(57)【要約】【課題】周囲の環境や作業者の能力に関係なく、光を反射する面である被対象面の表面の測定を正確に行う。【解決手段】入射光の全部又は一部が反射される被測定面Ｍｒ１に測定用像を投影する背景部５と、全面に測定用像が投影されている被測定面Ｍｒ１を撮像する撮像部４と、被測定面Ｍｒ１に照明光を照射する照明部３と、撮像部４が撮像した撮像画像の画像処理を行う画像処理部６１とを備え、撮像部３及び照明部４は、被測定面Ｍｒ１における反射像が撮像画像に入らない位置に配置される表面測定装置Ａ。【選択図】図３
2016148540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の全部又は一部が反射される被測定面に測定用像を投影する背景部と、
前記測定用像が投影されている前記被測定面を撮像する撮像部と、
前記被測定面に照明光を照射する照明部と、
前記撮像部が撮像した撮像画像の画像処理を行う画像処理部とを備え、
前記撮像部及び前記照明部は、前記被測定面における反射像が前記撮像画像に入らない位置に配置される表面測定装置。
【請求項２】
前記照明部が複数の異なる位置から前記被測定面に対して照明光を照射する請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項３】
前記被測定面、前記撮像部及び前記照明部を覆うカバー部を備えており、
前記カバー部は遮光性を有するとともに前記カバー部の内面が前記背景部を兼ねる請求項１又は請求項２に記載の表面測定装置。
【請求項４】
前記背景部が一定以上の輝度の測定用像を出射する請求項１又は請求項２に記載の表面測定装置。
【請求項５】
前記被測定面、前記背景部、前記撮像部及び前記照明部を覆うとともに遮光性を有するカバー部を備えている請求項１、請求項２又は請求項４のいずれかに記載の表面測定装置。
【請求項６】
前記被測定面を備える測定対象体を載置するとともに、前記被測定面の角度を変更可能な測定治具を備えている請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面測定装置。
【請求項７】
前記被測定面で反射された前記測定用像がマンセル色相環でＲ、ＲＰ、Ｐ、ＰＢ、Ｂ、ＢＧ、Ｇ、ＧＹ及びＹＲに含まれる１色又は複数色で形成された像である請求項１から請求項６のいずれかに記載の表面測定装置。
【請求項８】
前記被測定面で反射された前記測定用像の明度がマンセル値で０以上６以下である請求項１から請求項７のいずれかに記載の表面測定装置。
【請求項９】
前記画像処理は、二値化処理、エッジ検出処理及び平滑化処理のいずれかの処理を含む請求項１から請求項８のいずれかに記載の表面測定装置。
【請求項１０】
前記撮像画像に画像処理を施した処理画像における前記被測定面に対応する部分の画素全部又は一部の輝度の諧調値に基づいて前記被測定面の状態を判定する判定部を備えている請求項１から請求項９のいずれかに記載の表面測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡面状の被測定面の測定を行う表面測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの光学機器では、鏡面を有する光学素子が用いられている。前記光学素子は前記鏡面で入射像を反射するために設けられている場合が多い。前記鏡面が入射像を正確に反射するためには、前記鏡面に傷、異物の付着、汚れ、くもり等がないことが好ましい。また、近年、ハードディスクの記録媒体としてガラス基板が用いられていることが増えており、その性質上、ハードディスクのガラス基板の表面も鏡面処理が施されており、構造上、微小な凹凸（汚れ、傷に相当）があっても、駆動が困難になる。そのため、鏡面の測定が重要になっている。
【０００３】
現在、前記光学素子の製造工程内又は製造工程後に、前記鏡面の検査が行われている。前記鏡面の検査において、表面粗さ計等の接触方式の測定器は、測定によって鏡面に傷をつける恐れがあり不向きである。そのため、前記鏡面の検査には非接触方式の測定装置が採用されている。
【０００４】
対象物の表面を非接触方式で測定する方法としては、例えば、特開２００７−２４８３３９号公報、特開２０００−１１４６８号公報等に記載の測定方法がある。特開２００７−２４８３３９号公報の光学部品検査装置は、測定治具の上部に載置した光学部品に対し、光源装置からの光を反射ミラーで反射して下方から照射し、前記光学部品の鉛直上方に固定されたカメラで光学部品を撮影している。そして、撮影した画像をパソコンディスプレイに表示し、検査者が表示された画像を見て、汚れや曇りの検査を行っている。
【０００５】
また、特開２０００−１１４６８号公報の検査装置は、光学ディスク（ＣＤ等）の保護コート膜及び反射膜に定型模様の陰影を含む光線を照射し、前記保護コート膜及び前記反射膜に映った定型模様の陰影を撮像し、基準となる画像（あらかじめ用意した、正常な保護コート膜を有する光学ディスクで同様に撮影した画像）と比較し、定型模様の変形を認識することで、保護コート膜のコートむらの有無を判定している。
【０００６】
また、非接触方式の測定方法としては、作業者が測定対象の鏡面を目視して、傷、異物の付着、汚れ、くもり等を測定（検査）する方法も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４８３３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１１４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００７−２４８３３９号公報に記載の光学部品検査装置は、光学部品に光を透過させ、光が透過したときの光学部品の像を撮像する構成であり、金属膜を形成する鏡面処理を行った光学素子では、光が全く或いはほとんど透過しないため、利用が困難である。また、光学部品の正面にカメラを配置して撮影を行うと、光学部品で反射したカメラの像が撮像されてしまい、撮像画像を利用した鏡面の測定を行うことが困難である。
【０００９】
また、特開２０００−１１４６８号公報の検査装置では、定型模様の陰影を比較するため、定型模様の陰影を含む光線を生成する網状体が必要であるとともに、定型模様の変形状態を比較しなくてはならず、比較するときも複雑になる。
【００１０】
さらに、作業者が目視で検査する場合、作業者の能力（習熟度）によってばらつきが生じる。また、同じ作業者であっても疲労の度合いや周囲の環境によって左右されやすく、検査結果にばらつきが生じやすい。
【００１１】
そこで本発明は、光を反射する面である被測定面の表面の測定を正確に行うことができる表面測定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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、入射光の全部又は一部が反射される被測定面に測定用像を投影する背景部と、全面に前記測定用像が投影されている前記被測定面を撮像する撮像部と、前記被測定面に照明光を照射する照明部と、前記撮像部が撮像した撮像画像の画像処理を行う画像処理部とを備え、前記撮像部及び前記照明部は、前記被測定面における反射像が前記撮像画像に入らない位置に配置される表面測定装置を提供する。
【００１３】
この構成によると、背景部からの測定用像が映りこんでいるとともに、撮像部や照明部が映りこんでいない状態の被測定面を撮像するので、撮像画像の被測定面の背景に測定に不要なものの映り込みを抑制している。これにより、撮像画像に異物、汚れ、傷、くもり等の異常以外のものが映るのを抑制し、画像処理利後の処理画像から簡単且つ精度よく被測定面の測定を行うことが可能である。
【００１４】
上記構成において、前記照明部が複数の異なる位置から前記被測定面に対して照明光を照射してもよい。このような照明部を有することで、撮像画像に照明光及び照明光の正反射光が入射するのを抑制することができ、被測定面の表面状態を正確に測定することができる。なお、前記照明部は、照明を行う場所を移動させることができるものとしてもよい。
【００１５】
上記構成において、前記被測定面、前記撮像部及び前記照明部を覆うとともに遮光性を有するカバー部を備えていてもよい。このような構成とすることで、外部からの光（外乱光）の影響を抑制することができるため、測定の精度を高めることが可能である。また、前記カバー部の内面が前記背景部を兼ねるようにしてもよい。このような構成とすることで、背景部を別途設ける必要がなく、構成を簡略化することが可能である。
【００１６】
上記構成において、前記背景部が一定以上の輝度の測定用像を出射するようにしてもよい。このような構成とすることで、暗室のような光量が少ない場所で、被測定面に投影される測定用像として所望の色の像或いは形状、文字、記号等を含む像を投影することが可能である。
【００１７】
上記構成において、前記被測定面を備える測定対象体を載置するとともに、前記被測定面の角度を変更可能な測定治具を備えていてもよい。このような構成とすることで、測定用像（背景部の投影像）以外の像が被測定面に投影され、撮像画像に含まれるのを抑制することが可能である。また、被測定面の角度調整を行うことで、照明部や撮像部が映りこまないように調整することができるので、測定精度を高めることが可能である。
【００１８】
上記構成において、前記被測定面で反射された前記測定用像がマンセル色相環でＲ、ＲＰ、Ｐ、ＰＢ、Ｂ、ＢＧ、Ｇ、ＧＹ及びＹＲに含まれる１色又は複数色で形成されていてもよい。
【００１９】
上記構成において、前記被測定面で反射された前記測定用像の明度がマンセル値で０以上６以下としてもよい。
【００２０】
上記構成において、前記画像処理は、二値化処理、エッジ検出処理及び平滑化処理の少なくともひとつを含んでいてもよい。
【００２１】
上記構成において、前記画像処理部で画像処理した前記撮像画像の前記被測定面に対応する各画素の諧調値に基づいて前記被測定面の状態を判定する判定部を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、光を反射する面である被測定面の表面の測定を正確に行うことができる表面測定装置を提供することができる。また、測定後の上方に基づいて、表面の状態を数値化することで、周囲の環境や作業者の能力に関係なく、被測定面の表面状態を客観的に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる表面測定装置の一例の概略斜視図である。
【図２】図１に示す表面測定装置のブロック図である。
【図３】は図１に示す表面測定装置の概略配置図である。
【図４】処理画像の規定の範囲の模式図である。
【図５】処理画像の規定の範囲の模式図である。
【図６】本発明にかかる表面測定装置の測定手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる表面測定装置の他の例に用いられる背景部の概略図である。
【図８】本発明にかかる表面測定装置のさらに他の例の概略である。
【図９】撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。
【図１０】撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。
【図１１】撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明にかかる表面測定装置について図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は本発明にかかる表面測定装置の一例の概略斜視図である。本発明にかかる表面測定装置は、測定対象体の被測定面の傷、異物の付着、よごれ、くもり等を測定する測定装置である。なお、本発明では、測定対象体として鏡面処理（例えば、金属膜の成膜処理、誘電体膜の成膜処理）が施された被測定面Ｍｒ１を備えたミラー基板Ｍｒの表面測定を行うものを例に説明する。
【００２６】
図１に示すように、表面測定装置Ａは、筐体１と、測定治具２と、照明部３と、撮像部４と、背景部５とを備えている。筐体１は、測定治具２、照明部３、撮像部４及び背景部５を保持するための保持部材である。筐体１は、平板状の基台１０と、基台１０から突出した支柱部１１とを備えている。基台１０の底面には、不図示のレベル調整部が備えられており、基台１０（の上面）が水平又は水平に対して任意の角度となるように調整することができるようになっている。
【００２７】
支柱１１は基台１０の上面と垂直であり、基台１０の上面を水平となるように調整することで、支柱１１を鉛直に立設することができる。支柱１１には、照明部３を保持する照明保持部１１１と、撮像部４を保持する撮像部保持部１１２とを備えている。また、測定治具２は支柱に固定されている。
【００２８】
測定治具２は、被測定面Ｍｒ１の表面の測定を行うとき、測定対象体Ｍｒを保持する保持部である。測定治具２は、測定対象体Ｍｒを載置する載置面２１と、載置面２１の角度を変更（調整）する調整部２２とを備えている。測定治具２として、ゴニオステージを採用しているが、これに限定されるものではなく、載置面２１の撮像部４に対する角度を変更可能なものを広く採用することができる。なお、調整部２２は、手動で調整するものであってもよいし、外部からの調整信号を受けて電動で調整するものであってもよい。ここでは、外部からの調整信号（後述の処理部６からの調整信号）に基づいて、載置面２１の角度調整を行うものとする。また、２軸或いはそれ以上の軸周りに角度調整が可能な構成であってもよい。
【００２９】
また、測定対象体Ｍｒ及び被測定面Ｍｒ１のばらつきが予め決められた範囲内である場合、角度調整が不要な場合もある。このような角度調整が不要な場合、角度調整をしない（予め決められた角度傾いている）測定治具を用いてもよい。
【００３０】
また、測定治具２の載置面２１には、載置した測定対象体Ｍｒをずれないように保持する保持機構（不図示）が備えられている。この保持機構は、ばね等を用いて測定対象体Ｍｒの側部（側面）をつかんで保持するものであってもよいし、空気を吸引することで、測定対象体Ｍｒを載置面２１に吸着するものであってもよい。保持機構としては、測定対象体Ｍｒをしっかり保持するとともに、保持が不要なときには、測定対象体Ｍｒを開放できるものを広く採用することができる。本実施形態では、測定対象体Ｍｒを載置面２１に直接載置するものとしているが、これに限定されるものではなく、別途、測定対象体Ｍｒを一旦別部材で固定し、その別部材を載置面２１上に載置するとともに、保持機構で保持するようにしてもよい。
【００３１】
照明部３は、被測定面Ｍｒ１に照明光を照射するものであり、直接光及び被測定面Ｍｒ１で正反射された光が撮像部４に入射しないように配置されている。図１に示すように、表面測定装置Ａにおいて、照明部３は円環状のハウジングに複数個の白色ＬＥＤ光源（不図示）を周方向に等間隔に並べた構成を有している。各ＬＥＤは光軸がハウジングの中心軸を向くように傾けて設けられており、輝度むらが少ない照明光を照射できる。
【００３２】
測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１の周囲から（２カ所以上から）照明光を照射しており、測定対象体Ｍｒの周囲に影ができるのを抑制できる。なお、ＬＥＤは、点光源であるため、測定対象体Ｍｒまでの距離が長くないと、照明光にむらが出てしまう恐れがある。そのような場合に備えて、円環状のハウジングの光が出射される部分に、透過光を拡散させる拡散部材（拡散板）を配置するようにしてもよい。また、ハウジングでの反射を制御することで、光を均一化することも可能である。
【００３３】
表面測定装置Ａは暗室のような外乱光が無い又は制限された環境で用いられることが好ましいが、外乱光が被測定面Ｍｒ１に照射される環境で用いられる場合もある。このような外乱光が被測定面Ｍｒ１に照射されると、測定精度が悪化しやすい。そこで、照明部３は、外乱光の影響が出にくい輝度の光を被測定面Ｍｒ１に照射するように構成されている。
【００３４】
なお、本実施形態では、円環状のハウジングに複数個の光源であるＬＥＤを配置したリング光源を用いているが、これに限定されるものではない。ＬＥＤ以外にも有機ＥＬ、放電管等の光源を用いてもよい。また、円環状の照明に限定されるものではなく、陰影を抑制するとともに照明光の輝度むらを抑えることができる構成（例えば、ＬＥＤを棒状に配置した照明具やスポット状の照明具を１個又は複数個備える構成）を広く採用することができる。なお、照明部３が棒状の照明やスポット状の照明を利用する構成の場合、照明具と測定治具２との相対位置を変更可能であってもよい。棒状の照明やスポット状の照明を照射する場合、被測定面Ｍｒ１と結んだ線が、被測定面Ｍｒ１の傾斜方向と平面視で交差するように配置することで、照明光の正反射光が撮像部４に入射するのを抑制するのが容易である。また、円環状の照明でも点灯するＬＥＤを制御して、同様に照明を行うことが可能である。
【００３５】
撮像部４は、測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１を撮影する、いわゆる、デジタルカメラである。撮像部４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子と、レンズ等を含む撮像光学系とを備えている。撮像部４の撮像光学系は一定の撮像条件を維持するため焦点（焦点距離）及び絞りが固定のものを用いているが、これに限定されるものではなく、焦点及び絞りの一方又は両方が調整可能であってもよい。
【００３６】
筐体１は、撮像部４の画角内に測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１が収まるとともに被測定面Ｍｒ１にピントが合うように、撮像部４と測定治具２とを位置決めしている。図１に示すように、表面測定装置Ａでは、測定治具２と撮像部４とは、支柱１１に沿って並んで配置されている。撮像部４は、照明部３の円環状のハウジングの中央に形成された貫通窓をとおして、測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１を撮影するように配置されている。
【００３７】
なお、撮像部４は、傾けられた載置面２１に載置された測定対象体Ｍｒを撮影するものであるため、測定対象体Ｍｒの場所によって撮像素子までの距離が変動する。精度の高い撮像画像を取得するため、撮像光学系は載置面２１を最も傾けたとき、載置面２１に載置された測定対象体Ｍｒが収まる被写界深度を有している。
【００３８】
背景部５は、筐体１の基台１０に立設されている。背景部５は、少なくとも測定治具２と面している方の面（測定用面５１）を単色で塗りつぶした平板状の部材である。表面測定装置Ａでは、被測定面Ｍｒ１で反射された（被測定面Ｍｒ１に映りこんだ）測定用面５１を撮像部４で撮像する。すなわち、測定用面５１は被測定面Ｍｒ１に測定用像を投影しており、直接光又は正反射光が入射しないように照射された照明光のもと、測定用像が投影された被測定面Ｍｒ１を撮像部４で撮像する、いわゆる、暗視野観察法を行う。
【００３９】
暗視野観察法では、被測定面Ｍｒ１の傷、異物、汚れ、くもり等の異常の部分での照明光の反射光又は拡散光を撮像することで、異常の部分の観察を行う。暗視野観察法において、異常の部分で反射した又は拡散した光の像（異常の部分の像と称する場合がある）は、他の部分の像に比べて明度が高くなる。そして、測定用像と異常の部分の像との明度に差を付けることで、異常の部分が明確に現れやすく、小さな変化もとらえやすい。このことから、測定用面５１は、被測定面Ｍｒ１で反射された測定用像の明度を低くすることが好ましく、具体的には、被測定面Ｍｒ１で反射された反射像（測定用像）が、明度がマンセル値で０以上６以下となるような色で塗りつぶされている。
【００４０】
また、撮像画像の画像処理では、主に、白と黒の２色間の諧調表示（二値化表示、グレースケール表示）に変更する処理が行われる。このとき、測定用像が黒又は黒に近いグレーで表示された方が、上述の異常の部分とその他の部分との対比が容易になる。そのため、測定用面５１は、被測定面Ｍｒ１での反射像（測定用像）をグレースケール表示したとき、黒又は黒に近いグレーで表示されるような色で塗りつぶされているものとすることができる。具体的な色として、マンセル色相環で、Ｒ、ＲＰ、Ｐ、ＰＢ、Ｂ、ＢＧ、Ｇ、ＧＹ及びＹＲのいずれかを挙げることができる。
【００４１】
本実施形態では、背景部５の測定用面５１を単色で塗りつぶしているものとしているが、２色以上で塗り分けるものであってもよいし、撮像画像に図形、文字等の図柄が現れるような画像が形成されていてもよい。例えば、測定対象体Ｍｒが２以上の領域を有しており、表面の状態に対する要求される条件が異なる場合、条件に合わせて異常を発見しやすい色として２つの領域で異なる色（諧調）のべた塗り像が投影されるようにしてもよい。また、被測定面Ｍｒ１で反射された像に、測定領域（撮像画像における被測定面Ｍｒ１の部分）を限定するようなマーク（例えば、円で囲む、境界部分を示す印をつける等）が含まれるように、測定用面５１に図形を形成していてもよい。さらには、測定対象体Ｍｒが表面に素子を実装する基板である場合、実装する素子の実装部分を表示するような像を投影できるような図柄が形成されていてもよい。
【００４２】
また、背景部５として平板状の部材としているが、これに限定されるものではなく、曲面状或いは２以上の平板を組み合わせた立体形状であってもよい。例えば、２以上の面を有する構成の背景部を用いる場合、測定治具２の動きによって、測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１に異なる測定用像を投影するようにすることも可能である。
【００４３】
次に、本発明にかかる表面測定装置のシステム構成について図面を参照して説明する。図２は図１に示す表面測定装置のブロック図である。図２に示すように、表面測定装置Ａは、上述の各部に加えて、処理部６、記憶部７及び操作部８を備えている。また、処理部６は画像を表示するためのモニタＭｎと接続されている。処理部６は、ＭＰＵやＣＰＵ等の演算処理回路を備えており、複数の処理を行うことが可能な構成となっている。また、必要に応じ、処理プログラムを動作させて処理を行う構成を有していてもよい。
【００４４】
図２に示すように、処理部６は、データ処理部６１と、制御処理部６２と、判定部６３、外部接続インターフェース６４とを備えている。データ処理部６１は、撮像部４から撮像画像を取得し、画像処理を施す処理回路である。画像処理の具体的な例については後述する。
【００４５】
制御処理部６２は、測定治具２の調整部２２、照明部３及び撮像部４に対して、各部が決められた動作を行うように制御信号を送信する。例えば、制御処理部６２が調整部２２に調整信号を送って載置面２１の角度を調整する。また、制御処理部６２は照明部３に制御信号を送って照明部３が測定対象体Ｍｒに照射する照明光の輝度等を調整する。さらに、制御処理部６２は撮像部４に撮像動作を行う制御信号を送る。なお、制御処理部６２は、測定治具２の角度調整、照明部３の輝度等の調整、撮像部４の撮像動作を制御しているが、これ以外の調整を行う場合もある。
【００４６】
なお、測定治具２の動作（移動）については、処理部６からの信号で制御に限定されるものではなく、使用者が手動で動作させるようにしてもよい。また、処理部６で移動を行う場合、各部の移動は、何らかのアルゴリズムで決められた動作を行うものであってもよいし、使用者の指示に従って行うようにしてもよい。また、両方を組み合わせて、ある程度、自動で調整した後、使用者が微調整するようになっていてもよいし、ある程度手動で調整した後、自動で微調整を行うようになっていてもよい。
【００４７】
判定部６３は、データ処理部６１で画像処理を施した処理画像に基づいて、画像の測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１の状態を判定する。判定部６３は、被測定面Ｍｒ１の傷、ごみ、よごれ、擦れ傷、くもり等の有無を数値化し、その数値に基づいて、被測定面Ｍｒ１の状態を判定する。なお、ここで判定とは、良品か不良品かに分ける、優劣順位を付ける又は表面状態に応じて複数のランク付けを行う等を挙げることができる。
【００４８】
外部接続インターフェース６４は、外部装置であるモニタＭｎ、操作部８等を接続するための接続部である。処理部６は外部接続インターフェース６４を介して、モニタＭｎに画像データを送信して画像又は判定結果を表示させることが可能である。また、操作部８からの操作入力を受け付ける。なお、モニタＭｎは例えば液晶パネルを備えた液晶モニタのように、画像、文字等を表示可能な表示装置である。また、操作部８はキーボードやマウス等の入力装置を挙げることができるが、これに限定されず、モニタＭｎ組み合わせてタッチパネルの一部を構成するタッチセンサを操作部として用いてもよい。使用者は操作部８で表面測定装置Ａの操作を行う。
【００４９】
記憶部７は、撮像画像、処理画像等の画像データや判定結果等のデータ等のデータを記憶する。また、記憶部７には、画像処理その他の処理を行うときに用いられるプログラムやデータベースも記憶されている。記憶部７は、例えば、読み出し専用のＲＯＭ、読み出し及び書き込み可能なＲＡＭ、可搬性を有するフラッシュメモリ等半導体メモリを含む構成を有しているがこれに限定されるものではなく、光学式ディスク、ハードディスク等半導体メモリ以外の記憶装置を含んでいてもよい。記憶部７は、処理部６の外部接続インターフェース６４を介して接続されているが、これに限定されるものではなく、処理部６に含まれる構成であってもよい。
【００５０】
次に本発明にかかる表面測定装置Ａによる被測定面Ｍｒの測定方法について図面を参照して説明する。図３は図１に示す表面測定装置の概略配置図である。
【００５１】
表面測定装置Ａでは、上述のとおり、明度が低い単色の測定用像が映りこんでいる被測定面Ｍｒ１を撮像する。そして、被測定用面Ｍｒ１には、斜めから照明光を照射することで、正反射光が撮像部４に入射しないようにする。
【００５２】
また、被測定面Ｍｒ１が鏡面であるため被測定面Ｍｒ１に筐体１、照明部３、撮像部４の像が映りやすく、撮像画像の被測定面Ｍｒ１の背景としてこれらの像が含まれてしまう。この撮像画像で画像処理を行い、異物、汚れ、傷、くもり等を測定するとき、筐体１、照明部３、撮像部４の像が重なると識別が困難になる。そのため、表面測定装置Ａでは、筐体１、照明部３及び撮像部４の被測定面Ｍｒ１での反射像が撮像画像に入らないように測定治具２の載置面２１の角度を調整する。
【００５３】
表面測定装置Ａでは、測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１が撮像部４の撮像範囲に入るとともに、被測定面Ｍｒ１の全体が被写界深度内に入るように測定治具２と撮像部４との位置が調整されている。図３に示すように、撮像部４の撮像範囲は撮像部４から遠ざかるほど広くなっている。この広がりの範囲は、被測定面Ｍｒ１で反射されることで、さらに大きく広がる。表面測定装置Ａでは、被測定面Ｍｒ１で反射した部分も含め、撮像部４の撮像範囲内に、筐体１、照明部３及び撮像部４が入らないように、且つ、被測定面Ｍｒ１で反射された撮像範囲が背景部５の測定用面５１に収まるように測定治具２の載置面２１の角度を調整する。
【００５４】
このように調整した表面測定装置Ａで被測定面Ｍｒ１を撮像し、その撮像画像に対して画像処理を施す表面測定装置Ａはこのような、撮像画像における被測定面Ｍｒ１の異常の部分の輝度変化を測定しやすくするため、データ処理部６１で、画像処理を行う。
【００５５】
次に画像処理について説明する。被測定面Ｍｒ１の異常としては、傷、異物、汚れ、くもり等複数の種類がある。そして、測定対象体Ｍｒは、全ての異常がないことが理想であるが、測定対象体Ｍｒの利用箇所によっては、異常の種類ごとに許容範囲が異なる場合も多い。例えば、製造工程に洗浄工程が含まれる場合、汚れ、くもり等があっても、後の工程で取り除かれるが、傷は取り除かれない。このような場合、汚れ、くもりに対する許容範囲は広く、傷に対しては許容範囲が狭くなる。
【００５６】
そこで、本発明にかかる表面測定装置Ａでは、撮像画像から、被測定面Ｍｒ１の異物、汚れを測定するための第１画像処理と、擦れ傷を測定するための第２画像処理と、くもりを測定する第３画像処理とを行うことができる。以下に、第１画像処理、第２画像処理及び第３画像処理について説明する。
【００５７】
（第１画像処理）
第１画像処理は、撮像画像の被測定面Ｍｒ１に対応する部分の異物や汚れの付着（異常）の測定を行うときに用いられる。照明光が異物や汚れに照射されると、通常の部分（異常が無い部分）とは異なる方向に反射される。通常の部分の反射光は、撮像画像に撮影されないが、異常の部分に照射された照明光の反射光は撮像部４に入射し、撮像される。そのため、撮像画像において異常がある部分（画素）の輝度が上昇する。
【００５８】
そこで、第１画像処理では、二値化処理を採用し、他の部分よりも輝度が高い部分（異常の部分）を明確にした処理画像を取得する。二値化処理は、例えば、画像の輝度を８ビット表示する場合、被測定面Ｍｒ１を構成する画素の輝度値が閾値以下の場合、その画素を輝度０（黒）とし、閾値よりも大きい部分は輝度２５５（白）とするような処理である。なお、二値化処理は公知の技術であるため詳細は省略する。
【００５９】
このように、二値化処理を行うことで、撮像画像にごみや汚れ等の異物の付着以外の原因による多少の輝度のばらつきがあっても、全ての画素を２値（８ビットで輝度を表示する場合、「２５５」と「０」）で表示するため、測定用像の輝度のばらつきの影響を取り除くことができ、異常を正確に検知することが可能である。
【００６０】
（第２画像処理）
第２画像処理は、撮像画像の被測定面Ｍｒ１の擦り傷（異常）の測定を行うときに用いられる。照明光が擦り傷に照射されると、通常の面（異常の内面）とは異なる方向に反射される。そして、その反射光が撮像部４に入射し、異常がある部分の輝度が変化する（輝度が高くなる）。
【００６１】
擦り傷は一定の長さを有していることが多く、撮像画像では、擦り傷が形成されている部分は他の部分と輝度の諧調が異なる。そこで、このような擦り傷の有無を撮像画像から測定するために、第２画像処理として撮像画像に対してエッジ検出処理を行う。エッジ検出処理は、撮像画像の輝度の諧調が変化する部分を検出する。エッジ検出処理された処理画像では、擦り傷が形成されている部分の輝度値が他の部分よりも高くなる。なお、エッジ検出処理は公知のものであり、例えば、ｓｏｂｅｌフィルタを用いた画像処理を挙げることができる。また、これ以外の方法でエッジ検出を行ってもよい。なお、第２画像処理を施した処理画像は、画素ごとに輝度の諧調値を備えた画像データ（例えば、８ビットのグレースケールデータ）である。
【００６２】
（第３画像処理）
第３画像処理は、撮像画像の被測定面Ｍｒ１のくもり（異常）の測定を行うときに用いられる。照明光がくもりに照射されると、通常の面（異常の内面）とは異なる方向に散乱される。そして、その散乱光が撮像部４に入射し、異常がある部分の輝度が変化する。散乱光は、反射光ほど輝度が高くなく、また、散乱光は照射方向が定まっていない場合が多い。このような、散乱光が含まれる撮像画像では上述のような異物や傷のように明確な像が現れにくい。
【００６３】
そこで、くもり部分を強調するため第３画像処理として輝度の平滑化処理を行っている。平滑化処理は、輝度のばらつきを補正する処理である。例えば、ガウシアンフィルタによりボケさせることにより曇りによる白い部分（輝度が高い部分）の影響を広げ、諧調調整（ガンマ調整）によりコントラストが低くなった画像のガンマ曲線が変曲点を境に急峻に立ち上がるように調整し、且つガンマ曲線の変曲点の輝度を下げることによりで曇りによる白い面積を拡大するような画像処理である。
【００６４】
平滑化処理を行うことで、画像の輝度の分布を平滑化し、くもりによる輝度が高い部分の影響を広げることができる。つまり、くもりの影響の部分を強調した処理画像を得ることができる。なお、第３画像処理を施した処理画像は、画素ごとに輝度の諧調値を備えた画像データ（例えば、８ビットのグレースケールデータ）である。
【００６５】
処理部６のデータ処理部６１は撮像画像に対し、上述の第１画像処理、第２画像処理、第３画像処理の少なくとも１つの処理を施したのち、処理後の処理画像（画素毎の輝度値データ）を記憶部７に格納する。なお、処理画像を記憶部に格納するとき、処理画像とともに撮像した被測定面Ｍｒ１を特定する情報（文字列等）と関連付けて格納する（データベース化する）。
【００６６】
表面測定装置Ａは、処理部６に判定部６３を備えており、データ処理部６１で処理した処理画像に基づいて、その画像の良否を数値化している。上述のとおり、処理画像は、各画素のデータが８ビットの輝度値が０（黒）又は２５５（白）である画像データか、各画素のデータが８ビットの輝度値が０（黒）〜２５５（白）の諧調で示される画像データである。そして、異常の部分（異物、汚れ、擦り傷、くもり等）が多いほど、照明光の反射又は拡散の成分が多くなり、白い部分或いは明るい部分が多くなる。そこで、処理画像の被測定面Ｍｒ１に対応する部分のうち規定の範囲（被測定面Ｍｒ１の全体でもよい）での白と黒の比（白黒比と称する）を判定値として算出し、判定値に基づいて良否を判定している。白黒比としてはここでは、画素の規定の範囲における全ての画素での輝度値の総和平均を採用している。しかしながら、これに限定されるものではなく、被対象面Ｍｒ１の評価を行う演算を広く採用することができる。
【００６７】
以下に、判定部６３による処理画像の良否の数値化について図面を参照して説明する。まず、第１画像処理により二値化した処理画像の良否について説明する。図４は処理画像の規定の範囲の模式図である。図４に示す処理画像の規定の範囲Ｉｐ１は説明の便宜上３×３の合計９画素としているが、実際の画像はこれとは異なる。
【００６８】
例えば、被測定面Ｍｒ１に異常がない場合、反射によって明るくなっている部分が無いため、全ての画素で輝度値は０となる。そのため、規定の範囲Ｉｐ１の各画素の輝度値の総和平均が０になる。図４に示す規定の範囲Ｉｐ１は、上段の左側と右側、中段の中央の画素が輝度値２５５である。そして、それ以外の画素は輝度値０である。この処理画像の規定の範囲Ｉｐ１の白黒比は以下の式で算出される。
（２５５＋０＋２５５＋０＋２５５＋０＋０＋０＋０）／９＝８５
【００６９】
つまり、図４の処理画像の規定の範囲Ｉｐ１の白黒比は８５であり、判定部６３は対応する被測定面の判定値を８５として、被測定面と関連付けて記憶部７に記憶する。
【００７０】
また、図５は処理画像の規定の範囲の模式図である。図５に示す処理画像の規定の範囲Ｉｐ２は、図４と同様３×３の合計９画素としているが、実際の画像はこれとは異なり無数の画素を備えている。図５に示す規定の範囲Ｉｐ２は、グレースケールであり輝度値は、０〜２５５の諧調となっている。そして、図５に示すように、規定の範囲Ｉｐ２では、上段の輝度値が左から順に３０、６５、３３、中段が５５、１２５、５８、下段が２９、４２、２２である。そのため、この処理画像の規定の範囲Ｉｐ２の白黒比は以下の式で算出される。
（３０＋６５＋３３＋５５＋１２５＋５８＋２９＋４２＋２２）／９＝５１
【００７１】
つまり、図５の処理画像の規定の範囲Ｉｐ２の白黒比は５１であり、判定部６３は対応する被測定面の判定値を５１として、被測定面と関連付けて記憶部７に記憶する。
【００７２】
そして、判定部６３は、判定値が閾値を超えるか否かで、被測定面の良否を判定する。例えば、閾値を１３０とすると、判定部６３は判定値が１３０以下の測定対象体は異常が少ない（良品である）と判定し、判定値が１３０を超える測定対象体は、異常が多い（不良品である）と判定する。
【００７３】
また、上述のとおり、測定対象体によっては、表面の異常をある程度の範囲で許容する場合もある。そのような測定対象体の判定では、複数の判定ランクを設け、判定ランクごとに数値範囲を決定しておく。そして、判定部６３は各測定対象体の判定値が度の判定レベルの数値範囲に収まるか確認することで、測定対象体の判定ランクを決定する。例えば、数値範囲が０以上５０未満の判定ランク１、５０以上９５未満の判定ランク２、９５以上１３０未満の判定ランク３、１３０以上１６０未満の判定ランク４、１６０以上の判定ランク５のように、ランクを決めておく。そして、測定対象体の判定値が入る数値範囲を取得することで、測定対象体の判定ランクを決定する（判定する）。判定結果も被測定面と関連付けて記憶部７に記憶される。
【００７４】
また、表面測定装置Ａでは、撮像画像に対して処理部６のデータ処理部６１で画像処理を行った後、その処理画像を外部接続インターフェース６４を介して外部のモニタＭｎに送信し、モニタＭｎに表示するようにしてもよい。このように、表面測定装置Ａでは、画像処理を行うことで、表面の測定を行っている。使用者が、モニタＭｎに表示された画像を確認して、その処理画像を撮像した被測定面の判定を行うこともできる。
【００７５】
処理画像を表示するときに一緒に判定値や判定結果（判定ランク）を表示するようにしてもよい。ここのようにすることで、機械的な判定結果と、処理画像を見ての判断の両方で総合的な判定を行うことができる。上述のように、判定値は、平均値を使用しているため、異常の部分のばらつき（異物や傷がある部分の被測定面内での偏在等）の評価を行っていない。一方、作業者がモニタＭｎを確認することで、異常の部分ばらつきを確認することができ、その確認によって、ランクを変動させるようにしてもよい。例えば、被検知面Ｍｒ１の異常が多いと判定されている場合であっても、素子として利用するときに重要でない部分（例えば、辺縁部）に異常が集中している場合、その測定対象体は判定ランクを変動するようにしてもよい。
【００７６】
なお、本実施形態の表面測定装置Ａのデータ処理部６１は、第１〜第３画像処理を撮像画像に施すことが可能である。判定部６３は、第１〜第３画像処理を行うごとに判定を行う、すなわち、異物又は汚れ（第１画像処理）に対する判定、擦り傷（第２画像処理）に対する判定、くもり（第３画像処理）に対する判定を行う。これにより、異常（異物又は汚れ、擦り傷、くもり）ごとの判定を行うことが可能である。また、１つの被測定面を撮像した撮像画像に対して、複数の処理及び判定を行う場合も、画像処理を行うごとに判定するようにしてもよい。そして、複数の処理及び判定を行った場合、各処理での判定結果（良否又はランク分け）を利用して、総合判定を行うようにしてもよいし、判定ごとの判定値を用いて、総合判定（例えば、使用目的、製造工程ごとにランク分けしてもよい）。
【００７７】
また、１つの撮像画像に対して第１〜第３のいずれか２つ或いは全部の画像処理を施した処理画像に基づいて判定部６３で判定してもよい。また、これら以外の画像処理を施すことが可能な構成であってもよい。
【００７８】
本発明にかかる表面測定装置Ａを用いた被測定面の測定を行う手順について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる表面測定装置の測定手順を示すフローチャートである。
【００７９】
表面測定装置Ａで被測定面Ｍｒ１の測定を行う場合、表面に異常がない基準となる対象体を測定治具２の載置面２１に載置した（ステップＳ１０１）後、撮像部４で撮像を行う（ステップＳ１０２）。撮像部４は撮像画像を処理部６に送り、データ処理部６１が撮像画像の被測定面Ｍｒ１の範囲に背景部５の測定用面５１以外の映り込みが有るか否か確認する（ステップＳ１０３）。測定用面５１以外（例えば、照明部３）が映りこんでいる場合（ステップＳ１０３でＹｅｓの場合）、制御処理部６２は調整部２２を制御して載置面２１の角度を変化させる（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０２に戻り、撮像を行う。
【００８０】
また、撮像画像に測定用面５１以外の部材が映りこんでいない場合（ステップＳ１０３でＮｏの場合）、基準となる対象体の撮像画像の画像処理を行い（ステップＳ１０５）、処理画像を記憶するとともに（ステップＳ１０６）、判定を行いそれを記憶する（ステップ１０７）。
【００８１】
基準の対象体の判定が終了した後、測定対象体Ｍｒを被測定面Ｍｒ１が撮像部４に面するように測定治具２の載置面２１に取り付け（ステップＳ１０８）、その後、被測定面Ｍｒ１の撮像を行う（ステップＳ１０９）。そして、処理部６のデータ処理部６１は撮像画像に画像処理を施し（ステップＳ１１０）、記憶部７に処理後の処理画像を被測定面Ｍｒ１（測定対象体Ｍｒ）と関連付けて記憶する（ステップＳ１１１）。そして、判定部６３が処理画像に基づいて判定値を算出し（ステップＳ１１２）、被測定面Ｍｒ１の表面の判定を行うともに判定結果を被測定面に関連付けて記憶する（ステップＳ１１３）。測定対象体Ｍｒが複数個ある場合は、測定対象体Ｍｒを入れ替え（ステップＳ１０８）から、判定（ステップＳ１１３）までを繰りかえす。
【００８２】
また、ステップＳ１０５、Ｓ１１０）の画像処理は、上述の第１〜第３画像処理のいずれかを行う（いずれかの画像処理だけを行う）ようにしてもよいし、１つの撮像画像に対して、複数の画像処理を行うようにしてもよい。なお、操作者が被測定面Ｍｒ１を目視したときに、異物の付着が多い、擦り傷が目立つ、くもりがある等を確認して、画像処理を決定するようにしてもよい。この場合、表面測定装置Ａの動作開始時に、使用者の操作によって画像処理を決定するようにしてもよい。上述のような動作を行うように構成することで、表面測定装置Ａは簡単且つ確実に測定対象体Ｍｒの被測定面Ｍｒ１の表面の測定及び判定を行うことが可能である。
【００８３】
また、複数個の測定対象体Ｍｒの表面を測定する場合、基準による調整（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）は１回だけにして、その後は、測定対象体Ｍｒを取り換えて表面の測定を行うようにしてもよい。このようにすることで、基準による調整を行う手間を減らすことが可能であり、測定に要する手間と時間を削減できる。なお、測定対象体Ｍｒの表面の測定ごとに基準による調整を行うようにしてもよい。この場合、手間と時間がかかるが、精度の高い測定が可能となる。
【００８４】
なお、本実施形態では、処理部６に判定部６３を備えており、処理画像に基づいて被測定面の判定（良否判定、ランク付け）を行うものとしているが、これに限定されない。例えば、処理画像を外部の処理装置（例えば、パソコン等）に送り、外部の処理装置で判定を行うようにしてもよい。この場合、処理部６として、判定部６３を備えない構成を挙げることができる。
【００８５】
以上のように、本発明にかかる表面測定装置Ａでは、鏡面（入射した光の一部又は全部を反射する面）を有する被測定面の表面測定を正確に行うことが可能である。
【００８６】
なお、本実施形態の表面測定装置Ａでは、測定治具２の角度を変更することで、被測定面Ｍｒ１に背景部５の測定用面５１が映りこむ（測定用像が投影される）ともに、照明部３及び撮像部４の映り込みを抑制しているが、これに限定されない。例えば、測定治具２、照明部３及び撮像部４の相対位置の調整のため、各構成部材の位置を上下させる調整や、画角を調整するため撮像部４の支柱１１に対する角度の調整等を行うものであってもよい。また、逆に、全ての構成部材が固定であり、位置調整が不要であってもよい。
【００８７】
（第２実施形態）
本発明にかかる表面測定装置の他の例について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかる表面測定装置の他の例に用いられる背景部の概略図である。図７に示す背景部５ｂは、第１実施形態の表面測定装置Ａの背景部５と置き換えて使用することが可能である。
【００８８】
図７に示す背景部５ｂは、光を透過できる測定用面部材５１ｂと、測定用面部材５１ｂの背面に配置され、測定用面部材５１ｂに対して面状光を照射するバックライト５２ｂと、バックライト５２ｂ及び測定用面部材５１ｂとが取り付けられるケース５０ｂとを備えている。バックライト５２ｂから測定用面部材５１ｂに光を照射することで、測定用面部材５１ｂの色又は画像を光とともに被測定面Ｍｒ１に投影するようになっている。また、バックライト５２ｂは、被測定面Ｍｒ１で反射された測定用像の明度がマンセル値で０以上６以下となるような輝度の平面光を出射している。
【００８９】
なお、バックライト５２ｂから出射される光の一部の輝度が高いと、被測定面Ｍｒ１に映りこんだ測定用像の一部の輝度が高くなってしまい、表面測定が困難になる場合がある。そのため、バックライト５２ｂは面内で輝度が均一な光を照射する。バックライト５２ｂとしては、面状に発光する発光体（有機ＥＬ等）であってもよいし、複数の光源を配置するととものその正面に光を拡散させる光学部材（拡散シート等）を配置した構成であってもよい。
【００９０】
背景部５に替えて背景部５ｂを配置することで表面測定装置Ａの周囲が暗い場合でも、バックライト５２ｂからの光が測定用面部材５１ｂを透過することで、一定の輝度を有する測定用像を被測定面Ｍｒ１に投影することができる。このような構成の背景部５ｂを利用することで、周囲の明るさにかかわらず、すなわち、光量が不足している場合でも、所望の条件（例えば、所望の色の測定用画像）で、被測定面Ｍｒ１の表面測定を行うことができる。
【００９１】
（第３実施形態）
本発明にかかる表面測定装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる表面測定装置のさらに他の例の概略図である。図８に示す表面測定装置Ｃは測定治具２、照明部３及び撮像部４を覆うカバー部Ｃｖを有している。なお、測定治具２、照明部３及び撮像部４は、表面測定装置Ａと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００９２】
表面測定装置Ｃは、測定治具２、照明部３及び撮像部４をカバー部Ｃｖに取り付けるようにすることで、筐体１を省略することができる。また、カバー部Ｃｖが遮光性を有していることで、外部の光が内部に入射しにくい。そのため、被測定面Ｍｒ１にカバー部Ｃｖの内面が映りこむようにしても被測定面Ｍｒ１の表面測定を暗視野観察することが可能である。このような構成とすることで、背景部５を省略できる。
【００９３】
このような構成の表面測定装置Ｃを用いることで、被測定面Ｍｒ１への外乱光の入光を抑制することができる。これにより、照明光で外乱光の影響を打ち消す必要が無いため、照明部３からの照明光の光量を低減することが可能である。なお、表面測定装置Ｃの操作手順は表面測定装置Ａと同じであり、詳細は省略する。
【００９４】
また、表面測定装置Ｃを用い、光学素子の表面測定を行った。以下に、実際の光学素子の測定を行った実施例について説明する。なお、以下の実施形態で用いた測定対象体Ｍｒは、外形３０ｍｍ（φ３０ｍｍ）、厚み３ｍｍのポリカーボネイトの基板に銀の薄膜を鏡面コートしたものを用いている。また、以下の３個の実施例では、撮像画像全体に対して各画像処理を施し、被測定面上の規定の範囲（後述の図９〜図１１において処理画像に正方形Ｉｐで示す）の画素データで判定値を算出している。なお、判定方法としては、測定対象体の数が少ないので（それぞれの実施例で３個ずつ）、相対評価（優劣順位）をしているが、判定値をいくつかの範囲に分けて、ランク付けするようにしてもよい。
【００９５】
（第１実施例）
第１実施例は、ごみ（異物）又は汚れの付着がみられる測定対象体を判別した。表面の測定には表面測定装置Ｃを用いており、カバー部Ｃｖの裏面は、光が反射しない黒灰色で、明度がマンセル値で１のものとした。そして、照明部３として、環状に配置した白色ＬＥＤを用いた。
【００９６】
このような表面測定装置Ｃに、表面にごみ（異物）が無いことがわかっている測定対象体（基準）と、異なる被測定面の状態の３個の測定対象体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とを撮像し、撮像画像に二値化処理を施し、さらに判定値の算出及び優劣順位を付けた。
【００９７】
基準及び測定対象体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の測定結果を図９に示す。図９は撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。図９は、基準及び測定対象体Ｓ１、２、Ｓ３を横に並べており、１段目が各試料の撮像画像、２段目が処理画像、３段目が判定値及び４段目が優劣順位を表している。
【００９８】
図９に示すように、基準の撮像画像は、異物の映り込みがほとんどなく、二値化処理した後の処理画像の正方形Ｉｐで囲まれている部分に輝度値２５５（白）の部分がほとんどない。そして、正方形Ｉｐ内の画素の輝度値から判定値を算出した結果０．１となった。
【００９９】
測定対象体Ｓ１〜Ｓ３の撮像画像を見ると、量の多少はあるが被測定面にごみ（異物）又は汚れが付着していることがわかる。そして、この撮像画像を二値化処理した処理画像の正方形Ｉｐの内部には、輝度値２５５（白）の部分がある程度含まれている。二値化処理を施すことで、撮像画像では認識できなかったごみ（異物）又は汚れの存在が明確になっていることがわかる。
【０１００】
そして、正方形Ｉｐに囲まれた部分の各画素の輝度値から判定値を算出した。その結果、測定対象体Ｓ１が２２．２、測定対象体Ｓ２が１１８．７、測定対象体Ｓ３が２４１．７となった。そして、白の割合が低い、判定値が小さいほどごみ（異物）又は汚れが少ないことから、基準が最も優れており、次いで、測定対象体Ｓ１、測定対象体Ｓ２、測定対象体Ｓ３の順で優れていると判断できるとの結果を得た。
【０１０１】
（第２実施例）
第２実施例は、擦り傷様が散見される測定対象体を判別した。表面の測定には表面測定装置Ｃを用いており、カバー部Ｃｖの裏面は、明るい緑色で、明度がマンセル値で４のものとした。そして、照明部３として、２個の棒状に配置した白色ＬＥＤを被測定面に映りこまないように配置し、照明光を照射した。
【０１０２】
このような表面測定装置Ｃに、表面に擦り傷が無いことがわかっている測定対象体（基準）と、異なる被測定面の状態の３個の測定対象体Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３とを撮像し、撮像画像にＳｏｂｅｌフィルタを用いてエッジ検出処理を施した処理画像を生成した。そして、傷の輪郭を強調した処理画像に基づいて判定値の算出及び優劣順位を付けた。なお、基準となる測定対象体は、第１実施形態の基準と同じものである。
【０１０３】
基準及び測定対象体Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の測定結果を図１０に示す。図１０は撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。図１０は、基準及び測定対象体Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を横に並べており、１段目が各試料の撮像画像、２段目が処理画像、３段目が判定値及び４段目が優劣順位を表している。
【０１０４】
図１０に示すように、基準の撮像画像は、擦り傷の映り込みがほとんどなく、エッジ検出処理を施した処理画像の正方形Ｉｐで囲まれている部分にも擦り傷と思われる部分がほとんどない。そして、正方形Ｉｐ内の画素の輝度値から判定値を算出した結果４５．４となった。
【０１０５】
測定対象体Ｔ１〜Ｔ３の撮像画像を見ると、量の多少はあるが被測定面に擦り傷が形成されていることがわかる。そして、この撮像画像にエッジ処理をした後、輪郭を強調した処理画像の正方形Ｉｐの内部には、白い部分（輝度が高い部分）がある程度含まれている。画像処理を施すことで、撮像画像では認識できなかった擦り傷の存在が明確になっていることがわかる。
【０１０６】
そして、正方形Ｉｐに囲まれた部分の各画素の輝度値から判定値を算出した。その結果、測定対象体Ｔ１が４８．２、測定対象体Ｔ２が５０．８、測定対象体Ｔ３が６１．９となった。そして、白の割合が低い、すなわち、判定値が小さいほど擦り傷が少ないことから、基準が最も優れており、次いで、測定対象体Ｔ１、測定対象体Ｔ２、測定対象体Ｔ３の順で優れていると判断できるとの結果を得た。
【０１０７】
（第３実施例）
第３実施例は、表面にくもりが認められる測定対象体を判別した。表面の測定には表面測定装置Ｃを用いており、カバー部Ｃｖの裏面は、青色で、明度がマンセル値で３のものとした。そして、照明部３として、３個のスポット状の白色ＬＥＤを３方から被測定面に映りこまないように配置し、照明光を照射した。
【０１０８】
このような表面測定装置Ｃに、表面にくもりが無いことがわかっている測定対象体（基準）と、異なる被測定面の状態の３個の測定対象体Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３とを撮像し、撮像画像にガウシアンフィルタを用いた平滑化処理により曇りによる白い部分の影響を広げ、諧調調整（ガンマ調整）によりコントラストが低くなった画像のガンマ曲線が変曲点を境に急峻に立ち上がるように調整し、且つガンマ曲線の変曲点の輝度を下げることによりで曇りによる白い面積を拡大するような画像処理を施した。そして、画像処理を施した処理画像に基づいて判定値の算出及び優劣順位を付けた。なお、基準となる測定対象体は、第１実施例及び第２実施例の基準と同じものである。
【０１０９】
基準及び測定対象体Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３の測定結果を図１１に示す。図１１は撮像画像、処理画像、判定値及び優劣順位を一覧表示した表である。図１１は、基準及び測定対象体Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３を横に並べており、１段目が各試料の撮像画像、２段目が処理画像、３段目が判定値及び４段目が優劣順位を表している。
【０１１０】
図１１に示すように、基準の撮像画像は、くもりの映り込みがほとんどなく、処理画像の正方形Ｉｐで囲まれている部分にもくもりと思われる部分がほとんどない。そして、正方形Ｉｐ内の画素の輝度値から判定値を算出した結果４９．７となった。
【０１１１】
測定対象体Ｕ１〜Ｕ３の撮像画像を見ると、量の多少はあるが被測定面にくもりあることがわかる。そして、この撮像画像に上述の画像処理を施した処理画像の正方形Ｉｐの内部には、白い部分（輝度が高い部分）がある程度含まれている。画像処理を施すことで、撮像画像では認識できなかったくもりの存在が明確になっていることがわかる。
【０１１２】
そして、正方形Ｉｐに囲まれた部分の各画素の輝度値から判定値を算出した。その結果、測定対象体Ｕ１が６０．２、測定対象体Ｕ２が６７．２、測定対象体Ｕ３が７３．５となった。そして、白の割合が低い、すなわち、判定値が小さいほどくもりが少ないことから、基準が最も優れており、次いで、測定対象体Ｕ１、測定対象体Ｕ２、測定対象体Ｕ３の順で優れていると判断できるとの結果を得た。
【０１１３】
以上示したように、ごみ（異物）又は汚れ（第１実施例）、擦り傷（第２実施例）、くもり（第３実施例）いずれの場合も、撮像画像では確認或いは異常のレベル差をつけにくい（例えば、第１実施例の測定対象体Ｓ１とＳ２、第２実施例の基準と測定対象体Ｔ１等）であっても、判定値を算出することで、明確な基準を持って優劣順を付けることが可能である。また、撮像画像に比べて処理画像の方が差がわかりやすくなっており、判定部６３で求めた判定値で優劣順位を付けたのち、作業者が目視で最終判断を行う場合も、異常の確認が容易になる。
【０１１４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ａ  表面測定装置
１  筐体
１０  基台
１１  支柱
１１１  照明保持部
１１２  撮像部保持部
２  測定治具
２１  載置面
２２  調整部
３  照明部
４  撮像部
５  背景部
５１  測定用面
５ｂ  背景部
５０ｂ  ケース
５１ｂ  測定用面部材
５２ｂ  バックライト
６  処理部
６１  データ処理部
６２  制御処理部
６３  判定部
６４  外部接続インターフェース
７  記憶部
８  操作部
Ｍｎ  モニタ
Ｍｒ  測定対象体
Ｍｒ１  被測定面
Ｃｖ  カバー部
【図２】
2016148540.tif 000003
【図３】
2016148540.tif 000004
【図６】
2016148540.tif 000005
【図８】
2016148540.tif 000006
【図１】
2016148540.tif 000007
【図４】
2016148540.tif 000008
【図５】
2016148540.tif 000009
【図７】
2016148540.tif 000010
【図９】
2016148540.tif 000011
【図１０】
2016148540.tif 000012
【図１１】
2016148540.tif 000013