特許 7015078 検査方法および検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-25

(45)【発行日】2022-02-02

(54)【発明の名称】検査方法および検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20220126BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020199290

(22)【出願日】2020-12-01

【審査請求日】2020-12-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520470213

【氏名又は名称】鈴木 勇祐

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 勇祐

(72)【発明者】

【氏名】村井 弘道

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２１４７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１５１４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２２９０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７７８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７５６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９９５１８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査面における被検査位置にメッシュ状に近赤外線光を照射した状態で、前記近赤外線光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタを介して、ドローンに搭載したカメラから前記被検査面の法線方向に対して第１角度で前記被検査位置を撮影して第１画像を取得する第１画像取得ステップと、
前記被検査位置にメッシュ状に近赤外線光を照射した状態で、前記近赤外線光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタを介して、ドローンに搭載したカメラから前記被検査面の法線方向に対して前記第１角度とは異なる第２角度で前記被検査位置を撮影して第２画像を取得する第２画像取得ステップと、
前記第１角度をθ１とし、前記第２角度をθ２としたとき、前記第２画像の各画素の明るさを（ｃｏｓθ１／ｃｏｓθ２）倍することによって、前記第１角度と前記第２角度の違いに起因する、前記被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、前記第１画像と前記第２画像との差を算出する差分算出ステップと、を備える検査方法。

【請求項2】

前記第１画像と前記第２画像との差に基づいて前記被検査位置に凹凸が存在するか否かを判定する判定ステップを備える、請求項１に記載の検査方法。

【請求項3】

前記第１角度は、前記被検査面と正対する角度である、請求項１または２に記載の検査方法。

【請求項4】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、前記ドローンに搭載した光源から前記被検査位置に光を照射する、請求項１乃至３のいずれかに記載の検査方法。

【請求項5】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、前記ドローンに搭載された光学部材を介して前記光源から前記被検査位置に光を照射する、請求項４に記載の検査方法。

【請求項6】

被検査面における被検査位置に光を照射する光源と、
前記被検査位置にメッシュ状に近赤外線光が照射された状態で、前記近赤外線光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタを介して、前記被検査面の法線方向に対して第１角度で前記被検査位置を撮影して第１画像を取得するとともに、前記被検査位置にメッシュ状に近赤外線光が照射された状態で、前記近赤外線光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタを介して、前記被検査面の法線方向に対して前記第１角度とは異なる第２角度で前記被検査位置を撮影して第２画像を取得する、ドローンに搭載した１以上のカメラと、
前記第１角度をθ１とし、前記第２角度をθ２としたとき、前記第２画像の各画素の明るさを（ｃｏｓθ１／ｃｏｓθ２）倍することによって、前記第１角度と前記第２角度の違いに起因する、前記被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、前記第１画像と前記第２画像との差を算出する差分算出部と、を備える検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査方法および検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

検査対象の表面に凹凸があるか否かの検査をするにあたって、凹凸と黒線のような汚れとを区別するのは容易ではない。この点、特許文献１の表面検査装置によれば、薄鋼板や厚鋼板の表面における凹凸キズと汚れとを識別できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１７７８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、より精度よく検査を行える検査方法および検査システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、被検査面における被検査位置に光を照射した状態で、前記被検査面に対して第１角度で前記被検査位置を撮影して第１画像を取得する第１画像取得ステップと、前記被検査位置に光を照射した状態で、前記被検査面に対して前記第１角度とは異なる第２角度で前記被検査位置を撮影して第２画像を取得する第２画像取得ステップと、前記第１角度と前記第２角度の違いに起因する、前記被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、前記第１画像と前記第２画像との差を算出する差分算出ステップと、を備える検査方法が提供される。

【0006】

検査方法は、前記第１画像と前記第２画像との差に基づいて前記被検査位置に凹凸が存在するか否かを判定する判定ステップを備えてもよい。

【0007】

前記第１角度は、前記被検査面と正対する角度であってもよい。

【0008】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、前記被検査位置に近赤外線光を照射した状態で、前記近赤外線光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタを介して前記被検査位置を撮影することによって、前記第１画像および前記第２画像をそれぞれ取得してもよい。

【0009】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、前記被検査位置にメッシュ状に光を照射してもよい。

【0010】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、移動体に搭載したカメラから撮影することによって前記第１画像および前記第２画像をそれぞれ取得してもよい。

【0011】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、移動体に搭載した光源から前記被検査位置に光を照射してもよい。

【0012】

前記第１画像取得ステップおよび前記第２画像取得ステップでは、前記移動体に搭載された光学部材を介して前記光源から前記被検査位置に光を照射してもよい。

【0013】

本発明の別の態様によれば、被検査面における被検査位置に光を照射する光源と、前記被検査位置に光が照射された状態で、前記被検査面に対して第１角度で前記被検査位置を撮影して第１画像を取得するとともに、前記被検査位置に光が照射された状態で、前記被検査面に対して前記第１角度とは異なる第２角度で前記被検査位置を撮影して第２画像を取得する１以上のカメラと、前記第１角度と前記第２角度の違いに起因する、前記被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、前記第１画像と前記第２画像との差を算出する差分算出部と、を備える検査システムが提供される。

【発明の効果】

【0014】

撮影角度に起因する被検査位置における光の反射量の違いを正規化するため、精度よく検査できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】反射面における理想的な拡散反射モデルを模式的に示す図。

【図2】本実施形態における測定手法の概略を説明する図。

【図3A】被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合を説明する図。

【図3B】被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合を説明する図。

【図4A】被検査位置Ａ－Ｂに凹凸がある場合を説明する図。

【図4B】被検査位置Ａ－Ｂに凹凸がある場合を説明する図。

【図5A】被検査位置Ａ－Ｂに黒線がある場合を説明する図。

【図5B】被検査位置Ａ－Ｂに黒線がある場合を説明する図。

【図6】一実施形態に係る検査システムの概略構成を示すブロック図。

【図7】検査システムの処理動作の一例を示すフローチャート。

【図8】カメラＣｘ，Ｃｙの配置例を模式的に示す図。

【図9】被検査面が移動する場合を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0017】

上述した特許文献１に開示された手法は光切断法を応用したものであって、照射する光のラインの位置ずれをカメラで識別しているが、薄鋼板や厚鋼板といった検査対象における光の反射量が反射角度に依存することを考慮していない。加えて、光切断法においては、照射する光のライン幅より小さな凹凸を検知するのは極めて困難である。そのため、特許文献１の手法では、必ずしも精度よく被検査物における凹凸を検出できるとは限らないことに本願発明者らは気づいた。

【0018】

そこで、本実施形態では、光の反射量が反射角度に依存することを考慮し、より高精度に被検査面の凹凸を検出できるようにした。まずは、その原理を説明する。

【0019】

図１は、反射面における理想的な拡散反射モデルを模式的に示す図である。本明細書では、反射面の法線方向を基準とする角度を「反射面に対する角度」と呼ぶ。なお、前提として、反射量は光の入射角度には依存しない。

【0020】

図示のように、法線方向への反射量は高く、反射面に対する角度θが大きいほど反射量は低くなる。具体的には、法線方向への反射量（光の強度）がＩ０である場合、反射面に対して角度θをなす方向への反射量（光の強度）はＩ０ｃｏｓθとなる（ランベルトの原理）。

【0021】

図２は、本実施形態における測定手法の概略を説明する図である。同図における被検査位置は、被検査面Ｔにおける点Ａと点Ｂとの間である（以下「被検査位置Ａ－Ｂ」という）とする。

【0022】

本実施形態の一例では、被検査位置Ａ－Ｂに光を照射した状態で、被検査位置Ａ－ＢをカメラＣｘ，Ｃｙで撮影して２つの画像ＩＭＧｘ，ＩＭＧｙをそれぞれ取得する。ここで、被検査面Ｔに対するカメラＣｘ，Ｃｙの撮影角度（カメラＣｘ，Ｃｙの光軸と法線方向とのなす角、以下同じ）は互いに異なる。説明を簡略化するため、カメラＣｘの撮影角度を０度（すなわち、被検査面Ｔに正対）とし、カメラＣｙの撮影角度をθとする。そして、撮影角度が異なる２つの画像を以下のような正規化を行った上で比較することによって、黒線を検出することなく、凹凸を検出できる。

【0023】

なお、本実施形態では、カメラＣｘ，Ｃｙと被検査面Ｔとの距離が１０ｍ程度、カメラＣｘ，Ｃｙの画角が３０度程度であることを想定している。この場合、被検査位置Ａ－Ｂ間における任意の位置と、カメラＣｘ，Ｃｙとの距離はほぼ一定とみなせる。

【0024】

図３Ａおよび図３Ｂは、被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合を説明する図である。

【0025】

図３Ａ（ａ）および図３Ａ（ｂ）は、それぞれ、カメラＣｘ，Ｃｙからの画像ＩＭＧｘ，ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｘ，Ｉｙを示している。被検査位置Ａ－Ｂ間に凹凸も黒線もない場合、両画像ＩＭＧｘ，ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｘ，Ｉｙは一定値である。より具体的には、図１で述べた理由により、画像ＩＭＧｘにおける明るさＩｘがＩ０である場合、画像ＩＭＧｙにおける明るさＩｙはＩ０ｃｏｓθである。なお、図３Ａの符号ａで示すベクトルの大きさが明るさＩ０に対応しており、符号ｂで示すベクトルの大きさが明るさＩ０ｃｏｓθに対応している。

【0026】

図３Ｂ（ａ）は図３Ａ（ａ）の再掲である。

【0027】

図３Ｂ（ｂ）は、図３Ａ（ｂ）に示す画像ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｙを正規化した明るさＩｙ’を示している。ここでの正規化とは、カメラＣｘ，Ｃｙの撮影角度の違いをキャンセルするための処理であり、具体的には明るさＩｙをｃｏｓθで割ることでＩｙ’が算出される。すなわち、Ｉｙ’＝Ｉｙ／ｃｏｓθである。図３Ａ（ｂ）に示したように、被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合、明るさＩｙ＝Ｉ０ｃｏｓθであるから、明るさＩｙ’＝Ｉｙ／ｃｏｓθ＝Ｉ０である。

【0028】

なお、正規化として、アフィン変換などにより、撮影角度の違いに起因する被検査位置の歪みを正規化する処理をさらに行ってもよい。

【0029】

図３Ｂ（ｃ）は、明るさＩｘ，Ｉｙ’の差ｄＩを示している。上述したように、被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合、明るさＩｘ＝Ｉｙ’＝Ｉ０であるから、差ｄＩ＝Ｉｘ－Ｉｙ’＝０となる。

【0030】

このように、被検査位置Ａ－Ｂに凹凸も黒線もない場合、差ｄＩは０となる。

【0031】

図４Ａおよび図４Ｂは、被検査位置Ａ－Ｂに凹凸がある場合を説明する図である。図４Ａは、被検査位置Ａ－Ｂのうち、位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間には凹凸も黒線もないが、位置Ｃ－Ｄに凹部（クラック）がある例を示している。説明を簡略化するため、この凹部の断面は位置Ｃ－Ｄ間の中央である位置Ｍが最も深い二等辺三角形状としている。

【0032】

図４Ａ（ａ）はカメラＣｘからの画像ＩＭＧｘにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｘを示している。位置Ａ－Ｃ間および位置Ｄ－Ｂ間には凹凸も黒線もないので、明るさＩｘは一定値Ｉ０である。

【0033】

位置Ｃ－Ｍ間では、位置Ｃ－Ｍを含む面に対するカメラＣｘの撮影角度は法線方向からずれる（０度でなくなる）ため、明るさＩｘはＩ０より小さくなる。同様に、位置Ｍ－Ｄ間でも、位置Ｍ－Ｄを含む面に対するカメラＣｘの撮影角度は法線方向からずれるため、明るさＩｘはＩ０より小さくなる。なお、図４Ａの符号ｃで示すベクトルの大きさが位置Ｃ－Ｍ間およびＭ－Ｄ間の明るさＩｘに対応している。

【0034】

図４Ａ（ｂ）はカメラＣｙからの画像ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｙを示している。位置Ａ－Ｃ間および位置Ｄ－Ｂ間には凹凸も黒線もないので、明るさＩｙは一定値Ｉ０ｃｏｓθである。

【0035】

位置Ｃ－Ｍ間では、位置Ｃ－Ｍを含む面に対するカメラＣｙの撮影角度は法線方向に近づく（θより小さくなる）ため、明るさＩｙはＩ０ｃｏｓθより大きくなる。なお、図４Ａの符号ｄで示すベクトルの大きさが位置Ｃ－Ｍ間の明るさＩｙに対応している。

【0036】

位置Ｍ－Ｄ間では、位置Ｍ－Ｄを含む面に対するカメラＣｙの撮影角度は法線方向から大きくずれてほとんど９０度となる（撮影角度が位置Ｍ－Ｄを含む面とほぼ平行となる）ため、明るさＩｙはほとんど０となる。

【0037】

図４Ｂ（ａ）は図４Ａ（ａ）の再掲である。

【0038】

図４Ｂ（ｂ）は、図４Ａ（ｂ）に示す画像ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｙを正規化した明るさＩｙ’を示している。同図に示すように、被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間には凹凸も黒線もないため、明るさＩｙ’＝Ｉｙ／ｃｏｓθ＝Ｉ０である。被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ｃ－Ｍ間では、明るさＩｙ＞Ｉ０ｃｏｓθであるから、Ｉｙ’＞Ｉ０である。被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ｍ－Ｄ間では、明るさＩｙ＜Ｉ０ｃｏｓθであるから、Ｉｙ’＜Ｉ０である。いずれにしても、位置Ｃ－Ｄ間では、明るさＩｙ’≠Ｉ０である。

【0039】

図４Ｂ（ｃ）は、明るさＩｘ，Ｉｙ’の差ｄＩを示している。上述したように、被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間では、明るさＩｘ＝Ｉｙ’＝Ｉ０であるから、差ｄＩ＝Ｉｘ－Ｉｙ’＝０となる。一方、凹凸がある位置Ｃ－Ｄ間は明るさＩｙ’≠Ｉ０であるから、差ｄＩ≠０となる。

【0040】

このように、被検査位置Ａ－Ｂのうち、凹凸も黒線もない位置では差ｄＩが０となり、凹凸がある位置では差ｄＩが０でなくなる。よって、差ｄＩに基づいて凹凸があること、および、その位置を特定できる。

【0041】

図５Ａおよび図５Ｂは、被検査位置Ａ－Ｂに黒線がある場合を説明する図である。図５Ａは、被検査位置Ａ－Ｂのうち、位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間には凹凸も黒線もないが、位置Ｃ－Ｄに黒線がある例を示している。

【0042】

図５Ａ（ａ）はカメラＣｘからの画像ＩＭＧｘにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｘを示している。位置Ａ－Ｃ間および位置Ｄ－Ｂ間には凹凸も黒線もないので、明るさＩｘ＝Ｉ０である。

【0043】

一方、位置Ｃ－Ｄ間では、黒線によって反射量が低くなる（ここでは１／ｋになるとする）。よって、明るさＩｘ＝Ｉ０／ｋとなる。なお、図５Ａの符号ｅで示すベクトルの大きさが位置Ｃ－Ｄ間の明るさＩｘ（＝Ｉ０／ｋ）に対応している。

【0044】

図５Ａ（ｂ）はカメラＣｙからの画像ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｙを示している。位置Ａ－Ｃ間および位置Ｄ－Ｂ間には凹凸も黒線もないので、明るさＩｙは一定値Ｉ０ｃｏｓθである。

【0045】

一方、位置Ｃ－Ｄ間では、黒線によって反射量が１／ｋになる。よって、明るさＩｙ＝Ｉ０ｃｏｓθ／ｋとなる。なお、図５Ａの符号ｆで示すベクトルの大きさが位置Ｃ－Ｄ間の明るさＩｙ（＝Ｉ０ｃｏｓθ／ｋ）に対応している。
図５Ｂ（ａ）は図５Ａ（ａ）の再掲である。

【0046】

図５Ｂ（ｂ）は、図５Ａ（ｂ）に示す画像ＩＭＧｙにおける被検査位置Ａ－Ｂ間に対応する画素の明るさＩｙを正規化した明るさＩｙ’を示している。同図に示すように、被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間には凹凸も黒線もないため、明るさＩｙ’＝Ｉｙ／ｃｏｓθ＝Ｉ０である。被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ｃ－Ｄ間では、明るさＩｙ＝Ｉ０ｃｏｓθ／ｋであるから、Ｉｙ’＝Ｉ０／ｋである。

【0047】

図５Ｂ（ｃ）は、明るさＩｘ，Ｉｙ’の差ｄＩを示している。上述したように、被検査位置Ａ－Ｂのうち位置Ａ－Ｃ間およびＤ－Ｂ間では、明るさＩｘ＝Ｉｙ’＝Ｉ０であるから、差ｄＩ＝Ｉｘ－Ｉｙ’＝０となる。一方、黒線ある位置Ｃ－Ｄ間は明るさＩｘ＝Ｉｙ’＝Ｉ０／ｋであるから、差ｄＩ＝０となる。

【0048】

このように、被検査位置Ａ－Ｂのうち、凹凸も黒線もない位置でも、黒線がある位置でも、いずれにしても差ｄＩが０となる。よって、黒線は検出されない。

【0049】

以上、図３Ａ～図５Ｂを用いて説明したように、本実施形態では、被検査面Ｔにおける被検査位置Ａ－Ｂを２つの角度から撮影した２つの画像を、角度の違いに起因する光の反射量の違いを正規化した上で比較する。これにより、黒線を検出することなく、精度よく凹凸を検出できる。

【0050】

図６は、一実施形態に係る検査システムの概略構成を示すブロック図である。

【0051】

検査システムは、上述したカメラＣｘ，Ｃｙに加え、光源ＬＳを備え得る。光源ＬＳは、例えばレーザであって、被検査面における被検査位置に光を照射する。光の種類に特に制限はなく、可視光でもよいが、近赤外光であるのが望ましい。特に屋外で検査を行う場合に、太陽光などの外光の影響を受けにくいためである。この場合、近赤外光の波長を通過帯域とする帯域通過フィルタＦｘ，Ｆｙを介してカメラＣｘ，Ｃｙが撮影を行うのが望ましい。

【0052】

光照射の一例として、検査システムが光学部材ＯＭを備え、光源ＬＳからの光が光学部材ＯＭを介して被検査位置に照射されてもよい。光学部材ＯＭは、例えば、ポリゴンミラーなどのミラーである。光源ＬＳからのレーザ光はコリメートされている。よって、ポリゴンミラーなどの光学部材ＯＭを用いる場合、光源ＬＳから被検査位置への距離において光の拡がりはごく僅かであり、また、被検査位置に到達するまでの光の減衰は無視できる程度である。

【0053】

光照射の別の例として、光学部材ＯＭが、ロッドレンズ、シリンドリカルレンズ、パウエルレンズなどのレンズであって、光源ＬＳからの光が光学部材ＯＭを介して光を拡げられることにより、ラインビームを被検査位置に照射してもよい。仮に光源ＬＳからの光が減衰したとしても、光を意図的に拡げることで検査が可能となる。ラインビームの強度分布が一定となるようレンズ系を設計することにより、被検査位置におけるいずれの点においても一定強度の光が照射される。

【0054】

また、照射する光の形状はライン状に限らず、例えば、互いに直交する複数のライン（縦方向のラインと横方向のライン）から構成されるメッシュ状（格子状）でもよい。メッシュ状とすることで、１度の撮影でより多くの位置を検査できる。

【0055】

なお、被検査位置において照射される光の強度にムラがある場合、強度分布を予め取得してキャリブレーションすることによって、強度ムラの影響を抑制できる。

【0056】

検査システムが移動体１を備え、カメラＣｘ，Ｃｙ、光源ＬＳ、光学部材ＯＭの一部または全部が移動体１に搭載されてもよい。カメラＣｘ，Ｃｙを移動体１に固定することで、撮影角度を一定に保てる。この場合、カメラＣｘ，Ｃｙは光軸が互いに非平行になるよう配置されるのがよい。移動体１に特に制限はないが、例えば検査対象が道路である場合には車両が好適であり、検査対象が風力発電装置のブレードである場合はドローンが好適である。

【0057】

また、検査システムは検査装置２を備える。検査装置２は、画像取得部２１と、正規化部２２と、差分算出部２３と、判定部２４と、制御部２５とを有する。これら各部の一部または全部は、ハードウェアで実装されてもよいし、プロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現されてもよい。また、検査装置２の各部は、一台の装置に設けられてもよいし、複数の装置に分散して設けられてもよい。

【0058】

画像取得部２１は、カメラＣｘによる撮影で得られた画像ＩＭＧｘと、カメラＣｙによる撮影で得られた画像ＩＭＧｙとを取得する。画像ＩＭＧｘ，ＩＭＧｙは不図示のディスプレイに表示されてもよい。

【0059】

正規化部２２は、カメラＣｘ，Ｃｙによる撮影角度の違いを正規化して、画像ＩＭＧｙを正規化した正規化画像を生成する。

【0060】

具体的には、正規化部２２は、撮影角度の違いに起因する、被検査面における光の反射量の違いを正規化する。さらに具体的には、カメラＣｘによる撮影角度がθ１で、カメラＣｙによる撮影角度がθ２である場合、正規化部２２は、画像ＩＭＧｙの各画素の明るさを（ｃｏｓθ１／ｃｏｓθ２）倍することによって、正規化画像を生成する。正規化画像は不図示のディスプレイに表示されてもよい。

【0061】

また、正規化部２２は撮影角度の違いに起因する被検査位置の歪みを正規化してもよい。具体的には、正規化部２２は、画像ＩＭＧｙに対してアフィン変換を行って、撮影方向を揃えてもよい。

【0062】

差分算出部２３は、画像ＩＭＧｘと正規化画像との差を算出し、差分画像を生成する。すなわち、差分算出部２３は、カメラＣｘ，Ｃｙの撮影角度の違いに起因する、被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、画像ＩＭＧｘと画像ＩＭＧｙとの差を算出する。差分画像は不図示のディスプレイに表示されてもよい。

【0063】

判定部２４は、差分画像（すなわち、画像ＩＭＧｘと正規化画像との差）に基づいて、被検査位置に凹凸が存在するか否かを判定する。具体的には、判定部２４は、差分画像における明るさと、所定の閾値との比較によって判定を行う。例えば、判定部２４は、被検査位置のうち、明るさが閾値未満である画素に対応する位置には凹凸がないと判定し、明るさが閾値以上である画素に対応する位置には凹凸があると判定する。このような判定により、凹凸の有無および凹凸がある場合の位置を検出できる。

【0064】

制御部２５はカメラＣｘ，Ｃｙおよび光源ＬＳを制御する。具体的には、制御部２５は、カメラＣｘ，Ｃｙによる撮影タイミングや、光源ＬＳによる光照射タイミングを制御する。

【0065】

図７は、検査システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。光源ＬＳから被検査位置に光を照射した状態で、カメラＣｘが所定の撮影角度（例えば正対する角度）で被検査位置を撮影して得られる画像ＩＭＧｘを画像取得部２１が取得する（ステップＳ２１）。また、光源ＬＳから被検査位置に光を照射した状態で、カメラＣｙが所定の撮影角度（例えば正対から外れた角度）で被検査位置を撮影して得られる画像ＩＭＧｙを画像取得部２１が取得する（ステップＳ２２）。なお、画像ＩＭＧｘ，ＩＭＧｙの取得は順次に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

【0066】

続いて、正規化部２２は、カメラＣｘによる撮影角度とカメラＣｙによる撮影角度を正規化する（ステップＳ２３）。特に、正規化部２２は、撮影角度の違いに起因する、被検査位置における光の反射量を正規化し、カメラＣｙからの画像ＩＭＧｙを正規化して正規化画像を生成する。そして、差分算出部２３はカメラＣｘからの画像ＩＭＧｘと正規化画像との差を算出し、差分画像を生成する（ステップＳ２４）。差分画像に基づいて、判定部２４は被検査位置に凹凸が存在するか否か、存在する場合にはその位置を判定する。

【0067】

以上述べたように、本実施形態では、互いに異なる撮影角度で被検査位置を撮影して２つの画像を生成し、撮影角度の違いを正規化した上で２つの画像を比較する。そのため、精度よく被検査位置における凹凸を検出できる。

【0068】

なお、図６に示した検査システムの構成および図７に示した検査システムの処理動作は例示にすぎず、種々の変形が可能である。

【0069】

例えば、図８に示すように、２つのカメラＣｘ，Ｃｙの光軸が平行になるよう配置し、画角における異なる位置に被検査位置Ａ－Ｂが位置するようにしてもよい。

【0070】

また、カメラは１台でもよい。すなわち、被検査位置に光を照射した状態で、カメラを用いてある撮影角度で撮影を行い、続いて、撮影角度を変更して同一カメラを用いて撮影を行ってもよい。あるいは、カメラは固定で被検査面が移動してもよい。すなわち、図９に示すように、被検査面がある場所Ｐ１にある時に被検査位置Ａ－Ｂに光を照射した状態でカメラが撮影を行い、続いて、被検査面が移動して別の場所Ｐ２にある時に被検査位置Ａ－Ｂに光を照射した状態でカメラが撮影を行ってもよい。

【0071】

さらに、図７に示した処理動作の一部を人が行ってもよい。例えば、検査装置２によって生成された差分画像を見ながら、人が凹凸の有無や凹凸の位置を判定してもよい。

【0072】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

【符号の説明】

【0073】

Ｃｘ，Ｃｙ カメラ
ＬＳ 光源
ＯＭ 光学部材
Ｆｘ，Ｆｙ 帯域通過フィルタ
１ 移動体
２ 検査装置
２１ 画像取得部
２２ 正規化部
２３ 差分算出部
２４ 判定部
２５ 制御部

【要約】

【課題】より精度よく検査を行える検査方法および検査システムを提供する。
【解決手段】被検査面における被検査位置に光を照射した状態で、前記被検査面に対して第１角度で前記被検査位置を撮影して第１画像を取得する第１画像取得ステップと、前記被検査位置に光を照射した状態で、前記被検査面に対して前記第１角度とは異なる第２角度で前記被検査位置を撮影して第２画像を取得する第２画像取得ステップと、前記第１角度と前記第２角度の違いに起因する、前記被検査位置における光の反射量の違いを正規化した上で、前記第１画像と前記第２画像との差を算出する差分算出ステップと、を備える検査方法が提供される。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】