特開 2022-7302 表面検査装置、モバイル端末、及び、プログラム

(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】P2022007302

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】表面検査装置、モバイル端末、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20220105BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020110200

(22)【出願日】2020-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100214514

【弁理士】

【氏名又は名称】鳴村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】本多 正彦

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA89

2G051AB07

2G051BA20

2G051CA03

2G051CA04

2G051CB01

2G051EA08

2G051EA11

2G051EA16

2G051EA21

2G051EB01

2G051EC03

(57)【要約】

【課題】より手軽に被検査体の表面を検査することができる表面検査装置を提供する。
【解決手段】表面検査装置は、携帯性を有する。そして、検査画像を表示する表示部と、前記検査画像が投影された被検査体の表面を撮影することによって、複数の撮影画像を取得する撮影部と、前記複数の撮影画像に基づいて、前記被検査体の表面に存在する欠陥を明瞭化した処理画像を生成する演算部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

携帯性を有する表面検査装置であって、
検査画像を表示する表示部と、
前記検査画像が投影された被検査体の表面を撮影することによって、複数の撮影画像を取得する撮影部と、
前記複数の撮影画像に基づいて、前記被検査体の表面に存在する欠陥を明瞭化した処理画像を生成する演算部と、
を備える表面検査装置。

【請求項2】

前記表示部は、前記検査画像及び前記処理画像を表示する単一の表示素子を含む、
請求項１に記載の表面検査装置。

【請求項3】

前記表示部、前記撮影部及び前記演算部を収容する単一の筐体をさらに備える、
請求項１または２に記載の表面検査装置。

【請求項4】

前記筐体に取り付けられ、前記被検査体に対する前記筐体の相対位置を固定するアタッチメントをさらに備える、
請求項３に記載の表面検査装置。

【請求項5】

前記表示部、前記撮影部及び前記演算部に電力を供給する蓄電池をさらに備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の表面検査装置。

【請求項6】

外部機器と無線通信を行う手段をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の表面検査装置。

【請求項7】

前記撮影部は、
撮像素子と、
前記撮像素子に被写体の光学像を結像する光学系と、
前記撮像素子及び前記光学系の振動を計測する慣性センサと、
前記慣性センサにより計測された振動に関する情報に基づいて、前記撮像素子又は前記光学系を移動させる移動機構と、
を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の表面検査装置。

【請求項8】

前記演算部は、前記複数の撮影画像各々にブレ補正処理を施した画像に基づいて、前記処理画像を生成する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の表面検査装置。

【請求項9】

前記検査画像は、パターンが一方向に移動する動画である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の表面検査装置。

【請求項10】

前記パターンは、明領域及び暗領域からなる縞状パターンである、
請求項９に記載の表面検査装置。

【請求項11】

検査画像を表示する表示素子と、
前記検査画像が投影された被検査体の表面を撮影することによって、複数の撮影画像を取得する撮像素子と、
前記複数の撮影画像に基づいて、前記被検査体の表面に存在しうる欠陥を明瞭化した処理画像を生成する画像生成手段と、
を備え、
前記処理画像が前記表示素子に表示される、モバイル端末。

【請求項12】

表示素子及び撮像素子を備えるモバイル端末のコンピュータに、
前記表示素子に検査画像を表示する第１表示処理と、
前記撮像素子により前記検査画像が投影された被検査体の表面を撮影することによって、複数の撮影画像を取得する撮影処理と、
前記複数の撮影画像に基づいて、前記被検査体の表面に存在しうる欠陥を明瞭化した処理画像を生成する画像生成処理と、
前記処理画像を前記表示素子に表示する第２表示処理と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表面検査装置、モバイル端末、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

被検査体、例えば自動車のボディに存在するキズ、塗装剥がれ等の欠陥を検出する技術の開発が進められている。例えば特許文献１には、検査画像を表示する照明装置と、当該照明装置により照明された被検査体を複数回撮影することで、複数の撮影画像を得るカメラと、当該複数の撮影画像に基づいて、被検査体の欠陥の有無を検査する検査手段と、を備える画像検査装置、が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２２７４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される画像検査装置は、主に据置き型として利用されるものと推察され、可搬性あるいは携帯性に乏しいものと推察される。画像検査装置を容易に持ち運ぶことができれば、より手軽に被検査体の表面を検査することができると考えられる。

【0005】

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主に、より手軽に被検査体の表面を検査することができる表面検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための、本開示の一実施態様に係る表面検査装置は、携帯性を有する表面検査装置であって、検査画像を表示する表示部と、前記検査画像が投影された被検査体の表面を撮影することによって、複数の撮影画像を取得する撮影部と、前記複数の撮影画像に基づいて、前記被検査体の表面に存在する欠陥を明瞭化した処理画像を生成する演算部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

上記構成の表面検査装置は、携帯性を有しているため、より手軽に被検査体の表面を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態による表面検査装置の外観を示す正面図である。

【図2】第１の実施形態による表面検査装置の構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態による表面検査装置のコンピュータが実行する検査処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】第１の実施形態において、表面検査装置の表示部が検査画像を表示する様子を示す模式図である。

【図5】第１の実施形態において、表面検査装置の撮影部が被検査体の表面を撮影する様子を示す模式図である。

【図6】第１の実施形態において、差分画像を生成する際の概念図である。

【図7】第１の実施形態において、第１加工画像を生成する際の概念図である。

【図8】第１の実施形態において、第２加工画像を生成する際の概念図である。

【図9】第１の実施形態において、二値画像を生成する際の概念図である。

【図10】第１の実施形態において、表面検査装置の表示部が二値画像を表示する様子を示す模式図である。

【図11】第１の実施形態の第１変形例において、表面検査装置にアタッチメントが装着される様子を示す模式図である。

【図12】第１の実施形態の第２変形例による撮影部の構成を示す模式図である。

【図13】第１の実施形態の第３変形例による演算部を示すブロック図である。

【図14】第２の実施形態による表面検査装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態による表面検査装置１の構造及び構成について説明する。表面検査装置１には、例えば、市販されるスマートフォンが利用される。

【0010】

まず、図１に示される表面検査装置１の正面図を参照して、表面検査装置１の外観構造を説明する。

【0011】

表面検査装置１は、主に、所定の画像を表示する表示部１２と、被写体を撮影することができる撮影部１３と、表示部１２及び撮影部１３を収容する筐体１１と、を有する。筐体１１の側面には、表面検査装置１の動作又は表示部１２による表示のＯＮ／ＯＦＦを制御する電源ボタン１４１ｐ，撮影部１３による被写体の撮影を制御するシャッターボタン１４１ｓ等の操作ボタン１４１が設けられている。なお、表面検査装置１は、一般的なスマートフォンであり、通話のためのマイク１４２及びスピーカ１４３を具備する。

【0012】

次に、図２に示される表面検査装置１のブロック図を参照して、表面検査装置１のハードウェア構成及び機能構成を説明する。

【0013】

表面検査装置１は、表示部１２，撮影部１３，操作ボタン１４１，マイク１４２及びスピーカ１４３に加え、さらに、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６，ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１７及び通信部１８を備える。これらのハードウェアユニットは、プリント配線基板の上に載置されるか、または、プリント配線基板に設けられるコネクタを介して当該プリント配線基板と電気的に接続されて、筐体１１のなかに収容される。

【0014】

ＣＰＵ（演算部）１５は、各種演算処理を行い、表面検査装置１の全体動作を統括制御する。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１７に記憶される制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ１６にロードして、各種機能に関する演算，各種ハードウェアユニットの制御等を行う。ＣＰＵ１５は、制御プログラムにしたがって、例えば、表示部１２に所望の画像を表示し、また、撮影部１３により被写体を撮影する。さらに、ＣＰＵ１５は、撮影部１３により撮影された画像，ＲＯＭ１７に記憶される画像等の加工及び合成に係る処理を行う。

【0015】

ＲＡＭ１６は、例えば、アプリケーションプログラム，ハードウェアユニットに設定される数値情報等を一時的に記憶する。ＲＡＭ１６には、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ），ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）等の揮発性メモリが用いられる。

【0016】

ＲＯＭ１７は、例えば、撮影部１３により撮影された画像，被写体の表面検査に係るプログラム１７１等を長期的に記憶する。ＲＯＭ１７には、例えば、マスクＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の不揮発性メモリが用いられる。

【0017】

通信部１８は、アンテナ１８２を介して、携帯電話基地局と無線通信を行う通信モジュール１８１を含む。通信モジュール１８１は、高周波回路，ベースバンド回路等を含む。

【0018】

通信モジュール１８１は、ＣＰＵ１５からの通信信号を変調し、アンテナ１８２を介して当該変調された高周波信号を携帯電話基地局に送信する。当該通信信号は、例えば、マイク１４２により検出された音声信号である。

【0019】

また、通信モジュール１８１は、アンテナ１８２を介して受信した高周波信号を復調し、当該復調された通信信号をＣＰＵ１５に転送する。当該通信信号は、例えば、ＣＰＵ１５により音声信号に変換され、スピーカ１４３から出力される。

【0020】

なお、通信部１８は、ＣＰＵ１５が実行する制御プログラムを、基地局を介して所定のサーバからダウンロードすることができる。当該制御プログラムには、後述の検査処理を記述するプログラム１７１が含まれる。

【0021】

表示部１２は、所定の画像を表示する表示素子１２１を含む。表示素子１２１には、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）素子，有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ―Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等が用いられる。または、ＬＣＤ素子，有機ＥＬ素子等にタッチセンサを重ねて配置したタッチパネルデバイスを用いてもよい。

【0022】

表示部１２は、ＣＰＵ１５から出力される画像信号に基づいて、当該画像信号が表す画像を表示素子１２１に表示する。または、ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、ＲＯＭ１７に記憶される画像データが表す画像を、表示素子１２１に表示する。

【0023】

撮影部１３は、例えば、光信号を電気信号に変換する撮像素子（光電変換素子）１３１，撮像素子１３１上に被写体の光学像を結像する光学系１３２等を含む。撮像素子１３１には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサが用いられる。光学系１３２は、凸レンズ，凹レンズ等の光学レンズを含み、例えば焦点距離が２４ｍｍ以下の超広角レンズを構成する。

【0024】

撮影部１３は、ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、撮像素子１３１により取得された画像データをＲＯＭ１７に記憶する。ＣＰＵ１５は、ユーザによりシャッターボタン１４１ｓが操作されたタイミングで、撮影部１３に当該制御信号を送信する。なお、撮影部１３は、被写体に対するピント，ブレ等の状態を解析して，自律的に、撮像素子１３１により取得される画像データをＲＯＭ１７に記憶してもよい。

【0025】

なお、表面検査装置１は、各ハードウェアユニットに電力を供給する蓄電池１９をさらに備える。蓄電池１９には、例えばリチウムイオン電池が用いられる。

【0026】

続いて、ＣＰＵ（演算部）１５の機能構成について説明する。本実施形態において、ＣＰＵ１５は、主に、撮影部１３により取得された複数の撮影画像を加工及び合成する手段として機能する。具体的には、撮影部１３により取得された複数の撮影画像を合成することによって差分画像を生成する差分画像生成手段１５１、当該差分画像を加工することによって第１加工画像及び第２加工画像を生成する第１加工画像生成手段１５２及び第２加工画像生成手段１５３、並びに、当該第１加工画像及び当該第２加工画像に基づいて二値画像を生成する二値画像生成手段１５４、として機能する。これらの画像生成手段１５１～１５４として機能するＣＰＵ１５は、後述する検査処理のステップＳ１３１～Ｓ１３４をそれぞれ実行して、各種の処理画像を生成する。

【0027】

次に、図３に示されるフローチャートを参照して、ＣＰＵ１５が実行する検査処理を説明する。本検査処理を記述するプログラム１７１は、ＲＯＭ１７に記憶されており、例えば、ユーザによる開始の操作によって実行される。

【0028】

ＣＰＵ１５は、第１表示処理ステップＳ１１０において、表示部１２に、検査画像Ｐ_αを表示させる。検査画像Ｐ_αを表す画像データは、例えばＲＯＭ１７に記憶されている。

【0029】

図４に、表示部１２に検査画像Ｐ_αが表示される様子を示す。検査画像Ｐ_αは、例えば、第１の方向Ｘに延伸する明領域Ｗ及び暗領域Ｂが第２の方向Ｙに周期的に配列する縞状パターンが、第２の方向Ｙに一定の速さで移動（スクロール）する動画である。

【0030】

なお、明領域Ｗとは、輝度が相対的に高い領域であり、ここでは白を表示する領域とする。また、暗領域Ｂとは、輝度が相対的に低い領域であり、ここでは黒を表示する領域とする。

【0031】

図３に戻って、ＣＰＵ１５による検査処理の説明を続ける。ユーザによりシャッターボタン１４１ｓが操作されると、ステップＳ１２０に移行する。

【0032】

ＣＰＵ１５は、撮影処理ステップＳ１２０において、撮影部１３に、検査画像Ｐ_αが投影された被検査体Ｋの表面を撮影させる。これによって、被検査体Ｋの表面を写す複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎ（Ｎ：１より大きい任意の整数）を取得する。撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎは、例えばモノクロ写真である。

【0033】

図５に、撮影部１３により、被検査体Ｋの表面を撮影する様子を示す。表示部１２に検査画像Ｐ_αを表示させた状態で、表面検査装置１を被検査体Ｋに近づけると、表示部１２に表示される検査画像Ｐ_αが被検査体Ｋの表面に投影される。

【0034】

検査画像Ｐ_αは、縞状パターンが一方向に移動する動画である。このため、検査画像Ｐ_αが投影された被検査体Ｋの表面を異なる時点において複数回撮影すると、被検査体Ｋの表面において明領域Ｗが投影される領域Ｗ_Ｋ及び暗領域Ｂが投影される領域Ｂ_Ｋの位置が異なる複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎを得ることができる。

【0035】

図３に戻って、ＣＰＵ１５による検査処理の説明を続ける。

【0036】

ＣＰＵ１５は、画像生成処理ステップＳ１３０において、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎに基づいて、被検査体Ｋの表面に存在す欠陥Ｋｄを明瞭化した処理画像を生成する。画像生成処理ステップＳ１３０は、例えば、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎに基づいて差分画像Ｐ_γを生成するステップＳ１３１（図６）と、差分画像Ｐ_γに基づいて第１加工画像Ｐ_δ ^１及び第２加工画像Ｐ_δ ^２を生成するステップＳ１３２（図７），Ｓ１３３（図８）と、第１加工画像Ｐ_δ ^１及び第２加工画像Ｐ_δ ^２に基づいて二値画像Ｐ_εを生成するステップＳ１３４（図９）と、を含む。

【0037】

図６に、差分画像生成ステップＳ１３１において、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎに基づいて差分画像Ｐ_γを生成する様子を示す。ここで、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎ及び差分画像Ｐ_γは、ｎ×ｍ（ｎ，ｍ：１より大きい任意の整数）の行列状に配列された複数の画素により構成されるものとする。なお、第ｉ行第ｊ列（ｉ：１以上ｎ以下の任意の整数，ｊ：１以上ｍ以下の任意の整数）に位置する画素を［ｉ，ｊ］と表すこととする。また、各画素の明るさ（明度）を表す値を輝度値と呼ぶこととする。

【0038】

差分画像Ｐ_γの［ｉ，ｊ］に位置する画素の輝度値は、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎの［ｉ，ｊ］に位置する画素（差分画像Ｐ_γにおいて輝度値を設定しようとする画素と同じ位置の画素）のうち、最も明るい画素の輝度値から最も暗い画素の輝度値を差し引いた輝度値に基づいて設定される。具体的には、例えば、差分画像Ｐ_γの［１，１］に位置する画素の輝度値は、複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎの［１，１］に位置する画素のうち、最も明るい画素（例えば撮影画像Ｐ_β ^１における［１，１］の画素）の輝度値から、最も暗い画素（例えば撮影画像Ｐ_β ^Ｎにおける［１，１］の画素）の輝度値を差し引いた輝度値に基づいて設定される。差分画像Ｐ_γの［１，１］の画素から［ｎ，ｍ］の画素まで、同様の処理を行って、差分画像Ｐ_γの全画素の輝度値を設定する。

【0039】

被検査体Ｋの表面に欠陥Ｋｄが存在する場合、差分画像Ｐ_γにおいて、欠陥Ｋｄに対応する領域（画素群）の輝度値は、通常、その周囲の輝度値よりも低くなる。これによって、肉眼では視認し難い欠陥Ｋｄでも、差分画像Ｐ_γにおいて明瞭に欠陥を認識することができる。

【0040】

しかし、差分画像Ｐ_γでは、意匠としての被検査体Ｋの表面形状（起伏）によって、欠陥と見誤り得る像が現れることがある。また、差分画像Ｐ_γでは、欠陥と、光電変換，信号処理等の際に混入する信号ノイズに起因する像と、が見分け難い場合もある。このため、以下の画像処理が実行される。

【0041】

図７に、第１加工画像生成ステップＳ１３２において、差分画像Ｐ_γに基づいて第１加工画像Ｐ_δ ^１を生成する様子を示す。ここで、第１加工画像Ｐ_δ ^１は、ｎ×ｍの行列状に配列された複数の画素により構成されるものとする。

【0042】

ＣＰＵ１５は、第１加工画像Ｐ_δ ^１を、ｐ個（ｐ：１より大きい任意の整数）のグループ（画素群）に区分けする。例えば、１６×１６の正方行列状の画素群を単位画素群として、第１加工画像Ｐ_δ ^１を、画素が重ならないように、ｐ個（例えば１００個）の単位画素群に区分する。

【0043】

そして、ｐ個の画素群に区分される第１加工画像Ｐ_δ ^１における第ｑ番目（ｑ：１以上ｐ以下の任意の整数）の画素群Ｇ^ｑに含まれる複数の画素各々の輝度値を、対応する差分画像Ｐ_γの画素群Ｇ^ｑ（第１加工画像Ｐ_δ ^１の輝度値設定画素群と同じ位置の画素群）に含まれる複数の画素の輝度値に基づいて画一化した輝度値に設定する。具体的には、例えば［１，１］の画素を含む第１の画素群Ｇ^１に含まれる２５６（１６×１６）個の画素各々の輝度値を、対応する差分画像Ｐ_γの画素群Ｇ^１に含まれる２５６個の画素の輝度値の平均の輝度値に設定する。第１加工画像Ｐ_δ ^１の第１の画素群Ｇ^１から第ｐの画素群Ｇ^ｐまで、同様の処理を行って、第１加工画像Ｐ_δ ^１の全画素の輝度値を設定する。

【0044】

第１加工画像Ｐ_δ ^１を構成する画素各々の輝度値は、差分画像Ｐ_γの比較的広い範囲の画素の輝度値を画一化した輝度値に設定される。このため、第１加工画像Ｐ_δ ^１においては、一般にサイズが小さい欠陥Ｋｄに対応する像及び信号ノイズに起因する像は現れにくく、第１加工画像Ｐ_δ ^１は、主に、被検査体Ｋの起伏に起因した明るさの分布を反映した画像となる。

【0045】

図８に、第２加工画像生成ステップＳ１３３において、差分画像Ｐ_γに基づいて第２加工画像Ｐ_δ ^２を生成する様子を示す。ここで、第２加工画像Ｐ_δ ^２は、ｎ×ｍの行列状に配列された複数の画素により構成されるものとする。

【0046】

ＣＰＵ１５は、第２加工画像Ｐ_δ ^２を、ｕ個（ｕ：ｐより大きい任意の整数）のグループ（画素群）に区分けする。例えば、４×４の正方行列状の画素群を単位画素群として、第２加工画像Ｐ_δ ^２を、画素が重ならないように、ｕ個（例えば１６００個）の単位画素群に区分する。

【0047】

そして、ｕ個の画素群に区分される第２加工画像Ｐ_δ ^２における第ｖ番目（ｖ：１以上ｕ以下の任意の整数）の画素群ｇ^ｖに含まれる複数の画素各々の輝度値を、対応する差分画像Ｐ_γの画素群ｇ^ｖ（第２加工画像Ｐ_δ ^２の輝度値設定画素群と同じ位置の画素群）に含まれる複数の画素の輝度値に基づいて画一化した輝度値に設定する。具体的には、例えば［１，１］の画素を含む第１の画素群ｇ^１に含まれる１６（４×４）個の画素各々の輝度値を、対応する差分画像Ｐ_γの画素群ｇ^１に含まれる１６個の画素の輝度値の平均の輝度値に設定する。第２加工画像Ｐ_δ ^２の第１の画素群ｇ^１から第ｕの画素群ｇ^ｕまで、同様の処理を行って、第２加工画像Ｐ_δ ^２の全画素の輝度値を設定する。

【0048】

第２加工画像Ｐ_δ ^２を構成する画素各々の輝度値は、差分画像Ｐ_γの比較的狭い範囲に含まれる画素の輝度値を画一化した輝度値に設定される。このため、第２加工画像Ｐ_δ ^２においては、一般にサイズが小さい欠陥Ｋｄに対応する像も発現して、第２加工画像Ｐ_δ ^２は、被検査体Ｋの起伏に加え、欠陥Ｋｄに起因した明るさの分布を反映した画像となる。なお、第２加工画像Ｐ_δ ^２においても、信号ノイズに起因する像は現れにくい。

【0049】

図９に、二値画像生成ステップＳ１３４において、第１加工画像Ｐ_δ ^１及び第２加工画像Ｐ_δ ^２に基づいて二値画像Ｐ_εを生成する様子を示す。ここで、二値画像Ｐ_εは、ｎ×ｍの行列状に配列された複数の画素により構成されるものとする。

【0050】

二値画像Ｐ_εを構成する画素の輝度値は、第１加工画像Ｐ_δ ^１を構成する画素の輝度値と第２加工画像Ｐ_δ ^２を構成する画素の輝度値との比率に応じて、最大輝度値（白）か最小輝度値（黒）のいずれかに設定される。すなわち、二値画像Ｐ_εの［ｉ，ｊ］に位置する画素の輝度値は、第１加工画像Ｐ_δ ^１の［ｉ，ｊ］に位置する画素の輝度値Ｂ_ｉｊ ^１に対する第２加工画像Ｐ_δ ^２の［ｉ，ｊ］に位置する画素の輝度値Ｂ_ｉｊ ^２の比率（Ｂ_ｉｊ ^２／Ｂ_ｉｊ ^１）が、閾値未満である場合には黒に設定され、閾値以上である場合には白に設定される。具体的には、例えば、二値画像Ｐ_εの［１，１］に位置する画素の輝度値は、第１加工画像Ｐ_δ ^１の［１，１］に位置する画素の輝度値Ｂ_１１ ^１に対する第２加工画像Ｐ_δ ^２の［１，１］に位置する画素の輝度値Ｂ_１１ ^２の比率（Ｂ_１１ ^２／Ｂ_１１ ^１）が閾値未満である場合には黒に設定され、当該閾値以上である場合には白に設定される。二値画像Ｐ_εの［１，１］の画素から［ｎ，ｍ］の画素まで、同様の処理を行って、二値画像Ｐ_εの全画素の輝度値を設定する。

【0051】

第１加工画像Ｐ_δ ^１は、主に被検査体Ｋの起伏に起因した明るさの分布を反映した画像である。第２加工画像Ｐ_δ ^２は、主に被検査体Ｋの起伏及び欠陥Ｋｄに起因した明るさの分布を反映した画像である。このため、第１加工画像Ｐ_δ ^１を構成する画素の輝度値Ｂ^１に対して第２加工画像Ｐ_δ ^２を構成する画素の輝度値Ｂ^２を除算する（Ｂ^２／Ｂ^１）ことにより、被検査体Ｋの起伏の影響が低減され、欠陥Ｋｄがより明瞭化された（強調された）画像を得ることができる。

【0052】

図３に戻って、ＣＰＵ１５による検査処理の説明を続ける。

【0053】

ＣＰＵ１５は、第２表示処理ステップＳ１４０において、表示部１２に、例えば二値画像Ｐ_εを表示させる。なお、このとき、撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎ，差分画像Ｐ_γ等を併せて表示させてもよい。

【0054】

図１０に、表示部１２に二値画像Ｐ_ε（そこに写される欠陥像Ｐｄ）が表示される様子を示す。肉眼では視認し難い欠陥Ｋｄを、二値画像Ｐ_εでは明瞭に認識することができる。

【0055】

このように、本実施形態による表面検査装置１は携帯性を有しているので、据置き型の検査装置よりも手軽に、被検査体Ｋの表面に存在しうる欠陥Ｋｄを確認することができる。また、一般的なスマートフォンを表面検査装置１として利用できるので、誰でも簡単に、被検査体Ｋの表面に存在しうる欠陥Ｋｄを検査することができる。

【0056】

（第１の変形例）
第１の実施形態において、被検査体Ｋの表面を撮影する際、撮影部１３のブレ（振動）をできるだけ抑制して、より明瞭な撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎを取得することが好ましい。以下、第１の変形例として、ブレを抑えるためのアタッチメントを装着した表面検査装置について説明する。

【0057】

図１１に、撮影部１３により、被検査体Ｋの表面を撮影する様子を示す。本変形例では、筐体１１に、被検査体Ｋとの相対位置を固定するアタッチメント１１１が取り付けられている。なお、アタッチメント１１１は、表示部１２及び撮影部１３を塞がずに、筐体１１に取り付けることができる。アタッチメント１１１は、例えば樹脂により形成されており、一般的な樹脂成型方法により、所望の形状で作製することができる。

【0058】

表面検査装置１にこのようなアタッチメント１１１を装着して、アタッチメント１１１を被検査体Ｋに接触させることにより、その表面を安定的に撮影することができる。その結果、ブレが抑制された、明瞭な撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎを得ることができる。

【0059】

（第２の変形例）
第１の変形例によるアタッチメント１１１に限らず、いわゆる光学式ブレ補正処理により、明瞭な撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎを取得してもよい。以下、第２の変形例として、撮影部１３がブレ補正機構を備える表面検査装置について説明する。

【0060】

図１２に、ブレ補正機構を備える撮影部１３の構成を示す。本変形例において、撮影部１３は、撮像素子１３１及び光学系１３２に加え、さらに、加速度センサ，ジャイロセンサ等を含む慣性センサ１３３と、撮像素子１３１又は光学系１３２を移動させる移動機構１３４と、を備える。

【0061】

慣性センサ１３３は、撮影の際の撮影部１３あるいは表面検査装置１自体のブレを検出して、ＣＰＵ１５に当該ブレに関する情報を送信する。ＣＰＵ１５は、当該情報に基づいて移動機構１３４を制御し、当該ブレを相殺するように撮像素子１３１又は光学系１３２の位置を調整する。

【0062】

このようなブレ補正処理により、明瞭な撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎを得てもよい。

【0063】

（第３の変形例）
第１の変形例又は第２の変形例のように、撮影の際の撮影部１３のブレはできるだけ抑制されることが好ましい。しかし、撮影部１３のブレにより不明瞭な撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎが得られても、当該撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎに、いわゆる電子式ブレ補正処理を施して、明瞭な画像を得てもよい。以下、第３の変形例として、撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎに電子的なブレ補正処理を施す手段を有する表面検査装置について説明する。

【0064】

図１３に、ＣＰＵ１５の機能ブロック図を示す。ＣＰＵ１５は、上述した画像生成手段１５１～１５４に加え、さらにブレ補正画像生成手段１５５として機能する。

【0065】

ブレ補正画像生成手段１５５としてのＣＰＵ１５は、撮影部１３により取得された複数の撮影画像Ｐ_β ^１～Ｐ_β ^Ｎにブレ補正処理を施して、複数のブレ補正画像を生成する。ブレ補正処理には、既知の重ね合わせ方式，画像復元方式等を採用することができる。なお、本変形例において、差分画像生成手段１５１は、複数のブレ補正画像に基づいて、差分画像Ｐ_γを生成する。

【0066】

このようなブレ補正処理により、被検査体Ｋの明瞭な画像を得てもよい。

【0067】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、検査画像及び処理画像（二値画像あるいは差分画像）が共通の表示素子１２１に表示されていた。しかし、検査画像及び処理画像は、別々の表示デバイスに表示されてもよい。第２の実施形態では、検査画像が表示素子１２１に表示され、処理画像が外部モニタに表示される例を説明する。

【0068】

図１４に、第２の実施形態よる表面検査装置１ａのハードウェア構成を示す。本実施形態では、表示部１２は、検査画像Ｐ_αを表示する表示素子１２１と、処理画像（例えば二値画像）を表示する外部モニタ１２２と、を備える。

【0069】

外部モニタ１２２には、例えばＬＣＤモニタが用いられる。外部モニタ１２２は、例えば、ＣＰＵ１５から出力される画像信号に基づいて、当該画像信号が表す画像を表示する。なお、外部モニタ１２２は、例えばＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルを介してＣＰＵ１５から画像信号を受信してもよいし、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標），Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の近距離無線通信規格に基づいて、無線通信によりＣＰＵ１５から画像信号を受信してもよい。

【0070】

（その他の変形例）
以上説明した実施形態及び変形例では、表面検査装置１，１ａとしてスマートフォンを想定した。しかし、表面検査装置１，１ａは、スマートフォンに限られず、表示機能，撮影機能及び画像を加工及び合成する機能を備えたモバイル端末であればどのようなデバイスでもかまわない。例えば、ノート型パソコン，タブレット端末、ウェアラブル端末等のモバイル端末が、スマートフォンと代替できるデバイスとして利用することができる。また、少なくともＣＰＵ，ＲＡＭ及びＲＯＭを含むマイクロコンピュータと、５～１０インチ程度の画面サイズの表示素子と、例えば１００万画素以上の撮影画素数を有する撮像素子と、を組み立てて、携帯性を有する独自の表面検査装置１，１ａを作製してもよい。

【0071】

なお、携帯性を有する表面検査装置１，１ａとは、以下のいずれかの構成を有する表面検査装置をいうものとする。つまり、第１の構成として、各ハードウェアユニットが単一の筐体１１に収められているものとする。また、第２の構成として、各ハードウェアユニットが蓄電池１９により駆動されるものとする。また、第３の構成として、外部機器と無線通信を行う手段、具体的には近距離無線通信規格に基づく無線通信手段，通信部１８等を有しているものとする。最後に、第４の構成として、ユーザが容易に持ち運べる重量、例えば３ｋｇ以下の重量であるものとする。

【0072】

また、被検査体Ｋの表面に存在する欠陥Ｋｄを明瞭化する検査処理は、第１の実施形態による検査処理に限られない。肉眼では視認し難い欠陥Ｋｄを明瞭に認識できる画像処理であれば、どのような加工及び合成に係る処理であってもかまわない。

【0073】

また、そのような画像処理を、ＣＰＵ１５ではなく、外部の演算装置が行ってもよい。例えば、撮影部１３により取得された撮影画像Ｐ_βを所定のサーバに転送し、当該サーバにより画像処理が行われた画像を表示部１２に表示してもよい。

【0074】

さらに、検査画像は、第１の実施形態による検査画像Ｐ_α（図４）に限られない。例えば、特許文献１に記載される、表示部の全表示領域が明領域である検査画像でもよいし、周期が異なる２種以上の縞状パターンを含む検査画像であってもよい。

【0075】

なお、上述の実施形態及び変形例では、ＣＰＵ１５が、各種機能に関する演算，各種ハードウェアユニットの制御等をソフトウェア的に行う例を説明した。しかし、それらの演算及び制御が、例えば専用の論理回路によってハードウェア的に行われてもよい。

【0076】

以上、実施形態及びその変形例に沿って、本開示を説明したが、本開示はこれらに制限されるものではない。種々変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0077】

１ 表面検査装置
１１ 筐体
１１１ アタッチメント
１２ 表示部
１２１ 表示素子
１２２ 外部モニタ
１３ 撮影部
１３１ 撮像素子
１３２ 光学系
１３３ 慣性センサ
１３４ 移動機構
１４１ 操作ボタン
１４１ｐ 電源ボタン
１４１ｓ シャッターボタン
１４２ マイク
１４３ スピーカ
１５ ＣＰＵ（演算部）
１５１ 差分画像生成手段
１５２ 第１加工画像生成手段
１５３ 第２加工画像生成手段
１５４ 二値画像生成手段
１５５ ブレ補正画像生成手段
１６ ＲＡＭ
１７ ＲＯＭ
１７１ プログラム
１８ 通信部
１８１ 通信モジュール
１８２ アンテナ
１９ 蓄電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】