(57)【要約】【課題】検査に熟練した者でなくても欠陥を精度よく検出可能な検査ユニットを提供すること。【解決手段】検査ユニット１０は、対象表面８０Ｓの欠陥を検出するためのものであり、明部６２と暗部６４とからなる投影画像６０を対象表面８０Ｓに投影する投影装置４０と、対象表面８０Ｓを撮影する撮影装置５０とを備えている。検査ユニット１０は、検査処理において、投影装置４０によって、投影画像６０を１回以上シフトするようにして対象表面８０Ｓに投影し、撮影装置５０によって、対象表面８０Ｓを撮影し、これにより欠陥を検出する。また、検査ユニット１０は、検査準備処理において、投影装置４０によって、対象表面８０Ｓにおける少なくとも１つの所定位置８８に対して、明部６２及び暗部６４の夫々を１回以上投影し、撮影装置５０によって、２以上の画像を撮影する。【選択図】図１１
2020134491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、１以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する１以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置によって、２以上の画像を撮影する
検査ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、処理装置を備えており、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅を変更しつつ、１回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した２以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した１以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニット。
【請求項３】
請求項２記載の検査ユニットであって、
前記検査準備処理は、前記投影準備処理に加えて、撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理の前に、前記撮影準備第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影装置における明るさを規定する撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第１処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影パラメータ調整第１処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記撮影パラメータの仮設定値を取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記撮影装置によって、前記撮影パラメータの前記仮設定値を使用して撮影し、
前記処理装置は、前記投影準備処理の後に、前記撮影準備第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第２処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータ調整第２処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記検査処理における前記撮影パラメータの設定値を取得する
検査ユニット。
【請求項４】
請求項３記載の検査ユニットであって、
前記撮影パラメータは、前記撮影装置の露光時間及び感度である
検査ユニット。
【請求項５】
コンピュータを、請求項２から請求項４までのいずれかの検査ユニットにおける処理装置として機能させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５のプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の表面に形成された傷や凹み等の欠陥を検出するための検査ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、このタイプの検査ユニットが開示されている。
【０００３】
図１９を参照すると、特許文献１の第２の実施の形態に開示された欠点検査装置（検査ユニット）９０は、光源（投影装置）９２と、撮像素子（撮影装置）９４と、演算装置（処理装置）９６とを備えている。投影装置９２は、所定の速度で移動している被検物（対象物）９８の表面に、明部と暗部とからなるパターン９２２を投影する。撮影装置９４は、対象物９８の表面に投影されたパターン９２２を、所定の時間間隔で複数枚撮影し、撮影した画像を処理装置９６に送信する。処理装置９６は、受信した複数枚の画像から、対象物９８の表面の各点における最大輝度と最小輝度との差（コントラスト）を求め、これにより差分画像を作成する。処理装置９６は、作成した差分画像に基づいて、対象物９８の表面に形成された傷や凹み等の欠陥を検出する。特許文献１によれば、差分画像によって欠陥を明瞭に識別できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１４７６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の検査ユニットによれば、従来は検査に熟練した者の目視に頼っていた検査工程を機械化できる。但し、特許文献１のように投影装置及び撮影装置を使用して検査する場合、対象物に投影されるパターンの明るさ、撮影における露光時間及び感度等の様々な検査パラメータを設定する必要がある。一般的に、このような検査パラメータを設定するためには、検査に熟練する必要がある。即ち、特許文献１の検査ユニットを使用しても、検査に熟練していない者が欠陥を精度よく検出するのは難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、検査に熟練した者でなくても欠陥を精度よく検出可能な検査ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の研究者は、研究を進める過程で、対象物に投影するパターンにおける明部の幅（明部幅ＬＷ）及び暗部の幅（暗部幅ＢＷ）の間の比率（明暗比率）が、欠陥の検出精度に大きな影響を与えることを見出した。例えば、対象物の表面色が黒色である場合に所定の明暗比率によって欠陥を十分に検出できても、対象物の表面色が白色である場合に同じ明暗比率によっては欠陥を十分に検出できなかった。
【０００８】
本発明の研究者は、更に研究を進めた結果、一定の明部幅を使用しつつ、対象物の表面状態に応じて暗部幅を調整することで欠陥を精度よく検出可能な（適切な）明暗比率が得られることを見出した。更に、対象物の表面の所定位置（例えば、対象物の表面の１点）に対して暗部及び明部を投影して撮影することで、所定位置の撮影結果に基づいて適切な暗部幅が得られることを見出した。本発明は、この新たな知見に基づき、以下の検査ユニット、プログラム及び記憶媒体を提供する。
【０００９】
本発明は、第１の検査ユニットとして、
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、１以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する１以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置によって、２以上の画像を撮影する
検査ユニットを提供する。
【００１０】
また、本発明は、第２の検査ユニットとして、第１の検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、処理装置を備えており、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅を変更しつつ、１回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した２以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した１以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、第３の検査ユニットとして、第２の検査ユニットであって、
前記検査準備処理は、前記投影準備処理に加えて、撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理の前に、前記撮影準備第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影装置における明るさを規定する撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第１処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影パラメータ調整第１処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記撮影パラメータの仮設定値を取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記撮影装置によって、前記撮影パラメータの前記仮設定値を使用して撮影し、
前記処理装置は、前記投影準備処理の後に、前記撮影準備第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第２処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータ調整第２処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記検査処理における前記撮影パラメータの設定値を取得する
検査ユニットを提供する。
【００１２】
また、本発明は、第４の検査ユニットとして、第３の検査ユニットであって、
前記撮影パラメータは、前記撮影装置の露光時間及び感度である
検査ユニットを提供する。
【００１３】
また、本発明は、第１のプログラムとして、
コンピュータを、第２から第４までのいずれかの検査ユニットにおける処理装置として機能させるためのプログラムを提供する。
【００１４】
また、本発明は、第１の記憶媒体として、
第１のプログラムを記憶した記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による検査ユニットは、欠陥を検出するための検査処理に加えて、検査準備処理を実行できる。検査ユニットは、この検査準備処理において、対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、明部及び暗部の夫々を１回以上投影して２以上の画像を撮影する。この結果、所定位置について、明部を投影した際の画像（明るい画像）と、暗部を投影した際の画像（暗い画像）とが得られる。検査ユニットは、所定位置における明るい画像と暗い画像とに基づいて、検査処理における適切な暗部幅（検査暗部幅）を準備できる。例えば、検査ユニットは、明るい画像の輝度と暗い画像の輝度との差であるコントラストに基づいて、検査暗部幅を準備できる。即ち、本発明によれば、検査に熟練した者でなくても欠陥を精度よく検出可能な検査ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における検査ユニットを対象物と共に模式的に示す図である。
【図２】図１の検査ユニットを示すブロック構成図である。
【図３】図１の検査ユニットの投影画像を部分的に示す図である。
【図４】図１の検査ユニットによる検査方法を示す図である。対象表面に投影された図３の投影画像を模式的に示している。
【図５】図１の検査ユニットの検査処理を示すフローチャートである。
【図６】図５の検査処理における撮影画像、ＭＡＸ画像、ＭＩＮ画像及びＳＳＭＭ画像を示す図である。
【図７】図５の検査処理において表示装置に表示される欠陥の表示例を示す図である。
【図８】図３の投影画像の変形例を示す図である。
【図９】図３の投影画像の別の変形例を示す図である。
【図１０】図３の投影画像を対象表面に投影した際の暗部幅とコントラストとの間の関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１の検査ユニットによる検査準備方法を示す図である。
【図１２】図１の検査ユニットの検査準備処理から検査処理までの処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の検査準備処理において表示装置に表示される選択画面の表示例を示す図である。
【図１４】図１２の検査準備処理における撮影準備第１処理（撮影準備処理）、投影準備処理及び撮影準備第２処理（撮影準備処理）を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の撮影準備処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１４の投影準備処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１５の撮影準備処理の具体的な例を示すフローチャートである。
【図１８】図１６の投影準備処理の具体的な例を示すフローチャートである。
【図１９】特許文献１の表面欠陥検査ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、本発明の実施の形態による検査ユニット１０は、対象物８０の対象表面８０Ｓの欠陥を検出するための表面欠陥検査ユニットである。検査ユニット１０は、所定の模様を有する画像である投影画像６０を対象表面８０Ｓに投影し、対象表面８０Ｓに投影された画像を撮影することによって、対象表面８０Ｓに形成された傷や凹み等の欠陥を検出する。
【００１８】
上述の欠陥検出方法から理解されるように、対象表面８０Ｓは、投影された投影画像６０を正反射できる高い光反射率を有していることが好ましい。より具体的には、対象表面８０Ｓは、光沢や艶がある滑らかな面であることが好ましい。好ましい対象表面８０Ｓは、例えば、鏡面や、物品の塗装された表面や、物品のメッキされた表面や、ガラスの表面や、フィルムの面である。検査ユニット１０は、このような対象表面８０Ｓに形成された、直径０．１ｍｍ程度かつ深さ０．０００５ｍｍ程度の欠陥を検出できる。但し、本発明は、これに限られず、対象表面８０Ｓの光沢や艶や滑らかさは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度に応じていればよい。また、対象物８０の素材、サイズ及び形状は、特に限定されない。例えば、対象物８０は、不透明な物品であってもよいし、物品内部が透けて見える透明ガラスであってもよい。
【００１９】
本実施の形態における対象物８０は、例えば車のドアミラーの樹脂部であり、一般的な机サイズの検査台１２の上に載せることができる程度に小さい。また、本実施の形態における検査ユニット１０は、全体として検査台１２の上に配置されている。但し、本発明は、これに限られず、検査ユニット１０の配置や検査ユニット１０全体のサイズは、対象物８０に合わせて様々に変形可能である。例えば、対象物８０は、車のボディのような比較的大きな物品であってもよい。この場合、検査ユニット１０は、対象物８０の周囲に設けられた壁状の検査設備に組み込まれていてもよい。また、対象表面８０Ｓの複数の部位を同時に検査するために、複数の部位に夫々対応する複数の検査ユニット１０が設けられていてもよい。
【００２０】
以下、まず、本実施の形態における検査ユニット１０を構成する様々な装置について説明する。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、本実施の形態における検査ユニット１０は、処理装置２０と、制御装置３０と、投影装置４０と、撮影装置５０とを備えている。投影装置４０は、投影画像６０を投影可能な電子機器であり、撮影装置５０は、投影された投影画像６０を撮影可能な電子機器である。処理装置２０及び制御装置３０は、投影装置４０及び撮影装置５０の夫々を制御可能な電子機器である。
【００２２】
図３を参照すると、本実施の形態における投影画像６０は、複数の明部６２と、複数の暗部６４とから構成されている。明部６２及び暗部６４は、横方向において交互に配置されている。明部６２及び暗部６４の夫々は、横方向におけるサイズを一定に保ちつつ、横方向と直交する縦方向に沿って直線状に延びている。本実施の形態において、明部６２の横方向におけるサイズである明部幅ＬＷは、全ての明部６２において同じであり、暗部６４の横方向におけるサイズである暗部幅ＢＷは、全ての暗部６４において同じである。即ち、投影画像６０は、明部６２及び暗部６４を横方向において周期的に配置したパターン画像である。但し、後述するように、本発明における投影画像は、本実施の形態の投影画像６０に限られず、様々に変形可能である。
【００２３】
図１を図３と併せて参照すると、本実施の形態による投影装置４０は、汎用的な照明装置であり、様々な色の光を発光可能な多数の発光素子（図示せず）を備えている。発光素子は、例えば、マイクロＬＥＤ（light emitting diode）である。発光素子は、二次元的に配列されている。投影装置４０は、発光素子の夫々が発光する光の輝度を変えることにより、投影画像６０を発光して投影する。投影画像６０の明部６２は、高輝度の光を発光する発光素子によって形成される。一方、投影画像６０の暗部６４は、低輝度の光を発光する発光素子によって形成されるか、又は、発光していない発光素子によって形成される。即ち、投影画像６０は、１以上の明部６２と、明部６２よりも低い輝度を有する１以上の暗部６４とを含んでいる。
【００２４】
図３及び図４を参照すると、本実施の形態によれば、投影画像６０の明部６２は、白色であり、暗部６４は、黒色である。但し、明部６２の輝度が暗部６４の輝度よりも高い限り、明部６２及び暗部６４の色や輝度は、特に限定されない。例えば、明部６２の色は、明るいピンクであってもよく、暗部６４の色は、暗い赤であってもよい。また、このような投影画像６０を投影できる限り、投影装置４０の機構は、本実施の形態に限定されない。
【００２５】
図１及び図４を参照すると、投影装置４０は、発光面の位置や向きを調整可能である。投影装置４０は、対象表面８０Ｓ全体に投影画像６０を投影できるように配置されている。投影画像６０は、対象表面８０Ｓに対して斜め上から投影され、これにより、対象表面８０Ｓ上及びその周辺に投影画像６０Ｐが形成される。投影画像６０Ｐにおける明部６２及び暗部６４の夫々の幅は、例えば数ｍｍ程度である。
【００２６】
図４を参照すると、投影画像６０の投影方向は、対象物８０が置かれた面に対して斜交している。この結果、投影画像６０Ｐの横方向におけるサイズと縦方向におけるサイズとの比率（縦横比）は、投影画像６０の縦横比と異なる。また、一般的に、対象表面８０Ｓは、３次元的な形状を有しており、投影画像６０Ｐは、投影画像６０と比べて部分的に歪む。但し、本実施の形態において、検査ユニット１０の機能を説明する際に、投影画像６０と投影画像６０Ｐとの間の差異を考慮する必要はない。換言すれば、本実施の形態における検査ユニット１０の機能説明において、投影画像６０Ｐは、投影画像６０と一致していると考えてよい。従って、以下、投影画像６０Ｐについては特に触れず、投影画像６０を使用して説明する。
【００２７】
図１及び図４を参照すると、投影装置４０は、投影画像６０を、シフト方向に沿ってシフトするようにして対象表面８０Ｓに投影可能である。詳しくは、本実施の形態において、対象物８０は、検査台１２上に載せられており、投影装置４０に対して静止している。本実施の形態の投影装置４０は、発光素子（図示せず）が発光する光の輝度分布をシフト方向に沿ってシフトすることにより、投影画像６０を、静止した対象表面８０Ｓに対して相対的に、シフト方向に沿ってシフトするようにして投影できる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、対象物８０と投影装置４０との間の位置関係が変わっても対象表面８０Ｓ上の全ての位置に投影画像６０を投影できるような場合、より具体的には、対象表面８０Ｓが平面状に延びているような場合、対象物８０は、投影装置４０に対して相対的に、シフト方向に沿って一定速度で移動していてもよい。この場合、投影装置４０は、対象表面８０Ｓに対して同じ投影画像６０を投影し続けることによって、投影画像６０を、移動する対象表面８０Ｓに対して相対的に、シフト方向に沿ってシフトするようにして投影できる。
【００２８】
図１及び図３を参照すると、本実施の形態において、シフト方向は、投影画像６０の横方向と一致している。但し、本発明は、これに限られず、シフト方向は、投影画像６０の横方向と交差していればよい。即ち、シフト方向は、横方向と斜交していてもよい。シフト方向が横方向と斜交している場合、投影画像６０の明部幅ＬＷは、明部６２のシフト方向におけるサイズであり、投影画像６０の暗部幅ＢＷは、暗部６４のシフト方向におけるサイズである。
【００２９】
図１及び図４を参照すると、本実施の形態の撮影装置５０は、汎用的なＣＣＤ（charge-coupled device）カメラであり、レンズ及び二次元的に配列された多数の受光素子を備えている。即ち、撮影装置５０が撮影する撮影画像７０は、二次元的に配列された多数の画素（ピクセル）からなるデジタル画像である。本実施の形態による撮影画像７０の画素は、０（黒色）から２５５（白色）までのグレースケール値を採る。換言すれば、撮影装置５０は、２５６階調のグレースケール画像を撮影する。但し、本発明は、これに限られず、撮影装置５０は、フルカラーの撮影画像７０を撮影してもよい。但し、検査ユニット１０は、後述するように、撮影画像７０の輝度を参照して欠陥を検出する。従って、短時間で欠陥を検出するという観点から、輝度を簡単に参照可能なグレースケール画像が好ましい。
【００３０】
本実施の形態の撮影装置５０は、レンズの位置や向きを調整可能である。撮影装置５０は、対象表面８０Ｓがレンズの画角内に収まるように配置されている。換言すれば、本実施の形態における対象表面８０Ｓは、対象物８０の表面のうち撮影装置５０の画角内に収まる範囲である。上述のように配置された撮影装置５０は、投影画像６０が投影された対象表面８０Ｓを、撮影画像７０として撮影可能である。撮影画像７０において、投影画像６０の輝度は、対応するグレースケール値に変換される。以下の説明において、撮影画像７０の各画素における輝度とは、撮影画像７０の各画素におけるグレースケール値を意味する。
【００３１】
図４を参照すると、撮影装置５０は、投影画像６０の一部を、対象物８０が置かれた面に対して斜交する方向に沿って撮影する。従って、一般的に、撮影装置５０が撮影した撮影画像７０の縦横比は、投影画像６０の縦横比と異なり、且つ、撮影画像７０は、投影画像６０に対して部分的に歪む。即ち、撮影画像７０は、投影画像６０と完全には一致しない。但し、本実施の形態の検査ユニット１０は、撮影画像７０が投影画像６０と一致していても、投影画像６０と比べて異なっていても、欠陥を同様に検出可能である。
【００３２】
図１及び図２を参照すると、本実施の形態による処理装置２０は、汎用的なＰＣ（Personal Computer）であり、装置本体２２と、記憶装置２４と、入力装置２６と、表示装置２８とを備えている。
【００３３】
装置本体２２は、ＰＣの本体であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び主記憶装置を備えている（図示せず）。記憶装置２４は、例えば磁気ディスク装置であり、プログラムの実行形式ファイルを含む様々なファイル（図示せず）を記憶できる。記憶装置２４は、装置本体２２からの指示に従ってファイルの取得、記憶等を行う。特に、装置本体２２のＣＰＵは、記憶装置２４に記憶された実行形式ファイルを取得して主記憶装置にローディングし、実行形式ファイル内の命令語を実行することで様々な機能を実現する。入力装置２６は、例えばキーボードやマウスであり、キーボードから入力された文字やマウスによって指示された位置や範囲を装置本体２２に送信する。表示装置２８は、例えば液晶ディスプレイであり、装置本体２２から送信された文字や画像等を表示する。
【００３４】
処理装置２０は、投影装置４０及び撮影装置５０を制御するためのプログラム（後述）を備えており、投影装置４０及び撮影装置５０の夫々と通信可能に接続されている。制御装置３０は、処理装置２０による投影装置４０及び撮影装置５０の制御を補完するための専用機器であり、処理装置２０は、制御装置３０を介して投影装置４０及び撮影装置５０の夫々とケーブル接続されていると共に、撮影装置５０と直接的にケーブル接続されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、制御装置３０は、処理装置２０に組み込まれた制御ボードであってもよい。この場合、処理装置２０は、投影装置４０及び撮影装置５０の夫々と直接的にケーブル接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。更に、投影装置４０及び撮影装置５０は、処理装置２０に組み込まれていてもよい。この場合、処理装置２０は、投影装置４０及び撮影装置５０の夫々と内部バスによって接続されていてもよい。
【００３５】
図２及び図４を参照すると、上述のように構成された検査ユニット１０は、投影装置４０によって対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影する投影機能（図２の（１）〜（３）参照）と、撮影装置５０によって対象表面８０Ｓを撮影し、これにより撮影画像７０を取得する撮影機能（図２の（１）、（４）〜（６）参照）とを有している。
【００３６】
詳しくは、本実施の形態の処理装置２０は、制御装置３０に投影及び撮影指示する（図２の（１）参照）。このとき、処理装置２０は、制御装置３０に検査パラメータを送信する。検査パラメータは、投影パラメータと撮影パラメータとを含んでいる。投影パラメータは、投影装置４０が投影する投影画像６０を作成するためのパラメータであり、例えば、明部幅ＬＷ（例えば、１０ピクセル）、暗部幅ＢＷ（例えば、１０ピクセル）及び左端の明部６２（図３における明部６２Ｌ）の横方向の開始位置（例えば、０ピクセル位置）である。撮影パラメータは、撮影画像７０の明るさを規定するパラメータであり、例えば、撮影装置５０の露光時間及び感度である。
【００３７】
本実施の形態の投影機能によれば、制御装置３０は、投影パラメータに基づいて投影画像６０に対応するデジタル画像を作成する。次に、制御装置３０は、投影装置４０に投影指示する（図２の（２）参照）。このとき、制御装置３０は、投影装置４０に、作成したデジタル画像を送信する。投影装置４０は、受信したデジタル画像に基づいて投影画像６０を発光し、対象表面８０Ｓに投影する（図２の（３）参照）。
【００３８】
本実施の形態の撮影機能によれば、制御装置３０は、投影装置４０にデジタル画像を送信した後、投影画像６０が投影されるまでの所定時間が経過したとき、撮影装置５０に撮影指示する（図２の（４）参照）。このとき、制御装置３０は、撮影装置５０に、処理装置２０から受信した撮影パラメータを送信する。撮影装置５０は、撮影指示を受信すると、撮影パラメータに従って対象表面８０Ｓを撮影し、これにより撮影画像７０を取得する（図２の（５）参照）。次に、撮影装置５０は、撮影画像７０を処理装置２０に送信する（図２の（６）参照）。例えば、処理装置２０は、受信した撮影画像７０を表示装置２８に表示する。
【００３９】
本実施の形態の処理装置２０は、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトしつつ、上述の処理（図２の（１）〜（６）参照）を必要な回数だけ行い、これにより２以上の撮影画像７０を取得する。詳しくは、処理装置２０は、上述の処理（図２の（１）〜（６）参照）を行った後、投影パラメータを変更して、制御装置３０に送信する（図２の（１）参照）。このときの投影パラメータは、例えば、明部６２Ｌの開始位置を横方向（シフト方向）にシフトしたものである。この結果、撮影装置５０は、シフト方向にシフトした撮影画像７０を取得して処理装置２０に送信する（図２の（６）参照）。
【００４０】
本実施の形態における検査ユニット１０は、上述の機能を有している。但し、本発明は、これに限られない。例えば、制御装置３０が投影画像６０に対応するデジタル画像を作成できる限り、投影パラメータの内容は、特に限定されない。同様に、撮影パラメータの内容は、特に限定されない。また、投影パラメータ及び撮影パラメータを含む検査パラメータは、様々なタイミングで送信できる。例えば、処理装置２０は、入力装置２６から入力された操作者の指示に基づいて検査パラメータを送信してもよいし、予め定められた所定のタイミングで送信してもよい。また、検査パラメータの値は、送信のたびに操作者が入力装置２６によって入力してもよいし、記憶装置２４に予め記憶していてもよい。
【００４１】
上述のように、本実施の形態によれば、処理装置２０は、制御装置３０が作成するデジタル画像に基づく投影画像６０を、投影装置４０によって投影すると共に、制御装置３０を介して、撮影装置５０によって撮影画像７０を撮影する。但し、以下、説明を簡易にするため、制御装置３０及びデジタル画像については特に触れない。
【００４２】
検査ユニット１０は、検査処理と、検査準備処理とを実行可能である。詳しくは、処理装置２０の記憶装置２４には、検査処理を行うための検査処理プログラム２０２と、検査準備処理を行うための検査準備処理プログラム２０４とが記憶されている。処理装置２０は、例えば入力装置２６から入力された指示に応じて、検査処理プログラム２０２又は検査準備処理プログラム２０４を主記憶装置（図示せず）にローディングして、ＣＰＵ（図示せず）によって検査処理又は検査準備処理を実行する。上述のように、検査ユニット１０は、コンピュータを、検査ユニット１０における処理装置２０として機能させるためのプログラム（検査処理プログラム２０２及び検査準備処理プログラム２０４）を備えている。これらのプログラムは、例えば、プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ（compact disk read only memory）等の記憶媒体から、記憶装置２４にインストールされている。
【００４３】
以下、検査処理について、処理装置２０を処理の主体として説明する。但し、以下の説明は、検査ユニット１０を処理の主体としても成立する。
【００４４】
図５及び図６を図２と併せて参照すると、処理装置２０は、例えば、表示装置２８に表示した「検査開始」のボタン（図示せず）が入力装置２６によってクリックされると、検査処理を開始する。処理装置２０は、検査処理を開始すると、まず、投影画像６０を、投影装置４０によって対象表面８０Ｓに投影する（Ｓ０５１０）。次に、処理装置２０は、撮影装置５０によって対象表面８０Ｓを撮影して撮影画像７０を所得する（Ｓ０５１２）。この結果、例えば、第１撮影画像（撮影画像）７０２が取得される。
【００４５】
次に、処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みか否か判定する（Ｓ０５１４）。例えば、処理装置２０は、表示装置２８に撮影画像７０を表示し、入力装置２６を使用して指定された範囲により、撮影画像７０において対象表面８０Ｓが占める領域を取得する。処理装置２０は、取得した領域全体に明部６２及び暗部６４を投影済みか否か判定する。処理装置２０は、対象表面８０Ｓに明部６２又は暗部６４を未投影の位置がある場合（Ｓ０５１４でＮＯの場合）、投影画像６０を、シフト方向にシフトする。例えば、処理装置２０は、投影画像６０を、明部幅ＬＷ及び暗部幅ＢＷ以下のピクセル数だけシフト方向にシフトして、投影装置４０によって対象表面８０Ｓに再び投影する（Ｓ０５１０）。
【００４６】
処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みである場合（Ｓ０５１４でＹＥＳの場合）、取得した複数の撮影画像７０からＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０Ｎを作成する（Ｓ０５２０）。例えば、図６に示した撮影画像７０は、第１撮影画像７０２に加えて、第２撮影画像（撮影画像）７０４及び第３撮影画像（撮影画像）７０６を含んでいる。この場合、撮影画像７０２，７０４，７０６の３枚の撮影画像７０から、ＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０Ｎが作成される。ＭＡＸ画像７０Ｘは、各位置における輝度として、取得した複数の撮影画像７０における同じ位置の最大輝度を設定した画像である。ＭＩＮ画像７０Ｎは、各位置における輝度として、取得した複数の撮影画像７０における同じ位置の最小輝度を設定した画像である。
【００４７】
次に、処理装置２０は、ＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０ＮからＳＳＭＭ（slit shift min max）画像７０Ｓを作成し（Ｓ０５２２）、作成したＳＳＭＭ画像７０Ｓから欠陥を検出する（Ｓ０５２４）。ＳＳＭＭ画像７０Ｓは、各位置における輝度として、ＭＡＸ画像７０Ｘにおける同じ位置の輝度とＭＩＮ画像７０Ｎにおける同じ位置の輝度との差分（絶対値）を設定した画像である。
【００４８】
欠陥が形成された部位等の対象表面８０Ｓにおける凹凸は、ＳＳＭＭ画像７０Ｓにおいて強調表示される。例えば、ブツ及びヘコミのような凹凸がある欠陥が形成された欠陥部８２は、ＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０Ｎの両方で同程度の輝度（グレー）になる。鋭利なキズによる欠陥が形成された欠陥部８４は、ＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０Ｎの両方で高輝度（白色に近い色）になる。ゴミやホコリによる欠陥が形成された欠陥部８６は、ＭＡＸ画像７０Ｘ及びＭＩＮ画像７０Ｎの両方で低輝度（黒色に近い色）になる。一方、欠陥が形成されていない部位は、ＭＡＸ画像７０Ｘにおいて高輝度（白色に近い色）になり、ＭＩＮ画像７０Ｎにおいて低輝度（黒色に近い色）になる。
【００４９】
以上の説明から理解されるように、ＳＳＭＭ画像７０Ｓにおいて、様々な種類の欠陥に対応する部位の輝度は、０に近くなり、欠陥がない部位の輝度は、２５５に近くなる。従って、ＳＳＭＭ画像７０Ｓにおいて、輝度が所定値（例えば、１２８）よりも低い部位を検出することで、欠陥を検出できる。
【００５０】
次に、処理装置２０は、検出した欠陥を表示装置２８に表示する。例えば、処理装置２０は、図７に示した画面を表示する。図７の表示画面によれば、欠陥部８２，８４，８６に付与した番号（欠陥番号）、ＳＳＭＭ画像７０Ｓの左端を基準として欠陥部８２，８４，８６の重心の横方向におけるピクセル位置（横位置）、ＳＳＭＭ画像７０Ｓの下端を基準として欠陥部８２，８４，８６の重心の縦方向におけるピクセル位置（縦位置）及び欠陥部８２，８４，８６がＳＳＭＭ画像７０Ｓに占めるピクセル数（サイズ）が表示される。但し、撮影画像７０を表示装置２８に表示したとき、操作者が対象表面８０Ｓの欠陥を特定できる限り、表示画面は、どのような画面であってもよい。
【００５１】
図３を参照すると、横方向（シフト方向）に沿って延びる仮想直線６０Ｌを投影画像６０に引いたとき、横方向と直交する縦方向における仮想直線６０Ｌの位置に拘わらず、仮想直線６０Ｌは、明部６２及び暗部６４を交互に通過する。図４を参照すると、明部６２及び暗部６４が上述のように配置されているため、検査ユニット１０は、検査処理において、投影装置４０によって、投影画像６０をシフト方向に沿って１回以上シフトするようにして対象表面８０Ｓに投影することにより、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影できる。また、検査ユニット１０は、検査処理において、投影画像６０をシフトする度に、撮影装置５０によって対象表面８０Ｓを撮影することで、対象表面８０Ｓにおける全ての位置について明部６２が投影された際の画像と、暗部６４が投影された際の画像とを取得でき、取得した画像により欠陥を検出できる。
【００５２】
以上に説明した検査処理は、以下に説明するように様々に変形可能である。
【００５３】
図３、図８及び図９を参照すると、投影画像６０の明部６２及び暗部６４は、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影できる限り、どのように配置されていてもよい。例えば、投影画像６０に代えて、投影画像６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの夫々を使用可能である。
【００５４】
図８（Ａ）を参照すると、投影画像６０Ａは、１つの明部６２と、１つの暗部６４とを有している。図８（Ｂ）を参照すると、投影画像６０Ｂにおいて、複数の明部６２の明部幅ＬＷ１，ＬＷ２，ＬＷ３は、互いに異なっており、複数の暗部６４の暗部幅ＢＷ１，ＢＷ２は、互いに異なっている。図９（Ａ）を参照すると、投影画像６０Ｃは、投影画像６０（図３参照）と同様に、明部６２及び暗部６４を横方向において周期的に配置したパターン画像である。但し、投影画像６０Ｃにおいて、明部６２及び暗部６４の夫々は、縦方向に沿ってジグザグに延びている。図９（Ｂ）を参照すると、投影画像６０Ｄには、１つの明部６２を背景として、円形状を有する複数の暗部６４が横方向及び縦方向において周期的に配置されている。投影画像６０Ｄにおいて、暗部幅ＢＷは、暗部６４の直径であり、明部幅ＬＷは、縦方向において同じ位置にあり且つ横方向（シフト方向）において隣り合う２つの暗部６４の間の横方向における距離（最短距離）である。
【００５５】
図８及び図９を参照すると、いずれの変形例においても、投影画像６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄに横方向（シフト方向）に沿って延びる仮想直線６０Ｌを引いたとき、横方向と直交する縦方向における仮想直線６０Ｌの位置に拘わらず、仮想直線６０Ｌは、明部６２及び暗部６４を交互に通過する。このような明部６２及び暗部６４の配置によれば、投影画像６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄをシフト方向に沿って１回以上シフトするようにして対象表面８０Ｓ（図４参照）に投影することにより、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影可能である。
【００５６】
図４を参照すると、投影画像６０のシフト方法は、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影できる限り、特に限定されない。例えば、投影画像６０は、シフト方向に沿って同じ向きに２回以上シフトしてもよい。一方、投影画像６０は、シフト方向に沿って一方の向きにシフトした後に逆向きにシフトするといったように、シフト方向において交互にシフトしてもよい。また、投影画像６０は、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に対して、明部６２及び暗部６４を１回だけ投影してもよいし、２回以上投影してもよい。但し、投影画像６０の投影に必要な時間を短縮するという観点から、投影画像６０の明部６２及び暗部６４を、シフト方向に沿って同じ向きに同じピクセル数ずつ１回以上シフトし、これにより、対象表面８０Ｓにおける全ての位置に対して、明部６２及び暗部６４を、最小回数だけ投影することが好ましい。
【００５７】
本実施の形態によれば、欠陥は、ＳＳＭＭ画像７０Ｓを直接的に参照して検出される。但し、本発明は、これに限られず、欠陥は、ＳＳＭＭ画像７０Ｓを間接的に参照して検出してもよい。例えば、ＳＳＭＭ画像７０Ｓを２値化した２値化画像（図示せず）を作成し、２値化画像を参照して欠陥を検出してもよい。また、ＳＳＭＭ画像７０Ｓに対してメディアンフィルタ等のフィルタをかけ、得られた画像を使用して欠陥を検出してもよい。
【００５８】
以上の説明から理解できるように、本実施の形態の検査処理によれば、明部幅ＬＷ及び暗部幅ＢＷは、対象表面８０Ｓの面積や検出したい欠陥の面積を除き、特に制約なく設定できるはずである。しかしながら、実際に検査処理を行うと、明部幅ＬＷ及び暗部幅ＢＷの間の比率である明暗比率（暗部幅ＢＷ：明部幅ＬＷ）が、欠陥の検出精度に大きな影響を与える。即ち、対象表面８０Ｓの状態に応じて明暗比率を変える必要がある。例えば、対象表面８０Ｓの色が黒色である場合に所定の明暗比率によって欠陥を十分に検出できたとしても、対象表面８０Ｓの色が白色である場合に同じ明暗比率によっては欠陥を十分に検出できない。この理由は、次のように考察される。
【００５９】
図１０を参照すると、実際には、暗部６４の輝度は、明部６２に隣接する部位から２つの明部６２の中間に位置する部位（中間部）まで、徐々に低下する。このため、明部幅ＬＷに比べて暗部幅ＢＷが大きい場合（図１０の右側のグラフ参照）、暗部６４の中間部の輝度は低下し易い一方、明部幅ＬＷに比べて暗部幅ＢＷが小さい場合（図１０の左側のグラフ参照）、暗部６４の中間部の輝度は低下し難い。即ち、明暗比率が小さい場合、明部６２の輝度と暗部６４の輝度との差（コントラスト）が低下し、ＳＳＭＭ画像７０Ｓ（図６参照）は、全体として暗い画像になる。この結果、ＳＳＭＭ画像７０Ｓにおいて、欠陥が形成された部位の輝度と、欠陥が形成されていない部位の輝度との差が小さくなり、これにより欠陥の検出精度が低下する。
【００６０】
上述の考察によれば、暗部幅ＢＷは、明部幅ＬＷと比べてより大きい方が好ましい。しかしながら、暗部幅ＢＷが大きすぎる場合、緩やかな凹凸による欠陥を検出し難くなる。即ち、明暗比率は、単に大きければよいのではなく、明暗比率の適切な値が存在する。本願発明者は、以上の知見に基づいて明暗比率を様々に変更して実験を行った。この結果、本願発明者は、明部幅ＬＷを、一定値（例えば、１０ピクセル）に固定して暗部幅ＢＷを変更することで、様々な対象表面８０Ｓ（図６参照）の様々な欠陥を精度よく検出できることを見出した。詳しくは、図１１を参照すると、一定の明部幅ＬＷＰを使用しつつ対象表面８０Ｓの状態に応じて暗部幅ＢＷを調整することで、適切な明暗比率が得られることを見出した。更に、対象表面８０Ｓの所定位置８８（例えば、対象表面８０Ｓの１点）に対して明部６２及び暗部６４を投影して撮影することで、所定位置８８の撮影結果に基づいて適切な暗部幅ＢＷが得られることを見出した。
【００６１】
本願発明者は、以上のような考察及び実験によって、適切な暗部幅ＢＷを得るための検査準備処理を見出した。以下、検査準備処理について、処理装置２０を処理の主体として説明する。但し、以下の説明は、検査ユニット１０を処理の主体としても成立する。
【００６２】
図１２を図１１と併せて参照すると、処理装置２０は、例えば、表示装置２８に表示した「自動調整」のボタンが入力装置２６によってクリックされると、検査準備処理を開始する。処理装置２０は、検査準備処理を開始すると、まず、注視点（所定位置７８）を取得する（Ｓ１２１０）。
【００６３】
所定位置７８は、撮影画像７０上の位置であり、投影画像６０の所定位置８８に対応している。詳しくは、処理装置２０は、例えば、投影画像６０が投影された対象表面８０Ｓを撮影装置５０によって撮影し、取得した撮影画像７０を表示装置２８に表示する。処理装置２０は、操作者が入力装置２６を使用して指定した位置を所定位置７８として取得する。所定位置７８は、例えば、撮影画像７０の左下を基準とする横方向及び縦方向の位置（ピクセル値）である。所定位置７８は、１ピクセルの点であってもよいし、複数ピクセルからなる領域であってもよい。例えば、所定位置７８は、指定された１ピクセルの点を中心とする半径数ピクセルの円内に位置する複数ピクセルを含んでいてもよい。
【００６４】
本実施の形態の処理装置２０は、上述のようにして所定位置７８を取得できる。但し、本発明は、これに限られず、処理装置２０は、操作者による直接的な指定によらず、所定位置７８を取得してもよい。例えば、処理装置２０は、入力装置２６から入力された範囲指定により、撮影画像７０において対象表面８０Ｓが占める領域を取得してもよい。この場合、処理装置２０は、取得した領域の横方向及び縦方向における中間位置を所定位置７８としてもよい。また、処理装置２０は、入力装置２６からの入力によらず、撮影画像７０全体の横方向及び縦方向における中間位置を所定位置７８としてもよい。
【００６５】
次に、処理装置２０は、Ｌ個（Ｌは１以上の整数）の所定の明部幅ＬＷＰのうちの１つを取得する（Ｓ１２１２）。明部幅ＬＷＰは、例えば、１０ピクセルである。明部幅ＬＷＰは、例えば、過去の検査実績に基づいた値を記憶装置２４の明部幅ファイル２４２に予め記憶しておいてもよい。この場合、Ｌは、明部幅ファイル２４２に記憶された明部幅ＬＷＰの数である。一方、明部幅ＬＷＰは、例えば、操作者が指定してもよい。この場合、Ｌは、操作者が指定した明部幅ＬＷＰの数である。次に、処理装置２０は、撮影準備処理及び投影準備処理を行う（Ｓ１２１４）。詳しくは、処理装置２０は、所定位置７８に対して、明部幅ＬＷＰを有する投影画像６０を、暗部幅ＢＷを変更しつつ投影し、露光時間や感度を変更しつつ撮影することで、明部幅ＬＷＰに対応する適切な暗部幅ＢＷＤ、露光時間及び感度を含む検査パラメータを取得する（Ｓ１２１４）。
【００６６】
次に、処理装置２０は、上述の検査パラメータ取得処理（Ｓ１２１２〜Ｓ１２１４の処理）をＬ回実行済みか否か判定する（Ｓ１２１６）。処理装置２０は、検査パラメータ取得処理をＬ回実行していない場合（Ｓ１２１６でＮＯの場合）、Ｌ個の明部幅ＬＷＰのうちの次の１つを取得する（Ｓ１２１２）。以上の説明から理解されるように、処理装置２０は、検査パラメータ取得処理を実行する度に、１セットの検査パラメータを取得する。
【００６７】
処理装置２０は、検査パラメータ取得処理（Ｓ１２１２〜Ｓ１２１４の処理）をＬ回実行済みである場合（Ｓ１２１６でＹＥＳの場合）、取得したＬセットの検査パラメータを、検査パラメータによる撮影画像７０と夫々対応付けて、選択画面を作成する（Ｓ１２２０）。次に、処理装置２０は、作成した選択画面を表示装置２８に表示して、検査パラメータの選択を促す（Ｓ１２２２）。選択画面の一例を図１３に示す。操作者は、例えば、入力装置２６を使用して、より好ましい撮影画像７０が表示されている検査パラメータの選択ボタンをクリックし、次に選択終了ボタンをクリックすることで、撮影画像７０に対応する検査パラメータを選択できる。一方、操作者は、例えば、選択ボタンをクリックせずに選択終了ボタンをクリックすることで、検査パラメータを選択しないことができる。
【００６８】
次に、処理装置２０は、操作者が検査パラメータを選択したか否か判定する（Ｓ１２２４）。処理装置２０は、操作者が検査パラメータを選択しなかった場合（Ｓ１２２４でＮＯの場合）、検査準備処理を終了する。一方、処理装置２０は、操作者が検査パラメータを選択した場合（Ｓ１２２４でＹＥＳの場合）、操作者が選択した検査パラメータを記憶装置２４の検査パラメータファイル２４６に記憶する（Ｓ１２２６）。次に、処理装置２０は、検査処理を実行するか否かを選択するための画面（図示せず）を、表示装置２８に表示し、操作者の選択を待つ（Ｓ１２３０）。処理装置２０は、操作者が検査処理を実行しないことを選択した場合（Ｓ１２３０でＮＯの場合）、検査準備処理を終了する。
【００６９】
本実施の形態において、処理装置２０は、操作者が検査処理を実行することを選択した場合（Ｓ１２３０でＹＥＳの場合）、操作者が選択した検査パラメータのうちのいずれかを使用して、前述した検査処理（図５参照）を行う。例えば、検査準備処理において操作者が１つの検査パラメータを選択した場合（Ｓ１２２４）、検査処理における検査パラメータとして、操作者が選択した検査パラメータを使用すればよい。一方、操作者が２以上の検査パラメータを選択した場合、検査処理において使用すべき検査パラメータの選択を、操作者に促してもよい。
【００７０】
本実施の形態において、検査処理は、検査準備処理に続いて実行される。但し、本発明は、これに限られない。例えば、検査処理と検査準備処理とは互いに独立した処理であってもよい。この場合、処理装置２０は、操作者の選択を待つ（Ｓ１２３０）ことなく検査準備処理を終了してもよい。また、処理装置２０は、検査処理（図５参照）において、処理を開始した際に、記憶装置２４の検査パラメータファイル２４６のうちのいずれかの検査パラメータを操作者に選択させてもよい。この場合、操作者は、処理装置２０と通信可能に接続された操作機器（図示せず）を使用して検査パラメータを選択してもよい。より具体的には、検査ユニット１０が工場内に設置されている場合、工場の設備管理機器は、ベルトコンベア（図示せず）によって検査ユニット１０まで搬送された対象物８０の塗装色等の特徴に応じて、検査パラメータを切り替えてもよい。
【００７１】
以下、検査準備処理（図１２参照）における、撮影準備処理及び投影準備処理（Ｓ１２１４）について更に詳細に説明する。
【００７２】
図１４を図１１と併せて参照すると、処理装置２０は、投影準備処理（Ｓ１４１２）の前に、撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）を行う。撮影準備第１処理は、撮影画像７０全体の明るさを調整する処理である。詳しくは、処理装置２０は、撮影装置５０に撮影指示する際、撮影装置５０における明るさを規定する撮影パラメータを指定して、撮影画像７０全体の明るさを調整できる。処理装置２０は、撮影準備第１処理において、撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第１処理を行い、撮影パラメータの仮設定値を取得する（Ｓ１４１０）。後述するように、処理装置２０は、このようにして取得した仮設定値を使用して投影準備処理を行う。
【００７３】
前述したように、本実施の形態の撮影パラメータは、撮影装置５０の受光素子（図示せず）の露光時間及び感度である。本実施の形態において、露光時間は、１０００μｓから１５０００μｓまでの範囲の複数段階の時間によって指定可能である。一方、感度は、−６．０ｄＢから＋１８ｄＢまでの範囲の複数段階のアナログゲインによって指定可能である。但し、本発明は、これに限られない。例えば、露光時間及び感度の設定可能範囲や段階数は、特に限定されない。また、撮影パラメータは、露光時間及び感度に限定されない。例えば、撮影パラメータは、露光時間及び感度に加えて、撮影装置５０のレンズ（図示せず）の絞りを含んでいてもよい。
【００７４】
本実施の形態において、処理装置２０は、露光時間及び感度の夫々について、撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）を行う。例えば、処理装置２０は、露光時間について撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）を行って露光時間の仮設定値を取得し、その後、感度について撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）を行って感度の仮設定値を取得する。
【００７５】
図１５を図１１と併せて参照すると、処理装置２０は、撮影準備第１処理（図１４のＳ１４１０）の撮影パラメータ調整第１処理（撮影パラメータ調整処理）の夫々において、投影装置４０によって、所定位置７８に対応する所定位置８８に対して、明部６２及び暗部６４の夫々を１回以上投影し、撮影装置５０によって、所定位置８８を撮影する（Ｓ１５１０）。詳しくは、対象表面８０Ｓに対して、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトしつつ投影し、投影画像６０をシフトする度に対象表面８０Ｓを撮影して撮影画像７０を取得することで、対象表面８０Ｓ上の所定位置８８の位置に拘わらず、所定位置８８に明部６２が投影された際の撮影画像７０と、所定位置８８に暗部６４が投影された際の撮影画像７０とを取得できる。即ち、２以上の撮影画像７０を撮影できる。
【００７６】
上述の処理（Ｓ１５１０）において、投影画像６０の明部幅ＬＷは、前述したように、例えば明部幅ファイル２４２に記憶された明部幅ＬＷＰとすればよい。一方、投影画像６０の暗部幅ＢＷは、明部幅ＬＷＰ以上のサイズ（例えば、１０ピクセル）とすればよい。また、露光時間の仮設定値を取得しようとしている場合、撮影装置５０の感度は、標準的な感度（例えば、アナログゲイン０ｄＢ）を使用すればよい。一方、感度の仮設定値を取得しようとしている場合、撮影装置５０の露光時間は、取得済みの露光時間の仮設定値を使用すればよい。
【００７７】
次に、処理装置２０は、撮影装置５０が撮影した２以上の撮影画像７０によって、所定位置７８における輝度の最大値である最大輝度を取得する（Ｓ１５１２）。このとき、２以上の撮影画像７０からＭＡＸ画像７０Ｘ（図６参照）を作成することで、所定位置７８の最大輝度を取得できる。所定位置７８が複数ピクセルからなる場合、例えば、複数ピクセルにおける輝度の単純平均値を、所定位置７８における輝度とすればよい。
【００７８】
処理装置２０は、上述の撮影パラメータ調整処理（Ｓ１５１０、Ｓ１５１２）を、撮影装置５０の撮影パラメータを変更しつつ、必要な回数（Ｎ回）だけ繰り返し、取得したＮ個の最大輝度に基づいて、撮影パラメータとして設定すべき値（設定候補値）を取得する（Ｓ１５１４）。
【００７９】
例えば、処理装置２０は、露光時間の仮設定値を取得しようとしている場合、露光時間を最小値から最大値まで１段階ずつ変更しつつ、撮影パラメータ調整処理（Ｓ１５１０、Ｓ１５１２）を繰り返してもよい。同様に、感度の仮設定値を取得しようとしている場合、アナログゲインを最小値から最大値まで１段階ずつ変更しつつ、撮影パラメータ調整処理を繰り返してもよい。この処理によれば、取得した最大輝度のうちの最も高い値が得られたときの撮影パラメータを、設定候補値とすればよい。
【００８０】
一方、処理時間を短縮するために、最大輝度の目標値（目標輝度）と、許容誤差とを予め設定してもよい。目標輝度は、撮影画像７０のノイズを低減でき、明部６２及び暗部６４を明瞭に識別できる程度の輝度である。目標輝度は、例えば、１６０〜２３０程度とすればよい。許容誤差は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、５〜１５程度とすればよい。この場合、処理装置２０は、撮影パラメータ調整処理（Ｓ１５１０、Ｓ１５１２）において、取得した最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内であれば、このときの撮影パラメータを、設定候補値とすればよい。この処理によれば、１回目の撮影パラメータ調整処理において、設定候補値が得られることがある。従って、撮影パラメータ調整処理は、１回以上繰り返せばよい。
【００８１】
図１４を図１１と併せて参照すると、上述したように、処理装置２０は、撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）において、撮影パラメータ調整第１処理によって取得した１以上の最大輝度に基づいて、撮影パラメータの仮設定値を取得できる。このとき、まず、露光時間の仮設定値を取得し、次に、露光時間の仮設定値を使用することで感度の仮設定値を取得してもよい。但し、本発明は、これに限られない。例えば、露光時間の仮設定値と、感度の仮設定値との取得順番は、逆であってもよい。露光時間の仮設定値及び感度の仮設定値の両方を、１回の撮影準備第１処理で同時に取得してもよい。また、感度の仮設定値及び露光時間の仮設定値に加えて更に別の撮影パラメータ（例えば、絞りの仮設定値）を取得してもよい。
【００８２】
次に、処理装置２０は、投影準備処理（Ｓ１４１２）を行う。投影準備処理は、撮影画像７０全体のコントラストを調整する処理である。処理装置２０は、投影準備処理において、撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）によって取得した撮影パラメータの仮設定値を使用して、暗部幅ＢＷを変更しつつ、１回以上の暗部幅調整処理を行い、検査処理における暗部幅ＢＷＤを取得する。
【００８３】
図１６を図１１と併せて参照すると、処理装置２０は、投影準備処理（図１４のＳ１４１２）の暗部幅調整処理の夫々において、投影装置４０によって、所定位置７８に対応する所定位置８８に対して、明部６２及び暗部６４の夫々を１回以上投影し、撮影装置５０によって、所定位置８８を撮影する（Ｓ１６１０）。詳しくは、対象表面８０Ｓに対して、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトしつつ投影し、投影画像６０をシフトする度に対象表面８０Ｓを撮影して撮影画像７０を取得することで、対象表面８０Ｓ上の所定位置８８の位置に拘わらず、所定位置８８に明部６２が投影された際の撮影画像７０と、所定位置８８に暗部６４が投影された際の撮影画像７０とを撮影できる。即ち、２以上の撮影画像７０を撮影できる。
【００８４】
上述の処理（Ｓ１６１０）において、投影画像６０の明部幅ＬＷは、撮影準備第１処理（図１４のＳ１４１０）における明部幅ＬＷＰにすればよい。暗部幅ＢＷの初期値（１回目のＳ１６１０において使用する値）は、撮影準備第１処理における暗部幅ＢＷにすればよい。また、撮影装置５０の露光時間及び感度は、撮影準備第１処理によって取得した露光時間及び感度の仮設定値を使用すればよい。即ち、処理装置２０は、投影準備処理において、撮影装置５０によって、撮影パラメータの仮設定値を使用して撮影すればよい。
【００８５】
次に、処理装置２０は、撮影装置５０が撮影した２以上の撮影画像７０によって、所定位置７８における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得する（Ｓ１６１２）。このとき、２以上の撮影画像７０からＳＳＭＭ画像７０Ｓ（図６参照）を作成することで、所定位置７８のコントラストを取得できる。所定位置７８が複数ピクセルからなる場合、所定位置７８のコントラストとして、例えば、複数ピクセルにおけるコントラストの単純平均値を使用すればよい。
【００８６】
処理装置２０は、上述の暗部幅調整処理（Ｓ１６１０、Ｓ１６１２）を、投影画像６０の暗部幅ＢＷを変更しつつ、必要な回数（Ｍ回）だけ繰り返し、取得したＭ個のコントラスに基づいて、検査処理における暗部幅ＢＷＤを取得する（Ｓ１６１４）。
【００８７】
例えば、処理装置２０は、暗部幅ＢＷを明部幅ＬＷＰから投影画像６０全体の幅まで１ピクセルずつ変更しつつ、暗部幅調整処理（Ｓ１６１０、Ｓ１６１２）を繰り返してもよい。この処理によれば、取得したコントラスのうちの最も高い値が得られたときの暗部幅ＢＷを、検査処理における暗部幅ＢＷＤとすればよい。
【００８８】
一方、処理時間を短縮するために、コントラスの目標値（目標コントラスト）と、許容誤差とを予め設定してもよい。目標コントラスは、ＳＳＭＭ画像７０Ｓ（図６参照）において欠陥を明瞭に識別できる程度に高いコントラストである。目標コントラストは、例えば、１４０〜２００程度とすればよい。許容誤差は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、５〜１５程度とすればよい。この場合、処理装置２０は、暗部幅調整処理（Ｓ１６１０、Ｓ１６１２）において、取得したコントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲内であれば、このときの暗部幅ＢＷを、検査処理における暗部幅ＢＷＤとすればよい。この処理によれば、１回目の暗部幅調整処理において、検査処理における暗部幅ＢＷＤが得られることがある。従って、暗部幅調整処理は、１回以上繰り返せばよい。
【００８９】
図１４を図１１と併せて参照すると、上述したように、処理装置２０は、投影準備処理（Ｓ１４１２）において、暗部幅調整処理によって取得した１以上のコントラストに基づいて、検査処理における暗部幅ＢＷＤを取得できる。
【００９０】
投影準備処理（Ｓ１４１２）は、撮影画像７０全体の明るさに影響を与える。このため、処理装置２０は、投影準備処理の後に、撮影準備第２処理（Ｓ１４１４）を行い、投影準備処理の影響を受けて変化した撮影画像７０全体の明るさを再度調整する。処理装置２０は、撮影準備第２処理において、撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第２処理を行い、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得する（Ｓ１４１４）。
【００９１】
図１５を図１１と併せて参照すると、撮影準備第２処理（撮影準備処理）は、前述した撮影準備第１処理と基本的に同じである。即ち、処理装置２０は、撮影パラメータ調整第２処理（Ｓ１５１０、Ｓ１５１２）の夫々において、投影装置４０によって、所定位置７８に対応する所定位置８８に対して、明部６２及び暗部６４の夫々を１回以上投影し（Ｓ１５１０）、撮影装置５０が撮影した２以上の撮影画像７０によって、所定位置７８における輝度の最大値である最大輝度を取得する（Ｓ１５１２）。但し、撮影準備第２処理（Ｓ１５１０）における投影画像６０の暗部幅ＢＷは、投影準備処理（図１４のＳ１４１２）で取得した暗部幅ＢＷＤである。また、処理装置２０は、撮影パラメータ調整処理によって取得した１以上の最大輝度に基づいて、仮設定値ではなく、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得する（Ｓ１５１４）。
【００９２】
図１４を図１１と併せて参照すると、上述したように、処理装置２０は、撮影準備第２処理（Ｓ１４１４）において、撮影パラメータ調整第２処理によって取得した１以上の最大輝度に基づいて、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得できる。撮影準備第２処理は、撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）と同様に、様々に変形可能である。
【００９３】
上述の撮影準備第１処理（Ｓ１４１０）、投影準備処理（Ｓ１４１２）及び撮影準備第２処理（Ｓ１４１４）は、既に説明した変形に加えて、更に様々に変形可能である。例えば、撮影準備第１処理を終了後、投影準備処理を実行する前に、所定位置７８におけるコントラストが、目標コントラストに対して既に許容誤差の範囲内にある場合、投影準備処理及び撮影準備第２処理を実行しなくてもよい。この場合、撮影準備第１処理が投影準備処理としても機能する。また、処理時間を短縮するという観点から、撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理の夫々は、以下のように変形してもよい。
【００９４】
撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理の夫々において取得する必要があるのは、所定位置７８の最大輝度であり、最大輝度は、所定位置７８に明部６２を投影した際の１枚の撮影画像７０のみから取得可能である。即ち、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトしつつ撮影するのではなく、所定位置７８に明部６２が投影されるようにして投影画像６０を投影して１回撮影すれば、所定位置７８の最大輝度を取得できる。従って、処理装置２０は、撮影パラメータ調整第１処理及び撮影パラメータ調整第２処理の夫々において、投影装置４０によって、所定位置７８に対応する所定位置８８に対して、少なくとも明部６２を１回以上投影し（図１５のＳ１５９０）、撮影装置５０が撮影した１以上の撮影画像７０によって、所定位置７８における輝度の最大値である最大輝度を取得してもよい（図１５のＳ１５９２）。
【００９５】
図１１を参照すると、以上に説明したように、本実施の形態による検査ユニット１０は、欠陥を検出するための検査処理に加えて、投影準備処理及び撮影準備処理（撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理）を含む検査準備処理を実行できる。検査ユニット１０は、この投影準備処理（検査準備処理）において、投影装置４０によって、対象表面８０Ｓにおける少なくとも１つの所定位置８８に対して、明部６２及び暗部６４の夫々を１回以上投影し、撮影装置５０によって、２以上の撮影画像７０を撮影する。この結果、所定位置８８について、明部６２を投影した際の画像（明るい画像）と、暗部６４を投影した際の画像（暗い画像）とが得られる。
【００９６】
検査ユニット１０は、所定位置８８に対応する所定位置７８における明るい画像と暗い画像とに基づいて、検査処理における適切な暗部幅ＢＷＤを準備できる。例えば、検査ユニット１０は、明るい画像の輝度と暗い画像の輝度との差であるコントラストに基づいて、暗部幅ＢＷＤを準備できる。即ち、本実施の形態によれば、検査に熟練した者でなくても適切な明暗比率を設定でき、これにより欠陥を精度よく検出可能な検査ユニット１０を提供できる。
【００９７】
図１１及び図１４を参照すると、本実施の形態による検査ユニット１０は、前述したように、投影準備処理の前後で撮影準備処理を行う。投影準備処理の前に撮影準備処理を行って撮影装置５０の露光時間及び感度を調整することで、投影準備処理において、より適切な暗部幅ＢＷＤが得られる。また、投影準備処理の後に撮影準備処理を再度行って撮影装置５０の露光時間及び感度を再調整することで、検査処理において、よりコントラストが大きな撮影画像７０を取得することができ、これにより、欠陥をより正確に検出できる。但し、本発明は、これに限られず、投影準備処理の前後の撮影準備処理の夫々は、欠陥の検出にあたって要求される検出精度に応じて実行すればよい。
【００９８】
本実施の形態は、既に説明した変形例に加えて、以下に説明するように、更に様々に変形可能である。
【００９９】
図１１を参照すると、本実施の形態における所定位置８８（所定位置７８）は、１箇所である。但し、所定位置８８（所定位置７８）は、２か所以上であってもよい。この場合、所定位置７８における輝度として、例えば、２以上の所定位置７８における輝度の単純平均値を使用すればよい。また、この場合、所定位置７８のうちのいくつかを操作者が指定し、所定位置７８のうちの残りのいくつかを処理装置２０が設定してもよい。一方、所定位置７８の全てを操作者が指定してもよく、所定位置７８の全てを処理装置２０が設定してもよい。
【０１００】
図３、図８及び図９を参照すると、検査準備処理において、投影画像６０に代えて、投影画像６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄのような様々な画像を使用できる。例えば、投影画像６０Ｂのように互いに異なる複数の明部幅ＬＷ及び互いに異なる複数の暗部幅ＢＷを有する画像を使用する場合、投影準備処理において、複数の明部幅ＬＷを、夫々、予め用意した複数の明部幅ＬＷＰとする一方、複数の暗部幅ＢＷを互いに同じピクセル数や互いに同じ比率で変更すればよい。また、投影画像６０Ｄのように１つの明部６２を背景として複数の暗部６４によるパターンが形成された画像を使用する場合、投影準備処理において、暗部幅ＢＷを互いに同じピクセル数や互いに同じ比率で変更すればよい。
【０１０１】
図１１及び図１５を参照すると、前述したように、撮影準備処理において、露光時間及び感度を１段階ずつ変更することによって、検査処理における露光時間及び感度を確実に取得できる。一方、この方法によれば、撮影準備処理の処理時間が長くなる。撮影準備処理の処理時間を短縮するという観点から、撮影準備処理を図１７に示されるように変形してもよい。以下、図１７の撮影準備処理について説明する。
【０１０２】
図１７を図１１と併せて参照すると、まず、処理装置２０は、撮影パラメータ（露光時間及び感度）に、予め定めた初期値を設定する（Ｓ１７１０）。露光時間及び感度の初期値は、撮影装置５０における標準的な露光時間及び感度であり、撮影装置５０によって異なる。露光時間の初期値は、例えば１０００μｓ程度とすればよく、感度の初期値は、例えば０ｄＢ程度とすればよい。次に、処理装置２０は、投影装置４０によって、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影し、撮影装置５０によって撮影画像７０を撮影する（Ｓ１７１２）。投影画像６０の明部６２は、前述した所定の明部幅ＬＷＰ（例えば１０〜２０ピクセル程度の値）を有している。一方、投影画像６０の暗部幅ＢＷは、例えば１０〜２０ピクセル程度とすればよい。
【０１０３】
次に、処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みか否か判定する（Ｓ１７１４）。処理装置２０は、対象表面８０Ｓに明部６２又は暗部６４を未投影な位置がある場合（Ｓ１７１４でＮＯの場合）、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトし（Ｓ１７１６）、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して撮影する（Ｓ１７１２）。
【０１０４】
処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みである場合（Ｓ１７１４でＹＥＳの場合）、撮影装置５０が撮影した２以上の撮影画像７０によってＭＡＸ画像７０Ｘ（図６参照）を作成し、これにより所定位置７８における輝度の最大値である最大輝度を取得する（Ｓ１７１８）。次に、処理装置２０は、最大輝度を初めて取得したか否か（即ち、Ｓ１７１８の処理を行うのが１回目であるか否か）判定する（Ｓ１７２０）。
【０１０５】
処理装置２０は、最大輝度を初めて取得した場合（Ｓ１７２０でＹＥＳの場合）、取得した最大輝度は、予め設定した目標輝度に対して予め設定した許容誤差の範囲内にあるか否か判定する（Ｓ１７２２）。処理装置２０は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内にある場合（Ｓ１７２２でＹＥＳの場合）、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する（図１４参照）。
【０１０６】
処理装置２０は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲外である場合（Ｓ１７２２でＮＯの場合）、最大輝度と目標輝度との差に基づき撮影パラメータを補正する。より具体的には、露光時間を長くするほど最大輝度が高くなり、感度を高くするほど最大輝度が高くなるはずである。そこで、処理装置２０は、例えば、以下の撮影パラメータ補正式１又は撮影パラメータ補正式２によって撮影パラメータを補正して、補正後の撮影パラメータを得る。処理装置２０は、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して、補正後の撮影パラメータによって撮影する（Ｓ１７１２）。
【０１０７】
［撮影パラメータ補正式１］露光時間が設定可能な最大値に達していない場合
補正後の露光時間＝補正前の露光時間＋（目標輝度−最大輝度）／２×α：但し、α＝露光時間の設定可能範囲（１４０００）／撮影画像７０の階調数（２５６）
補正後の感度＝補正前の感度
【０１０８】
［撮影パラメータ補正式２］露光時間が設定可能な最大値に達している場合
補正後の露光時間＝補正前の露光時間
補正後の感度＝補正前の感度＋（目標輝度−最大輝度）／２×β：但し、β＝アナログゲインの設定可能範囲（２４）／撮影画像７０の階調数（２５６）
【０１０９】
処理装置２０は、２回目以降（ｉ回目）の最大輝度の取得処理（Ｓ１７１８）を行った場合（Ｓ１７２０でＮＯの場合）、最大輝度を取得したのはＮ回目であるか否か（即ち、ｉ＝Ｎであるか否か）判定する（Ｓ１７２６）。Ｎは、予め設定した最大試行回数であり、２以上の整数である。Ｎを大きくすることで、目標輝度により近い最大輝度が得られる一方、処理時間が長くなる。従って、Ｎは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度と、要求される応答速度とに応じて設定すればよい。例えば、Ｎは、５〜１５程度に設定すればよい。処理装置２０は、ｉ≧Ｎである場合（Ｓ１７２６でＹＥＳの場合）、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する（図１４参照）。
【０１１０】
処理装置２０は、ｉ＜Ｎである場合（Ｓ１７２６でＮＯの場合）、ｉ回目に取得した最大輝度は、目標輝度に対して許容誤差の範囲内にあるか否か判定する（Ｓ１７２８）。処理装置２０は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内にある場合（Ｓ１７２８でＹＥＳの場合）、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する（図１４参照）。
【０１１１】
処理装置２０は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲外である場合（Ｓ１７２８でＮＯの場合）、ｉ回目に取得した最大輝度は、前回（ｉ−１回目）の最大輝度に対して、予め設定した極小値の範囲内にあるか否か（即ち、最大輝度が測定誤差を考慮して実質的に変化しているか否か）判定する（Ｓ１７３０）。極小値は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、２〜８程度とすればよい。処理装置２０は、最大輝度が実質的に変化していない場合（Ｓ１７３０でＹＥＳの場合）、処理を終了し、前回設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する（図１４参照）。
【０１１２】
処理装置２０は、最大輝度が実質的に変化している場合（Ｓ１７３０でＮＯの場合）、最大輝度、前回（ｉ−１回目）の最大輝度、前回（ｉ−１回目）の撮影パラメータ及び目標輝度に基づき今回（ｉ回目）の撮影パラメータを補正する。より具体的には、処理装置２０は、例えば、以下の撮影パラメータ補正式３又は撮影パラメータ補正式４によって今回の撮影パラメータを補正して、補正後（ｉ＋１回目）の撮影パラメータを得る。処理装置２０は、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して、補正後の撮影パラメータによって撮影する（Ｓ１７１２）。
【０１１３】
［撮影パラメータ補正式３］露光時間が設定可能な最大値に達していない場合
補正後の露光時間＝前回（ｉ−１回目）の露光時間＋（今回の露光時間−前回の露光時間）×{（目標輝度−前回の最大輝度）／（今回の最大輝度−前回の最大輝度）}
補正後の感度＝補正前の感度
【０１１４】
［撮影パラメータ補正式４］露光時間が設定可能な最大値に達している場合
補正後の露光時間＝今回（ｉ回目）の露光時間
補正後の感度＝前回（ｉ−１回目）の感度＋（今回の感度−前回の感度）×{（目標輝度−前回の最大輝度）／（今回の最大輝度−前回の最大輝度）}
【０１１５】
図１７の撮影準備処理によれば、処理時間を短縮しつつ、適切な撮影パラメータが得られる。特に、より調整し易い露光時間を優先的に調整しつつ、感度を併せて調整できる。但し、上述した撮影準備処理（特に、撮影パラメータ補正式１〜４）は、例示に過ぎず、撮影準備処理は、最大輝度を目標輝度に近づけるように補正できる限り、様々に変形可能である。
【０１１６】
図１１及び図１６を参照すると、前述したように、投影準備処理において、暗部幅ＢＷを１ピクセルずつ変更することによって、検査処理における暗部幅ＢＷＤを確実に取得できる。一方、この方法によれば、投影準備処理の処理時間が長くなる。投影準備処理の処理時間を短縮するという観点から、投影準備処理を図１８に示されるように変形してもよい。以下、図１８の投影準備処理について説明する。
【０１１７】
図１８を図１１と併せて参照すると、まず、処理装置２０は、暗部幅ＢＷに初期値を設定する（Ｓ１８１０）。次に、処理装置２０は、投影装置４０によって、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影し、撮影装置５０によって撮影画像７０を撮影する（Ｓ１８１２）。投影画像６０における明部６２は、撮影準備処理と同じ明部幅ＬＷＰを有している。投影画像６０における暗部幅ＢＷの初期値は、撮影準備処理で使用した暗部幅ＢＷとすればよい。また、撮影装置５０の撮影パラメータ（露光時間及び感度）は、撮影準備処理で取得した値とすればよい。
【０１１８】
次に、処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みか否か判定する（Ｓ１８１４）。処理装置２０は、対象表面８０Ｓに明部６２又は暗部６４を未投影な位置がある場合（Ｓ１８１４でＮＯの場合）、投影画像６０をシフト方向に沿ってシフトし（Ｓ１８１６）、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して撮影する（Ｓ１８１２）。
【０１１９】
処理装置２０は、対象表面８０Ｓの全ての位置に明部６２及び暗部６４を投影済みである場合（Ｓ１８１４でＹＥＳの場合）、撮影装置５０が撮影した２以上の撮影画像７０によってＳＳＭＭ画像７０Ｓ（図６参照）を作成し、これにより所定位置７８における輝度の最大値と最小値との差であるコントラストを取得する（Ｓ１８１８）。次に、処理装置２０は、コントラストを初めて取得したか否か（即ち、Ｓ１８１８の処理を行うのが１回目であるか否か）判定する（Ｓ１８２０）。
【０１２０】
処理装置２０は、コントラストを初めて取得した場合（Ｓ１８２０でＹＥＳの場合）、暗部幅ＢＷに所定の最大値を設定し（Ｓ１８２２）、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して撮影する（Ｓ１７１２）。所定の最大値は、例えば、以下の最大暗部幅算出式によって計算すればよい。
【０１２１】
［最大暗部幅算出式］
最大値＝明部幅ＬＷ×（Ｓ１８１２〜Ｓ１８１６の処理における投影画像６０の撮影回数−１）／最大シフト量＝例えば、投影画像６０の各撮影において明部幅ＬＷの１／２だけ投影画像６０をシフトする場合、明部幅ＬＷ×（１０−１）／２
【０１２２】
処理装置２０は、２回目以降（ｉ回目）のコントラストの取得処理（Ｓ１８１８）を行った場合（Ｓ１８２０でＮＯの場合）、コントラストを取得したのはＭ回目であるか否か（即ち、ｉ＝Ｍであるか否か）判定する（Ｓ１８２４）。Ｍは、予め設定した最大試行回数であり、２以上の整数である。Ｍを大きくすることで、欠陥をより検出し易いコントラスが得られる一方、処理時間が長くなる。従って、Ｍは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度と、要求される応答速度とに応じて設定すればよい。例えば、Ｍは、５〜１５程度に設定すればよい。処理装置２０は、ｉ≧Ｍである場合（Ｓ１８２４でＹＥＳの場合）、処理を終了し、前回（ｉ−１回目に）設定していた暗部幅ＢＷを検査処理における暗部幅ＢＷＤとして使用する（図１４参照）。
【０１２３】
処理装置２０は、ｉ＜Ｎである場合（Ｓ１８２４でＮＯの場合）、ｉ回目に取得したコントラスは、目標コントラスに対して許容誤差の範囲内にあるか否か判定する（Ｓ１８２６）。処理装置２０は、コントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲内にある場合（Ｓ１８２６でＹＥＳの場合）、処理を終了し、このとき設定していた暗部幅ＢＷを検査処理における暗部幅ＢＷＤとして使用する（図１４参照）。
【０１２４】
処理装置２０は、コントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲外である場合（Ｓ１８２６でＮＯの場合）、ｉ回目に取得したコントラスは、前回（ｉ−１回目）のコントラスに対して、予め設定した極小値の範囲内にあるか否か（即ち、コントラスが測定誤差を考慮して実質的に変化しているか否か）判定する（Ｓ１８２８）。極小値は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、２〜８程度とすればよい。処理装置２０は、コントラスが実質的に変化していない場合（Ｓ１８２８でＹＥＳの場合）、処理を終了し、前回設定していた暗部幅ＢＷを検査処理における暗部幅ＢＷＤとして使用する（図１４参照）。
【０１２５】
処理装置２０は、コントラスが実質的に変化している場合（Ｓ１８２８でＮＯの場合）、暗部幅ＢＷを、コントラストが高くなるように、前回の暗部幅ＢＷとの差の１／２だけ加減する（Ｓ１８３０）。詳しくは、処理装置２０は、以下の暗部幅補正式１又は暗部幅補正式２によって今回の暗部幅ＢＷを補正し（Ｓ１８３０）、再び、対象表面８０Ｓに投影画像６０を投影して撮影する（Ｓ１８１２）。
【０１２６】
［暗部幅補正式１］コントラストが前回に比べて増加した場合
補正後の暗部幅ＢＷ＝今回の暗部幅ＢＷ＋（今回の暗部幅ＢＷ−前回の暗部幅ＢＷ）／２
【０１２７】
［暗部幅補正式２］コントラストが前回に比べて減少した場合
補正後の暗部幅ＢＷ＝今回の暗部幅ＢＷ−（今回の暗部幅ＢＷ−前回の暗部幅ＢＷ）／２
【０１２８】
図１８に示した投影準備処理によれば、処理時間を短縮しつつ、適切な暗部幅ＢＷＤが得られる。但し、上述した投影準備処理（特に、最大暗部幅算出式及び暗部幅補正式１、２）は、例示に過ぎず、投影準備処理は、コントラストを目標コントラストに近づけるように補正できる限り、様々に変形可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０                            検査ユニット
１２                            検査台
２０                            処理装置
２０２                          検査処理プログラム
２０４                          検査準備処理プログラム
２２                            装置本体
２４                            記憶装置
２４２                          明部幅ファイル
２４６                          検査パラメータファイル
２６                            入力装置
２８                            表示装置
３０                            制御装置
４０                            投影装置
５０                            撮影装置
６０，６０Ｐ                    投影画像
６０Ｌ                          仮想直線
６２、６２Ｌ                    明部
６４                            暗部
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ  （変形例の）投影画像
ＬＷ，ＬＷＰ                    明部幅
ＢＷ                            暗部幅
７０                            撮影画像
７０２                          第１撮影画像（撮影画像）
７０４                          第２撮影画像（撮影画像）
７０６                          第３撮影画像（撮影画像）
７０Ｘ                          ＭＡＸ画像
７０Ｎ                          ＭＩＮ画像
７０Ｓ                          ＳＳＭＭ画像
７８                            所定位置
８０                            対象物
８０Ｓ                          対象表面
８２，８４，８６                欠陥部
８８                            所定位置
【図１】
2020134491.tif 000003
【図２】
2020134491.tif 000004
【図３】
2020134491.tif 000005
【図４】
2020134491.tif 000006
【図５】
2020134491.tif 000007
【図６】
2020134491.tif 000008
【図７】
2020134491.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月21日(2019.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置と、処理装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、１以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する１以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置によって、２以上の画像を撮影し、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記シフト方向における前記暗部のサイズである暗部幅を変更しつつ、１回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した２以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した１以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニット。
【請求項２】
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして、前記投影装置に対して静止した前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、１以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する１以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置によって、２以上の画像を撮影する
検査ユニット。
【請求項３】
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、発光素子が発光する光の輝度分布をシフト方向に沿ってシフトすることにより、投影画像を、前記シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、１以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する１以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って１回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも１つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置によって、２以上の画像を撮影する
検査ユニット。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、処理装置を備えており、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記シフト方向における前記暗部のサイズである暗部幅を変更しつつ、１回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した２以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した１以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニット。
【請求項５】
請求項１又は請求項４記載の検査ユニットであって、
前記検査準備処理は、前記投影準備処理に加えて、撮影準備第１処理及び撮影準備第２処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理の前に、前記撮影準備第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影装置における明るさを規定する撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第１処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第１処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第１処理において、前記撮影パラメータ調整第１処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記撮影パラメータの仮設定値を取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記撮影装置によって、前記撮影パラメータの前記仮設定値を使用して撮影し、
前記処理装置は、前記投影準備処理の後に、前記撮影準備第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータを変更しつつ、１回以上の撮影パラメータ調整第２処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第２処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を１回以上投影し、前記撮影装置が撮影した１以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第２処理において、前記撮影パラメータ調整第２処理によって取得した１以上の前記最大輝度に基づいて、前記検査処理における前記撮影パラメータの設定値を取得する
検査ユニット。
【請求項６】
請求項５記載の検査ユニットであって、
前記撮影パラメータは、前記撮影装置の露光時間及び感度である
検査ユニット。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１又は請求項４から請求項６までのいずれかの検査ユニットにおける処理装置として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７のプログラムを記憶した記憶媒体。