JP2020091155A - Evaluation device, evaluation method and manufacturing method of article - Google Patents

Abstract

To provide an evaluation device advantageous for evaluating the characteristics of an evaluation object surface.SOLUTION: An evaluation device for evaluating the characteristics of an evaluation object surface includes: an illuminating part which has a light emitting surface on which a bright part and a dark part are alternately arranged periodically and illuminates the evaluation object surface with pattern light from the light emitting surface; an imaging part which acquires at least three or more images by imaging the evaluation object surface under such a condition that the relative positions of the pattern light and the evaluation object surface are different from each other; and a control part which controls processing of evaluating the characteristics of the evaluation object surface. The control part generates at least two images including frequency components having the mutually-different orders from the at least three or more images acquired by the imaging part, generates a combined image by combining the at least two images so as to cancel the periodical intensity unevenness included in each of the at least two images, and obtains the characteristics of the evaluation object surface on the basis of the combined image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、評価装置、評価方法及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an evaluation device, an evaluation method, and an article manufacturing method.

光沢性を有する被評価面（ワーク）の特性（性状）を評価する、具体的には、被評価面に存在する欠陥を検出する技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術では、ラインパターン光源でワークを照明し、ワークで反射された光をカメラで撮像し、その画像に画像処理を施すことで欠陥を検出している。具体的には、特許文献１に開示された技術では、ストライプパターン状の光をワークに照射して、ワークとの相対位置を変化させた複数の条件で撮像された画像（反射光）からワークの表面の特性を決定する。更に、ワークを大きく移動させながら複数の位置でワークの表面の特性を決定することによって、ワーク全体の評価を行う。 A technique has been proposed for evaluating the characteristics (characteristics) of a glossy surface (work) to be evaluated, specifically, for detecting a defect existing on the surface to be evaluated (see Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, a work is illuminated by a line pattern light source, light reflected by the work is captured by a camera, and the image is subjected to image processing to detect a defect. Specifically, in the technique disclosed in Patent Document 1, the work is irradiated with stripe-patterned light, and the work is detected from images (reflected light) captured under a plurality of conditions in which the relative position to the work is changed. Determine the surface properties of the. Further, the entire work is evaluated by determining the characteristics of the work surface at a plurality of positions while moving the work largely.

特許第５２２８０４２号公報Japanese Patent No. 5228042

特許文献１に開示された技術では、ワークにストライプ状のパターンを投影するための光源として、ＬＣＤ（液晶表示デバイス）やＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）などを含む面発光光源が用いられているが、これらの光源は光を透過しない。従って、光源からの光がカメラによって遮光されず、且つ、カメラの視野が光源によって遮られないようにするためには、光源とカメラとをワークから見て異なる方向に配置することに加えて、ワークから光源までの距離を大きく確保する必要がある。この場合、ワークの広い範囲から正反射光を得るためには、大型の光源を用いる、或いは、ワークとカメラとの相対的な位置を変えて複数の画像を取得する必要があり、装置の大型化や複雑化を招いてしまう。 In the technique disclosed in Patent Document 1, a surface emitting light source including an LCD (liquid crystal display device), an OLED (organic light emitting diode), or the like is used as a light source for projecting a striped pattern on a work. These light sources do not transmit light. Therefore, in order to prevent the light from the light source from being blocked by the camera and the field of view of the camera from being blocked by the light source, in addition to disposing the light source and the camera in different directions when viewed from the workpiece, It is necessary to secure a large distance from the work to the light source. In this case, in order to obtain the specularly reflected light from a wide range of the work, it is necessary to use a large light source or change the relative position of the work and the camera to acquire a plurality of images. This leads to complications and complications.

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the conventional art, and an exemplary object of the present invention is to provide an evaluation apparatus that is advantageous for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての評価装置は、被評価面の特性を評価する評価装置であって、明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する撮像部と、前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記撮像部で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成し、前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an evaluation device according to one aspect of the present invention is an evaluation device for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated, including a light emitting surface in which bright portions and dark portions are alternately arranged periodically. , An illumination unit that illuminates the surface to be evaluated with pattern light from the light emitting surface, and at least three images of the surface to be evaluated under conditions where the relative positions of the pattern light and the surface to be evaluated are different from each other. An image capturing unit that acquires the above images, and a control unit that controls a process of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated, the control unit including the at least three images acquired by the image capturing unit. To generate at least two images including frequency components of different orders from each other, and synthesize the at least two images so as to cancel the periodical intensity unevenness included in each of the at least two images. Then, the characteristics of the surface to be evaluated are obtained based on the composite image.

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 be made clear by the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide, for example, an evaluation device advantageous for evaluating the characteristics of the surface to be evaluated.

本発明の第１実施形態における評価装置の構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of an evaluation device in a 1st embodiment of the present invention. 照明部について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an illuminating part. 照明部の断面図である。It is sectional drawing of an illuminating part. 照明部を介してカメラでワークを撮像して取得される画像に含まれるパターンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pattern contained in the image acquired by imaging a workpiece|work with a camera via an illuminating part. ワークの被評価面の性状を評価する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining the processing which evaluates the quality of the evaluated side of a work. ０次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional profile of a 0th-order amplitude image and a 2nd-order amplitude image. ０次の振幅画像、１次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional profile of a 0th-order amplitude image, a 1st-order amplitude image, and a 2nd-order amplitude 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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate description will be omitted.

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態における評価装置１の構成を示す概略図である。評価装置１は、光沢性を有するワーク（被評価物）１１の画像を処理して、ワーク１１の略平坦な被評価面を光学的に評価する。ワーク１１は、例えば、工業製品に利用される表面が研磨された金属部品や樹脂部品などを含む。ワーク１１の表面（被評価面）には、多様な欠陥、例えば、傷や色抜けの他、打痕など緩やかな凹凸形状に起因する欠陥などが発生する。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an evaluation device 1 according to the first embodiment of the present invention. The evaluation device 1 processes an image of a work (object to be evaluated) 11 having glossiness and optically evaluates a substantially flat surface to be evaluated of the work 11. The work 11 includes, for example, a metal part or a resin part whose surface is used for industrial products and whose surface is polished. On the surface of the work 11 (surface to be evaluated), various defects such as scratches, color loss, and defects caused by gentle unevenness such as dents occur.

評価装置１は、ワーク１１の被評価面の画像を取得し、かかる画像を処理して得られる情報を評価することで被評価面の欠陥を検出し、その検出結果に基づいて、例えば、ワーク１１を良品又は不良品に分類する。評価装置１は、ワーク１１を所定の位置に搬送する搬送装置（不図示）、例えば、コンベア、ロボット、スライダ、手動ステージなどを有する。 The evaluation device 1 acquires an image of the surface to be evaluated of the work 11 and detects a defect on the surface to be evaluated by evaluating information obtained by processing the image, and based on the detection result, for example, the work 11 is classified as a good product or a defective product. The evaluation device 1 includes a transfer device (not shown) that transfers the work 11 to a predetermined position, for example, a conveyor, a robot, a slider, a manual stage, or the like.

評価装置１は、ワーク１１を照明する照明部１０１と、照明部１０１を介してワーク１１を上方から撮像するカメラ１０２（撮像部）と、第１駆動部（可動機構）１０３とを有する。更に、評価装置１は、制御部１０４と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０５と、ディスプレイ１０６と、第２駆動部（可動機構）１０７とを有する。 The evaluation device 1 includes an illumination unit 101 that illuminates the work 11, a camera 102 (imaging unit) that captures an image of the work 11 from above via the illumination unit 101, and a first drive unit (movable mechanism) 103. Furthermore, the evaluation device 1 includes a control unit 104, a personal computer (PC) 105, a display 106, and a second drive unit (movable mechanism) 107.

カメラ１０２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの画素が２次元状に配列されたイメージセンサを含み、ワーク１１（の被評価面）を撮像して画像を取得する。このようなエリアセンサカメラは、ラインセンサカメラと比べて、広い領域の画像を一括で取得することができるため、ワーク１１の被評価面の広い範囲を高速に評価することが可能となる。 The camera 102 includes, for example, an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and captures an image of (the evaluated surface of) the work 11 by capturing an image. Such an area sensor camera can collectively acquire images of a wide area as compared with a line sensor camera, so that a wide range of the surface to be evaluated of the work 11 can be evaluated at high speed.

図２を参照して、照明部１０１の構成の一例について説明する。照明部１０１は、少なくとも部分的に光を透過する透過部（暗部）１０１ａと透過部１０１よりも透過率が小さい非透過部（明部）１０１ｂとが周期的に（一定の周期Ｐで）交互に配列された発光面を含み、ストライプ状のパターン光を射出する。透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂは、本実施形態では、Ｙ方向（第１方向）に長手方向を有する矩形形状で構成されている。また、透過部１０１ａと非透過部１０１ｂとを含む部材は、枠部１０１ｃによって保持されている。 An example of the configuration of the illumination unit 101 will be described with reference to FIG. In the illuminating section 101, a transmissive section (dark section) 101a that at least partially transmits light and a non-transmissive section (bright section) 101b having a smaller transmittance than the transmissive section 101 are periodically (at a constant cycle P) alternating. The striped pattern light is emitted, including the light emitting surface arranged in. In the present embodiment, the transmissive portion 101a and the non-transmissive portion 101b are formed in a rectangular shape having a longitudinal direction in the Y direction (first direction). The member including the transparent portion 101a and the non-transparent portion 101b is held by the frame portion 101c.

図３は、照明部１０１の断面図である。照明部１０１は、透過部１０１ａ、非透過部１０１ｂ及び枠部１０１ｃに加えて、図３に示すように、ＬＥＤ（光源）１０１ｄと、導光板１０１ｅとを含む。導光板１０１ｅは、例えば、アクリルやガラスの平面板である。非透過部１０１ｂは、例えば、光を散乱する特性を有する素材を、フィルム上にストライプ状のパターンを周期Ｐで印刷することで構成される。この場合、光を散乱する特性を有する素材で印刷されていないフィルムの部分が透過部１０１ａとなる。光を散乱する特性を有する素材でパターンが印刷されたフィルムは、導光板１０１ｅに密着して貼り付けられる。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the illumination unit 101. The illumination unit 101 includes an LED (light source) 101d and a light guide plate 101e in addition to the transmissive unit 101a, the non-transmissive unit 101b, and the frame unit 101c, as illustrated in FIG. 3. The light guide plate 101e is, for example, a flat plate of acrylic or glass. The non-transmissive portion 101b is formed by, for example, printing a material having a property of scattering light on a film in a stripe pattern at a period P. In this case, the portion of the film that is not printed with the material having the property of scattering light becomes the transmissive portion 101a. The film, on which the pattern is printed with the material having the property of scattering light, is adhered to and attached to the light guide plate 101e.

ＬＥＤ１０１ｄは、枠部１０１ｃの内部であって、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂを取り囲む領域の複数の箇所に設けられている。ＬＥＤ１０１ｄから射出された光は、導光板１０１ｅの内部を全反射しながら進む。非透過部１０１ｂは光を散乱する特性を有する素材で構成されているため、入射した光の一部はワーク１１に向けて散乱（照射）される。一方、透過部１０１ａでは殆ど光が散乱されないため、透過部１０１ａからワーク１１に向けて照射される光は殆ど発生しない。これにより、照明部１０１は、ストライプ状のパターン光でワーク１１を照明する。 The LEDs 101d are provided inside the frame portion 101c at a plurality of locations in a region surrounding the transmissive portion 101a and the non-transmissive portion 101b. The light emitted from the LED 101d travels while being totally reflected inside the light guide plate 101e. Since the non-transmissive portion 101b is made of a material having a property of scattering light, a part of the incident light is scattered (irradiated) toward the work 11. On the other hand, since the light is hardly scattered in the transmissive part 101a, almost no light is emitted from the transmissive part 101a toward the work 11. As a result, the illumination unit 101 illuminates the work 11 with the striped pattern light.

ワーク１１で反射又は散乱された光の一部は、照明部１０１の非透過部１０１ｂによって遮光され、その他の一部は、照明部１０１の透過部１０１ａを透過（通過）してカメラ１０２に到達（入射）する。従って、カメラ１０２は、照明部１０１を介してワーク１１を撮像することができる。 Part of the light reflected or scattered by the work 11 is blocked by the non-transmissive part 101b of the illumination part 101, and the other part is transmitted (passed) through the transmissive part 101a of the illumination part 101 and reaches the camera 102. (Incident). Therefore, the camera 102 can take an image of the work 11 via the illumination unit 101.

本実施形態では、非透過部１０１ｂ（及び透過部１０１ａ）は、光を散乱する特性を有する素材を用いてフィルム上に印刷されたストライプ状のパターンによって構成されているが、照明部１０１の構成は、これに限定されるものではない。例えば、透過部１０１ａはライン状の開口で構成し、非透過部１０１ｂはライン状の発光部材で構成してもよい。 In the present embodiment, the non-transmissive portion 101b (and the transmissive portion 101a) is configured by a striped pattern printed on a film using a material having a property of scattering light, but the configuration of the illumination unit 101 is configured. Is not limited to this. For example, the transmissive portion 101a may be configured by a linear opening, and the non-transmissive portion 101b may be configured by a linear light emitting member.

第１駆動部１０３は、図１に示すように、照明部１０１を保持する。第１駆動部１０３は、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂのラインの長手方向（第１方向）に交差、具体的には、直交するＸ方向（第２方向）に照明部１０１を移動させる。第１駆動部１０３は、照明部１０１を移動させることで、照明部１０１（からのパターン光）とワーク１１の被評価面との相対的な位置が互いに異なる複数の条件を設定する。本実施形態では、第１駆動部１０３によってワーク１１に対して照明部１０１を移動させているが、照明部１０１に対してワーク１１を移動させることで、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置を変更してもよい。換言すれば、ワーク１１及び照明部１０１の少なくとも一方をＸ方向に沿って移動させればよい。また、照明部１０１の全体を移動させるのではなく、透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂのみを移動させるようにしてもよい。第１駆動部１０３は、制御部１０４に接続されている。 The first drive unit 103 holds the illumination unit 101, as shown in FIG. The first driving unit 103 moves the illuminating unit 101 in the longitudinal direction (first direction) of the lines of the transmissive unit 101a and the non-transmissive unit 101b, specifically, in the orthogonal X direction (second direction). By moving the illumination unit 101, the first drive unit 103 sets a plurality of conditions in which the relative positions of (the pattern light from) the illumination unit 101 and the surface to be evaluated of the workpiece 11 are different from each other. In the present embodiment, the illumination unit 101 is moved with respect to the work 11 by the first drive unit 103. However, by moving the work 11 with respect to the illumination unit 101, the illumination unit 101 and the work 11 are relatively moved. The position may be changed. In other words, at least one of the work 11 and the illumination unit 101 may be moved along the X direction. Further, instead of moving the entire illumination unit 101, only the transmissive unit 101a and the non-transmissive unit 101b may be moved. The first drive unit 103 is connected to the control unit 104.

第２駆動部１０７は、カメラ１０２を保持する。第２駆動部１０７は、Ｚ方向にカメラ１０２を移動させる。本実施形態では、カメラ１０２のフォーカス位置は、第２駆動部１０７によって、ワーク１１の表面上に合わせられている。第２駆動部１０７は、制御部１０４に接続されている。 The second drive unit 107 holds the camera 102. The second drive unit 107 moves the camera 102 in the Z direction. In the present embodiment, the focus position of the camera 102 is adjusted on the surface of the work 11 by the second drive unit 107. The second drive unit 107 is connected to the control unit 104.

制御部１０４は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って評価装置１の各部を統括的に制御して評価装置１を動作させる。制御部１０４は、本実施形態では、照明部１０１と、カメラ１０２と、第１駆動部１０３と、第２駆動部１０７とを同期して制御する。制御部１０４は、ＰＣ１０５と協同して、カメラ１０２で取得される画像に基づいて、ワーク１１の被評価面の特性を評価する処理を制御する。 The control unit 104 is composed of, for example, a computer including a CPU, a memory, and the like, and comprehensively controls each unit of the evaluation device 1 according to a program stored in the storage unit to operate the evaluation device 1. In this embodiment, the control unit 104 controls the illumination unit 101, the camera 102, the first drive unit 103, and the second drive unit 107 in synchronization with each other. The control unit 104 cooperates with the PC 105 to control the process of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated of the work 11 based on the image acquired by the camera 102.

制御部１０４は、第１駆動部１０３を介して、照明部１０１をＸ方向にΔＸ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）だけ移動させ、ワーク１１の被評価面をカメラ１０２で撮像してＮ（Ｎ≧３）枚からなる画像（少なくとも３つの画像）を取得する。ΔＸ_ｉは、既知であれば、任意の値に設定することができる。カメラ１０２で取得される各画像は、それぞれの位置で照明部１０１を静止させた状態で取得してもよいし、第１駆動部１０３によって照明部１０１を移動させながら取得してもよい。この場合、ｉ番目の撮像でのカメラ１０２の露光時間の中間における照明部１０１とワーク１１との相対的な位置と、ｉ＋１番目の撮像でのカメラ１０２の露光時間の中間における照明部１０１とワーク１１との相対的な位置との間隔がΔＸｉとなるようにする。また、第１駆動部１０３を手動で操作してワーク１１を移動させた後、マニュアルトリガーによってカメラ１０２でワーク１１を撮像して画像を取得してもよい。 The control unit 104 moves the illumination unit 101 in the X direction by ΔX _i (i=1, 2,..., N) via the first drive unit 103, and causes the camera 102 to measure the surface to be evaluated of the work 11. An image is taken to obtain N (N≧3) images (at least three images). ΔX _i can be set to any value if it is known. Each image acquired by the camera 102 may be acquired while the illumination unit 101 is stationary at each position, or may be acquired while the illumination unit 101 is being moved by the first drive unit 103. In this case, the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 in the middle of the exposure time of the camera 102 in the i-th imaging, and the illumination unit 101 and the work in the middle of the exposure time of the camera 102 in the i+1-th imaging. The distance from the position relative to 11 is ΔXi. Alternatively, the first drive unit 103 may be manually operated to move the work 11, and then the work 102 may be imaged by the camera 102 by a manual trigger to acquire an image.

ＰＣ１０５及びディスプレイ１０６は、画像処理部として機能する。ＰＣ１０５は、本実施形態では、カメラ１０２で取得された画像に画像処理を施し、かかる画像処理によって得られた情報に基づいて、ワーク１１の被評価面を評価する。本実施形態では、ＰＣ１０５と制御部１０４とを別体としているが、ＰＣ１０５と制御部１０４とを一体的に設けてもよい。また、ＰＣ１０５は、汎用的なＰＣではなく、画像処理専用のマシンであってもよい。カメラ１０２で取得された画像は、ケーブル（不図示）を経由してＰＣ１０５に転送される。ディスプレイ１０６は、評価装置１に関する種々のデータや情報をユーザに提供（表示）する表示部であって、例えば、カメラ１０２で取得された画像やワーク１１の被評価面の評価結果などを表示する。 The PC 105 and the display 106 function as an image processing unit. In the present embodiment, the PC 105 performs image processing on the image acquired by the camera 102, and evaluates the surface to be evaluated of the work 11 based on the information obtained by the image processing. In the present embodiment, the PC 105 and the control unit 104 are separate bodies, but the PC 105 and the control unit 104 may be integrally provided. Further, the PC 105 may be a machine dedicated to image processing instead of a general-purpose PC. The image acquired by the camera 102 is transferred to the PC 105 via a cable (not shown). The display 106 is a display unit that provides (displays) various data and information related to the evaluation device 1 to the user, and displays, for example, an image acquired by the camera 102 or an evaluation result of the surface to be evaluated of the work 11. ..

図４は、照明部１０１からの周期Ｐのストライプ状のパターン光でワーク１１を照明し、照明部１０１を介してカメラ１０２でワーク１１を撮像して取得される画像に含まれるパターンを説明するための図である。ここでは、ワーク１１の表面上の１点を照明する光束の透過部１０１ａ及び非透過部１０１ｂにおける広がりが、周期Ｐと一致するように設定されている。 FIG. 4 illustrates a pattern included in an image obtained by illuminating the work 11 with the striped pattern light of the period P from the illumination unit 101 and capturing the work 11 with the camera 102 via the illumination unit 101. FIG. Here, the spread of the light flux illuminating one point on the surface of the work 11 in the transmissive portion 101a and the non-transmissive portion 101b is set to match the period P.

図４を参照するに、白点で示す点１１ａでは、非透過部１０１ｂで散乱されてワーク１１に照射された光は、ワーク１１の表面で反射されて、透過部１０１ａを透過する。従って、ワーク１１の表面上の点１１ａでは、ワーク１１で反射された光の一部が照明部１０１を透過して、カメラ１０２に到達する。一方、黒点で示す点１１ｂでは、非透過部１０１ｂで散乱されてワーク１１に照射された光は、ワーク１１の表面で反射されて、非透過部１０１ｂで遮光される。従って、ワーク１１の表面上の点１１ｂでは、ワーク１１で反射された光がカメラ１０２に到達しない。点１１ａと点１１ｂとの周期は、Ｐ／２となる。従って、照明部１０１からの周期Ｐのストライプ状のパターン光でワーク１１を照明し、照明部１０１を介してカメラ１０２でワーク１１を撮像すると、周期Ｐ／２のストライプ状のパターン（像）を含む画像が取得される。 Referring to FIG. 4, at a point 11a indicated by a white dot, the light scattered by the non-transmissive portion 101b and applied to the work 11 is reflected on the surface of the work 11 and passes through the transmissive portion 101a. Therefore, at a point 11 a on the surface of the work 11, a part of the light reflected by the work 11 passes through the illumination unit 101 and reaches the camera 102. On the other hand, at a point 11b indicated by a black dot, the light scattered by the non-transmissive portion 101b and applied to the work 11 is reflected by the surface of the work 11 and shielded by the non-transmissive portion 101b. Therefore, at the point 11b on the surface of the work 11, the light reflected by the work 11 does not reach the camera 102. The period between the points 11a and 11b is P/2. Therefore, when the work 11 is illuminated with the striped pattern light of the period P from the illumination unit 101 and the work 11 is imaged by the camera 102 via the illumination unit 101, a striped pattern (image) of the period P/2 is obtained. The containing image is acquired.

このように、本実施形態では、照明部１０１は、ワーク１１で反射された光を部分的に遮光する（透過しない）遮光部を有するマスクとして機能する。この場合、マスクの影響を受けた画像に基づいて、振幅、位相及び平均を求めると、周期的なストライプ状の強度むらが発生するため、光沢性を有するワーク１１の多様な欠陥を高精度に検出することができない。 As described above, in the present embodiment, the illumination unit 101 functions as a mask having a light shielding unit that partially shields (does not transmit) the light reflected by the work 11. In this case, when the amplitude, phase, and average are obtained based on the image affected by the mask, periodic stripe-shaped intensity unevenness occurs, so that various defects of the glossy work 11 can be accurately detected. Cannot be detected.

また、本実施形態のように、矩形波状のパターン光を用いた場合、正弦波状のパターン光である前提で求められる各種の結果において、別の周期的な強度むらが発生するという問題もある。かかる問題に対しては、正弦波状のパターン光を用いれば、強度むらを低減することが可能である。但し、ワーク１１に存在する多様な欠陥を検出するためには、種々の周期のパターン光が必要となる。このような種々の周期のパターン光を用意すると、装置の構成が複雑化するとともに、パターン光の切り替えによる評価時間の増大を招くことになる。 Further, as in the present embodiment, when the rectangular-wave pattern light is used, there is a problem that another periodic intensity unevenness occurs in various results obtained on the assumption that the pattern light has a sine-wave pattern. With respect to such a problem, it is possible to reduce intensity unevenness by using a sine wave pattern light. However, in order to detect various defects existing on the work 11, pattern light of various cycles is required. When the pattern light with such various periods is prepared, the structure of the apparatus becomes complicated and the evaluation time is increased due to the switching of the pattern light.

そこで、本実施形態では、装置の大型化及び複雑化や評価時間の増大などを招くことなく、ワーク１１の被評価面に存在する欠陥を高精度に検出してワーク１１の被評価面の特性を評価するのに有利な技術を提供する。 Therefore, in the present embodiment, the characteristics of the surface to be evaluated of the work 11 are detected by detecting the defects existing on the surface to be evaluated of the work 11 with high accuracy, without causing an increase in size and complexity of the apparatus and an increase in evaluation time. It provides an advantageous technique for evaluating.

図５を参照して、本実施形態の評価装置１において、ワーク１１の被評価面の性状を評価する処理、具体的には、ワーク１１の表面上の欠陥を検出（検査）する処理について説明する。なお、以下では、制御部１０４が各処理を実行するように説明するが、画像処理に関する処理については、制御部１０４とＰＣ１０５とが協同して、或いは、ＰＣ１０５が単独で実行してもよい。 With reference to FIG. 5, in the evaluation device 1 of the present embodiment, a process of evaluating the properties of the surface to be evaluated of the work 11, specifically, a process of detecting (inspecting) a defect on the surface of the work 11 will be described. To do. Although the control unit 104 will be described below as executing each process, the control unit 104 and the PC 105 may cooperate with each other or the PC 105 may execute the process related to image processing independently.

Ｓ１１において、制御部１０４は、第１駆動部１０３及び第２駆動部１０７を介して、照明部１０１（パターン光）及びカメラ１０２とワーク１１との相対的な位置を基準位置に設定する。 In S11, the control unit 104 sets the relative positions of the illumination unit 101 (pattern light) and the camera 102 and the work 11 to the reference position via the first drive unit 103 and the second drive unit 107.

Ｓ１２において、制御部１０４は、第１駆動部１０３を介して照明部１０１を移動させて、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置を、Ｓ１１で設定した基準位置に対してΔＸ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）だけ変更する。 In S12, the control unit 104 moves the illumination unit 101 via the first drive unit 103 so that the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 is ΔX _i (relative to the reference position set in S11). i=1, 2,..., M) only.

Ｓ１３において、制御部１０４は、照明部１０１をΔＸ_ｉだけ移動させた状態（位置）で照明部１０１からのパターン光でワーク１１を照明し、カメラ１０２でワーク１１を撮像して画像Ｉ_ｉ（ｘ，ｙ）を取得する。なお、ｘ及びｙは、画像上の画素の位置を表す。ここで、１枚目の画像を基準位置とすることで、ΔＸ_１はゼロであってもよい。 In S<b>13, the control unit 104 illuminates the work 11 with the pattern light from the illumination unit 101 in a state (position) in which the illumination unit 101 is moved by ΔX _i , and the camera 102 images the work 11 and images I _i ( x,y) is acquired. Note that x and y represent the position of the pixel on the image. Here, ΔX ₁ may be zero by setting the first image as the reference position.

Ｓ１４において、制御部１０４は、ΔＸ_ｉがΔＸ_Ｎに到達したかどうか（即ち、ｉ＝Ｎであるかどうか）を判定する。ΔＸ_ｉがΔＸ_Ｎに到達していれば、Ｓ１５に移行し、ΔＸ_ｉがΔＸ_Ｎに到達していなければ、Ｓ１２に移行する。このようにして、Ｓ１２及びＳ１３をＮ回繰り返して、Ｎ（Ｎ≧３）枚の画像を取得する。換言すれば、照明部１０１（パターン光）とワーク１１との相対的な位置が互いに異なる条件でワーク１１を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する工程である。 In S14, the control unit 104 determines whether ΔX _i has reached ΔX _N (that is, whether i=N). If ΔX _i has reached ΔX _N , the process proceeds to S15, and if ΔX _i has not reached ΔX _N , the process proceeds to S12. In this way, S12 and S13 are repeated N times to acquire N (N≧3) images. In other words, it is a step of capturing an image of the work 11 and acquiring at least three or more images under the condition that the relative positions of the illumination unit 101 (pattern light) and the work 11 are different from each other.

このようにして取得されたＮ枚の画像では、各画素の強度が周期的に変化している。以下では、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置が周期Ｐだけ変化した（即ち、パターン光がワーク１１に対して１周期移動した）ときに、各画素の強度がｎ周期変化する成分をｎ次の周波数成分と称する。また、０次とは、強度が変化しない成分であるとする。 In the N images acquired in this way, the intensity of each pixel changes periodically. In the following, the component in which the intensity of each pixel changes by n cycles when the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 changes by the cycle P (that is, the pattern light moves by 1 cycle with respect to the work 11). Is referred to as an nth-order frequency component. The 0th order is a component whose intensity does not change.

Ｓ１５において、制御部１０４は、Ｎ枚の画像から、各次数の周波数成分の振幅情報を求め、これらの振幅情報を表す画像、即ち、各次数の振幅画像を生成する。本実施形態では、０次、１次及び２次の振幅画像のうち２つの振幅画像を生成する。ここでは、０次の振幅画像と、２次の振幅画像とを生成する場合を例に説明する。 In S15, the control unit 104 obtains the amplitude information of the frequency components of each order from the N images, and generates an image representing these amplitude information, that is, an amplitude image of each order. In this embodiment, two amplitude images are generated among the 0th-order, 1st-order, and 2nd-order amplitude images. Here, a case where a 0th-order amplitude image and a 2nd-order amplitude image are generated will be described as an example.

２次の振幅画像は、照明部１０１とワーク１１との相対的な位置がΔＸ_ｉだけ変更されると、強度変化において位相が４πΔＸ_ｉ／Ｐラジアンだけシフトする成分から生成する。 The secondary amplitude image is generated from a component whose phase shifts by 4πΔX _i /P radian when the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 is changed by ΔX _i .

照明部１０１とワーク１１との相対的な位置をＰ／Ｎ幅のステップで変更した場合、ΔＸ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）は、以下の式（１）で表される。 When the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 is changed in steps of P/N width, ΔX _i (i=1, 2,..., N) is expressed by the following equation (1). It

式（１）は、ΔＸ_ｉがゼロである場合を含む。１番目の画像が基準位置から変更されたものである場合には、ΔＸ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）は、以下の式（２）で表される。 Expression (1) includes the case where ΔX _i is zero. When the first image has been changed from the reference position, ΔX _i (i=1, 2,..., N) is represented by the following equation (2).

２次の振幅画像Ａ_２（ｘ，ｙ）は、以下の式（３）から求められる。 The secondary amplitude image A ₂ (x, y) is obtained from the following equation (3).

０次の振幅画像Ａ_０（ｘ，ｙ）は、強度が変化しない成分であり、例えば、Ｎ枚の画像を平均した画像として、以下の式（４）から求められる。 The 0th-order amplitude image A ₀ (x, y) is a component whose intensity does not change, and is obtained from the following equation (4), for example, as an image obtained by averaging N images.

このようにして生成された各振幅画像において発生する周期的な強度むらについて説明する。図６は、光沢性を有するワーク１１に対して取得された０次の振幅画像及び２次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。図６に示すように、０次の振幅画像には、周期的な強度むらＢ０が発生し、２次の振幅画像には、周期的な強度むらＢ２が発生している。強度むらＢ０及びＢ２の要因は、上述したように、部分的に光を透過する照明部１０１を介してワーク１１を撮像することに起因している。 The periodic intensity unevenness generated in each amplitude image generated in this way will be described. FIG. 6 is a diagram showing cross-sectional profiles of the zero-order amplitude image and the second-order amplitude image acquired for the work 11 having gloss. As shown in FIG. 6, periodic intensity unevenness B0 occurs in the zeroth-order amplitude image, and periodic intensity unevenness B2 occurs in the second-order amplitude image. The factors of the intensity unevennesses B0 and B2 are caused by imaging the work 11 via the illumination unit 101 that partially transmits light, as described above.

本発明者が鋭意検討した結果、ワーク１１からカメラ１０２の瞳面までの距離をＬとし、ワーク１１から照明部１０１までの光路長をＤとすると、Ｐ×Ｌ／２Ｄの周期で強度むらが発生することを見いだした。 As a result of diligent study by the present inventor, assuming that the distance from the work 11 to the pupil plane of the camera 102 is L and the optical path length from the work 11 to the illumination unit 101 is D, intensity unevenness occurs in a cycle of P×L/2D. I found it to happen.

Ｓ１６において、制御部１０４は、Ｓ１５で生成された各振幅画像に適用する（乗じる）係数を決定する。具体的には、制御部１０４は、強度むらＢ０と強度むらＢ２との比を求め、かかる比になるような係数を決定する。本実施形態では、０次の振幅画像に乗じる係数を１、２次の振幅画像に乗じる係数をＢ０／Ｂ２とする。 In S16, the control unit 104 determines a coefficient to be applied (multiplied) to each amplitude image generated in S15. Specifically, the control unit 104 obtains a ratio between the intensity unevenness B0 and the intensity unevenness B2, and determines a coefficient having such a ratio. In the present embodiment, the coefficient by which the zero-order amplitude image is multiplied is 1 and the coefficient by which the second-order amplitude image is multiplied is B0/B2.

Ｓ１７において、制御部１０４は、Ｓ１６で決定された係数をＳ１５で生成された各振幅画像に適用し、各振幅画像に含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、係数が適用された各振幅画像を合成（結合）して合成画像を生成する。本実施形態では、制御部１０４は、係数１を乗じた０次の振幅画像から、係数Ｂ０／Ｂ２を乗じた２次の振幅画像を減算することで合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像における断面プロファイルを図６に示す。図６を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されていることがわかる。但し、ワーク１１に欠陥が存在する部分２０１に対応する強度（即ち、欠陥）は打ち消されていない。なお、本実施形態では、係数が適用された振幅画像を減算することで合成画像を生成しているが、係数が適用された振幅画像を加算することで合成画像を生成するようにしてもよい。 In step S17, the control unit 104 applies the coefficient determined in step S16 to each amplitude image generated in step S15, and applies the coefficient to each amplitude so as to cancel the periodic intensity unevenness included in each amplitude image. The images are combined (combined) to generate a combined image. In the present embodiment, the control unit 104 generates a composite image by subtracting the second-order amplitude image multiplied by the coefficient B0/B2 from the 0th-order amplitude image multiplied by the coefficient 1. FIG. 6 shows a cross-sectional profile in the composite image generated in this way. It can be seen from FIG. 6 that the intensity unevenness included in each amplitude image is canceled in the combined image. However, the strength (that is, the defect) corresponding to the portion 201 where the defect exists in the work 11 is not canceled. In the present embodiment, the combined image is generated by subtracting the amplitude image to which the coefficient is applied, but the combined image may be generated by adding the amplitude image to which the coefficient is applied. .

Ｓ１８において、制御部１０４は、Ｓ１７で生成された合成画像に基づいて、ワーク１１の被評価面の特性を評価する。本実施形態では、ワーク１１の表面上の欠陥を検出する。 In S18, the control unit 104 evaluates the characteristics of the surface to be evaluated of the work 11 based on the composite image generated in S17. In this embodiment, a defect on the surface of the work 11 is detected.

このように、本実施形態では、カメラ１０２で取得された少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成する。そして、少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成する。従って、本実施形態では、ワーク１１に存在する欠陥に関する情報を失うことなく、強度むらのみを低減することができるため、ワーク１１の被評価面に存在する多様な欠陥を高精度に検出してワーク１１の被評価面の特性を評価することができる。 As described above, in this embodiment, at least two images including frequency components of different orders are generated from at least three or more images acquired by the camera 102. Then, at least two images are combined to generate a combined image so as to cancel the periodic intensity unevenness included in each of the at least two images. Therefore, in the present embodiment, it is possible to reduce only the strength unevenness without losing the information on the defects existing in the work 11, so that various defects existing on the surface to be evaluated of the work 11 can be detected with high accuracy. The characteristics of the surface to be evaluated of the work 11 can be evaluated.

＜第２実施形態＞
本実施形態では、０次の振幅画像、１次の振幅画像及び２次の振幅画像から合成画像を生成する場合について説明する。本実施形態では、周期的な強度むらを低減した合成画像を生成する際に、各次数の振幅画像に適用する係数を求める方法が第１実施形態と異なる。 <Second Embodiment>
In the present embodiment, a case will be described in which a composite image is generated from a 0th-order amplitude image, a 1st-order amplitude image, and a 2nd-order amplitude image. The present embodiment differs from the first embodiment in a method of obtaining a coefficient to be applied to an amplitude image of each order when generating a composite image in which periodic intensity unevenness is reduced.

第１実施形態では、２つの振幅画像に含まれる強度むらの比を求めることで、２つの振幅画像のそれぞれに適用する係数を一意に決定することができる。一方、本実施形態では、３つの係数を決定する必要があるため、制約条件がなければ、３つの係数を決定することができない。 In the first embodiment, the coefficient applied to each of the two amplitude images can be uniquely determined by obtaining the ratio of the intensity unevenness included in the two amplitude images. On the other hand, in the present embodiment, it is necessary to determine the three coefficients, so the three coefficients cannot be determined without the constraint condition.

ｎ次の振幅画像Ａ_ｎ（ｘ，ｙ）に適用する（乗じる）係数をα_ｎとすると、合成画像Ｇ（ｘ，ｙ）は、以下の式（５）で表される。 Letting α _n be a coefficient applied (multiplied) to the nth-order amplitude image A _n (x, y), the composite image G(x, y) is expressed by the following equation (5).

変数である各係数の制約条件については、例えば、係数の範囲をα_２＝−１及び−１≦α_０、α_１≦１、α_０及びα_１の初期値を１とし、ワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画素のＧ（ｘ，ｙ）を平均した値を評価値とする。そして、かかる評価値がゼロになるように各係数の解を求める。このような解を求める際には、種々の最適化アルゴリズムを用いることができる。上述した制約条件において求められる各係数の解は、例えば、α_０＝０．５８８、α_１＝−０．０６３、α_２＝−１である。 Regarding the constraint condition of each coefficient that is a variable, for example, the range of the coefficient is α ₂ =−1 and −1≦α ₀ , α ₁ ≦1, and the initial value of α ₀ and α ₁ is 1, and the defect of the workpiece 11 is set. A value obtained by averaging G(x, y) of each pixel corresponding to a normal region where no pixel exists is used as an evaluation value. Then, the solution of each coefficient is obtained so that the evaluation value becomes zero. When obtaining such a solution, various optimization algorithms can be used. The solutions of the respective coefficients obtained under the above-mentioned constraint conditions are, for example, α ₀ =0.588, α ₁ =−0.063, α ₂ =−1.

図７は、０次の振幅画像、１次の振幅画像、２次の振幅画像及びこれらの振幅画像から生成された合成画像の断面プロファイルを示す図である。図７を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されている（低減している）ことがわかる。但し、ワーク１１に欠陥が存在する部分２０１に対応する強度（即ち、欠陥）は打ち消されていない。 FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional profile of a 0th-order amplitude image, a 1st-order amplitude image, a 2nd-order amplitude image, and a composite image generated from these amplitude images. Referring to FIG. 7, it can be seen that the intensity unevenness included in each amplitude image is canceled (reduced) in the combined image. However, the strength (that is, the defect) corresponding to the portion 201 where the defect exists in the work 11 is not canceled.

なお、本実施形態で説明した係数及び係数を決定するための制約条件は一例である。従って、本実施形態で説明した制約条件とは異なる制約条件を設定して、強度むらを低減可能な別の係数を決定してもよい。 Note that the coefficients and the constraint conditions for determining the coefficients described in the present embodiment are examples. Therefore, a constraint condition different from the constraint condition described in the present embodiment may be set to determine another coefficient capable of reducing the intensity unevenness.

第１実施形態及び第２実施形態では、２次までの振幅画像から合成画像を生成する場合を例に説明したが、３次以上の振幅画像から合成画像を生成してもよい。また、各実施形態で係数を求める際には、ワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画像の部分画像から係数を求めるとよい。予め基準となる正常なワークを用いて係数を求め、かかる係数を評価対象のワーク１１に対して適用してもよいし、評価対象の最初のワーク１１の欠陥が存在しない正常な領域に対応する部分画像から係数を求め、以降のワーク１１に対して適用してもよい。 In the first and second embodiments, the case where the combined image is generated from the amplitude images up to the second order has been described as an example, but the combined image may be generated from the amplitude images up to the third order. Further, when obtaining the coefficient in each embodiment, it is preferable to obtain the coefficient from the partial image of each image corresponding to the normal area of the work 11 where no defect exists. A coefficient may be obtained in advance using a normal work as a reference, and the coefficient may be applied to the evaluation target work 11, or it may correspond to a normal area in which there is no defect in the first evaluation target work 11. The coefficient may be obtained from the partial image and applied to the subsequent work 11.

また、各実施形態では、照明部１０１を介してワーク１１を撮像するために発生する周期的な強度むらを低減することについて説明した。但し、本発明は、このような強度むらだけではなく、その他の要因で発生する周期的な強度むらに対しても適用することができる。その他の要因としては、例えば、ストライプ状のパターン光で照明されたワーク上の強度分布が正弦波状ではなく、矩形波状となることで発生する強度むらがある。このような強度むらは、振幅画像が正弦波状又は余弦波状であることを前提としているのに対し、実際のパターン光は正弦波状又は余弦波状から乖離していることが原因で発生する。 Moreover, in each of the embodiments, it has been described that the periodic intensity unevenness that occurs due to the imaging of the work 11 via the illumination unit 101 is reduced. However, the present invention can be applied not only to such intensity unevenness, but also to periodic intensity unevenness caused by other factors. As another factor, for example, there is intensity unevenness that occurs when the intensity distribution on the work illuminated by the striped pattern light is not a sine wave shape but a rectangular wave shape. Such intensity unevenness is based on the assumption that the amplitude image has a sine wave shape or a cosine wave shape, but is generated because the actual pattern light deviates from the sine wave shape or the cosine wave shape.

また、各実施形態においては、振幅画像を用いる場合を例に説明したが、位相情報から生成した画像を用いてもよい。 Further, in each embodiment, the case where the amplitude image is used has been described as an example, but an image generated from the phase information may be used.

＜第３実施形態＞
上述した評価装置１は、例えば、物品を製造するのに用いられる。本実施形態における物品の製造方法は、評価装置１を用いてワークの特性の評価を行う工程と、かかる工程において評価の行われたワークを評価に基づいて処理する工程と、を含む。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。 <Third Embodiment>
The evaluation device 1 described above is used, for example, for manufacturing an article. The method of manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of evaluating the characteristics of a work by using the evaluation device 1, and a step of processing the work evaluated in the step based on the evaluation. The method of manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

本発明は、上述の実施形態の１つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１つ以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read the program. It can also be realized by the processing to be executed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.

１：評価装置 １１：ワーク １０１：照明部 １０２：カメラ １０３：第１駆動部 １０４：制御部 １０５：ＰＣ １０６：ディスプレイ １０７：第２駆動部 1: Evaluation device 11: Work 101: Illumination unit 102: Camera 103: First drive unit 104: Control unit 105: PC 106: Display 107: Second drive unit

Claims (10)

被評価面の特性を評価する評価装置であって、
明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する撮像部と、
前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記撮像部で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成し、
前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする評価装置。 An evaluation device for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated,
An illumination unit that includes a light emitting surface in which bright portions and dark portions are alternately arranged periodically, and illuminates the evaluated surface with pattern light from the light emitting surface,
An imaging unit that captures at least three or more images by imaging the evaluated surface under conditions where the relative positions of the patterned light and the evaluated surface are different from each other;
A control unit for controlling the process of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated,
The control unit is
Generating at least two images including frequency components of different orders from the at least three or more images acquired by the imaging unit,
So as to cancel the periodic intensity unevenness included in each of the at least two images, the at least two images are combined to generate a combined image,
An evaluation apparatus, wherein the characteristic of the surface to be evaluated is obtained based on the composite image. 前記制御部は、前記少なくとも３つの画像の各画素において、前記パターン光が前記被評価面に対して１周期移動したときに、前記各画素の強度がｎ周期変化する成分をｎ次の周波数成分とすることを特徴とする請求項１に記載の評価装置。 The control unit determines, in each pixel of the at least three images, a component in which the intensity of each pixel changes by n cycles when the pattern light moves by one cycle with respect to the surface to be evaluated, as an nth-order frequency component. The evaluation device according to claim 1, wherein 前記制御部は、前記少なくとも２つの画像のそれぞれについて、前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すための係数を求め、前記係数が適用された前記少なくとも２つの画像を結合することで前記合成画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の評価装置。 The control unit obtains, for each of the at least two images, a coefficient for canceling periodical intensity unevenness included in each of the at least two images, and combines the at least two images to which the coefficient is applied. The evaluation apparatus according to claim 1, wherein the synthetic image is generated by performing the above. 前記制御部は、前記少なくとも２つの画像のそれぞれについて、前記被評価面の欠陥が存在しない領域に対応する前記少なくとも２つの画像のそれぞれの部分画像から前記係数を求めることを特徴とする請求項３に記載の評価装置。 4. The control unit obtains the coefficient for each of the at least two images from each partial image of the at least two images corresponding to a region where no defect exists on the surface to be evaluated. The evaluation device described in 1. 前記被評価面及び前記照明部の少なくとも一方を移動させることで前記条件を設定する駆動部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1, further comprising a drive unit that sets the condition by moving at least one of the evaluated surface and the illumination unit. 前記明部及び前記暗部は、第１方向に長手方向を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って周期的に配列され、
前記駆動部は、前記被評価面及び前記照明部の少なくとも一方を前記第２方向に沿って移動させることを特徴とする請求項５に記載の評価装置。 The bright portion and the dark portion have a longitudinal direction in a first direction, and are periodically arranged along a second direction intersecting the first direction,
The evaluation device according to claim 5, wherein the drive unit moves at least one of the surface to be evaluated and the illumination unit along the second direction. 前記制御部は、
０次、１次及び２次のうち２つの周波数成分のそれぞれを含む２つの画像を生成し、
前記２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらの比を求め、
前記２つの画像のそれぞれについて、前記比となるような係数が適用された前記２つの画像を加算又は減算することで前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の評価装置。 The control unit is
Generate two images each containing two frequency components of 0th, 1st and 2nd order,
The ratio of the periodic intensity unevenness included in each of the two images is calculated,
The evaluation device according to claim 2, wherein, for each of the two images, the composite image is generated by adding or subtracting the two images to which the coefficient having the ratio is applied. 前記制御部は、０次、１次及び２次の周波数成分のそれぞれを含む３つの画像を生成し、前記３つの画像に基づいて前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の評価装置。 The said control part produces|generates three images containing each of 0th-order, 1st-order, and a 2nd-order frequency component, and produces|generates the said composite image based on said 3 images. Evaluation device. 被評価面の特性を評価する評価方法であって、
明部及び暗部が周期的に交互に配列されたパターン光で前記被評価面を照明する第１工程と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも３つ以上の画像を取得する第２工程と、
前記被評価面の特性を評価する第３工程と、を有し、
前記第３工程は、
前記第２工程で取得された前記少なくとも３つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも２つの画像を生成する工程と、
前記少なくとも２つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも２つの画像を合成して合成画像を生成する工程と、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求める工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。 An evaluation method for evaluating characteristics of a surface to be evaluated,
A first step of illuminating the surface to be evaluated with pattern light in which bright parts and dark parts are alternately arranged periodically;
A second step of imaging the surface to be evaluated under conditions where the relative positions of the patterned light and the surface to be evaluated are different from each other, and
A third step of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated,
In the third step,
Generating at least two images including frequency components of different orders from the at least three images acquired in the second step;
Combining the at least two images to generate a composite image so as to cancel out the periodic intensity unevenness included in each of the at least two images;
Determining characteristics of the surface to be evaluated based on the composite image,
An evaluation method comprising: 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の評価装置を用いてワークの被評価面の特性の評価を行う工程と、
前記工程において前記評価の行われた前記ワークを前記評価に基づいて処理する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 A step of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated of the work by using the evaluation device according to claim 1.
A step of processing the work having been evaluated in the step based on the evaluation,
A method for manufacturing an article, comprising:

Images