(57)【要約】【課題】欠陥検査を高い精度で迅速に行うことができ、低コストで省スペースな検査装置を提供する。【解決手段】検査装置は、被検査物の観察面へ光を照射する照明装置２０１、観察面を撮像する撮像素子２０３、観察面の色ムラと凹凸を検出する計算機２０５を備える。撮像素子２０３は、撮像レンズ２０４の瞳領域３０５を通過した光を受光する副画素３０３と、瞳領域３０６を通過した光を受光する副画素３０４とを有する複数の画素３０１を有する。計算機２０５は、副画素３０３から得られる第１の画像と副画素３０４から得られる第２の画像とを用いて凹凸を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の観察面へ光を照射する照明手段と、
前記観察面を撮像する撮像手段と、
前記被検査物の色ムラを検出する色ムラ検出手段と、
前記被検査物の凹凸を検出する凹凸検出手段と、を備え、
前記撮像手段は、
前記観察面からの光を結像させる撮像レンズと、
前記撮像レンズからの光を受光して画像を生成する複数の画素からなる撮像素子と、を有し、
前記複数の画素はそれぞれ、前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と、前記撮像レンズの射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部と、を有し、
前記凹凸検出手段は、前記第１の受光部から得られる第１の画像と前記第２の受光部から得られる第２の画像とを用いて前記凹凸を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記照明手段は、前記被検査物に対してパターン光を照射することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記照明手段と前記撮像手段は、前記観察面の法線に対する前記照明手段による光の照射角度と前記撮像レンズの光軸の角度とが異なるように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記凹凸検出手段は、前記第１の画像の輝度プロファイルと前記第２の画像の輝度プロファイルとの差分値を求め、前記差分値の輝度レベルが正の値の上側閾値より大きく、負の値の下側閾値より小さい領域を抽出し、抽出した領域を連結させた領域を前記凹凸として検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記色ムラ検出手段は、前記第１の画像と前記第２の画像とを足し合わせた第３の画像を用いて前記色ムラを検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記色ムラ検出手段は、前記第３の画像の輝度プロファイルに対して大平滑処理を施した後の輝度レベルと前記第３の画像の輝度プロファイルに対して小平滑処理を施した後の輝度レベルとの差分の絶対値が予め定められた閾値より大きい領域を前記色ムラとして検出することを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、画素ピッチが５．０μｍ、画素数が７５００pixelのラインセンサであり、画素分解能が８．０μｍ／pixelであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
被検査物の表面の色ムラと凹凸の検査方法であって、
前記被検査物の観察面へ光を照射する工程と、
前記観察面からの光を結像させる撮像レンズからの光を受光して画像を生成する複数の画素を有し、前記複数の画素がそれぞれ前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と前記撮像レンズの射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部とを有する撮像素子により、前記観察面を撮像する工程と、
前記第１の受光部から得られる第１の画像と、前記第２の受光部から得られる第２の画像を記憶する工程と、
前記第１の画像と前記第２の画像を用いて前記凹凸を検出する工程と、を有することを特徴とする検査方法。
【請求項９】
前記被検査物へ光を照射する工程では、前記被検査物に対してパターン光を照射することを特徴とする請求項８に記載の検査方法。
【請求項１０】
前記観察面の法線と前記観察面への光の照射方向とがなす角は、前記法線と前記撮像レンズの光軸とがなす角とは異なることを特徴とする請求項８又は９に記載の検査方法。
【請求項１１】
前記凹凸を検出する工程では、前記第１の画像の輝度プロファイルと前記第２の画像の輝度プロファイルとの差分値を求め、前記差分値の輝度レベルが正の値の上側閾値より大きい領域と、負の値の下側閾値より小さい領域とを抽出し、抽出した領域を連結させた領域を前記凹凸として検出することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項１２】
前記第１の画像と前記第２の画像とを足し合わせた第３の画像を記憶する工程と、
前記第３の画像を用いて前記色ムラを検出する工程と、を有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項１３】
前記色ムラを検出する工程では、前記第３の画像の輝度プロファイルに対して大平滑処理を施した後の輝度レベルと前記第３の画像の輝度プロファイルに対して小平滑処理を施した後の輝度レベルとの差分の絶対値が予め定められた閾値より大きい領域を前記色ムラとして検出することを特徴とする請求項１２に記載の検査方法。
【請求項１４】
画素ピッチが５．０μｍ、画素数が７５００pixelのラインセンサを前記撮像素子として用い、画素分解能を８．０μｍ／pixelに設定することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の表面にある凹凸や色ムラ等を光学的に検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、トナーカートリッジ等に用いられる粗面ゴムローラは、円筒状に研磨されたゴムに芯金（金属棒）を通し、更に微小な粒子を添加した塗料を塗布することにより製造される。粗面ゴムローラの表面に凹凸や色ムラ（以下ではこれらを総称して「欠陥」と称呼する）が存在すると、所望する機能が得られなくなるおそれがあるため、生産工程において表面の検査が行われる。凹凸とは、ゴムの凹凸や研磨カスの付着、塗料の不均一性等に起因する凹凸であって、機能上許容することのできない凹凸を指す。色ムラとは、良品と比較して形状に違いはないものの、異物等の付着によって表面の色味が変わってしまっている部分（汚れ）である。色ムラも、表面性状が良品と異なることによって所望の機能を得ることができなくなる可能性があるため、製造工程での検査が必要とされる。
【０００３】
被検査物の表面の凹凸及び色ムラの検査方法の例として、プレートの凹凸キズ及び色ムラの検査方法が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された１つの検査方法は、２つの照明を異なる角度から被検査物に順次照射し、一方の照明の正反射光を受光する位置関係にあるカメラで撮像を行い、得られた画像の画像処理によりキズや色ムラを検出する方法である。特許文献１に開示された別の検査方法は、単一の照明を被検査物に照射し、その正反射光を受光するカメラと乱反射光を受光するカメラとで撮像を行い、得られた画像の画像処理によりキズや色ムラを検出する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された検査方法において、２つの照明を必要とする検査方法と２台のカメラを必要とする検査方法のいずれの場合も、装置コストが嵩み、また、装置サイズが大きくなるという問題がある。また、２つの照明を必要とする検査方法では、第１の照明を点灯し、第２の照明を消灯した状態で撮像を行い、次に第１の照明を消灯し、第２の照明を点灯した状態で撮像を行う必要があるため、検査に長時間を要するという問題がある。そして、２台のカメラを必要とする検査方法では、２台のカメラの位置精度によって検査結果にばらつきが生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、欠陥検査を高い精度で迅速に行うことができ、低コストで省スペースな検査装置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】
本発明に係る検査装置は、被検査物の観察面へ光を照射する照明手段と、前記観察面を撮像する撮像手段と、前記被検査物の色ムラを検出する色ムラ検出手段と、前記被検査物の凹凸を検出する凹凸検出手段と、を備え、前記撮像手段は、前記観察面からの光を結像させる撮像レンズと、前記撮像レンズからの光を受光して画像を生成する複数の画素からなる撮像素子と、を有し、前記複数の画素はそれぞれ、前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と、前記撮像レンズの射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部と、を有し、前記凹凸検出手段は、前記第１の受光部から得られる第１の画像と前記第２の受光部から得られる第２の画像とを用いて前記凹凸を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、欠陥検査を高い精度で迅速に行うことが可能な、低コストで省スペースな検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】粗面ゴムローラの概略構成と、その表面に発生する欠陥を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る検査装置の概略構成を説明する図である。
【図３】検査装置のカメラが備える撮像素子の構造と、画素と撮像レンズの関係を説明する断面図である。
【図４】撮像素子に対する物体の結像の様子を示す図である。
【図５】図４に対応する、像を説明する図である。
【図６】検査装置による欠陥検査方法のフローチャートである。
【図７】色ムラの検出処理方法を説明する模式図である。
【図８】凹凸の検出処理方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、被検査物の一例である粗面ゴムローラと、粗面ゴムローラの表面に発生する欠陥について説明する。粗面ゴムローラは、ＭＦＰ等の印刷装置のトナーカートリッジ等に用いられる。
【００１１】
図１は、粗面ゴムローラ１０１の概略構成と、粗面ゴムローラ１０１の表面に発生する欠陥を説明する図である。粗面ゴムローラ１０１は、円筒状のゴム部１０２に金属製の芯金１０３を挿入、嵌合した構造を有する。なお、図１に示すように、粗面ゴムローラ１０１のスラスト軸方向（長さ方向）をＹ方向と規定する。また、Ｙ方向と直交する平面内に、互いに直交するＸ方向とＺ方向を規定する。
【００１２】
ゴム部１０２の表面には微小粒子が添加された塗料が塗布されており、その結果、ゴム部１０２の表面は微小凹凸を有する粗面となっている。粗面ゴムローラ１０１には、生産工程において、異物（研磨カス等）の付着や塗料の不均一性等に起因して、凹凸１０４が発生することがある。また、ゴム部１０２の表面に異物が付着した後に剥がれた跡や、塗料が変質した部分等には、色ムラ１０５が発生することがある。これらの欠陥が存在する粗面ゴムローラ１０１が搭載された装置では、所望の性能が得られない可能性が高くなるため、生産工程で欠陥の有無を検査し、不良品を取り除く必要がある。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に係る、凹凸及び色ムラの検査装置の概略構成を説明する図である。検査装置は、照明装置２０１、カメラ２０２、計算機２０５及びモニタ２０６を有する。カメラ２０２は、撮像素子２０３と撮像レンズ２０４を有する。なお、図２には、カメラ２０２／計算機２０５間と計算機２０５／モニタ２０６間がそれぞれケーブルで接続された構成が示されているが、検査装置の構成はこれに限定されない。例えば、照明装置とモニタを備えた撮像装置の制御回路に計算機２０５の機能を持たせれば、撮像装置のみで検査装置を構成することも可能である。
【００１４】
粗面ゴムローラ１０１の芯金１０３は不図示の回転把持部材に保持されており、粗面ゴムローラ１０１はＹ軸まわり（スラスト軸まわり）に回転可能に配置されている。検査装置では、照明装置２０１から粗面ゴムローラ１０１表面の観察面２０７に光を照射し、光が照射された観察面２０７をカメラ２０２で撮像する。カメラ２０２の撮像レンズ２０４は、観察面２０７と撮像素子２０３とが互いに共役の関係となるように配置されている。カメラ２０２は、撮像動作により生成した画像の画像データを計算機２０５へ送信する。
【００１５】
なお、撮像にあたって、粗面ゴムローラ１０１の軸方向全体が撮像範囲に含まれ、且つ、撮像範囲全体に合焦する構成が望ましい。しかし、カメラ２０２の性能と粗面ゴムローラ１０１の大きさとの関係で、粗面ゴムローラ１０１の軸方向全体を撮像範囲に含むことができない場合、粗面ゴムローラ１０１をその軸方向に移動させる機構を設ければよい。撮像素子２０３の構成の詳細については後述する。
【００１６】
計算機２０５は、カメラ２０２が撮像する画像を取得し、取得した画像をモニタ２０６に表示する。計算機２０５は、所謂、コンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶媒体等を備え、記憶媒体には、後述する図６のフローチャートに示す各処理を実行するためのプログラム等が格納されている。計算機２０５は、所定のプログラムを実行してカメラ２０２から取得した画像（画像データ）を解析することにより、観察面２０７における欠陥の有無を検査する。なお、欠陥検査手法の詳細については後述する。
【００１７】
カメラ２０２により撮像される画像において、ゴム部１０２の表面の微小凹凸は、後述する像ズレとして検出することができる。そのため、照明装置２０１は一般的なもので構わず、粗面ゴムローラ１０１へ照射される光は一般的な白色光で構わない。一方、被検査物の表面の鏡面性が比較的強い場合や光学倍率が低い場合には、粗面の微小な凹凸の検出が困難となる場合がある。その場合、パターン光の照射が可能な照明装置２０１を用い、照射したパターン光の投影パターンの像ズレを検出する構成としてもよい。色ムラの検査性能を高める観点からは、暗視野観察で検査を行うことが望ましい。つまり、観察面２０７の法線に対する光の照射角度と撮像光軸の角度が異なる（観察面２０７の法線と観察面２０７への光の照射方向とがなす角は、観察面２０７の法線と撮像光軸とがなす角と異なる）ことが望ましい。
【００１８】
次に、カメラ２０２が備える撮像素子２０３について説明する。図３（ａ）は、撮像素子２０３の上面図（−Ｚ方向から見た図）である。ここでは、撮像素子２０３を二次元的なエリアセンサとして説明するが、撮像素子２０３は、これに限られず、一次元的なラインセンサであってもよい。撮像素子２０３は複数の画素３０１を有し、それぞれの画素３０１はマイクロレンズ３０２を共有する２つの副画素３０３（第１の受光部）と副画素３０４（第２の受光部）からなる。
【００１９】
図３（ｂ）は、画素３０１と撮像レンズ２０４の関係を説明する断面図である。撮像レンズ２０４の瞳領域３０５（第１の領域）と瞳領域３０６（第２の領域）はそれぞれ、撮像レンズ２０４の射出瞳の左半分と右半分の領域を表している。画素３０１のマイクロレンズ３０２は、画素３０１へ入射する光の入射角度に対して副画素３０３，３０４のそれぞれの受光強度分布を制御する。撮像素子２０３において、副画素３０３が受光する光は瞳領域３０５を通過してきたものが支配的となり、副画素３０４が受光する光は瞳領域３０６を通過してきたものが支配的となるように設計されている。副画素３０３，３０４はそれぞれ、個別に信号を読み出すことができる。よって、副画素３０３のみから読み出した信号による画像（以下「Ａ像」という）と、副画素３０４のみから読み出した信号による画像（以下「Ｂ像」という）を取得することができる。
【００２０】
撮像素子２０３により撮像される像から被検査物が合焦面にあるか非合焦面にあるかの判別を可能とする原理について説明する。
【００２１】
図４（ａ）は、撮像素子２０３の共役面である物体面４０１上に物体４０２が存在する場合の、撮像素子２０３に対する物体４０２の結像の様子を示す図である。物体４０２は、例えば、ゴム部１０２の表面で発生した色ムラ１０５である。
【００２２】
図４（ａ）の場合、物体４０２は物体面４０１上に存在している。物体面４０１（ゴム部１０２の表面）から発せられた光は、瞳領域３０５，３０６を通るが、再び撮像素子２０３上の一点に集光する。図５（ａ）は、図４（ａ）の条件で撮像素子２０３に結像する物体４０２の像を説明する図であり、上段は物体４０２のＡ像５０１を、中段は物体４０２のＢ像５０２を、下段は物体４０２のＡＢ像５０３（Ａ像＋Ｂ像）をそれぞれ表している。物体４０２が物体面４０１上に存在している場合、Ａ像５０１とＢ像５０２は画像内で近い位置（座標）に現れる。つまり、Ａ像５０１の中心とＢ像５０２の中心との間の距離が短くなる位置にＡ像５０１とＢ像５０２が現れる。
【００２３】
図４（ｂ）は、物体面４０１から離れた位置に物体４０２が存在する場合（物体４０２がデフォーカスした位置に存在する場合）の、撮像素子２０３に対する物体４０２の結像の様子を示す図である。図４（ｂ）の場合、物体４０２の像は撮像素子２０３の手前で結像するため、瞳領域３０５を通った光と瞳領域３０６を通った光は撮像素子２０３上で互いに離れた領域に到達する。図５（ｂ）は、図４（ｂ）の条件で撮像素子２０３に結像する物体４０２の像を説明する図であり、上段は物体４０２のＡ像５１１を、中段は物体４０２のＢ像５１２を、下段は物体４０２のＡＢ像５１３をそれぞれ表している。物体４０２が物体面４０１から離れた位置にある場合には、物体４０２が物体面４０１上にある場合と比較して、Ａ像５１１とＢ像５１２は画像内で離れた位置（ずれた位置）に現れる。つまり、Ａ像５１１の中心とＢ像５１２の中心との間の距離は、Ａ像５０１の中心とＢ像５０２の中心との間の距離よりも長くなる。この現象が、所謂、像ずれ、である。像ズレが生じたＡＢ像５１３は、ＡＢ像５０３よりも全体的に大きな像（ぼやけた像）となる。
【００２４】
なお、図４（ｂ）及び図５（ｂ）では、物体４０２の像が撮像素子２０３の手前で結像する場合について説明したが、物体４０２の像が撮像素子２０３の後ろで結像する場合も、Ａ像とＢ像は画像内で離れた位置に現れる。物体４０２の像が撮像素子２０３の前で結像する場合と後ろで結像する場合とでは、像ズレ量の符号は反転する。
【００２５】
次に、検査装置による欠陥検査方法での検査フローについて説明する。図６は、検査装置による欠陥検査方法のフローチャートである。計算機２０５のＣＰＵ（以下では単に「ＣＰＵ」と記す）が、ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されている所定のプログラムをＲＡＭに展開して検査装置の各部の動作を制御することによって、図６にＳ番号で示す処理（ステップ）が実現される。
【００２６】
ＣＰＵ（計算機２０５）は、検査を開始すると、先ずＳ６０１において照明装置２０１を点灯させる。Ｓ６０２にてＣＰＵは、芯金１０３を保持している回転把持部材を駆動し、粗面ゴムローラ１０１を回転させる。Ｓ６０３にてＣＰＵは、粗面ゴムローラ１０１を回転させながらカメラ２０２により所定枚数の画像を撮像することにより、粗面ゴムローラ１０１のゴム部１０２の全面を撮像する。Ｓ６０３では、粗面ゴムローラ１０１の回転速度に合わせた所定の時間間隔で自動撮像が行われる。なお、撮像にあたっては、粗面ゴムローラ１０１の回転速度とカメラ２０２でのシャッタスピードは、粗面ゴムローラ１０１の回転に起因する像ぶれが生じない条件に設定される。なお、粗面ゴムローラ１０１の回転と一時停止とを繰り返しながら、一時停止時に撮像を行うようにしてもよい。
【００２７】
撮像が終了すると、Ｓ６０４にてＣＰＵは、回転把持部材の回転を停止させる。そして、Ｓ６０５にてＣＰＵは、照明装置２０１を消灯する。Ｓ６０６にてＣＰＵは、Ｓ６０３で取得した画像を用いて色ムラ検出処理を行う。続いて、Ｓ６０７にてＣＰＵは、Ｓ６０３で取得した画像を用いて凹凸検出処理を行い、これにより、本処理は終了する。
【００２８】
なお、Ｓ６０６の色ムラ検出処理とＳ６０７の凹凸検出処理とは、実行する順序が逆であってもよいし、一方の処理を行わない場合があってもよい。また、Ｓ６０１の照明装置２０１の点灯とＳ６０２の粗面ゴムローラ１０１の回転開始の順序は逆であってもよい。同様に、Ｓ６０４の粗面ゴムローラ１０１の回転終了とＳ６０５の照明装置２０１の消灯の順序は逆であっても構わない。
【００２９】
次に、色ムラ検出処理（Ｓ６０６）について詳細に説明する。色ムラ検出処理は、カメラ２０２により取得されたＡ像（第１の画像）とＢ像（第２の画像）とを足し合わせた画像であるＡ＋Ｂ像（第３の画像）を用いて行われる。図７は、色ムラの検出方法を説明する模式図である。図７（ａ）には、画像処理前のＡ＋Ｂ像の未加工の輝度プロファイルである第１の輝度プロファイル７０１が示されており、横軸には画素座標が取られ、縦軸には輝度レベルが取られている。なお、実際のＡ＋Ｂ像は二次元画像であるが、ここでは、説明を簡潔に行う観点から、一次元プロファイルで説明する。
【００３０】
第１の輝度プロファイル７０１では、画素の一部で輝度が極端に高くなっており、この部分が色ムラ信号７０２である。また、第１の輝度プロファイル７０１には、波長の長い大域的なグラデーションや波長の短い局所的なノイズが重畳している。図７（ｂ）には、第１の輝度プロファイル７０１に対して大平滑処理を掛けた後の第２の輝度プロファイル７０３が示されている。大平滑処理とは、大域的なグラデーション情報のみを抽出することを目的として、比較的大きいカーネルサイズでフィルタ処理を掛けるものである。カーネルサイズとしては、検出しようとしている欠陥に比べて十分大きい、例えば、数十画素から数百画素が用いられる。大平滑処理により、第１の輝度プロファイル７０１に存在している色ムラ信号７０２は、第２の輝度プロファイル７０３では消失していることがわかる。
【００３１】
図７（ｃ）には、第１の輝度プロファイル７０１に対して小平滑処理を掛けた後の第３の輝度プロファイル７０４が示されている。小平滑処理とは、局所的なノイズを除去することを目的として、比較的小さいカーネルサイズでフィルタ処理を掛けるものである。カーネルサイズとしては、検出しようとしている欠陥に比べて十分小さく、例えば、数画素から数十画素が用いられる。小平滑処理により、第１の輝度プロファイル７０１に存在している局所的なノイズが第３の輝度プロファイル７０４では消失していることがわかる。
【００３２】
図７（ｄ）には、第３の輝度プロファイル７０４と第２の輝度プロファイル７０３の差分である第４の輝度プロファイル７０５が示されている。第４の輝度プロファイル７０５では、第１の輝度プロファイル７０１から大域的なグラデーションや局所的なノイズが除去され、色ムラ信号７０２が抽出されていることがわかる。
【００３３】
図７（ｅ）には、第４の輝度プロファイル７０５を閾値７０７で二値化した第５の輝度プロファイル７０６が示されている。第５の輝度プロファイル７０６は、第４の輝度プロファイル７０５において輝度値が閾値７０７以上であった画素の輝度レベルを‘２５５’とし、閾値７０７未満であった画素の輝度レベルを‘０（ゼロ）’としたものである。色ムラ領域７０８は、輝度レベルが‘２５５’の領域として求められる。実際の画像は二次元であるため、二値化画像に対して更にラベリング処理やブロッブ解析等が施される。これにより、欠陥領域の外接矩形を、図５（ｂ）の下段に示す外接矩形５２０の通りに算出することができる。
【００３４】
なお、色ムラ検出処理に関して上述したフィルターサイズや閾値などのパラメータは、欠陥の過検出率や誤検出率等を考慮して、最終的に決定される。図７では色ムラの輝度が周囲に比べて高い場合を取り上げたが、これに限定されず、色ムラが吸収性の場合や明視野で検査を行った場合等の輝度が周囲に比べて小さくなる色ムラも、同様の手法で検出することができる。
【００３５】
次に、凹凸検出処理（Ｓ６０７）について詳細に説明する。凹凸検出処理は、カメラ２０２により取得されたＡ像とＢ像に対して実行される。図８は、凹凸の検出方法を説明する模式図である。図８（ａ）は、凹凸検出処理での画像処理前のＡ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２を示しており、横軸に画素座標が、縦軸に輝度レベルが取られている。なお、実際のＡ像及びＢ像は二次元画像であるが、ここでは、説明を簡潔に行う観点から、一次元プロファイルで説明する。また、実際のＡ像及びＢ像の輝度レベルは同程度となるが、図８（ａ）ではプロファイルが重なることで区別が困難となることを回避するために、上下にオフセットして表示している。Ａ像及びＢ像には、必要に応じてシェーディング補正処理やフィルタ処理が施されてもよい。
【００３６】
Ａ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２には、粗面ゴムローラ１０１のゴム部１０２の表面に塗布された塗料に含まれる粒子に起因する微小な凹凸に応じた輝度変化が表れている。領域８０３と領域８０５は凹凸のない領域に相当しており、これらの領域においては破線で示すようにＡ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２の位相は略一致している。領域８０４は、凹凸領域に相当しており、この領域においては破線で示すように、Ａ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２とでは位相がずれている。
【００３７】
図８（ｂ）には、Ａ像の輝度プロファイル８０１及びＢ像の輝度プロファイル８０２の差を取った差分値８０８が示されている。領域８０３と領域８０５では、Ａ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２の位相が揃っているため、差を取るとほぼ０（ゼロ）に近い値となる。これに対して、領域８０４では、Ａ像の輝度プロファイル８０１とＢ像の輝度プロファイル８０２とで位相がずれているため、差値の絶対値がゼロに近い値を取らない領域が多くなる。
【００３８】
図８（ｂ）には、予め定められた正の値の上側閾値８０６と負の値の下側閾値８０７が示されている。図８（ｃ）には、差分値８０８が下側閾値８０７を下回った領域及び上側閾値８０６を上回った領域では‘１’に、それ以外の領域では‘０’に二値化されたプロファイル８０９が示されている。ここでは、下側閾値８０７と上側閾値８０６の絶対値を同じ値としており、この場合には差分値８０８の絶対値が下側閾値８０７と上側閾値８０６の絶対値よりも大きい領域が‘１’に、それ以外の領域が‘０’に二値化されている。プロファイル８０９でも概ね領域８０４の抽出が可能となっているが、領域８０４でも値が‘０’になる領域が点在する。
【００３９】
図８（ｄ）には、プロファイル８０９にモフォロジー処理等を行って、領域８０４を連結した領域へ補正したプロファイル８１０が示されている。このプロファイル８１０から凹凸領域である領域８０４を検出することができる。
【００４０】
次に、欠陥検査の具体的な条件について説明する。画素ピッチが５．０μｍ、画素数が７５００pixelのラインセンサで、視野(検査領域)６０ｍｍを観察するものとする。ワークディスタンス(ラインセンサから被検査物までの距離)は、撮像レンズの主点間隔に依存して増減するが、ここでは概ね２１０ｍｍに設定することができる。この場合、画素分解能は６０（ｍｍ）×１０００／７５００（pixel）＝８．０μｍ／pixel、光学倍率(横倍率)は５．０（μｍ）／８．０（μｍ／pixel）＝約０．６３倍、光学倍率（縦倍率）は０．６３×０．６３＝約０．４倍となる。したがって、検出したい凹凸のサイズが５０μｍである場合、像面側のデフォーカス量は、５０（μｍ）×０．４＝２０μｍとなる。
【００４１】
上記説明の通り、本発明によれば、照明装置とカメラはそれぞれ１台あればよいため、低コストで、省スペースな検査装置を実現することが可能である。検査装置の構成要素が少なく、装置構成が複雑ではないため、装置メンテナンスに掛かる負荷を軽減することができる。そして、被検査物の撮像処理を自動的に行い、撮像データを解析することで欠陥を検出することから、欠陥検査を迅速に行うことが可能となる。本発明に係る検査装置は照明装置とカメラはそれぞれ１台あればよいため、２台の照明装置や２台のカメラを用いる検査装置と比較すると、被検査物に対する照明装置やカメラの位置を原因とする誤差の発生が抑制される。これにより、高い精度で欠陥を検出することが可能となる。
【００４２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、計算機２０５のＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより欠陥検出処理を開始するものとした。しかし、これに限らず、計算機２０５に代えてＰＬＣ（Programmable Logic Controller）が欠陥検査を実行する構成であってもよい。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１    粗面ゴムローラ
１０２    ゴム部
１０４    凹凸
１０５    色ムラ
２０１    照明装置
２０２    カメラ
２０３    撮像素子
２０４    撮像レンズ
２０５    計算機
３０１    画素
３０３，３０４    副画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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