JP2018146442A - Inspection device, inspection system, and method of manufacturing goods - Google Patents

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卓典 植村
Takanori Uemura
卓典 植村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device that is advantageous for inspecting the appearance of a workpiece.SOLUTION: Provided is an appearance inspection device, comprising: a first imaging unit 101 and a second imaging unit 102 for imaging a workpiece 11 from diagonally above; a plurality of light sources 114 for illuminating a workpiece; a control unit for the imaging units and the light source; and an evaluation processing unit for the appearance of the workpiece. The control unit illuminates the workpiece with a light source, among the plurality of light sources, where a difference between a workpiece imaging bearing angle and a workpiece illuminating bearing angle is 90 degrees or less, and causes the workpiece to be imaged by the first and second imaging units. The first and second imaging units have an imaging visual field smaller than or equal to an inspection area of the workpiece, the first imaging unit imaging a first area, the second imaging unit imaging a second area, the first area and the second area having an overlapping area of the first area and the second area, the whole of the inspection area included by the first area and the second area. The processing unit evaluates the appearance of the first area out of the inspection area on the basis of the image captured by the first imaging unit and evaluates the appearance of the second area out of the inspection area on the basis of the image from the second imaging unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、検査装置、検査システム及び物品の製造方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus, an inspection system, and an article manufacturing method.

外観を検査する検査装置として、斜め上方からカメラでワークを撮像する技術が提案されている（特許文献１参照）。かかる検査装置では、ワークとカメラとが傾いた状態であっても、ワーク（の表面）の被検査領域に焦点を合わせるため、シャインプルーフの条件が満たされるように、センサとレンズとが傾けて配置されている。   As an inspection apparatus for inspecting the appearance, a technique for imaging a workpiece with a camera from obliquely above has been proposed (see Patent Document 1). In such an inspection apparatus, even when the workpiece and the camera are tilted, the sensor and the lens are tilted so that the condition of the Scheimpflug is satisfied in order to focus on the inspection area of the workpiece (surface). Has been placed.

外観を検査する別の検査装置として、互いに異なる方向から３つのカメラでワークを撮像する技術が提案されている（特許文献２参照）。かかる検査装置では、半田付けされたコネクタ部品をワークとし、ワークの真上に配置されたカメラでは撮像できない半田の部分を、ワークの斜め上方に配置されたから米良で撮像している。   As another inspection apparatus for inspecting the appearance, a technique of imaging a workpiece with three cameras from different directions has been proposed (see Patent Document 2). In such an inspection apparatus, a soldered connector part is used as a workpiece, and a portion of solder that cannot be imaged by a camera disposed immediately above the workpiece is imaged by Yone Ry because it is disposed obliquely above the workpiece.

外観を検査する更に別の検査装置として、大きなワークを撮像するために、多数のカメラでワークを撮像する技術が提案されている（特許文献３参照）。かかる検査装置では、自動車のボディをワークとし、広い被検査領域をカバーするために、互いに異なる方向から多数のカメラでワークを撮像している。   As another inspection apparatus for inspecting the appearance, a technique for imaging a workpiece with a large number of cameras in order to image a large workpiece has been proposed (see Patent Document 3). In such an inspection apparatus, the body of an automobile is used as a workpiece, and the workpiece is imaged by a number of cameras from different directions in order to cover a wide inspection area.

特開平９−３０４０３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-304030 特開平１１−３１８８０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-31880 米国特許出願公開第２０１３／００５７６７８号US Patent Application Publication No. 2013/0057678

従来技術のように、ワークを斜めから撮像する場合、ワークのカメラに近い部分（手前側）は大きな画像で撮像され、ワークのカメラから遠い部分（奥側）は小さな画像で撮像される。従って、ワークの手前側では高い分解能が得られるが、ワークの奥側では低い分解能しか得られなくなる。   When the workpiece is imaged obliquely as in the prior art, the portion of the workpiece close to the camera (front side) is captured with a large image, and the portion of the workpiece far from the camera (back side) is captured with a small image. Accordingly, high resolution can be obtained on the front side of the workpiece, but only low resolution can be obtained on the back side of the workpiece.

本発明者が鋭意検討した結果、特に、梨地加工が表面に施されたワークを検査する場合、このような画像内で分解能に差があると、手前側と奥側とで欠陥の認識性能に大きな違いが生じるため、欠陥の認識率が低下することがわかった。これは、手前側は高分解能であるため梨地の微細構造が解像されるが、奥側は低分解能であるため梨地の微細構造が解像されず、手前側と奥側とで欠陥の背景となる正常領域における画像強度のばらつき（標準偏差）が大きく変わることに起因する。   As a result of intensive studies by the present inventor, in particular, when inspecting a work subjected to a satin finish, if there is a difference in resolution in such an image, the recognition performance of defects on the near side and the far side is reduced. It turns out that the recognition rate of defects decreases because of the large difference. This is because the fine structure of the satin is resolved because of the high resolution on the front side, but the fine structure of the satin is not resolved because of the low resolution on the far side, and the background of the defect on the near side and the far side. This is because the variation (standard deviation) of the image intensity in the normal region is greatly changed.

また、本発明者が更に鋭意検討した結果、ワーク（の表面）の欠陥を高いＳ／Ｎ比で可視化するためには、カメラと同じ方位の光源による照明が有効であることがわかった。この場合、ワークの光源に近い部分は明るく撮像されるが、ワークの光源から遠い部分は暗く撮像されるため、カメラのノイズの大きくなり、手前側に比べて、奥側では欠陥の認識率が低下する。   Further, as a result of further intensive studies by the inventor, it has been found that illumination with a light source in the same direction as the camera is effective for visualizing defects on the workpiece (surface) with a high S / N ratio. In this case, the part close to the light source of the work is imaged brightly, but the part far from the light source of the work is imaged darkly, so the noise of the camera becomes large, and the defect recognition rate is higher on the back side than on the front side. descend.

一方、ワークを斜めから撮像する場合、ワークの位置に応じて画像上の大きさが変化する現象に対応するため、例えば、特許文献１に提案されているように、両側テレセントリックレンズを用いる構成が採用されている。但し、被検査領域が大きい場合には、大型で高価な両側テレセントリックレンズが必要となる。   On the other hand, when a workpiece is imaged obliquely, in order to cope with a phenomenon in which the size on the image changes according to the position of the workpiece, for example, as proposed in Patent Document 1, a configuration using a bilateral telecentric lens is used. It has been adopted. However, if the inspection area is large, a large and expensive double-sided telecentric lens is required.

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、ワークの外観を検査するのに有利な検査装置を提供することを例示的目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus that is advantageous for inspecting the appearance of a workpiece.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての検査装置は、ワークの外観を検査する検査装置であって、前記ワークを斜め上方からそれぞれ撮像し、前記ワークを撮像する方位が互いに対向するように配置された第１撮像部及び第２撮像部と、互いに異なる方向から前記ワークを照明する複数の光源と、前記第１撮像部、前記第２撮像部及び前記複数の光源を制御する制御部と、前記ワークの外観を評価する処理部と、を有し、前記制御部は、前記複数の光源のうち、前記ワークを撮像する方位角と前記ワークを照明する方位角との間の角度差が９０度より小さい光源に前記ワークを照明させた状態で前記第１撮像部及び前記第２撮像部のそれぞれに前記ワークを撮像させ、前記第１撮像部及び前記第２撮像部のそれぞれは、前記ワークの被検査領域より小さい撮像視野を有し、前記第１撮像部は、前記被検査領域のうち前記第２撮像部側より前記第１撮像部側の第１領域を撮像し、前記第２撮像部は、前記被検査領域のうち前記第１撮像部側より前記第２撮像部側の第２領域を撮像し、前記第１領域及び前記第２領域は、前記第１領域と前記第２領域とが重なる重複領域を有するように、且つ、前記第１領域と前記第２領域とにより前記被検査領域の全体が含まれるように設定され、前記処理部は、前記第１撮像部で得られた画像に基づいて前記被検査領域のうち前記第１領域の外観を評価し、前記第２撮像部で得られた画像に基づいて前記被検査領域のうち前記第２領域の外観を評価することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to one aspect of the present invention is an inspection apparatus that inspects the appearance of a workpiece, and images the workpiece from obliquely above, and the orientations in which the workpiece is imaged face each other. Controlling the first imaging unit and the second imaging unit, the plurality of light sources that illuminate the workpiece from different directions, the first imaging unit, the second imaging unit, and the plurality of light sources. A control unit, and a processing unit that evaluates the appearance of the workpiece, and the control unit is provided between an azimuth angle that images the workpiece and an azimuth angle that illuminates the workpiece among the plurality of light sources. Each of the first imaging unit and the second imaging unit is caused to image each of the first imaging unit and the second imaging unit in a state where the workpiece is illuminated by a light source having an angle difference smaller than 90 degrees. Is the word The first imaging unit captures an image of a first region on the first imaging unit side from the second imaging unit side in the inspection region, and the second imaging unit The imaging unit captures a second area on the second imaging unit side from the first imaging unit side in the inspection area, and the first area and the second area are the first area and the second area. And the first region and the second region include the entire region to be inspected, and the processing unit is obtained by the first imaging unit. Evaluating the appearance of the first region in the region to be inspected based on the obtained image, and evaluating the appearance of the second region in the region to be inspected based on the image obtained by the second imaging unit. It is characterized by.

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。   Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、ワークの外観を検査するのに有利な検査装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the test | inspection apparatus advantageous to test | inspecting the external appearance of a workpiece | work can be provided, for example.

本発明の一側面としての検査システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the test | inspection system as one side of this invention. 照明部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an illumination part. 第１撮像部、第２撮像部及び第３撮像部の撮像視野の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the imaging visual field of a 1st imaging part, a 2nd imaging part, and a 3rd imaging part. ワークの外観を検査する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process which test | inspects the external appearance of a workpiece | work. 図４に示すＳ１１を詳細に説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating in detail S11 shown in FIG. 照明部を上方からみた透視図である。It is the perspective view which looked at the illumination part from the upper part. 第３撮像部によって被検査領域を撮像して得られた画像示す図である。It is a figure which shows the image obtained by imaging the to-be-inspected area | region by the 3rd imaging part. 図４に示すＳ１２で生成される画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image produced | generated by S12 shown in FIG. 照明部を上方からみた透視図である。It is the perspective view which looked at the illumination part from the upper part. 被検査領域の正常領域における散乱光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the scattered light in the normal area | region of a to-be-inspected area | region. 第１撮像部及び第２撮像部の撮像角度とＳ／Ｎ比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the imaging angle of a 1st imaging part and a 2nd imaging part, and S / N ratio. 第１撮像部及び第２撮像部でのノイズが低減されることを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the noise in a 1st imaging part and a 2nd imaging part is reduced. 第１撮像部及び第２撮像部でのノイズが低減されることを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the noise in a 1st imaging part and a 2nd imaging part is reduced. ワークの外観を検査する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process which test | inspects the external appearance of a workpiece | work. 合成画像の生成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation of a synthesized image.

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。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の一側面としての検査システム１の構成を示す概略図である。検査システム１は、被検査物としてのワーク１１の外観の検査を行うシステムである。検査システム１は、ワーク１１を検査システム１の所定の位置に搬送する搬送部１２と、ワーク１１の外観を検査する検査装置１０とを有する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an inspection system 1 as one aspect of the present invention. The inspection system 1 is a system that inspects the appearance of a workpiece 11 as an inspection object. The inspection system 1 includes a transport unit 12 that transports the workpiece 11 to a predetermined position of the inspection system 1 and an inspection device 10 that inspects the appearance of the workpiece 11.

搬送部１２は、例えば、ワーク１１を検査装置１０による検査位置に搬送するためのコンベアを含む。但し、ワーク１１は、ロボットやスライダ、或いは、手動で搬送してもよい。ワーク１１は、平面を有し、例えば、工業製品に利用される金属部品や樹脂部品などを含む。ワーク１１の表面には、傷やむら、凹凸などの欠陥が存在する場合がある。検査装置１０は、ワーク１１の外観を検査する。検査装置１０は、例えば、ワーク１１に存在する欠陥を検出し、かかるワーク１１を良品と不良品とに分類する。   The transport unit 12 includes, for example, a conveyor for transporting the workpiece 11 to an inspection position by the inspection device 10. However, the workpiece 11 may be conveyed by a robot, a slider, or manually. The work 11 has a flat surface and includes, for example, metal parts and resin parts used for industrial products. There may be defects such as scratches, unevenness, and irregularities on the surface of the work 11. The inspection device 10 inspects the appearance of the workpiece 11. For example, the inspection apparatus 10 detects a defect existing in the workpiece 11 and classifies the workpiece 11 into a non-defective product and a defective product.

検査装置１０は、ワーク１１の外観を検査する外観検査装置である。検査装置１０は、ワーク１１を斜め上方からそれぞれ撮像する第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２と、ワーク１１を上方から撮像する第３撮像部１０３と、照明部１０４と、制御部１０５とを有する。制御部１０５は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを含み、検査装置１０の各部を制御する。   The inspection device 10 is an appearance inspection device that inspects the appearance of the workpiece 11. The inspection apparatus 10 includes a first imaging unit 101 and a second imaging unit 102 that respectively image the workpiece 11 from obliquely above, a third imaging unit 103 that images the workpiece 11 from above, an illumination unit 104, and a control unit 105. Have The control unit 105 includes, for example, a CPU and a memory, and controls each unit of the inspection apparatus 10.

第１撮像部１０１は、センサ１０１ａと、レンズ１２１とを含む。第２撮像部１０２は、センサ１０２ａと、レンズ１２２とを含む。第３撮像部１０３は、センサ１０３ａと、レンズ１２３とを含む。センサ１０１ａ乃至１０３ａのそれぞれは、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの複数の画素が２次元状に配置されたイメージセンサを含むエリアセンサで構成されている。エリアセンサは、ラインセンサと比べて、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の外観の検査を高速で行うことを可能にする。   The first imaging unit 101 includes a sensor 101a and a lens 121. The second imaging unit 102 includes a sensor 102a and a lens 122. The third imaging unit 103 includes a sensor 103a and a lens 123. Each of the sensors 101a to 103a is configured by an area sensor including an image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor. Compared to the line sensor, the area sensor can collectively acquire an image of a wide area, so that the appearance of the workpiece 11 can be inspected at high speed.

検査装置１０は、画像処理部として機能するＰＣ１０６及びディスプレイ１０７を更に有する。ＰＣ１０６は、本実施形態では、第１撮像部１０１、第２撮像部１０２及び第３撮像部１０３で得られた複数の画像に基づいてワーク１１（被検査領域１１ａ）の外観を評価する処理部としての機能を有する。但し、ＰＣ１０６は、制御部１０５と一体的に構成してもよい。また、画像処理部を汎用的なＰＣで構成するのではなく、画像処理専用のマシンで構成してもよい。第１撮像部１０１、第２撮像部１０２及び第３撮像部１０３で得られた画像は、ケーブル（不図示）を介して、ＰＣ１０６に送られる。   The inspection apparatus 10 further includes a PC 106 and a display 107 that function as an image processing unit. In the present embodiment, the PC 106 is a processing unit that evaluates the appearance of the work 11 (inspected region 11a) based on a plurality of images obtained by the first imaging unit 101, the second imaging unit 102, and the third imaging unit 103. As a function. However, the PC 106 may be configured integrally with the control unit 105. In addition, the image processing unit may be configured not by a general-purpose PC but by a machine dedicated to image processing. Images obtained by the first imaging unit 101, the second imaging unit 102, and the third imaging unit 103 are sent to the PC 106 via a cable (not shown).

第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれは、被検査領域１１ａを斜め上方から撮像するように、即ち、被検査領域１１ａを撮像する方向と被検査領域１１ａとのなす角度（以下、「撮像角度θｃ」と称する）が９０度より小さくなるように配置されている。例えば、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれは、撮像角度θｃが５０度±２０度の範囲に収まるように配置されている。第３撮像部１０３は、被検査領域１１ａを真上から撮像するように、即ち、撮像角度θｃが９０度になるように配置されている。   Each of the first image pickup unit 101 and the second image pickup unit 102 images the inspection area 11a from obliquely above, that is, an angle formed between the direction in which the inspection area 11a is imaged and the inspection area 11a (hereinafter, referred to as “inspection area 11a”). (Referred to as “imaging angle θc”) is smaller than 90 degrees. For example, each of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is arranged so that the imaging angle θc falls within the range of 50 degrees ± 20 degrees. The third imaging unit 103 is arranged so as to image the inspection area 11a from directly above, that is, the imaging angle θc is 90 degrees.

第１撮像部１０１と第２撮像部１０２とは、被検査領域１１ａを撮像する方位が互いに対向するように、即ち、被検査領域１１ａを撮像する方位角φが互いに１８０度異なるように配置されている。例えば、第１撮像部１０１は、被検査領域１１ａを撮像する方位角φが第１方位角φ１（０度）になるように配置され、第２撮像部１０２は、被検査領域１１ａを撮像する方位角φが第２方位角φ２（１８０度）になるように配置されている。また、第１撮像部１０１と第２撮像部１０２とは、ワーク１１の中心を通る法線に対して対称な位置に配置されている。   The first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 are arranged so that the azimuths for imaging the inspection area 11a are opposed to each other, that is, the azimuth angles φ for imaging the inspection area 11a are different from each other by 180 degrees. ing. For example, the first imaging unit 101 is arranged such that the azimuth angle φ for imaging the inspection region 11a is the first azimuth angle φ1 (0 degrees), and the second imaging unit 102 images the inspection region 11a. The azimuth angle φ is arranged to be the second azimuth angle φ2 (180 degrees). Further, the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 are arranged at positions symmetrical with respect to the normal passing through the center of the workpiece 11.

ここで、被検査領域１１ａを撮像する方向とは、第１撮像部１０１乃至第３撮像部１０３の光軸に沿った方向であって、第１撮像部１０１乃至第３撮像部１０３から被検査領域１１ａに向かう方向のことである。また、本実施形態において、方位角φは、被検査領域１１ａと平行な面内（例えば、ＸＹ面内（水平面内））における角度を意味し、かかる面内の基準方位（例えば、Ｘ方向）に対する反時計回りの角度として定義される。   Here, the direction in which the region to be inspected 11a is imaged is a direction along the optical axis of the first imaging unit 101 to the third imaging unit 103, and is inspected from the first imaging unit 101 to the third imaging unit 103. The direction is toward the region 11a. In the present embodiment, the azimuth angle φ means an angle in a plane parallel to the inspection area 11a (for example, in the XY plane (in the horizontal plane)), and a reference azimuth (for example, the X direction) in the plane. Is defined as the counterclockwise angle with respect to.

照明部１０４は、互いに異なる方向から被検査領域１１ａを照明するために、被検査領域１１ａに対して複数の方向から光を照射する複数の光源１１４を含む。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、照明部１０４の構成を示す図であって、図２（ａ）は、照明部１０４の断面図であり、図２（ｂ）は、照明部１０４を上方からみた透視図である。照明部１０４は、本実施形態では、ワーク１１（被検査領域１１ａ）を囲うカバー部材１１５を含む。複数の光源１１４は、カバー部材１１５のワーク側の面によって支持されている。カバー部材１１５は、ワーク１１で反射した光がカバー部材１１５のワーク側の面で反射して迷光としてワーク１１に再び照射されることを低減するために、８０％以上の光吸収率を有する光吸収体をワーク側の面に有する。また、被検査領域１１ａに光を照射する方向とは、光源１１４から射出された光の光軸に沿った方向であって、光源１１４から被検査領域１１ａに向かう方向のことである。   The illuminating unit 104 includes a plurality of light sources 114 that irradiate light from a plurality of directions to the inspection region 11a in order to illuminate the inspection region 11a from different directions. 2A and 2B are diagrams showing a configuration of the illumination unit 104, FIG. 2A is a cross-sectional view of the illumination unit 104, and FIG. 2B is an illumination unit. It is the perspective view which looked at 104 from the upper part. In the present embodiment, the illumination unit 104 includes a cover member 115 that surrounds the workpiece 11 (inspected region 11a). The plurality of light sources 114 are supported by the surface of the cover member 115 on the workpiece side. The cover member 115 is light having an optical absorptance of 80% or more in order to reduce light reflected by the work 11 from being reflected on the work-side surface of the cover member 115 and irradiating the work 11 again as stray light. An absorber is provided on the workpiece side surface. Further, the direction in which light is irradiated onto the inspection area 11a is a direction along the optical axis of the light emitted from the light source 114 and is a direction from the light source 114 toward the inspection area 11a.

複数の光源１１４は、本実施形態では、複数（具体的には、４個）の第１光源１１４ａと、複数（具体的には、８個）の第２光源１１４ｂと、複数（具体的には、８個）の第３光源１１４ｃとを含む。複数の第１光源１１４ａは、被検査領域１１ａに光を照射する方向と被検査領域１１ａとのなす角度（以下、「照射角度θｉ」と称する）が第１角度θ１であり、且つ、方位角φが互いに異なる方向から被検査領域１１ａに光を照射するように配置されている。複数の第２光源１１４ｂは、照射角度θｉが第１角度θ１より小さい第２角度θ２であり、且つ、方位角φが互いに異なる方向から被検査領域１１ａに光を照射するように配置されている。複数の第３光源１１４ｃは、照射角度θｉが第２角度θ２より小さい第３角度θ３であり、且つ、方位角φが互いに異なる方向から被検査領域１１ａに光を照射するように配置されている。ここで、第１角度θ１は、７０度±１０度の範囲内であり、第２角度θ２は、３５度±１０度の範囲内であり、第３角度θ３は、１５度±１０度の範囲内である。 In the present embodiment, a plurality of (specifically four) first light sources 114a, a plurality of (specifically eight) second light sources 114b, and a plurality of (specifically four) light sources 114b. Includes eight) third light sources 114c. A plurality of first light source 114a is an angle between the direction and the inspecting region 11a for emitting light to the region to be inspected 11a (hereinafter, referred to as "irradiation angle θi") is a first angle theta 1, and the orientation It arrange | positions so that light may be irradiated to to-be-inspected area | region 11a from the direction where angle | corner (phi) mutually differs. A plurality of second light source 114b, the irradiation angle θi is a first angle theta 1 is less than the second angle theta 2, and is disposed so as azimuth angle φ is irradiated with light in the inspection region 11a from mutually different directions ing. A plurality of third light source 114c, the irradiation angle θi is a second angle theta 2 is less than the third angle theta 3, and is disposed so as azimuth angle φ is irradiated with light in the inspection region 11a from mutually different directions ing. Here, the first angle θ 1 is in the range of 70 ° ± 10 °, the second angle θ 2 is in the range of 35 ° ± 10 °, and the third angle θ 3 is 15 ° ± 10. Within the range of degrees.

カバー部材１１５には、第１撮像部１０１によってワーク１１を撮像するための開口１１０と、第２撮像部１０２によってワーク１１を撮像するための開口１１１と、第３撮像部１０３によってワーク１１を撮像するための開口１１２とが形成されている。本実施形態では、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２の撮像角度θｃが第４角度θ４になるように構成されている。従って、開口１１１及び１１２は、図２（ｂ）に示すように、複数の第１光源１１４ａのそれぞれが配置される第１角度θ１と、複数の第２光源１１４ｂのそれぞれが配置される第２角度θ２との間の角度となるようにカバー部材１１５に形成されている。但し、かかる構成に限定されるものではなく、撮像角度θｃが第１角度θ１以下、且つ、第２角度θ２（又は第３角度θ３）より大きくなるように、即ち、θ２＜θｃ≦θ１を満たすように、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２を配置してもよい。この場合、開口１１１及び１１２は、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２の配置に対応するように、カバー部材１１５に形成される。 The cover member 115 has an opening 110 for imaging the workpiece 11 by the first imaging unit 101, an opening 111 for imaging the workpiece 11 by the second imaging unit 102, and the workpiece 11 by the third imaging unit 103. An opening 112 is formed. In the present embodiment, the imaging angle θc of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is configured such that the fourth angle theta 4. Thus, the opening 111 and 112, as shown in FIG. 2 (b), the each of the plurality of first light source 114a is a first angle theta 1 is disposed, it is disposed the plurality of second light sources 114b The cover member 115 is formed to have an angle between the two angles θ 2 . However, the present invention is not limited to this configuration, and the imaging angle θc is equal to or smaller than the first angle θ 1 and larger than the second angle θ 2 (or the third angle θ 3 ), that is, θ 2 <θc. ≦ theta 1 so as to satisfy the may be the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 are arranged. In this case, the openings 111 and 112 are formed in the cover member 115 so as to correspond to the arrangement of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102.

第１撮像部１０１において、センサ１０１ａとレンズ１２１とは、シャインプルーフの条件を満たすように、互いに傾けて配置されている。同様に、第２撮像部１０２において、センサ１０２ａとレンズ１２２とは、シャインプルーフの条件を満たすように、互いに傾けて配置されている。シャインプルーフの条件を満たすことで、被検査領域１１ａを斜め上方から撮像する場合であっても、撮像範囲内の全体で被検査領域１１ａに焦点を合わせることができる。   In the first imaging unit 101, the sensor 101a and the lens 121 are disposed so as to be inclined with respect to each other so as to satisfy the Scheinproof condition. Similarly, in the second imaging unit 102, the sensor 102a and the lens 122 are disposed so as to be inclined with respect to each other so as to satisfy the Scheinproof condition. By satisfying the Scheimpflug condition, it is possible to focus on the region 11a to be inspected as a whole within the imaging range even when the region 11a to be inspected is imaged from obliquely above.

第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれは、図３（ａ）に示すように、ワーク１１の被検査領域１１ａより小さい撮像視野（撮像範囲）を有する。第１撮像部１０１は、被検査領域１１ａのうち第２撮像部側より第１撮像部側の第１領域１３１を撮像し、第２撮像部１０２は、被検査領域１１ａのうち第１撮像部側より第２撮像部側の第２領域１３２を撮像する。第１領域１３１及び第２領域１３２は、第１領域１３１と第２領域１３２とが重なる重複領域ＯＲを有するように、且つ、第１領域１３１と第２領域１３２とにより矩形形状を有する被検査領域１１ａの全体が含まれるように設定されている。換言すれば、第１撮像部１０１の撮像範囲と第２撮像部１０２の撮像範囲とは、部分的に重複し、かかる２つの撮像範囲で被検査領域１１ａの全体がカバーされている。   Each of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 has an imaging field of view (imaging range) smaller than the inspection area 11a of the workpiece 11, as shown in FIG. The first imaging unit 101 images the first region 131 on the first imaging unit side from the second imaging unit side in the inspection region 11a, and the second imaging unit 102 includes the first imaging unit in the inspection region 11a. The second region 132 on the second imaging unit side is imaged from the side. The first region 131 and the second region 132 have an overlapping region OR in which the first region 131 and the second region 132 overlap, and the first region 131 and the second region 132 have a rectangular shape. The entire area 11a is set to be included. In other words, the imaging range of the first imaging unit 101 and the imaging range of the second imaging unit 102 partially overlap, and the entire inspection area 11a is covered by these two imaging ranges.

重複領域ＯＲは、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれの撮像視野に対する割合が５％となるように、例えば、５ｍｍ以上の幅を有するように設定されている。これにより、被検査領域１１ａの中心付近に存在する小さい（１０ｍｍ以下）欠陥の検出漏れを防止することが可能となる。   The overlapping area OR is set to have a width of, for example, 5 mm or more so that the ratio of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 to the imaging field of view is 5%. As a result, it is possible to prevent detection failure of a small (less than 10 mm) defect existing near the center of the inspected area 11a.

また、第１領域１３１は、被検査領域１１ａのうち第１撮像部側の端部から１／２より大きく、且つ、３／４以下の範囲の領域に設定されている。第２領域１３２は、被検査領域１１ａのうち第２撮像部側の端部から１／２より大きく、且つ、３／４以下の範囲の領域に設定されている。換言すれば、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれの撮像視野について、Ｘ方向の長さが被検査領域１１ａの長手方向の長さの３／４以下となるように設定されている。これにより、画像処理に要する時間の増加を抑制することができる。なお、このように設定を実現するために、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２は、ＲＯＩによって撮像視野が設定されている。   Further, the first area 131 is set to an area in the inspected area 11a that is larger than ½ and 3/4 or less from the end on the first imaging unit side. The second region 132 is set to a region in the region 11a to be inspected that is larger than ½ and 3/4 or less from the end on the second imaging unit side. In other words, with respect to the respective imaging fields of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102, the length in the X direction is set to be 3/4 or less of the length in the longitudinal direction of the region 11a to be inspected. Yes. Thereby, an increase in time required for image processing can be suppressed. In order to realize the setting as described above, the imaging field of view of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is set by the ROI.

本実施形態において、第１撮像部１０１のセンサ１０１ａ及び第２撮像部１０２のセンサ１０２ａは、画素数が縦方向と横方向とで共通している。この場合、ワーク１１を斜め上方から撮像すると、図３（ａ）に示すように、撮像領域（第１領域１３１及び第２領域１３２）は、台形形状となる。   In the present embodiment, the sensor 101a of the first imaging unit 101 and the sensor 102a of the second imaging unit 102 have the same number of pixels in the vertical direction and the horizontal direction. In this case, when the workpiece 11 is imaged obliquely from above, the imaging region (the first region 131 and the second region 132) has a trapezoidal shape as shown in FIG.

第３撮像部１０３は、図３（ｂ）に示すように、ワーク１１の被検査領域１１ａをカバーする撮像視野（撮像範囲）を有する。第３撮像部１０３は、被検査領域１１ａの全体を含む第３領域１３３を撮像する。被検査領域１１ａのサイズが縦方向と横方向とで異なる場合、第３撮像部１０３のセンサ１０３ａは、画素数が縦方向と横方向とで異なる。これにより、撮像視野に対して被検査領域１１ａの外の領域（無駄な領域）が占める割合が低減されるため、センサ１０３ａの画素を有効に活用し、被検査領域１１ａの画像を高い分解能で得ることができる。   As shown in FIG. 3B, the third imaging unit 103 has an imaging field (imaging range) that covers the inspection area 11 a of the workpiece 11. The 3rd imaging part 103 images the 3rd area | region 133 containing the whole to-be-inspected area | region 11a. When the size of the inspection area 11a is different between the vertical direction and the horizontal direction, the number of pixels of the sensor 103a of the third imaging unit 103 is different between the vertical direction and the horizontal direction. As a result, the ratio of the area outside the inspection area 11a (the useless area) to the imaging field of view is reduced. Therefore, the pixels of the sensor 103a are effectively used, and the image of the inspection area 11a can be obtained with high resolution. Can be obtained.

第１撮像部１０１のセンサ１０１ａの画素数及び第２撮像部１０２のセンサ１０２ａの画素数は、第３撮像部１０３のセンサ１０３ａの画素数より少ない。換言すれば、第３撮像部１０３のセンサ１０３ａは、第１撮像部１０１のセンサ１０１ａや第２撮像部１０２のセンサ１０２ａよりも高画素である。これは、第３撮像部１０１は、１台で被検査領域１１ａの全体を撮像するのに対し、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０１は、２台で被検査領域１１ａの全体を撮像するため、同じ画素数であると、第３撮像部１０１の分解能が不足するからである。従って、第１撮像部１０１のセンサ１０１ａの画素数と第２撮像部１０２のセンサ１０２ａの画素数との和が第３撮像部１０３のセンサ１０３ａの画素数と等しくなるようにするとよい。   The number of pixels of the sensor 101 a of the first imaging unit 101 and the number of pixels of the sensor 102 a of the second imaging unit 102 are smaller than the number of pixels of the sensor 103 a of the third imaging unit 103. In other words, the sensor 103 a of the third imaging unit 103 has higher pixels than the sensor 101 a of the first imaging unit 101 and the sensor 102 a of the second imaging unit 102. This is because the third imaging unit 101 images the entire inspection area 11a by one unit, whereas the first imaging unit 101 and the second imaging unit 101 image the entire inspection region 11a by two units. Therefore, if the number of pixels is the same, the resolution of the third imaging unit 101 is insufficient. Therefore, it is preferable that the sum of the number of pixels of the sensor 101a of the first imaging unit 101 and the number of pixels of the sensor 102a of the second imaging unit 102 be equal to the number of pixels of the sensor 103a of the third imaging unit 103.

図４を参照して、検査装置１０におけるワーク１１（被検査領域１１ａ）の外観を検査する処理について説明する。図４は、ワーク１１の外観を検査する処理を説明するためのフローチャートである。かかる処理は、制御部１０５が検査装置１０の各部、特に、第１撮像部１０１乃至第３撮像部１０３や照明部１０４（光源１１４）を統括的に制御することで行われる。   With reference to FIG. 4, the process which test | inspects the external appearance of the workpiece | work 11 (inspection area | region 11a) in the inspection apparatus 10 is demonstrated. FIG. 4 is a flowchart for explaining processing for inspecting the appearance of the work 11. Such processing is performed by the control unit 105 controlling the respective units of the inspection apparatus 10, particularly the first imaging unit 101 to the third imaging unit 103 and the illumination unit 104 (light source 114).

Ｓ１１では、被検査領域１１ａを照明する方向を変更しながら、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを複数回撮像する。図５、図６（ａ）乃至図６（ｈ）、及び、図７（ａ）乃至図７（ｈ）を参照して、Ｓ１１の工程の詳細について説明する。図５は、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像する工程（Ｓ１１）を詳細に説明するためのフローチャートである。図６（ａ）乃至図６（ｈ）は、照明部１０４を上方からみた透視図であって、図２（ｂ）に対応している。図６（ａ）乃至図６（ｈ）では、複数の光源１１４のうち、黒塗りで示す光源１１４が点灯している状態、即ち、被検査領域１１ａに光を照射している状態を表している。図７（ａ）乃至図７（ｈ）は、図６（ａ）乃至図６（ｈ）のそれぞれに示す状態において、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像して得られた画像を示す図である。図７（ａ）乃至図７（ｈ）に示す画像には、被検査領域１１ａに存在する傷、むら、光を吸収する性質を有する異物（以下では、「光吸収性の異物」と称する）などの欠陥が現れている。ここで、Ｓ１１の工程では、被検査領域１１ａに存在する傷については、被検査領域１１ａの表面粗さのスケールと比較して、幅が十分に広い、或いは、深さが十分に深い傷を検査対象としている。被検査領域１１ａの表面粗さのスケールと同程度又はそれ以下の幅や深さを有する傷については、後述するＳ１３の工程及びＳ１４の工程において検査対象とされる。   In S11, the inspection area 11a is imaged a plurality of times by the third imaging unit 103 while changing the direction in which the inspection area 11a is illuminated. Details of the step S11 will be described with reference to FIGS. 5, 6A to 6H, and 7A to 7H. FIG. 5 is a flowchart for explaining in detail the step (S11) of imaging the inspection area 11a by the third imaging unit 103. 6A to 6H are perspective views of the illumination unit 104 as viewed from above, and correspond to FIG. 2B. FIG. 6A to FIG. 6H show a state in which the light source 114 shown in black among the plurality of light sources 114 is lit, that is, a state in which light is irradiated to the inspection region 11a. Yes. 7A to 7H show images obtained by imaging the inspection area 11a by the third imaging unit 103 in the states shown in FIGS. 6A to 6H, respectively. FIG. The images shown in FIGS. 7A to 7H include scratches, unevenness, and foreign matter that absorbs light existing in the region 11a to be inspected (hereinafter referred to as “light-absorbing foreign matter”). Defects such as appear. Here, in the step of S11, the scratches present in the region to be inspected 11a are scratches having a sufficiently wide width or a sufficiently deep depth compared to the surface roughness scale of the region to be inspected 11a. Inspected. Scratches having a width or depth that is the same as or less than the scale of the surface roughness of the region 11a to be inspected are to be inspected in steps S13 and S14 described later.

Ｓ１１−１では、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φが互いに異なる複数の状態になるように照明部１０４を制御し、かかる複数の状態のそれぞれにおいて（即ち、方位角φを変更しながら）第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像する。例えば、図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示すように、複数の第３光源１１４ｃのうち、被検査領域１１ａに光を照射する第３光源１１４ｃを変更することで、光を照射する方位角φが互いに異なる複数の状態にする。そして、かかる複数の状態のそれぞれにおいて、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像することで、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示す画像が得られる。図７（ａ）乃至図７（ｄ）を参照するに、傷、むら、光吸収性の異物などの欠陥が存在しない被検査領域１１ａの領域（以下、「正常領域」と称する）において、画素ごとに明度が異なる明度ノイズが生じている。このような明度ノイズは、被検査領域１１ａの表面粗さに起因して、被検査領域１１ａで光が散乱されることによって生じる。   In S11-1, the illuminating unit 104 is controlled so that the azimuth angles φ for irradiating light on the inspection area 11a are different from each other, and the azimuth angle φ is changed in each of the plural states (that is, the azimuth angle φ is changed The third imaging unit 103 images the inspection area 11a. For example, as shown in FIGS. 6A to 6D, light is irradiated by changing the third light source 114c that irradiates light to the inspection region 11a among the plurality of third light sources 114c. A plurality of states with different azimuth angles φ are set. Then, in each of the plurality of states, the image shown in FIG. 7A to FIG. 7D is obtained by imaging the inspection area 11 a by the third imaging unit 103. Referring to FIGS. 7A to 7D, in the region of the region 11a to be inspected (hereinafter referred to as “normal region”) in which defects such as scratches, unevenness, and light-absorbing foreign matter do not exist, Lightness noise with different lightness is generated for each. Such brightness noise is caused by light being scattered in the inspection region 11a due to the surface roughness of the inspection region 11a.

図６（ａ）は、０度及び１８０度の方位角φから被検査領域１１ａに光を照射する第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明している状態を示している。図６（ａ）に示す状態では、図７（ａ）に示す画像が得られる。図６（ｂ）は、４５度及び２２５度の方位角φから被検査領域１１ａに光を照射する第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明している状態を示している。図６（ｂ）に示す状態では、図７（ｂ）に示す画像が得られる。図６（ｃ）は、９０度及び２７０度の方位角φから被検査領域１１ａに光を照射する第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明している状態を示している。図６（ｃ）に示す状態では、図７（ｃ）に示す画像が得られる。図６（ｄ）は、１３５度及び３１５度の方位角φから被検査領域１１ａに光を照射する第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明している状態を示している。図６（ｄ）に示す状態では、図７（ｄ）に示す画像が得られる。なお、Ｓ１１−１の工程において、本実施形態では、第３光源１１４ｃのみが用いられているが、それに限定されるものではなく、第１光源１１４ａや第２光源１１４ｂが用いられてもよい。   FIG. 6A shows a state in which the inspection area 11a is illuminated using a third light source 114c that irradiates light to the inspection area 11a from azimuth angles φ of 0 degrees and 180 degrees. In the state shown in FIG. 6A, the image shown in FIG. 7A is obtained. FIG. 6B shows a state in which the inspection area 11a is illuminated using a third light source 114c that irradiates light to the inspection area 11a from azimuth angles φ of 45 degrees and 225 degrees. In the state shown in FIG. 6B, the image shown in FIG. 7B is obtained. FIG. 6C shows a state in which the inspection area 11a is illuminated using the third light source 114c that irradiates light to the inspection area 11a from the azimuth angles φ of 90 degrees and 270 degrees. In the state shown in FIG. 6C, the image shown in FIG. 7C is obtained. FIG. 6D shows a state in which the inspection area 11a is illuminated using a third light source 114c that irradiates light to the inspection area 11a from azimuth angles φ of 135 degrees and 315 degrees. In the state shown in FIG. 6D, the image shown in FIG. 7D is obtained. In the step S11-1, only the third light source 114c is used in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and the first light source 114a and the second light source 114b may be used.

被検査領域１１ａに存在する傷については、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φを変更すると、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、方位角φに応じて画像上での見え方が変化する。例えば、傷の伸びる方位角と平行な方位角φで被検査領域１１ａに光を照射すると、図７（ａ）に示すように、かかる傷を画像上で検出することが困難である。一方、傷の伸びる方位角と異なる（例えば、垂直な）方位角φで被検査領域１１ａに光を照射すると、図７（ｃ）に示すように、かかる傷を画像上で容易に検出することができる。これは、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φと傷の伸びる方位角との角度差が９０度に近づくにつれて、傷で反射又は散乱して第３撮像部１０３に入射する光が多くなるからである。このように、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φを変更することによって、被検査領域１１ａに存在する傷を検査するための画像を得ることができる。   For the scratches present in the inspection area 11a, if the azimuth angle φ for irradiating the inspection area 11a is changed, as shown in FIGS. 7A to 7D, an image is displayed according to the azimuth angle φ. The way it looks above changes. For example, when light is irradiated to the region 11a to be inspected at an azimuth angle φ parallel to the azimuth angle at which the scratch extends, it is difficult to detect such a scratch on the image as shown in FIG. On the other hand, when light is irradiated to the region 11a to be inspected at an azimuth angle φ different from (for example, perpendicular to) the azimuth angle at which the scratch extends, such a scratch can be easily detected on the image as shown in FIG. Can do. This is because as the angle difference between the azimuth angle φ that irradiates light to the region 11a to be inspected and the azimuth angle at which the scratch extends approaches 90 degrees, more light is reflected or scattered by the scratch and enters the third imaging unit 103. Because it becomes. In this way, by changing the azimuth angle φ at which light is irradiated onto the inspection region 11a, an image for inspecting a flaw existing in the inspection region 11a can be obtained.

被検査領域１１ａに存在するむらや光吸収性の異物については、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φを変更しても、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、画像上での見え方が殆ど変化しない。そこで、本実施形態では、被検査領域１１ａに存在するむらを検査するための画像をＳ１１−２の工程で取得し、被検査領域１１ａに存在する光吸収性の異物を検査するための画像をＳ１１−３で取得する。   As shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d), for unevenness and light-absorbing foreign matter existing in the region 11a to be inspected, even if the azimuth angle φ for irradiating the region 11a with light is changed. The appearance on the image hardly changes. Therefore, in the present embodiment, an image for inspecting unevenness existing in the inspection region 11a is acquired in step S11-2, and an image for inspecting light-absorbing foreign matter existing in the inspection region 11a is obtained. Obtained in S11-3.

Ｓ１１−２では、照射角度θｉが互いに異なる複数の状態になるように照明部１０４を制御し、かかる複数の状態のそれぞれにおいて（即ち、照射角度θｉを変更しながら）第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像する。例えば、図６（ｅ）に示すように、複数の第３光源１１４ｃからの光で被検査領域１１ａを照射している状態において、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像することで、図７（ｅ）に示す画像が得られる。また、図６（ｆ）に示すように、複数の第２光源１１４ｂからの光で被検査領域１１ａを照射している状態において、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像することで、図７（ｆ）に示す画像が得られる。同様に、図６（ｇ）に示すように、複数の第１光源１１４ａからの光で被検査領域１１ａを照射している状態において、第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像することで、図７（ｇ）に示す画像が得られる。   In S11-2, the illuminating unit 104 is controlled so that the irradiation angles θi are in a plurality of different states, and the third imaging unit 103 covers each of the plurality of states (that is, while changing the irradiation angle θi). The inspection area 11a is imaged. For example, as shown in FIG. 6E, in the state where the inspection region 11a is irradiated with light from the plurality of third light sources 114c, the third imaging unit 103 images the inspection region 11a, The image shown in FIG. 7E is obtained. In addition, as illustrated in FIG. 6F, in the state where the inspection area 11a is irradiated with light from the plurality of second light sources 114b, the third imaging unit 103 images the inspection area 11a, An image shown in FIG. 7F is obtained. Similarly, as shown in FIG. 6G, in the state where the inspection area 11a is irradiated with the light from the plurality of first light sources 114a, the third imaging unit 103 images the inspection area 11a. The image shown in FIG. 7G is obtained.

照射角度θｉを変更すると、被検査領域１１ａの表面粗さに起因して、被検査領域１１ａで反射して第３撮像部１０３に入射する光の強度が変化する。従って、照射角度θｉが互いに異なる複数の状態のそれぞれにおいて被検査領域１１ａを撮像する際には、第３撮像部１０３に入射する光の強度が複数の状態のそれぞれで等しくなるように、各光源１１４から射出される光の強度を調整するとよい。   When the irradiation angle θi is changed, due to the surface roughness of the inspection area 11a, the intensity of the light reflected by the inspection area 11a and incident on the third imaging unit 103 changes. Therefore, when imaging the inspection region 11a in each of a plurality of states with different irradiation angles θi, each light source is set so that the intensity of light incident on the third imaging unit 103 is equal in each of the plurality of states. The intensity of light emitted from 114 may be adjusted.

被検査領域１１ａに存在する傷については、照射角度θｉを変更すると、図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示すように、照射角度θｉに応じて画像上での見え方が変化する。例えば、複数の第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明している状態で得られる画像（図７（ｅ））では、傷の明度が正常領域より大きくなる。また、複数の第２光源１１４ｂを用いて被検査領域１１ａを照明している状態で得られる画像（図７（ｆ））では、傷の明度が正常領域と同等となる。また、複数の第１光源１１４ａを用いて被検査領域１１ａを照明している状態で得られる画像（図７（ｇ））では、傷の明度が正常領域より小さくなる。これは、傷の側面（傷を構成する面）で反射して第３撮像部１０３に入射する光の強度が照射角度θｉに応じて変化するからである。   When the irradiation angle θi is changed, the appearance on the image changes in accordance with the irradiation angle θi as shown in FIGS. 7E to 7G when the irradiation angle θi is changed. For example, in an image (FIG. 7E) obtained in a state where the inspection area 11a is illuminated using a plurality of third light sources 114c, the lightness of the scratch is larger than that of the normal area. Further, in the image (FIG. 7 (f)) obtained in a state where the inspection area 11a is illuminated using the plurality of second light sources 114b, the lightness of the scratch is equivalent to that of the normal area. Further, in the image (FIG. 7G) obtained in a state where the inspection region 11a is illuminated using the plurality of first light sources 114a, the lightness of the scratch is smaller than that of the normal region. This is because the intensity of the light that is reflected by the side surface of the scratch (the surface that constitutes the scratch) and enters the third imaging unit 103 changes according to the irradiation angle θi.

被検査領域１１ａに存在するむらについても同様に、照射角度θｉを変更すると、図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示すように、照射角度θｉに応じて画像上での見え方が変化する。これは、むらで反射して第３撮像部１０３に入射する光の強度が照射角度θｉに応じて変化するからである。   Similarly, when the irradiation angle θi is changed with respect to the unevenness existing in the inspected region 11a, the appearance on the image changes according to the irradiation angle θi as shown in FIGS. 7 (e) to 7 (g). To do. This is because the intensity of the light reflected by the unevenness and incident on the third imaging unit 103 changes according to the irradiation angle θi.

被検査領域１１ａに存在する光吸収性の異物については、照射角度θｉを変更しても、画像上での見え方が殆ど変化しない。図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示す画像では、正常領域における明度ノイズが、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示す画像に比べて小さくなっている。これは、互いに異なる方位角φに配置された複数の光源１１４を用いて被検査領域１１ａを照明することによって、画素ごとの明度が平均化されるからである。   Even if the irradiation angle θi is changed, the appearance of the light-absorbing foreign matter existing in the inspection region 11a hardly changes. In the images shown in FIGS. 7 (e) to 7 (g), the brightness noise in the normal region is smaller than the images shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d). This is because the brightness for each pixel is averaged by illuminating the region 11a to be inspected using a plurality of light sources 114 arranged at different azimuth angles φ.

Ｓ１１−３では、図６（ｈ）に示すように、全ての光源１１４を用いて被検査領域１１ａを照明するように照明部１０４を制御し、かかる状態において第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像する。これにより、図７（ｈ）に示す画像が得られる。図７（ｈ）を参照するに、被検査領域１１ａに存在する傷及びむらについては、正常領域と同等な明度となるため、かかる傷及びむらを検出することが困難である。一方、被検査領域１１ａに存在する光吸収性の異物については、正常領域に対する明度の差が大きくなるため、かかる光吸収性の異物を容易に検出することができる。図７（ｈ）に示す画像では、正常領域における明度ノイズが、図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示す画像に比べて小さくなっている。これは、全ての光源１１４を用いて被検査領域１１ａを照明することによって、画素ごとの明度が更に平均化されるからである。   In S11-3, as shown in FIG. 6 (h), the illumination unit 104 is controlled to illuminate the region to be inspected 11a using all the light sources 114, and in this state, the region to be inspected by the third imaging unit 103 11a is imaged. As a result, an image shown in FIG. 7H is obtained. Referring to FIG. 7H, the scratches and unevenness present in the inspected region 11a have the same lightness as the normal region, and it is difficult to detect such scratches and unevenness. On the other hand, the light-absorbing foreign matter present in the region to be inspected 11a has a large difference in brightness with respect to the normal region, so that the light-absorbing foreign matter can be easily detected. In the image shown in FIG. 7 (h), the brightness noise in the normal region is smaller than those shown in FIGS. 7 (e) to 7 (g). This is because the brightness for each pixel is further averaged by illuminating the inspection area 11a using all the light sources 114.

図４に戻って、Ｓ１２では、ＰＣ１０６において、Ｓ１１で得られた画像に基づいて、被検査領域１１ａに存在する欠陥（傷、むら、光吸収性の異物）を検出するための画像を生成する。   Returning to FIG. 4, in S <b> 12, the PC 106 generates an image for detecting defects (scratches, unevenness, light-absorbing foreign matter) existing in the inspection area 11 a based on the image obtained in S <b> 11. .

例えば、Ｓ１１−１で得られた４つの画像（図７（ａ）乃至図７（ｄ））のそれぞれに対してシェーディング補正を施してから、画素の位置ごとに、補正後の４つの画像における明度の最大値と最小値との差を求める。被検査領域１１ａの表面粗さのスケールより大きい幅や深さを有する傷については、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φを変更すると、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、画像における傷の明度が正常領域に比べて大きく変化する。従って、４つの画像における明度の最大値と最小値との差を求めることによって、図８（ａ）に示すように、傷を容易に検出することができる画像を得ることができる。   For example, after performing shading correction on each of the four images obtained in S11-1 (FIGS. 7A to 7D), the four images after correction are corrected for each pixel position. Find the difference between the maximum and minimum brightness. For a scratch having a width or depth larger than the scale of the surface roughness of the region 11a to be inspected, the azimuth angle φ for irradiating light to the region 11a to be inspected is changed as shown in FIGS. As shown, the lightness of the scratch in the image changes greatly compared to the normal area. Therefore, by obtaining the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the four images, an image that can easily detect a flaw can be obtained as shown in FIG.

また、Ｓ１１−２で得られた３つの画像（図７（ｅ）乃至図７（ｇ））のそれぞれに対してシェーディング補正を施してから、画素の位置ごとに、補正後の３つの画像における明度の最大値と最小値との差を求める。被検査領域１１ａに存在する傷及びむらについては、照射角度θｉを変更すると、図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示すように、画像における傷及びむらの明度が正常領域に比べて大きく変化する。従って、３つの画像における明度の最大値と最小値との差を求めることによって、図８（ｂ）に示すように、傷及びむらを容易に検出することができる画像を得ることができる。   In addition, after performing shading correction on each of the three images (FIGS. 7E to 7G) obtained in S11-2, the three images after correction are corrected for each pixel position. Find the difference between the maximum and minimum brightness. Regarding the scratches and unevenness present in the inspected area 11a, when the irradiation angle θi is changed, as shown in FIGS. 7E to 7G, the brightness of the scratches and unevenness in the image is larger than that in the normal area. Change. Therefore, by obtaining the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the three images, an image that can easily detect scratches and unevenness can be obtained as shown in FIG. 8B.

被検査領域１１ａに存在する光吸収性の異物については、画像を合成してなくても、Ｓ１１−３で得られた画像（図７（ｈ））から、かかる光吸収性の異物を容易に検出することができる。また、画像を合成する際には、欠陥が存在しない画像（良品のワーク１１に対応する画像）を加えてもよい。   For the light-absorbing foreign matter present in the inspected region 11a, the light-absorbing foreign matter can be easily obtained from the image obtained in S11-3 (FIG. 7 (h)) without synthesizing the image. Can be detected. Further, when the images are combined, an image having no defect (an image corresponding to the non-defective workpiece 11) may be added.

近年では、被検査領域１１ａの表面粗さのスケールと同程度又はそれ以下の幅や深さを有する傷（以下、「微細な傷」と称する）についても検出することが求められている。但し、Ｓ１１及びＳ１２の工程だけでは、微細な傷を検出できる画像を生成することは困難である。そこで、本実施形態では、Ｓ１３及びＳ１４のそれぞれにおいて、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれによって被検査領域１１ａを撮像することで、微細な傷を検出するための画像を得る。図９（ａ）及び図９（ｂ）、図１０及び図１１を参照して、Ｓ１３及びＳ１４の工程の詳細について説明する。   In recent years, it has been demanded to detect a flaw (hereinafter referred to as a “fine flaw”) having a width or depth comparable to or smaller than the scale of the surface roughness of the region 11a to be inspected. However, it is difficult to generate an image capable of detecting fine scratches only by the steps S11 and S12. Therefore, in this embodiment, in each of S13 and S14, an image for detecting a fine flaw is obtained by imaging the inspection area 11a by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102, respectively. Details of steps S13 and S14 will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, 10 and 11. FIG.

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、照明部１０４を上方からみた透視図であって、図２（ｂ）に対応している。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、複数の光源１１４のうち、黒塗りで示す光源１１４が点灯している状態、即ち、被検査領域１１ａに光を照射している状態を表している。また、図９（ａ）は、第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像する際の照明部１０４（複数の光源１１４）の状態を示し、図９（ｂ）は、第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する際の照明部１０４の状態を示している。   FIGS. 9A and 9B are perspective views of the illumination unit 104 as viewed from above, and correspond to FIG. 2B. 9A and 9B show a state in which the light source 114 shown in black among the plurality of light sources 114 is lit, that is, a state in which light is irradiated to the inspection region 11a. Yes. 9A shows the state of the illumination unit 104 (plural light sources 114) when the first imaging unit 101 images the inspection area 11a, and FIG. 9B shows the second imaging unit 102. The state of the illumination part 104 at the time of imaging the to-be-inspected area | region 11a is shown.

第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像する際には、被検査領域１１ａを撮像する方位角φと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとの間の角度差が９０度より小さい光源１１４によって被検査領域１１ａを照明する。この際、照射角度θｉが第１撮像部１０１の撮像角度θｃより小さくなるように照明部１０４（複数の光源１１４）を制御するとよい。例えば、第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像する際に、上述した条件を満たす第３光源１１４ｃ１、１１４ｃ２及び１１４ｃ３のうちの少なくとも１つの光源を用いて被検査領域１１ａが照明されるように照明部１０４を制御する。本実施形態では、図９（ａ）に示すように、第３光源１１４ｃ２によって被検査領域１１ａが照明された状態において、第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像する。 When the first imaging unit 101 images the inspection area 11a, the angle difference between the azimuth angle φ that images the inspection area 11a and the azimuth angle φ that irradiates light to the inspection area 11a is greater than 90 degrees. The inspection area 11a is illuminated by a small light source 114. At this time, the illumination unit 104 (the plurality of light sources 114) may be controlled so that the irradiation angle θi is smaller than the imaging angle θc of the first imaging unit 101. For example, when the first imaging unit 101 images the inspection area 11a, the inspection area 11a is illuminated using at least one of the third light sources 114c 1 , 114c 2, and 114c 3 that satisfies the above-described conditions. The illumination unit 104 is controlled as described above. In the present embodiment, as illustrated in FIG. 9A, the first imaging unit 101 captures an image of the inspection area 11 a in a state where the inspection area 11 a is illuminated by the third light source 114 c 2 .

また、第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する際には、被検査領域１１ａを撮像する方位角φと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとの間の角度差が９０度より小さい光源１１４によって被検査領域１１ａを照明する。この際、照射角度θｉが第２撮像部１０２の撮像角度θｃより小さくなるように照明部１０４（複数の光源１１４）を制御するとよい。例えば、第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する際に、上述した条件を満たす第３光源１１４ｃ４、１１４ｃ５及び１１４ｃ６のうちの少なくとも１つの光源を用いて被検査領域１１ａが照明されるように照明部１０４を制御する。本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、第３光源１１４ｃ５によって被検査領域１１ａが照明された状態において、第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する。 When the second imaging unit 102 images the inspection area 11a, the angle difference between the azimuth angle φ that images the inspection area 11a and the azimuth angle φ that irradiates the inspection area 11a with light is 90. The inspected area 11a is illuminated by a light source 114 having a smaller degree. At this time, the illumination unit 104 (the plurality of light sources 114) may be controlled so that the irradiation angle θi is smaller than the imaging angle θc of the second imaging unit 102. For example, when the inspection area 11a is imaged by the second imaging unit 102, the inspection area 11a is illuminated using at least one of the third light sources 114c 4 , 114c 5 and 114c 6 that satisfies the above-described conditions. The illumination unit 104 is controlled as described above. In the present embodiment, as shown in FIG. 9 (b), in a state where the inspecting region 11a is illuminated by the third light source 114c 5, imaging the inspection region 11a by the second imaging section 102.

Ｓ１３の工程とＳ１３の工程とは、逐次的に行われる。具体的には、第３光源１１４ｃ２を点灯させた状態において第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像し、それとは異なるタイミングで第３光源１１４ｃ５を点灯させた状態において第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する。これにより、所望の光源のみで被検査領域１１ａが照明された状態で画像を取得することができるため、被検査領域１１ａに存在する欠陥を高いコントラストで可視化することが可能となる。なお、Ｓ１１の工程も同様に、Ｓ１３の工程とＳ１３の工程とは異なるタイミングで行われる。   The process of S13 and the process of S13 are performed sequentially. Specifically, the inspected area 11a is imaged by the first imaging unit 101 in a state where the third light source 114c2 is lit, and the second imaging unit 102 is in a state where the third light source 114c5 is lit at a different timing. The inspected area 11a is imaged. Thereby, since an image can be acquired in a state where the inspection area 11a is illuminated only by a desired light source, it is possible to visualize defects present in the inspection area 11a with high contrast. In addition, the process of S11 is similarly performed at a timing different from the process of S13 and the process of S13.

ここで、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２で得られた画像上において微細な傷を検出することができる理由について説明する。図１０は、被検査領域１１ａの正常領域における散乱光の強度分布を示す図である。検査対象としての被検査領域１１ａが粗面である場合、被検査領域１１ａの正常領域において散乱光が生じる。かかる散乱光は、図１０に示すように、照明光が正反射する方向において光強度が最も強く、照明光が正反射する方向から離れるにつれて光強度が弱くなるような強度分布を形成する。従って、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する際に、上述したように照明部１０４を制御すると、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２に入射する散乱光の強度を小さくすることができる。これにより、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２で得られる画像におけるＳ／Ｎ比を高くすることができる。   Here, the reason why a fine flaw can be detected on the images obtained by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 will be described. FIG. 10 is a diagram showing the intensity distribution of scattered light in the normal region of the inspection region 11a. When the inspection area 11a as the inspection object is a rough surface, scattered light is generated in the normal area of the inspection area 11a. As shown in FIG. 10, such scattered light forms an intensity distribution in which the light intensity is the strongest in the direction in which the illumination light is specularly reflected, and the light intensity decreases as the distance from the direction in which the illumination light is specularly reflected. Accordingly, when the illumination unit 104 is controlled as described above when the inspection area 11a is imaged by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102, scattering incident on the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is performed. The intensity of light can be reduced. Thereby, the S / N ratio in the images obtained by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 can be increased.

図１１は、微細な傷に対する、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２の撮像角度θｃとＳ／Ｎ比との関係を示す図である。図１１において、横軸は、第１撮像部１０１又は第２撮像部１０２の撮像角度θｃを示し、縦軸は、Ｓ／Ｎ比を示している。図１１において、線５１及び５２は、被検査領域１１ａを撮像する方位角θと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとが同じである場合における撮像角度θｃとＳ／Ｎ比との関係を示している。線５３及び５４は、被検査領域１１ａを撮像する方位角θと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとが１８０度異なる場合における撮像角度θｃとＳ／Ｎ比との関係を示している。また、線５１及び５４は、第３光源１１４ｃを用いた場合を示し、線５２及び５３は、第２光源１１４ｂを用いた場合を示している。   FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between the imaging angle θc of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 and the S / N ratio with respect to minute scratches. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the imaging angle θc of the first imaging unit 101 or the second imaging unit 102, and the vertical axis indicates the S / N ratio. In FIG. 11, lines 51 and 52 indicate the imaging angle θc and the S / N ratio when the azimuth angle θ for imaging the inspection area 11a and the azimuth angle φ for irradiating light to the inspection area 11a are the same. Showing the relationship. Lines 53 and 54 show the relationship between the imaging angle θc and the S / N ratio when the azimuth angle θ for imaging the inspection area 11a and the azimuth angle φ for irradiating the inspection area 11a with light differ by 180 degrees. Yes. Lines 51 and 54 show the case where the third light source 114c is used, and lines 52 and 53 show the case where the second light source 114b is used.

図１１を参照するに、被検査領域１１ａを撮像する方位角θと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとが同じである場合の方が、それらが１８０度異なる場合よりもＳ／Ｎ比が高くなっている。これは、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φと被検査領域１１ａを撮像する方位角φとの間の角度差が小さい方が、Ｓ／Ｎ比が高くなることを示している。また、第３光源１１４ｃを用いて被検査領域１１ａを照明する場合の方が、第２光源１１４ｂを用いて被検査領域１１ａを照明する場合よりもＳ／Ｎ比が高くなっている。これは、照射角度θｉが小さい方が、Ｓ／Ｎ比が高くなることを示している。従って、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２で得られた画像から微細な傷を容易に検出するためには、被検査領域１１ａに光を照射する方位角φと被検査領域１１ａを撮像する方位角φとの間の角度差と、照射角度θｉとが小さくなるようにするとよい。   Referring to FIG. 11, when the azimuth angle θ for imaging the inspection area 11a and the azimuth angle φ for irradiating light to the inspection area 11a are the same, S / The N ratio is high. This indicates that the S / N ratio is higher when the angle difference between the azimuth angle φ for irradiating the inspection region 11a with light and the azimuth angle φ for imaging the inspection region 11a is smaller. Further, the S / N ratio is higher in the case of illuminating the inspection area 11a using the third light source 114c than in the case of illuminating the inspection area 11a using the second light source 114b. This indicates that the S / N ratio is higher when the irradiation angle θi is smaller. Therefore, in order to easily detect fine scratches from the images obtained by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102, the azimuth angle φ at which light is irradiated to the inspection region 11a and the inspection region 11a are imaged. The angle difference between the azimuth angle φ and the irradiation angle θi is preferably small.

また、図１１を参照するに、撮像角度θｃが小さくなるにつれて、Ｓ／Ｎ比が高くなっている。従って、撮像角度θｃが第３撮像部１０３より小さい第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像する方が、画像におけるＳ／Ｎ比が高くなるため、かかる画像上で微細な傷を容易に検出することが可能となる。   Also, referring to FIG. 11, the S / N ratio increases as the imaging angle θc decreases. Therefore, since the S / N ratio in the image is higher when the imaging region 11a is imaged by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 having an imaging angle θc smaller than that of the third imaging unit 103, the S / N ratio in the image is higher. Fine scratches can be easily detected.

図４に戻って、Ｓ１５では、ＰＣ１０６において、第１撮像部１０１乃至第３撮像部１０３で得られた画像に基づいて、被検査領域１１ａの外観を評価する。例えば、Ｓ１２で生成された画像（図８（ａ）及び図８（ｂ））やＳ１３及びＳ１４で得られた画像に基づいて、被検査領域１１ａに傷（微細な傷）が存在するか否かを評価する。また、Ｓ１２で生成された画像（図８（ｂ））に基づいて、被検査領域１１ａにむらが存在しているか否かを評価する。また、Ｓ１１−３で得られた画像（図７（ｈ））に基づいて、被検査領域１１ａに光吸収性の異物が存在するか否かを評価する。但し、被検査領域１１ａの外観を評価するために用いられる画像は、上述した画像に限定されるものではなく、その他の画像に基づいて、被検査領域１１ａの外観を評価してもよい。また、本実施形態では、全ての光源１１４を用いて被検査領域１１ａを照明した状態で得られた画像（図７（ｈ））に基づいて、被検査領域１１ａに光吸収性の異物が存在するか否かを評価しているが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ｅ）乃至図７（ｇ）に示す画像を合成又は平均化することで得られる画像を、図７（ｈ）に示す画像の代わりに用いてもよい。   Returning to FIG. 4, in S <b> 15, the PC 106 evaluates the appearance of the inspection area 11 a based on the images obtained by the first imaging unit 101 to the third imaging unit 103. For example, based on the images generated in S12 (FIGS. 8A and 8B) and the images obtained in S13 and S14, whether or not there are scratches (fine scratches) in the region 11a to be inspected. To evaluate. Further, based on the image generated in S12 (FIG. 8B), it is evaluated whether or not there is unevenness in the inspection area 11a. Further, based on the image obtained in S11-3 (FIG. 7H), it is evaluated whether or not a light-absorbing foreign substance exists in the inspection region 11a. However, the image used for evaluating the appearance of the inspection area 11a is not limited to the above-described image, and the appearance of the inspection area 11a may be evaluated based on other images. Further, in the present embodiment, based on an image (FIG. 7 (h)) obtained in a state where all the light sources 114 are used to illuminate the inspection area 11a, a light-absorbing foreign substance exists in the inspection area 11a. Although whether or not to evaluate is evaluated, it is not limited to this. For example, an image obtained by combining or averaging the images shown in FIGS. 7E to 7G may be used instead of the image shown in FIG. 7H.

被検査領域１１ａの外観を評価する手法の一例について説明する。まず、複数の良品のワーク１１に対応する画像を学習して、外観の良否を判定するために用いられるスコアを算出するための良否判定モデルを作成する。具体的には、複数の良品のワーク１１に対応する画像に基づいて、外観の良否判定に有効な複数の画像特徴を決定するとともに、各画像特徴についての特徴量から異常度（又は正常度）のスコアを算出する方法を自動的に決定して良否判定モデルを作成する。   An example of a method for evaluating the appearance of the inspection area 11a will be described. First, an image corresponding to a plurality of non-defective workpieces 11 is learned, and a pass / fail judgment model for calculating a score used for judging the quality of the appearance is created. Specifically, based on images corresponding to a plurality of non-defective workpieces 11, a plurality of image features effective for determining the quality of the appearance are determined, and the degree of abnormality (or normality) is determined from the feature amounts for each image feature. A method for calculating the score is automatically determined to create a pass / fail judgment model.

画像特徴は、例えば、被検査領域１１ａの画像全体に対する最大値や最小値、平均値、標準偏差、歪度、尖度などのグローバル特徴を含む。また、画像特徴は、フィルタで画像を畳み込んだ後に、最大値や最小値、平均値、標準偏差を算出することで得られる、画像の局所的な変化に敏感なローカル特徴を含む。フィルタとしては、例えば、角度が異なるスリット形状のフィルタや大きさが異なる正方形のフィルタなどが適用される。フィルタの演算としては、微分や平均、標準偏差、平滑化などが適用される。例えば、スリット形状の内部で平均値を算出するフィルタを適用した場合、スリットと平行な傷などの欠陥を敏感に検出することができる。   The image features include, for example, global features such as a maximum value, a minimum value, an average value, a standard deviation, a skewness, and a kurtosis with respect to the entire image of the inspection area 11a. The image features include local features sensitive to local changes in the image obtained by calculating the maximum value, minimum value, average value, and standard deviation after convolution of the image with a filter. As the filter, for example, a slit-shaped filter having a different angle or a square filter having a different size is used. As the calculation of the filter, differentiation, average, standard deviation, smoothing or the like is applied. For example, when a filter that calculates an average value inside a slit shape is applied, defects such as scratches parallel to the slit can be detected sensitively.

次いで、ワーク１１（被検査領域１１ａ）を撮像することで得られた画像から、ワーク１１の特徴量を各画像特徴について求めて異常度スコアを算出し、かかる異常度スコアに基づいて被検査領域１１ａの外観の良否を判定する。具体的には、予め設定された異常度スコアの閾値を参照し、ワーク１１についての異常度スコアが閾値以上である場合には、ワーク１１を不良品と判定し、ワーク１１の異常度スコアが閾値より小さい場合には、ワーク１１を良品と判定する。複数の画像特徴は、例えば、ワーク１１（被検査領域１１ａ）に存在する傷、むら、光吸収性の異物を含む。また、複数の画像特徴のそれぞれに対してスコアが算出されるように複数の良否判定モデルを作成してもよいが、複数の画像特徴から１つのスコアが算出されるように１つの良否判定モデルを作成することで、評価時間を短縮することができる。   Next, from the image obtained by imaging the workpiece 11 (inspected region 11a), the feature amount of the workpiece 11 is obtained for each image feature to calculate the abnormality score, and the inspection region is based on the abnormality score. The quality of the external appearance of 11a is determined. Specifically, referring to a preset abnormality degree score threshold, if the abnormality score for the work 11 is equal to or greater than the threshold, the work 11 is determined to be defective and the abnormality score of the work 11 is If it is smaller than the threshold value, the workpiece 11 is determined to be non-defective. The plurality of image features include, for example, scratches, unevenness, and light-absorbing foreign matter present in the workpiece 11 (inspected region 11a). Also, a plurality of pass / fail judgment models may be created so that a score is calculated for each of a plurality of image features. However, one pass / fail judgment model may be used so that one score is calculated from the plurality of image features. By creating, the evaluation time can be shortened.

上述したように、検査装置１０は、第１撮像部１０１乃至第３撮像部１０３によって被検査領域１１ａを撮像して得られた複数の画像に基づいて、被検査領域１１ａの外観を評価するため、被検査領域１１ａに存在する欠陥を高精度に検出することができる。特に、本実施形態では、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれによって被検査領域１１ａを撮像する際に、被検査領域１１ａを撮像する方位角φと被検査領域１１ａに光を照射する方位角φとの間の角度差が９０度より小さくなるようにする。これにより、被検査領域１１ａに存在する微細な傷も検出することができる。   As described above, the inspection apparatus 10 evaluates the appearance of the inspection region 11a based on a plurality of images obtained by imaging the inspection region 11a by the first imaging unit 101 to the third imaging unit 103. Thus, it is possible to detect a defect existing in the inspection area 11a with high accuracy. In particular, in this embodiment, when each of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 images the inspection area 11a, the azimuth angle φ for imaging the inspection area 11a and the inspection area 11a are irradiated with light. The angle difference with respect to the azimuth angle φ to be made is made smaller than 90 degrees. As a result, it is possible to detect fine scratches present in the region 11a to be inspected.

ここで、図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）及び図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）を参照して、被検査領域１１ａに存在する欠陥の背景となる正常領域の画像強度のばらつきが抑えられ、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２でのノイズが低減されることを説明する。   Here, referring to FIG. 12A to FIG. 12C and FIG. 13A to FIG. 13C, the variation in the image intensity of the normal region that is the background of the defect existing in the inspection region 11a. Will be described, and noise in the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 will be reduced.

図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）は、被検査領域１１ａを斜め上方から１つの撮像部で撮像した場合において、正常領域の画像強度のばらつき及びノイズを示す図である。図１２（ａ）において、色の濃淡は、被検査領域１１ａでの照度を表し、黒で示された部分は暗い部分を表し、白で示された部分は明るい部分を表している。被検査領域１１ａを斜め上方から撮像する場合、被検査領域１１ａに存在する欠陥を可視化するためには、同方向の光源で被検査領域１１ａを照明するとよい。但し、図１２（ａ）に示すように、画像の階調値（明るさ）については、被検査領域１１ａの左右（Ｘ方向）で大きな差が生じる。   FIGS. 12A to 12C are diagrams showing variations in image intensity and noise in the normal region when the region to be inspected 11a is imaged with one image capturing unit obliquely from above. In FIG. 12A, the color shading represents the illuminance in the inspected area 11a, the portion shown in black represents the dark portion, and the portion shown in white represents the bright portion. When imaging the inspection area 11a from obliquely above, the inspection area 11a may be illuminated with a light source in the same direction in order to visualize defects present in the inspection area 11a. However, as shown in FIG. 12A, a large difference occurs between the left and right sides (X direction) of the inspected area 11a with respect to the gradation value (brightness) of the image.

図１２（ｂ）は、被検査領域１１ａの１つの断面における画像の階調値（実線）６１と、シェーディング補正後のノイズ（破線）６２とを示す図である。ノイズは、一般的には、暗いほど大きくなる。画像の階調値６１は、左から右に進むにつれて暗くなるため、シェーディング補正後のノイズ６２は、左から右に進むにつれて大きくなる。   FIG. 12B is a diagram showing the gradation value (solid line) 61 of the image and the noise (dashed line) 62 after shading correction in one cross section of the region 11a to be inspected. In general, the darker the noise becomes. Since the gradation value 61 of the image becomes darker as it goes from left to right, the noise 62 after shading correction becomes larger as it goes from left to right.

図１２（ｃ）は、被検査領域１１ａの１つの断面における分解能（実線）６３と、シェーディング補正後の正常領域の画像強度のばらつき（破線）６４とを示す図である。図１２（ａ）に示すように、被検査領域１１ａの左から右に進むにつれて撮像範囲が広くなるため、被検査領域１１ａの左側の領域の方が、被検査領域１１ａの右側の領域よりも微細な構造を分解可能である。従って、被検査領域１１ａの左側の領域では、例えば、梨地などの微細構造が解像されるが、被検査領域１１ａの右側の領域では、微細構造が解像されず、正常領域における画像強度のばらつきが大きくなる。これにより、被検査領域１１ａの場所によって、正常領域における画像強度のばらつきが不均一となる。   FIG. 12C is a diagram showing a resolution (solid line) 63 in one cross section of the region to be inspected 11a and a variation (broken line) 64 in image intensity of the normal region after shading correction. As shown in FIG. 12 (a), since the imaging range becomes wider from the left to the right of the inspection area 11a, the left area of the inspection area 11a is more than the right area of the inspection area 11a. A fine structure can be decomposed. Therefore, for example, a fine structure such as satin is resolved in the left area of the inspection area 11a, but the fine structure is not resolved in the right area of the inspection area 11a, and the image intensity in the normal area is reduced. The variation becomes large. Thereby, the variation in image intensity in the normal region becomes non-uniform depending on the location of the region 11a to be inspected.

正常領域における画像強度のばらつきが不均一であると、被検査領域１１ａの場所によって、グローバル特徴やローカル特徴に異な影響を与えてしまう。例えば、画像の階調値の標準偏差は、微細構造が解像される被検査領域１１ａの左側の領域で大きくなり、微細構造が十分に解像されない被検査領域１１ａの右側の領域で小さくなる。従って、グローバル特徴としての画像の階調値の標準偏差は、左側の領域の方が右側の領域よりも、標準偏差の特徴量に与える影響が大きくなり、右側の領域に欠陥が存在する場合に、かかる欠陥を検出できない可能性が高くなってしまう。また、最大値や最小値、歪度や尖度などのグローバル特徴も同様に、正常領域における画像強度のばらつきが不均一であると、被検査領域１１ａの場所によって、欠陥の認識性能に差が生じてしまう。   If the variation in the image intensity in the normal region is non-uniform, the global feature and the local feature are influenced differently depending on the location of the region 11a to be inspected. For example, the standard deviation of the gradation value of the image increases in the left region of the inspection region 11a where the fine structure is resolved, and decreases in the right region of the inspection region 11a where the fine structure is not sufficiently resolved. . Therefore, the standard deviation of the gradation value of the image as a global feature has a larger influence on the feature amount of the standard deviation in the left area than in the right area, and there is a defect in the right area. This increases the possibility that such defects cannot be detected. Similarly, global features such as maximum value, minimum value, skewness, kurtosis, and the like, if the variation in image intensity in the normal region is uneven, there is a difference in defect recognition performance depending on the location of the region to be inspected 11a. It will occur.

また、ローカル特徴として、平均値を算出するスリット形状や矩形のフィルタで畳み込んだ後に、最大値を算出することで得られる特徴を用いることも可能である。この場合、フィルタで畳み込んだ後の画像に関して、左側の領域で画像強度のばらつきが大きくなり、右側の領域で画像強度のばらつきが小さくなる。このため、畳み込み後の画像強度の最大値を算出すると、画像強度のばらつきが大きい左側の領域から値が選択されやすくなる。従って、画像の右側の領域に欠陥が存在する場合に、かかる欠陥を検出できない可能性が高くなってしまう。同様に、微分や標準偏差を算出するフィルタで畳み込んだ後、画像の最大値や最小値、標準偏差を算出ことで得られるローカル特徴についても、画像強度のばらつきが不均一であると、被検査領域１１ａの場所によって、欠陥の認識性能に差が生じてしまう。   Further, as a local feature, it is possible to use a feature obtained by calculating a maximum value after convolution with a slit shape or rectangular filter for calculating an average value. In this case, with respect to the image after being convolved with the filter, the variation in the image intensity is large in the left area, and the variation in the image intensity is small in the right area. For this reason, when the maximum value of the image intensity after convolution is calculated, it is easy to select a value from the left region where the variation in image intensity is large. Therefore, when a defect exists in the right region of the image, there is a high possibility that such a defect cannot be detected. Similarly, local characteristics obtained by calculating the maximum value, minimum value, and standard deviation of an image after convolution with a filter that calculates differentiation and standard deviation are also subject to unevenness in image intensity. Depending on the location of the inspection area 11a, a difference in defect recognition performance occurs.

このように、梨地加工が表面に施されたワーク１１を検査する場合において、画像内で分解能に差があると、手前側と奥側とで欠陥の認識性能に大きな差が生じ、欠陥の認識率が低下してしまう。   In this way, when inspecting the workpiece 11 having the satin finish applied to the surface, if there is a difference in resolution in the image, a large difference occurs in the defect recognition performance between the near side and the far side, and the defect is recognized. The rate will drop.

図１３（ａ）乃至図１３（ｂ）は、本実施形態のように、被検査領域１１ａを斜め上方から第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２で撮像した場合において、正常領域の画像強度のばらつき及びノイズを示す図である。図１３（ａ）において、色の濃淡は、被検査領域１１ａでの照度を表し、黒で示された部分は暗い部分を表し、白で示された部分は明るい部分を表している。上述したように、被検査領域１１ａを斜め上方から撮像する場合、被検査領域１１ａに存在する欠陥を可視化するためには、同方向の光源で被検査領域１１ａを照明するとよい。但し、図１３（ａ）に示すように、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれで得られる画像について、階調値（明るさ）が被検査領域１１ａの左右（Ｘ方向）で大きく変化する。   FIG. 13A to FIG. 13B show the image intensity of the normal region when the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 image the inspected region 11a from diagonally above as in the present embodiment. It is a figure which shows the dispersion | variation and noise of this. In FIG. 13A, the color shading represents the illuminance in the region 11a to be inspected, the black portion represents the dark portion, and the white portion represents the bright portion. As described above, when the inspection area 11a is imaged from obliquely above, the inspection area 11a may be illuminated with a light source in the same direction in order to visualize defects present in the inspection area 11a. However, as shown in FIG. 13A, the gradation values (brightness) of the images obtained by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 are the left and right (X direction) of the inspection area 11a. It changes a lot.

第１領域１３１と第２領域１３２との境界にまたがる欠陥の検出漏れを防止するためには、第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれで得られる画像に対して、半分よりも少しだけ大きい領域について外観を評価するとよい。そこで、本実施形態では、第１撮像部１０１で得られた画像に基づいて被検査領域１１ａのうち第１撮像部側の第１領域１３１の外観を評価し、第２撮像部１０２で得られた画像に基づいて被検査領域１１ａのうち第２撮像部側の第２領域１３２の外観を評価する。このような評価は、図４に示すＳ１５の工程で行われる。なお、上述したように、本実施形態では、第１領域１３１と第２領域１３２との重複領域ＯＲが５ｍｍ以上の幅を有するように設定されているため、被検査領域１１ａの中心付近に存在する５ｍｍ以下の小さい欠陥の検出漏れを防止することができる。   In order to prevent the detection omission of a defect across the boundary between the first region 131 and the second region 132, the image obtained by each of the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is slightly less than half. Appearance should be evaluated for areas that are only large. Therefore, in the present embodiment, the appearance of the first region 131 on the first imaging unit side in the inspected region 11 a is evaluated based on the image obtained by the first imaging unit 101, and obtained by the second imaging unit 102. Based on the obtained image, the appearance of the second area 132 on the second imaging unit side in the inspected area 11a is evaluated. Such evaluation is performed in step S15 shown in FIG. Note that, as described above, in the present embodiment, the overlapping area OR of the first area 131 and the second area 132 is set to have a width of 5 mm or more, and therefore exists near the center of the inspected area 11a. Detection failure of small defects of 5 mm or less can be prevented.

図１３（ｂ）は、被検査領域１１ａの１つの断面における画像の階調値（実線）７１ａ及び７１ｂと、シェーディング補正後のノイズ（破線）７２ａ及び７２ｂとを示す図である。第１撮像部１０１で得られる画像の階調値７１ａは、右から左に進むにつれて暗くなるため、シェーディング補正後のノイズ７２ａは、右から左に進むにつれて大きくなる。また、第２撮像部１０２で得られる画像の階調値７１ｂは、左から右に進むにつれて暗くなるため、シェーディング補正後のノイズ７２ｂは、左から右に進むにつれて大きくなる。第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２のそれぞれで得られた２つの画像を用いることで、階調値が暗く、ノイズが大きい領域に対して外観を評価する必要がなくなるため、欠陥の認識性能の低下を抑制することができる。   FIG. 13B is a diagram showing the gradation values (solid lines) 71a and 71b of the image and the noises (dashed lines) 72a and 72b after shading correction in one cross section of the inspection area 11a. Since the gradation value 71a of the image obtained by the first imaging unit 101 becomes darker as it proceeds from right to left, the noise 72a after shading correction increases as it proceeds from right to left. Further, since the gradation value 71b of the image obtained by the second imaging unit 102 becomes darker as it proceeds from left to right, the noise 72b after shading correction increases as it proceeds from left to right. By using the two images obtained by the first image pickup unit 101 and the second image pickup unit 102, it is not necessary to evaluate the appearance of an area where the gradation value is dark and the noise is large. A decrease in performance can be suppressed.

図１３（ｃ）は、被検査領域１１ａの１つの断面における分解能（実線）７３ａ及び７３ｂと、シェーディング補正後の正常領域の画像強度のばらつき（破線）７４ａ及び７４ｂとを示す図である。図１３（ａ）に示すように、第１撮像部１０１の撮像範囲は、被検査領域１１ａの右から左に進むにつれて広くなるため、被検査領域１１ａの右側の領域の方が、被検査領域１１ａの左側の領域よりも微細な構造を分解可能である。また、第２撮像部１０２の撮像範囲は、被検査領域１１ａの左から右に進むにつれて広くなるため、被検査領域１１ａの左側の領域の方が、被検査領域１１ａの右側の領域よりも微細な構造を分解可能である。従って、第１撮像部１０１に関しては、被検査領域１１ａの右側の領域では、例えば、梨地などの微細構造が解像されるが、被検査領域１１ａの左側の領域では、微細構造が解像されず、右側の領域ほど正常領域における画像強度のばらつき７４ａが大きくなる。また、第２撮像部１０２に関しては、被検査領域１１ａの左側の領域では、例えば、梨地などの微細構造が解像されるが、被検査領域１１ａの右側の領域では、微細構造が解像されず、左側の領域ほど正常領域における画像強度のばらつき７４ｂが大きくなる。   FIG. 13C is a diagram showing the resolution (solid line) 73a and 73b in one cross section of the region 11a to be inspected and the image intensity variation (broken line) 74a and 74b in the normal region after shading correction. As shown in FIG. 13A, the imaging range of the first imaging unit 101 becomes wider from the right to the left of the inspection area 11a, so the area on the right side of the inspection area 11a is the inspection area. A finer structure than the left side region of 11a can be decomposed. In addition, since the imaging range of the second imaging unit 102 becomes wider from the left to the right of the inspection area 11a, the left area of the inspection area 11a is finer than the right area of the inspection area 11a. The structure can be disassembled. Accordingly, for the first imaging unit 101, for example, a fine structure such as satin is resolved in the area on the right side of the inspection area 11a, but the fine structure is resolved in the area on the left side of the inspection area 11a. Rather, the image intensity variation 74a in the normal area becomes larger in the right area. Regarding the second imaging unit 102, for example, a fine structure such as satin is resolved in the left region of the inspection region 11a, but the fine structure is resolved in the right region of the inspection region 11a. In other words, the image intensity variation 74b in the normal area increases toward the left area.

第１撮像部１０１及び第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａの全体をカバーした場合における画像強度のばらつきは、１つの撮像部によって被検査領域１１ａの全体をカバーした場合における画像強度のばらつきよりも均一である。このように、正常領域における画像強度のばらつきの均一性を高くすることで、被検査領域１１ａの場所に関わらず、グローバル特徴やローカル特徴の値が均一に近づく。例えば、グローバル特徴としての画像の階調値の標準偏差は、被検査領域１１ａの全体で均一性が高くなる。従って、被検査領域１１ａのいずれの場所においても標準偏差の特徴量に与える影響が同レベルとなり、被検査領域１１ａのどの場所に欠陥が存在しても、かかる欠陥を検出することができる。また、例えば、最大値や最小値、歪度や尖度などのグローバル特徴も同様に、正常領域における画像強度のばらつきが均一化されると、欠陥の認識性能が向上する。   The variation in image intensity when the entire imaging region 11a is covered by the first imaging unit 101 and the second imaging unit 102 is more than the variation in image intensity when the entire imaging region 11a is covered by one imaging unit. Is even. As described above, by increasing the uniformity of the image intensity variation in the normal region, the values of the global feature and the local feature become uniform regardless of the location of the region to be inspected 11a. For example, the standard deviation of the gradation value of the image as a global feature is highly uniform throughout the inspection area 11a. Therefore, the influence of the standard deviation on the feature amount is the same at any location in the inspection area 11a, and the defect can be detected no matter where the defect exists in the inspection area 11a. Similarly, for example, global features such as a maximum value, a minimum value, skewness, and kurtosis also improve defect recognition performance when the image intensity variation in the normal region is made uniform.

また、上述したように、ローカル特徴として、平均値を算出するスリット形状や矩形のフィルタで畳み込んだ後に、最大値を算出することで得られる特徴を用いることも可能である。この場合、画像強度のばらつきの均一性が高ければ、フィルタで畳み込んだ後の画像強度のばらつきについても均一性が高まる。このため、畳み込み後の画像強度の最大値を算出すると、被検査領域１１ａのどの領域からも特徴が同程度に選択されやすくなる。従って、被検査領域１１ａのどの場所に欠陥が存在していても、高い認識率で欠陥を検出することができる。また、微分や標準偏差を算出するフィルタで畳み込んだ後、画像の最大値や最小値、標準偏差を算出ことで得られるローカル特徴についても同様に、正常領域における画像強度のばらつきが均一化されると、欠陥の認識性能が向上する。   Further, as described above, as a local feature, it is possible to use a feature obtained by calculating a maximum value after convolution with a slit shape or rectangular filter for calculating an average value. In this case, if the uniformity of the image intensity variation is high, the uniformity of the image intensity variation after convolution with the filter is also increased. For this reason, if the maximum value of the image intensity after the convolution is calculated, the features can be easily selected to the same extent from any area of the inspected area 11a. Therefore, a defect can be detected with a high recognition rate regardless of where the defect exists in the inspection area 11a. Similarly, for local features obtained by calculating the maximum, minimum, and standard deviation of an image after convolution with a filter that calculates differentiation and standard deviation, the variation in image intensity in the normal region is also made uniform. Then, the defect recognition performance is improved.

このように、本実施形態によれば、被検査領域１１ａが広いワーク１１を斜め上方から撮像する場合であっても、欠陥の認識性能を維持しながらワーク１１の外観を検査することができる。   Thus, according to the present embodiment, even when the workpiece 11 having a wide inspection area 11a is imaged from obliquely above, the appearance of the workpiece 11 can be inspected while maintaining the defect recognition performance.

また、図１４に示すように、第１撮像部１０１で得られた画像と第２撮像部１０２で得られた画像とを結合して結合画像を生成し、かかる結合画像に基づいて被検査領域１１ａの外観を評価してもよい。図１４は、ワーク１１の外観を検査する処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ２１乃至Ｓ２４のそれぞれは、Ｓ１１乃至Ｓ１４のそれぞれと同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。   Further, as shown in FIG. 14, an image obtained by the first imaging unit 101 and an image obtained by the second imaging unit 102 are combined to generate a combined image, and the region to be inspected is based on the combined image. You may evaluate the external appearance of 11a. FIG. 14 is a flowchart for explaining processing for inspecting the appearance of the work 11. Since each of S21 to S24 is the same as each of S11 to S14, detailed description thereof is omitted here.

Ｓ２５では、Ｓ２３で得られた画像とＳ２４で得られた画像とを合成して合成画像を生成する。図１５（ａ）乃至図１５（ｅ）を参照して、合成画像の生成（Ｓ２５）について説明する。図１５（ａ）は、第１撮像部１０１によって被検査領域１１ａを撮像して得られる画像２０１を示す図である。第１撮像部１０１は、上述したように、被検査領域１１ａの第１領域３１を撮像する。第１撮像部１０１は、被検査領域１１ａを斜め上方から撮像しているため、矩形形状の被検査領域１１ａは、画像上では台形状になる。図１５（ｂ）は、第２撮像部１０２によって被検査領域１１ａを撮像して得られる画像２０２を示す図である。第２撮像部１０２は、第１撮像部１０１とは方位角が１８０度異なる方向から被検査領域１１ａを撮像しているため、矩形形状の被検査領域１１ａは、画像上では第１撮像部１０１とは鏡映対称な台形状になる。   In S25, the image obtained in S23 and the image obtained in S24 are synthesized to generate a synthesized image. The composite image generation (S25) will be described with reference to FIGS. FIG. 15A is a diagram illustrating an image 201 obtained by imaging the inspection area 11 a by the first imaging unit 101. As described above, the first imaging unit 101 images the first region 31 of the inspection region 11a. Since the first imaging unit 101 images the inspection area 11a from obliquely above, the rectangular inspection area 11a has a trapezoidal shape on the image. FIG. 15B is a diagram illustrating an image 202 obtained by imaging the inspection area 11 a by the second imaging unit 102. Since the second imaging unit 102 images the inspection area 11a from a direction different in azimuth by 180 degrees from the first imaging unit 101, the rectangular inspection area 11a is displayed on the first imaging unit 101 on the image. Is a mirror-symmetric trapezoid.

ＰＣ１０６において、第１撮像部１０１で得られた画像２０１及び第２撮像部１０２で得られた画像２０２のそれぞれに対して、被検査領域１１ａが矩形形状となるように、台形補正（ホモグラフィ変換）の演算を行う。画像２０１を台形補正して得られる画像２１１を図１５（ｃ）に示し、画像２０２を台形補正して得られる画像２１２を図１５（ｄ）に示す。台形補正では、被検査領域１１ａのうち、第１撮像部１０１又は第２撮像部１０２から遠い領域ほど拡大される。画像２１１及び２１２は、矩形形状であるため、黒色で示す、画像２０１及び２０２に対応する画素がない領域については、階調値０が代入される。   In the PC 106, trapezoidal correction (homography conversion) is performed so that the inspected region 11a has a rectangular shape with respect to each of the image 201 obtained by the first imaging unit 101 and the image 202 obtained by the second imaging unit 102. ). An image 211 obtained by correcting the keystone of the image 201 is shown in FIG. 15C, and an image 212 obtained by correcting the keystone of the image 202 is shown in FIG. In the trapezoidal correction, an area farther from the first imaging unit 101 or the second imaging unit 102 in the inspection area 11a is enlarged. Since the images 211 and 212 have a rectangular shape, a gradation value of 0 is substituted for an area that is black and does not have pixels corresponding to the images 201 and 202.

また、ＰＣ１０６において、画像２１１と画像２１２とを結合して、図１５（ｅ）に示すように、被検査領域１１ａの全体を含む結合画像２１３を生成する。画像２１１と画像２１２とを結合する際には、被検査領域１１ａの右側の領域については画像２１１を採用し、被検査領域１１ａの左側の領域については画像２１２を採用し、重複領域が重なるように結合する。   Further, in the PC 106, the image 211 and the image 212 are combined to generate a combined image 213 including the entire inspection area 11a as shown in FIG. When the image 211 and the image 212 are combined, the image 211 is used for the area on the right side of the inspected area 11a, the image 212 is used for the area on the left side of the inspected area 11a, and the overlapping areas overlap. To join.

また、台形補正と画像の結合とを同時に行ってもよい。例えば、第１撮像部１０１で得られた画像と第２撮像部１０２で得られた画像との重複領域については、最近傍補間（ニアレストネイバー）や双一次補間（バニリア）などを用いて、階調値を決定する。このように、第１撮像部１０１で得られた画像及び第２撮像部１０２で得られた画像を用いて重複領域における画素値を補間して結合画像を生成する。この場合、重複領域については、高密度にデータが存在するため、実効的に高い分解能が得られる（超解像）。   Further, the keystone correction and the image combination may be performed simultaneously. For example, for the overlapping area between the image obtained by the first imaging unit 101 and the image obtained by the second imaging unit 102, nearest neighbor interpolation (nearest neighbor), bilinear interpolation (vanilla), etc. are used. Determine the gradation value. As described above, the combined image is generated by interpolating the pixel values in the overlapping region using the image obtained by the first imaging unit 101 and the image obtained by the second imaging unit 102. In this case, since there is data at a high density in the overlapping region, an effective high resolution can be obtained (super-resolution).

図１４に戻って、Ｓ２６では、Ｓ２１で得られた画像と、Ｓ２５で生成された結合画像２１３とに基づいて、被検査領域１１ａの外観を評価する。第１撮像部１０１で得られた画像と第２撮像部１０２で得られた画像とを結合することで、被検査領域１１ａの画像上の形状を、第３撮像部１０３で得られる画像上の形状と同等にすることができる。この場合、欠陥の見え方に関して、斜め上方から撮像した場合と真上から撮像した場合とを比較することで、欠陥の認識率を向上させたり、欠陥の弁別精度を向上させたりすることができる。例えば、斜め上方から撮像した場合にだけ見える欠陥は埃、斜め上方から撮像した場合及び真上から撮像した場合の両方で見える欠陥は傷と弁別することが可能となる。   Returning to FIG. 14, in S26, the appearance of the inspection area 11a is evaluated based on the image obtained in S21 and the combined image 213 generated in S25. By combining the image obtained by the first imaging unit 101 and the image obtained by the second imaging unit 102, the shape of the inspected region 11a on the image obtained by the third imaging unit 103 is combined. It can be made equivalent to the shape. In this case, regarding the appearance of the defect, the defect recognition rate can be improved or the defect discrimination accuracy can be improved by comparing the case where the image is taken from above and the case where the image is taken from directly above. . For example, a defect that can be seen only when imaged from diagonally above can be distinguished from dust, and a defect that can be seen from both when imaged from diagonally above and when imaged from directly above can be distinguished from a scratch.

本実施形態における検査装置１０（検査システム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、検査装置１０を用いてワークの外観の検査を行う工程と、かかる工程において検査の行われたワークを検査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。   The inspection apparatus 10 (inspection system 1) in this embodiment is used for manufacturing articles, for example. The method for manufacturing an article in the present embodiment includes a step of inspecting the appearance of a workpiece using the inspection apparatus 10 and a step of processing the workpiece that has been inspected in this step based on the inspection. The method for manufacturing an article in the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

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。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

１：検査システム １０：検査装置 １１：ワーク １０１：第１撮像部 １０２：第２撮像部 １０４：照明部 １１４：光源 １０５：制御部 １０６：ＰＣ 1: Inspection system 10: Inspection device 11: Workpiece 101: First imaging unit 102: Second imaging unit 104: Illumination unit 114: Light source 105: Control unit 106: PC

Claims (12)

ワークの外観を検査する検査装置であって、
前記ワークを斜め上方からそれぞれ撮像し、前記ワークを撮像する方位が互いに対向するように配置された第１撮像部及び第２撮像部と、
互いに異なる方向から前記ワークを照明する複数の光源と、
前記第１撮像部、前記第２撮像部及び前記複数の光源を制御する制御部と、
前記ワークの外観を評価する処理部と、を有し、
前記制御部は、前記複数の光源のうち、前記ワークを撮像する方位角と前記ワークを照明する方位角との間の角度差が９０度より小さい光源に前記ワークを照明させた状態で前記第１撮像部及び前記第２撮像部のそれぞれに前記ワークを撮像させ、
前記第１撮像部及び前記第２撮像部のそれぞれは、前記ワークの被検査領域より小さい撮像視野を有し、前記第１撮像部は、前記被検査領域のうち前記第２撮像部側より前記第１撮像部側の第１領域を撮像し、前記第２撮像部は、前記被検査領域のうち前記第１撮像部側より前記第２撮像部側の第２領域を撮像し、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記第１領域と前記第２領域とが重なる重複領域を有するように、且つ、前記第１領域と前記第２領域とにより前記被検査領域の全体が含まれるように設定され、
前記処理部は、前記第１撮像部で得られた画像に基づいて前記被検査領域のうち前記第１領域の外観を評価し、前記第２撮像部で得られた画像に基づいて前記被検査領域のうち前記第２領域の外観を評価することを特徴とする検査装置。 An inspection device for inspecting the appearance of a workpiece,
A first imaging unit and a second imaging unit, which are arranged so that the workpieces are respectively imaged from obliquely above and the orientations for imaging the workpieces are opposed to each other;
A plurality of light sources that illuminate the workpiece from different directions;
A control unit for controlling the first imaging unit, the second imaging unit, and the plurality of light sources;
A processing unit for evaluating the appearance of the workpiece,
The controller is configured to illuminate the workpiece with a light source having an angle difference between an azimuth angle at which the workpiece is imaged and an azimuth angle at which the workpiece is illuminated of less than 90 degrees. Causing each of the first imaging unit and the second imaging unit to image the workpiece,
Each of the first imaging unit and the second imaging unit has an imaging field of view that is smaller than the inspection area of the workpiece, and the first imaging unit is more than the second imaging unit side in the inspection area. The first imaging unit side images a first region, and the second imaging unit images the second imaging unit side second region from the first imaging unit side in the inspection region,
The first region and the second region have an overlapping region where the first region and the second region overlap, and the entire region to be inspected is formed by the first region and the second region. Set to be included,
The processing unit evaluates an appearance of the first region out of the region to be inspected based on an image obtained by the first imaging unit, and performs the inspection on the basis of an image obtained by the second imaging unit. An inspection apparatus for evaluating the appearance of the second region of the region. 前記被検査領域は、矩形形状を有し、
前記第１領域は、前記被検査領域のうち前記第１撮像部側の端部から１／２より大きく、且つ、３／４以下の範囲の領域に設定され、
前記第２領域は、前記被検査領域のうち前記第２撮像部側の端部から１／２より大きく、且つ、３／４以下の範囲の領域に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。 The inspected area has a rectangular shape,
The first area is set to an area in the range to be inspected that is larger than ½ and 3/4 or less from the end on the first imaging unit side in the inspected area.
The second area is set to an area in the inspection area that is larger than ½ and 3/4 or less from an end on the second imaging unit side. The inspection apparatus according to 1. 前記重複領域は、前記撮像視野に対する割合が５％となるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein the overlapping region is set so that a ratio with respect to the imaging visual field is 5%. 前記重複領域は、５ｍｍの幅を有するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein the overlapping region is set to have a width of 5 mm. 前記被検査領域をカバーする撮像視野を有し、前記ワークを上方から撮像する第３撮像部を更に有し、
前記制御部は、前記複数の光源に前記ワークを照明させた状態で前記第３撮像部に前記ワークを撮像させ、
前記処理部は、前記第３撮像部で得られた画像にも基づいて前記ワークの外観を評価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項に記載の検査装置。 An imaging field of view that covers the region to be inspected, and a third imaging unit that images the workpiece from above;
The control unit causes the third imaging unit to image the workpiece in a state where the plurality of light sources illuminate the workpiece,
5. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the processing unit evaluates an appearance of the workpiece based on an image obtained by the third imaging unit. 前記第１撮像部、前記第２撮像部及び前記第３撮像部のそれぞれは、複数の画素を含むセンサを含み、
前記第１撮像部のセンサの画素数及び前記第２撮像部のセンサの画素数は、前記第３撮像部のセンサの画素数より少ないことを特徴とする請求項５に記載の検査装置。 Each of the first imaging unit, the second imaging unit, and the third imaging unit includes a sensor including a plurality of pixels,
The inspection apparatus according to claim 5, wherein the number of pixels of the sensor of the first imaging unit and the number of pixels of the sensor of the second imaging unit are smaller than the number of pixels of the sensor of the third imaging unit. 前記第１撮像部のセンサの画素数と前記第２撮像部のセンサの画素数との和は、前記第３撮像部のセンサの画素数と等しいことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。   The inspection according to claim 6, wherein the sum of the number of pixels of the sensor of the first imaging unit and the number of pixels of the sensor of the second imaging unit is equal to the number of pixels of the sensor of the third imaging unit. apparatus. 前記処理部は、前記第１撮像部で得られた画像と前記第２撮像部で得られた画像とを前記重複領域が重なるように結合して結合画像を生成し、前記結合画像に基づいて前記被検査領域の外観を評価することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の検査装置。   The processing unit generates a combined image by combining the image obtained by the first imaging unit and the image obtained by the second imaging unit so that the overlapping regions overlap, and based on the combined image The inspection apparatus according to claim 1, wherein an appearance of the inspection area is evaluated. 前記処理部は、前記第１撮像部で得られた画像及び前記第２撮像部で得られた画像を用いて前記重複領域における画素値を補間して前記結合画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の検査装置。   The processing unit generates the combined image by interpolating pixel values in the overlapping region using the image obtained by the first imaging unit and the image obtained by the second imaging unit. The inspection apparatus according to claim 8. 前記第１撮像部及び前記第２撮像部のそれぞれは、センサと、レンズと、を含み、
前記センサと前記レンズとは、シャインプルーフの条件を満たすように配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の検査装置。 Each of the first imaging unit and the second imaging unit includes a sensor and a lens,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the sensor and the lens are arranged so as to satisfy a Scheinproof condition. ワークの外観の検査を行う検査システムであって、
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の検査装置と、
前記ワークを前記検査装置による検査位置に搬送する搬送装置と、
を有することを特徴とする検査システム。 An inspection system for inspecting the appearance of a workpiece,
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A transfer device for transferring the workpiece to an inspection position by the inspection device;
An inspection system comprising: 請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の検査装置を用いてワークの外観の検査を行う工程と、
前記工程において前記検査の行われた前記ワークを前記検査に基づいて処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 A step of inspecting the appearance of the workpiece using the inspection apparatus according to claim 1;
Processing the workpiece subjected to the inspection in the step based on the inspection;
A method for producing an article comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110132999A (en) * 2019-05-27 2019-08-16 武汉中导光电设备有限公司 A kind of imaging system and method detecting FPD substrate
WO2023139659A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 ヤマハロボティクスホールディングス株式会社 Method for generating three-dimensional diagram of object, three-dimensional diagram generation device, and three-dimensional shape inspection device
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