画素の移動平均フィルタが用いられたとすると、第1対象画像811から図8に示す第2対象画像812が取得され、第1参照画像821から図9に示す第2参照画像822が取得される。ステップS15では、第2対象画像812の各画素の値が第2参照画像822の対応する画素の値で除算され、両画像の画素値の比を対応する画素の値として有する図10に示す比画像85が取得される。さらに、第1参照画像821の各画素の値に比画像85の対応する画素の値が乗算され、図11に示す補正後の第1参照画像821が取得される。
[0038]
 ステップS16では、図12に示すように、第1対象画像811の各画素の値と補正後の第1参照画像821の対応する画素の値との差分絶対値を対応する画素の値として有する差分絶対値画像861が取得される。ここで、閾値が「10」の場合、検出処理領域83のうち、平行斜線を付す中央の画素のみが欠陥領域として取得される。また、適切な検出が可能な閾値の範囲は、5~21と広がる。ステップS14ないしS16により、差分絶対値画像861において、欠陥に対応する画素が周囲の画素から浮き上がるように現れる。その結果、対象物9の表面状態が変化して第1対象画像811において空間的に緩やかに明るさが変化したり、全体の色味が変化した場合であっても、欠陥を精度よく検出することが実現される。既述のように、ここでの「表面状態」には「表面形状」が含まれる。換言すれば、対象画像または参照画像が、部分的または全体的に緩やかに変化したとしても、緩やかな変化による差を極力なくすことで過検出を抑制し、真の細かな欠陥を検出することができる。特に、第1参照画像821を変更することなく欠陥を精度よく検出することができる。
[0039]
 上記例では、第2対象画像812の各画素の値を第2参照画像822の対応する画素の値で除算しているが、第2参照画像822の各画素の値が第2対象画像812の対応する画素の値で除算されてもよい。この場合、第1対象画像811の各画素の値に比画像の対応する画素の値が乗算され、第1対象画像811が補正される。ステップS15の補正は、第1対象画像811または第1参照画像821の画素値を低周波レベルで合わせ込む処理である。
[0040]
 次に、図13ないし図19を参照して検査装置1による欠陥検出の特徴について具体的に説明する。図13は第1対象画像811の一例を示す図である。第1対象画像811は対象物9を表す。対象物9上には欠陥91が存在する。図13では、第1対象画像811のうち、対象物9および欠陥91を表す部分に符号9,91をそれぞれ付している。以下の図においても同様である。照明の関係上、欠陥91の周囲は、第1対象画像811中において空間的に緩やかに明るい領域711となっているものとする。図14は第1参照画像821の一例を示す図である。第1参照画像821では欠陥は表れない。第1参照画像821においても空間的に緩やかに明るい領域721が表れるものとする。
[0041]
 図13および図14の例では、画像全体に対して処理が行われるため、画像全体が1つの検出処理領域であると捉えられてよい。画像の一部がマスクされて検出処理領域から除外されてもよい。
[0042]
 対象物9は、鍛造にて形成された金属部品であり、表面にショットブラストが施されている。対象物9の表面は、艶消しの金属光沢を有する。両画像中の明るい領域711,721が一致する場合、図15に示すように、単純な差分絶対値画像を2値化した差分2値画像842では、欠陥91のみに対応する欠陥領域73が表れる。一方、対象物9が、例えば、その表面の全体または一部にショットブラストが再度施されたものである場合、表面の粗さや形状が元の形状から僅かに変化している。対象物9が鏡面でない艶消しの金属光沢を有する場合、照明状態が一定であっても、ショットブラストの再処理により明るい領域の大きさや位置が変化する。
[0043]
 図16は、再処理により明るい領域711が変化した第1対象画像811を例示する図である。図16の第1対象画像811と図14の第1参照画像821との差分絶対値画像を単純に取得して2値化を行うと、図17に示すように、差分2値画像842には広い欠陥領域73が表れる。その結果、欠陥91の存在領域は欠陥領域73に含まれてしまい、欠陥91の検出は困難となる。
[0044]
 図18は、検査装置1のステップS14,S15により補正された第1参照画像821を例示する図である。低周波成分の除去に利用される実際のフィルタの一辺は10画素以上であり、フィルタは、既述のように欠陥が表れる領域の幅および高さよりもそれぞれ少なくとも数倍大きい。ステップS14,S15により、第1参照画像821の低周波成分が第1対象画像811の低周波成分に合わせ込まれる。図18に示すように、第1参照画像821における明るい領域721は、第1対象画像811の明るい領域711にほぼ一致する。その結果、第1対象画像811と補正後の第1参照画像821との差分画像を2値化することにより、図19に示すように、欠陥が適切な欠陥領域73として表れる欠陥検出画像862が取得される(ステップS16)。
[0045]
 ステップS16では、いわゆる、ゆすらせ比較が採用されてもよい。ゆすらせ比較では、位置合わせ後の相対位置から第1対象画像811または補正後の第1参照画像821を8方向のそれぞれに所定の画素数(例えば、1画素)だけ移動し、移動後の第1対象画像811と補正後の第1参照画像821との差分絶対値画像が求められる。そして、複数の(ここでは、9個の)差分絶対値画像において、同じ位置の画素の値の最小値が特定され、当該位置に当該最小値を付与した画像が、ゆすらせ比較処理の結果画像として取得される。
[0046]
 結果画像は、所定の閾値で2値化され、欠陥領域を示す2値の欠陥検出画像が取得される。なお、ゆすらせ比較処理により得られる結果画像は、上記の複数の差分絶対値画像から導かれるものであればよく、例えば、複数の差分絶対値画像のうち画素の値の和が最小の差分絶対値画像がそのまま欠陥検出画像として採用されてもよい。
[0047]
 検査装置1による検査は、対象物9上の検査の対象となる検査領域の形状や法線の向きの僅かな変化で対象画像中の対応する領域の明暗が大きく変化する場合や、多数の対象物9を処理した場合に、最初に処理した対象物9と最後に処理した対象物9の表面状態が異なる場合に適している。このような検査領域の例として、ショットブラストまたは研削が行われた金属面を挙げることができる。典型的な例としては、鍛造等のプレス加工後に粗面加工された面である。
[0048]
 ショットブラストの場合、多数の対象物を加工すると投射材の径が変化して対象物の表面状態が若干変化するが、検査装置1を用いることにより、第1参照画像821を変更することなく検査を行うことができる。研削においても、多数の対象物を加工すると砥石の状態が変化して対象物の表面状態が若干変化するが、検査装置1を用いることにより、第1参照画像821を変更することなく検査を行うことができる。
[0049]
 また、対象物9上の欠陥をショットブラストや研削の再処理にて修正する場合、対象物9の形状や色味が部分的に変わってしまい、そのまま比較すると多くの偽欠陥が検出される場合がある。新たな第1参照画像821を準備することも不可能ではないが、再処理物を分けて検査すると手間が生じる。これに対し、検査装置1を用いることにより、再処理が行われた対象物9に対して、第1参照画像821を変更することなく検査を行うことができる。
[0050]
 対象物9は金属製品には限定されない。検査領域が光沢を有する粗面である対象物9であれば、検査装置1は対象物9の検査に適する。対象物9は、表面が艶消し状、あるいは、梨地状であることが好ましい。対象物9の材料は金属以外に、樹脂、セラミック、セメント、石膏等の様々なものであってよい。
[0051]
 図20は、高周波成分除去部54の機能の他の例を説明するための図である。図20の第1対象画像811には2つの検出処理領域831,832が設定される。図示を省略するが、第1参照画像821にも同様の検出処理領域831,832が設定される。高周波成分除去部54により第1対象画像811および第1参照画像821の検出処理領域831に作用させるフィルタと、第1対象画像811および第1参照画像821の検出処理領域832に作用させるフィルタとは異なる。検出処理領域の数、すなわち、対象物9上の検査領域の数は3以上であってもよい。一般的に表現すれば、検査領域に対応する検出処理領域の数は2以上であり、少なくとも2つの検出処理領域において高周波成分除去部54による高周波成分の除去特性が異なる。これにより、検査領域に応じて適切な欠陥検出を行うことができる。第1対象画像811中の検出処理領域は対象物9上の検査領域に一致する必要はなく、検査領域(正確には、検査領域に対応する画像中の領域)を含む領域でもよく、部分的に重なる領域でもよい。
[0052]
 「高周波成分の除去特性が異なる」とは、例えば、高周波成分を除去するフィルタの大きさが異なる、高周波成分を除去するフィルタに設定される値が異なる、高周波成分を除去する演算上の変数の値が異なる等を意味する。なお、高周波成分は完全に除去される必要は無く、高周波成分の除去には、高周波成分の低減が含まれるものとする。
[0053]
 高周波成分除去フィルタは、欠陥による第1対象画像811中の明暗は除去するが、対象物9の正常な形状に起因する明暗は可能な限り残すものが好ましい。通常、照明光が対象物9上の検査領域に斜めに入射するほど、第1対象画像811や第1参照画像821において検出処理領域の明暗が顕著になる。したがって、検査領域への照明光の光束の方向と、検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、高周波成分除去フィルタの大きさが小さいことが好ましい。
[0054]
 なお、照明光の光束の方向と検査領域の法線の方向とのなす角(以下、「入射角」という。)は正確に求められる必要はない。一の検査領域と他の検査領域との関係で照明光の入射角の大小関係が決定可能であれば、様々な方法で入射角が求められてよい。例えば、照明光の光束の方向は、検査領域に対して光源が位置する方向や、光束の平均的な方向として定められてよい。検査領域の法線の方向は、検査領域の中央における法線の方向や検査領域の法線の平均的な方向として定められてよい。
[0055]
 補正部56では、第2対象画像812の各画素の値と、第2参照画像822の対応する画素の値との「比」に代えて、「差」が利用されてもよい。この場合、第1対象画像811または第1参照画像821の対応する画素の値から当該差が加算または減算される。差を利用する場合においても、補正後の第1対象画像811と第1参照画像821との差分画像では、低周波成分が除去されるため、欠陥が明りょうに表れる。さらには、補正部56では、諸条件を考慮して修正された「比」が用いられてもよく、修正された「差」が用いられてもよい。「比」や「差」を利用する補正方法も乗除算や加減算には限定されず、さらに複雑な演算が行われてもよい。
[0056]
 すなわち、比較部55は、第2対象画像812の各画素の値と、第2参照画像822の対応する画素の値と比や差である「相違」に基づいて第1対象画像811および第1参照画像821の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、第1対象画像811と第1参照画像821とを比較することにより、第1対象画像811中の欠陥領域を検出する。より正確には、両画像の比較の際に、上記「相違」に基づいて低周波レベルで一方の画像の画素の値を他方の画像の対応する画素の値に合わせる補正が行われる。
[0057]
 上記検査装置1では様々な変形が可能である。
[0058]
 検査装置1の構造は上記実施の形態にて示したものには限定されない。光源部の数は1つでもよく、周囲が明るい場合、光源部は設けられなくてもよい。撮像部の数も1つでもよい。光源部および撮像部の数や配置は様々に変更されてよい。
[0059]
 第1対象画像811および第1参照画像821は、モノクロ画像でもカラー画像でもよい。対象物9は、立体的である必要はなく、板状またはフィルム状でもよい。
[0060]
 上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
[0061]
 発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。

符号の説明

[0062]
 1  検査装置
 9  対象物
 51  対象画像記憶部
 52  参照画像記憶部
 54  高周波成分除去部
 55  比較部
 73  欠陥領域
 83,831,832  検出処理領域
 811  第1対象画像
 812  第2対象画像
 821  第1参照画像
 822  第2参照画像
 S12,S14~S16  ステップ

請求の範囲

[請求項1]
 検査装置であって、
 対象物を撮像して得られた第1対象画像を記憶する対象画像記憶部と、
 第1参照画像を記憶する参照画像記憶部と、
 前記第1対象画像および前記第1参照画像から高周波成分を除去して第2対象画像および第2参照画像をそれぞれ取得する高周波成分除去部と、
 前記第2対象画像の各画素の値と、前記第2参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第1対象画像および前記第1参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、前記第1対象画像と前記第1参照画像とを比較することにより、前記第1対象画像中の欠陥領域を検出する比較部と、
を備える。
[請求項2]
 請求項1に記載の検査装置であって、
 前記対象物上において、欠陥を検出する対象となる検査領域が、光沢を有する粗面である。
[請求項3]
 請求項2に記載の検査装置であって、
 前記検査領域が、ショットブラストまたは研削が行われた金属面である。
[請求項4]
 請求項1ないし3のいずれか1つに記載の検査装置であって、
 前記検査領域に対応する前記第1対象画像中の検出処理領域の数が2以上であり、少なくとも2つの検出処理領域において前記高周波成分除去部による高周波成分の除去特性が異なる。
[請求項5]
 請求項4に記載の検査装置であって、
 前記高周波成分除去部が、各検出処理領域にフィルタを作用させることにより、前記各検出処理領域から高周波成分を除去し、
 前記検査領域への照明光の光束の方向と、前記検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、前記フィルタの大きさが小さい。
[請求項6]
 検査方法であって、
 a)対象物を撮像して第1対象画像を得る工程と、
 b)前記第1対象画像および第1参照画像から高周波成分を除去して第2対象画像および第2参照画像をそれぞれ取得する工程と、
 c)前記第2対象画像の各画素の値と、前記第2参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第1対象画像および前記第1参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正する工程と、
 d)前記第1対象画像と前記第1参照画像とを比較することにより、前記第1対象画像中の欠陥領域を検出する工程と、
を備える。

図面

[ 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 19]

[ 図 20]