(57)【要約】    【課題】  被検査面の表面凹凸の分布のムラを評価すると同時に、簡便に表面に付着したゴミや異物、そしてケバ等の欠陥を表面の構造に影響されずに容易に検査することができる照明装置及びそれを有する外観検査装置を得ること。    【解決手段】  光源手段と、該光源手段から出射した光束を被照射物体の被照射面に斜め方向の成分を多く含む光束で照明する照明手段と該照明手段からの光束であって、該被照射物体に照射されなかった光束の一部を該被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材とを有し、該被照射面を該照明手段からの光束と、該拡散部材からの拡散光束で同時に照明すること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、該光源手段から出射した光束を被照射物体の被照射面に斜め方向の成分を多く含む光束で照明する照明手段と該照明手段からの光束であって、該被照射物体に照射されなかった光束の一部を該被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材とを有し、該被照射面を該照明手段からの光束と、該拡散部材からの拡散光束で同時に照明することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記拡散部材は、前記被照射面に対し前記照明手段と反対側に配置されていることを特徴する請求項１の照明装置。
【請求項３】
光源手段と、該光源手段から出射した光を被照射物体の被照射面に斜方向から入射させる照明手段と、該被照射物体に対し、該光源手段と反対側に配置され、該照明手段から出射し、該被照射面を照明しない光束の一部を該被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
前記被照射物体は円筒物体であり、前記照明手段は該円筒物体の円筒軸と平行な方向に長い長方形状の光束で該円筒物体の円筒面をその法線に対し斜方向から照明していることを特徴とする請求項１、２又は３の照明装置。
【請求項５】
前記照明手段と前記被照射面との間であって、被照射基準面に平行で出射光軸を挟んで反射手段が対向配置されており、該反射手段は前記光源手段からの光であって、該照明手段から出射し、該被照射基準面に対し垂直方向の成分を持つ方向に出射した光を該被照射面方向に反射させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の照明装置。
【請求項６】
前記照明手段はプリズム部材を有し、該プリズム部材は前記光源手段からの光束のうち出射光軸方向に出射した光が入射する第１の入射面と、該光源手段からの光束のうち該射出光軸方向以外に出射した一部の光束を入射させる第２の入射面と、該第１の入射面から入射した出射光軸方向の光が全反射する第１の全反射面と、該第２の入射面から入射した光を該第１の全反射面方向へ全反射させる第２の全反射面と、該第１の全反射面からの光が出射する出射面とを有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の照明装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項の照明装置と、該照明装置からの光で照明され、被照射面に配置された被検査物体の被検査面を撮像する撮像手段と、を有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項８】
前記拡散部材の光入射側には、第１の偏光部材が配置され、前記撮像手段による撮像光路中には該第１の偏光部材の偏光状態と垂直する第２の偏光部材が配置されていることを特徴とする請求項７の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体形状、例えば円筒形状を有する被検査物体の表面のキズや凹凸ムラ等の欠陥の有無又は表面状態の不均一性等を検査する際に好適な照明装置及びそれを有する外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査物体の表面のキズや凹凸部、そして付着物等の欠陥の有無を検出するための外観検査装置（物体表面検査装置）が種々と提案されている。
【０００３】
外観検査装置として、例えば被検査物体の表面に一様な投射光を照射し、投射光の正反射光及び拡散反射光からなる拡散反射光分布（又はその画像）に基づいて、被検査物体の表面の欠陥を検査（検出）するものが知られている。
【０００４】
このうち被検査面の表面凹凸の分布状態に起因するムラを効率的に評価する外観検査装置（照射システム）が知られている（特許文献１）。
【０００５】
従来より、表面の状態、特に表面上に付着した異物・ゴミ等の欠陥の検出として照明光を入射角９０度近くで表面に近い接線照明にすると表面の微細構造などに影響さにくく高精度に検出できる事が知られている。
【０００６】
被検査面として平面でなく曲面形状をした被検査面の外観を観察し、被検査面の外観を検査する装置が知られている（特許文献２、３）。
【０００７】
図１６は特許文献２に開示されている眼科医療装置の要部概略図である。
【０００８】
図１６において、光源１２２から発せられた光束１２３は角膜１２４に大きな入射角で照射されている。そして角膜１２４で散乱されてくる光１２５を撮像系１２６で撮像する。その際、被検査眼は固視点１２７を見つめる。その方向１２８はほぼ撮像方向１２５に近い。
【０００９】
特許文献２では眼球の角膜１２４の表面を検査するとき角膜１２４に対して光源１２２からの光束１２３の照明方向を種々と変化させて照明している。そして角膜１２４の各部位をＣＣＤカメラ１２６で撮像している。
【００１０】
図１７は特許文献３に開示されている茄子からの拡散光を検出し、検出した結果より茄子を色分類する色分類装置の概略図である。
【００１１】
図１７において、２０１は照明環境空間２０２を形成する半球状の反射板であり、アルミシェードから形成されている。反射板２０１は周囲の色が茄子２０４に映り込むことを防止し、さらに反射する光量が減少しないように、内側がつや消し白のラッカーによりコーティングされている。
【００１２】
また図１７に示すように、空間２０２内には、平板からなる下地２０３上で、その中央に被測定物の茄子２０４が載置されている。また空間２０２内の間接照明を実現するため、下地２０３の四隅にそれぞれハロゲンランプ２０５が光軸を中心に向けて配置されている。このハロゲンランプ２０５の光を拡散させるために、各ランプ２０５に、トレーシングペーパーからなる拡散板２０６が取り付けられている。
【００１３】
茄子２０４は撮像手段８で撮像され、その画像データ（ＲＧＢデータ）は測定装置２１０に入力する。
【００１４】
選果装置２１１では測定装置２１０からの判定信号に基づいて茄子を色分類の識別を行っている。
【特許文献１】特開２００７−３３４２１６号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５２５６号公報
【特許文献３】特願２００６−１６８７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
被検査面の表面の外観検査においては、表面の凹凸の分布状態に起因するむら及び、表面に付着したゴミや異物、そしてケバ等をいかに効率的にそれぞれ評価するかが重要になってくる。被検査面の表面の外観検査で見たい欠陥の種類に応じて最適な照明条件及び撮像条件は異なってくる。
【００１６】
一般に、被検査面を撮像して被検査面上の欠陥を検査するとき欠陥の種類に応じて最適な照明条件で、例えば被検査面を均一に照明し、かつ被検面に大きな入射角で入射させると被検査面上の欠陥を高感度（高精度）に検出（観察）することが容易となる。
【００１７】
特に被検査物体として、立体形状、例えば円柱（円筒）や球体等の表面（被検査面）のキズや付着物等の欠陥を精度良く検査するには、被検査面を均一で、かつ大きな入射角で効率良く照明することが重要になってくる。
【００１８】
しかしながら立体形状の被検査面を欠陥の種類に応じた照明条件で照明することは大変困難である。
【００１９】
特に、立体形状を有する被検査部材の表面状態の凹凸の分布状態に起因するむら及び表面に付着した異物やケバ等を表面近傍の構造の影響を受けずに、異なるタイプの欠陥を効率良く検査する事は大変難しい。
【００２０】
本発明は、被検査面の表面凹凸の分布のムラを評価すると同時に、簡便に表面に付着したゴミや異物、そしてケバ等の欠陥を表面の構造に影響されずに容易に検査することができる照明装置及びそれを有する外観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】
【００２１】
本発明の照明装置は、光源手段と、該光源手段から出射した光束を被照射物体の被照射面に斜め方向の成分を多く含む光束で照明する照明手段と該照明手段からの光束であって、該被照射物体に照射されなかった光束の一部を該被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材とを有し、該被照射面を該照明手段からの光束と、該拡散部材からの拡散光束で同時に照明することを特徴としている。
【００２２】
この他本発明の照明装置は、光源手段と、該光源手段から出射した光を被照射物体の被照射面に斜方向から入射させる照明手段と、該被照射物体に対し、該光源手段と反対側に配置され、該照明手段から出射し、該被照射面を照明しない光束の一部を該被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材とを有することを特徴としている。
【００２３】
又、本発明の外観検査装置は、照明装置からの光で照明され、被照射面に配置された被検査物体上の被検査面を撮像する撮像手段を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被検査面の表面凹凸の分布のムラを評価すると同時に、簡便に表面に付着したゴミや異物、そしてケバ等の欠陥を表面の構造に影響されずに容易に検査することができる照明装置及びそれを有する外観検査装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の照明装置は、例えば、複写機、レーザープリンタ等の画像出力装置で使用される電子写真用の感光体ドラム、定着装置の定着ローラ等の円柱形状より成る被検査物体の表面の外観の検出に好適なものである。
【００２６】
本発明の照明装置は、光源手段から出射した光束を円筒形状の被照射物体（円筒物体）の被照射面に照明手段によって斜め方向の成分を多く含む光束で照明している。
【００２７】
具体的には、円筒物体の円筒軸と平行な方向に長い長方形状の光束で円筒物体の円筒面をその法線に対し斜方向から照明している。
【００２８】
そして更に照明手段からの光束であって、被照射物体に照射されなかった光束の一部を被照射物体側へ拡散反射させる拡散部材を被照射面に対し照明手段と反対側に配置している。
【００２９】
そして被照射面を照明手段からの光束と、拡散部材からの拡散光束で同時に照明している。
【００３０】
そして本発明の外観検査装置では、被照射面（被検査面）を撮像手段で撮像し、それより被検査面に付着している欠陥の有無を検査している。
【実施例１】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明の照明装置及びそれを有する外観検査装置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、重複する部材の説明は省略する。
【００３２】
まず、本発明の実施例１の被検査物体の表面凹凸形状の分布状態に起因するむら（照明むら）を評価するのに適切な構成について説明する。
【００３３】
図１は実施例１の被検査物体の表面凹凸形状の分布状態に起因するむらを評価する為の外観検査装置の要部側面図である。
【００３４】
図２は図１の要部上面図、図３は図１の要部正面図である。
【００３５】
本実施例の外観検査装置は被検査物体の被検査面を照明する照明装置と、被検査面を撮像する撮像装置とを有している。
【００３６】
図１〜図３において、１０１Ｌ、１０１Ｒは各々照明装置である（以下、照明装置又は照明系１０１という場合もある）。１Ｌ、１Ｒは光入射面と反射面を有する照明手段を構成するプリズム（プリズム部材）である（以下、プリズム１又は照明手段１という場合もある）。
【００３７】
２Ｌ、２Ｒはプリズム１Ｌ、１Ｒに対応して設けた光源手段（発光部）である（以下、光源２という場合もある）。３Ｆ、３Ｂは被検査物体４を挟んで対向配置したミラー（反射手段）である（以下、ミラー３という場合もある）。
【００３８】
４は長方形状又は円筒形状より成る被検査物体であり、その一部の被検査面（被照射面）４ａは照明装置１０１からの光で照明されている。５は撮影手段（撮影系）であり、照明装置１０１からの光で照明された被検査物体４の照明領域４ａの一部を撮像している。
【００３９】
プリズム１Ｌ（１Ｒ）は光源２Ｌ（２Ｒ）からの光束を被検査物体４に導光している。
【００４０】
尚、図２の上面図では図の見易さを考慮し、図１で示した撮影手段５を省略してある。又、図３の正面図は図１の光源２Ｌ側から見たときの概略を示している。
【００４１】
図１において３４は入射光を拡散反射させる拡散部材（拡散シート）であり、平面形状より成っている。拡散部材３４は被検査物体４に対し、光源手段２側（照明手段１側）と反対側に配置されている。拡散部材３４は、照明手段１から出射する長方形状の光束の長手方向に長い長方形状より成る。
【００４２】
図７は拡散部材３４の説明図である。拡散部材３４にはプリズム１を出射した照明光のうち被検査物体４に入射しないで被検査物体４の前後方向や側面を通過した光（入射光）３５が入射する。
【００４３】
３３は拡散部材３４に入射光３５が入射したことによって形成される２次拡散光源である。
【００４４】
図７はこの拡散部材３４に照射し、拡散反射された光３５ａが色々な方向に拡散されるもようを示したものである。入射光３５は拡散部材３４上の２次拡散光源３３の位置で拡散する。拡散部材３４がほぼ完全拡散面に近ければ、図７のようにほぼ強度は入射方向によらず、一定の等方的な分布の拡散光３５ａとなる。
【００４５】
本実施例では照明装置１０１Ｌ、１０１Ｒからの光で被検査物体４上の被検査面４ａを照明し、被検査面４ａを撮像手段５で撮像し、被検査面４ａ上の表面状態、例えば表面の付着物（欠陥）の有無を検査している。
【００４６】
なお、実施例１では被検査物体４上の照明領域における光量と光量分布の均一性を上げるためにプリズム１Ｌと光源２Ｌから構成される照明装置１０１Ｌを被検査物体４の左側に配置している。又、同様の構成の照明装置１０１Ｒを被検査物体４の右側に配置している。
【００４７】
又、拡散部材３４からの拡散光３５ａで被検査物体４の側面を照射している。
【００４８】
本実施例では光源２Ｌ、２Ｒに円筒形状の発光管を使用することが好ましいが、プリズム（導光光学系）１Ｌ、１Ｒの形状により、球状の発光面の光源も使用可能である。
【００４９】
円筒形状の発光管にはＸｅ管、蛍光灯などが使用可能であるがストロボ用Ｘｅ管を使用することがより好ましい。
【００５０】
また、球状の発光面の光源には、例えば白熱電球、ＬＥＤ、ハロゲンランプなどを使用可能である。
【００５１】
撮影手段５にはＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどのエリアセンサ、あるいは、ラインセンサを搭載したデジタルカメラやビデオカメラ等を使用することができる。
【００５２】
実施例１では撮影手段５をその撮像軸（光軸）２５が被検査物体４の被検査面４ａに対して垂直方向となるように配置している。ここで被検査面４ａは全体として一平面と見なすことができ、４ｂはそのときの法線である。従って撮像軸２５と被検査面４ａの法線４ｂとは一致している。
【００５３】
撮像手段と被検査面の間には屈折部材（プリズム）が存在しないよう配置しているため、屈折部材による収差の無い良好な画像が得られる。
【００５４】
照明装置１０１Ｌ（１０１Ｒ）からの光で被検査面４ａを法線４ｂに対し斜め方向から照明している。照明光を被検査面４ａに対し斜め入射としているため、撮像手段５は被検査面４ａからの拡散反射光で被検査物体４を観測する。したがって、撮像手段５で得られる画像は暗視野画像である。
【００５５】
ただし、本実施例の外観検査装置１００は暗視野画像の撮影に限ったものではない。撮影手段５を配置する角度を照明の入射角とは対称の角度にすることで被検査面４ａにおける正反射光からなる明視野画像の撮影も可能である。
【００５６】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、プリズム１の側面と被検査物体４の拡大図であり、光源２からの光の光線追跡の結果を示している。
【００５７】
プリズム１は、入射面（屈折面）１１、１２、１４、反射面（全反射面）１３、１５、反射面（全反射面）１７、出射面１６を有している。
【００５８】
ここで入射面１１は集光作用をする曲面形状より成っている。反射面１３、１５、１７は全反射を利用しているが、金属膜を施して反射面としても良い。
【００５９】
光源２の発光点Ｏから出射した光束のうち出射光軸Ｏａ及びその近傍の出射光軸方向の光束は、図４（Ａ）に示すように、屈折面（入射面）（第１の入射面）１１に入射し、全反射面（第１の全反射面）１７で反射して出射面１６から出射する。
【００６０】
一方、発光点Ｏから出射した光束のうち出射光軸Ｏａより上側に大きな角度から出射した射出光軸方向以外の光束は、図４（Ｂ）に示すように入射面（第２の入射面）１２へ入射する。そして全反射面（第２の全反射面）１３で第１の全反射面方向へ全反射した後、全反射面１７で反射して出射面１６から被照射面方向へ出射する。
【００６１】
又、発光点Ｏから出射した光束のうち、出射光軸Ｏａより下側に大きな角度から出射した光束は、図４（ｃ）に示すように入射面（第２の入射面）１４へ入射する。そして全反射面（第２の全反射面）１５で全反射した後、全反射面１７で反射して出射面１６から出射する。
【００６２】
発光点Ｏから出射した全ての光束は全反射面１７で全反射され、偏向され、出射面１６から出射し、被検査物体４上の被検査面４ａを斜方向から照明している。
【００６３】
このような形状のプリズム１Ｌ、１Ｒを用いることで、光源１から前方（被検査物体４側）に出射する光束を屈折と全反射を利用して効率良く被検査面４ａを照射している。
【００６４】
尚、入射面１１から入射した光のうち、反射せず直接出射面１６から出射する光も存在する。
【００６５】
又、反射面１３又は反射面１５で反射した光のうち、直接出射面１６から出射する光も存在する。
【００６６】
プリズム１の出射面１６からの出射光軸Ｏａ上の光線の被検査物体４に対する入射角αは７５°±１０°（６５°〜８５°）になるようにしている。
【００６７】
これは、暗視野画像により物体表面の欠陥（キズ、ゴミなど）を観測する場合、入射角を大きくした方が検出感度の点で優れているためである。
【００６８】
ミラー３Ｆ、３Ｂは図１〜図３に示すようにプリズム１の出射面１６と被検査物体４の間であって、被照射基準面（ＸＺ平面）に平行で、出射光軸Ｏａを挟んで対向配置している。
【００６９】
又、図２に示すようにプリズム１の側面１Ｌａ、１Ｌｂの延長面（ＸＺ平面に平行な面）上に平行となるように配置している。
【００７０】
このように構成することでプリズム１の出射面１６から出射し、プリズム１の側面方向（Ｙ方向）に抜ける光、即ち照射基準面（ＸＺ平面）に対し垂直方向の成分を持つように出射した光を被検査面４ａ方向へ反射させている。
【００７１】
出射面１６から出射した光をミラー３Ｆ、３Ｂで反射させることで、被検査物体４の検査面４ａに入射する光束が増加し、効率の良い照明を行っている。また、被検査物体４の表面上での長手方向と側面方向の光量分布の均一性を向上させている。
【００７２】
図８は拡散物体３４の２次拡散光源３３からの光束３５ａが被検査物体４を照明するときの光路を示している。拡散光３５ａは被検査物体４の被検査面（円筒面）４ａを斜め方向の光束で照明している。
【００７３】
このときの照明は立体形状の被照射物体が、円筒物体の場合に、その円筒軸と平行なライン照明となるようにした。
【００７４】
このように本実施例では、プリズム１からの斜め成分を多く含む照明で立体形状の被照射物体を照明している。更に被照射物体に照射されなかった照射光の光路の一部に所定形状の拡散部材を置き、散乱される２次拡散光源からの拡散光で照明している。これによって斜め成分を多く含む照明と同時に異なる照明条件で該被照射物体を照射している。
【００７５】
次に、本実施例において被検査面４ａの一部の面２１上に存在する異物やケバ等の表面の付着物の評価に適切な照明について図５を用いて説明する。
【００７６】
図５は被検査面４ａ上の一部の微小な面２１に存在する表面の付着物２３の評価に適切な照明の第一の基本概念図である。
【００７７】
円筒形状等の立体形状を持つ物体（被検査物体）の表面（被検査面）は所定の位置近傍に着目すれば、ある傾きを持った平面（面）２１で近似される。ｎをこの微小領域の面２１の法線方向とする。２２ａをこの面２１に入射する光線とする。
【００７８】
２２ｂは光線２２ａの面２１での正反射光（出射光線）である。このときθを撮像系５の撮像軸２５と該法線ｎとのなす角度とする。又、φを撮像軸２５と光線２２ａとのなす角度とする。
【００７９】
本実施例では、撮像系５の撮像軸２５と出射光線２２ｂの方向との角度が９０°以上になるように設定する。これにより後方散乱光による撮像を行う。その際、法線方向ｎへ散乱した成分の光は撮像系５へは入射しない構成としている。
【００８０】
後方散乱光を積極的に取り込む事によって、被検査面４ａの散乱性にとんだ異物やケバ等の付着物２３に敏感な画像を取り込むように設定している。
【００８１】
撮像軸２５が法線ｎと一致していない。この為に、撮像系５の像面は傾きを持ち、全面的にフォーカスを合わせる事は一般的には難しい。このため、像面の傾きによる画像のぼけは撮像系５のＦｎｏ（Ｆナンバー）の設定やフォーカス位置の最適化及び異物やケバ等の解像に必要な範囲で検出可能な値に設定している。
【００８２】
異物やケバ等の微細な付着物２３の構造を求めることではなく、存在や大きさを評価するには、多少フォーカスして撮像しても評価は可能である。
【００８３】
ボケたこれらの異物やケバ等からの散乱光の光量を評価すれば、問題になる存在か否かの判別が可能である。
【００８４】
本実施例では、フォーカスを合わせる際、フォーカス面をどこに設定したら、全体にもっとも有効な画像が得られるかを全体構成から決めている。
【００８５】
図６は本発明の実施例１の表面の付着物の角度評価に適切な照明の概念図である。３１，３２，３３は拡散部材３４上の拡散２次光源３１ｃ、３２ｃ、３３ｃからの散乱光を示したもので、矢印はその方向の拡散光強度を示す。
【００８６】
該拡散光の一部３１ａ、３２ａ、３３ａは被検査物体４の表面（被検査面）上の点３１ｂ、３２ｂ、３３ｂをそれぞれほぼ接線方向から照射する。
【００８７】
このような２次拡散光源３１ｃ、３２ｃ、３３ｃを作れば、被検査物体４の表面４ａの一部を接線方向に近い照明光３１ａ、３２ａ、３３ａが得られる。即ち、接線照明成分を持つ光束で照明することができて、異物とケバ等の付着物を見やすくする事ができる。
【００８８】
本実施例において、光源手段２からの光はプリズム１を透過し、斜め成分の多い照明光となり、出射する。またプリズム１を射出後、平面ミラー３で紙面と垂直方向に傾きを持った光は反射され、被測定物体４を直接照明し、効率の良い照明系を構成している。更にプリズム１を出射した光が被測定面４ａに対し光源手段２と反対側に配置した拡散物体３４により拡散された拡散光３５ａで照明している。
【００８９】
本実施例では、このようにプリズム１を出射し、直接照明する光と２次拡散光源３３からの光の２つの照明光が同時に被測定物体４を照射するようにしている。
【００９０】
このような照明によって、本実施例では被検査物体４を斜め成分の光束が多く含まれる照明光で照射している。そしてこのように照明された被測定物体４の被検査面４ａを撮像系５で撮像している。
【００９１】
本実施例では、このような構成をとることによって、立体形状の被検査面を均一でかつ大きな入射角で照明することができ、被検査面に存在するキズ、ケバ等の欠陥を高精度に検出することができる照明装置及びそれを有する外観検査装置を得ている。
【実施例２】
【００９２】
図９は本発明の実施例２の一部分の被検査物体近傍の要部正面図である。
【００９３】
図９では２つの被検査物体５１、５２をＸ軸に平行に配置している。拡散物体３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）はシート状の拡散シートとしてそれぞれ被検査物体５１、５２の下方に撮像系５からみて両側になるように配置している。
【００９４】
図１０は拡散物体３４ａ、３４ｂによる２次光源からの拡散光のうち被検査物体５１へ入射する拡散光の説明図である。
【００９５】
被検査物体５１のそれぞれ両側の被検査面５１ａ、５１ｂをほぼ接線照明に近い状態で照明している。
【００９６】
図１１はこのような照明により照射された被測定物体５１を撮像系５で撮像した画像を示す（尚、実施例１においても同様な画像が得られる）。中央部に被測定物体５１が存在し、その上下に拡散部材（拡散シート）３４ａ、３４ｂが存在する。
【００９７】
被検査物体５１は中央部分（中央領域）３７の斜め成分の多いプリズム１からの照射領域と、上下の被検査物体５１端の領域３６ａ、３６ｂの拡散物体３４ａ、３４ｂからの２次拡散光源による照明との領域に分割される。上下領域は接線照明に近い照射状態で照射される事になる。
【００９８】
このように領域別に異なった種類の照明により照射された被検査物体５１、５２が同時に撮像される。中央領域３７では表面凹凸の粗密のムラに影響される欠陥３９が検出され、上下の領域３６ａ、３６ｂでは異物やケバ等の付着物３８ａ、３８ｂが検出される。
【００９９】
図１２は図１１の周辺領域３６ａ付近を拡大したもので異物やケバ３８ａが撮像されている状態を示す。ケバ３８ａは被検査物体５１の表面から少し浮き上がって存在する物もあるが、特に被検査物体５１の端に来た場合は背景光を暗くしてコントラスト良く撮像される事が好ましい。
【０１００】
そこで、散乱部材３４ａ、３４ｂは撮像方向から見て、被検査物体５１と若干の隙間４０ａ、４０ｂが存在するように配置すると好ましい。
【０１０１】
尚、このような画像は実施例１でも得られ、実施例２と同様に被検査面の外観を検査している。
【実施例３】
【０１０２】
図１３は本発明の実施例３の外観検査装置の全体構成図（側面図）である。本実施例では斜め成分の多い照明をプリズム１で構成し、被検査物体４の表面の略垂直方向で撮像する点は実施例１と同様である。
【０１０３】
違いとしては、図１５に示すように拡散部材３４の表面（光入射側）に偏光シート（偏光部材）（第１の偏光部材）４２を配置した。
【０１０４】
更に、撮像系５の手前（撮像光路中）に偏光板（第２の偏光部材）４１を配置し、両者がクロスニコル（偏光状態が垂直）となる条件で配置している。
【０１０５】
このようにすると異物やケバ等の付着物で散乱された光は偏光が乱され、撮像系５に光が到達する。このような異物やケバがあるところだけ強調された画像を得る事ができる。図１４はこのようにして得られた画像のイメージを示す。
【０１０６】
被検査物体４の中央部３７の画像は偏光していない照明であり、偏光板を挿入していない状態での画像とほぼ同様の画像となり表面凹凸の分布状態に起因するムラは検出される。
【０１０７】
中央領域３７と周辺領域３６ａ，３６ｂの光量のバランスは拡散部材３４（３４ａ、３４ｂ）の反射率を適当に設定する事により両者のバランスの取れた最良の状態で撮像可能である。
【０１０８】
本発明における各実施例では以上のような構成により、被検査物体４上の被検査面４ａに付着する付着物の有無を高精度に検出することができる。
【０１０９】
特に本発明によれば、立体形状を有する被検査部材の表面状態の凹凸の分布状態に起因するむら及び表面に付着した異物やケバ等を表面近傍の構造の影響を受けずに、異なるタイプの欠陥を効率良く検査する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施例１の要部側面図
【図２】本発明の実施例１の要部上面図
【図３】本発明の実施例１の要部正面図
【図４】図１のプリズム側面図を拡大したものと光線追跡の結果
【図５】本発明の実施例１の照明系の基本概念図
【図６】本発明の実施例１の照明系の概念説明図
【図７】本発明の実施例１の２次拡散光源の説明図
【図８】本発明の実施例１の２次拡散光源の拡散光を示す説明図
【図９】本発明の実施例２の要部正面図
【図１０】図９の２次拡散光源の光路の説明図
【図１１】本発明の実施例２の上面から撮像した画像の説明図
【図１２】図１１の撮像画像の拡大図
【図１３】本発明の実施例３の装置全体の構成図（側面図）
【図１４】本発明の実施例３による撮像画像の説明図
【図１５】図１４の一部分の拡散物体と偏光シート構成図
【図１６】従来の照明装置の説明図
【図１７】従来の拡散板による間接照明の説明図
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・照明用プリズム（照明手段）
２・・・光源（光源手段）
３・・・ミラー（反射部材）
４・・・被検査物体
５・・・カメラ（撮像装置）
１１〜１７・・・プリズムの面
２１・・・微小領域の面
２２・・・入射する光線
２３・・・表面付着物
２４・・・撮像系
２５・・・撮像軸
３１、３２、３３・・・拡散状態を示す図
３１ａ，３２ａ，３３ａ・・・拡散２次光源から被検査物体表面へ接線照明する光線
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ・・・被検査物体表面上の接線照明される位置
３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ・・・散乱２次光源発光点
３４・・・拡散部材
３５・・・拡散物体表面へ入射する光線
３６・・・拡散２次光源により照明される被検査物体表面領域
３７・・・斜め成分を多く含む照明により照明される被検査物体表面領域
３８・・・拡散物体表面
３９・・・表面欠陥例
４０・・・被検査物体と拡散物体の間に設けられた照明光がほとんど当らない領域
４１・・・偏光板
４２・・・偏光シート
１２２・・・光源
１２３・・・照射光束の方向
１２４・・・角膜
１２５・・・撮像軸
１２６・・・撮像系
１２７・・・固視点
１２８・・・固視点の方向
２０１・・・照明環境空間
２０２・・・半球状反射板
２０３・・・平板からなる下地
２０４・・・測定物の茄子
２０５・・・ハロゲンランプ
２０６・・・拡散板
２１０・・・測定装置
２１１・・・選果装置
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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１６】
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【図１７】
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【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９】
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【図１０】
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【図１５】
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