(57)【要約】【課題】被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供する。【解決手段】被評価面の特性を評価する評価装置であって、明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する撮像部と、前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記撮像部で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成し、前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする評価装置を提供する。【選択図】図１
2020091155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被評価面の特性を評価する評価装置であって、
明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する撮像部と、
前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記撮像部で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成し、
前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする評価装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記少なくとも３つの画像の各画素において、前記パターン光が前記被評価面に対して１周期移動したときに、前記各画素の強度がｎ周期変化する成分をｎ次の周波数成分とすることを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記少なくとも２つの画像のそれぞれについて、前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すための係数を求め、前記係数が適用された前記少なくとも２つの画像を結合することで前記合成画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の評価装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記少なくとも２つの画像のそれぞれについて、前記被評価面の欠陥が存在しない領域に対応する前記少なくとも２つの画像のそれぞれの部分画像から前記係数を求めることを特徴とする請求項３に記載の評価装置。
【請求項５】
前記被評価面及び前記照明部の少なくとも一方を移動させることで前記条件を設定する駆動部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の評価装置。
【請求項６】
前記明部及び前記暗部は、第１方向に長手方向を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って周期的に配列され、
前記駆動部は、前記被評価面及び前記照明部の少なくとも一方を前記第２方向に沿って移動させることを特徴とする請求項５に記載の評価装置。
【請求項７】
前記制御部は、
０次、１次及び２次のうち２つの周波数成分のそれぞれを含む２つの画像を生成し、
前記２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらの比を求め、
前記２つの画像のそれぞれについて、前記比となるような係数が適用された前記２つの画像を加算又は減算することで前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の評価装置。
【請求項８】
前記制御部は、０次、１次及び２次の周波数成分のそれぞれを含む３つの画像を生成し、前記３つの画像に基づいて前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の評価装置。
【請求項９】
被評価面の特性を評価する評価方法であって、
明部及び暗部が周期的に交互に配列されたパターン光で前記被評価面を照明する第１工程と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する第２工程と、
前記被評価面の特性を評価する第３工程と、を有し、
前記第３工程は、
前記第２工程で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成する工程と、
前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成する工程と、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求める工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の評価装置を用いてワークの被評価面の特性の評価を行う工程と、
前記工程において前記評価の行われた前記ワークを前記評価に基づいて処理する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価装置、評価方法及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光沢性を有する被評価面（ワーク）の特性（性状）を評価する、具体的には、被評価面に存在する欠陥を検出する技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術では、ラインパターン光源でワークを照明し、ワークで反射された光をカメラで撮像し、その画像に画像処理を施すことで欠陥を検出している。具体的には、特許文献１に開示された技術では、ストライプパターン状の光をワークに照射して、ワークとの相対位置を変化させた複数の条件で撮像された画像（反射光）からワークの表面の特性を決定する。更に、ワークを大きく移動させながら複数の位置でワークの表面の特性を決定することによって、ワーク全体の評価を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２２８０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術では、ワークにストライプ状のパターンを投影するための光源として、ＬＣＤ（液晶表示デバイス）やＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）などを含む面発光光源が用いられているが、これらの光源は光を透過しない。従って、光源からの光がカメラによって遮光されず、且つ、カメラの視野が光源によって遮られないようにするためには、光源とカメラとをワークから見て異なる方向に配置することに加えて、ワークから光源までの距離を大きく確保する必要がある。この場合、ワークの広い範囲から正反射光を得るためには、大型の光源を用いる、或いは、ワークとカメラとの相対的な位置を変えて複数の画像を取得する必要があり、装置の大型化や複雑化を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての評価装置は、被評価面の特性を評価する評価装置であって、明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する撮像部と、前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記撮像部で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成し、前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする。
【０００７】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態における評価装置の構成を示す概略図である。
【図２】照明部について説明するための図である。
【図３】照明部の断面図である。
【図４】照明部を介してカメラでワークを撮像して取得される画像に含まれるパターンを説明するための図である。
【図５】ワークの被評価面の性状を評価する処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】０次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。
【図７】０次の振幅画像、１次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における評価装置１の構成を示す概略図である。評価装置１は、光沢性を有するワーク（被評価物）１１の画像を処理して、ワーク１１の略平坦な被評価面を光学的に評価する。ワーク１１は、例えば、工業製品に利用される表面が研磨された金属部品や樹脂部品などを含む。ワーク１１の表面（被評価面）には、多様な欠陥、例えば、傷や色抜けの他、打痕など緩やかな凹凸形状に起因する欠陥などが発生する。
【００１２】
評価装置１は、ワーク１１の被評価面の画像を取得し、かかる画像を処理して得られる情報を評価することで被評価面の欠陥を検出し、その検出結果に基づいて、例えば、ワーク１１を良品又は不良品に分類する。評価装置１は、ワーク１１を所定の位置に搬送する搬送装置（不図示）、例えば、コンベア、ロボット、スライダ、手動ステージなどを有する。
【００１３】
評価装置１は、ワーク１１を照明する照明部１０１と、照明部１０１を介してワーク１１を上方から撮像するカメラ１０２（撮像部）と、第１駆動部（可動機構）１０３とを有する。更に、評価装置１は、制御部１０４と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０５と、ディスプレイ１０６と、第２駆動部（可動機構）１０７とを有する。
【００１４】
カメラ１０２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの画素が２次元状に配列されたイメージセンサを含み、ワーク１１（の被評価面）を撮像して画像を取得する。このようなエリアセンサカメラは、ラインセンサカメラと比べて、広い領域の画像を一括で取得することができるため、ワーク１１の被評価面の広い範囲を高速に評価することが可能となる。
【００１５】
図２を参照して、照明部１０１の構成の一例について説明する。照明部１０１は、少なくとも部分的に光を透過する透過部（暗部）１０１ａと透過部１０１よりも透過率が小さい非透過部（明部）１０１ｂとが周期的に（一定の周期Ｐで）交互に配列された発光面を含み、ストライプ状のパターン光を射出する。透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂは、本実施形態では、Ｙ方向（第１方向）に長手方向を有する矩形形状で構成されている。また、透過部１０１ａと非透過部１０１ｂとを含む部材は、枠部１０１ｃによって保持されている。
【００１６】
図３は、照明部１０１の断面図である。照明部１０１は、透過部１０１ａ、非透過部１０１ｂ及び枠部１０１ｃに加えて、図３に示すように、ＬＥＤ（光源）１０１ｄと、導光板１０１ｅとを含む。導光板１０１ｅは、例えば、アクリルやガラスの平面板である。非透過部１０１ｂは、例えば、光を散乱する特性を有する素材を、フィルム上にストライプ状のパターンを周期Ｐで印刷することで構成される。この場合、光を散乱する特性を有する素材で印刷されていないフィルムの部分が透過部１０１ａとなる。光を散乱する特性を有する素材でパターンが印刷されたフィルムは、導光板１０１ｅに密着して貼り付けられる。
【００１７】
ＬＥＤ１０１ｄは、枠部１０１ｃの内部であって、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂを取り囲む領域の複数の箇所に設けられている。ＬＥＤ１０１ｄから射出された光は、導光板１０１ｅの内部を全反射しながら進む。非透過部１０１ｂは光を散乱する特性を有する素材で構成されているため、入射した光の一部はワーク１１に向けて散乱（照射）される。一方、透過部１０１ａでは殆ど光が散乱されないため、透過部１０１ａからワーク１１に向けて照射される光は殆ど発生しない。これにより、照明部１０１は、ストライプ状のパターン光でワーク１１を照明する。
【００１８】
ワーク１１で反射又は散乱された光の一部は、照明部１０１の非透過部１０１ｂによって遮光され、その他の一部は、照明部１０１の透過部１０１ａを透過（通過）してカメラ１０２に到達（入射）する。従って、カメラ１０２は、照明部１０１を介してワーク１１を撮像することができる。
【００１９】
本実施形態では、非透過部１０１ｂ（及び透過部１０１ａ）は、光を散乱する特性を有する素材を用いてフィルム上に印刷されたストライプ状のパターンによって構成されているが、照明部１０１の構成は、これに限定されるものではない。例えば、透過部１０１ａはライン状の開口で構成し、非透過部１０１ｂはライン状の発光部材で構成してもよい。
【００２０】
第１駆動部１０３は、図１に示すように、照明部１０１を保持する。第１駆動部１０３は、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂのラインの長手方向（第１方向）に交差、具体的には、直交するＸ方向（第２方向）に照明部１０１を移動させる。第１駆動部１０３は、照明部１０１を移動させることで、照明部１０１（からのパターン光）とワーク１１の被評価面との相対的な位置が互いに異なる複数の条件を設定する。本実施形態では、第１駆動部１０３によってワーク１１に対して照明部１０１を移動させているが、照明部１０１に対してワーク１１を移動させることで、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置を変更してもよい。換言すれば、ワーク１１及び照明部１０１の少なくとも一方をＸ方向に沿って移動させればよい。また、照明部１０１の全体を移動させるのではなく、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂのみを移動させるようにしてもよい。第１駆動部１０３は、制御部１０４に接続されている。
【００２１】
第２駆動部１０７は、カメラ１０２を保持する。第２駆動部１０７は、Ｚ方向にカメラ１０２を移動させる。本実施形態では、カメラ１０２のフォーカス位置は、第２駆動部１０７によって、ワーク１１の表面上に合わせられている。第２駆動部１０７は、制御部１０４に接続されている。
【００２２】
制御部１０４は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って評価装置１の各部を統括的に制御して評価装置１を動作させる。制御部１０４は、本実施形態では、照明部１０１と、カメラ１０２と、第１駆動部１０３と、第２駆動部１０７とを同期して制御する。制御部１０４は、ＰＣ１０５と協同して、カメラ１０２で取得される画像に基づいて、ワーク１１の被評価面の特性を評価する処理を制御する。
【００２３】
制御部１０４は、第１駆動部１０３を介して、照明部１０１をＸ方向にΔＸｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）だけ移動させ、ワーク１１の被評価面をカメラ１０２で撮像してＮ（Ｎ≧３）枚からなる画像（少なくとも３つの画像）を取得する。ΔＸｉは、既知であれば、任意の値に設定することができる。カメラ１０２で取得される各画像は、それぞれの位置で照明部１０１を静止させた状態で取得してもよいし、第１駆動部１０３によって照明部１０１を移動させながら取得してもよい。この場合、ｉ番目の撮像でのカメラ１０２の露光時間の中間における照明部１０１とワーク１１との相対的な位置と、ｉ＋１番目の撮像でのカメラ１０２の露光時間の中間における照明部１０１とワーク１１との相対的な位置との間隔がΔＸｉとなるようにする。また、第１駆動部１０３を手動で操作してワーク１１を移動させた後、マニュアルトリガーによってカメラ１０２でワーク１１を撮像して画像を取得してもよい。
【００２４】
ＰＣ１０５及びディスプレイ１０６は、画像処理部として機能する。ＰＣ１０５は、本実施形態では、カメラ１０２で取得された画像に画像処理を施し、かかる画像処理によって得られた情報に基づいて、ワーク１１の被評価面を評価する。本実施形態では、ＰＣ１０５と制御部１０４とを別体としているが、ＰＣ１０５と制御部１０４とを一体的に設けてもよい。また、ＰＣ１０５は、汎用的なＰＣではなく、画像処理専用のマシンであってもよい。カメラ１０２で取得された画像は、ケーブル（不図示）を経由してＰＣ１０５に転送される。ディスプレイ１０６は、評価装置１に関する種々のデータや情報をユーザに提供（表示）する表示部であって、例えば、カメラ１０２で取得された画像やワーク１１の被評価面の評価結果などを表示する。
【００２５】
図４は、照明部１０１からの周期Ｐのストライプ状のパターン光でワーク１１を照明し、照明部１０１を介してカメラ１０２でワーク１１を撮像して取得される画像に含まれるパターンを説明するための図である。ここでは、ワーク１１の表面上の１点を照明する光束の透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂにおける広がりが、周期Ｐと一致するように設定されている。
【００２６】
図４を参照するに、白点で示す点１１ａでは、非透過部１０１ｂで散乱されてワーク１１に照射された光は、ワーク１１の表面で反射されて、透過部１０１ａを透過する。従って、ワーク１１の表面上の点１１ａでは、ワーク１１で反射された光の一部が照明部１０１を透過して、カメラ１０２に到達する。一方、黒点で示す点１１ｂでは、非透過部１０１ｂで散乱されてワーク１１に照射された光は、ワーク１１の表面で反射されて、非透過部１０１ｂで遮光される。従って、ワーク１１の表面上の点１１ｂでは、ワーク１１で反射された光がカメラ１０２に到達しない。点１１ａと点１１ｂとの周期は、Ｐ／２となる。従って、照明部１０１からの周期Ｐのストライプ状のパターン光でワーク１１を照明し、照明部１０１を介してカメラ１０２でワーク１１を撮像すると、周期Ｐ／２のストライプ状のパターン（像）を含む画像が取得される。
【００２７】
このように、本実施形態では、照明部１０１は、ワーク１１で反射された光を部分的に遮光する（透過しない）遮光部を有するマスクとして機能する。この場合、マスクの影響を受けた画像に基づいて、振幅、位相及び平均を求めると、周期的なストライプ状の強度むらが発生するため、光沢性を有するワーク１１の多様な欠陥を高精度に検出することができない。
【００２８】
また、本実施形態のように、矩形波状のパターン光を用いた場合、正弦波状のパターン光である前提で求められる各種の結果において、別の周期的な強度むらが発生するという問題もある。かかる問題に対しては、正弦波状のパターン光を用いれば、強度むらを低減することが可能である。但し、ワーク１１に存在する多様な欠陥を検出するためには、種々の周期のパターン光が必要となる。このような種々の周期のパターン光を用意すると、装置の構成が複雑化するとともに、パターン光の切り替えによる評価時間の増大を招くことになる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、装置の大型化及び複雑化や評価時間の増大などを招くことなく、ワーク１１の被評価面に存在する欠陥を高精度に検出してワーク１１の被評価面の特性を評価するのに有利な技術を提供する。
【００３０】
図５を参照して、本実施形態の評価装置１において、ワーク１１の被評価面の性状を評価する処理、具体的には、ワーク１１の表面上の欠陥を検出（検査）する処理について説明する。なお、以下では、制御部１０４が各処理を実行するように説明するが、画像処理に関する処理については、制御部１０４とＰＣ１０５とが協同して、或いは、ＰＣ１０５が単独で実行してもよい。
【００３１】
Ｓ１１において、制御部１０４は、第１駆動部１０３及び第２駆動部１０７を介して、照明部１０１（パターン光）及びカメラ１０２とワーク１１との相対的な位置を基準位置に設定する。
【００３２】
Ｓ１２において、制御部１０４は、第１駆動部１０３を介して照明部１０１を移動させて、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置を、Ｓ１１で設定した基準位置に対してΔＸｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）だけ変更する。
【００３３】
Ｓ１３において、制御部１０４は、照明部１０１をΔＸｉだけ移動させた状態（位置）で照明部１０１からのパターン光でワーク１１を照明し、カメラ１０２でワーク１１を撮像して画像Ｉｉ（ｘ，ｙ）を取得する。なお、ｘ及びｙは、画像上の画素の位置を表す。ここで、１枚目の画像を基準位置とすることで、ΔＸ１はゼロであってもよい。
【００３４】
Ｓ１４において、制御部１０４は、ΔＸｉがΔＸＮに到達したかどうか（即ち、ｉ＝Ｎであるかどうか）を判定する。ΔＸｉがΔＸＮに到達していれば、Ｓ１５に移行し、ΔＸｉがΔＸＮに到達していなければ、Ｓ１２に移行する。このようにして、Ｓ１２及びＳ１３をＮ回繰り返して、Ｎ（Ｎ≧３）枚の画像を取得する。換言すれば、照明部１０１（パターン光）とワーク１１との相対的な位置が互いに異なる条件でワーク１１を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する工程である。
【００３５】
このようにして取得されたＮ枚の画像では、各画素の強度が周期的に変化している。以下では、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置が周期Ｐだけ変化した（即ち、パターン光がワーク１１に対して１周期移動した）ときに、各画素の強度がｎ周期変化する成分をｎ次の周波数成分と称する。また、０次とは、強度が変化しない成分であるとする。
【００３６】
Ｓ１５において、制御部１０４は、Ｎ枚の画像から、各次数の周波数成分の振幅情報を求め、これらの振幅情報を表す画像、即ち、各次数の振幅画像を生成する。本実施形態では、０次、１次及び２次の振幅画像のうち２つの振幅画像を生成する。ここでは、０次の振幅画像と、２次の振幅画像とを生成する場合を例に説明する。
【００３７】
２次の振幅画像は、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置がΔＸｉだけ変更されると、強度変化において位相が４πΔＸｉ／Ｐラジアンだけシフトする成分から生成する。
【００３８】
照明部１０１とワーク１１との相対的な位置をＰ／Ｎ幅のステップで変更した場合、ΔＸｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）は、以下の式（１）で表される。
【００３９】
【数１】
2020091155.tif 000003
【００４０】
式（１）は、ΔＸｉがゼロである場合を含む。１番目の画像が基準位置から変更されたものである場合には、ΔＸｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）は、以下の式（２）で表される。
【００４１】
【数２】
2020091155.tif 000004
【００４２】
２次の振幅画像Ａ２（ｘ，ｙ）は、以下の式（３）から求められる。
【００４３】
【数３】
2020091155.tif 000005
【００４４】
０次の振幅画像Ａ０（ｘ，ｙ）は、強度が変化しない成分であり、例えば、Ｎ枚の画像を平均した画像として、以下の式（４）から求められる。
【００４５】
【数４】
2020091155.tif 000006
【００４６】
このようにして生成された各振幅画像において発生する周期的な強度むらについて説明する。図６は、光沢性を有するワーク１１に対して取得された０次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。図６に示すように、０次の振幅画像には、周期的な強度むらＢ０が発生し、２次の振幅画像には、周期的な強度むらＢ２が発生している。強度むらＢ０及びＢ２の要因は、上述したように、部分的に光を透過する照明部１０１を介してワーク１１を撮像することに起因している。
【００４７】
本発明者が鋭意検討した結果、ワーク１１からカメラ１０２の瞳面までの距離をＬとし、ワーク１１から照明部１０１までの光路長をＤとすると、Ｐ×Ｌ／２Ｄの周期で強度むらが発生することを見いだした。
【００４８】
Ｓ１６において、制御部１０４は、Ｓ１５で生成された各振幅画像に適用する（乗じる）係数を決定する。具体的には、制御部１０４は、強度むらＢ０と強度むらＢ２との比を求め、かかる比になるような係数を決定する。本実施形態では、０次の振幅画像に乗じる係数を１、２次の振幅画像に乗じる係数をＢ０／Ｂ２とする。
【００４９】
Ｓ１７において、制御部１０４は、Ｓ１６で決定された係数をＳ１５で生成された各振幅画像に適用し、各振幅画像に含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、係数が適用された各振幅画像を合成（結合）して合成画像を生成する。本実施形態では、制御部１０４は、係数１を乗じた０次の振幅画像から、係数Ｂ０／Ｂ２を乗じた２次の振幅画像を減算することで合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像における断面プロファイルを図６に示す。図６を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されていることがわかる。但し、ワーク１１に欠陥が存在する部分２０１に対応する強度（即ち、欠陥）は打ち消されていない。なお、本実施形態では、係数が適用された振幅画像を減算することで合成画像を生成しているが、係数が適用された振幅画像を加算することで合成画像を生成するようにしてもよい。
【００５０】
Ｓ１８において、制御部１０４は、Ｓ１７で生成された合成画像に基づいて、ワーク１１の被評価面の特性を評価する。本実施形態では、ワーク１１の表面上の欠陥を検出する。
【００５１】
このように、本実施形態では、カメラ１０２で取得された少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成する。そして、少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成する。従って、本実施形態では、ワーク１１に存在する欠陥に関する情報を失うことなく、強度むらのみを低減することができるため、ワーク１１の被評価面に存在する多様な欠陥を高精度に検出してワーク１１の被評価面の特性を評価することができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、０次の振幅画像、１次の振幅画像及び２次の振幅画像から合成画像を生成する場合について説明する。本実施形態では、周期的な強度むらを低減した合成画像を生成する際に、各次数の振幅画像に適用する係数を求める方法が第１実施形態と異なる。
【００５３】
第１実施形態では、２つの振幅画像に含まれる強度むらの比を求めることで、２つの振幅画像のそれぞれに適用する係数を一意に決定することができる。一方、本実施形態では、３つの係数を決定する必要があるため、制約条件がなければ、３つの係数を決定することができない。
【００５４】
ｎ次の振幅画像Ａｎ（ｘ，ｙ）に適用する（乗じる）係数をαｎとすると、合成画像Ｇ（ｘ，ｙ）は、以下の式（５）で表される。
【００５５】
【数５】
2020091155.tif 000007
【００５６】
変数である各係数の制約条件については、例えば、係数の範囲をα２＝−１及び−１≦α０、α１≦１、α０及びα１の初期値を１とし、ワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画素のＧ（ｘ，ｙ）を平均した値を評価値とする。そして、かかる評価値がゼロになるように各係数の解を求める。このような解を求める際には、種々の最適化アルゴリズムを用いることができる。上述した制約条件において求められる各係数の解は、例えば、α０＝０．５８８、α１＝−０．０６３、α２＝−１である。
【００５７】
図７は、０次の振幅画像、１次の振幅画像、２次の振幅画像及びこれらの振幅画像から生成された合成画像の断面プロファイルを示す図である。図７を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されている（低減している）ことがわかる。但し、ワーク１１に欠陥が存在する部分２０１に対応する強度（即ち、欠陥）は打ち消されていない。
【００５８】
なお、本実施形態で説明した係数及び係数を決定するための制約条件は一例である。従って、本実施形態で説明した制約条件とは異なる制約条件を設定して、強度むらを低減可能な別の係数を決定してもよい。
【００５９】
第１実施形態及び第２実施形態では、２次までの振幅画像から合成画像を生成する場合を例に説明したが、３次以上の振幅画像から合成画像を生成してもよい。また、各実施形態で係数を求める際には、ワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画像の部分画像から係数を求めるとよい。予め基準となる正常なワークを用いて係数を求め、かかる係数を評価対象のワーク１１に対して適用してもよいし、評価対象の最初のワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する部分画像から係数を求め、以降のワーク１１に対して適用してもよい。
【００６０】
また、各実施形態では、照明部１０１を介してワーク１１を撮像するために発生する周期的な強度むらを低減することについて説明した。但し、本発明は、このような強度むらだけではなく、その他の要因で発生する周期的な強度むらに対しても適用することができる。その他の要因としては、例えば、ストライプ状のパターン光で照明されたワーク上の強度分布が正弦波状ではなく、矩形波状となることで発生する強度むらがある。このような強度むらは、振幅画像が正弦波状又は余弦波状であることを前提としているのに対し、実際のパターン光は正弦波状又は余弦波状から乖離していることが原因で発生する。
【００６１】
また、各実施形態においては、振幅画像を用いる場合を例に説明したが、位相情報から生成した画像を用いてもよい。
【００６２】
＜第３実施形態＞
上述した評価装置１は、例えば、物品を製造するのに用いられる。本実施形態における物品の製造方法は、評価装置１を用いてワークの特性の評価を行う工程と、かかる工程において評価の行われたワークを評価に基づいて処理する工程と、を含む。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００６３】
本発明は、上述の実施形態の１つ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つ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。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１：評価装置    １１：ワーク    １０１：照明部    １０２：カメラ    １０３：第１駆動部    １０４：制御部    １０５：ＰＣ    １０６：ディスプレイ    １０７：第２駆動部
【図１】
2020091155.tif 000008
【図２】
2020091155.tif 000009
【図３】
2020091155.tif 000010
【図４】
2020091155.tif 000011
【図５】
2020091155.tif 000012
【図６】
2020091155.tif 000013
【図７】
2020091155.tif 000014