JP7006392B2 - Inspection methods, equipment, systems and programs - Google Patents

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Description

本発明は、検査方法、装置、システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to inspection methods, devices, systems and programs.

表面が光沢を有する部材、部品等は、各種分野で利用されており、光沢表面に凹凸等の欠陥がないことが望ましい。そこで、検査対象の光沢表面の欠陥を検出するため、外観検査を行う。クリア塗装を施した樹脂表面、金属メッキした金属表面又はガラス表面等の、表面が光沢を有する検査対象の外観検査を行う場合、光沢表面に映り込んだ、明暗を有する照明パターンを用いる方法が提案されている。この提案方法では、例えば検査対象の直上等に設置したスクリーンに照明パターンを投影し、照明パターンで検査対象を照明する。検査対象の表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像し、撮像画像中の照明パターンの歪等を検出することにより、光沢表面の欠陥を検出する。 Members and parts having a glossy surface are used in various fields, and it is desirable that the glossy surface has no defects such as unevenness. Therefore, in order to detect defects on the glossy surface to be inspected, a visual inspection is performed. When performing a visual inspection of an inspection target with a glossy surface such as a clear-painted resin surface, a metal-plated metal surface, or a glass surface, a method using a bright and dark lighting pattern reflected on the glossy surface is proposed. Has been done. In this proposed method, for example, a lighting pattern is projected on a screen installed directly above the inspection target, and the inspection target is illuminated with the illumination pattern. Defects on the glossy surface are detected by capturing an image of the illumination pattern reflected on the surface of the inspection target and detecting distortion of the illumination pattern in the captured image.

しかし、検査対象の光沢度が変化する場合がある。検査対象の光沢表面の光沢度は、例えば光沢表面を形成する工程等に応じて変化する場合がある。 However, the glossiness of the inspection target may change. The glossiness of the glossy surface to be inspected may change depending on, for example, the process of forming the glossy surface.

例えば、金属メッキされた光沢表面を検査して欠陥が検出されると、金属メッキを剥がして下地の欠陥を取り除いた後に再度金属メッキをする必要があり、生産効率が低下する。そこで、金属メッキ工程の前の、例えば研磨工程後に検査を行う方が、生産効率の低下を抑えられる。しかし、例えば研磨工程で使用する研磨剤を変更した場合、研磨工程後の光沢表面の光沢度が、研磨剤変更前と研磨剤変更後で変化する場合がある。この場合、光沢表面の光沢度が低下すると、拡散光により、検査対象の表面に映り込んだ照明パターンの鮮明度が低下する。検査対象の表面に映り込んだ照明パターンの鮮明度が低下すると、撮像画像中の照明パターンの歪が不鮮明になり、欠陥に対する信号対雑音比が低下するため、光沢表面の欠陥の検出精度が低下する。このように、光沢表面を形成する工程の変更等に応じて検査対象の光沢度が低下する場合には、外観検査の困難性が増し、検査コストを増大させることなく光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えることは難しい。 For example, if a defect is detected by inspecting a metal-plated glossy surface, it is necessary to remove the metal plating to remove the defect of the base and then perform the metal plating again, which lowers the production efficiency. Therefore, it is possible to suppress a decrease in production efficiency by performing an inspection before the metal plating process, for example, after the polishing process. However, for example, when the polishing agent used in the polishing process is changed, the glossiness of the glossy surface after the polishing process may change before the polishing agent is changed and after the polishing agent is changed. In this case, when the glossiness of the glossy surface is lowered, the sharpness of the illumination pattern reflected on the surface to be inspected is lowered due to the diffused light. When the sharpness of the illumination pattern reflected on the surface to be inspected is reduced, the distortion of the illumination pattern in the captured image becomes unclear and the signal-to-noise ratio to the defect is lowered, so that the detection accuracy of the defect on the glossy surface is lowered. do. In this way, when the glossiness of the inspection target decreases due to changes in the process of forming the glossy surface, the difficulty of visual inspection increases and the detection accuracy of defects on the glossy surface without increasing the inspection cost. It is difficult to control the decline in.

特開平１１－２０１７４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-201743 特開２０１０－１９６３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-19635

従来、検査対象の光沢度が低下に伴う、光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えることは難しい。 Conventionally, it is difficult to suppress a decrease in the detection accuracy of defects on a glossy surface due to a decrease in the glossiness of an inspection target.

そこで、１つの側面では、検査対象の光沢度が低下に伴う、光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えることが可能な検査方法、装置、システム及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, in one aspect, it is an object of the present invention to provide an inspection method, an apparatus, a system and a program capable of suppressing a decrease in detection accuracy of defects on a glossy surface due to a decrease in glossiness of an inspection target.

１つの案によれば、照明装置を用いて、変調パターンで変調された照明パターンを表示面に表示し、撮像装置を用いて、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像し、照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して前記光沢表面に映り込んだ照明パターンを含む撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる振幅変化及び前記横縞状のパターンによる振幅変化を重畳して第１の振幅変化を求め、前記第１の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化を重畳した第２の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出し、前記第１の振幅変化が閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する検査方法が提供される。 According to one proposal, a lighting device is used to display a lighting pattern modulated by a modulation pattern on a display surface, and an image pickup device is used to display an inspection target illuminated by the lighting pattern displayed on the display surface. The image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the image is taken , and the four illumination patterns having a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are divided into a periodic vertical stripe pattern and a horizontal stripe along the directions orthogonal to each other. Two types of patterns are generated, and for each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the four lightings are output. An instruction to capture an image of the inspection target illuminated by the pattern for each type of pattern and acquire an captured image including the illumination pattern reflected on the glossy surface is output to the image pickup device, and the lighting device and the said The synchronization control was performed to synchronize the operation of the image pickup device, and the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns was calculated and superimposed for each type of pattern . The first amplitude change is obtained by superimposing the amplitude change due to the vertical stripe pattern and the amplitude change due to the horizontal stripe pattern, and the first amplitude change and the above 4 for each type of pattern with respect to the reference object. Compare the amplitude change of the brightness of the captured image due to the vertical stripe pattern and the second amplitude change of the brightness of the captured image due to the horizontal stripe pattern superimposed by calculating in advance for one lighting pattern. Based on the results, the defect on the glossy surface of the inspection target is detected, and when the first amplitude change is less than the threshold value, the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted so as to be equal to or more than the threshold value. The inspection method to be performed is provided.

一態様によれば、検査対象の光沢度が低下に伴う、光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えることができる。 According to one aspect, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of defects on the glossy surface due to a decrease in the glossiness of the inspection target.

第１実施例における検査システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inspection system in 1st Example. コンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware composition of a computer. 検査処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of an inspection process. 検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the arithmetic processing with respect to the captured image to be inspected. 検査対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像の明るさの一例を示す図であり、It is a figure which shows an example of the brightness of four captured images which imaged the image pickup area to be inspected. 検査対象の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase calculation result with respect to the captured image to be inspected. 基準対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the arithmetic processing with respect to the captured image of a reference object. 基準対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像の明るさの一例を示す図であり、It is a figure which shows an example of the brightness of four captured images which imaged the image pickup area of a reference object. 基準対象の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase calculation result with respect to the captured image of a reference object. 検査対象の撮像画像に対する演算処理の他の例を説明する図である。It is a figure explaining another example of the arithmetic processing with respect to the captured image to be inspected. 検査結果の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the inspection result. 第２実施例における検査システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inspection system in 2nd Example. 透過型スクリーンに投影した１つの照明パターンの、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the brightness profile on a certain straight line of one lighting pattern projected on the transmissive screen. 光沢度が十分な場合に検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンを撮像装置で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the brightness profile on a certain straight line of the image which image | image | photographed the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target with an image pickup apparatus when the glossiness is sufficient. 光沢度が十分な場合の図１３の明るさプロファイル各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。It is a figure which shows the contrast which shows the sharpness corresponding to each point of the brightness profile of FIG. 13 when the glossiness is sufficient. 光沢度が不十分な場合に検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンを撮像装置で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the brightness profile on a certain straight line of the image which image | image | photographed the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target with an image pickup apparatus when the glossiness is insufficient. 光沢度が不十分な場合の図１３の明るさプロファイル各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。It is a figure which shows the contrast which shows the sharpness corresponding to each point of the brightness profile of FIG. 13 when the glossiness is insufficient. 照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の比を示すグラフである。It is a graph which shows the ratio of the output to the input of the modulation pattern which modulates a lighting pattern. 第３実施例で用いる照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の比のグラフである。3 is a graph of the ratio of the output to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern used in the third embodiment. 入力に対する出力の比の変化率Ｒを図１９のように調整した結果得られる、スクリーンに投影した照明パターンの明るさプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the brightness profile of the illumination pattern projected on the screen, which is obtained as a result of adjusting the rate of change R of the ratio of an output to an input as shown in FIG. 光沢度が不十分な場合に検査対象の光沢表面に映り込んだ調整された変調パターンの照明パターンを撮像装置で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the brightness profile on a certain straight line of the image which image | image | photographed the illumination pattern of the adjusted modulation pattern reflected on the glossy surface of an inspection target when the glossiness is insufficient with an image pickup apparatus. 光沢度が不十分な場合の図２０に示す明るさプロファイルの各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。It is a figure which shows the contrast which shows the sharpness corresponding to each point of the brightness profile shown in FIG. 20 when the glossiness is insufficient. 第３実施例における検査装置の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the inspection apparatus in 3rd Example. 第３実施例における検査処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of inspection processing in 3rd Example.

開示の検査方法、装置、システム及びプログラムでは、変調パターンで変調された照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像し、撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算したコントラストとの差が設定値以上であると検査対象の光沢表面上の欠陥を検出し、撮像画像のコントラストが閾値未満であると、閾値以上になるように変調パターンの変化率の値を調整する。 In the disclosed inspection methods, devices, systems and programs, an image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the illumination pattern modulated by the modulation pattern is imaged, and the contrast of the captured image and the reference target are used. On the other hand, if the difference from the contrast calculated in advance is greater than or equal to the set value, a defect on the glossy surface to be inspected is detected, and if the contrast of the captured image is less than the threshold value, the rate of change of the modulation pattern is equal to or more than the threshold value. Adjust the value of.

以下に、開示の検査方法、装置、システム及びプログラムの各実施例を図面と共に説明する。 Examples of the disclosed inspection methods, devices, systems and programs will be described below with drawings.

図１は、第１実施例における検査システムの一例を示す図である。図１に示す検査システム１－１は、照明装置２、支持部３－１、コントローラ４、撮像装置５、コントローラ６、制御装置７及び入出力装置８を有する。制御装置７は、検査装置の一例を形成する。検査装置は、照明装置２及び撮像装置５のうち少なくとも一方を含んでも良い。検査対象１０－１は、この例では光沢表面を有する不透明な材料で形成された部材であり、表面形状及び材質は特に限定されない。検査対象１０－１の光沢表面は、例えばクリア塗装を施した樹脂表面、金属メッキした金属表面又はガラス表面等であっても良い。なお、光沢表面が金属表面である場合、例えば金属メッキされる部材は不透明な材料に限定されない。 FIG. 1 is a diagram showing an example of an inspection system according to the first embodiment. The inspection system 1-1 shown in FIG. 1 includes a lighting device 2, a support unit 3-1 and a controller 4, an image pickup device 5, a controller 6, a control device 7, and an input / output device 8. The control device 7 forms an example of an inspection device. The inspection device may include at least one of the lighting device 2 and the image pickup device 5. In this example, the inspection target 10-1 is a member made of an opaque material having a glossy surface, and the surface shape and material are not particularly limited. The glossy surface of the inspection target 10-1 may be, for example, a resin surface having a clear coating, a metal-plated metal surface, a glass surface, or the like. When the glossy surface is a metal surface, for example, the metal-plated member is not limited to an opaque material.

この例では、照明装置２は、光を出射する光源２１、光源２１からの照明パターンを反射するミラー２２及びミラー２２が反射した照明パターンを投影する透過型スクリーン２３を有する。しかし、照明装置２は、後述する周期的な照明パターンを表示可能な装置であれば、特に限定されない。照明装置２は、周期的な明暗を有する照明パターンを表示する表示装置（又は、表示パネル）により形成可能である。表示装置は、例えば光源の一例であるバックライトを有する周知の液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンス（ＯＥＬ：Organic Electro-Luminescence）表示装置等であっても良い。透過型スクリーン２３は、照明パターンを表示する表示面の一例である。表示装置の場合、表示画面が照明パターンを表示する表示面の一例である。 In this example, the lighting device 2 has a light source 21 that emits light, a mirror 22 that reflects a lighting pattern from the light source 21, and a transmissive screen 23 that projects a lighting pattern reflected by the mirror 22. However, the lighting device 2 is not particularly limited as long as it is a device capable of displaying a periodic lighting pattern described later. The lighting device 2 can be formed by a display device (or a display panel) that displays a lighting pattern having periodic light and darkness. The display device may be, for example, a well-known liquid crystal display device (LCD: Liquid Crystal Display) having a backlight, which is an example of a light source, an organic electro-Luminescence (OEL) display device, or the like. The transmissive screen 23 is an example of a display surface for displaying an illumination pattern. In the case of a display device, the display screen is an example of a display surface on which a lighting pattern is displayed.

照明装置２は、制御装置７からの指示に応じて検査対象１０－１の第１の表面の一例である上面側から検査対象１０－１を照明パターンで照明する。このため、図１に示す例では、支持部３－１は検査対象１０－１を透過型スクリーン２３の下方で支持する周知の構成を有する。支持部３－１は、検査対象１０－１を支持可能な構成であれば、特に限定されない。支持部３－１を、載置された検査対象１０－１を保持する周知の構成を有するステージで形成しても良い。 The lighting device 2 illuminates the inspection target 10-1 with a lighting pattern from the upper surface side, which is an example of the first surface of the inspection target 10-1, in response to an instruction from the control device 7. Therefore, in the example shown in FIG. 1, the support portion 3-1 has a well-known configuration that supports the inspection target 10-1 below the transmissive screen 23. The support portion 3-1 is not particularly limited as long as it can support the inspection target 10-1. The support portion 3-1 may be formed on a stage having a well-known configuration for holding the placed inspection target 10-1.

コントローラ４は、支持部３－１を移動して支持部３－１と撮像装置５の相対位置を変化させる移動手段の一例であり、制御装置７からの指示に応じて支持部３－１による検査対象１０－１の移動の開始と終了を制御する機能を有しても良い。コントローラ４は、支持部３－１を移動しない場合には省略可能しても良い。 The controller 4 is an example of a moving means for moving the support portion 3-1 to change the relative position between the support portion 3-1 and the image pickup device 5, and the support unit 3-1 responds to an instruction from the control device 7. It may have a function of controlling the start and end of the movement of the inspection target 10-1. The controller 4 may be omitted if the support portion 3-1 is not moved.

撮像装置５は、例えば周知のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ等で形成可能である。撮像装置５は、照明装置２の透過型スクリーン２３に投影した照明パターンにより照明された検査対象１０－１の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した検査対象１０－１の画像に、検査対象１０－１に照射して映り込んだ照明パターンが含まれる。撮像装置５は、検査対象１０－１の前記第１の表面の一例である上面側から撮像する。照明装置２及び撮像装置５の配置は、検査対象１０－１への照明と検査対象１０－１の画像の撮像とが互いに干渉しなければ特に限定されない。更に、支持部３－１及び撮像装置５の少なくとも一方が移動する場合には、照明装置２及び撮像装置５の配置は、支持部３－１及び撮像装置５の相対位置を変化させる際に干渉しなければ特に限定されない。 The image pickup device 5 can be formed by, for example, a well-known CCD (Charge-Coupled Device) camera or the like. The image pickup apparatus 5 captures an image of the inspection target 10-1 illuminated by the illumination pattern projected on the transmissive screen 23 of the illumination apparatus 2. In this example, the image of the inspection target 10-1 captured by the image pickup apparatus 5 includes an illumination pattern reflected by irradiating the inspection target 10-1. The image pickup apparatus 5 takes an image from the upper surface side, which is an example of the first surface of the inspection target 10-1. The arrangement of the lighting device 2 and the imaging device 5 is not particularly limited as long as the lighting on the inspection target 10-1 and the imaging of the image of the inspection target 10-1 do not interfere with each other. Further, when at least one of the support portion 3-1 and the image pickup device 5 moves, the arrangement of the lighting device 2 and the image pickup device 5 interferes when changing the relative positions of the support section 3-1 and the image pickup device 5. If not, it is not particularly limited.

コントローラ６は、撮像装置５を移動して支持部３－１と撮像装置５の相対位置を変化させる移動手段の一例であり、制御装置７からの指示に応じて撮像装置５による撮像の開始と終了を制御する機能を有しても良い。コントローラ６は、撮像装置５を移動しない場合には省略可能である。コントローラ６を省略した場合、制御装置７からの指示により撮像装置５による撮像の開始と終了を直接制御しても良い。なお、支持部３－１と撮像装置５の相対位置を変化させる場合、コントローラ４及びコントローラ６のうち少なくとも一方を省略しても良い。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給するが、制御装置７に直接供給しても良い。 The controller 6 is an example of a moving means that moves the image pickup device 5 to change the relative position between the support portion 3-1 and the image pickup device 5, and starts imaging by the image pickup device 5 in response to an instruction from the control device 7. It may have a function to control the termination. The controller 6 can be omitted when the image pickup device 5 is not moved. When the controller 6 is omitted, the start and end of the image pickup by the image pickup device 5 may be directly controlled by the instruction from the control device 7. When changing the relative positions of the support portion 3-1 and the image pickup device 5, at least one of the controller 4 and the controller 6 may be omitted. In this example, the captured image captured by the image pickup device 5 is supplied to the control device 7 via the controller 6, but may be directly supplied to the control device 7.

制御装置７は、検査システム１－１全体の制御を司る。入出力装置８は、制御装置７に命令、データ等を入力する入力装置と、メッセージ、検査結果等を出力する出力装置を含む。命令、データ等を検査システム１－１の外部から入力する場合、入力装置は省略可能である。また、メッセージ、検査結果等を検査システム１－１の外部へ出力する場合、出力装置は省略可能である。 The control device 7 controls the entire inspection system 1-1. The input / output device 8 includes an input device for inputting commands, data, and the like to the control device 7, and an output device for outputting messages, inspection results, and the like. When inputting instructions, data, etc. from the outside of the inspection system 1-1, the input device can be omitted. Further, when outputting a message, an inspection result, etc. to the outside of the inspection system 1-1, the output device can be omitted.

なお、制御装置７からの指示に応じて照明装置２を制御するコントローラ（図示せず）を更に設けても良い。この場合、照明装置２を制御するコントローラは、制御装置７からの指示に応じて光源２１を駆動して制御するか、或いは、表示装置を駆動して制御する。 A controller (not shown) that controls the lighting device 2 in response to an instruction from the control device 7 may be further provided. In this case, the controller that controls the lighting device 2 drives and controls the light source 21 in response to an instruction from the control device 7, or drives and controls the display device.

制御装置７は、汎用のコンピュータにより形成可能である。図２は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すコンピュータ１００は、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、記憶装置の一例であるメモリ１０２を有する。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶された検査プログラム等を含むプログラムを実行し、後述する検査処理等を実行する。メモリ１０２は、プログラム、データ等を記憶する。メモリ１０２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置等のコンピュータ読取可能な記録媒体により形成可能である。メモリ１０２は、磁気記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＤＶＤディスク（Digital Versatile Disk）等の光記録媒体、光磁気記録媒体等のコンピュータ読取可能な記録媒体によっても形成可能である。なお、メモリ１０２にディスク等の磁気記録媒体、光記録媒体又は光磁気記録媒体を用いる場合、記録媒体はディスクドライブ等のドライブにロードされ、ドライブによりプログラム等を記録媒体から読み出し、必要に応じて記録媒体にデータ等を書き込む。図２では、便宜上、コンピュータ１００に無線又は有線で接続可能なタッチパネル等の入出力装置８（又は、別々に設けられた入力装置と表示装置）の図示は省略する。 The control device 7 can be formed by a general-purpose computer. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a computer hardware configuration. The computer 100 shown in FIG. 2 has a CPU (Central Processing Unit) 101 as an example of a processor and a memory 102 as an example of a storage device. The CPU 101 executes a program including an inspection program stored in the memory 102, and executes an inspection process or the like described later. The memory 102 stores programs, data, and the like. The memory 102 can be formed by a portable recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory or a computer-readable recording medium such as a semiconductor storage device such as a flash memory. The memory 102 can also be formed by a magnetic recording medium, an optical recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory), a DVD disk (Digital Versatile Disk), or a computer-readable recording medium such as an optical magnetic recording medium. be. When a magnetic recording medium such as a disk, an optical recording medium, or an optical magnetic recording medium is used for the memory 102, the recording medium is loaded into a drive such as a disk drive, the program or the like is read from the recording medium by the drive, and if necessary. Write data etc. to the recording medium. In FIG. 2, for convenience, the illustration of an input / output device 8 (or an input device and a display device separately provided) such as a touch panel that can be connected to the computer 100 wirelessly or by wire is omitted.

図３は、検査処理の一例を説明するフローチャートである。図３に示す処理は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１により実行可能である。 FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the inspection process. The process shown in FIG. 3 can be executed by, for example, the CPU 101 shown in FIG.

図３に示すステップＳ１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して検査対象１０－１を支持する支持部３－１を予め決められた撮像位置まで移動する。なお、コントローラ４が省略されている場合は、利用者が手動で、検査対象１０－１を予め決められた撮像位置にある支持部３－１に支持させても良い。なお、ステップＳ１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５も移動するようにしても良い。 In step S1 shown in FIG. 3, the CPU 101 controls the controller 4 to move the support portion 3-1 supporting the inspection target 10-1 to a predetermined imaging position. If the controller 4 is omitted, the user may manually support the inspection target 10-1 by the support portion 3-1 at the predetermined imaging position. In step S1, the CPU 101 may control the controller 6 to move the image pickup device 5.

ステップＳ２では、ＣＰＵ１０１が周期的な照明パターンを生成する。この例では、ＣＰＵ１０１は、例えばメモリ１０２に記憶されたパターンデータに基づき、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成する。この例では、パターンデータは、照明パターンの種類、照明パターンの形状等を表すデータである。従って、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターン毎に生成する生成手段の一例を形成する。互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、特に限定されないが、例えば互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含む。この場合、互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンは、互いに直交する縞状パターンであっても良い。また、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、矩形状、三角状、正弦波状等のパターンであっても良い。 In step S2, the CPU 101 generates a periodic illumination pattern. In this example, the CPU 101 generates a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity for at least two types of patterns periodically along different directions, for example, based on the pattern data stored in the memory 102. do. In this example, the pattern data is data representing the type of lighting pattern, the shape of the lighting pattern, and the like. Therefore, the CPU 101 forms an example of a generation means for generating a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity for each of at least two types of patterns periodically along different directions. The at least two types of patterns that are periodic along different directions are not particularly limited, and include, for example, a striped first pattern and a second pattern that extend along different directions. In this case, the striped first pattern and the second pattern extending along different directions may be striped patterns orthogonal to each other. Further, at least two kinds of patterns that are periodic along different directions may be a pattern such as a rectangular shape, a triangular shape, or a sinusoidal shape.

ステップＳ３では、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示する。この例では、ＣＰＵ１０１は、照明パターンを出射するように光源２１を制御することで、光源２１からの照明パターンをミラー２２で反射して透過型スクリーン２３に投影する。 In step S3, a plurality of lighting patterns generated by the CPU 101 for one type of pattern are displayed on the display surface of the lighting device 2. In this example, the CPU 101 controls the light source 21 so as to emit the illumination pattern, so that the illumination pattern from the light source 21 is reflected by the mirror 22 and projected onto the transmissive screen 23.

ステップＳ４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動して、検査対象１０－１の撮像領域を撮像する。なお、ステップＳ４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して、支持部３－１も移動するようにしても良い。また、コントローラ６が省略されている場合は、利用者が手動で、撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動しても良い。 In step S4, the CPU 101 controls the controller 6 to move the image pickup apparatus 5 to a position where the image pickup area of the inspection target 10-1 is to be imaged, and image the image pickup area of the inspection target 10-1. In step S4, the CPU 101 may control the controller 4 to move the support portion 3-1 as well. If the controller 6 is omitted, the user may manually move the image pickup device 5 to a position where the image pickup region of the inspection target 10-1 is to be imaged.

ＣＰＵ１０１は、１種類のパターンについて、ステップＳ３の処理と、ステップＳ４の処理を同期する。ステップＳ３の処理は、１種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力する。一方、ステップＳ４の処理は、同じ１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力する。つまり、ＣＰＵ１０１は、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う。従って、ＣＰＵ１０１は、各種類のパターン毎に、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う制御手段の一例を形成する。これにより、照明装置２は、１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンで検査対象１０－１を照明し、撮像装置５は、同じ１種類のパターンについて複数の照明パターンの各々で照明された検査対象１０－１の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給するが、制御装置７に直接供給しても良い。 The CPU 101 synchronizes the process of step S3 with the process of step S4 for one type of pattern. The process of step S3 outputs an instruction to display a plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device 2 to the lighting device 2 for one type of pattern. On the other hand, in the process of step S4, an instruction to capture an image of the inspection target 10-1 illuminated by a plurality of illumination patterns and acquire an captured image is output to the image pickup apparatus 5 for the same type of pattern. That is, the CPU 101 performs synchronous control for synchronizing the operations of the lighting device 2 and the image pickup device 5. Therefore, the CPU 101 forms an example of a control means that performs synchronous control for synchronizing the operations of the lighting device 2 and the image pickup device 5 for each type of pattern. As a result, the lighting device 2 illuminates the inspection target 10-1 with a plurality of lighting patterns generated for one type of pattern, and the image pickup device 5 is illuminated with each of the plurality of lighting patterns for the same type of pattern. The image of the inspection target 10-1 is taken. In this example, the captured image captured by the image pickup device 5 is supplied to the control device 7 via the controller 6, but may be directly supplied to the control device 7.

ステップＳ５では、ＣＰＵ１０１が生成した全ての種類のパターンについて、複数の照明パターンの各々で照明された検査対象１０－１の画像を撮像したか否かを判定する。ステップＳ５の判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６へ進む。これにより、全ての種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示すると共に、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の画像を全ての種類のパターンについて撮像すると、処理はステップＳ６へ進む。 In step S5, it is determined whether or not the image of the inspection target 10-1 illuminated by each of the plurality of illumination patterns has been captured for all types of patterns generated by the CPU 101. If the determination result in step S5 is NO, the process returns to step S3, and if the determination result is YES, the process proceeds to step S6. As a result, a plurality of lighting patterns are displayed on the display surface of the lighting device 2 for all types of patterns, and an image of the inspection target 10-1 illuminated by the plurality of lighting patterns is captured for all types of patterns. , The process proceeds to step S6.

ステップＳ６では、ＣＰＵ１０１が各種類のパターン毎に複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳する。ステップＳ７では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０－１のうち検査するべき全ての撮像領域を撮像したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ８へ進む。なお、検査対象１０－１のうち検査するべき全ての撮像領域を１回の撮像処理で撮像可能な場合には、ステップＳ７の処理は省略可能である。 In step S6, the CPU 101 calculates and superimposes a change in the amplitude of the brightness of the captured image of the inspection target 10-1 illuminated by a plurality of illumination patterns for each type of pattern. In step S7, it is determined whether or not the CPU 101 has imaged all the imaging regions to be inspected among the inspection targets 10-1, and if the determination result is NO, the process returns to step S2 and the determination result is YES. And the process proceeds to step S8. If all the imaging regions to be inspected among the inspection targets 10-1 can be imaged by one imaging process, the process of step S7 can be omitted.

ステップＳ８では、ＣＰＵ１０１がステップＳ６で重畳した撮像画像の明るさの振幅変化と、メモリ１０２に記憶された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較する。また、ステップＳ８では、ＣＰＵ１０１が比較した結果に基づいて、例えば振幅変化の差が設定値以上であると、検査対象１０－１の凹凸等の欠陥を検出する。基準対象とは、予め検査済みであり、光沢表面上に凹凸等の欠陥を有さない検査対象１０－１と同一の部材の良品である。 In step S8, the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed in step S6 by the CPU 101 and the brightness of the captured image stored in the memory 102 calculated in advance for each type of pattern with respect to the reference object and superimposed. Compare with the amplitude change of. Further, in step S8, based on the result of comparison by the CPU 101, for example, when the difference in the amplitude change is equal to or larger than the set value, a defect such as unevenness of the inspection target 10-1 is detected. The reference target is a non-defective product of the same member as the inspection target 10-1, which has been inspected in advance and has no defects such as unevenness on the glossy surface.

ステップＳ９では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０－１の検査を終了するか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１０へ進む。検査対象１０－１の検査を終了する場合は、例えば利用者が入出力装置８から制御装置７（又は、コンピュータ１００）に検査終了の命令を入力すれば良い。 In step S9, it is determined whether or not the CPU 101 ends the inspection of the inspection target 10-1, and if the determination result is NO, the process returns to step S1, and if the determination result is YES, the process proceeds to step S10. .. When the inspection of the inspection target 10-1 is completed, for example, the user may input an inspection end command from the input / output device 8 to the control device 7 (or the computer 100).

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０１がステップＳ９で比較した結果、即ち、検査対象１０－１の欠陥が検出されたか否かの結果出力を、入出力装置８に出力し、検査処理は終了する。 In step S10, the CPU 101 outputs the result of comparison in step S9, that is, the result output of whether or not the defect of the inspection target 10-1 is detected, to the input / output device 8, and the inspection process ends.

図４は、検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。この演算処理は、位相シフト演算処理と呼ばれることもある。説明の便宜上、図４は、１種類のパターンの一例である周期的な縦縞状のパターンについて、照射強度（又は、明るさ）の位相差がπ／２（９０°）で一定である４つの照明パターンを照射した検査対象１０－１の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４を示す。図４中、黒い部分程、各撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさが低い（即ち、暗い）ことを表している。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image to be inspected. This arithmetic processing is sometimes called a phase shift arithmetic processing. For convenience of explanation, FIG. 4 shows four periodic vertical stripe patterns, which are an example of one type of pattern, in which the phase difference of irradiation intensity (or brightness) is constant at π / 2 (90 °). The four captured images P1 to P4 obtained by imaging the imaging region of the inspection target 10-1 irradiated with the illumination pattern are shown. In FIG. 4, the darker the portion, the lower the brightness (that is, darker) of each of the captured images P1 to P4.

図５は、検査対象１０－１の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさＩ１～Ｉ４の一例を示す図であり、撮像画像Ｐ１の明るさＩ１を実線で示し、撮像画像Ｐ２～Ｐ４の明るさＩ２～Ｉ４を破線で示す。図５中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図５において、Ａは、図４中白い破線で示す位置に相当する、平均明るさを表す明るさのオフセット量であり、Ｂは、位置Ａから明るさのピークまでの振幅を示す。また、図５において、一点鎖線Ｄで示す部分では、検査対象１０－１に存在する欠陥のため明るさの振幅変化に歪みが生じている。撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさＩ１～Ｉ４は、位相をφで表すと、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）
Ｉ２＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）
図３に示すステップＳ６で、ＣＰＵ１０１が縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された検査対象１０－１の４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさの振幅変化を演算して重畳する。これにより、例えばγ＝２×sqrt｛（Ｉ１－Ｉ３）２＋（Ｉ２－Ｉ４）２｝／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）なる位相演算結果が得られる。位相演算結果で得られるγは、この例ではコントラストを表す。図６は、この検査対象１０－１の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。図６中、縦軸は明るさの振幅変化を任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図６において、明るさの振幅変化が一定である位置には欠陥が存在しない。一方、図６において、図５の一点鎖線Ｄで示す部分に相当する、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置に欠陥が存在する。このように、検査対象１０－１に存在する欠陥の有無と、存在する欠陥の位置を検出できる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the brightness I1 to I4 of the four captured images P1 to P4 in which the imaging region of the inspection target 10-1 is captured. The brightness I1 of the captured image P1 is shown by a solid line, and the captured image is shown. The brightnesses I2 to I4 of P2 to P4 are shown by broken lines. In FIG. 5, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. Further, in FIG. 5, A is an offset amount of brightness representing the average brightness corresponding to the position indicated by the white broken line in FIG. 4, and B is the amplitude from the position A to the peak of the brightness. Further, in FIG. 5, in the portion indicated by the alternate long and short dash line D, the change in the amplitude of the brightness is distorted due to the defect existing in the inspection target 10-1. The brightnesses I1 to I4 of the captured images P1 to P4 can be expressed by the following equation in this example when the phase is expressed by φ.
I1 = A + Bcos (φ)
I2 = A + Bcos (φ + π / 2)
I3 = A + Bcos (φ + π)
I4 = A + Bcos (φ + 3π / 2)
In step S6 shown in FIG. 3, the CPU 101 calculates and superimposes the amplitude change of the brightness of the four captured images P1 to P4 of the inspection target 10-1 illuminated by the four illumination patterns for the vertical stripe pattern. As a result, for example, a phase calculation result of γ = 2 × sqrt {(I1-I3) 2 + (I2-I4) 2 } / (I1 + I2 + I3 + I4) can be obtained. The γ obtained from the phase calculation result represents the contrast in this example. FIG. 6 is a diagram showing an example of the phase calculation result for the captured image of the inspection target 10-1. In FIG. 6, the vertical axis indicates the change in brightness amplitude in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. In FIG. 6, there is no defect at the position where the change in brightness amplitude is constant. On the other hand, in FIG. 6, there is a defect at a position where the amplitude change of the brightness is not constant but changes, which corresponds to the portion shown by the alternate long and short dash line D in FIG. In this way, the presence or absence of defects existing in the inspection target 10-1 and the positions of the existing defects can be detected.

図７は、基準対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。説明の便宜上、図７は、図４の場合と同様に、１種類のパターンの一例である周期的な縦縞状のパターンについて、照射強度の位相差がπ／２（９０°）で一定である４つの照明パターンを照射した基準対象の４つの撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒを示す。図７中、黒い部分程、各撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさが低い（即ち、暗い）ことを表している。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image as a reference target. For convenience of explanation, FIG. 7 shows that the phase difference of the irradiation intensity is constant at π / 2 (90 °) for the periodic vertical striped pattern which is an example of one type of pattern, as in the case of FIG. The four captured images P1r to P4r of the reference object irradiated with the four illumination patterns are shown. In FIG. 7, the darker the portion, the lower the brightness (that is, darker) of each of the captured images P1r to P4r.

図８は、基準対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさＩ１ｒ～Ｉ４ｒの一例を示す図であり、撮像画像Ｐ１ｒの明るさＩ１ｒを実線で示し、撮像画像Ｐ２ｒ～Ｐ４ｒの明るさＩ２ｒ～Ｉ４ｒを破線で示す。図８中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図８において、Ａは、図７中白い破線で示す位置に相当する、平均明るさを表す明るさのオフセット量であり、Ｂは、位置Ａから明るさのピークまでの振幅を示す。また、図８では、基準対象には欠陥が存在しないので、明るさの振幅変化に歪みが生じていない。撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさＩ１ｒ～Ｉ４ｒは、位相をφで表すと、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）
Ｉ２ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）
縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された基準対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさの振幅変化を演算して重畳する。これにより、例えばγr＝２×sqrt｛（Ｉ１ｒ－Ｉ３ｒ）２＋（Ｉ２ｒ－Ｉ４ｒ）２｝／（Ｉ１ｒ＋Ｉ２ｒ＋Ｉ３ｒ＋Ｉ４ｒ）なる位相演算結果が得られる。図９は、この基準対象の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。図９中、縦軸は明るさの振幅変化を任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図９において、明るさの振幅変化は一定であり、欠陥が存在しないことがわかる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the brightness I1r to I4r of the four captured images P1r to P4r in which the imaging region of the reference target is captured. The brightness I1r of the captured image P1r is shown by a solid line, and the captured images P2r to P4r are shown. The brightnesses I2r to I4r of are indicated by broken lines. In FIG. 8, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. Further, in FIG. 8, A is an offset amount of brightness representing the average brightness corresponding to the position indicated by the white broken line in FIG. 7, and B is the amplitude from the position A to the peak of the brightness. Further, in FIG. 8, since there is no defect in the reference object, there is no distortion in the amplitude change of the brightness. The brightness I1r to I4r of the captured images P1r to P4r can be expressed by the following equation in this example when the phase is expressed by φ.
I1r = A + Bcos (φ)
I2r = A + Bcos (φ + π / 2)
I3r = A + Bcos (φ + π)
I4r = A + Bcos (φ + 3π / 2)
For the vertical striped pattern, the amplitude change of the brightness of the four captured images P1r to P4r obtained by capturing the imaging region of the reference target illuminated by the four illumination patterns is calculated and superimposed. As a result, for example, a phase calculation result of γr = 2 × sqrt {(I1r-I3r) 2 + (I2r-I4r) 2 } / (I1r + I2r + I3r + I4r) can be obtained. FIG. 9 is a diagram showing an example of the phase calculation result for the captured image of the reference target. In FIG. 9, the vertical axis indicates the change in brightness amplitude in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. In FIG. 9, it can be seen that the amplitude change of the brightness is constant and there is no defect.

図３に示すステップＳ８で、ＣＰＵ１０１がステップＳ６で重畳した図６に示す如き撮像画像の明るさの振幅変化と、メモリ１０２に記憶された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した図９に示す如き撮像画像の明るさの振幅変化とを比較する。これにより、検査対象１０－１の表面形状に依存する照明パターンの位相変化を吸収して、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置が顕著化される。また、検査対象１０－１の表面形状に強く依存して照明パターンの位相変化が生じるため、検査対象の背景や周囲の影響を受けにくい。これにより、顕著化された、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置に欠陥が存在することがわかり、検査対象１０－１の欠陥の有無と欠陥の位置を正確に検出できる。また、検査結果は利用者の判断に依存しないので、検査の感度が安定化する。更に、上記の演算処理は、比較的簡単であるため、演算処理を短時間で実行することができ、検査を高速に行えると共に、検査のコストも低減できる。 In step S8 shown in FIG. 3, the amplitude change of the brightness of the captured image as shown in FIG. 6 superimposed by the CPU 101 in step S6 and the calculation in advance for each type of pattern stored in the memory 102 with respect to the reference target. It is compared with the amplitude change of the brightness of the captured image as shown in FIG. 9 superimposed. As a result, the phase change of the illumination pattern depending on the surface shape of the inspection target 10-1 is absorbed, and the position where the amplitude change of the brightness is not constant but changes becomes remarkable. Further, since the phase change of the illumination pattern occurs strongly depending on the surface shape of the inspection target 10-1, it is not easily affected by the background and surroundings of the inspection target. As a result, it can be seen that the defect exists at the position where the amplitude change of the brightness is not constant but changes, and the presence or absence of the defect and the position of the defect of the inspection target 10-1 can be accurately detected. Moreover, since the inspection result does not depend on the judgment of the user, the sensitivity of the inspection is stabilized. Further, since the above arithmetic processing is relatively simple, the arithmetic processing can be executed in a short time, the inspection can be performed at high speed, and the inspection cost can be reduced.

ところで、検査対象１０－１の欠陥が例えば縦縞状の照明パターンと同じ縦方向に沿って存在する傷等の場合がある。この場合、上記の如き周期的な縦縞状のパターンについて照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを照射した検査対象１０－１の撮像画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで欠陥を検出できる。しかし、検査対象１０－１の欠陥が例えば縦縞状の照明パターンとは異なる方向、例えば横方向に沿って存在する傷等の場合がある。この場合、上記の如き周期的な縦縞状のパターンについて照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを照射した検査対象１０－１の撮像画像に基づき、上記の如き位相演算を行っても、欠陥を検出することは難しい。 By the way, the defect of the inspection target 10-1 may be, for example, a scratch existing along the same vertical direction as the vertical striped illumination pattern. In this case, the phase calculation as described above is performed based on the captured image of the inspection target 10-1 irradiated with a plurality of illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant for the periodic vertical stripe pattern as described above. Defects can be detected. However, there are cases where the defect of the inspection target 10-1 is, for example, a scratch existing in a direction different from the vertical striped illumination pattern, for example, along the lateral direction. In this case, even if the phase calculation as described above is performed based on the captured image of the inspection target 10-1 irradiated with a plurality of illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant for the periodic vertical stripe pattern as described above. , Defects are difficult to detect.

このため、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンのうち、一方が例えば縦縞状のパターンの場合、他方は縦縞状パターンとは異なる方向に沿って周期的な縞状パターンとする。これにより、検査対象１０－１の欠陥をより正確に検出できる。縦縞状パターンとは異なる方向に沿って周期的な縞状パターンは、例えば縦縞状のパターンと直交する横縞状のパターンである。 Therefore, of at least two types of patterns that are periodic along different directions, one is, for example, a vertical striped pattern, and the other is a periodic striped pattern along a direction different from the vertical striped pattern. .. As a result, the defect of the inspection target 10-1 can be detected more accurately. The periodic striped pattern along a direction different from the vertical striped pattern is, for example, a horizontal striped pattern orthogonal to the vertical striped pattern.

このように、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な２種類以上のパターンについて生成して、検査対象１０－１の画像の撮像時に検査対象１０－１を照明する。これにより、検査対象１０－１の欠陥が延在する方向にかかわらず、欠陥を正確に検出できる。 In this way, a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for two or more types of patterns that are periodic along different directions, and are to be inspected when the image of the inspection target 10-1 is captured. Illuminate 10-1. As a result, the defect can be accurately detected regardless of the direction in which the defect of the inspection target 10-1 extends.

図１０は、検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。この例では、検査対象１０－１の撮像領域５０１に、実際には線状欠陥５０２，５０３が存在する。図４乃至６と共に説明したように、例えば照射強度の位相差が一定である４つの照明パターンを縦縞状のパターンについて生成して、検査対象１０－１の画像の撮像時に検査対象１０－１を照明する。これにより、撮像画像５０４の如き画像が４つの照明パターンの各々について撮像される。この場合、４つの照明パターンについて撮像した撮像画像５０４の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０５から線状欠陥５０２を検出できる。一方、線状欠陥５０３は、演算後の画像５０５では便宜上破線で示すように、縦縞状のパターンとは略直交する方向に延在するため、正確に検出することは難しい。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image to be inspected. In this example, linear defects 502 and 503 actually exist in the imaging region 501 of the inspection target 10-1. As described with FIGS. 4 to 6, for example, four illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for the vertical striped pattern, and the inspection target 10-1 is set when the image of the inspection target 10-1 is captured. Illuminate. As a result, an image such as the captured image 504 is captured for each of the four illumination patterns. In this case, the linear defect 502 can be detected from the image 505 after the calculation by performing the phase calculation as described above based on the image such as the captured image 504 captured for the four illumination patterns. On the other hand, the linear defect 503 is difficult to detect accurately because it extends in a direction substantially orthogonal to the vertical striped pattern as shown by a broken line in the image 505 after the calculation for convenience.

そこで、図４乃至６と共に説明したように、例えば照射強度の位相差が一定である４つの照明パターンを横縞状のパターンについて生成して、検査対象１０－１の画像の撮像時に検査対象１０－１を照明する。これにより、撮像画像５０６の如き画像が４つの照明パターンの各々について撮像される。この場合、４つの照明パターンについて撮像した撮像画像５０６の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０７から線状欠陥５０３を検出できる。一方、線状欠陥５０２は、演算後の画像５０７では便宜上破線で示すように、横縞状のパターンとは略直交する方向に延在するため、正確に検出することは難しい。 Therefore, as described with FIGS. 4 to 6, for example, four illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for the horizontal striped pattern, and the inspection target 10- is generated when the image of the inspection target 10-1 is captured. Illuminate 1. As a result, an image such as the captured image 506 is captured for each of the four illumination patterns. In this case, the linear defect 503 can be detected from the image 507 after the calculation by performing the phase calculation as described above based on the image such as the captured image 506 captured for the four illumination patterns. On the other hand, the linear defect 502 is difficult to detect accurately because it extends in a direction substantially orthogonal to the horizontal striped pattern as shown by a broken line in the image 507 after the calculation for convenience.

しかし、図３に示すステップＳ６で、ＣＰＵ１０１が縦縞状のパターンと横縞状のパターンの各々について４つの照明パターンで照明された検査対象１０－１の撮像画像の明るさの振幅変化を演算する。このため、演算後の画像５０５，５０７を重畳することで、線状欠陥５０２，５０３の両方を正確に検出できる。 However, in step S6 shown in FIG. 3, the CPU 101 calculates the amplitude change of the brightness of the captured image of the inspection target 10-1 illuminated by the four illumination patterns for each of the vertical stripe pattern and the horizontal stripe pattern. Therefore, by superimposing the calculated images 505 and 507, both the linear defects 502 and 503 can be accurately detected.

図１１は、検査結果の一例を説明する図である。図１１は、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンを照射した検査対象１０－１の撮像画像に対する位相演算後の重畳画像６０１を示す。図１１は更に、前記と同じ少なくとも２種類のパターンを照射した基準対象の撮像画像に対する位相演算後の重畳画像６０２及び重畳画像６０１，６０２の比較結果６０３を示す。この例では、比較結果６０３から検査対象１０－１に存在する欠陥６０４が正確に検出できることが確認された。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of inspection results. FIG. 11 shows a superposed image 601 after phase calculation for the captured image of the inspection target 10-1 irradiated with at least two kinds of patterns periodically along different directions. FIG. 11 further shows a comparison result 603 of the superimposed image 602 and the superimposed images 601, 602 after the phase calculation for the captured image of the reference target irradiated with the same at least two types of patterns as described above. In this example, it was confirmed from the comparison result 603 that the defect 604 existing in the inspection target 10-1 can be accurately detected.

なお、検査システム１－１が検査する検査対象１０－１が、光沢表面を有する透明な材料で形成された部材である場合には、支持部３－１は不透明材料で形成され、例えば白色の上面を有する。 When the inspection target 10-1 to be inspected by the inspection system 1-1 is a member made of a transparent material having a glossy surface, the support portion 3-1 is made of an opaque material, for example, white. Has an upper surface.

図１２は、第２実施例における検査システムの一例を示す図である。図１２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例で検査する検査対象１０－２は、光沢表面を有する透明な材料で形成された部材であり、表面形状及び材質は特に限定されない。検査対象１０－２の光沢表面は、例えばクリア塗装を施した透明樹脂表面、ガラス表面等であっても良い。このため、本実施例では、検査システム１－２の照明装置２は、検査対象１０－２の第２の表面の一例である下面側から検査対象１０－２を照明パターンで照明する。図１２に示す例では、支持部３－２は検査対象１０－２を透過型スクリーン２３の上方で検査対象１０－２を照明する照明パターンを遮らないように支持する周知の構成を有する。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the inspection system in the second embodiment. In FIG. 12, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The inspection target 10-2 to be inspected in this embodiment is a member made of a transparent material having a glossy surface, and the surface shape and material are not particularly limited. The glossy surface of the inspection target 10-2 may be, for example, a transparent resin surface coated with clear coating, a glass surface, or the like. Therefore, in this embodiment, the lighting device 2 of the inspection system 1-2 illuminates the inspection target 10-2 with a lighting pattern from the lower surface side, which is an example of the second surface of the inspection target 10-2. In the example shown in FIG. 12, the support portion 3-2 has a well-known configuration that supports the inspection target 10-2 above the transmissive screen 23 so as not to obstruct the illumination pattern that illuminates the inspection target 10-2.

検査対象１０－２は、透過型スクリーン２３と接触していても、検査対象１０－２の下面と透過型スクリーン２３の上面との間に隙間が設けられていても良い。なお、支持部３－２を、載置された検査対象１０－２を保持する周知の構成を有するステージで形成し、透過型スクリーン２３の上方に配置する場合には、支持部３－２は透明材料で形成されることは言うまでもない。 The inspection target 10-2 may be in contact with the transmissive screen 23, or a gap may be provided between the lower surface of the inspection target 10-2 and the upper surface of the transmissive screen 23. When the support portion 3-2 is formed on a stage having a well-known structure for holding the mounted inspection target 10-2 and is arranged above the transmissive screen 23, the support portion 3-2 is formed. It goes without saying that it is made of a transparent material.

撮像装置５は、照明装置２の透過型スクリーン２３に投影した照明パターンにより照明された検査対象１０－２の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した検査対象１０－２の画像に、検査対象１０－２を透過した照明パターンが含まれる。撮像装置５は、検査対象１０－２の第２の表面とは反対側の第１の表面の一例である上面側から撮像する。 The image pickup apparatus 5 captures an image of the inspection target 10-2 illuminated by the illumination pattern projected on the transmissive screen 23 of the illumination apparatus 2. In this example, the image of the inspection target 10-2 captured by the image pickup apparatus 5 includes an illumination pattern transmitted through the inspection target 10-2. The image pickup apparatus 5 takes an image from the upper surface side, which is an example of the first surface opposite to the second surface of the inspection target 10-2.

第２実施例における検査処理は、図３と共に説明した上記第１実施例の検査処理と同様に行えるので、その図示及び説明は省略する。 Since the inspection process in the second embodiment can be performed in the same manner as the inspection process in the first embodiment described with FIG. 3, the illustration and description thereof will be omitted.

ところで、検査対象の光沢表面の光沢度は、例えば光沢表面を形成する工程等に応じて変化する場合がある。この場合、光沢表面の光沢度が低下すると、拡散光により、検査対象の表面に映り込んだ照明パターンの鮮明度が低下する。検査対象の表面に映り込んだ照明パターンの鮮明度が低下すると、撮像画像中の照明パターンの歪が不鮮明になり、欠陥に対する信号対雑音比（又は、コントラスト）が低下するため、光沢表面の欠陥の検出精度が低下する。 By the way, the glossiness of the glossy surface to be inspected may change depending on, for example, a step of forming the glossy surface. In this case, when the glossiness of the glossy surface is lowered, the sharpness of the illumination pattern reflected on the surface to be inspected is lowered due to the diffused light. When the sharpness of the illumination pattern reflected on the surface to be inspected decreases, the distortion of the illumination pattern in the captured image becomes unclear, and the signal-to-noise ratio (or contrast) to the defect decreases, so that the defect on the glossy surface Detection accuracy is reduced.

図１３～図１５は、例えば図１に示す検査システム１－１又は図１２に示す検査システム１－２を用いて、検査対象１０－１又は１０－２の十分な光沢度を有する光沢表面に照明パターンを映し込む場合を説明する図である。ここで、十分な光沢度とは、所定値以上の光沢度を有することを言う。 13 to 15 show, for example, using the inspection system 1-1 shown in FIG. 1 or the inspection system 1-2 shown in FIG. 12 on a glossy surface having sufficient glossiness of the inspection target 10-1 or 10-2. It is a figure explaining the case which reflects the lighting pattern. Here, sufficient glossiness means having a glossiness of a predetermined value or more.

図１３は、透過型スクリーン２３に投影した１つの照明パターンの、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。図１３中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。 FIG. 13 is a diagram showing a brightness profile on a certain straight line of one illumination pattern projected on the transmissive screen 23. In FIG. 13, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit.

図１４は、光沢度が十分な場合に検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面に映り込んだ照明パターンを撮像装置５で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。図１４中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図１４において、Ａは、例えば図４中白い破線で示す位置に相当する、平均明るさを表す明るさのオフセット量であり、Ｂは、位置Ａから明るさのピークまでの振幅を示す。図１４は、便宜上１つの照明パターンを撮像した場合の１枚の撮像画像の明るさプロファイルを示すが、図示しない、図４或いは図７に相当する４枚の撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさＩ１～Ｉ４は、位相をφで表すと、図５と共に上述したように、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）
Ｉ２＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）
縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された検査対象１０－１又は１０－２の４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさの振幅変化を演算して重畳する。この位相演算結果により、γ＝２×sqrt｛（Ｉ１－Ｉ３）２＋（Ｉ２－Ｉ４）２｝／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）で表されるコントラストが得られる。 FIG. 14 is a diagram showing a brightness profile on a certain straight line of an image captured by the image pickup apparatus 5 of an illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 when the glossiness is sufficient. be. In FIG. 14, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. Further, in FIG. 14, A is an offset amount of brightness representing the average brightness corresponding to the position indicated by the white broken line in FIG. 4, for example, and B is the amplitude from the position A to the peak of the brightness. .. FIG. 14 shows the brightness profile of one captured image when one illumination pattern is captured for convenience, but is not shown, and the brightness I1 of the four captured images P1 to P4 corresponding to FIG. 4 or FIG. 7 is not shown. When the phase is expressed by φ, ~ I4 can be expressed by the following equation in this example as described above together with FIG.
I1 = A + Bcos (φ)
I2 = A + Bcos (φ + π / 2)
I3 = A + Bcos (φ + π)
I4 = A + Bcos (φ + 3π / 2)
For the vertical striped pattern, the amplitude change of the brightness of the four captured images P1 to P4 of the inspection target 10-1 or 10-2 illuminated by the four illumination patterns is calculated and superimposed. From this phase calculation result, the contrast represented by γ = 2 × sqrt {(I1-I3) 2 + (I2-I4) 2 } / (I1 + I2 + I3 + I4) can be obtained.

図１５は、光沢度が十分な場合の図１３の明るさプロファイルの各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。図１５中、縦軸はコントラストを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図１５に示すコントラストは、上記コントラストγの値（以下、「コントラスト値γ」とも言う）を計算することにより得られる。コントラストγは、検査対象１０－１又は１０－２に映し込まれた照明パターンの鮮明度を、映し込まれた照明パターンの撮像画像上の鮮明度で表す指標である。コントラストγは、例えば今回は０から１までの値を持ち、値が大きいほど鮮明であることを示す。従って、光沢表面の光沢度の変化は、コントラスト値γの変動から把握できる。検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面上の欠陥は、コントラスト値γが欠陥のない光沢表面上の領域に比べて小さくなることで検出できる。図１５に示す例では、欠陥のない光沢表面上の領域のコントラスト値γが例えば任意単位で０．４以上であり、十分大きいため、欠陥を安定して検出できる。 FIG. 15 is a diagram showing contrast representing the sharpness corresponding to each point of the brightness profile of FIG. 13 when the glossiness is sufficient. In FIG. 15, the vertical axis indicates the contrast in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. The contrast shown in FIG. 15 is obtained by calculating the value of the contrast γ (hereinafter, also referred to as “contrast value γ”). The contrast γ is an index showing the sharpness of the illumination pattern projected on the inspection target 10-1 or 10-2 by the sharpness of the projected illumination pattern on the captured image. The contrast γ has a value from 0 to 1 this time, for example, and the larger the value, the clearer the contrast. Therefore, the change in the glossiness of the glossy surface can be grasped from the fluctuation of the contrast value γ. Defects on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 can be detected by making the contrast value γ smaller than the region on the glossy surface without defects. In the example shown in FIG. 15, since the contrast value γ of the region on the glossy surface without defects is, for example, 0.4 or more in an arbitrary unit and is sufficiently large, defects can be stably detected.

図１６及び図１７は、図１３に示す明るさプロファイルを用い、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面の光沢度が不十分な対象表面に照明パターンを映し込む場合を説明する図である。ここで、不十分な光沢度とは、所定値未満の光沢度を有することを言う。 16 and 17 are diagrams illustrating a case where the brightness profile shown in FIG. 13 is used to project an illumination pattern on the target surface having insufficient glossiness on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2. be. Here, insufficient glossiness means having a glossiness of less than a predetermined value.

図１６は、光沢度が不十分な場合に検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面に映り込んだ照明パターンを撮像装置５で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。図１６中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図１６において、Ａ'は、例えば図４中白い破線で示す位置に相当する、平均明るさを表す明るさのオフセット量であり、Ｂは、位置Ａ'から明るさのピークまでの振幅を示す。図１６は、便宜上１つの照明パターンを撮像した場合の１枚の撮像画像の明るさプロファイルを示すが、図示しない、図４或いは図７に相当する４枚の撮像画像Ｐ１'～Ｐ４'の明るさＩ１'～Ｉ４'は、位相をφで表すと、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１'＝Ａ'＋Ｂ'ｃｏｓ（φ）
Ｉ２'＝Ａ'＋Ｂ'ｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３'＝Ａ'＋Ｂ'ｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４'＝Ａ'＋Ｂ'ｃｏｓ（φ＋３π／２）
縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された検査対象１０－１又は１０－２の４つの撮像画像Ｐ１'～Ｐ４'の明るさの振幅変化を演算して重畳する。この位相演算結果により、γ'＝２×sqrt｛（Ｉ１'－Ｉ３'）２＋（Ｉ２'－Ｉ４'）２｝／（Ｉ１'＋Ｉ２'＋Ｉ３'＋Ｉ４'）で表されるコントラストが得られる。図１６の場合、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面の光沢度が所定値未満で不十分であるため、光成分が拡散され、図１４に比べて照明パターンの振幅が小さくなる。 FIG. 16 is a diagram showing a brightness profile on a certain straight line of an image captured by the image pickup apparatus 5 of an illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 when the glossiness is insufficient. Is. In FIG. 16, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. Further, in FIG. 16, A'is an offset amount of brightness representing the average brightness corresponding to the position indicated by the white broken line in FIG. 4, for example, and B is the amplitude from the position A'to the peak of the brightness. Is shown. FIG. 16 shows the brightness profile of one captured image when one illumination pattern is captured for convenience, but the brightness of four captured images P1'to P4' corresponding to FIG. 4 or FIG. 7 (not shown). When the phase is expressed by φ, I1'to I4' can be expressed by the following equation in this example.
I1'= A'+ B'cos (φ)
I2'= A'+ B'cos (φ + π / 2)
I3'= A'+ B'cos (φ + π)
I4'= A'+ B'cos (φ + 3π / 2)
For the vertical striped pattern, the amplitude change of the brightness of the four captured images P1'to P4' of the inspection target 10-1 or 10-2 illuminated by the four illumination patterns is calculated and superimposed. From this phase calculation result, a contrast represented by γ'= 2 × sqrt {(I1'-I3') 2 + (I2'-I4') 2 } / (I1'+ I2'+ I3'+ I4') can be obtained. .. In the case of FIG. 16, since the glossiness of the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 is insufficient at a value less than a predetermined value, the light component is diffused and the amplitude of the illumination pattern becomes smaller than that of FIG.

図１７は、光沢度が不十分な場合の図１３に示す明るさプロファイルの各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。図１７中、縦軸はコントラストを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図１７の場合、照明パターンの振幅が小さくなったため、コントラストが図１５に比べて低下している。上記の如く、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面上の欠陥は、コントラスト値γが欠陥のない光沢表面上の領域に比べて小さくなることで検出できる。ところが、図１７に示す例では、欠陥のない光沢表面上の領域のコントラスト値γが例えば任意単位で０．１程度であり、元々小さいため、欠陥を安定して検出することは難しい。 FIG. 17 is a diagram showing contrasts representing sharpness corresponding to each point of the brightness profile shown in FIG. 13 when the glossiness is insufficient. In FIG. 17, the vertical axis indicates the contrast in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. In the case of FIG. 17, since the amplitude of the illumination pattern is small, the contrast is lower than that of FIG. As described above, defects on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 can be detected when the contrast value γ is smaller than the region on the glossy surface without defects. However, in the example shown in FIG. 17, since the contrast value γ of the region on the glossy surface without defects is, for example, about 0.1 in an arbitrary unit and is originally small, it is difficult to stably detect defects.

次に、変調パターンの調整方法を、図１８～図２０と共に説明する。図１８は、図１３に示す明るさプロファイルを有する照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の比を示すグラフである。図１８中、縦軸は出力を任意単位で示し、横軸は入力を任意単位で示す。図１８に示す例では、照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の変化率Ｒは一定である。つまり、図１８において、Ｒ＝１である。この場合、スクリーン２３に投影した照明パターンの明るさプロファイルは、図１３と同じ明るさプロファイルとなる。 Next, the method of adjusting the modulation pattern will be described with reference to FIGS. 18 to 20. FIG. 18 is a graph showing the ratio of the output to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern having the brightness profile shown in FIG. In FIG. 18, the vertical axis indicates the output in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the input in an arbitrary unit. In the example shown in FIG. 18, the rate of change R of the output with respect to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern is constant. That is, in FIG. 18, R = 1. In this case, the brightness profile of the illumination pattern projected on the screen 23 is the same brightness profile as in FIG.

これに対し、図１９は、第３実施例で用いる照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の比のグラフである。図１９中、縦軸は出力を任意単位で示し、横軸は入力を任意単位で示す。図１９に示す例では、検査対象１０－１又は１０－２に投影した照明パターンの暗い部分では変化率Ｒの値が小さく（この例ではＲ＜１）、明るい部分では変化率Ｒの値が大きく （この例ではＲ＞１）なるように調整する。検査対象１０－１又は１０－２に投影した照明パターンの暗い部分は、撮像画像中の照明パターンの明るさが一定値未満の部分から検出できる。また、検査対象１０－１又は１０－２に投影した照明パターンの明るい部分は、撮像画像中の照明パターンの明るさが一定値以上の部分から検出できる。図２０は、入力に対する出力の比の変化率Ｒを図１９のように調整した結果得られる、スクリーン２３に投影した照明パターンの明るさプロファイルを示す図である。 On the other hand, FIG. 19 is a graph of the ratio of the output to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern used in the third embodiment. In FIG. 19, the vertical axis indicates an output in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates an input in an arbitrary unit. In the example shown in FIG. 19, the value of the rate of change R is small in the dark part of the illumination pattern projected on the inspection target 10-1 or 10-2 (R <1 in this example), and the value of the rate of change R is large in the bright part. Adjust so that it becomes large (R> 1 in this example). The dark portion of the illumination pattern projected on the inspection target 10-1 or 10-2 can be detected from the portion where the brightness of the illumination pattern in the captured image is less than a certain value. Further, the bright portion of the illumination pattern projected on the inspection target 10-1 or 10-2 can be detected from the portion where the brightness of the illumination pattern in the captured image is a certain value or more. FIG. 20 is a diagram showing a brightness profile of an illumination pattern projected on the screen 23, which is obtained as a result of adjusting the rate of change R of the ratio of the output to the input as shown in FIG.

図２１及び図２２は、図２０に示す明るさプロファイルを用い、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面の光沢度が不十分な対象表面に照明パターンを映し込む場合を説明する図である。 21 and 22 are diagrams illustrating a case where the brightness profile shown in FIG. 20 is used to project an illumination pattern on the target surface having insufficient glossiness on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2. be.

図２１は、光沢度が不十分な場合に検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面に映り込んだ調整された変調パターンの照明パターンを撮像装置５で撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルを示す図である。図２１中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図１９に示した変調パターンにより、拡散光の影響を受けやすい明るい部分と、暗い部分の光強度変化を強調する。この結果、検査対象１０－１又は１０－２に映り込んだ照明パターンを撮像した画像の、ある直線上の明るさプロファイルの振幅を、図１６に比べて大きくする、即ち、改善できる。 FIG. 21 shows an image on a straight line of an image captured by the image pickup apparatus 5 of an illumination pattern of an adjusted modulation pattern reflected on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 when the glossiness is insufficient. It is a figure which shows the brightness profile. In FIG. 21, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. The modulation pattern shown in FIG. 19 emphasizes the change in light intensity between the bright portion and the dark portion, which are easily affected by the diffused light. As a result, the amplitude of the brightness profile on a certain straight line of the image obtained by capturing the illumination pattern reflected on the inspection target 10-1 or 10-2 can be increased, that is, improved as compared with FIG.

図２２は、光沢度が不十分な場合の図２０に示す明るさプロファイルの各点に対応する鮮明度を表すコントラストを示す図である。図２２中、縦軸はコントラストを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図２２に示す例では、欠陥のない光沢表面上の領域のコントラスト値γが例えば任意単位で０．２以上であり、十分大きいため、欠陥を安定して検出できる。このように、図２０に示す明るさプロファイル各点の鮮明度を表わすコントラスト値γが、図２２の場合は図１７の場合に比べて約２倍に改善できる。
例えば、光沢表面の光沢度が、例えば光沢表面を形成する工程の変更等に応じて変化する製品の外観検査を自動的に行いたい場合がある。このような場合に第３実施例では、製品の撮像画像から、光沢表面に映し込まれた照明パターンの鮮明度の変化を逐次監視し、鮮明度が低下した場合には照明パターンを変調する変調パターンを調整する。検査対象を照明する照明パターンを変調する変調パターンを、検査対象の光沢表面の光沢度に合わせて調整することにより、検査対象を撮像する時の光沢表面に映し込まれる照明パターンの鮮明度を補正する。検査対象を撮像する時の光沢表面に映し込まれる照明パターンの鮮明度を補正することで、撮像画像における照明パターンのコントラストの低下を低減できる。また、光沢表面上の欠陥が顕著化した撮像画像を安定して取得できるので、検査システムによる製品の検査精度を向上できる。 FIG. 22 is a diagram showing contrast representing the sharpness corresponding to each point of the brightness profile shown in FIG. 20 when the glossiness is insufficient. In FIG. 22, the vertical axis indicates the contrast in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. In the example shown in FIG. 22, the contrast value γ of the region on the glossy surface without defects is, for example, 0.2 or more in an arbitrary unit, which is sufficiently large, so that defects can be detected stably. As described above, the contrast value γ indicating the sharpness of each point of the brightness profile shown in FIG. 20 can be improved about twice in the case of FIG. 22 as compared with the case of FIG.
For example, there may be a case where it is desired to automatically perform a visual inspection of a product in which the glossiness of a glossy surface changes, for example, in response to a change in the process of forming the glossy surface. In such a case, in the third embodiment, the change in the sharpness of the illumination pattern reflected on the glossy surface is sequentially monitored from the captured image of the product, and when the sharpness decreases, the modulation that modulates the illumination pattern is performed. Adjust the pattern. By adjusting the modulation pattern that modulates the illumination pattern that illuminates the inspection target according to the glossiness of the glossy surface of the inspection target, the sharpness of the illumination pattern reflected on the glossy surface when the inspection target is imaged is corrected. do. By correcting the sharpness of the illumination pattern reflected on the glossy surface when the inspection target is imaged, it is possible to reduce the decrease in the contrast of the illumination pattern in the captured image. In addition, since it is possible to stably acquire a captured image in which defects on the glossy surface are prominent, it is possible to improve the inspection accuracy of the product by the inspection system.

図２３は、第３実施例における検査装置の一例を示す機能ブロック図である。図２３に示す検査装置は、監視部７１と、調整部７２と、検出部７３を有する。検査装置の各部７１～７３の機能は、制御装置７を形成するコンピュータ１００により実行可能である。本実施例は、上記位相シフト演算処理を行うものであれば、特に限定されない。本実施例は、例えば上記第１実施例又は上記第２実施例と同様に、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成しても良い。 FIG. 23 is a functional block diagram showing an example of the inspection device according to the third embodiment. The inspection device shown in FIG. 23 has a monitoring unit 71, an adjusting unit 72, and a detection unit 73. The functions of the parts 71 to 73 of the inspection device can be executed by the computer 100 forming the control device 7. The present embodiment is not particularly limited as long as it performs the phase shift calculation process. In this embodiment, for example, similarly to the first embodiment or the second embodiment, a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are arranged in at least two types of patterns periodically along different directions. May be generated for.

監視部７１は、撮像装置５が撮像した、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面に映り込んだ照明パターンの撮像画像のコントラストを監視する。 The monitoring unit 71 monitors the contrast of the captured image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2, which is captured by the imaging device 5.

調整部７２は、撮像画像のコントラストがコントラストの閾値未満であると、閾値以上になるように、照明パターンを変調する変調パターンの変化率の値を調整する。検査対象１０－１又は１０－２に投影した照明パターンの暗い部分では変化率Ｒの値が小さく（この例ではＲ＜１）なり、明るい部分では変化率Ｒの値が大きく （この例ではＲ＞１）なるように変調パターンを調整する。変化率Ｒの値を調整する量は、適宜決めれば良く、一定量であっても良い。撮像画像中の照明パターンのコントラストの低下に伴い、光沢表面上の欠陥に対する信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）が悪化しても、投影する照明パターンを変調する変調パターンを例えば図１９のように調整する。これにより、撮像画像中の照明パターンのコントラストを補正できる。この結果、撮像画像中の照明パターンのコントラストが向上する。 When the contrast of the captured image is less than the threshold value of the contrast, the adjusting unit 72 adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern that modulates the illumination pattern so as to be equal to or more than the threshold value. The value of the rate of change R is small in the dark part of the illumination pattern projected on the inspection target 10-1 or 10-2 (R <1 in this example), and the value of the rate of change R is large in the bright part (R in this example). > 1) Adjust the modulation pattern so that it becomes. The amount for adjusting the value of the rate of change R may be appropriately determined, and may be a constant amount. For example, a modulation pattern that modulates the projected illumination pattern even if the signal-to-noise ratio (SNR) for defects on the glossy surface deteriorates as the contrast of the illumination pattern in the captured image decreases. Adjust as shown in FIG. This makes it possible to correct the contrast of the illumination pattern in the captured image. As a result, the contrast of the illumination pattern in the captured image is improved.

検出部７３は、撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算した撮像画像のコントラストとの差が設定値以上であると検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面上の欠陥を検出する。欠陥の検出結果を含む検査対象１０－１又は１０－２の検査結果は、例えば入出力装置８に出力する。 The detection unit 73 detects a defect on the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 when the difference between the contrast of the captured image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference target is equal to or larger than the set value. do. The inspection result of the inspection target 10-1 or 10-2 including the defect detection result is output to, for example, the input / output device 8.

従って、検査対象１０－１又は１０－２の光沢度が低下しても、光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えられる。例えば、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面の光沢度が低下しても、検査装置は光沢表面上の欠陥を高精度に検出でき、検査システム１－１は検査対象１０－１又は１０－２を高精度に検査できる。 Therefore, even if the glossiness of the inspection target 10-1 or 10-2 is lowered, the deterioration of the detection accuracy of defects on the glossy surface can be suppressed. For example, even if the glossiness of the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2 decreases, the inspection device can detect the defect on the glossy surface with high accuracy, and the inspection system 1-1 can detect the inspection target 10-1 or 10-2 can be inspected with high accuracy.

図２４は、第３実施例における検査処理の一例を説明するフローチャートである。図２４に示す処理は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１により実行可能である。説明の便宜上、第３実施例では、図１に示す検査システム１－１が検査対象１０－１を検査する場合を説明するが、図１２に示す検査システム１－２が検査対象１０－２を検査しても良い。 FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of the inspection process in the third embodiment. The process shown in FIG. 24 can be executed by, for example, the CPU 101 shown in FIG. For convenience of explanation, in the third embodiment, the case where the inspection system 1-1 shown in FIG. 1 inspects the inspection target 10-1 will be described, but the inspection system 1-2 shown in FIG. 12 inspects the inspection target 10-2. You may inspect it.

図２４に示すステップＳ３１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して検査対象１０－１を支持する支持部３－１を予め決められた撮像位置まで移動する。なお、コントローラ４が省略されている場合は、利用者が手動で、検査対象１０－１を予め決められた撮像位置にある支持部３－１に支持させても良い。なお、ステップＳ３１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５も移動するようにしても良い。 In step S31 shown in FIG. 24, the CPU 101 controls the controller 4 to move the support portion 3-1 supporting the inspection target 10-1 to a predetermined imaging position. If the controller 4 is omitted, the user may manually support the inspection target 10-1 by the support portion 3-1 at the predetermined imaging position. In step S31, the CPU 101 may control the controller 6 to move the image pickup device 5.

ステップＳ３２では、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に記憶されたパターンデータに基づいて、周期的な照明パターンを生成する。この例では、パターンデータは、照明パターンの種類、照明パターンの形状等を表すデータと、変調パターンを表すデータを含む。この例では、ＣＰＵ１０１は、１種類のパターンについて、照射強度の位相差が一定である複数（例えば、４つ）の照明パターンを、例えばメモリ１０２に記憶された図１８に示す変調パターンで変調して生成する生成手段の一例を形成する。図１８において、照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の変化率Ｒは、Ｒ＝１であり一定である。この例では、メモリ１０２は後述する標準コントラストのデータも記憶している。 In step S32, the CPU 101 generates a periodic illumination pattern based on the pattern data stored in the memory 102. In this example, the pattern data includes data representing the type of lighting pattern, the shape of the lighting pattern, and the like, and data representing the modulation pattern. In this example, the CPU 101 modulates a plurality of (for example, four) illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant for one type of pattern with, for example, the modulation pattern shown in FIG. 18 stored in the memory 102. An example of the generation means to be generated is formed. In FIG. 18, the rate of change R of the output with respect to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern is R = 1 and is constant. In this example, the memory 102 also stores the standard contrast data described later.

ステップＳ３３では、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示する。この例では、ＣＰＵ１０１は、照明パターンを出射するように光源２１を制御することで、光源２１からの照明パターンをミラー２２で反射して透過型スクリーン２３に投影する。 In step S33, a plurality of lighting patterns generated by the CPU 101 for one type of pattern are displayed on the display surface of the lighting device 2. In this example, the CPU 101 controls the light source 21 so as to emit the illumination pattern, so that the illumination pattern from the light source 21 is reflected by the mirror 22 and projected onto the transmissive screen 23.

ステップＳ３４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動して、検査対象１０－１の撮像領域を撮像する。なお、ステップＳ３４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して、支持部３－１も移動するようにしても良い。また、コントローラ６が省略されている場合は、利用者が手動で、撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動しても良い。 In step S34, the CPU 101 controls the controller 6 to move the image pickup apparatus 5 to a position where the image pickup area of the inspection target 10-1 is to be imaged, and image the image pickup area of the inspection target 10-1. In step S34, the CPU 101 may control the controller 4 to move the support portion 3-1 as well. If the controller 6 is omitted, the user may manually move the image pickup device 5 to a position where the image pickup region of the inspection target 10-1 is to be imaged.

ＣＰＵ１０１は、１種類のパターンについて、ステップＳ３３の処理と、ステップＳ３４の処理を同期する。ステップＳ３３の処理は、１種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力する。一方、ステップＳ３４の処理は、同じ１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力する。つまり、ＣＰＵ１０１は、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う制御手段の一例を形成する。これにより、照明装置２は、１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンで検査対象１０－１を照明し、撮像装置５は、同じ１種類のパターンについて複数の照明パターンの各々で照明された検査対象１０－１の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給するが、制御装置７に直接供給しても良い。 The CPU 101 synchronizes the process of step S33 with the process of step S34 for one type of pattern. The process of step S33 outputs an instruction to display a plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device 2 to the lighting device 2 for one type of pattern. On the other hand, in the process of step S34, an instruction to capture an image of the inspection target 10-1 illuminated by a plurality of illumination patterns and acquire an captured image is output to the image pickup apparatus 5 for the same type of pattern. That is, the CPU 101 forms an example of a control means that performs synchronous control for synchronizing the operations of the lighting device 2 and the image pickup device 5. As a result, the lighting device 2 illuminates the inspection target 10-1 with a plurality of lighting patterns generated for one type of pattern, and the image pickup device 5 is illuminated with each of the plurality of lighting patterns for the same type of pattern. The image of the inspection target 10-1 is taken. In this example, the captured image captured by the image pickup device 5 is supplied to the control device 7 via the controller 6, but may be directly supplied to the control device 7.

ステップＳ３５では、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の夫々の撮像画像の照明パターンのコントラストを演算して重畳する。ステップＳ３６では、ＣＰＵ１０１が重畳したコントラストが閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３６の判定結果がＮＯであると、処理はステップＳ３７へ進む。ステップＳ３６の判定結果がＹＥＳであると、処理は後述するステップＳ４６へ進む。 In step S35, the CPU 101 calculates and superimposes the contrast of the illumination patterns of the captured images of the inspection targets 10-1 illuminated by the plurality of illumination patterns for one type of pattern. In step S36, it is determined whether or not the contrast superimposed by the CPU 101 is equal to or greater than the threshold value. If the determination result in step S36 is NO, the process proceeds to step S37. If the determination result in step S36 is YES, the process proceeds to step S46, which will be described later.

ステップＳ３７では、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に記憶されたパターンデータに基づいて、照明パターンを変調する変調パターンをコントラストに応じて調整する。この例では、ＣＰＵ１０１は、照明パターンを変調する変調パターンをコントラストに応じて、例えばメモリ１０２に記憶された図１９に示す変調パターンに調整する調整手段の一例を形成する。図１９において、照明パターンを変調する変調パターンの入力に対する出力の変化率Ｒは、照明パターンの暗い部分ではＲ＜１と小さく、明るい部分ではＲ＞１と大きい。変化率Ｒの値を調整する量は、適宜決めれば良く、一定量であっても良い。 In step S37, the CPU 101 adjusts the modulation pattern that modulates the illumination pattern according to the contrast based on the pattern data stored in the memory 102. In this example, the CPU 101 forms an example of the adjusting means for adjusting the modulation pattern that modulates the illumination pattern to the modulation pattern shown in FIG. 19 stored in the memory 102, for example, according to the contrast. In FIG. 19, the rate of change R of the output with respect to the input of the modulation pattern that modulates the illumination pattern is as small as R <1 in the dark portion of the illumination pattern and as large as R> 1 in the bright portion. The amount for adjusting the value of the rate of change R may be appropriately determined, and may be a constant amount.

ステップＳ３８では、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に記憶されたパターンデータに基づいて、調整された変調パターンで変調された、周期的な照明パターンを生成する。ステップＳ３９では、ステップＳ３３と同様にして、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示する。 In step S38, the CPU 101 generates a periodic illumination pattern modulated by the adjusted modulation pattern based on the pattern data stored in the memory 102. In step S39, similarly to step S33, a plurality of lighting patterns generated by the CPU 101 for one type of pattern are displayed on the display surface of the lighting device 2.

ステップＳ４０では、ステップＳ３４と同様にして、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動して、検査対象１０－１の撮像領域を撮像する。なお、ステップＳ４０では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して、支持部３－１も移動するようにしても良い。また、コントローラ６が省略されている場合は、利用者が手動で、撮像装置５を検査対象１０－１の撮像領域を撮像する位置まで移動しても良い。 In step S40, in the same manner as in step S34, the CPU 101 controls the controller 6 to move the image pickup apparatus 5 to a position where the image pickup area of the inspection target 10-1 is to be imaged, and the image pickup area of the inspection target 10-1 is imaged. do. In step S40, the CPU 101 may control the controller 4 to move the support portion 3-1 as well. If the controller 6 is omitted, the user may manually move the image pickup device 5 to a position where the image pickup region of the inspection target 10-1 is to be imaged.

ＣＰＵ１０１は、１種類のパターンについて、ステップＳ３８の処理と、ステップＳ３９の処理を同期する。ステップＳ３８の処理は、１種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力する。一方、ステップＳ３９の処理は、同じ１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力する。 The CPU 101 synchronizes the process of step S38 with the process of step S39 for one type of pattern. The process of step S38 outputs an instruction to display a plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device 2 to the lighting device 2 for one type of pattern. On the other hand, in the process of step S39, an instruction to capture an image of the inspection target 10-1 illuminated by a plurality of illumination patterns and acquire an captured image is output to the image pickup apparatus 5 for the same type of pattern.

ステップＳ４１では、ステップＳ３５と同様にして、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の夫々の撮像画像の照明パターンのコントラストを演算する。ステップＳ４２では、ステップＳ３６と同様にして、ＣＰＵ１０１がコントラストが閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４２の判定結果がＮＯであると、処理はステップＳ４３へ進む。ステップＳ４２の判定結果がＹＥＳであると、処理は後述するステップＳ４５へ進む。 In step S41, in the same manner as in step S35, the CPU 101 calculates the contrast of the illumination pattern of each captured image of the inspection target 10-1 illuminated by the plurality of illumination patterns for one type of pattern. In step S42, similarly to step S36, the CPU 101 determines whether or not the contrast is equal to or higher than the threshold value. If the determination result in step S42 is NO, the process proceeds to step S43. If the determination result in step S42 is YES, the process proceeds to step S45 described later.

ステップＳ４３では、ＣＰＵ１０１がステップＳ３７の変調パターンの調整が規定回数以上行われたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると、処理はステップＳ３７へ戻る。上記のステップＳ３７～Ｓ４３の処理が、コントラストが閾値以上になるように、変調パターンの変化率の値を調整する。 In step S43, the CPU 101 determines whether or not the modulation pattern adjustment in step S37 has been performed a predetermined number of times or more, and if the determination result is NO, the process returns to step S37. The process of steps S37 to S43 described above adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so that the contrast becomes equal to or higher than the threshold value.

一方、ステップＳ４３の判定結果がＹＥＳであると、処理はステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、ＣＰＵ１０１が例外処理を実行し、処理は後述するステップＳ４８へ進む。例外処理は、変調パターンの調整を規定回数以上行ってもコントラストが閾値以上にならない場合に実行される。例外処理は、例えば外観検査が正常終了しないことを示すエラーメッセージ等を入出力装置８に出力する。 On the other hand, if the determination result in step S43 is YES, the process proceeds to step S44. In step S44, the CPU 101 executes exception processing, and the processing proceeds to step S48 described later. Exception handling is executed when the contrast does not exceed the threshold value even if the modulation pattern is adjusted more than a specified number of times. The exception handling outputs, for example, an error message indicating that the visual inspection does not end normally to the input / output device 8.

ステップＳ４５では、ＣＰＵ１０１が必要に応じて更新処理を実行する。更新処理は、例えば照明パターンのパターンデータを、調整後の変調パターンで変調された照明パターンのパターンデータに更新してメモリ１０２に記憶しても良い。また、更新処理は、標準コントラストのデータを、調整後に得られるコントラストのデータに更新してメモリ１０２に記憶しても良い。ステップＳ４５の後、処理はステップＳ４６へ進む。ステップＳ４５の処理は、省略しても良い。 In step S45, the CPU 101 executes an update process as needed. In the update process, for example, the pattern data of the illumination pattern may be updated to the pattern data of the illumination pattern modulated by the adjusted modulation pattern and stored in the memory 102. Further, in the update process, the standard contrast data may be updated with the contrast data obtained after the adjustment and stored in the memory 102. After step S45, the process proceeds to step S46. The process of step S45 may be omitted.

ステップＳ４６の処理は、ステップＳ３６の判定結果がＹＥＳ、或いは、ステップＳ４５の後に実行される。ステップＳ４６では、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０－１の夫々の撮像画像の照明パターンを重畳した画像の照明パターンのコントラストと、メモリ１０２に記憶された、対応する基準画像の標準コントラストのデータとを比較する。基準画像は、前記と同じ１種類のパターンについて、前記と同じ複数の照明パターンで照明された基準対象の夫々の撮像画像の照明パターンを重畳した、予め演算されている画像である。基準対象とは、予め検査済みであり、光沢表面上に凹凸等の欠陥を有さない検査対象１０－１と同一の良品である。従って、具体的には、ＣＰＵ１０１が検査対象１０－１の夫々の撮像画像の照明パターンを重畳した画像のコントラスト（又は、明るさの振幅変化）と、メモリ１０２に記憶された、基準画像の標準コントラスト（又は、明るさの振幅変化）とを比較する検査処理を実行する。この検査処理は、比較した結果に基づいて、例えばコントラスト（又は、振幅変化）の差が設定値以上であると、検査対象１０－１の欠陥を検出する。 The process of step S46 is executed after the determination result of step S36 is YES or after step S45. In step S46, for one type of pattern, the contrast of the illumination pattern of the image in which the illumination pattern of each captured image of the inspection target 10-1 illuminated by the plurality of illumination patterns is superimposed, and the contrast of the illumination pattern are stored in the memory 102. , Compare with the standard contrast data of the corresponding reference image. The reference image is a pre-calculated image in which the illumination patterns of the captured images of the reference objects illuminated by the same plurality of illumination patterns as described above are superimposed on the same type of pattern as described above. The reference target is a non-defective product that has been inspected in advance and has no defects such as irregularities on the glossy surface and is the same as the inspection target 10-1. Therefore, specifically, the contrast (or the amplitude change of the brightness) of the image in which the CPU 101 superimposes the illumination pattern of each captured image of the inspection target 10-1 and the standard of the reference image stored in the memory 102. Perform an inspection process that compares the contrast (or changes in brightness amplitude). This inspection process detects a defect of the inspection target 10-1 when, for example, the difference in contrast (or amplitude change) is equal to or larger than a set value based on the result of comparison.

ステップＳ４６でＣＰＵ１０１が標準コントラストのデータと比較するコントラストは、撮像画像において光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所におけるコントラストの平均値であっても良い。この場合、所定領域は、検査対象１０－１又は１０－２の光沢表面の全面であっても良い。 The contrast that the CPU 101 compares with the standard contrast data in step S46 may be the average value of the contrasts at a plurality of locations determined within a predetermined region on the glossy surface in the captured image. In this case, the predetermined area may be the entire surface of the glossy surface of the inspection target 10-1 or 10-2.

なお、光沢表面の光沢度は、検査対象の光沢表面の材質、検査対象のロット、検査直前の工程等に応じて、予め測定しておくことができるので、標準コントラストのデータは、予め求めてメモリ１０２に記憶しておくことができる。また、検査対象の光沢表面の材質、検査対象のロット、検査直前の工程等の条件毎に標準コントラストのデータを求めて、複数の条件に対応させて複数の標準コントラストのデータをメモリ１０２に記憶しても良い。この場合、ステップＳ４６では、ＣＰＵ１０１が撮像画像の照明パターンのコントラストを、メモリ１０２に記憶されている複数の標準コントラストのうち、検査対象の条件に応じた標準コントラストのデータと比較すれば良い。更に、検査対象の光沢表面の材質、検査対象のロット、検査直前の工程等の条件毎に適切な変調パターンのデータを求めて、複数の条件に対応させて複数の変調パターンのデータをメモリ１０２に記憶しても良い。 Since the glossiness of the glossy surface can be measured in advance according to the material of the glossy surface to be inspected, the lot to be inspected, the process immediately before the inspection, etc., the standard contrast data can be obtained in advance. It can be stored in the memory 102. Further, the standard contrast data is obtained for each condition such as the material of the glossy surface to be inspected, the lot to be inspected, and the process immediately before the inspection, and the data of a plurality of standard contrasts is stored in the memory 102 corresponding to a plurality of conditions. You may. In this case, in step S46, the CPU 101 may compare the contrast of the illumination pattern of the captured image with the standard contrast data according to the conditions to be inspected among the plurality of standard contrasts stored in the memory 102. Further, the data of the appropriate modulation pattern is obtained for each condition such as the material of the glossy surface to be inspected, the lot to be inspected, the process immediately before the inspection, and the data of the plurality of modulation patterns is stored in the memory 102 corresponding to the plurality of conditions. You may memorize it in.

なお、複数の照明パターンは、上記第１実施例又は上記第２実施例のように、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成しても良い。つまり、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、例えばメモリ１０２に記憶された図１８に示す変調パターンで変調して、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成しても良い。 It should be noted that the plurality of illumination patterns may be generated for at least two types of patterns that are periodic along different directions as in the first embodiment or the second embodiment. That is, the CPU 101 modulates a plurality of illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant with, for example, the modulation pattern shown in FIG. 18 stored in the memory 102, and at least two types periodically along different directions. It may be generated for the pattern of.

この場合、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターン毎に生成する生成手段の一例を形成する。互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、特に限定されないが、例えば互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含む。互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンは、互いに直交する縞状パターンであっても良い。また、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、矩形状、三角状、正弦波状等のパターンであっても良い。 In this case, the CPU 101 forms an example of a generation means for generating a plurality of illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant for each of at least two types of patterns periodically along different directions. The at least two types of patterns that are periodic along different directions are not particularly limited, and include, for example, a striped first pattern and a second pattern that extend along different directions. The striped first pattern and the second pattern extending along different directions may be striped patterns orthogonal to each other. Further, at least two kinds of patterns that are periodic along different directions may be a pattern such as a rectangular shape, a triangular shape, or a sinusoidal shape.

更に、この場合、図２４に示すステップＳ４６の検査処理は、図３と同様な処理を行うことができる。具体的には、ステップＳ６で重畳した撮像画像のコントラスト（又は、明るさの振幅変化）と、メモリ１０２に記憶された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の標準コントラスト（又は、明るさの振幅変化）とを比較しても良い。この場合、比較した結果に基づいて、例えばコントラスト（又は、振幅変化）の差が設定値以上であると、検査対象１０－１の欠陥を検出する検査処理を実行すれば良い。 Further, in this case, the inspection process of step S46 shown in FIG. 24 can be the same as that of FIG. Specifically, the contrast (or change in brightness amplitude) of the captured image superimposed in step S6 and the imaging stored in the memory 102 and superimposed for each type of pattern in advance. It may be compared with the standard contrast (or the amplitude change of the brightness) of the image. In this case, based on the comparison result, for example, if the difference in contrast (or amplitude change) is equal to or larger than the set value, the inspection process for detecting the defect of the inspection target 10-1 may be executed.

ステップＳ４７では、ＣＰＵ１０１がステップＳ４６の検査処理の結果、即ち、検査対象１０－１の欠陥が検出されたか否かの結果出力を、入出力装置８に出力する。 In step S47, the CPU 101 outputs to the input / output device 8 the result of the inspection process in step S46, that is, the result output of whether or not the defect of the inspection target 10-1 is detected.

ステップＳ４８では、ＣＰＵ１０１が別の（又は、次の）検査対象が有るか否かを判定し、判定結果がＹＥＳであると、処理はステップＳ３１へ戻る。一方、ステップＳ４８の判定結果がＮＯであると、処理は終了する。検査対象１０－１の検査を終了する場合は、例えば利用者が入出力装置８から制御装置７（又は、コンピュータ１００）に検査終了の命令を入力すれば良い。 In step S48, the CPU 101 determines whether or not there is another (or next) inspection target, and if the determination result is YES, the process returns to step S31. On the other hand, if the determination result in step S48 is NO, the process ends. When the inspection of the inspection target 10-1 is completed, for example, the user may input an inspection end command from the input / output device 8 to the control device 7 (or the computer 100).

上記第３実施例によれば、検査対象を照明する照明パターンを変調する変調パターンを、検査対象の光沢表面の光沢度に合わせて調整することで、検査対象を撮像する時の光沢表面の鮮明度を補正する。これにより、検査対象の光沢度が低下しても、検査装置による光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えることができる。また、検査システムによる検査対象の検査を高精度に行える。 According to the third embodiment, the modulation pattern that modulates the illumination pattern that illuminates the inspection target is adjusted according to the glossiness of the gloss surface of the inspection target, so that the glossy surface becomes clear when the inspection target is imaged. Correct the degree. As a result, even if the glossiness of the inspection target is lowered, it is possible to suppress the deterioration of the detection accuracy of defects on the glossy surface by the inspection device. In addition, the inspection of the inspection target can be performed with high accuracy by the inspection system.

更に、検査対象の光沢表面の光沢度が、例えば光沢表面を形成する工程等に応じて変化する場合であっても、検査対象の光沢表面の光沢度に合わせて変調パターンを調整することで、検査対象を撮像する時の光沢表面の鮮明度を補正できる。従って、このような場合に検査対象の光沢度が低下しても、検査装置による光沢表面の欠陥の検出精度の低下を抑えられる。 Further, even when the glossiness of the glossy surface to be inspected changes depending on, for example, a step of forming the glossy surface, the modulation pattern can be adjusted according to the glossiness of the glossy surface to be inspected. The sharpness of the glossy surface when imaging the inspection target can be corrected. Therefore, even if the glossiness of the inspection target is lowered in such a case, it is possible to suppress the deterioration of the detection accuracy of the defects on the glossy surface by the inspection device.

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
照明装置が、変調パターンで変調された照明パターンを表示面に表示し、
撮像装置が、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像し、
プロセッサが、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記プロセッサが、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像のコントラストを演算して重畳し、
前記プロセッサが、重畳した撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算して重畳した撮像画像のコントラストとの差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出し、
前記プロセッサが、前記重畳した撮像画像のコントラストが閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する、
ことを特徴とする、検査方法。
（付記２）
前記プロセッサが、前記重畳した撮像画像のコントラストが前記閾値未満であると、照明パターンの明るさが一定値未満の暗い部分では小さくなり、明るさが前記一定値以上の明るい部分では大きくなるように前記変調パターンの変化率の値を調整することを特徴とする、付記１記載の検査方法。
（付記３）
前記プロセッサが、前記重畳した撮像画像の光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所におけるコントラストの平均値と、前記基準対象に対して予め演算して重畳した撮像画像のコントラストとの差が前記設定値以上であると前記検査対象の前記欠陥を検出することを特徴とする、付記１又は２記載の検査方法。
（付記４）
前記照明装置の表示面を、前記複数の照明パターンを投影する透過型スクリーン又は表示装置の表示画面で形成することを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載の検査方法。
（付記５）
前記検査対象は不透明であり、
前記照明装置が、前記検査対象の前記光沢表面の側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置が、前記検査対象の前記光沢表面に映り込んだ前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記光沢表面の側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載の検査方法。
（付記６）
前記検査対象は透明であり、
前記照明装置が、前記検査対象の前記光沢表面とは反対側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置が、前記撮像画像を前記検査対象の前記光沢表面の側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載の検査方法。
（付記７）
前記プロセッサが、前記複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１乃至６のいずれか１項記載の検査方法。
（付記８）
変調パターンにより変調され、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを生成する生成手段と、
前記複数の照明パターンを照明装置の表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記撮像画像のコントラストを監視する監視部と、
前記撮像画像のコントラストが閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する調整部と、
前記撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算した撮像画像のコントラストとの差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出する検出部と、
を有することを特徴とする、検査装置。
（付記９）
前記調整部は、前記撮像画像のコントラストが前記閾値未満であると、照明パターンの明るさが一定値未満の暗い部分では小さくなり、明るさが前記一定値以上の明るい部分では大きくなるように前記変調パターンの変化率の値を調整することを特徴とする、付記８記載の検査装置。
（付記１０）
前記検出部は、前記撮像画像の光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所におけるコントラストの平均値と、前記基準対象に対して予め演算した撮像画像のコントラストとの差が前記設定値以上であると前記検査対象の前記欠陥を検出することを特徴とする、付記８又は９記載の検査方法。
（付記１１）
前記生成手段は、前記複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記８乃至１９のいずれか１項記載の検査装置。
（付記１２）
照明パターンを表示面に表示する照明装置と、
光沢表面を有する検査対象を支持する支持部と、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された前記検査対象の画像を撮像する撮像装置と、
変調パターンにより変調され、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを生成し、前記複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の前記光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記撮像画像のコントラストを監視する監視部と、
前記撮像画像のコントラストが閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する調整部と、
前記撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算した撮像画像のコントラストとの差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出する検出部と、
を有することを特徴とする、検査システム。
（付記１３）
前記調整部は、前記撮像画像のコントラストが前記閾値未満であると、照明パターンの明るさが一定値未満の暗い部分では小さくなり、明るさが前記一定値以上の明るい部分では大きくなるように前記変調パターンの変化率の値を調整することを特徴とする、付記１２記載の検査システム。
（付記１４）
前記検出部は、前記撮像画像の光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所におけるコントラストの平均値と、前記基準対象に対して予め演算した撮像画像のコントラストとの差が前記設定値以上であると前記検査対象の前記欠陥を検出することを特徴とする、付記１２又は１３記載の検査システム。
（付記１５）
前記支持部及び前記撮像装置のうち少なくとも一方を移動する移動手段を更に備え、
前記制御装置は、前記移動手段を制御して前記支持部及び前記撮像装置の相対位置を変化させることで、前記撮像装置が撮像する前記検査対象の前記光沢表面上の撮像領域を移動することを特徴とする、付記１２乃至１４のいずれか１項記載の検査システム。
（付記１６）
前記照明装置が、前記検査対象の前記光沢表面の側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置が、前記検査対象に映り込んだ前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記光沢表面の側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１２乃至１５のいずれか１項記載の検査システム。
（付記１７）
前記照明装置は、前記検査対象の前記光沢表面とは反対側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置は、前記撮像画像を前記検査対象の前記光沢表面の側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１２乃至１５のいずれか１項記載の検査システム。
（付記１８）
変調パターンで変調された照明パターンを照明装置の表示面に表示し、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像装置により撮像し、
照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像のコントラストを演算して重畳し、
重畳した撮像画像のコントラストと、基準対象に対して予め演算して重畳した撮像画像のコントラストとの差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出し、
前記重畳した撮像画像のコントラストが閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（付記１９）
前記調整する処理は、前記重畳した前記撮像画像のコントラストが前記閾値未満であると、照明パターンの明るさが一定値未満の暗い部分では小さくなり、明るさが前記一定値以上の明るい部分では大きくなるように前記変調パターンの変化率の値を調整することを特徴とする、付記１８記載のプログラム。
（付記２０）
前記検出する処理は、重畳した前記撮像画像の光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所におけるコントラストの平均値と、前記基準対象に対して予め演算して重畳した撮像画像のコントラストとの差が前記設定値以上であると前記検査対象の前記欠陥を検出することを特徴とする、付記１８又は１９記載のプログラム。 The following additional notes will be further disclosed with respect to the embodiments including the above embodiments.
(Appendix 1)
The lighting device displays the lighting pattern modulated by the modulation pattern on the display surface,
The image pickup apparatus captures an image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface.
The processor outputs an instruction to the lighting device to display a plurality of lighting patterns having a constant phase difference in irradiation intensity on the display surface of the lighting device, and the inspection target illuminated by the plurality of lighting patterns. An instruction to capture an image and acquire an captured image is output to the image pickup device, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
The processor calculates and superimposes the contrast of the captured image to be inspected illuminated by the plurality of illumination patterns.
The processor detects a defect on the glossy surface of the inspection target when the difference between the contrast of the superimposed image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object is equal to or more than a set value. ,
When the contrast of the superimposed image is less than or equal to the threshold value, the processor adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so as to be equal to or more than the threshold value.
An inspection method characterized by that.
(Appendix 2)
When the contrast of the superimposed image is less than the threshold value, the processor reduces the brightness of the illumination pattern in the dark part where the brightness is less than a certain value, and increases the brightness in the bright part where the brightness is more than the certain value. The inspection method according to Appendix 1, wherein the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted.
(Appendix 3)
The difference between the average value of the contrasts at a plurality of locations obtained by the processor in a predetermined region on the glossy surface of the superimposed image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object is the difference. The inspection method according to Appendix 1 or 2, wherein the defect to be inspected is detected when the value is equal to or higher than a set value.
(Appendix 4)
The inspection method according to any one of Supplementary note 1 to 3, wherein the display surface of the lighting device is formed by a transmissive screen for projecting the plurality of lighting patterns or a display screen of the display device.
(Appendix 5)
The inspection target is opaque and
The lighting device illuminates the inspection target with the lighting pattern from the side of the glossy surface of the inspection target.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern reflected on the glossy surface to be inspected from the side of the glossy surface.
The inspection method according to any one of Supplementary Provisions 1 to 4, wherein the inspection method is characterized by the above.
(Appendix 6)
The inspection target is transparent and
The lighting device illuminates the inspection target with the illumination pattern from the side opposite to the glossy surface of the inspection target.
The imaging device captures the captured image from the side of the glossy surface to be inspected.
The inspection method according to any one of Supplementary Provisions 1 to 4, wherein the inspection method is characterized by the above.
(Appendix 7)
The processor generates the plurality of illumination patterns for at least two types of patterns that are periodic along different directions from each other.
The appendices 1 to 6 are characterized in that at least two kinds of patterns periodic along different directions include a first pattern and a second pattern of stripes periodic along different directions. The inspection method according to any one of the above items.
(Appendix 8)
A generation means that generates a plurality of illumination patterns that are modulated by a modulation pattern and have a constant phase difference in irradiation intensity.
An instruction to display the plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image of the lighting pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the plurality of lighting patterns is captured. A control means for outputting an instruction to acquire an captured image to an image pickup device and performing synchronous control for synchronizing the operation of the lighting device and the image pickup device.
Equipped with
The control means is
A monitoring unit that monitors the contrast of the captured image,
When the contrast of the captured image is less than the threshold value, the adjusting unit that adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so as to be equal to or more than the threshold value.
A detection unit that detects defects on the glossy surface of the inspection target when the difference between the contrast of the captured image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object is equal to or greater than a set value.
An inspection device characterized by having.
(Appendix 9)
When the contrast of the captured image is less than the threshold value, the adjusting unit reduces the brightness of the illumination pattern in a dark portion of less than a certain value, and increases the brightness in a bright portion of the constant value or more. The inspection apparatus according to Appendix 8, wherein the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted.
(Appendix 10)
In the detection unit, the difference between the average value of the contrasts at a plurality of locations obtained in a predetermined region on the glossy surface of the captured image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference target is equal to or higher than the set value. The inspection method according to Supplementary note 8 or 9, wherein the defect to be inspected is detected, if any.
(Appendix 11)
The generation means generates the plurality of illumination patterns for at least two types of patterns that are periodic along different directions from each other.
The appendices 8 to 19 are characterized in that the at least two types of patterns that are periodic along different directions include a first pattern and a second pattern that are periodically striped along different directions. The inspection device according to any one of the above items.
(Appendix 12)
A lighting device that displays the lighting pattern on the display surface,
A support part that supports the inspection target with a glossy surface,
An image pickup device that captures an image of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface, and an image pickup device.
A plurality of illumination patterns that are modulated by a modulation pattern and have a constant phase difference in irradiation intensity are generated, and an instruction to display the plurality of illumination patterns on the display surface of the illumination apparatus is output to the illumination apparatus and the instruction is output to the illumination apparatus. An instruction to capture an image of a lighting pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by a plurality of lighting patterns and acquire an image to be captured is output to the image pickup device, and the operation of the lighting device and the image pickup device. A control device that performs synchronization control to synchronize the
Equipped with
The control device is
A monitoring unit that monitors the contrast of the captured image,
When the contrast of the captured image is less than the threshold value, the adjusting unit that adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so as to be equal to or more than the threshold value.
A detection unit that detects defects on the glossy surface of the inspection target when the difference between the contrast of the captured image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object is equal to or greater than a set value.
An inspection system characterized by having.
(Appendix 13)
When the contrast of the captured image is less than the threshold value, the adjusting unit reduces the brightness of the illumination pattern in a dark portion of less than a certain value, and increases the brightness in a bright portion of the constant value or more. The inspection system according to Appendix 12, wherein the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted.
(Appendix 14)
In the detection unit, the difference between the average value of the contrasts at a plurality of locations obtained in a predetermined region on the glossy surface of the captured image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference target is equal to or higher than the set value. The inspection system according to Supplementary note 12 or 13, characterized in that the defect to be inspected is detected, if any.
(Appendix 15)
Further provided with a moving means for moving at least one of the support portion and the imaging device.
The control device controls the moving means to change the relative positions of the support portion and the image pickup device, thereby moving the image pickup region on the glossy surface of the inspection target to be imaged by the image pickup device. The inspection system according to any one of Supplementary Provisions 12 to 14, which is characterized.
(Appendix 16)
The lighting device illuminates the inspection target with the lighting pattern from the side of the glossy surface of the inspection target.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern reflected on the inspection target from the side of the glossy surface.
The inspection system according to any one of Supplementary note 12 to 15, wherein the inspection system is characterized by the above.
(Appendix 17)
The lighting device illuminates the inspection target with the illumination pattern from the side opposite to the glossy surface of the inspection target.
The imaging device captures the captured image from the side of the glossy surface to be inspected.
The inspection system according to any one of Supplementary note 12 to 15, wherein the inspection system is characterized by the above.
(Appendix 18)
The illumination pattern modulated by the modulation pattern is displayed on the display surface of the lighting device, and the illumination pattern is displayed.
An image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is captured by an image pickup device.
An instruction to display a plurality of lighting patterns having a constant phase difference in irradiation intensity on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image of the inspection target illuminated by the plurality of lighting patterns is captured. Then, an instruction to acquire an image is output to the image pickup device, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
The contrast of the captured image to be inspected, which is illuminated by the plurality of illumination patterns, is calculated and superimposed.
When the difference between the contrast of the superimposed image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object is equal to or larger than the set value, a defect on the glossy surface of the inspection target is detected.
When the contrast of the superimposed image is less than the threshold value, the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted so as to be equal to or more than the threshold value.
A program that lets a computer perform processing.
(Appendix 19)
In the adjustment process, when the contrast of the superimposed image is less than the threshold value, the brightness of the illumination pattern becomes smaller in the dark part where the brightness is less than a certain value, and becomes larger in the bright part where the brightness is more than the certain value. The program according to Appendix 18, characterized in that the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted so as to be.
(Appendix 20)
The detection process is the difference between the average value of the contrasts at a plurality of locations obtained in a predetermined region on the glossy surface of the superimposed image and the contrast of the captured image calculated in advance with respect to the reference object. The program according to Appendix 18 or 19, wherein when the value is equal to or greater than the set value, the defect to be inspected is detected.

以上、開示の検査方法、装置、システム及びプログラムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。 Although the disclosed inspection methods, devices, systems and programs have been described above by way of examples, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. Needless to say.

１－１，１－２ 検査システム
２ 照明装置
３－１，３－２ 支持部
４，６ コントローラ
５ 撮像装置
７ 制御装置
８ 入出力装置
１０－１，１０－２ 検査対象
７１ 監視部
７２ 調整部
７３ 検出部
１００ コンピュータ
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ 1-1, 1-2 Inspection system 2 Lighting device 3-1, 3-2 Support unit 4, 6 Controller 5 Image pickup device 7 Control device 8 Input / output device 10-1, 10-2 Inspection target 71 Monitoring unit 72 Coordination unit 73 Detector 100 Computer 101 CPU
102 memory

Claims (7)

照明装置を用いて、変調パターンで変調された照明パターンを表示面に表示し、
撮像装置を用いて、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像し、
照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して前記光沢表面に映り込んだ照明パターンを含む撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる振幅変化及び前記横縞状のパターンによる振幅変化を重畳して第１の振幅変化を求め、
前記第１の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化を重畳した第２の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出し、
前記第１の振幅変化が閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する、
ことを特徴とする、検査方法。 Using a lighting device, the lighting pattern modulated by the modulation pattern is displayed on the display surface.
Using the image pickup device, an image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is captured.
Four illumination patterns with a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other. For each pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the image to be inspected illuminated by the four lighting patterns is displayed in each type of pattern. An instruction to acquire an image captured image including an illumination pattern reflected on the glossy surface is output to the image pickup apparatus, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the illumination apparatus and the image pickup apparatus.
The amplitude change due to the vertical stripe pattern and the horizontal stripe shape obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern . The first amplitude change is obtained by superimposing the amplitude change due to the pattern of
The amplitude change of the brightness of the captured image and the horizontal stripes due to the first amplitude change and the vertical stripe pattern superimposed on the reference object by calculating the four illumination patterns for each type of pattern in advance. Based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the captured image due to the pattern with the second amplitude change, the defect on the glossy surface to be inspected was detected.
When the first amplitude change is less than the threshold value, the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted so as to be equal to or more than the threshold value.
An inspection method characterized by that. 前記第１の振幅変化が前記閾値未満であると、照明パターンの明るさが一定値未満の暗い部分では小さくなり、明るさが前記一定値以上の明るい部分では大きくなるように前記変調パターンの変化率の値を調整することを特徴とする、請求項１記載の検査方法。 When the first amplitude change is less than the threshold value, the change of the modulation pattern is small in the dark part where the brightness of the illumination pattern is less than a certain value, and is large in the bright part where the brightness is more than the certain value. The inspection method according to claim 1, wherein the value of the rate is adjusted. 前記重畳した撮像画像の光沢表面上の所定領域内で求めた複数箇所における前記第１の振幅変化の平均値と、前記基準対象に対して予め演算して重畳した撮像画像の前記第２の振幅変化との差が設定値以上であると前記検査対象の前記欠陥を検出することを特徴とする、請求項１又は２記載の検査方法。 The average value of the first amplitude change at a plurality of locations obtained in a predetermined region on the glossy surface of the superimposed image and the second amplitude of the captured image calculated in advance with respect to the reference object. The inspection method according to claim 1 or 2, wherein when the difference from the change is equal to or greater than a set value , the defect to be inspected is detected. 前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさＩ１～Ｉ４は、平均明るさを表す明るさのオフセット量をＡ、前記Ａから明るさのピークまでの振幅をＢ、位相をφで表すと、The brightness I1 to I4 of the four captured images P1 to P4 of the inspection target illuminated by the four illumination patterns set the brightness offset amount representing the average brightness to A, from the A to the brightness peak. When the amplitude is expressed by B and the phase is expressed by φ,
Ｉ１＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）I1 = A + Bcos (φ)
Ｉ２＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）I2 = A + Bcos (φ + π / 2)
Ｉ３＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）I3 = A + Bcos (φ + π)
Ｉ４＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）I4 = A + Bcos (φ + 3π / 2)
なる式で表され、Expressed by the formula
前記４つの撮像画像Ｐ１～Ｐ４の明るさの振幅変化γは、The amplitude change γ of the brightness of the four captured images P1 to P4 is
γ＝２×sqrt｛（Ｉ１－Ｉ３）γ = 2 × sqrt {(I1-I3) ２2 ＋（Ｉ２－Ｉ４）+ (I2-I4) ２2 ｝／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）} / (I1 + I2 + I3 + I4)
なる式で表され、Expressed by the formula
前記第１の振幅変化は、前記縦縞状のパターンによる振幅変化γと前記横縞状のパターンによる振幅変化γとを重畳することで求め、The first amplitude change is obtained by superimposing the amplitude change γ due to the vertical stripe pattern and the amplitude change γ due to the horizontal stripe pattern.
前記４つの照明パターンで照明された前記基準対象の４つの撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさＩ１ｒ～Ｉ４ｒは、The brightnesses I1r to I4r of the four captured images P1r to P4r of the reference object illuminated by the four illumination patterns are
Ｉ１ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）I1r = A + Bcos (φ)
Ｉ２ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）I2r = A + Bcos (φ + π / 2)
Ｉ３ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）I3r = A + Bcos (φ + π)
Ｉ４ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）I4r = A + Bcos (φ + 3π / 2)
なる式で表され、Expressed by the formula
前記４つの撮像画像Ｐ１ｒ～Ｐ４ｒの明るさの振幅変化γｒは、The amplitude change γr of the brightness of the four captured images P1r to P4r is
γr＝２×sqrt｛（Ｉ１ｒ－Ｉ３ｒ）γr = 2 × sqrt {(I1r-I3r) ２2 ＋（Ｉ２ｒ－Ｉ４ｒ）+ (I2r-I4r) ２2 ｝／（Ｉ１ｒ＋Ｉ２ｒ＋Ｉ３ｒ＋Ｉ４ｒ）} / (I1r + I2r + I3r + I4r)
なる式で表され、Expressed by the formula
前記第２の振幅変化は、前記縦縞状のパターンによる振幅変化γｒと前記横縞状のパターンによる振幅変化γｒとを重畳することで求めることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載の検査方法。The second amplitude change is obtained by superimposing the amplitude change γr due to the vertical stripe pattern and the amplitude change γr due to the horizontal stripe pattern, according to any one of claims 1 to 3. The described inspection method. 変調パターンにより変調され、照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成する生成手段と、
各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを照明装置の表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を各種類のパターン毎に撮像して前記光沢表面に映り込んだ照明パターンを含む撮像画像を取得させる指示を撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる振幅変化及び前記横縞状のパターンによる振幅変化を重畳した第１の振幅変化を監視する監視部と、
前記第１の振幅変化が閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する調整部と、
前記第１の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化を重畳した第２の振幅変化との差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出する検出部と、
を有することを特徴とする、検査装置。 Four illumination patterns , which are modulated by the modulation pattern and have a phase difference of irradiation intensity of π / 2, are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other. And the generation method to do
For each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the four lighting patterns are reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the four lighting patterns. An instruction to acquire an image of a lighting pattern for each type of pattern and acquire an image including the lighting pattern reflected on the glossy surface is output to the image pickup device, and the operation of the lighting device and the image pickup device is synchronized. Control means to perform synchronous control and
Equipped with
The control means is
The amplitude change due to the vertical stripe pattern and the horizontal stripe pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern . A monitoring unit that monitors the first amplitude change that superimposes the amplitude change due to the pattern ,
When the first amplitude change is less than the threshold value, the adjusting unit that adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so as to be equal to or more than the threshold value.
The amplitude change of the brightness of the captured image and the horizontal stripes due to the first amplitude change and the vertical stripe pattern superimposed on the reference object by calculating the four illumination patterns for each type of pattern in advance. A detection unit that detects defects on the glossy surface of the inspection target when the difference from the second amplitude change superimposed on the amplitude change of the brightness of the captured image due to the pattern is equal to or larger than the set value.
An inspection device characterized by having. 照明パターンを表示面に表示する照明装置と、
光沢表面を有する検査対象を支持する支持部と、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された前記検査対象の画像を撮像する撮像装置と、
変調パターンにより変調され、照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の前記光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を各種類のパターン毎に撮像して前記光沢表面に映り込んだ照明パターンを含む撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる振幅変化及び前記横縞状のパターンによる振幅変化を重畳した第１の振幅変化を監視する監視部と、
前記第１の振幅変化が閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する調整部と、
前記第１の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化を重畳した第２の振幅変化との差が設定値以上であると前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出する検出部と、
を有することを特徴とする、検査システム。 A lighting device that displays the lighting pattern on the display surface,
A support part that supports the inspection target with a glossy surface,
An image pickup device that captures an image of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface, and an image pickup device.
Four illumination patterns , which are modulated by the modulation pattern and have a phase difference of irradiation intensity of π / 2, are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other. Then, for each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the inspection target illuminated by the four lighting patterns is illuminated. An instruction to acquire an image of the illumination pattern reflected on the glossy surface for each type of pattern and to acquire an image captured image including the illumination pattern reflected on the glossy surface is output to the image pickup apparatus, and the illumination apparatus and the illumination apparatus. A control device that performs synchronization control that synchronizes the operation of the image pickup device, and
Equipped with
The control device is
The amplitude change due to the vertical stripe pattern and the horizontal stripe pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern . A monitoring unit that monitors the first amplitude change that superimposes the amplitude change due to the pattern ,
When the first amplitude change is less than the threshold value, the adjusting unit that adjusts the value of the rate of change of the modulation pattern so as to be equal to or more than the threshold value.
The amplitude change of the brightness of the captured image and the horizontal stripes due to the first amplitude change and the vertical stripe pattern superimposed on the reference object by calculating the four illumination patterns for each type of pattern in advance. A detection unit that detects defects on the glossy surface of the inspection target when the difference from the second amplitude change superimposed on the amplitude change of the brightness of the captured image due to the pattern is equal to or larger than the set value.
An inspection system characterized by having. 変調パターンで変調された照明パターンを照明装置の表示面に表示し、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された検査対象の光沢表面に映り込んだ照明パターンの画像を撮像装置により撮像し、
照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して前記光沢表面に映り込んだ照明パターンを含む撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる振幅変化及び前記横縞状のパターンによる振幅変化を重畳して第１の振幅変化を求め、
前記第１の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの振幅変化を重畳した第２の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の前記光沢表面上の欠陥を検出し、
前記第１の振幅変化が閾値未満であると、前記閾値以上になるように前記変調パターンの変化率の値を調整する、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 The illumination pattern modulated by the modulation pattern is displayed on the display surface of the lighting device, and the illumination pattern is displayed.
An image of the illumination pattern reflected on the glossy surface of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is captured by an image pickup device.
Four illumination patterns having a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other, and each type of pattern is generated. Each time, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the image to be inspected illuminated by the four lighting patterns is displayed for each type of pattern. An instruction to acquire an image captured image including an illumination pattern reflected on the glossy surface is output to the image pickup apparatus, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the illumination apparatus and the image pickup apparatus.
The amplitude change due to the vertical stripe pattern and the horizontal stripe shape obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern . The first amplitude change is obtained by superimposing the amplitude change due to the pattern of
The amplitude change of the brightness of the captured image and the horizontal stripes due to the first amplitude change and the vertical stripe pattern superimposed on the reference object by calculating the four illumination patterns for each type of pattern in advance. Based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the captured image due to the pattern with the second amplitude change, the defect on the glossy surface to be inspected was detected.
When the first amplitude change is less than the threshold value, the value of the rate of change of the modulation pattern is adjusted so as to be equal to or more than the threshold value.
A program that lets a computer perform processing.
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