特開 2022-146141 外観検査方法及び外観検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146141

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】外観検査方法及び外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021046960

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000139687

【氏名又は名称】株式会社安永

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】疋田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】川村 拓也

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA61

2G051AB02

2G051BA01

2G051CA04

2G051CB01

2G051DA07

2G051EA17

2G051EB01

2G051ED04

(57)【要約】

【課題】カラー画像を用いて検査対象物の外観検査をする際の検査精度を向上させる。
【解決手段】光が照射されたワークＷの画像を取得し、取得されたワークＷの画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得し、第１画像に基づく画像と第２画像に基づく画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値をそれぞれ足し合わせることで合成し、得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査方法であって、
前記検査対象物に光を照射する照射工程と、
光が照射された前記検査対象物の画像を取得する撮像工程と、
取得された前記検査対象物の画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得する単色光画像取得工程と、
前記第１画像に基づく画像と前記第２画像に基づく画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで合成する画像合成工程と、
前記画像合成工程で得られた合成画像に基づいて前記欠陥の有無を判定する判定工程と、
を含み、
前記判定工程は、前記画像合成工程で得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定する工程であることを特徴とする外観検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の外観検査方法において、
前記照射工程で照射される光は白色光であり、
前記単色光画像取得工程は、前記撮像工程で取得された画像から、ＲＧＢのうちの２色の画像を、前記第１画像及び前記第２画像として取得する工程であることを特徴とする外観検査方法。

【請求項3】

請求項２に記載の外観検査方法において、
前記単色光画像取得工程は、ＲＧＢのうち欠陥候補周辺のコントラストが最も大きい色の単色光画像を前記第１画像とし、ＲＧＢのうち前記欠陥候補周辺のコントラストが最も小さい色の単色光画像を前記第２画像とする工程であり、
前記画像合成工程の前に、前記第２画像における階調値を反転させて反転画像を得る反転画像取得工程を更に含み、
前記画像合成工程は、前記第１画像と前記反転画像とを合成する工程であることを特徴とする外観検査方法。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の外観検査方法において、
前記画像合成工程の前に、前記第１画像の各画素の階調値の平均値と、前記第２画像の各画素の階調値の平均値とが同じになるように、前記第１画像の各画素の階調値及び前記第２画像の各画素の階調値を補正する階調値調整工程を更に含み、
前記画像合成工程は、各画素の階調値がそれぞれ調整された後の第１画像と各画素の階調値がそれぞれ調整された後の第２画像とを合成する工程であることを特徴とする外観検査方法。

【請求項5】

検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査装置であって、
前記検査対象物に光を照射する照射部と、
光が照射された前記検査対象物の画像を取得する撮像部と、
取得された前記検査対象物の画像から欠陥の有無を検査する検査部と、を備え、
前記検査部は、
前記撮像部により取得された前記検査対象物の画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得し、
前記第１画像に基づく画像と前記第２画像に基づく画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで合成して合成画像を生成し、
前記合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定することを特徴とする外観検査装置。

【請求項6】

請求項５に記載の外観検査装置において、
前記照射部が照射する光は白色光であり、
前記検査部は、前記撮像部により取得された画像から、ＲＧＢのうちの２色の画像を、前記第１画像及び前記第２画像として取得することを特徴とする外観検査装置。

【請求項7】

検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査方法であって、
前記検査対象物に光を照射する照射工程と、
光が照射された前記検査対象物の画像を１つ又は複数取得する撮像工程と、
前記画像が１つである場合には、該１つの画像から取得される複数の単色光画像に対して、各単色光画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで各単色光画像を合成し、前記画像が複数である場合には、該各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで各画像を合成する画像合成工程と、
前記画像合成工程で得られた合成画像に基づいて前記欠陥の有無を判定する判定工程と、
を含み、
前記判定工程は、前記画像合成工程で得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定する工程であることを特徴とする外観検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、外観検査方法及び外観検査装置に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、電子部品などの検査対象物を撮像して得られた画像に基づいて、検査対象物に欠けや異物の付着等の欠陥がないかを検査する外観検査方法が知られている。従来は、白黒画像に基づく検査が主流であったが、近年では、カラー画像を用いてより詳細な検査を行うことが検討されている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の外観検査装置では、複数の撮像画像のそれぞれを複数の色成分に分光処理して複数の分光画像を生成し、生成した分光画像を、検査目的に応じた分配率で合成した合成画像を生成し、生成された合成画像に基づいて検査対象物の外観を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１２４６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、欠陥に色がついている場合、分光画像のそれぞれにおいて欠陥部分のコントラストに差がある。各分光画像の欠陥部分のコントラストが小さい場合、各分光画像に対して分配率を定めて合成すると、コントラストの情報が劣化してしまうおそれがある。このため、外観検査の検査精度を向上させる観点からは改良の余地がある。

【0006】

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カラー画像を用いて検査対象物の外観検査をする際の検査精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査方法を対象として、前記検査対象物に光を照射する照射工程と、光が照射された前記検査対象物の画像を取得する撮像工程と、取得された前記検査対象物の画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得する単色光画像取得工程と、前記第１画像に基づく画像と前記第２画像に基づく画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで合成する画像合成工程と、前記画像合成工程で得られた合成画像に基づいて前記欠陥の有無を判定する判定工程と、を含み、前記判定工程は、前記画像合成工程で得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定する工程である、という構成にした。

【0008】

この構成によると、階調値を足し合わせて画像を合成するため、欠陥候補とその周辺の階調値の差が大きくなり、欠陥周辺のコントラストが大きくなる。特に、異なる色の単色光画像を用いることで、１つの画像の階調値を倍増する等して階調値の差を大きくする場合とは異なり、階調値の差が欠陥により発生していることを精度良く判定することができる。また、階調値が所定範囲内である部分を抜き出すことで、欠陥周辺を強調することができる。これにより、外観検査の検査精度を向上させることができる。

【0009】

前記外観検査方法の一実施形態では、前記照射工程で照射される光は白色光であり、前記単色光画像取得工程は、前記撮像工程で取得された画像から、ＲＧＢのうちの２色の画像を、前記第１画像及び前記第２画像として取得する工程である。

【0010】

すなわち、白色光に照射された検査対象物の画像であれば、該画像からＲＧＢの各色の画像を生成することができる。これにより、ＲＧＢの各色を検査対象物に照射した画像を取得する必要がなくなり、検査時間を短縮することができる。

【0011】

前記一実施形態において、前記単色光画像取得工程は、ＲＧＢのうち欠陥候補周辺のコントラストが最も大きい色の単色光画像を前記第１画像とし、ＲＧＢのうち前記欠陥候補周辺のコントラストが最も小さい色の単色光画像を前記第２画像とする工程であり、前記画像合成工程の前に、前記第２画像における階調値を反転させて反転画像を得る反転画像取得工程を更に含み、前記画像合成工程は、前記第１画像と前記反転画像とを合成する工程である、という構成でもよい。

【0012】

この構成によると、欠陥候補周辺のコントラストが最も小さい色の単色光画像の階調値を反転させた反転画像を第１画像と合成することで、欠陥部分の階調値にはほとんど影響を与えることなく、背景部分の階調値を出来る限り小さくすることができる。これにより、欠陥周辺のコントラストを強調することができる。この結果、外観検査の検査精度をより向上させることができる。

【0013】

前記一実施形態において、前記画像合成工程の前に、前記第１画像の各画素の階調値の平均値と、前記第２画像の各画素の階調値の平均値とが同じになるように、前記第１画像の各画素の階調値及び前記第２画像の各画素の階調値を補正する階調値調整工程を更に含み、前記画像合成工程は、各画素の階調値がそれぞれ調整された後の第１画像と各画素の階調値がそれぞれ調整された後の第２画像とを合成する工程である、という構成でもよい。

【0014】

この構成によると、撮像工程で用いるカメラの受光感度がＲＧＢで異なる場合や、照明装置のＲＧＢの波長バランスが異なる場合などであっても、第１画像及び第２画像の階調値の平均値をそろえることで、これらの影響を低減することができる。これにより、欠陥周辺のコントラストを強調しやすくすることができ、外観検査の検査精度をより向上させることができる。

【0015】

ここに開示された技術の他の態様は、検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査装置を対象として、前記検査対象物に光を照射する照射部と、光が照射された前記検査対象物の画像を取得する撮像部と、取得された前記検査対象物の画像から欠陥の有無を検査する検査部と、を備え、前記検査部は、前記撮像部により取得された前記検査対象物の画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得し、前記第１画像に基づく画像と前記第２画像に基づく画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで合成して合成画像を生成し、前記合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定する、という構成とした。

【0016】

この構成でも、欠陥周辺の階調値の差を大きくできるとともに、欠陥周辺のコントラストを強調することができる。これにより、外観検査の検査精度を向上させることができる。

【0017】

前記外観検査装置において、前記照射部が照射する光は白色光であり、前記検査部は、前記撮像部により取得された画像から、ＲＧＢのうちの２色の画像を、前記第１画像及び前記第２画像として取得する、という構成でもよい。

【0018】

この構成によると、取得した画像からＲＧＢの各色の画像を生成することができる。これにより、ＲＧＢの各色を検査対象物に照射した画像を取得する必要がなくなり、検査時間を短縮することができる。

【0019】

ここに開示された技術における外観検査方法の他の態様は、検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する外観検査方法を対象として、前記検査対象物に光を照射する照射工程と、光が照射された前記検査対象物の画像を１つ又は複数取得する撮像工程と、前記画像が１つである場合には、該１つの画像から取得される複数の単色光画像に対して、各単色光画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで各単色光画像を合成し、前記画像が複数である場合には、該各画像を構成する複数の画素の各階調値を対応する画素毎にそれぞれ足し合わせることで各画像を合成する画像合成工程と、前記画像合成工程で得られた合成画像に基づいて前記欠陥の有無を判定する判定工程と、を含み、前記判定工程は、前記画像合成工程で得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて前記欠陥の有無を判定する工程である、という構成とした。

【0020】

この構成でも、欠陥周辺の階調値の差を大きくできるとともに、欠陥周辺のコントラストを強調することができる。これにより、外観検査の検査精度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、ここに開示された技術によると、カラー画像を用いて検査対象物の外観検査をする際の検査精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、実施形態１に係る外観検査装置の概略図である。

【図2】図２は、外観検査装置のカメラ周辺を示す概略図である。

【図3】図３は、外観検査装置の制御系を示すブロック図である。

【図4】図４は、カメラで撮像された画像から単色光画像を生成した状態を示す模式図である。

【図5】図５は、画像合成工程を概略的に示す図である。

【図6】図６は、合成画像から判定用の画像を取得する様子を示す図である。

【図7】図７は、コントローラによる外観検査の処理動作を示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施形態２に係る外観検査装置において、反転画像生成工程を概略的に示す図である。

【図9】図９は、実施形態２に係る外観検査装置において、合成画像から判定用の画像を取得する様子を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態３に係る外観検査装置において、階調値調整工程を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明における、前後方向、上下方向、及び左右方向は、説明を簡単にするために便宜上規定した方向であり、実際の使用状態を限定するものではない。

【0024】

（実施形態１）
図１及び図２は、本実施形態１に係る外観検査装置１を概略的に示す。この外観検査装置１は、例えば、検査対象物（以下、ワークＷという）としての半導体部品等の欠陥を外観から検査する装置である。ここでいう「欠陥」とは、傷、凹み、異物の付着等である。

【0025】

外観検査装置１は、箱状の筐体２を有する。筐体２内には、３つのトレー収納部４，５，６と、１つの検査部３とが設けられている。トレー収納部４，５，６は、検査前のワークＷが並べられたトレーを収納する検査前トレー収納部４と、欠陥無しと判定されたワークＷが並べられたトレーを収納する良品トレー収納部５と、欠陥有りと判定されたワークＷが並べられたトレーを収納する欠陥品トレー収納部６とを含む。検査部３の詳細については後述する。尚、３つのトレー収納部４，５，６及び１つの検査部３の配置については、特に限定されない。

【0026】

各トレー収納部４，５，６及び検査部３の上側には、各トレー収納部４，５，６及び検査部３が並ぶ方向に沿って延びるレール７が設けられている。レール７にはワークＷを保持するアーム８が、該レール７に沿ってスライド可能に支持されている。アーム８の先端（ここでは下側端）には、実際にワークＷを保持する保持部８ａが設けられている。保持部８ａは、ワークＷを真空吸着により吸着保持する。保持部８ａは、上下方向に移動可能に構成されている。アーム８は、レール７に沿って移動することで、保持部８ａに保持されたワークＷを、検査前トレー収納部４から、検査部３、良品トレー収納部５若しくは欠陥品トレー収納部６に搬送する。アーム８は、後述するコントローラ１００のアーム制御部１０１により制御される。

【0027】

各トレー収納部４，５，６に収納されたトレーは、コンベヤ（図示省略）により、レール７及び上下方向の両方に直交する方向に移動可能に構成されている。このコンベヤにより、アーム８とトレーとの位置合わせができるようになっている。尚、レール７が、該レール７及び上下方向の両方に直交する方向に移動可能に構成されていて、レール７を移動させることで、アーム８とトレーとの位置合わせをする構成でもよい。

【0028】

検査部３は、角筒状の壁部３ａを有する。検査部３は、壁部３ａの内側に、ワークＷの画像を取得する１つのカメラ１０と、ワークＷにおける検査領域に光を照射する複数（ここでは４つ）の照明装置２０とを備える。

【0029】

本実施形態では、カメラ１０は、１つの検査部３に対して１つだけ設けられている。つまり、外観検査装置１の検査部３は、画像取得装置として単一のカメラを備える。カメラ１０は、アーム８に保持されたワークＷを撮影する。カメラ１０は、ワークＷのカラー画像を取得可能なカメラである。カメラ１０は、図３に示すように、コントローラ１００と通信可能に構成されていて、コントローラ１００の光学系制御部１０２により制御される。

【0030】

図２に示すように、複数の照明装置２０は、カメラ１０を囲むようにそれぞれ配置されている。各照明装置２０は、可視光領域の光を照射するように構成されている。具体的には、白色光、赤色光、緑色光、及び青色光の波長の異なる光を、単色で照射したり、組み合わせて照射したりする。各照明装置２０は、それぞれ壁部３ａに支持されている。各照明装置２０が照射する光のワークＷへの入射角度、及び光量は、コントローラ１００の光学系制御部１０２により、それぞれ独立して調整される。すなわち、コントローラ１００により、一部の照明装置２０のみを作動させかつ他の照明装置２０を停止させたり、全ての照明装置２０を作動させかつ各照明装置２０の光量をそれぞれ異ならせたりすることができる。尚、照明装置２０の数や配置は、照明装置２０が２つ以上設けられるのであれば、特に限定されない。特に、照明装置２０は、カメラ１０の周囲全体を囲むように、壁部３ａの内周面の周方向全体に配置されてもよい。

【0031】

外観検査装置１は、カメラ１０により撮影された画像や、後述する外観検査の結果を表示することができる表示装置３０（図３参照）を備える。表示装置３０は、コントローラ１００を経由して送られてきた画像等を表示する。表示装置３０は、カメラ１０及び照明装置２０を操作するためのアイコンが表示されるように構成されていてもよい。

【0032】

〈制御系〉
外観検査装置１は、コントローラ１００により作動制御される。コントローラ１００は、ＣＰＵを有するプロセッサ、複数のモジュールが格納されたメモリ等を有する。コントローラ１００は、カメラ１０により撮影された画像に基づいて、ワークＷの欠陥を検査する機能を有する。特に、コントローラ１００は、カメラ１０により撮影されたカラー画像に基づいて、ワークＷの欠陥を検査する。このような機能は、メモリのモジュールにソフトウェアとして格納されている。プロセッサ及びメモリの数は１つに限定されず、コントローラ１００が２つ以上のプロセッサ及びメモリを有していてもよい。

【0033】

図３に示すように、コントローラ１００は、アーム８の動作を制御するアーム制御部１０１と、カメラ１０及び各照明装置２０を制御する光学系制御部１０２と、カメラ１０により取得された画像に所定の処理を施す画像処理部１０３と、画像処理部１０３により処理された画像を合成して合成画像を生成する画像合成部１０４と、合成画像に基づいて欠陥の有無を判定する判定部１０５と、を有する。アーム制御部１０１、光学系制御部１０２、画像処理部１０３、画像合成部１０４、及び判定部１０５は、それぞれ、メモリに格納されたモジュールの一例である。

【0034】

アーム制御部１０１は、アーム８の移動、保持部８ａの動作等を制御する。アーム制御部１０１は、アーム８に設けられた位置センサ（図示省略）によりアーム８の位置に関する情報を取得する。アーム制御部１０１は、位置センサからの情報に基づいて、アーム８が所望の位置に位置するように、アーム８を移動させる。アーム制御部１０１は、ワークＷが適切に搬送されるように、保持部８ａの上下動及び吸着動作を制御する。

【0035】

光学系制御部１０２は、カメラ１０のピント調整をしたり、各照明装置２０の位置、角度、光量、及び照射する光の色等を調整したりする。カメラ１０は、光学系制御部１０２からの制御信号にしたがって、ワークＷのカラー画像を取得する。本実施形態１では、各照明装置２０は、ワークＷに対して白色光を照射する。カメラ１０は、光学系制御部１０２の制御信号に基づいて、各照明装置２０により白色光が照射されたワークＷのカラー画像を取得する。

【0036】

画像処理部１０３は、カメラ１０により取得したカラー画像に対して、ＲＧＢの各色の画像を抽出する。すなわち、画像処理部１０３は、ＲＧＢの２４ビット画像から赤色、緑色、及び青色の８ビットの単色光画像をそれぞれ抽出する。画像処理部１０３により生成された赤色、緑色、及び青色の８ビット画像から、第１画像と、該第１画像とは異なる色の第２画像を選択する。

【0037】

画像合成部１０４は、画像処理部１０３により選択された第１画像と第２画像とに対して、各画像を構成する複数の画素の各階調値をそれぞれ足し合わせることで合成する。階調値は、例えば、輝度の階調値である。画像合成の詳細については後述する。尚、階調値として、彩度の階調値を採用してもよい。

【0038】

判定部１０５は、画像合成部１０４により生成された合成画像に基づいてワークＷの欠陥の有無を判定する。判定部１０５による判定については後述する。

【0039】

コントローラ１００は、判定部１０５の判定結果を表示するように表示装置３０に制御信号を出力する。コントローラ１００は、判定部１０５が欠陥ありと判定したときには、ワークＷの欠陥箇所が分かるように表示装置３０に表示させる。

【0040】

コントローラ１００は、判定部１０５により良品と判定されたワークＷの合成画像を記憶部４０に記憶させる。記憶された合成画像は、例えば、判定部１０５による判定に利用される。

【0041】

〈画像処理及び画像合成〉
画像処理部１０３及び画像合成部１０４の処理について説明する。

【0042】

画像処理部１０３は、図４に示すように、カメラ１０により取得した２４ビットのカラー画像から赤色、緑色、及び青色の８ビットの単色光画像をそれぞれ生成する。このとき、例えば欠陥Ｃが黄色であったとすると、図４に示すように、赤色の単色光画像と、緑色の単色光画像には欠陥Ｃが現れる一方で、青色の単色光画像には欠陥Ｃが現れない。画像処理部１０３は、これらの画像から第１画像及び第２画像を選択する。本実施形態１では、例えば、欠陥候補の周辺のコントラスト（欠陥Ｃの候補となる部分とその周辺との輝度差）が大きい２つの画像を、第１画像及び第２画像として選択することができる。以下、第１画像として、赤色の単色光画像が選択され、第２画像として、緑色の単色光画像が選択されたとして説明する。

【0043】

次に、図５を参照しながら画像合成部１０４の処理について説明する。画像合成部１０４は、実際には二次元画像を合成しているが、ここでは、説明を簡単にするために、一次元プロファイルを元に説明する。

【0044】

図５に示すプロファイルは、欠陥Ｃの部分を含む第１画像、第２画像、及び合成画像の各一次元プロファイルである。（ａ）は第１画像、（ｂ）は第２画像、（ｃ）は合成画像である。縦軸は、輝度の階調値であり、第１画像及び第２画像は８ビットの画像であるため、図５（ａ），（ｂ）の階調値の最小値は０であり、最大値は２５５となる。

【0045】

画像合成部１０４は、第１画像を構成する複数の画素の各階調値と、第２画像を構成する複数の画素の各階調値とを、対応する画素毎にそれぞれ足し合わせる。これにより、図５（ｃ）に示すように、合成画像は５１１階調となり、階調値の最大値は５１０となる。図５（ｃ）では、グラフの縦軸を縮小して示しているため、図５（ａ），（ｂ）と差が無いように見えるが、実際には、欠陥Ｃの部分の階調値と欠陥Ｃの周辺部分の階調値との差は大きくなっている。画像合成部１０４は、色を区別することなく階調値を足し合わせる。例えば、第１画像（赤色光の画像）における任意の画素Ｘの階調値が１１０であり、第２画像（緑色光の画像）における画素Ｘに対応する画素の階調値が１３０であるときには、合成画像における画素Ｘに対応する画素の階調値は２４０になる。

【0046】

〈欠陥の判定〉
次に、判定部１０５の判定について説明する。ここでも、説明を簡単にするために、一次元プロファイルを元に説明する。

【0047】

判定部１０５は、図６に示すように、画像合成部１０４により生成された合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、抜き出した部分に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。具体的には、判定部１０５は、合成画像から８ビット分の範囲、すなわち、２５６階調分の範囲を抜き出す。判定部１０５は、例えば、２５６を挟むように１２９～３８４の範囲を抜き出すことができる。判定部１０５が抜き出す２５６階調分の範囲は、ユーザーが任意に設定してもよいし、予め設定された範囲でもよい。また、抜き出す範囲は、１６ビットよりも小さくかつ欠陥候補部分の階調値が全て含まれる範囲であれば、７ビット以下でもよく、９ビット以上でもよい。

【0048】

そして、判定部１０５は、抜き出した２５６階調分の画像に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。欠陥Ｃの判定の具体的な態様は特に限定されない。例えば、判定部１０５は、記憶部４０に記憶された良品の合成画像と比較して、階調値の差の絶対値が所定値以上の部分があるときには、ワークＷに欠陥Ｃがあると判定してもよい。尚、判定部１０５は、良品の合成画像と比較する際に、検査用合成画像と比較用合成画像との階調値の平均値が揃うように、検査用合成画像及び比較用合成画像の少なくとも一方の階調値を一律に増減させてもよい。

【0049】

〈フローチャート〉
図７は、コントローラ１００によるワークの外観検査の動作処理を示すフローチャートである。

【0050】

まず、ステップＳ１において、コントローラ１００は、アーム８を制御して、検査前のワークＷを取り出して、検査部３の上まで移動させる。

【0051】

次に、ステップＳ２において、コントローラ１００は、照明装置２０によりワークＷに白色光を照射する。

【0052】

次いで、ステップＳ３において、コントローラ１００は、白色光が照射されたワークＷのカラー画像を取得する。

【0053】

次に、ステップＳ４において、コントローラ１００は、取得されたカラー画像から第１画像及び第２画像を生成する。コントローラ１００は、カラー画像から、ＲＧＢの各色の単色光画像を生成し、その中から、第１画像及び第２画像を選択することで、第１画像及び第２画像を生成する。

【0054】

次いで、ステップＳ５において、コントローラ１００は、生成された第１画像と第２画像とを合成する。コントローラ１００は、各画像の各画素の階調値を足し合わせることで、第１画像と第２画像とを合成する。

【0055】

次に、ステップＳ６において、コントローラ１００は、前記ステップＳ５で生成された合成画像から階調値が所定範囲の部分を抜き出す。コントローラ１００は、８ビット分の範囲を合成画像から抜き出す。

【0056】

そして、ステップＳ７において、コントローラ１００は、前記ステップＳ６で抜き出した８ビット分の画像に基づいて、欠陥Ｃの有無を判定する。コントローラ１００は、欠陥ＣがないＹＥＳのときにはステップＳ８に進む。一方で、コントローラ１００は、欠陥ＣがあるＮＯのときにはステップＳ９に進む。

【0057】

前記ステップＳ８において、欠陥Ｃがないことを表示装置３０により報知した後、リターンして、次のワークＷの検査を実行する準備を行う。

【0058】

一方で、前記ステップＳ９では、コントローラ１００は、表示装置３０により、欠陥Ｃの箇所が分かるような画像を表示して欠陥Ｃがあることを報知する。その後、コントローラ１００は、リターンして、次のワークＷの検査を実行する準備を行う。

【0059】

したがって、本実施形態１によると、ワークＷに光を照射し、光が照射されたワークＷの画像を取得し、取得されたワークＷの画像から第１色の単色光画像である第１画像と、該第１色とは異なる色の第２色の単色光画像である第２画像とを取得し、第１画像と第２画像とを、各画像を構成する複数の画素の各階調値をそれぞれ足し合わせることで合成し、得られた合成画像から、階調値が所定範囲内である部分を抜き出して、該抜き出した部分に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。これにより、階調値を足し合わせて画像を合成するため、欠陥周辺の階調値の差が大きくなり、コントラストが大きくなる。また、階調値が所定範囲内である部分を抜き出すことで、欠陥周辺を強調することができる。これにより、外観検査の検査精度を向上させることができる。

【0060】

また、本実施形態１では、撮像されたワークＷの画像から、ＲＧＢのうちの２色の画像を、第１画像及び前記第２画像として取得する。白色光に照射された検査対象物の画像であれば、該画像からＲＧＢの各色の画像を生成することができる。これにより、ＲＧＢの各色を検査対象物に照射した画像を取得する必要がなくなり、検査時間を短縮することができる。

【0061】

（実施形態２）
以下、実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0062】

本実施形態２では、画像処理部１０３及び画像合成部１０４での処理が、前記実施形態１とは異なる。具体的には、画像処理部１０３は、カラー画像からＲＧＢの各色の単色光画像を生成した後、各単色光画像のうち、欠陥候補周辺のコントラストが最も大きい色の単色光画像を第１画像とし、欠陥候補周辺のコントラストが最も小さい色の単色光画像を第２画像とする。次に、画像処理部１０３は、図８に示すように、第２画像について階調値を反転させて、反転画像を取得する反転画像取得工程を実行する。画像処理部１０３は、階調値０が２５５となり、階調値２５５が０となるように、階調の中央値である階調値１２７．５を基準に階調値を反転させる。

【0063】

画像合成部１０４は、図９に示すように、第１画像（図９（ａ））と反転画像（図９（ｂ））とを合成して、合成画像（図９（ｃ））を生成する。画像合成部１０４は、前記実施形態１と同様に、第１画像及び反転画像の各画素の階調値を足し合わせることで、第１画像と反転画像とを合成する。このように、欠陥候補周辺のコントラストが大きい画像に対して、欠陥候補周辺のコントラストが小さい画像の反転画像を足し合わせることで、図９（ｃ）に示すように、背景部分の階調値を出来る限り小さくすることができ、欠陥周辺のコントラストを強調することができる。

【0064】

そして、判定部１０５は、前記実施形態１と同様に、合成画像から２５６階調分の範囲を抜き出す。判定部１０５は、抜き出した後の画像に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。

【0065】

したがって、本実施形態２によると、欠陥候補周辺のコントラストが最も小さい色の単色光画像の階調値を反転させた反転画像を、欠陥候補周辺のコントラストが最も大きい色の単色光画像である第１画像と合成することで、欠陥部分の階調値にはほとんど影響を与えることなく、背景部分の階調値を出来る限り小さくすることができる。これにより、欠陥部分のコントラストを強調することができ、外観検査の検査精度をより向上させることができる。

【0066】

（実施形態３）
以下、実施形態３について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態１及び２と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0067】

本実施形態３では、画像処理部１０３及び画像合成部１０４での処理が、前記実施形態１及び２とは異なる。具体的には、画像処理部１０３は、カラー画像からＲＧＢの各色の単色光画像を生成して、第１画像及び第２画像を選択した後、第１画像の各画素の階調値の平均値と、第２画像の各画素の階調値の平均値とが同じになるように、第１画像の各画素の階調値及び前記第２画像の各画素の階調値を補正する階調値調整工程を実行する。画像処理部１０３は、例えば図１０に示すように、画像処理部１０３は、第１画像及び第２画像の階調値の平均値をそれぞれ算出して、該平均値が同じ値になるように、第１画像の各画素の階調値を減少させる補正を行うともに、第２画像については、第２画像の各画素の階調値を増加させる補正を行う。

【0068】

画像合成部１０４は、補正後の第１画像と補正後の第２画像とを合成して、合成画像を生成する。画像合成部１０４は、前記実施形態１と同様に、補正後の第１画像及び補正後の第２画像の各画素の階調値を足し合わせることで、２つの画像を合成する。

【0069】

そして、判定部１０５は、前記実施形態１と同様に、合成画像から２５６階調分の範囲を抜き出す。判定部１０５は、抜き出した後の画像に基づいて欠陥Ｃの有無を判定する。

【0070】

したがって、本実施形態３によると、第１画像と第２画像との平均輝度をそろえるようにすることで、カメラ１０の受光感度がＲＧＢで異なる場合や、照明装置２０のＲＧＢの波長バランスが異なる場合などであっても、これらの影響を低減することができる。これにより、外観検査の検査精度をより向上させることができる。

【0071】

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0072】

例えば、前述の実施形態では、ワークＷに白色光を照射して、カメラ１０でカラー画像を取得して、該カラー画像からＲＧＢの各色の単色光画像を取得していた。これに限らず、照明装置２０により赤色光をワークＷに照射して赤色の単色光画像を取得し、緑色光を照射して緑色の単色光画像を取得し、及び青色光を照射して青色の単色光画像を取得してもよい。この場合、カメラ１０の撮影位置を固定した状態で、すなわち、各画像でワークＷの座標が同じになる状態で、各色の単色光画像をそれぞれ取得する必要がある。

【0073】

また、前述の実施形態では、画像処理部１０３は、ＲＧＢの各色の単色光画像を生成して、第１画像及び第２画像を選択していた。これに限らず、例えば、ワークＷ毎に予め何色の単色光画像を生成するかテーブル等でコントローラ１００のメモリに記憶させておき、画像処理部１０３はメモリに記憶されたテーブルを参照して、予め設定された色の単色光画像のみを生成するようにしてもよい。

【0074】

また、前述の実施形態２と実施形態３とを組み合わせても良い。すなわち、第１画像と第２画像との階調値の平均値を同じにしてから、第２画像の階調値を反転させて、反転画像を作成するようにしてもよい。これにより、第１画像の階調値と反転画像の階調値とを足し合わせた際に、背景部分の階調値が欠陥部分に対して小さくなり、欠陥周辺のコントラストを出来る限り強調することができる。

【0075】

また、前述の実施形態１～３では、ＲＧＢの各色の単色光画像を生成していたが、ＹＣＭの各色の単色光画像を生成するようにしてもよい。

【0076】

また、前述の実施形態１～３では、２色の単色光画像を合成していたが、３色以上の単色光画像を合成するようにしてもよい。また、照明装置２０の照明条件（光のワークＷへの入射角度や光量）が異なる複数の白色光画像を合成するようにしてもよい。

【0077】

また、前述の実施形態１～３では、ワークＷの二次元画像を用いていたが、三次元画像を用いるようにしてもよい。この場合でも、各画像でワークＷの座標が同じになるように撮影する。

【0078】

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0079】

ここに開示された技術は、検査対象物の表面に形成された欠陥を検査する際に有用である。

【符号の説明】

【0080】

１ 外観検査装置
１０ カメラ
２０ 照明装置
１００ コントローラ（検査部）
Ｗ ワーク（検査対象物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】